CN113210961A - 一种大型管道焊接设备用移动定位基座及移动方法 - Google Patents

一种大型管道焊接设备用移动定位基座及移动方法 Download PDF

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薛龙
王亮
黄继强
曹莹瑜
邹勇
黄军芬
梁亚军
韩峰
张瑞英
张锐
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    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0294Transport carriages or vehicles

Abstract

本发明提供了一种大型管道焊接设备用移动定位基座及移动方法,涉及焊接设备技术领域,解决了焊接设备移动不便,且无专用移动和定位装置的技术问题。该大型管道焊接设备用移动定位基座包括移动车体、升降台、定位支撑臂、驱动模块和移动定位控制模块,移动车体底部设置有滚轮,驱动模块设置在移动车体内,与滚轮传动连接;升降台设置在移动车体顶部,定位支撑臂设置在升降台顶部,移动定位控制模块设置在移动车体内且与驱动模块电性连接;移动方法包括车体移动中位保持和焊接设备中心定位。本发明可以在大型管道中快速、精确的进行移动,方位实时可控,移动灵活;可以快速的升降定位、使焊接作业平面移动到指定位置,极大的方便了大型管道的焊接。

Description

一种大型管道焊接设备用移动定位基座及移动方法
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域,尤其是涉及一种大型管道焊接设备用移动定位基座及移动方法。
背景技术
大直径管道的焊缝一般都需要多层多道焊,使用自动化设备进行焊接时,对自动化设备的位置、定位精度、快速部署等提出了新的挑战,但目前市面上并没有针对大型管道的自动化焊接设备专用的移动与定位装置,大部分采用铺设轨道方式进行焊接设备的移动,不仅需要预先铺设轨道,费事费力,而且只能沿轨道前进,适用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型管道焊接设备用移动定位基座及移动方法,以解决现有技术中存在的焊接设备移动不便,且无专用移动和定位装置的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供的一种大型管道焊接设备用移动定位基座,包括移动车体、升降台、定位支撑臂、驱动模块和移动定位控制模块,所述移动车体底部设置有滚轮,所述驱动模块设置在所述移动车体内,与所述滚轮传动连接;所述升降台设置在所述移动车体顶部,所述定位支撑臂设置在所述升降台顶部,所述移动定位控制模块设置在所述移动车体内且与所述驱动模块电性连接。
作为本发明的进一步改进,所述移动车体四周固定有四个第一激光传感器。
作为本发明的进一步改进,所述滚轮数量为四套,所述驱动模块数量为四套,每套所述滚轮与一套所述驱动模块传动连接。
作为本发明的进一步改进,所述升降台包括电动推杆驱动式的剪式升降机和位于所述剪式升降机顶部的支撑平台。
作为本发明的进一步改进,所述支撑平台两侧各安装一个第二激光传感器。
作为本发明的进一步改进,两侧的所述第二激光传感器的出光口相反,一个朝上,一个朝下。
作为本发明的进一步改进,所述定位支撑臂包括支架、伸缩杆、支撑吸盘和第二电动推杆,所述支架固定在所述升降台顶部,所述第二电动推杆固定在所述支架上且与所述伸缩杆传动连接,所述支撑吸盘安装在所述伸缩杆末端。
作为本发明的进一步改进,所述伸缩杆数量为两根,呈V字形设置在所述支架上。
作为本发明的进一步改进,所述伸缩杆包括固定套杆和穿设在所述固定套管内的内杆,所述固定套杆穿设在所述支架上,所述第二电动推杆的输出端从所述固定套杆一端穿入与所述内杆连接。
本发明提供的一种利用所述大型管道焊接设备用移动定位基座进行焊接设备定位移动的移动方法,包括如下步骤:
步骤A、车体移动中位保持:将所述移动车体移动到大型管道内,并利用所述移动车体四周的四个第一激光传感器测量所述移动车体到管道内壁的距离,通过四个第一激光传感器测得的距离数据来调整所述滚轮前进的方向,确保所述移动车体在管道的中央行走;
步骤B、焊接设备中心定位:移动车体到达指定焊接位置时,升降台中的剪式升降机开始抬升,通过升降台一侧的第二激光传感器测量升降台到管道顶部的距离L1,通过升降台另一侧的第二激光传感器测量升降台到管道底部的距离L2,升降台到焊接平面中心的距离为d,当L1-d=L2+d时焊接平台升降到了指定的位置,停止剪式升降机的抬升,然后剪式升降机固定,定位支撑臂开始伸长,直到吸盘顶住管壁,如果升降台两侧的第二激光传感器的数据发生变化,则继续调整升降台的位置,使得焊缝平面的中心保持在管道的中心。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
本发明提供的大型管道焊接设备用移动定位基座,可以在大型管道中快速、精确的进行移动,方位实时可控,移动灵活;本发明提供的大型管道焊接设备用移动定位基座可以在大型管道焊接中进行快速的升降定位、使焊接作业平面移动到指定位置,极大的方便了大型管道的焊接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明大型管道焊接设备用移动定位基座的立体结构示意图;
图2是本发明大型管道焊接设备用移动定位基座中移动车体的立体结构示意图;
图3是本发明大型管道焊接设备用移动定位基座中升降台的侧视图;
图4是本发明大型管道焊接设备用移动定位基座中升降台的立体结构示意图;
图5是本发明大型管道焊接设备用移动定位基座中定位支撑臂的立体结构示意图;
图6是本发明大型管道焊接设备用移动定位基座应用于焊接设备时的模拟工作图。
图中1、移动车体;2、升降台;21、剪式升降机;22、支撑平台;3、定位支撑臂;31、支架;32、伸缩杆;33、支撑吸盘;34、第二电动推杆;4、滚轮;5、第一激光传感器;6、第二激光传感器;100、模拟管道截面;200、焊接平面中心。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
如图1所示,本发明提供了一种大型管道焊接设备用移动定位基座,包括移动车体1、升降台2、定位支撑臂3、驱动模块和移动定位控制模块,移动车体1底部设置有滚轮4,驱动模块设置在移动车体1内,与滚轮4传动连接;升降台2设置在移动车体1顶部,定位支撑臂3设置在升降台2顶部,移动定位控制模块设置在移动车体1内且与驱动模块电性连接。
具体的,驱动模块可以采用现有技术中控制滚轮4前进以及转向的结构,现有的很多会自动行走的车或机器人上使用的驱动结构即可。
如图2所示,为了实现移动车体1的始终中位行走,在移动车体1四周固定有四个第一激光传感器5。具体的,这四个第一激光传感器5分别布置在移动车体1前进方向左右两侧的前端和后端,最好是以车体中心点对称设置。
如图3所示,在此需要说明的是,升降台2的中心、定位支撑臂3的中心与移动车体1的中心位于同一直线上。焊接设备的焊接臂中心点也就是环缝中心点为焊接平面中心位置点。
作为本发明的一种可选实施方式,滚轮4数量为四套,驱动模块数量为四套,每套滚轮4与一套驱动模块传动连接,以实现滚轮4的独立控制行走。
如图3和图4所示,进一步的,升降台2包括电动推杆驱动式的剪式升降机21和位于剪式升降机21顶部的支撑平台22。其中电动推杆位于剪式升降机21底部,电动推杆伸缩时,能够带动剪式升降机21的升降。
定位支撑臂3固定在支撑平台22中心位置。
如图4所示,进一步的,支撑平台22两侧各安装一个第二激光传感器6。
具体的,两侧的第二激光传感器6的出光口相反,一个朝上,一个朝下,一个用于测量支撑平台22到管道顶部的距离,一个用于测量支撑平台22到管道底部的距离,根据该距离以及预先获知的升降台位于最下方时与焊接平面中心的距离之间的差值以判断焊接设备中焊接平台是否在焊接平面中心位置,从而完成中心定位工作。
如图5所示,作为本发明的一种可选实施方式,定位支撑臂3包括支架31、伸缩杆32、支撑吸盘33和第二电动推杆4,支架31固定在升降台2顶部,第二电动推杆34固定在支架31上且与伸缩杆32传动连接,支撑吸盘33安装在伸缩杆32末端。
具体的,伸缩杆32数量为两根,呈V字形设置在支架31上。
伸缩杆32包括固定套杆和穿设在固定套管内的内杆,固定套杆穿设在支架31上,第二电动推杆34的输出端从固定套杆一端穿入与内杆连接。当第二电动推杆34伸缩时会带动内杆相对于固定套杆伸出或缩回。
本发明提供的一种利用大型管道焊接设备用移动定位基座进行焊接设备定位移动的移动方法,包括如下步骤:
如图6所示,步骤A、车体移动中位保持:将移动车体移动到大型管道内,如图6所示的模拟管道截面100内,并利用移动车体四周的四个第一激光传感器测量移动车体到管道内壁的距离,通过四个第一激光传感器测得的距离数据来调整滚轮前进的方向,确保移动车体在管道的中央行走;
步骤B、焊接设备中心定位:移动车体到达指定焊接位置时,升降台中的剪式升降机开始抬升,通过升降台一侧的第二激光传感器测量升降台到管道顶部的距离L1,通过升降台另一侧的第二激光传感器测量升降台到管道底部的距离L2,升降台到焊接平面中心的距离为d,当L1-d=L2+d时焊接平台升降到了指定的位置,停止剪式升降机的抬升,然后剪式升降机固定,定位支撑臂开始伸长,直到吸盘顶住管壁,如果升降台两侧的第二激光传感器的数据发生变化,则继续调整升降台的位置,使得焊缝平面的中心200保持在管道的中心。
本发明提供的大型管道焊接设备用移动定位基座,可以在大型管道中快速、精确的进行移动,方位实时可控,移动灵活;本发明提供的大型管道焊接设备用移动定位基座可以在大型管道焊接中进行快速的升降定位、使焊接作业平面移动到指定位置,极大的方便了大型管道的焊接。
这里首先需要说明的是,“向内”是朝向容置空间中央的方向,“向外”是远离容置空间中央的方向。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,包括移动车体、升降台、定位支撑臂、驱动模块和移动定位控制模块,所述移动车体底部设置有滚轮,所述驱动模块设置在所述移动车体内,与所述滚轮传动连接;所述升降台设置在所述移动车体顶部,所述定位支撑臂设置在所述升降台顶部,所述移动定位控制模块设置在所述移动车体内且与所述驱动模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,所述移动车体四周固定有四个第一激光传感器。
3.根据权利要求1所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,所述滚轮数量为四套,所述驱动模块数量为四套,每套所述滚轮与一套所述驱动模块传动连接。
4.根据权利要求1所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,所述升降台包括电动推杆驱动式的剪式升降机和位于所述剪式升降机顶部的支撑平台。
5.根据权利要求4所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,所述支撑平台两侧各安装一个第二激光传感器。
6.根据权利要求5所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,两侧的所述第二激光传感器的出光口相反,一个朝上,一个朝下。
7.根据权利要求1所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,所述定位支撑臂包括支架、伸缩杆、支撑吸盘和第二电动推杆,所述支架固定在所述升降台顶部,所述第二电动推杆固定在所述支架上且与所述伸缩杆传动连接,所述支撑吸盘安装在所述伸缩杆末端。
8.根据权利要求7所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,所述伸缩杆数量为两根,呈V字形设置在所述支架上。
9.根据权利要求7所述的大型管道焊接设备用移动定位基座,其特征在于,所述伸缩杆包括固定套杆和穿设在所述固定套管内的内杆,所述固定套杆穿设在所述支架上,所述第二电动推杆的输出端从所述固定套杆一端穿入与所述内杆连接。
10.一种利用如权利要求1-9中任一所述的大型管道焊接设备用移动定位基座进行焊接设备定位移动的移动方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤A、车体移动中位保持:将所述移动车体移动到大型管道内,并利用所述移动车体四周的四个第一激光传感器测量所述移动车体到管道内壁的距离,通过四个第一激光传感器测得的距离数据来调整所述滚轮前进的方向,确保所述移动车体在管道的中央行走;
步骤B、焊接设备中心定位:移动车体到达指定焊接位置时,升降台中的剪式升降机开始抬升,通过升降台一侧的第二激光传感器测量升降台到管道顶部的距离L1,通过升降台另一侧的第二激光传感器测量升降台到管道底部的距离L2,升降台到焊接平面中心的距离为d,当L1-d=L2+d时焊接平台升降到了指定的位置,停止剪式升降机的抬升,然后剪式升降机固定,定位支撑臂开始伸长,直到吸盘顶住管壁,如果升降台两侧的第二激光传感器的数据发生变化,则继续调整升降台的位置,使得与焊缝平面的中心保持在管道的中心。
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