[发明专利]管桩焊接小车控制系统及焊接系统

说明书

本发明提供一种管桩焊接小车控制系统及焊接系统，包括控制器，所述控制器包括：主控模块、运动控制模块、接口电路、焊缝跟踪模块、气源控制模块、焊接电源控制模块和手持仪接口。本发明的管桩焊接小车控制系统通过设置运动控制模块控制驱动管桩焊接小车运动的步进电机工作，以控制管桩焊接小车运动，在实现随钻跟管桩的焊接控制要求的同时，可以大大降低运动控制难度和研发成本，在具有可扩展性的同时，能够快速实现产品化和市场化。

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，特别是涉及一种管桩焊接小车控制系统及焊接系统。

背景技术

大直径随钻跟管桩施工过程中需要进行上下管桩的端部焊接，目前均为人工焊接，国外SERIMAX的钢管无缝焊接系统采用野外专用的焊接室，焊接室可以用吊车按需移动，焊接室内主要应用基于钢质轨道的焊接小车，该焊接小车采用人机协同模式，可以实现天燃气等圆形管道的野外快速焊接；唐山开元自动焊接装备有限公司研发的埋弧焊焊接小车应用于压力容器、钢构建筑、桥梁等，采用轮式小车可以在固定直线轨道上进行作业；成都熊谷加世电器有限公司的焊接小车，能够对天燃气、水电压力钢管等管道进行焊接。

目前市场上较多的为用于天燃气、石油、污水等管道焊接的焊接小车，管道焊接小车可以实现垂直焊接、横向焊接和水平焊接等多种位置焊接，没有用于随钻跟管桩的专用焊接设备。由于随钻跟管桩接头的特殊钢质结构和管桩结构的加工工艺原因，施工过程中可能会出现一定的变形和直径的误差；由于管桩为竖向布置，接桩部位是侧向剪力薄弱点，焊接为横焊，焊接处坡口较大等因素，管桩焊接对焊接小车的轨道、对误差适应性、施工效率和焊接质量提出了很高的要求。目前市场上用于管道焊接和一般管桩的焊接设备不适用于随钻跟管桩的焊接。

发明内容

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种管桩焊接小车控制系统，包括控制器，所述控制器包括：主控模块、运动控制模块、接口电路、焊缝跟踪模块、气源控制模块、焊接电源控制模块和手持仪接口；其中

所述接口电路设置于所述主控模块上，与所述主控模块相连接；

所述运动控制模块与所述主控模块相连接，并经由所述接口电路与驱动管桩焊接小车运动的步进电机相连接，用于在根据接收到的所述主控模块发送的运动控制信号，控制所述步进电机工作，以控制所述管桩焊接小车运动；

所述焊缝跟踪模块，与所述主控模块相连接，用于对焊缝位置及焊缝形状进行计算并输出至所述主控模块，所述主控模块基于计算结果控制焊机工作；

所述气源控制模块与焊接气体供给管路上的压力计、流量计及气源相连接，用于基于所述压力计及所述流量计侦测的数据对所述气源进行控制；

所述焊接电源控制模块与所述主控模块相连接，用于在接收到电源控制信号时对所述焊接小车及所述焊机的电源进行控制；

所述手持仪接口设置于所述主控模块上，与所述主控模块相连接；所述主控模块经由所述手持仪接口与手持仪相连接，用于在接收到所述手持仪发送的操作指令时生成相应的控制信号。

可选地，所述步进电机包括：X轴闭环步进电机、Y轴闭环步进电机、Z轴闭环步进电机及D轴闭环步进电机；所述运动控制模块通过控制所述步进电机实现对所述焊接小车X轴、Y轴、Z轴和D轴的四自由度运动控制。

可选地，所述X轴闭环步进电机、所述Y轴闭环步进电机、所述Z轴闭环步进电机及所述D轴闭环步进电机还均与所述主控模块相连接，向所述主控模块反馈编码信息及状态信号，所述主控模块还用于基于所述编码信息及所述状态信号反馈更新运动控制信号至所述运动控制模块，所述运动控制模块基于反馈更新的运动控制信号控制所述X轴闭环步进电机、所述Y轴闭环步进电机、所述Z轴闭环步进电机及所述D轴闭环步进电机工作。

可选地，还包括声光报警控制模块，与声光报警装置相连接，用于在所述管桩焊接小车工作异常时发出报警控制信号。