[发明专利]用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道焊接机器人，尤其涉及一种用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人。

背景技术

P91钢是美国七十年代末八十年代初开发的新型马氏体耐热钢，作为一种改进的9Cr-1MoV钢种，具有高温强度高、抗氧化性能和抗蠕变性能好以及具有相对高的热传导性与低的热膨胀率等特点，已成为一大批新建超临界机组、超超临界机组锅炉最关键部件用钢，如近年来的许多大型火力发电站机组建设中，主蒸汽管道都普遍采用P91钢。P91钢填补了铁素体钢与奥氏体钢间的空白，其焊件具有较小的截面尺寸，有效地降低了焊件壁厚，减少了材料用量，降低了管道热应力，减少了热疲劳裂纹的危险。

然而，众所周知，焊接劳动强度大，工作条件恶劣，特别是P91钢等特殊钢材的焊接，其焊接过程复杂，工艺特殊，且质量要求高，传统焊接工艺的实施主要依靠手工操作实施，手工操作具有以下三大特点：烟尘多，热辐射强，危险性高。在这种环境下长期工作对焊工的身体极为不利，同时容易导致工人疲劳，难以保证焊接质量的稳定。焊接工作环境、焊接产品和工艺的复杂性、焊接质量和精度的高要求，迫切需要实现焊接自动化，用“机器代替人焊接”。

随着21世纪计算机与自动化技术的发展，工业机器人技术成为当今世界最引人瞩目的高新产业之一，焊接机器人领域也取得了巨大进步。近年来，焊接机器人以其效率高、通用性强、质量稳定、工作可靠等优点，受到人们越来越多的重视，目前己广泛应用于船舶、汽车、兵器、铁路车辆、建筑机械等行业，对提高焊接质量、降低成产成本起到了重大作用，焊接机器人的优势归纳如下：

1)可在恶劣环境场工作，甚至可在极限条件下完成人工难以进行的焊接作业，改善工人劳动环境；2)可一天24小时连续工作，提高生产率；3)保证焊接质量稳定性和均一性；4)降低对工人操作技术的要求；5)缩短生产周期，减少相应投资；6)可以实现小批量产品的焊接自动化。

焊接机器人可以实现用稳定的工艺条件保证产品焊接质量并满足产品各项性能指标要求，同时焊缝成形良好，满足产品外观质量要求，可以说，焊接机器人是焊接自动化的革命性进步。

但是，目前市面上还没有出现适应于野外特殊钢材（P91钢）管道焊接的专用焊接机器人，现阶段还是采用传统手工焊接野外的特殊钢材管道，同样存在焊接烟尘多、热辐射强、危险性高、焊接质量不稳定、效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的有出现适应于野外特殊钢材（如P91钢）管道焊接的专用焊接机器人，现阶段还是采用传统手工焊接野外的特殊钢材管道，同样存在焊接烟尘多、热辐射强、危险性高、焊接质量不稳定、效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：包括

焊接车，完成焊接任务的执行单元；

辅助车，完成焊接的前期任务和后期的处理任务；

智能监控单元，负责对焊接车、辅助车的监测与控制，实现焊接作业的可视化跟踪与人工干预；

电源单元，提供焊接过程的工作电源；

所述焊接车为两辆，辅助车为两辆，焊接车与辅助车间隔分布在管道的外侧，相邻之间的焊接车与辅助车通过弹性约束单元相连接，所述智能监控单元通过传输电缆分别与各焊接车、辅助车相连接。

前述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述焊接车包括行走机构、焊枪机构和送丝机构，所述行走机构为复合轮式机构，包括位于焊接车底部两侧的轮子，轮子分别通过金属杆活动连接至焊接车的车厢底部，金属杆绕焊接车车厢底部的连接支点360°转动，通过智能监控单元内的伺服电机控制轮子，实现焊接车正、反向360°行走。