CN115026480A - 一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋导管加工技术领域，公开了一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置和方法，装置包括主管传送结构、支管传送结构和视觉定位焊接结构，主管传送结构水平设置，且能左右平移，其包括两个变位机，用于夹持主管；支管传送结构设置在主管传送结构的一侧，且能前后平移运动，其上设置有支管夹持结构，支管夹持结构用于夹持支管使其以夹持位置为中心旋转，且支管夹持结构能上下平移；视觉定位焊接结构设置在主管传送结构两侧，且能够左右平移运动，视觉定位焊接结构的焊接机械臂上设置有视觉定位单元。本发明能够解决海洋导管架大管径大壁厚管件的接头拼装误差，以及该些误差导致的难以实现全自动焊接的难题。

Description

一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置及方法

技术领域

本发明属于海洋导管加工技术领域，更具体地，涉及一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置及方法。

背景技术

海洋石油工程固定式导管架平台是海上油气资源开采中应用最为普遍的结构形式，是由大量的管管相贯节点，如T、K、Y形导管的相贯节点，焊接而形成的空间桁架结构，能够满足钢结构技术日益完善背景下人们对新颖独特造型的追求。作为主要受力承载结构的焊接节点，还要承受风暴、海浪等极端载荷，容易因应力集中而发生疲劳破坏。因此，T、K、Y形导管的焊接节点处质量的好坏，是决定导管架服役寿命的关键。

针对海洋平台T、K、Y形导管架节点焊接，国内外目前受限于技术条件，其管件装配仍借助吊车，通过人工调整管件位置来实现装配，焊接也大多依靠人工完成，存在装配难度大、焊接效率低、工人劳动强度大、工作环境恶劣，且手工焊接质量难以保证等问题。其中，在主管与支管的组对装配中，存在的问题包括：主管相贯线中心轴的水平度需反复调整，由于管件大且重，吊机运动幅度难以精确调整，因此主管相贯线位置精度难以保证；且在形成K或Y形导管架时，支管的姿态也要通过吊机反复调整，使其焊接端口能与主管焊接坡口相对应，这样会耗费大量时间和人力，生产效率低下。同时，在T、K、Y形导管架装配缝的焊接过程中，通常存在的问题有：存在小夹角焊缝，焊接人员难以准确观察拼缝和焊道位置；施焊灵活性因空间狭小也受到限制，导致焊接后经过UT检测会存在未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷；运用自动焊接技术焊接，也存在只能先焊完主管一侧的装配缝，再将焊接装置拆卸移动到主管另一侧，对剩余的装配缝进行焊接，无法快速完成整圈自动焊接；当前自动化焊接只能实现一道打底焊接，后续只能通过大量的人工示教完成多道填充层和最后的盖面层焊接，无法实现TKY节点全自动化焊接，焊接过程耗费时间和人力，焊接效率较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种海洋平台导管架自动装配和焊接的装置及方法，以解决现有的海洋平台导管架不能全自动装配焊接的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，所述装置包括主管传送结构、支管传送结构和视觉定位焊接结构，其中：

所述主管传送结构水平设置，且能左右平移，其包括两个变位机，两个所述变位机用于夹持主管的两端并使主管绕其中心轴旋转；

所述支管传送结构设置在所述主管传送结构的一侧，且能沿前后方向平移，其上设置有支管夹持结构，所述支管夹持结构用于夹持支管使其以夹持位置为中心旋转，且所述支管夹持结构能上下平移；

所述视觉定位焊接结构包括两组，分别设置在所述主管传送结构的两侧，且均能够左右平移，所述视觉定位焊接结构设置有视觉定位单元，所述视觉定位单元用于获取主管和支管的第一三维点云数据；

所述视觉定位焊接结构包括两组，分别设置在所述主管传送结构的两侧，且均能够左右平移，其用于获取主管和支管的第一三维点云数据，并根据所述第一三维点云数据，控制主管传送结构将主管上的焊接坡口转动至预设装配位置；控制所述支管传送结构调整支管的姿态和高度，将支管的焊接端口与主管上的焊接坡口对接，形成预设形状导管；还用于对所述预设形状导管的装配缝进行全自动多道焊接。

进一步地，视觉定位焊接结构包括自动焊接机器人和视觉定位单元，所述视觉定位单元用于获取所述第一三维点云数据，所述自动焊接机器人包括数据处理单元、控制单元和焊接执行单元，所述视觉定位单元设置在所述焊接执行单元上，用于获取所述第一三维点云数据，所述处理单元用于处理所述第一三维点云数据，所述控制单元用于接收处理后的第一三维点云数据，并基于处理后的第一三维点云数据控制主管传送结构和支管传送结构装配管件，以及控制焊接执行单元对装配后的管件进行焊接。

进一步地，所述预设装配位置为主管上的焊接坡口朝向支管，且主管焊接坡口的中心轴线与水平面垂直。

进一步地，所述预设形状导管包括K形、T形或Y形导管。

进一步地，所述装置还包括沿左右方向设置的第一导轨，所述变位机设置在所述第一导轨上。

进一步地，所述装置还包括沿前后方向设置的第二导轨，所述支管传送结构设置在所述第二导轨上。

进一步地，所述支管传送结构还包括支管传送柱，所述支管夹持结构的一端设置在所述支管传送柱上，所述支管夹持结构能上下在柱体上运动，其另一端设置有能旋转的夹持件。

进一步地，所述支管传送柱上竖直设置有第三导轨，所述支管夹持结构一端设置在所述第三导轨上。

进一步地，所述支管传送柱包括底座和设置在底座上的柱体，所述柱体能绕底座中心轴旋转，带动所述支管夹持结构旋转。

进一步地，所述装置还包括沿左右方向设置的第四导轨，所述视觉定位焊接结构设置在所述第四导轨上。

根据本发明的另一个方面，还提供一种海洋平台导管架全自动装配焊接的方法，所述方法能采用如前任一所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置实现，所述方法包括：

S1、支管夹持结构夹持支管并将其运送至主管正上方，两组视觉定位焊接结构扫描获取主管和支管的第一三维点云数据；

S2、视觉定位焊接结构根据所述第一三维点云数据控制主管传送结构将主管转动至预设装配位置；视觉定位焊接结构还根据所述三维点云数据，控制支管传送结构调整支管的高度和姿态，以将支管焊接端口与主管上的焊接坡口对接，形成预设形状导管；

S3、两组所述视觉定位焊接结构扫描各自相对的半圈两管间装配缝，获得整圈装配缝的第二三维点云数据，根据所述第二三维点云数据，每组视觉定位焊接结构对各自对应的半圈装配缝同时进行打底层焊接，直至得到整圈打底焊缝；

S4、两组视觉定位焊接结构扫描各自相对的半圈打底层焊缝，获得整圈打底层焊缝的第三三维点云数据，根据所述第三三维点云数据，每组视觉定位焊接结构对各自对应的半圈打底层焊缝进行第一层填充层焊接，直至得到整圈第一填充层焊缝；

S5、两组视觉定位焊接结构扫描各自相对的半圈第一填充层焊缝，获得整圈第一填充层焊缝的第四三维点云数据，根据所述第四三维点云数据，每组视觉定位焊接结构对各自对应的半圈第一填充层焊缝进行第二层填充层焊接，直至得到整圈第二填充层焊缝；

S6、重复步骤S5,直至得到最后一层填充层焊缝，两组视觉定位焊接结构扫描各自相对的半圈最后一层填充层焊缝，从而获得整圈最后一层填充层焊缝的第五三维点云数据，根据所述第五三维点云数据，每组视觉定位焊接结构对各自对应的半圈最后一层填充层焊缝进行盖面层焊接，直至完成整圈盖面层焊接。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，主要具备以下优点：

1、本发明的装置，能够应用于海洋导管架的大管径、大壁厚、大重量管件的装配焊接，通过设置能左右平移运动的主管传送结构将主管运送到加工位置，以及设置在主管传送结构的一侧、且能沿前后方向平移运动的支管传送结构，该结构上有支管夹持结构，能将支管夹持抱紧后运送到主管上方，并使支管以夹持位置为中心旋转至预设位姿，支管夹持结构还能竖直上下运动，从而带动支管高度发生变化。视觉定位焊接结构上设置有视觉定位单元，视觉定位单元可以识别主管和支管的三维点云数据，将三维点云数据在视觉定位焊接结构上拟合处理形成三维点云模型。基于该三维点云模型，主管传送结构和支管传送结构能根据主管焊接坡口和支管焊接端口的位置信息来调整主管和支管的姿态和位置，从而将二者精确装配于一体。主管传送结构和支管传送结构沿左右或前后的直线运动、支管夹持结构沿竖直方向的直线运动和焊接机器人的沿左右方向的平移运动，以及对支管和主管位姿的调整，均可以基于三维坐标点云模型社通过控制程序精准定位，有利于实现两管的精准装配，并且各运动结构间能够通过预设程序合理动作，避免发生碰撞。

2、本发明的中主管和支管自动装配，并形成预设形状导管架的装配缝后，视觉定位焊接结构通过扫描装配缝，获取其三维点云模型，并基于该三维点云模型实现自动焊接第一道打底层，视觉定位焊接结构扫描该打底层焊道，获取其三维点云模型，再次利用三维点云模型进行填充层焊接，随后视觉定位单元扫描填充层焊道并利用填充层焊道的三维点云模型再次自动焊接，重复多次扫描并焊接的步骤后，完成填充层焊接以及最后的盖面层焊接，从而实现对装配缝的全自动高质量焊接，避免小夹缝遗漏、气孔、夹渣和焊接灵活性差的问题。

3、本发明中通过设置两组视觉定位焊接结构，在主管两侧同时获取管件装配缝以及后续多道焊缝的三维点云数据，并根据该些三维点云数据同时进行相应侧的半圈焊缝焊接，快速完成整圈焊缝的焊接。不需要频繁拆卸视觉定位焊接结构来完成三维数据获取及整圈焊缝焊接，大大节省了时间，提高了装配和焊接效率。

4、本发明中的自动装配焊接装置，能够通过主管传送结构、支管传送结构和视觉定位焊接结构在对应导轨上协同配合运动，在将主管和支管自动装配成K形、T形或Y形后，即可开始全自动焊接。相比于现有海洋平台导管架借助吊机装配很难实现多种形状导管的装配，并且装配后一般需先点焊固定，再由人工进行多道多层焊接的方式，本发明的全自动装配和焊接方式极大地降低了装配难度和焊接难度，提高了海洋平台导管架的加工效率及焊接质量。

5、本发明中通过设置多根导轨，使得各管件传送装置即便夹持超大管径和重量的棺材，也能够在对应的导轨上沿左右、前后或上下方向顺畅灵活移动，且可以预先设计计算机程序使各运动结构协同配合，精确移动，不会发生碰撞。

附图说明

图1是本发明实施例中的海洋平台导管架自动装配焊接的装置结构示意图；

图2是本发明实施例中的焊接K形导管一根支管时的装置结构示意图；

图3是本发明实施例中的焊接K形导管另一根支管的装置结构示意图；

图4是本发明实施例中的焊接T形导管时的装置结构示意图。

图中：11-变位机、12-第一导轨、21-支管传送柱、22-支管夹持结构、23-夹持件、24-第三导轨、25-第二导轨、3-视觉定位焊接结构、31-焊接机器人、32-视觉定位单元、33-第四导轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，为本实施例提供的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，该装置包括主管传送结构、支管传送结构和视觉定位焊接结构3，其中：

主管传送结构水平设置，且能左右平移，其包括两个变位机11，两个变位机11将主管两端夹持，并能使主管绕其中心轴旋转；支管传送结构设置在主管传送结构的一侧，且能前后平移运动，使支管接近或远离主管，其上还设置有支管夹持结构22，支管夹持结构22夹持支管管体，使其以夹持位置为中心旋转，即沿A方向旋转或沿A的反方向旋转，且支管夹持结构22能竖直上下运动，使支管离主管的直线高度发生变化。

视觉定位焊接结构3包括两组，并分别设置在主管两侧，能够同时在主管两侧完成位置信息采集和全自动多道焊接。且两组视觉定位焊接结构均能够左右平移，其用于获取主管和支管的第一三维点云数据，并根据第一三维点云数据，控制主管传送结构将主管上的焊接坡口转动至预设装配位置；控制支管传送结构调整支管的姿态和高度，将支管的焊接端口与主管上的焊接坡口对接，形成预设形状导管；还用于对预设形状导管的装配缝进行全自动多道焊接。

优选地，视觉定位焊接结构3包括自动焊接机器人31和视觉定位单元32，视觉定位单元32用于获取第一三维点云数据，自动焊接机器人31包括数据处理单元、控制单元和焊接执行单元，视觉定位单元32设置在焊接执行单元上，用于获取第一三维点云数据，处理单元用于处理第一三维点云数据，控制单元用于根据处理后的第一三维点云数据控制主管传送结构传送主管、控制支管传送结构传送支管，以及控制焊接执行单元执行焊接。

作为优选地，自动焊接机器人31将第一三维坐标点云数据拟合成三维坐标点云模型，并基于三维坐标点云模型计算主管焊接坡口的中心轴与竖直方向之间的第一夹角，其控制单元根据第一夹角控制主管传送结构将主管转动至预设装配位置；数据处理单元用于接收第一三维点云数据，并利用搭载的常规数据离线编程软件来计算支管焊接端口与主管间的直线距离，以及其中心轴与竖直方向之间的第二夹角，并根据直线距离和第二夹角控制支管传送结构调整支管的高度和姿态，以将支管焊接端口与主管上的焊接坡口对接，形成预设形状导管。

优选地，主管上的马鞍形焊接坡口的预设装配位置为主管上的焊接坡口朝向支管，且焊接坡口的中心轴线呈竖直方向。

优选地，本装置能够自动装配成的预设形状导管包括K形、T形或Y形导管等。

优选地，主管传送结构包括左右设置的第一导轨12，变位机11设置在第一导轨12上，并能沿第一导轨左右移动，调整主管位置。

优选地，支管传送结构还包括前后方向设置的第二导轨25，支管传送结构设置在第二导轨25上,沿导轨前后运动。

优选地，支管传送结构还包括支管传送柱21，支管夹持结构22一端设置在支管传送柱21上，支管夹持结构22能在柱体上上下平移运动，其远离柱体的一端设置有能旋转的夹持件23，用于夹持支管，并调整支管的姿态，使其能与主管相配合。

更优选地，支管传送柱21包括底座和设置在底座上的柱体，其柱体能绕底座中心轴旋转，带动支管夹持结构22转动，使得支管夹持结构22可以旋转朝向堆放支管母材的位置，之后可降低支管夹持结构22的高度，自动夹持所需支管，随后支管夹持结构22沿柱体上的导轨上升，将支管抬升至一定高度，如将其抬升至与主管相距200mm-400mm的高度处，并使其沿B方向或B的反方向旋转至朝向主管的方向。

优选地，支管传送柱21上上下设置有第三导轨24，支管夹持结构22一端设置在第三导轨24上,并与支管传送柱21的柱体垂直，用于使支管夹持结构升降。

优选地，本发明装置还包括左右设置的第四导轨33，视觉定位焊接结构3设置在第四导轨33上，其通过自带的自动焊接系统来控制焊接作业。

实施例2

为本实施例提供的一种海洋平台导管架全自动装配焊接的方法，该方法能在前述实施例所描述的任一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置上被执行，方法包括：

S1、支管夹持结构夹持支管并将其运送至主管正上方，两组视觉定位焊接结构3扫描获取主管和支管的第一三维点云数据；

S2、视觉定位焊接结构3根据第一三维点云数据计算主管焊接坡口的中心轴与竖直方向间的第一夹角，并根据第一夹角控制主管传送结构将主管转动至预设装配位置；视觉定位焊接结构3还根据三维点云数据，计算支管焊接端口与主管间的直线距离，以及支管焊接端口的中心轴与竖直方向之间的第二夹角，并根据直线距离和第二夹角控制支管传送结构调整支管的高度和姿态，以将支管焊接端口与主管上的焊接坡口对接，形成预设形状导管；

S3、两组视觉定位焊接结构3扫描各自相对的半圈两管间装配缝，获得整圈装配缝的第二三维点云数据，根据第二三维点云数据可分析出准确的焊接位置信息，每组视觉定位焊接结构3根据准确的焊接位置信息对各自对应的半圈装配缝同时进行打底层焊接，直至得到整圈打底焊缝；

S4、两组视觉定位焊接结构3扫描各自相对的半圈打底层焊缝，获得整圈打底层焊缝的第三三维点云数据，根据第三三维点云数据分析出准确的焊接位置信息，每组视觉定位焊接结构3继续对各自对应的半圈打底层焊缝进行第一层填充层焊接，直至得到整圈第一填充层焊缝；

S5、两组视觉定位焊接结构3扫描各自相对的半圈第一填充层焊缝，获得整圈第一填充层焊缝的第四三维点云数据，同样地，根据第四三维点云数据，每组视觉定位焊接结构3对各自对应的半圈第一填充层焊缝进行第二层填充层焊接，直至得到整圈第二填充层焊缝；

S6、重复步骤S5,直至得到最后一层填充层焊缝，两组视觉定位焊接结构3扫描各自相对的半圈最后一层填充层焊缝，从而获得整圈最后一层填充层焊缝的第五三维点云数据，根据第五三维点云数据，每组视觉定位焊接结构3对各自对应的半圈最后一层填充层焊缝进行盖面层焊接，直至完成整圈盖面层焊接。

优选地，可以运用现有的算法，如双目算法、结构光算法等，将扫描得到的三维点云数据先处理成三维点云模型，再基于三维点云模型获取准确的焊缝位置信息等，进行后续的精准焊接。

实施例3

利用实施例1的装置和实施例2的方法，进行K形导管架自动装配和焊接方法包括：

步骤1：两个变位机11中，左边一个作为从变位机，右边一个作为主变位机，从变位机沿所在导轨运动至左侧，待主管安装至主变位机上后，从变位机沿第一导轨12向右侧运动，直至其上的三爪卡具将主管固定；

步骤2：如图2所示，为焊接K形导管一根支管时的装置结构示意图，支管夹持结构22将该支管抱紧，支管传送结构1将支管沿所在第二导轨25传送至主管上方，扫描支管，获取对应的三维坐标点云数据，将三维点云数据拟合成三维坐标点云模型，并根据该模型计算支管焊接端口中心轴与竖直方向的夹角。基于该夹角，控制支管夹持结构22旋转，使支管焊接端口中心轴与竖直方向的夹角呈预设角度，本实施例预设角度优选为45度。并控制支管在第三导轨24上上下运动，从而调整支管高度，使支管处于与主管垂直距离相距200mm-400mm高度位置处，本实施例优选为300mm；

步骤3：2个视觉定位焊接结构沿第四导轨33运动至离线编程软件或装配焊接程序预先确定的理论初始位置，该理论初始位置优选为主管焊接坡口两侧，其上设置的视觉定位单元，优选为激光结构光3D相机，激光结构光3D相机广泛应用于零部件无序抓取、坡口切割等大视野3D视觉引导机器人场景。激光结构光3D相机对主管和支管进行扫描，同时也扫描到焊接坡口的轮廓，从而获得主管上焊接坡口的三维坐标点云数据，将该些数据通过常规算法处理成三维点云模型，如双目算法、结构光算法等。基于该三维点云模型计算马鞍形中心轴与竖直方向的夹角，根据获取的夹角控制变位机对主管进行旋转，以保证马鞍形焊接坡口的中心轴与竖直方向平行；

步骤4：结构光3D视觉相机扫描主管与支管的位置，获得两个管件的三维坐标点云模型，基于该模型计算焊接坡口中心轴与支管焊接端口的中心轴的水平直线距离，并基于计算出的距离来控制两个变位机沿第一导轨12同向运动至主管焊接坡口的中心轴与支管焊接端口的中心轴重合的位置，然后支管夹持结构22沿第三导轨24携带支管向下运动，从而完成主管焊接坡口与支管焊接端口的对接，完成两个管件的装配；

步骤5：结构光3D视觉相机扫描主、支管装配缝，获取装配缝位置坐标的三维点云数据，并存储于视觉焊接结构的自动焊接机器人寄存器中，并处理该些三维点云数据获得三维点云模型，根据三维点云模型来控制两组视觉定位焊接结构同时在主管两侧完成各自对应的半圈装配缝的打底焊，直至完成整圈的第一道打底焊，获得打底焊缝；

步骤6：结构光3D视觉相机再次扫描打底焊缝，获取打底焊缝轮廓位置信息的三维点云数据，并存储于自动焊接机器人寄存器，根据该些三维点云数据拟合出相应的三维坐标点云模型，并按预先设计好的填充顺序，两组视觉定位焊接结构同时在主管两侧完成各自对应的半圈焊缝的填充焊，直至得到整圈的第一道填充焊，这样能够基于三维坐标点云模型准确填满小夹缝；

步骤7：结构光3D视觉相机扫描第一道填充焊缝，采用步骤六中的扫描和焊接方法完成第二道填充焊；

步骤8：重复步骤7完成后续多层填充层，之后再扫描最后一道填充层焊缝，基于扫描数据拟合出焊缝三维点云坐标模型，并在其上进行最后一道盖面层的焊接，从而完成对着装配缝的多道焊接；

步骤9：将已焊完单根支管的K型节点移动至下一支管对应位置处；

步骤10：如图3所示，为焊接K形导管另一根支管时的装置结构示意图，支管夹持结构将另一根支管抱紧后升高到与主管相距200mm-400mm直线高度处，本实施例中选最佳高度为300mm,支管传送结构将支管沿第二导轨传送至主管上方，然后支管夹持结构22旋转，使支管与竖直方向的夹角呈负45度；

步骤11：重复步骤3-8，直至焊接完成，形成K型导管架。

实施例4

如图4所示，为焊接T形导管装配缝的示意图。仍利用实施例1的装置和实施例2的方法进行T型导管的自动装配和自动焊接，本实施例的步骤与实施例3的步骤1-8相同，仅不执行步骤2中的支管旋转的步骤即可。

实施例5

利用实施例1的装置和实施例2的方法进行Y型导管的自动装配和自动焊接，本实施例的步骤与实施例3的步骤1-8相同,仅步骤2中支管旋转角度可以为正45度，也可以为负45度，具体角度大小可根据实际需求调整。

本发明能够解决海洋石油工程传统的T、K、Y形导管在恶劣的工作环境下装配、焊接加工方式中存在的效率低、工人劳动强度大等问题，以及大管径大壁厚管件的接头拼装误差导致的难以实现全自动焊接的难题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述装置包括主管传送结构、支管传送结构和视觉定位焊接结构(3)，其中：

所述主管传送结构水平设置，且能左右平移，其包括两个变位机(11)，两个所述变位机(11)用于夹持主管的两端并使主管绕其中心轴旋转；

所述支管传送结构设置在所述主管传送结构的一侧，且能前后平移，其上设置有支管夹持结构(22)，所述支管夹持结构(22)用于夹持支管使其以夹持位置为中心旋转，且所述支管夹持结构(22)能上下平移；

所述视觉定位焊接结构(3)包括两组，分别设置在所述主管传送结构的两侧，且均能够左右平移，其用于获取主管和支管的第一三维点云数据，并根据所述第一三维点云数据，控制主管传送结构将主管上的焊接坡口转动至预设装配位置；控制所述支管传送结构调整支管的姿态和高度，将支管的焊接端口与主管上的焊接坡口对接，形成预设形状导管；还用于对所述预设形状导管的装配缝进行全自动多道焊接。

2.如权利要求1所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，视觉定位焊接结构(3)包括自动焊接机器人(31)和视觉定位单元(32)，所述视觉定位单元(32)用于获取所述第一三维点云数据，所述自动焊接机器人(31)包括数据处理单元、控制单元和焊接执行单元，所述视觉定位单元(32)设置在所述焊接执行单元上，用于获取所述第一三维点云数据，所述处理单元用于处理所述第一三维点云数据，所述控制单元用于接收处理后的第一三维点云数据，并基于处理后的第一三维点云数据控制主管传送结构和支管传送结构装配管件，以及控制焊接执行单元对装配后的管件进行焊接。

3.如权利要求1-2任一所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述预设形状导管优选包括K形、T形或Y形导管。

4.如权利要求1-2任一所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述预设装配位置为主管焊接坡口朝向支管，且主管焊接坡口的中心轴线与水平面垂直。

5.如权利要求1所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述装置还包括沿左右方向设置的第一导轨(12)，所述变位机(11)设置在所述第一导轨(12)上。

6.如权利要求1所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述装置还包括沿前后方向设置的第二导轨(25)，所述支管传送结构设置在所述第二导轨(25)上。

7.如权利要求1-6任一所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述支管传送结构还包括支管传送柱(21)，所述支管夹持结构(22)的一端设置在所述支管传送柱(21)上，并能在支管传送柱(21)上上下运动，其另一端设置有能旋转的夹持件(23)。

8.如权利要求7所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述支管传送柱(21)上沿竖直方向设置有第三导轨(24)，所述支管夹持结构(22)的一端设置在所述第三导轨(24)上，优选地，所述支管传送柱(21)包括底座和设置在底座上的柱体，所述柱体能绕底座中心轴旋转，从而带动所述支管夹持结构(22)旋转。

9.如权利要求1所述的一种海洋平台导管架的全自动装配焊接装置，其特征在于，所述装置还包括沿左右方向设置的第四导轨(33)，所述视觉定位焊接结构(3)设置在所述第四导轨(33)上。

10.一种海洋平台导管架的全自动装配焊接方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1-9任一所述的海洋平台导管架的全自动装配焊接装置实现，该方法包括：

S1、支管夹持结构夹持支管并将其运送至主管正上方，两组视觉定位焊接结构(3)扫描获取主管和支管的第一三维点云数据；

S2、视觉定位焊接结构(3)根据所述第一三维点云数据控制主管传送结构将主管转动至预设装配位置；视觉定位焊接结构(3)还根据所述三维点云数据，控制支管传送结构调整支管的高度和姿态，以将支管焊接端口与主管上的焊接坡口对接，形成预设形状导管；

S3、两组所述视觉定位焊接结构(3)扫描各自相对的半圈两管间装配缝，获得整圈装配缝的第二三维点云数据，根据所述第二三维点云数据，每组视觉定位焊接结构(3)对各自对应的半圈装配缝同时进行打底层焊接，直至得到整圈打底焊缝；

S4、两组视觉定位焊接结构(3)扫描各自相对的半圈打底层焊缝，获得整圈打底层焊缝的第三三维点云数据，根据所述第三三维点云数据，每组视觉定位焊接结构(3)对各自对应的半圈打底层焊缝进行第一层填充层焊接，直至得到整圈第一填充层焊缝；

S5、两组视觉定位焊接结构(3)扫描各自相对的半圈第一填充层焊缝，获得整圈第一填充层焊缝的第四三维点云数据，根据所述第四三维点云数据，每组视觉定位焊接结构(3)对各自对应的半圈第一填充层焊缝进行第二层填充层焊接，直至得到整圈第二填充层焊缝；

S6、重复步骤S5,直至得到最后一层填充层焊缝，两组视觉定位焊接结构(3)扫描各自相对的半圈最后一层填充层焊缝，从而获得整圈最后一层填充层焊缝的第五三维点云数据，根据所述第五三维点云数据，每组视觉定位焊接结构(3)对各自对应的半圈最后一层填充层焊缝进行盖面层焊接，直至完成整圈盖面层焊接。

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