[发明专利]一种大口径管道自动连续铺设作业的方法及作业机器人

摘要

本发明公开了一种大口径管道自动连续铺设作业的方法及作业机器人，其中作业方法为先探测抓取管件，再对管件进行坡口加工，对当前管件与前一个管件进行焊接端面的匹配，然后下方管件，对两个管件进行微调固接，最后对两个管件进行焊接；其中作业机器人包括平台、主机架、操作室、导航分系统、管件抓取输送分系统、管件端面预处理分系统、在线测量分系统、管件支撑分系统、焊接及其质量检查分系统和控制系统。本发明的作业方法科学合理，效率高且管件焊接效果好；本发明的作业机器人自动化程度高，人员占用少，劳动强度小，工作效率高，铺设周期短、铺设成本低。

主权项

1.一种大口径管道自动连续铺设作业的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)通过导航系统对施工现场进行初步定位，并将管件、挖掘设备、作业机器人和回填设备运送至施工现场；2)挖掘设备经导航系统精确定位行驶至工作位并按照规划路线连续进行土方作业，即开沟槽作业；3)将管件摆放至沟槽一侧的待定区域，其中多个管件一字排开且管件与沟槽的长度方向平行设置；4)作业机器人经导航系统精确定位行驶至已开好沟槽的起始位置，作业机器人打开伸缩支撑臂使铺设机器人平台悬起，此时该作业机器人平台的位置为系统的基准坐标0点；5)探测抓取管件并将管件运送至管件端面预处理位置；6)对管件的两个端面进行坡口加工作业，即铣车平面、铣车坡口、磨削边角毛刺作业；7)在对管件进行坡口加工作业的同时，对管件进行端面尺寸测量，分别检出管件两个端面的最大直径和最小直径，并对管件两个端面的最大和最小直径的数值及所在位置做出标记，同时在系统内记录并存储其准确坐标位置；8)将管件下放至沟槽内管件焊接水平位置，回填设备回填土方将管件固定，作业机器人则移动到下一工位；9)探测抓取当前管件并将当前管件运送至管件端面预处理位置；10)重复第6)步骤和第7)步骤；11)调出前一个管件中需要与当前管件相焊接的一个端面的尺寸测量信息，与当前管件中需要焊接的一个端面的尺寸测量信息进行比对匹配，按照最大重合面积原则，转动当前管件以调整当前管件的角度；12)将当前管件下放至沟槽内管件焊接水平位置，沿X向和Z向调整当前管件以使得当前管件和前一个管件相邻的两个端面重合接触并对两个端面进行焊接，焊接过程中4个焊枪从4个彼此对称的点同时起焊，焊缝整体至少分3层累积，每个焊枪在同一焊层负责1/4圆周的焊接，进行第二层焊接时，4个焊枪都提高一个即时焊层高度，对下一个1/4圆周进行焊接，直至达到焊接要求，焊接完成后对焊缝进行无损探伤检查，对检查出的瑕疵进行现场报警及标记并反馈给系统储存打印输出，其缺陷由系统采取补偿措施；13)回填设备回填土方将当前管件固定，作业机器人则移动到下一工位；14)循环进行步骤9)至步骤13)。