[发明专利]用于自动焊接、钎焊、切割和表面处理工艺的走车

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自动焊接、钎焊、切割和表面处理工艺等的走车(carriage)，其中该走车包括多个轮子，每个轮子可绕轴枢转，并且每个轮子都是磁性轮，其中焊接走车还包括用于支承例如焊接设备的装置。本发明还涉及操作这种走车的方法。

背景技术

在文献中，使用用于例如沿待焊接的两个表面之间的接缝运输焊接设备如焊炬的走车的焊接自动化是众所周知的，并且在工业中，其被公认为用于减少熟练焊接工人的麻烦的可行工具。

已知几个在商业上可用的系统。例如，Bug-O Systems、Gullco和ESAB提出基于轨道的系统，其中将使用永久磁铁的轻便轨道安装到焊接结构，以便沿待焊接的表面装载和引导保持焊炬的走车(使用真空杯将轨道连接到非铁结构)。这些轨道必须相当精确地、平行于接缝安装，这需要消耗人工调整轨道的时间，以便获得足够品质的焊接。此外，轨道是刚性的，不能跟随接缝轨迹上小的局部偏移。因此，人工焊接操作员必须观察焊接过程，并且进行装置的在线校正。而且，布置用于支承焊接走车的轨道很费时。此外，一旦放置了轨道，焊接走车的位置也就固定了。

在商业上，还可以从几个制造商如Bug-O、SAF、ESAB、Fronius和Migatronic得到各种各样的无轨焊接走车。通常，将这些简单使用的、自推进走车设计成处理简单的焊接任务，其中可以应用非常原始的引导机构如轨道、抓臂等等。这些走车中的一些仅用于水平焊接(例如，根据ISO 6947，平焊、PA)，而另一些走车装配有悬挂的电镀或永久磁铁，以便用于所有位置的焊接。然而，这些走车具有一些明显的缺点。例如，由于断电，电磁铁的保持力会消失，并且当在非常弯曲的表面例如导管内部，如果直径变得过小，则电磁铁和永久磁铁的保持力也会变化，并且会急剧下降。

专利说明书US 5853655公开了一种远程控制的焊接和切割走车，其装配有磁性轮以及一个或多个自动定位的、保持例如焊炬的臂。该/这些具有光传感器的马达驱动臂追踪反射带等描绘的图案。这种走车的缺点在于:其使用反射带引导，该反射带必须非常精确地附着或附加到要在其上焊接的物体。这种物体通常是很脏和/或轻微腐蚀的，这使得反射带的附着很难。此外，该带的附着必须由人工操作者手工完成。另外，由于当单轴在走车的每一侧上驱动轮子时，没有轮子是可转动的，因而该走车不能改变运动的方向。

此外，欧洲专利说明书EP 0759337公开了一种无轨走车，其中将永久磁铁并入走车体的内部。控制器保证在不使用任何导轨或轨道的情况下保持行进方向。由于在待焊接的物体和磁铁之间有一些距离，因而在一些情况下，使用并入走车体内部的磁铁不能在磁铁和待焊接的物体之间提供所需的保持力。在管道、导管或者容器内部执行仰焊时，这特别是个问题，其中相应的管道、导管或容器的尺寸具有下限。而且，未给出对追踪焊接接缝的主动控制。

专利说明书JP 2001179448公开了一种适用于自动仰焊的无轨焊接走车系统，其可以在没有使用轨道的情况下自由地在表面上行进。装载焊接设备如焊接机器的主走车可以自由地在车间地面表面上行进，同时控制通过吊杆连接到主走车的较小走车。较小走车(例如保持焊炬)转动180度，以便执行仰焊。主走车包括前组轮和后组轮。前组轮可以以与行进方向成一定角度地转动，由此调整焊接走车的方向。这种焊接走车系统特别用于仰焊。

专利说明书US 6627004也公开了一种焊接和切割走车，其装配有磁性轮和保持例如焊炬的定位臂。然而，走车和马达驱动臂仅通过焊接操作工人远程控制。

最后，在Pan，J.、Yan，B.、Gao，L.、Zhang，H.、Lu，Q.和Jin，K的文章“Crawl-type Robot Tackles Difficult Jobs”，Welding Journal，Vol.84，No.1，2005，pp.50-54中公开了一种新型的焊接走车。这种自动走车使用由一系列链条连接的永久磁铁块组成的磁性轨道，为此，在地面上移动的结构如军用坦克上走车缓慢行进。为了追踪待焊接的接缝，使用传统的激光传感器，其沿直线测量焊接接缝轮廓，与该直线相对于接缝定向的定向无关。

发明内容