RU2690897C1 - Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки - Google Patents
Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690897C1 RU2690897C1 RU2018121351A RU2018121351A RU2690897C1 RU 2690897 C1 RU2690897 C1 RU 2690897C1 RU 2018121351 A RU2018121351 A RU 2018121351A RU 2018121351 A RU2018121351 A RU 2018121351A RU 2690897 C1 RU2690897 C1 RU 2690897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- robot
- pipe
- drive
- robots
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
- B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/18—Appliances for use in repairing pipes
Abstract
Изобретение предназначено для ремонта дефектов продольных швов труб большого диаметра, изготовленных с применением технологий лазерной, гибридной лазерно-дуговой сварки. Комплекс роботизированный включает рельсовую платформу 1, установленную с возможностью перемещения на рельсах 2, расположенных вдоль опорных роликов 3, предназначенных для размещения трубы 4. Рельсовая платформа 1 содержит несущую раму 6 с колесными парами 7. Одна из колесных пар 7 связана с приводом 8 платформы 1, прикрепленным к несущей раме 1. Несущая рама 1 имеет настил 9, поверхность которого представляет собой поверхность платформы 1 с установленными на нем роботом 10 с прибором ультразвукового контроля, роботом 11 с фрезерной головкой, роботом 12 с оптической головкой и оборудованием наплавки и подачи проволоки, блоком управления 13, предназначенным для управления приводом 8 платформы 1 и роботами 10, 11, 12. Комплекс роботизированный позволяет устранить дефекты продольного шва трубы с максимальным сохранением в зоне ремонта геометрии шва за счет управляемого перемещения платформы, несущей роботы, вдоль продольного шва трубы. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использована для ремонта продольных швов труб большого диаметра, изготовленных с применением технологий лазерной, гибридной лазерно-дуговой сварки.
При производстве сварных труб с применением технологий лазерной сварки обнаруживаются два основных вида дефектов сварного шва:
- несплавление, при котором высококонцентрированный источник тепла оплавляет только одну кромку, а вторая остается не тронутой;
- газовые полости, образующиеся точно по центру шва и распределенные вдоль всего шва, но располагающиеся на различной глубине и имеющие различную форму.
Устранение названных дефектов сопряжено с проблемой выполнения ремонтного шва с максимальным сохранением геометрии продольного шва, имеющего малую ширину (до 2 мм).
Ближайший аналог к предлагаемому изобретению выявлен из патентного документа JP 2006110678 (опубликован 27.04.2006). Известный роботизированный комплекс предназначен для обнаружения дефектов промышленного оборудования, в частности, труб и представляет собой установленный на тележке робот, способный обнаруживать дефекты и восстанавливать поврежденный участок с использованием лазерного излучения.
Известный комплекс предназначен для поиска и восстановления исключительно сквозных дефектов в стенках труб малого диаметра.
Технической проблемой заявляемого изобретения является создание средства указанного назначения впервые, которое способно обеспечить технический результат, заключающийся в устранении дефектов продольного шва трубы большого диаметра, выполненного с применением технологии лазерной сварки, с максимальным сохранением в зоне ремонта геометрии шва за счет управляемого перемещения платформы, несущей роботы, вдоль продольного шва трубы. Под «сохранением геометрии продольного шва» понимается сохранение формы сварного шва в поперечном разрезе.
Для решения технической проблемы комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки, включающий рельсовую платформу, установленную с возможностью перемещения на рельсах, расположенных вдоль опорных роликов, предназначенных для размещения трубы, при этом рельсовая платформа содержит несущую раму, имеющую настил и выполненную с колесными парами, одна из которых связана с приводом платформы, прикрепленным к несущей раме, поверхность настила представляет собой поверхность платформы с установленными на нем роботом с прибором ультразвукового контроля, роботом с фрезерной головкой, роботом с оптической головкой и оборудованием наплавки и подачи проволоки, блоком управления, предназначенным для управления приводом платформы и роботами.
Привод платформы содержит электродвигатель, редуктор и муфту привода.
В качестве опорных роликов используют биконические ролики.
Наличие трех роботов определенного назначения обеспечивает возможность выполнения последовательных действий для ремонта участка сварного шва трубы, а именно: обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки.
Рельсовая платформа, содержащая несущую раму с колесными парами и настилом, конструктивно объединяет размещенное на ней технологическое оборудование, а способность рельсовой платформы перемещаться приводит к возможности доставлять роботы к участку ремонта сварного шва и последовательно позиционировать каждый робот так, чтобы соответствующий рабочий орган: прибор ультразвукового контроля, фрезерная головка, оптическая головка располагались в начальной точке выполнения необходимой операции.
Блок управления обеспечивает работу роботов и перемещение рельсовой платформы.
Для возможности выполнения операций каждым роботом труба находится на опорных роликах, размещенных вдоль рельсов с платформой, несущей необходимое оборудование. Следовательно, признак изобртения «опорные ролики» находится в функциональной взаимосвязи с остальными существенными признаками, обеспечивающими решение технической проблемы.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен участок ремонта шва трубы, вид спереди.
На фиг. 2 - то же, вид сверху.
На фиг. 3 - то же, вид сбоку.
На фиг. 4 - то же, вид спереди без трубы.
Заявляемое изобретение содержит рельсовую платформу 1, установленную с возможностью перемещения на рельсах 2, расположенных вдоль опорных роликов 3, предназначенных для размещения трубы 4, и опорно-поворотных роликов 5, предназначенных для корректировки шва трубы 4. В качестве опорных роликов 3 используют биконические ролики. Рельсовая платформа 1 содержит несущую раму 6 с колесными парами 7, одна из которых взаимосвязана с приводом 8 платформы 1 (для обеспечения перемещения платформы будет достаточно привода на одну колесную пару). Привод 8 прикреплен к несущей раме 6 и содержит электродвигатель, муфту привода и редуктор, передающий вращательное движение на ось колесной пары 7. Несущую раму 6 выполняют исходя из достаточной прочности и жесткости для обеспечения необходимой грузоподъемности платформы 1 и возможности установки и работы технологического оборудования. Несущая рама 6 имеет настил 9, поверхность которого представляет собой поверхность платформы 1 с установленными на ней роботом 10 с прибором ультразвукового контроля, роботом 11 с фрезерной головкой, роботом 12 с оптической головкой и оборудованием наплавки и подачи проволоки, блоком управления 13, предназначенным для управления приводом 8 платформы 1 и роботами 10, 11, 12. Посредством робота 10 с прибором ультразвукового контроля определяют координаты дефекта по известному дифракционно-временному методу TOFD (Time-of-flight diffraction ultrasonics). Прибором ультразвукового контроля являются ультразвуковые преобразователи, работающие в режиме генератор-приемник импульсный. Кроме того, на поверхности платформы 1 размещено вспомогательное оборудование для робота 12, а именно лазер 14, система охлаждения 15. Роботы 10, 11, 12 могут располагаться на платформе 1 в любой последовательности, но предпочтение отдается расположению роботов в последовательности выполнения операций для сохранения однонаправленного перемещения платформы 1 вдоль трубы 4. Платформа 1 оборудована лестничным спуском с перилами. Также перилами ограничена задняя и частично боковая стороны платформы 1.
Элементы роботизированного комплекса подключаются и связываются кабелями питания и управления (на чертеже не показаны). Также на платформе 1 установлены шланг подачи сжатого воздуха с пульверизатором, шланг подачи воды и бункер для металлического порошка под наплавку (на чертеже не показаны).
Комплекс роботизированный работает следующим образом.
Оператор с поста управления размещает подготовленную к ремонту трубу 4 на опорных роликах 3. Затем с помощью подъемно-поворотных роликов 5 трубу 4 поднимают выше опорных роликов 3 и ориентируют сварным швом на «12 часов».
Оператор перемещает платформу 1 по рельсам 2 к отмеченному для ремонта участку продольного шва трубы 4. Позиционируется оборудование ультразвукового контроля робота 10. В режиме ультразвукового контроля блок 13 осуществляет управление роботом 10 и приводом 8 платформы 1. При этом прибор ультразвукового контроля - рабочий орган робота 10 - перемещается, осуществляя сканирование вдоль шва трубы до обнаружения дефекта. После чего осуществляется определение геометрии дефекта (формы и размеров дефекта), места и глубины его залегания. Результаты контроля преобразуются в координатный вид с построением координатной модели дефекта, на основе которой выстраивают координатную модель выборки, данные о которой передаются в блок управления 13.
В режиме выборки дефекта блок 13 осуществляет управление роботом 11 и приводом 8 платформы 1. При этом платформа 1 перемещается на необходимое расстояние с обеспечением позиционирования робота 11 напротив участка дефекта, а фрезерная головка позиционируется в начальной точке фрезерования участка дефекта, которая соответствует координатной модели выборки; Далее выполняется операция многопроходного фрезерования, во время которой платформа 1 перемещается в течение времени выполнения выборки. В процессе фрезеровки рабочий инструмент охлаждается путем подачи смазывающей охлаждающей жидкости, кроме того, между проходами оператор, при необходимости, осуществляет очистку фрезы и выборки от стружки с помощью щеток, щупов и пульверизатора со сжатым воздухом.
В режиме заплавления выборки блок 13 осуществляет управление роботом 12 и приводом 8 платформы 1. При этом осуществляется позиционирование робота 12 напротив участка дефекта, и позиционирование оптической лазерной головки в начальной точке выборки, которая соответствует координатной модели выборки. Далее осуществляют операцию заплавления дефекта, при которой лазерное излучение генерируется лазером 14 и подается в оптическую головку, в которой фокусируется в пятно необходимого диаметра.
Заплавление включает очистку выборки с использованием оптической лазерной головки робота 12 перед каждым проходом наплавки.
Система охлаждения 15 производит охлаждение элементов оптической лазерной головки и лазера 14.
В процессе заплавления выборки блок управления 13 автоматически осуществляет позиционирование оборудования наплавки. При этом, в зависимости от размеров выборки выполняется один из двух вариантов наплавки: короткая выборка - лазерная наплавка с присадочным металлом в виде порошка, длинная выборка - лазерная наплавка с присадочным металлом в виде проволоки.
После заплавления дефекта оператор перемещает платформу 1 по рельсам 2 к следующему отмеченному для ремонта участку шва трубы 4 (если он имеется), и восстановление дефекта осуществляется аналогичным образом.
По завершении ремонта шва трубы 4 оператор переводит блок управления 13 в режим ультразвукового контроля по методу TOFD. Посредством робота 10 выполняют ультразвуковой контроль отремонтированного участка для подтверждения качества ремонта.
Заявляемый роботизированный комплекс, представляющий собой находящиеся в функциональной взаимосвязи составные части, позволяет устранить дефекты продольного шва трубы большого диаметра, нанесенного с применением технологии лазерной сварки с максимальным сохранением в зоне ремонта геометрии шва за счет управляемого перемещения платформы, несущей роботы, вдоль продольного шва трубы.
Claims (3)
1. Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки, включающий рельсовую платформу, установленную с возможностью перемещения на рельсах, расположенных вдоль опорных роликов, предназначенных для размещения трубы, при этом рельсовая платформа содержит несущую раму, имеющую настил и выполненную с колесными парами, одна из которых связана с приводом платформы, прикрепленным к несущей раме, поверхность настила представляет собой поверхность платформы с установленными на нем роботом с прибором ультразвукового контроля, роботом с фрезерной головкой, роботом с оптической головкой и оборудованием наплавки и подачи проволоки, блоком управления, предназначенным для управления приводом платформы и роботами.
2. Комплекс роботизированный по п. 1, отличающийся тем, что привод платформы содержит электродвигатель, редуктор и муфту привода.
3. Комплекс роботизированный по п. 1, отличающийся тем, что в качестве опорных роликов используют биконические ролики.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121351A RU2690897C1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121351A RU2690897C1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690897C1 true RU2690897C1 (ru) | 2019-06-06 |
Family
ID=67037992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018121351A RU2690897C1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690897C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112548483A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-26 | 莱芜盛鼎特殊冶金材料再制造有限公司 | 一种用于轧辊堆焊的自动焊接装置 |
RU2759273C1 (ru) * | 2020-12-25 | 2021-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") | Универсальный каркасный модуль и система для лазерной обработки протяженных объектов вращения |
RU2765909C1 (ru) * | 2020-12-30 | 2022-02-04 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» | Способ изготовления литейной модели |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4907169A (en) * | 1987-09-30 | 1990-03-06 | International Technical Associates | Adaptive tracking vision and guidance system |
US6274839B1 (en) * | 1998-12-04 | 2001-08-14 | Rolls-Royce Plc | Method and apparatus for building up a workpiece by deposit welding |
RU2208506C2 (ru) * | 2001-02-21 | 2003-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения | Автоматизированный участок резки и сварки металлических конструкций |
JP2005067031A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 溶着検査装置及び溶着検査方法 |
JP2006110678A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザを利用したプラント内の点検・補修方法およびそれを行うロボット |
RU2312745C2 (ru) * | 2002-04-05 | 2007-12-20 | Вольво Аэро Корпорейшн | Устройство и способ текущего контроля зоны сварки, а также система и способ управления сваркой |
-
2017
- 2017-08-16 RU RU2018121351A patent/RU2690897C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4907169A (en) * | 1987-09-30 | 1990-03-06 | International Technical Associates | Adaptive tracking vision and guidance system |
US6274839B1 (en) * | 1998-12-04 | 2001-08-14 | Rolls-Royce Plc | Method and apparatus for building up a workpiece by deposit welding |
RU2208506C2 (ru) * | 2001-02-21 | 2003-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения | Автоматизированный участок резки и сварки металлических конструкций |
RU2312745C2 (ru) * | 2002-04-05 | 2007-12-20 | Вольво Аэро Корпорейшн | Устройство и способ текущего контроля зоны сварки, а также система и способ управления сваркой |
JP2005067031A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 溶着検査装置及び溶着検査方法 |
JP2006110678A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザを利用したプラント内の点検・補修方法およびそれを行うロボット |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112548483A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-26 | 莱芜盛鼎特殊冶金材料再制造有限公司 | 一种用于轧辊堆焊的自动焊接装置 |
RU2759273C1 (ru) * | 2020-12-25 | 2021-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") | Универсальный каркасный модуль и система для лазерной обработки протяженных объектов вращения |
RU2765909C1 (ru) * | 2020-12-30 | 2022-02-04 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» | Способ изготовления литейной модели |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9751207B2 (en) | Structural assessment, maintenance, and repair apparatuses and methods | |
RU2680166C1 (ru) | Роботизированный комплекс для ремонта дефектов сварных швов труб, изготовленных с использованием технологии лазерной сварки | |
KR102094152B1 (ko) | 용접 장치 | |
RU2639182C1 (ru) | Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки | |
RU2690897C1 (ru) | Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки | |
US9193068B2 (en) | Structural assessment, maintenance, and repair apparatuses and methods | |
KR101982433B1 (ko) | 로봇 용접 시스템 및 그 용접방법 | |
EP2782701B1 (en) | System and method for modular portable welding and seam tracking | |
US20090057373A1 (en) | Multi-Purpose End Effector for Welder | |
CN106312353A (zh) | 一种u肋焊接装置及方法 | |
CN104551351A (zh) | T型接头双缝双弧tig焊接集成系统及方法 | |
CN108941948B (zh) | 一种双工位复合焊接设备及方法 | |
JP2017536245A (ja) | 保持装置、加工装置及び方法 | |
KR20080066417A (ko) | 러그 용접 로봇 시스템 및 용접 방법 | |
JP6278852B2 (ja) | 金属キャスク用伝熱銅フィンの溶接方法及び伝熱銅フィン付き金属キャスク | |
RU2656909C1 (ru) | Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки | |
KR20140002357U (ko) | 산화철 슬래그 제거장치 | |
JP2021023977A (ja) | 可搬型溶接ロボットの溶接制御方法、溶接制御装置、可搬型溶接ロボット及び溶接システム | |
CN112572525B (zh) | 一种基于双机器人的增减一体化在轨修复系统 | |
CN112903585B (zh) | 弯管焊缝缺陷的自动检测装置及其自动检测方法 | |
KR20160037322A (ko) | 용접 서보 캐리지 | |
WO2024048114A1 (ja) | 溶接作業用台車、溶接作業システムおよび溶接作業方法 | |
KR102608455B1 (ko) | 위상배열초음파탐상법을 이용한 3d프린터용 자동 비파괴검사시스템 | |
JP2007229769A (ja) | 自動スポット溶接機 | |
KR102606270B1 (ko) | 초음파탐상법을 이용한 3d프린터용 자동 비파괴검사시스템 |