大型管道自動鋪設焊接機車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供大型管道自動鋪設焊接機車，包括主支架組件、底盤組件、履帶組件，所述主支架組件固定在所述底盤組件上，所述履帶組件固定在所述底盤組件上，所述主支架組件由上至下依次設置有機械臂組件、切割修正坡口胎具，所述底盤組件由左至右依次設置有可升降掛鉤組件、中間支撐組件和可收放的焊接加熱胎具，所述中間支撐組件的內(nèi)側壁底端與所述焊接胎具內(nèi)側壁的底端處于同一水平線上。本實用新型的有益效果是可在丘陵復雜地形鋪設焊接作業(yè)的能大幅降低施工成本的、高度自動化的、高工作效率的、結構簡潔，易于操作維護和轉場的，保證焊接質量的、產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益的大型管道自動鋪設焊接機車裝置。
【專利說明】
大型管道自動鋪設焊接機車
技術領域
[0001]本實用新型涉及大型管道鋪設焊接設備領域，尤其是涉及一種大型管道自動鋪設焊接機車。【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的石油管道(特別是1.6*12米的大型管道)的敷設，多采用先挖溝槽，然后將管道預放在溝槽旁，通過吊車和工人的配合，將管道放置到溝槽內(nèi)，最后對正和焊接，整個敷設過程需要大量的人員參與，甚至多達70余人，但是敷設速度非常慢，平均一天敷設兩根，且人工找平焊接，存在一定的焊接隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種可在丘陵復雜地形鋪設焊接作業(yè)的能大幅降低施工成本的高度自動化的施工高效的結構簡潔，易于操作維護和轉場的，保證焊接質量的大型管道自動鋪設焊接機車裝置。
[0004]本實用新型的技術方案是:
[0005]大型管道自動鋪設焊接機車，包括主支架組件、底盤組件、履帶組件，
[0006]所述主支架組件固定在所述底盤組件上，所述履帶組件固定在所述底盤組件上，
[0007]所述主支架組件由上至下依次設置有機械臂組件、切割修正坡口胎具，收放胎具組件，
[0008]所述底盤組件由左至右依次設置有可升降掛鉤組件、中間支撐組件和焊接加熱胎具，
[0009]所述中間支撐組件的內(nèi)側壁底端與所述焊接加熱胎具內(nèi)側壁的底端處于同一水平線上。
[0010]所述機械臂組件包括通過伺服電機驅動的伸縮桿，固定在所述伸縮桿端部且與其互為轉動副的液壓臂組件，固定在所述液壓臂組件下端的抓手組件。
[0011]進一步，所述抓手組件包括外殼和設置在所述外殼內(nèi)的固定卡盤。
[0012]進一步，所述抓手組件的中心設置有攝像紅外測量裝置。[〇〇13]所述切割修正坡口胎具包括伸縮裝置，與所述伸縮裝置的運動部分的端部連接的固定裝置，與所述伸縮裝置的固定部分連接的攝像測量裝置和與所述伸縮裝置轉動連接的坡口修正刀具。
[0014]進一步，所述固定裝置包括漲緊液壓裝置，與所述漲緊液壓裝置的運動部分的端部連接的漲緊卡盤，與所述漲緊卡盤滑動連接的漲緊目，所述漲緊卡盤與所述漲緊目的接觸面為斜面，所述坡口修正刀具固定在切削轉盤上，所述切削轉盤與所述漲緊液壓裝置轉動連接。
[0015]進一步，所述固定裝置包括液壓輸送裝置，與所述液壓輸送裝置的運動部分的端部連接的固定胎具，所述固定胎具的端部內(nèi)壁設置有固定卡盤，所述坡口修正刀具固定在切削轉盤上，所述切削轉盤與所述液壓輸送裝置固定連接。
[0016]所述焊接加熱胎具包括固定裝置和固定在固定裝置上的自動焊接裝置以及與固定裝置連接一起的加熱組件，所述固定裝置包括環(huán)形的胎具固定組件，固定在所述胎具固定組件上的液壓鎖緊機構，固定在所述液壓鎖緊機構端部的環(huán)形的胎具活動組件，所述胎具固定組件和所述胎具活動組件的內(nèi)側均設置有固定卡盤，所述胎具活動組件的外側設置有攝像測量裝置，所述加熱組件包括環(huán)形的殼體組件、殼體組件內(nèi)的隔熱層以及隔熱層內(nèi)的加熱器。
[0017]進一步，所述自動焊接裝置包括儲能電阻焊接胎具或電弧自動焊接胎具。
[0018]進一步，所述的加熱器包括中/高頻加熱器或燃氣、乙炔加熱器。
[0019]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:適應各種丘陵起伏地形鋪設焊接作業(yè)，大幅降低施工成本的、高度自動化的、高工作效率的、結構簡潔、易于管道上下左右彎曲、操作維護簡便易于轉場的，保證焊接質量的、產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益的大型管道自動鋪設焊接機車裝置?！靖綀D說明】
[0020]圖1是本實用新型的主視結構不意圖；[0021 ]圖2是本實用新型的側視結構示意圖；[0〇22]圖3是本實用新型的俯視結構不意圖；
[0023]圖4是本實用新型中機械臂組件的結構示意圖；[〇〇24]圖5是本實用新型中切割修正坡口胎具的結構示意圖；[〇〇25]圖6是本實用新型中切割修正坡口胎具的另一種結構示意圖；
[0026]圖7是本實用新型中焊接加熱胎具的結構示意圖；
[0027]圖8是本實用新型在運輸前的結構示意圖；
[0028]圖9是本實用新型在運輸中的變形示意圖。
[0029]圖10是本實用新型在運輸前的整體變形示意圖。
[0030]圖中:[〇〇31]1、主支架組件2、底盤組件3、履帶組件[〇〇32]4、機械臂組件5、切割修正坡口胎具 6、焊接加熱胎具
[0033] 7、控制操縱室8、生活艙組件9、可升降吊鉤組件[〇〇34]10、中間支撐組件11、收放胎具組件[〇〇35]41、伺服電機42、伸縮桿43、液壓臂組件[〇〇36]44、抓手組件45、外殼46、第一固定卡盤[〇〇37] 47、攝像紅外測量裝置[〇〇38] 51、伸縮裝置52、第一攝像測量裝置53、坡口修正刀具[〇〇39]54、漲緊液壓裝置55、漲緊卡盤56、漲緊目
[0040]57、切削轉盤58、液壓輸送裝置59、固定胎具[〇〇41 ] 510、第二固定卡盤[〇〇42]61、胎具固定組件62、液壓鎖緊機構63、胎具活動組件[〇〇43] 64、第三固定卡盤65、第二攝像測量裝置66、自動焊接裝置
[0044]67、中/高頻加熱器68、隔熱裝置69、殼體組件【具體實施方式】
[0045]如圖1、圖2、圖3所示大型管道自動鋪設焊接機車，包括主支架組件1、底盤組件2、 履帶組件3,所述履帶組件3為可升降轉向的履帶組件，可以根據(jù)使用情況，采用單邊單履帶或者單邊雙履帶結構，圖1是顯示的單邊雙履帶結構，所述主支架組件1固定在所述底盤組件2上，所述主支架組件1通過滑塊組件連接在所述底盤組件2上，由齒輪齒條電機使得主支架組件1前后移動，所述履帶組件3固定在所述底盤組件2上，所述底盤組件2可橫向或垂直伸展收縮，便于機車進行轉運(如圖8、圖9所示，圖中顯示的單邊雙履帶結構)，所述主支架組件1由上至下依次設置有機械臂組件4、切割修正坡口胎具5和收放胎具組件11，所述底盤組件2由左至右依次設置有可升降吊鉤組件9、中間支撐組件10和焊接加熱胎具6，同時在主支架組件1前后兩端均設置有控制操縱室7,這兩個控制操縱室7均可以對機械臂組件4、切割修正坡口胎具5、收放胎具組件11和焊接加熱胎具6進行手動、自動控制，可以根據(jù)石油管道的擺放位置，靈活選擇控制操縱室7進行前后左右側的操作，轉場時操縱室7可控制收放胎具組件11收回焊接加熱胎具6、抬高及收縮底盤組件2、升降生活艙組件8,在主支架組件1 的上部，和兩個機械臂組件4之間的空間內(nèi)設置有生活艙組件8,便于使用和操作人員進行休息和物品存放，所述可升降吊鉤組件9位于本設備的左端，與焊接加熱胎具6相對應，且所述可升降吊鉤組件9可以上下升降和前后移動，所述中間支撐組件10固定在所述底盤組件2 上，為了減少管件撓度，其內(nèi)側壁底端與所述焊接加熱胎具6內(nèi)側壁的底端處于同一水平線上，用于對管道進行輔助支撐。[〇〇46]如圖4所示，所述機械臂組件4包括通過伺服電機41驅動的伸縮桿42,安裝在所述伸縮桿42滑塊上且與其互為轉動副的液壓臂組件43,所述液壓臂組件43固定在滑塊上，所述滑塊安裝在所述伸縮桿42上，且所述滑塊可由伺服電機驅動數(shù)字左右移動，固定在所述液壓臂組件43下端的抓手組件44,所述抓手組件44包括外殼45和設置在所述外殼45內(nèi)的電磁固定卡盤46，所述抓手組件44的中心設置有攝像測量裝置47，利用攝像測量裝置47引導抓手組件44獲取管件，其抓手組件移動的位移坐標被及時記錄，便于抓手組件能夠準確的定位及回歸原位，抓手組件將管件帶入X軸0點位置完成坡口修成后再將管件帶入Y軸0點位置。[〇〇47]如圖5所示，所述切割修正坡口胎具5包括伸縮裝置51，與所述伸縮裝置51的運動部分的端部連接的固定裝置，與所述伸縮裝置51的固定部分連接的第一攝像測量裝置52和與所述伸縮裝置51轉動連接的坡口修正刀具53。所述切割修正坡口胎具5將兩個需要對接的管件的相對應端面的長軸調整一致，同時該胎具的所述第一攝像測量裝置52用于測量管件兩端橢圓度，當管道放置在所述切割修正坡口胎具5中后，管件兩端同時打磨坡口，同時也可以保證管道的垂直度，所述固定裝置包括漲緊液壓裝置54，與所述漲緊液壓裝置54的運動部分的端部連接的漲緊卡盤55，與所述漲緊卡盤55滑動連接的漲緊目56，所述漲緊卡盤55與所述漲緊目56的接觸面為斜面，所述坡口修正刀具53固定在切削轉盤57上，所述切削轉盤57與所述漲緊液壓裝置54轉動連接。[〇〇48]當機械臂組件4將管件帶入Y軸止點后，管件兩端的所述切割修正坡口胎具5的伸縮裝置51伸出，將固定裝置伸入管件內(nèi)，同時漲緊液壓裝置54動作，帶動漲緊卡盤55回縮， 漲緊卡盤55通過與所述漲緊目56接觸的斜面將，所述漲緊目56頂?shù)焦艿赖膬?nèi)壁上，鎖住管件，驅動切削轉盤57轉動，實現(xiàn)管件左右端面的坡口修正的銑切加工，同時切削轉盤57上的測量裝置完成管件左右端面橢圓度的測量。[〇〇49]同時，所述切割修正坡口胎具5也可以采用如圖6所示的結構，所述切割修正坡口胎具5包括伸縮裝置51，與所述伸縮裝置51的運動部分的端部連接的固定裝置，與所述伸縮裝置51的固定部分連接的第一攝像測量裝置52和與所述伸縮裝置51轉動連接的坡口修正刀具53,所述固定裝置包括液壓輸送裝置58,與所述液壓輸送裝置58的運動部分的端部連接的固定胎具59,所述固定胎具59的端部內(nèi)壁設置有第二固定卡盤510,所述坡口修正刀具 53固定在切削轉盤57上，所述切削轉盤57與所述液壓輸送裝置58固定連接。
[0050]當機械臂組件4將管道帶入Y軸止點后，管道兩端的所述切割修正坡口胎具5的伸縮裝置51伸出，使得固定裝置位于管道外，同時液壓輸送裝置58動作，帶動固定胎具59向管道方向移動，通過第二固定卡盤510鎖住管道，驅動管道轉動，實現(xiàn)管件左右端面的坡口修正的銑切加工，同時切削轉盤57上的測量裝置完成管件左右端面橢圓度的測量。
[0051]如圖7所示，所述焊接加熱胎具6包括固定裝置和固定在所述固定裝置上的自動焊接裝置66(其附近安裝有光學對照及超聲探傷用于檢測焊縫質量)以及與固定裝置連接一起的加熱組件，所述固定裝置包括環(huán)形的胎具固定組件61，固定在所述胎具固定組件61上的液壓鎖緊機構62,固定在所述液壓鎖緊機構62端部的環(huán)形的胎具活動組件63,所述胎具固定組件61和所述胎具活動組件63的內(nèi)側均設置有第三固定卡盤64,所述胎具活動組件63 的外側設置有第二攝像測量裝置65,安裝XYZ軸校準裝置，保證管件移動的準確，圖7中采用的為電弧自動焊接胎具，同樣，也可以采用儲能電阻焊接胎具，自動焊接裝置為現(xiàn)有技術， 在此不再贅述，所述加熱組件包括環(huán)形的殼體組件69、殼體組件內(nèi)的隔熱層68、隔熱層內(nèi)的加熱器67。[〇〇52]工作步驟:(敷設管道尺寸為1.6X12m)[〇〇53] 1、機械臂及抓手組件通過數(shù)字驅動將地面第一管道安置在坡口修正胎具中進行切削修正，第二管道在焊接胎具中正在焊接對縫；[〇〇54]2、第二管道完成焊接工序后機車正在移動，此時焊接胎具、中間支撐組件跟隨機車同步移動；[〇〇55]3、機車移動中遇到上/下坡地即停車對管道拐點處加熱700-900度后，機車移動焊接加熱胎具迫使管道隨地勢彎曲，管道拐點冷卻后機車繼續(xù)移動，到12m后停車，焊接胎具鎖住第二管道的左端，此時可升降吊鉤組件脫離了第二管道正在移動返回機車左端，[〇〇56]4、完成坡口修正的續(xù)接第一管道被機械臂組件數(shù)字驅動下降至Y軸0點焊接位置，可升降吊鉤組件鎖住第一管道左端，主支架組件移動使得第一管道的右端進入焊接胎具， 數(shù)字驅動調整可升降吊鉤組件使兩端面焊接對縫達到最小，然后焊接加熱胎具鎖住第一管件開始進行自動焊接工序，檢測合格完成后，跳轉至工作步驟1。
[0057]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:包括主支架組件、底盤組件、履帶組件，所述主支架組件固定在所述底盤組件上，所述履帶組件固定在所述底盤組件上，所述主支架組件由上至下依次設置有機械臂組件、切割修正坡口胎具、收放胎具組件，所述底盤組件由左至右依次設置有可升降掛鉤組件、中間支撐組件和可收放的焊接加熱胎具，所述中間支撐組件的內(nèi)側壁底端與所述焊接胎具內(nèi)側壁的底端處于同一水平線上。2.根據(jù)權利要求1所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述機械臂組件包 括通過伺服電機驅動的伸縮桿，固定在所述伸縮桿端部且與其互為轉動副的液壓臂組件， 固定在所述液壓臂組件下端的抓手組件。3.根據(jù)權利要求2所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述抓手組件包括 外殼和設置在所述外殼內(nèi)的第一固定卡盤。4.根據(jù)權利要求2所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述抓手組件的中 心設置有攝像紅外測量裝置。5.根據(jù)權利要求1所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述切割修正坡口 胎具包括伸縮裝置，與所述伸縮裝置的運動部分的端部連接的固定裝置，與所述伸縮裝置 的固定部分連接的攝像測量裝置和與所述伸縮裝置轉動連接的坡口修正刀具。6.根據(jù)權利要求5所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述固定裝置包括 漲緊液壓裝置，與所述漲緊液壓裝置的運動部分的端部連接的漲緊卡盤，與所述漲緊卡盤 滑動連接的漲緊目，所述漲緊卡盤與所述漲緊目的接觸面為斜面，所述坡口修正刀具固定 在切削轉盤上，所述切削轉盤與所述漲緊液壓裝置轉動連接。7.根據(jù)權利要求5所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述固定裝置包括 液壓輸送裝置，與所述液壓輸送裝置的運動部分的端部連接的固定胎具，所述固定胎具的 端部內(nèi)壁設置有第二固定卡盤，所述坡口修正刀具固定在切削轉盤上，所述切削轉盤與所 述液壓輸送裝置固定連接。8.根據(jù)權利要求1所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述焊接加熱胎具 包括固定裝置和固定在所述固定裝置上的自動焊接裝置以及與固定裝置連接一起的加熱 組件，所述加熱組件包括環(huán)形的殼體組件、殼體組件內(nèi)的隔熱層、隔熱層內(nèi)的加熱器，所述 加熱器包括中/高頻加熱器或燃氣、乙炔加熱器，所述固定裝置包括環(huán)形的胎具固定組件， 固定在所述胎具固定組件上的液壓鎖緊機構，固定在所述液壓鎖緊機構端部的環(huán)形的胎具 活動組件，所述胎具固定組件和所述胎具活動組件的內(nèi)側均設置有第三固定卡盤，所述胎 具活動組件的外側設置有攝像測量裝置。9.根據(jù)權利要求8所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述自動焊接裝置 包括儲能電阻焊接胎具或電弧自動焊接胎具。10.根據(jù)權利要求1所述的大型管道自動鋪設焊接機車，其特征在于:所述收放胎具組 件包括連接主機架上的旋轉伸縮機械臂組件和與其連接的胎具機械臂組件。
【文檔編號】B23K37/00GK205571756SQ201521111432
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】戰(zhàn)國忠
【申請人】戰(zhàn)國忠