[发明专利]磁吸可移动轨道式管道焊接机器人和焊接方法

说明书

本发明提供了磁吸可移动轨道式管道焊接机器人和焊接方法，包括沿圆弧形弯曲的轨道本体，轨道本体的内侧沿自身圆弧分布有定位机构，定位机构通过磁力吸附在待焊接管道上，且定位机构能带动轨道本体分别沿待焊接管道的周向及轴向运动；轨道本体上还设有焊枪安装机构，焊枪安装机构固定有自动焊枪，焊枪安装机构与轨道本体滑动连接并能沿轨道本体的圆弧运动，焊枪安装机构与定位机构在轨道本体的圆弧轴向避开。本发明轨道本体为圆弧形，通过定位机构磁力吸附在待焊接管道上，安装便利性；通过定位机构带动轨道本体沿管道周向运动与轴向运动，使轨道本体与待焊坡口之间平行且同心，提高管道自动焊接的合格率。

技术领域

本发明涉及轨道式焊接机器人技术领域，具体涉及一种磁吸可移动轨道式管道焊接机器人和焊接方法。

背景技术

管道接头通常都具有密封性的要求，对接是管道连接中较为常见的一种接头形式。针对对接接头的焊接，理想状态是通过变位机使得管道转动而焊枪无需移动，这样可使得焊接位置都处于平焊位置，焊接难度最低。但许多现场施工时管道无法做到旋转，只能依靠焊接人员采用手工焊及半自动焊进行作业；往往一个厚壁大管件的对接缝需要数位焊工，连续数日的施焊才能完成；由于手工焊受到诸多人为因素和工作环境的影响，通常一个厚壁管件接头要分多次焊，每焊约20mm后必须要进行一次检测，发现缺陷要进行清除、补焊，不仅焊工劳动强度大，更重要的是焊缝质量难以保证。

为了减少手工焊工艺对大管件对接工程带来的不良影响，提高安装工程的效率和质量，需要进行管道全位置自动化焊接机器人的研究。管道焊接机器人按照一定运动姿态高精度地移动焊枪，使焊枪沿着焊缝进行焊接作业，能实现最佳的焊接参数和焊接运动参数控制。常见的管道焊接机器人为轨道式焊接机器人，它采用封闭的轨道双焊机同时在左右两侧焊接。封闭的轨道虽然提供了更大的运动范围，两侧可以同时焊接，但是其缺点同样明显，环形封闭轨道的安装和点位就是一个难点，传统的轨道式焊接机器人一般采用分段合拢的轨道或弹性轨道，装夹定位极其麻烦，需要许多施工设备和人力实现轨道的安装。对于野外复杂的施工环境和施工人员的安全来说，现场安装封闭式轨道并不适用。

例如，公开号为CN104690456A的专利文献记载了一种管道焊接机器人，工作时，轨道的内齿圈与焊接机器人的驱动齿轮啮合以保证焊接机器人绕内齿圈运动，轨道圈与焊接机器人的内导向滚轮相切配合以实现对焊接机器人绕被焊接管道做周向运动。公开号为CN110732754A的专利文献记载了一种用于LNG管道对接的TIG焊接装置，包括环形轨道、移动小车模块和焊接模块；焊接模块设置在移动小车模块上且延伸出环形轨道。

上述现有技术同样存在上述环形封闭轨道的问题，即，安装和点位难，装夹定位麻烦等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了解决传统的轨道式焊接机器人的封闭轨道安装和定位困难的问题，本发明提供了一种磁吸可移动轨道式管道焊接机器人和焊接方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供了一种磁吸可移动轨道式管道焊接机器人，包括沿圆弧形弯曲的轨道本体，所述轨道本体的内侧沿自身圆弧分布有定位机构，定位机构通过磁力吸附在待焊接管道上，并且定位机构能带动轨道本体分别沿待焊接管道的周向及轴向运动；所述轨道本体上还设有焊枪安装机构，焊枪安装机构上固定有自动焊枪，焊枪安装机构与轨道本体滑动连接并能沿轨道本体的圆弧运动，焊枪安装机构与所述定位机构在轨道本体的圆弧轴向避开。

本发明的有益效果是：

(1)本发明轨道本体为圆弧形，通过定位机构磁力吸附在待焊接管道上，解决了轨道式焊接机器人的安装便利性需求；(2)通过定位机构带动轨道本体沿管道周向运动与轴向运动，能与待焊接管道的焊接位置进行微调，以保证轨道本体与待焊坡口之间平行且同心，提高管道自动焊接的合格率；(3)通过焊枪安装机构沿轨道本体运动，提高了全位置焊接机器人的运动平稳性。本发明适合用于野外管道轨道式焊接。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。