专利名称：一种数控钢管组焊装置的制作方法
技术领域：
一种数控钢管组焊装置技术领域[0001]本实用新型属于机械制造领域，涉及了一种数字控制的钢管组焊装置，其作用 是大型钢管组焊过程的自动调整和控制。
背景技术：
[0002]大型钢管台车可以在现场进行大型或超大型钢管的现场制造安装，在中国专利 CN2917917(申请号 200520035203.0)及 CN180;3567A(申请号 200610020101.0)提出了相 应的机构解决其工艺过程的关键设备，使水平状态的钢管制造和安装机械化得以实现。 其优点是提高了大型钢管制造的机械化程度和焊接自动化水平，同时可以减少钢管吊装 和运输的难度，降低生产成本，尤其适用于在隧洞内的大型钢管工程应用，可以获得稳 定的焊接质量和高效率生产。因钢管组焊过程中必然需要在半径方向进行调节和控制， 而采用简单的螺杆调节结构时，人员操作不便效率较低，采用普通的液压油缸调节时， 不能进行多位置尺寸的控制，而另一方面，钢管组焊回转过程通常采用人工操作控制的 方式，不能根据构件的位置和尺寸关系实行精确的控制。[0003]由此可见，在大型钢管台车中存在以下不足1)径向控制方式简单导致人工操 作复杂；2)不能直观显示尺寸、精确控制和数据记录；3)工作效率较低。发明内容[0004]本实用新型的目的是提供一种数控的钢管组焊装置，实现钢管制造过程中速度 和位移量的检测控制，有利于实现精确的程序控制和连续作业，提高工作质量和效率， 并降低人工劳动强度。[0005]本实用新型的目的是这样实现的一种具有固定机构、回转机构、径向支撑 和自动焊接装置等组成的钢管组焊装置，其特征在于，所述的钢管组焊装置具有数控装 置、回转支承、回转轴和径向支撑。[0006]所述的钢管组焊装置采用数控方式进行回转速度、角度和周长的控制，所述的 钢管组焊装置的径向回转支撑由数控方式进行分组或单独的支撑行程位移控制，所述的 钢管组焊装置在数控装置、回转机构和自动焊接装置的支持下实现钢管纵缝和环缝以及 安装环缝的自动焊接。[0007]所述的钢管组焊装置的数控装置由工控机、电机驱动卡、显示器、数据采集卡 等单元组成，以工控机作为系统控制的核心，通过DI/DO模块来接受操作人员的按键指 令及外围开关状态的输入，控制电机、液压阀、继电器、接触器等的动作。[0008]所述的数控装置包括对焊缝焊接阶段焊枪与钢管的行走速度、位移量和角度控 制、焊接电源的电流电压控制、焊丝的速度控制、焊剂或惰性气体的流量控制、焊缝加 热器温控仪的数据控制等，并记录所有焊接数据。所述的焊缝包括纵缝和环缝所有的内 侧和外侧的焊缝，所述的焊枪为单个或多个。[0009]所述的数控装置结合传感器对钢管尺寸进行对检测，包括周长、半径和管口平面度检测和记录的功能。[0010]所述的径向回转支撑具有行程位移控制，对径向支撑的行程检测控制，使每个 支撑既可单独动作，也可同时动作，通过数据采集卡获取位移传感器的位置信号，用磁 致伸缩传感器、激光或红外线测距仪或光栅尺等作位移传感，其信号接入数据采集卡， 必要的位置数据显示在显示器上，控制接线采用有线插口。在组焊过程中，钢管内的径 向支撑可以根据控制系统指令完成尺寸的自动调节，使钢管圆度达到技术标准要求。[0011]与现有的技术相比，本实用新型采用数控装置，实现机械自动化作业，形成高 度自动化程序化的制造安装作业，应用于工厂或工程的钢管制造中，使其工作效率得到 进一步提高，并显著降低劳动强度和作业人员数量。
[0012]图1是一种数控钢管组焊装置的主视图。[0013]图2是一种数控钢管组焊装置结构布置图。[0014]图3是一种钢管组焊装置的数字控制系统图。
具体实施方式
[0015]实施例1:如图1、2所示的是一种钢管组焊专用机械，由机架(11)、回转支 承(10)、减速驱动器(13)、回转支架(14)、钢管装夹装置(15)、电气柜(12)和配重 块(19)，回转支承(10)、减速驱动器(1 和焊接操作架(16)安装在机架上，回转支架 (14)经过回转支承(10)的法兰螺丝与机架(11)连接，减速驱动器(13)输出轴端的小齿 轮(17)带动回转支承(10)的大齿轮(18)，驱动回转支架(14)转动，所述的减速驱动器 (13)采用变频电机或伺服电机驱动。回转支架(14)由一组或多组径向支撑(7)组成，径 向支撑(7)前端有装夹装置(1 ，钢管或多个瓦片由装夹装置(1 固定在径向支撑(7) 上，所述的钢管装夹装置(1 采用液压夹紧或螺栓压紧的方式。机械的操作控制通过设 在电气柜(1 内的数字控制系统完成，通过集中控制实现对减速驱动器(1 、回转支架 (7)的所有电机、电磁阀操作，使回转支架(7)按照操作指令进行定速回转、分角度程序 运行，带动瓦片或钢管旋转并可实现周长方向的位移量控制，在瓦片拼装过程中，安装 一片之后一个瓦片的位移量，进行下一个瓦片拼装，依次旋转即可按照设定程序将多个 瓦片组装成钢管，在钢管调整和焊接过程中，数控操作实现不同旋转速度要求，可操作 单个或多个焊枪在焊接操作架(16)沿着钢管轴线方向移动，并能焊接电源的电流电压控 制、焊丝的速度控制、焊剂或惰性气体的流量控制。当焊接工艺需要用电加热对焊缝部 分加热时，将电加热温控仪的检测数据连接到系统中，进行集中控制。系统对焊接的所 有关键参数进行记录。径向支撑(7)由数控方式进行分组或单独的支撑行程位移控制， 既可以根据瓦片或钢管的曲率自动调整半径，也可以进行钢管圆度的精确调整。钢管制 作阶段完成后，由自动检测装置对钢管的周长、半径和管口平面度检测和记录。可以进 行现地操作钢管的启闭、定速或变速转动，操作自动焊接设施完成焊接工艺参数条件下 的合格焊接。钢管自动焊接设施包括纵缝和环缝埋弧焊操作机，或纵缝和环缝气体保护 焊机，自动焊机能在钢管内外和上下进行焊接。[0016]以上的固定式钢管组焊设备由于具备了数控控制功能，完成钢管以瓦片方式进料之后的拼装、自动焊接全部生产过程，并实时记录检测数据，适合在任何固定地点进 行钢管的组焊，设备易于运输和安装，生产效率高。
权利要求1.一种具有固定机构、回转机构、径向支撑、数控装置和自动焊接装置组成的钢管 组焊装置，其特征在于，所述的钢管组焊装置具有数控装置、回转支承、回转轴和径向 支撑。
2.如权利要求1所述的钢管组焊装置，其特征在于，所述的径向支撑安装在回转轴上。
3.如权利要求1所述的钢管组焊装置，其特征在于，所述的数控装置由工控机、电机 驱动卡、显示器、数据采集卡单元组成。
4.如权利要求1所述的钢管组焊装置，其特征在于，所述的数控装置具有焊缝焊接 的行走速度、位移量和角度、焊接电源的电流电压、焊丝的速度、焊剂或惰性气体的流 量、焊缝加热器温控仪的数据记录装置。
5.如权利要求4所述的钢管组焊装置，其特征在于，所述的焊缝包括纵缝和环缝所有 的内侧和外侧的焊缝，所述的焊枪为单个或多个。
6.如权利要求1所述的钢管组焊装置，其特征在于，所述的数控装置结合传感器对钢 管尺寸进行对检测，包括周长、半径和管口平面度检测和记录。
7.如权利要求1所述的钢管组焊装置，其特征在于，所述的径向回转支撑具有行程位 移控制，对径向支撑的行程检测控制，使每个支撑既可单独动作，也可同时动作，通过 数据采集卡获取位移传感器的位置信号，用磁致伸缩传感器、激光或红外线测距仪或光 栅尺作位移传感，其信号接入数据采集卡，必要的位置数据显示在显示器上，控制接线 采用有线插口。
专利摘要本实用新型的目的是提供一种数控的钢管组焊装置，实现钢管制造过程中速度和位移量的检测控制，有利于实现精确的程序控制和连续作业，提高工作质量和效率，并降低人工劳动强度。
文档编号B23K9/12GK201807815SQ20102025413
公开日2011年4月27日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年1月12日
发明者彭智祥 申请人:彭智祥