重量平衡器和管道结合方法

专利名称：重量平衡器和管道结合方法
技术领域：
本发明涉及一种重量平衡器和一种管道结合方法；并且更特别地涉及 一种重量平衡器和当在船舶、工厂、管路工作地点等设置和焊接管道时能 够减小管道负载的管道结合方法。
背景技术：
船舶、工厂、管路工作地点等地方具有很多轻或重型管道。也就是说， 供不同流体、气体、电连接件等穿过的管道安装成跟蜘蛛网一样复杂。
实际上，因为这些管道的长度有限，焊接操作员要将多个管道焊接在 一起从而使得管道达到理想长度。
特别地，甚至用于主管道线路中的单个管道和重型管道也彼此连接以 形成相对更长的管道，同时适用于管路或管道工程设计。
此处，基准管道(后面称为"第一管道")和对应于将被对准的物体并 且对焊于第一管道的管道(后面称为"第二管道")在对焊前需要被对准。
使用者通过使用起重机的钢丝或带子来手动调节第二管道的方向、位 置和高度来执行调平操作，从而使得第一管道和第二管道对准。
使用者将第一管道置于类似平板的桌子上，并且将第二管道置于放在 与平板相对的位置的类似Y箍块的简单夹具内。简单夹具在第二管道的下 部支撑第二管道并且用于通过第二管道和Y箍块的自重来固定第二管道。
在用起重机的钢丝略微抬起第二管道后使用者慢慢地向前、向后、向 左、向右、向上、向下等在所有方向上移动第二管道，或根据移动调节简 单夹具的高度和方向，从而将第二管道与第一管道对准。
但是，当第二管道很长并且很重时这样的手动管道对准操作非常艰难，
并且具有这样的缺陷即使操作员是熟练工，取决于管道高度、角度、位
置、振动等因素的用于对准和焊接这些管道的工作时间非常长，特别是当 处于失衡状态导致第二管道的重心与其形状的中心偏心时。
此外，管道的焊接操作不能迅速实现，因为很难精确地实现手动管道 对准操作。例如，在用于焊接第一和第二管道的焊接操作期间，通常需要 操作员走进管道内对结合部分进行点焊，并且接着从外部以常规方式焊接 管道。
因此，需要一种能够通过精确地调节管道的高度、位置、倾斜度、振
动来提高焊接质量的重量平衡器，同时对支撑管道的双板型操作板赋予6 个自由度。
此外， 一般地，在对焊前需要将多个管道对准从而彼此连接。根据现 有技术的两个管道的点焊前的结合操作如下所述。该结合操作是使得预设 的管道之间的缝隙和级差符合特定的公差从而通过如TIG来焊接管道。此 处，需要对将被彼此一致地装配的两个管道进行圆度校正。
此处，真圆指的是沿其圆周测定的直径或半径为固定值的圆。对于管 道，真圆进一步指的是对应于最大内径与最小内径之间差值的圆度位于公 差内的圆。
在现有技术的管道结合方法中，操作员将所有管道置于平板上并且通 过使用钢丝或带子一致地保持其缝隙从而彼此接触，接着通过将第一翼片 与管道的外径的一侧结合来实现点焊。随后，操作员将电源插座(power jack)插入管道并且使得级差合适同时使用电源插座反复地校正管道的真 圆，接着进行点焊来将第二翼片结合到粘附有首先结合的第一翼片的管道 的相反侧。随后，操作员连续地进行点焊从而将第三翼片结合于对应于管 道的第二翼片的90。方向的位置，接着进行将第四翼片结合到粘附有第三 翼片的管道的相反侧的操作。随后，操作员在将刮刀凿插入两个管道之间 的缝隙之后通过在管道的圆周内移动刮刀凿来校正管道的缝隙。最后，操 作员进一步将第一与第二翼片之间、第二与第三翼片之间、第三与第四翼 片之间以及第四与第一翼片之间的其它翼片通过点焊结合。此处，其它翼 片的数目由管道的直径所决定。
但是，根据现有技术的管道结合操作存在一个问题不但由于手动进 行操作导致操作时间很长，而且取决于操作员熟练程度的焊接质量的差异 也大相径庭。因此，缺陷在于当管道结合操作不是以流畅的方式进行时， 它就影响了后面的管道焊接操作。
此外，当管道很大时，根据现有技术的管道结合操作更加困难。也就 是说，巨大的管道被置于平板上，为了随后结合该巨大的管道，另一个巨 大的管道通过使用起重机被置于与平板相同水平高度的多个夹具上。接着， 操作员在操纵起重机、调节夹具高度或将其左右移动的同时通过在两个巨 大的管道之间插入钢丝来校正缝隙，并且通过暂时地在其顶部安装水平仪 来满足级差，并且接着用点焊法从顶部固定翼片。随后，通过将电源插座 插入管道内来校正级差和真圆之后将翼片点焊在其下。
但是，根据现有技术的管道结合方法具有一种不便巨大的管道应当 使用像独立起重机这样的运输装置来移动从而校正圆度，因为巨大的管道
具有极大的重量如约600kg和长度如约6m，并且具有一种缺陷即使操作
员是熟练工，对准和焊接管道的操作时间由于管道的高度、角度、位置、 振动等也需要较长时间，因为失衡状态导致管道的重心与根据管道的形状
如弯管、肘管、T型管等的体积中心偏心。
此外，为防止焊接过程中的氧化和硝化作用，在管道内的所有空间内
注入昂贵的氩气(Ar)，并且注入的氩气通过管道两端的开放部分被排入大
气，因此存在一个问题气体束紧的费用增加了。
为解决上述问题，本发明的申请人提出了一种自动管道对准装置和管
道对准方法，如韩国专利No. 639607中公开(称为"参考专利l")。
但是，发现参考专利1的自动管道对准装置的困难在于，在克服将与 另一个管道对准的管道装配部分的重量的同时很难对准管道。
例如， 一旦对应于装配部分的管道的重量和长度为约600kg和6m时， 就出现不能实现6个自由度移动的情形，因为六轴平行机器人像安装在自 动管道对准装置内的斯图尔特戈夫(stewart—gough)平台不能支撑装配部 分的重量，从而无法对准或装配管道。此处，6个自由度移动包括三轴平移 移动和三轴旋转移动。此处，三轴平移移动包括X轴方向的向前和向后移 动(波动)；Y轴方向的左右移动(摆动)；Z轴方向的上下移动(起伏)， 并且三轴旋转移动包括以X轴方向为基础旋转的滚动(ro);以Y轴方向 为基础旋转的俯仰(pi);以及以Z轴方向为基础旋转的偏转(ya)。
此外，为了对准较小的装配部分，六轴平行机器人能够将装配部分移 至管道，但在重量平衡器的上部与装配部分之间会发生摩擦。因此装配部
分和自动管道对准装置上会被施加过重负载，可能在装配部分内发生损坏 如刮擦等，并且可能改变自动管道对准装置和装配部分的夹紧位置。
此外，现有技术的自动管道对准装置不考虑与独立重量平衡器的协同 操作，而是仅提出了使用自动管道对准装置的自动管道对准方法，因此实 际上很难自动对准管道，因为没有提出将其与重量平衡器结合在一起的方 法。
例如，现有技术的自动管道对准方法具有这样的缺陷夹紧位置不稳 定并且校正真圆或对准管道和装配部分的精确度相对较低，因为没有公开 恰恰在夹紧前用于平衡装置的操作。
特别地，现有技术的自动管道对准装置的描述中提到的重量平衡器包 括简单的结构。与管道对齐的装配部分被安装在上部并且重量平衡器在地 面上移动，从而通过将装配部分与管道接触来形成结合部分。
但是，在将重量平衡器用于现有技术中的自动管道对准装置时，用于 装配部分的有效负载不能被主动地减少，并且不能在对应于6个自由度平 移移动或旋转时支撑装配部分。此外，支撑装配部分的重量平衡器的上部 是固定的，从而如上所述导致在装配部分与重量平衡器的上部之间产生摩 擦。

发明内容
技术问题
因此，本发明的主要目的在于提供适于通过精确地调节管道的高度、 位置、倾斜度和振动来提高焊接质量的重量平衡器，其中支撑管道的双板
型操作板具有6个自由度，同时减少管道的负载。
本发明的另一个目的在于提供适于手动或通过自动管道对准机器人迅 速实现管道对准操作的重量平衡器，其中重量平衡操作使用多个负载传感 器与相应气缸的调平操作相联系。
本发明的又一个目的在于提供一种适于控制重量平衡器和与其结合的 自动管道对准装置的管道结合方法。
本发明的又一个目的在于提供一种适于通过在管道对焊前自动化装配
操作来最大化操作效率的管道结合方法，其中具有减小负载、6个自由度支 撑、平移移动、旋转和微调功能的重量平衡器与安装于管道内壁内的自动 管道对准装置结合并且能够实现精细对准操作。
技术方案
根据本发明，提供了一种重量平衡器，包括用于放置对准物体的操 作板；安装于操作板下部的多个负载传感器；接收负载传感器产生的检测 信号并分析对准物体的信息以产生控制信号的控制器；接收来自控制器的 控制信号从而控制多个压力供应管线中每个的工作压力的工作力驱动器； 以及连接于压力供应管线以根据被工作力驱动器控制的工作压力的大小来 控制操作板的位置或姿势的多个调平气缸和平衡装置。
在重量平衡器中，调平气缸和平衡装置选自以下任意一种压力可被 调节的空气弹簧、长度可被调节的作为线性运输装置的线性电动机、液压 伺服气缸、电动机和支架以及小齿轮装置、以及滚珠丝杠。
在重量平衡器中，连接于控制器并用于输入倾斜信息的倾斜传感器粘 附于操作板。
在重量平衡器中，调平气缸和平衡装置每个都安装于主体框架内，并 且在主体框架的下部具有多个高度调节杆以及带制动装置的移动辊。
在重量平衡器中，操作板包括上板和下板，其间设置多个滑动接触部 件，以及粘附于上板边缘的底表面的边框。
重量平衡器还包括多个安装于下板与主体框架之间的弓I导部件，每个 引导部件包括与下板结合的球形枢轴；从球形枢轴的球体沿轴向延伸并 且包括比调平气缸和平衡装置的最大冲程距离相对更长的轴的引导杆；以 及安装于主体框架的上板内从而通过滑动插入方法与引导杆结合的引导套 管。
在重量平衡器中，用于保持与下板之间距离的多个缝隙保持杆进一步 被安装于边框内。
在重量平衡器中，上板包括多个沟槽型安装孔从而设置多个可拆卸的 辊夹具并支撑对准物体，并且沟槽型安装孔包括与包含至少直线管道、弯 管和T型管的管道布局的每个形状相对应的配置缝隙和定向。
根据本发明，提供了一种管道结合方法，其中第一管道和第二管道分 别位于平板和重量平衡器上，并且自动管道对准装置被插入第一管道以被 设置，该管道结合方法包括下述步骤在驱动自动对准装置后进行感测， 以确认要停止的操作位置；延伸真圆校正装置从而保持自动管道对准装置 水平；校正第一和第二管道每个的真圆；第一次测定形成于第一与第二管 道之间的结合形状来用于对准；根据第一次测定结果将第二管道与第一管 道对准；第二次测定结合形状用于确定何者被对准；以及当第二次测定的 结果值位于预设的公差内时将自动管道对准装置密封并且注入用于焊接的 气体。
管道结合方法还包括向前移动缝隙调节装置，从而在校正第一和第二 管道的真圆之前，前真圆校正装置的内压部件可被置于第二管道内。
管道结合方法还包括用于对准第一和第二管道以使第一和第二管道的 缝隙和级差在对准管道的步骤中可进行焊接的具体对准步骤，其中该具体 对准步骤包括以下步骤以X轴方向移动第二管道从而与第一管道分离； 旋转第二管道以对应于要被转换为目标姿势的旋转分量值；移动第二管道 以对应于用于目标姿势的Z轴和Y轴方向移动值；并且最后调节X轴方向 上的偏移。
在管道结合方法中，重量平衡器接收在重量平衡器内感测的负载和倾 斜信息的反馈并且接收通过整体控制器传递的自动管道对准装置的操作信 息，随后这些信息被用作计算重量平衡器的平衡气缸和调平气缸的操作控 制值所需的条件值，从而将重量平衡器与自动管道对准装置相联。
在管道结合方法中， 一旦第二次测定的结果值不位于公差内，检查第 二次测定结果是否包括在公差内的步骤在再次执行第二管道对准步骤后被 重复实施。
在管道结合方法中，激光束被用在确认操作位置的步骤中。 有益效果
本发明的管道结合方法提出了一种精确地将过重的装配部分与管道对 准的特定方法，从而使得能够去除对准误差。
此外，本发明的管道结合方法不会产生管道与装配部分之间的交叉干
扰导致的故障，因此管道对准质量被最大化并且焊接质量可被提高。
此外，本发明的管道结合方法采用了整体控制器并且将重量平衡器与 自动管道对准装置相联，因此装配部分和管道可被迅速地置于静态或动态 负载、倾斜、振动、和重量或重量失衡被减少的状态。


本发明的上述和其它目标和特征将根据下面对优选实施例的详述结合 附图更为清楚，其中
图1为根据本发明的一个实施例的重量平衡器的电学构造的框图2为图1所示的重量平衡器的机械构造的透视图3为图2所示的重量平衡器的分解透视图4为图2所示的圆"A"区域的截面放大图5为图2所示的重量平衡器的操作板的平面图6为自动管道对准装置和图2所示的重量平衡器的布置状态的示意
图7为解释根据本发明的管道接合方法的方框图；并且 图8A至8N为根据本发明的管道接合方法的每个步骤的工作状态的示 意图。
具体实施例方式
(重量平衡器) 下面参照附图详述本发明的优选实施例。
如图1和2所示，根据本发明一个实施例的重量平衡器包括位于盒形 主体框架110内的控制器120和工作力驱动器130。
控制器120包括连接于外部电源或自身电源如蓄电池的电源电路，其 可产生用于多种传感器、工作力驱动器130、调平和平衡操作工序模块、输 入/输出电路组件等装置中的工作力。
控制器120的调平和平衡操作工序模块使用通过传感器接口输入的不 同传感器(如倾斜传感器142或负载传感器145、 146)的检测信号而向操 作板180内输入的平移运动(波动，摇摆，起伏)和旋转运动(翻转，螺
旋，偏转)来分析静态负载(如上下方向传递的单一负载)或动态负载(如 多元传递的多个负载)，并且随后将气缸控制信号如减少或控制静态或动态
负载、倾斜或振动的冲程控制信号传递至操纵工序模块130。
负载传感器145、 146检测管道等的负载，并且用于将已转换为电信号 的检测信号传递至控制器120。
控制器120的调平和平衡操作工序模块可为至少一种常用的自动调节 器或类似物，但不局限于此。
控制器120包括工作力驱动器130;调平和平衡操作工序模块，其具 有类似计算机的构造，其对应于下述操作方法可控制多个一_如8个负载 传感器145、 146和显示器装置170;以及与控制器120电连接的输入电路 元件如传感器接口、电源开关、多个操作开关、按钮等。
控制器120包括用于将对应于重量平衡器100的工作状态的模拟信号 传递至不同的工作灯和显示器装置170的显示器的通用输出电路元件。
工作力驱动器130包括被连接成由来自外部工作源(未示出)如空 气压縮泵、液压泵等的工作压力进行供给的连接线元件；驱动电路元件， 其用于调节工作压力的大小或其增加和减小同时选择性地和精确地控制多 个如8个电磁阀的开启和关闭，每个电磁阀均安装于连接线元件的压力供 应管线(未示出)内。
此处，压力供应管线的一侧管线连接于工作力驱动器130的一侧端口 内的每个调平气缸150，并且压力供应管线的另一侧管线连接于工作力驱动 器130的另一侧端口内的每个平衡装置160。
工作力驱动器130根据控制器120的气缸控制信号精确地控制相应压 力供应管线的电磁阀的开启和关闭，从而工作力驱动器130用于根据相关 的工作压力大小而改变多个如4个平衡装置160和多个如4个调平气缸150 的轴向力，或改变延长或縮短方向的轴向长度。
在本发明的描述中，起调平或重量平衡作用的相应调平气缸150和平 衡装置160可被理解为致动器，其通过气缸外壳内的活塞直线地移动工作 轴的，其中通过减小管道负载或以与重力相反的方向产生与管道负载相同 大小的轴向力来供给活塞上的工作压力，从而管道负载和气缸负载的总和 为零。
也就是说，调平气缸150和平衡装置160是一种被控制器120控制的 压力装置，其通过使得工作轴在轴向上在有限的冲程距离内上升(例如， 前进操作)或下落(例如，后退操作)或上下方向移动波纹管同时其控制 供自外部操作源如空气压力、液压、其它流体压力的工作压力来延长或縮 短有限的冲程距离内的轴向长度。
此外，调平气缸150和平衡装置160可被电性地构造为例如线性电动 机或伺服电动机，其使得通过将丝杠组合至滚珠丝杠轴而形成的滚珠丝杠 轴和滚珠丝杠螺母组件旋转，可被构造为气压类型如液压伺服缸，并且可 被构造为随着滚珠丝杠螺母组件上升和下降而实现操作板180的调平和重 量平衡。
也就是说，在本实施例中使用气压类型的构造时，优选调平气缸150 和多个平衡装置160选取自以下任意一种压力可被控制的空气弹簧、长 度可被调节的作为线性运输装置的线性电动机、液压伺服气缸、电动机和 支架以及小齿轮装置、以及滚珠丝杠。
特别地，本发明中的平衡装置160控制气压的喷射或排出，因此可使 用能轴向延伸或縮短波纹管的管状复位弹簧。
调平气缸150和平衡装置160中的每个的工作轴的延伸或縮短长度优 选根据负载传感器145、 146内产生的检测信号大小而被控制器120的冲程 控制信号所控制。
此外，优选倾斜传感器142、水平仪等进一步连接于操作板180的中部。
例如，对于倾斜传感器142来说，倾斜传感器142产生和检测到的检 测信号如倾斜信息通过相应的输入导线和传感器接口被输入控制器120。
此外，在本发明中，优选手动滑阀、FRL、压力开关、声音吸收器、 歧管、分配器、过滤器、消音器等进一步通过使用总压力电路构造和组装 技术被安装于外部工作源、调平气缸150与平衡装置160之间。
每个负载传感器145、 146被安装于平衡装置160和调平气缸150的工 作轴内，并且通过相应的输入导线和传感器接口根据分别施加于平衡装置 160和调平气缸150的工作轴的负载而将电检测信号如产生和检测到的测 定负载输入控制器120。
显示器装置170用于根据从控制器120输入的输出信号而显示工作力
驱动器130、负载传感器145、 146、调平气缸150和平衡装置160中每一 个的工作状态。
参照图2，优选主体框架IIO还包括多个位于其下部并且为螺钉型的高 度控制轴lll，且高度控制轴的可变宽度为数百毫米；以及具有用于自由移 动主体框架110并带有制动器单元的移动辊112。
此外，优选主体框架110在其侧面还形成多个手柄113。 双板型的并且作为夹具的操作板180安装于主体框架110的顶部。 操作板180被分别具有负载传感器145、 146的调平气缸150和平衡装 置160所支撑。
多个引导部件190用于根据下面将要详述的构型和组合来引导调平气 缸150或平衡装置160的轴的伸长和縮短。
如图3所示，上述操作板180为双板型夹具，并且包括上板181、下板 182和边框183。
上板181为具有与主体框架110的面积相等或类似的平面面积的平板 型板部件。
上板181与多个辊夹具184结合，辊夹具相应地支撑不同形状的管道 中相关形状的管道(参见图6中对应于将被对准的物体的第二管道13)并 且能够在管道的圆周方向上旋转管道而非使得管道不能在轴向或直径方向 上借助管道的自重、形状和对准位置而移动。
为结合辊夹具184,在上板181的上表面内形成多个沟槽型的安装孔H， 其为轴承式的从而在辊夹具184的基部凸台每个都插入其内后辊夹具184 可以基部凸台的轴向为基础而旋转。
沟槽型安装孔H能够根据其布置间隙、方向和数量以点阵类型、螺旋 型、以及图案类型中的任一布置类型而被设置在上板181的上表面上。
例如，如果布置类型为图案类型，对于直线型管道布局103而言，可 在上板181的上表面内设置第一组沟槽型安装孔HI—HIO，对于肘型管道 布局104而言设置第二组沟槽型安装孔H11—H20,并且对于T型管道布 局105而言设置第三组沟槽型安装孔H21—H23，如图5所示。
也就是说，优选沟槽型安装孔Hl —H22包括与至少包括直线型管道、 肘状管道和T型管道在内的管道布局103、 104、 105的每个的形状相对应
的配置间隙和定向。
参见图3，在上板181的下部是平面面积小于上板181的下板182。在 下板182的上表面内设置具有如点阵类型、螺旋型等布局类型的多个滑动 接触部件185。
滑动接触部件185以下板182为基础支撑上板181，并且使得上板181 可被滑动接触部件185在平面方向自由移动。这样，滑动接触部件185是 与上板181的底表面呈点接触或线接触的部件，并且优选为从球轴承、推 力轴承、小脚轮等中选择的任一种。
例如，在球轴承的情形下，下板182的上表面内以与滑动接触部件185 的布置类型相同的方式形成多个轴承安置沟槽186，并且固定环分别围绕轴 承安置沟槽186被结合。因此，优选使得球轴承的操作被稳定在固定环防 止球轴承滑脱的状态。例如，关于固定环的结合，在其内侧边缘形成向下 突起的外螺纹，并且能够与外螺纹结合的内螺纹优选形成于轴承安置沟槽 186的内周内。
边框183包括矩形环轴的形状，其尺寸做成使得下板182的侧面和隔 离空间可被保持，且比下板182稍厚，并且粘附于上板181的边缘底部。
边框183还包括多个增强梁187，其每个头部从四个侧边的中部的底表 面面向操作板180的中部。此处，每个增强梁通过焊接被固定于边框183 的底表面。
上板181、下板182与边框183之间的组合关系将在下面描述。 下板182被置于边框183的内部并且增强梁187固定于边框183从而 防止了下板182向下滑脱。
上板181被置于边框183的上表面从而其侧面与边框183的侧表面一致。
随后，在将上板181结合于边框183的方法中，使用多个形成于边框 183和上板181的侧面内的螺栓孔188以及可与螺栓孔188结合的固定螺 栓。
此时，具有滑动接触部件185的下板182的上表面保持与上板181的 底表面平行并且两个表面彼此隔开。
借助滑动接触部件185，上板181能够在平面方向在有限范围内沿X
一Y平面方向滑动，即以下板182为基础X—Y轴穿过该X-Y平面，也就 是说它可在X轴方向或Y轴方向移动，并且上板181被构造为处于可自由 旋转的状态如在以Z轴为旋转参考轴的基础上进行偏转。
此外，上板181可接收来自调平气缸150和平衡装置160与下板182 在组合关系下的用于调平或重量平衡的上升和下降力。因此，它能够在Z 轴方向移动，或旋转，如以X轴作为旋转参考轴进行的滚动，或以Y轴作 为旋转参考轴的俯仰。
此处，轴向移动意味着它沿相应的X、 Y或Z轴方向移动，并且旋转 参考轴指的是旋转主轴。
另一方面，当操作员手动对准管道时需要移动管道。关于这一点，现 有技术中的问题在于必须使得简单的夹具如支撑管道的Y块移动并且操作 时间很长。并且对于除了简单的重量平衡外的独立的平移移动和旋转来说， 缺陷在于必须使得借助独立的起重机能够进行对准操作的管道具有复杂的 运动如预设的多轴运动。
但是在本发明中，操作板180的上板181和对准物体(图6所示的第 二管道13)如置于其上的管道可借助滑动接触部件185在预先设计的下述 范围内进行X轴移动、Y轴移动和偏转，并且同时它们可通过调平气缸150 或平衡装置160进行Z轴移动、滚动和俯仰。此时，操作板180的下板182 可通过引导部件190保持平衡，因此下板182不能以主体框架110为基础 进行X轴移动、Y轴移动和偏转。
最终，本发明的重量平衡器包括能够通过操作板180完全地与管道对 准、调平和重量平衡相关的特征。
预先设计的范围可被理解为以设定测定值限定的工作区域范围，例如 X轴移动或涌浪型平移移动，如土20mm， Y轴移动或摆动型平移移动，如 士20mm， Z轴移动或起伏型平移移动，如土20mm，滚动角度，如±15° ， 俯仰角度，如±15° ，以及偏转角度，如±15° ,以设定管道的直径如600 一800mm为基础。但是，工作区域范围的测定值仅为示例性的，不局限于 此。
如图4的放大圆环区域"A"所示，优选多个缝隙保持杆189如隔件、 螺杆等通过安装孔如在边框183的宽度方向穿过的螺栓孔被进一步安装于
边框183内。
为详述的目的，缝隙保持杆189使用螺钉与穿过边框183的四个侧面 的中央部分的安装孔组合。缝隙保持杆189可通过与其螺钉旋转相对应的 轴向移动来调节从边框183的内表面突出的长度。
也就是说，缝隙保持杆189包括六角螺栓型头部和螺杆。当操作员在 安装孔内进行螺钉旋转时，缝隙保持杆189从下板182向前或向后移动。 此外，末端块体189a以六角螺栓型头部的相反侧为基础与缝隙保持杆189 的螺杆的末端结合。
下板182与缝隙保持杆189的末端块体189a之间的间隔距离根据缝隙 保持杆189的杆移动速率进行调节。为减少冲击可使用弹性材料制造末端 块体189a。
缝隙保持杆189用于将前述上板181的移动或旋转限定在设定范围内， 或防止上板181与下板182或边框183的内表面碰撞。
操作板180被上述调平气缸150或平衡装置160功能性地支撑。 这种机械组合关系将在下面更加详述。
再参照图3，多个引导部件190以位于操作板180的下板182的底表面 内的多个参考部分为基础而被组合，并且多个负载传感器145、 146在位于 下板182的底表面内的接触区域的下部的基础上被设置。
例如，引导部件190包括引导杆191和引导套管192。引导套管192 被安装于主体框架110的上板119内，并且引导套管192的引导孔通过滑 动插入方法与引导杆191结合。球形枢轴193被安装于引导杆191的上端。
此处，引导杆191从下面将描述的球形枢轴193的球体沿轴向延伸。 并且，引导杆191优选包括比调平气缸150和平衡装置160的最大冲程距 离相对更长的轴。
球形枢轴193包括球套和球体，该球体被保护在球套内并可自由移动， 并且引导杆191的端部进入球套的一体地连接于球体的球表面的开放部分。
球套固定于下板182的固定位置，但球套内的球体可在球套的空间内 自由移动，从而使得引导杆191在无扭转应力下轴向旋转并且倾斜，并且 最终下板182的上升和下降操作被引导杆191和引导套管192所引导。此 外，连下板182在内的整个操作板180的倾斜如俯仰或滚动可以球形枢轴
193为基础而进行。
也就是说，通过球形枢轴193,引导杆191可与引导套管192 —起实行 引导作用，同时轴向支撑操作板180的下板182，并且使得操作板180在有 限的角度范围内倾斜。
另一方面，负载传感器145、 146仅能够支撑下板182同时与其接触， 但不固定于其上。
例如，负载传感器145、 146中的在一侧上布置的负载传感器145用于 调平气缸150并且位于操作板180的一个侧部分内，更详细地，位于操作 板180的下板182的中央接触区域的下部，也就是说它基于中央配置。调 平气缸150的气缸套被固定以基于中央配置保持中央部分内(例如主体框 架110的上板119的一个部分)的设定的布置间隙。此时，调平气缸150 的气缸套位于主体框架110内部。相反，调平气缸150的每个工作轴穿过 主体框架110的上板119的工作轴套，从而工作轴朝着将与负载传感器145 结合的上板119的上部突伸。
特别地，当调平气缸150为多个如4个时，考虑到管道的轴向，优选 X方向的布置缝隙相对高于Y轴方向的布置缝隙，并且以主体框架110的 上板119的中央为基础保持固定的布置缝隙。
调平气缸150可用于根据从工作力驱动器供给的工作压力的大小来调 节操作板180的位置，从而使得与对准物体对应的第二管道13的高度达到 目标值。
另一方面，布置在负载传感器145、 146中另一侧的负载传感器146用 于平衡装置160，并且位于操作板180的另一个侧部分内，更详细地，位于 操作板180的下板182的拐角侧接触区域的下部，也就是说它基于拐角配 置。每个负载传感器146基于拐角配置而与平衡装置160的工作轴结合。 此时，平衡装置160的气缸套固定并支撑于拐角部分内，在主体框架110 的上板119的另一个侧部分内同样如此。
平衡装置160可用于根据供自工作力驱动器的工作压力大小而防止操 作板180的倾斜和振动。
此时，如上所述，由于具有上板181、下板182、边框183、滑动接触 部件185和增强梁187的操作板180与引导部件190的球形枢轴193之间
的结合关系特征，或操作板180与负载传感器145、 146之间的结合关系特 征，可在有限范围内得到6个自由度。
也就是说，本实施例中具有6个自由度的操作板180包括对应于平移 移动和敏感的旋转移动的运动，并且充当夹具角色，以通过调平气缸150 和平衡装置160执行调平和重量平衡，从而可实行更精确和快速的调平和 重量平衡。
如图6所示，第一管道12被置于平板11上的载架等运送，电源被供 给重量平衡器100，并且从将处于对准备用状态中的外部工作源供给工作压 力，其中可实行调平和重量平衡。如上所述，由于上板181、下板182、滑 动接触部件、下板182与引导部件190的球形枢轴之间的结合关系、其中 下板182与负载传感器145、 146不被固定的结构关系等，操作板180包括 有限或预先设计的范围内的被动移动从而包括以放在地面上的主体框架 110为基础的6个自由度(X， Y， Z， ro， pi， ya)。
操作板180的被动移动被限定为使得操作板被调平气缸150和平衡装 置160的工作力或例如由操作员提供的手动力所移动，或者操作板通过接 收自动管道对准机器人所需的工作力在有限的范围内移动。
事先使得平板11的高度和重量平衡器100的操作板180的高度一致， 并且本发明提到的目标值是其中平板11的高度与操作板180相一致的高 度，或可根据其中平板11上的第一管道12与操作板180上的第二管道13 一致的高度被预设，并且测定不局限于重量平衡器100。
当第二管道13被载架等运送和承载时，操作板180被第二管道13的 重量或重量失衡向下动或被倾斜，并且此时第二管道13的适宜重量通过操 作板180在负载传感器145、 146内被检测。
随后，自动管道对准装置IO被输入第一管道12内，接着在使得自动 管道对准装置10移入第二管道13时在负载传感器145、 146内检测动态负 载。
此外，如果自动管道对准装置IO被完全地安装于第一和第二管道12、 13上，并且用于第一及第二管道12、 13的级差校正和根部间隙的对准功能 启动时，重量平衡器100减少静态或动态负载导致的平移移动和旋转，从 而第一和第二管道12、 13可容易地被布置，并且使得平板11的高度和操
作板180的高度固定从而有助于第二管道13的移动。
例如，重量平衡器100将负载传感器145、 146检测到的静态或动态负 载以及倾斜传感器142检测到的第二管道13或操作板180的倾斜信息输入 控制器。
控制器的调平和配合操作工序模块如上所述通过使用负载传感器145、 146和倾斜传感器142的检测信号中的每一个来产生气缸控制信号，例如冲 程控制信号，该信号用于减少或去除复杂移动以及上板181和位于其上的 第二管道13的负载。接着，控制器的调平和平衡操作工序模块将产生的信 号传至工作力驱动器130。
此处，气缸控制信号用于调节调平气缸150和平衡装置160的工作轴 的向前的操作量如轴向长度延伸量或向后的操作量如轴向长度縮短量。通 过通用自动调节器内的通用软件算法或缓冲或水平控制系统得到或计算气 缸控制信号以被转换为电子信号。
工作力驱动器根据所传递的气缸控制信号执行电磁阀的开启和关闭以 及工作压力的增加或降低控制。最终，工作力驱动器控制调平气缸150和 平衡装置160的工作轴的延伸或縮短长度，并且因此减少了静态或动态负 载，以及通过操作板180传递的倾斜和振动，从而有助于第一管道12和第 二管道13被一致地对准。
也就是说，多个调平气缸150控制操作板180的高度、位置和方向， 从而减少负载或使得第二管道13的高度固定。例如，工作压力相对更多地 施加于其中负载大于预先记录和存储的目标值的调平气缸150的一侧，从 而使得调平气缸的一侧与另一侧一致。此外，多个平衡装置160用于通过 微调操作板180的高度、位置、方向、倾斜和振动来平衡管道，也就是说 防止第二管道13的倾斜和振动。例如，在其中平衡装置160的倾斜或振动 与预先记录和存储的目标值不一致的一侧或另一侧处的基础上，根据通用 倾斜角调节算法和防止缓冲算法中的每一个而增加或降低空气压力，这样， 就可使操作板180的平移运动和旋转减弱。
显示器装置170用于显示来自负载传感器145、 146或倾斜传感器142 的不同测定值。当然，随着由负载传感器145、 146检测的测定值被输入控 制器，关于第二管道13的调平和平衡，显示器装置170可显示或输出被控
制器可操作地处理的测定值。
本发明的上述重量平衡器减少了在对准管道时产生的负载，并精确地 调节管道高度和位置，或当执行对准或焊接较重管道的操作时通过具有多 个负载传感器的平衡装置和调平气缸来防止振动和倾斜。
此外，本发明的重量平衡器可将多个辊夹具连接于操作板或从操作板 卸除并且将辊夹具设置在操作板内，从而相关管道可被支撑同时容纳相关 管道的形状，因此重量平衡器可用于不同形状和具有特定形状的管道的布 置操作。
此外，根据本发明的重量平衡器使用双板型操作板作为管道支撑夹具， 其包括能够微调地在有限范围内移动的6个自由度，这样操作板的上板和 第二管道可在预先设计的范围内移动。因此，可能消除执行重量平衡和调 平时移动整个主体框架的不便，并且具有可容易地设置管道的结构上的特 征，因为操作板的上板可完全地与管道对准相连关联。
因此，根据本发明的重量平衡器能够提高管道的高度和位置的精确度， 此外还可提高焊接质量。
(管道结合方法)
下面，将参照附图详述协同地控制重量平衡器和自动管道对准装置的 管道结合方法。
图7为解释管道结合方法的方框图，并且图8A至8N为管道结合方法 的每个步骤的工作状态的示意图。
首先，如图6所示，根据本发明的管道结合方法包括重量平衡器100; 自动管道对准装置10;用于实现整体控制从而将其连接的整体控制器30; 以及其它装置构造。
在本发明所需的装置构造中，平板11优选具有对应于重量平衡器100 的高度，但它是满足国际标准的标准平板。
第一管道12指的是位于平板11上的一个管道或类似物如不同尺寸的 管道部件或连接管道。
第二管道13与第一管道12 —同形成了结合部分，并且指的是对应于 第一管道12设置和对准的其它管道或类似物如T管、弯管、延伸管、縮短
管等。
如上所述，重量平衡器100包括多个负载传感器、倾斜传感器、调平 气缸、平衡气缸、控制器120、工作力驱动器、双板型操作板180等等，从
而具有如减少管道负载、支持6个自由度、平移移动、旋转和微调的功能。 操作板180包括上板、下板、边框、以及用于将上板固定于下板的固定销 219。
实际上，第二管道13被置于操作板180的上板之上。如果去除固定销 219，上板可通过位于下板内的多个滑动接触部件自由移动。下板被重量平 衡器100的平衡装置160和调平气缸150所支撑。对应于固定销219的组 装或卸除，固定销219可以下板为基础将上板保持在固定状态或可自由移 动的移动状态。
自动管道对准装置IO是基本实现下面将要详述的管道结合方法的硬件 装置，并且可为韩国专利No. 639607中公开的自动管道对准装置。藉于此， 参照该专利对自动管道对准装置IO清楚和详细的描述，因此除非绝对必要 的内容外，为简洁考虑其它内容都省略。
例如，自动管道对准装置10包括多个夹紧和真圆校正装置、多个密封 装置、驱动装置、引导装置、缝隙调节装置如6轴平行机器人、检查装置、 研磨装置、保护装置、控制器21等等。
整体控制器30可被安装于独立的控制盒上或形成为重量平衡器100的 控制器120或自动管道对准装置10的控制器21中任意一种中的整合电路 装置。
整体控制器30连接于重量平衡器100的控制器120和自动管道对准装 置10的控制器21,并且承担将其整体控制信号如自动管道对准装置等的操 作信息彼此传递的中介角色。至此，整体控制器30包括电路电源模块、通 信模块、输入和输出模块、以及整体移动控制模块。
如图7所示，根据本发明的管道结合方法可通过前述的装置构造实现。 根据本发明的管道结合方法包括第一步骤设置(S10);向前移动自动 管道对准装置的第二步骤(S20);确认操作位置的第三步骤(S30);延伸 用于调平的两个真圆校正装置的第四步骤(S40);向前移动缝隙调节装置
的第五步骤(S50);校正管道真圆的第六步骤(S60);校正装配部分真圆
的第七步骤(S70);第一次测定用于对准的结合形状的第八步骤(S80); 将装配部分对准至管道的第九步骤(S90);第二次测定用于对准确认的结 合形状的第十步骤(S100);通过比较第二次测定的结果值与预设公差而进 行检查的第十一步骤(S110);密封和用于焊接的气体注入的第十二步骤 (S120);刷擦操作和吸收的第十三步骤(S130);释放夹紧并启动缝隙调 节装置的第十四步骤(S140);向后移动自动管道对准装置的第十五步骤
(S150)。
设定——第一步骤(S10)
如图8A所示，操作员基本上准备了一次操作。
操作员将第一管道12置于平板11上。操作员将与要同第一管道12对 准的另一管道相对应的第二管道13放置到重量平衡器100上。此处，重量 平衡器100基于平板11被串联布置在操作点的地上，从而与第一管道12 在一条假想线上一致。并且操作员使得第一管道12和第二管道13彼此接 触，其间具有缝隙(g)。重量平衡器100如上所述包括对应于双板型夹具 的操作板180。固定销219以重量平衡器100的下板为基础将上板保持在固 定状态。
这样的状态下，重量平衡器100接收负载的反馈和重量平衡器100感 测到的倾斜信息，并且接收通过整体控制器传递的自动管道对准装置10的 操作信息，接着使用这些信息作为计算重量平衡器100的平衡装置160和 调平气缸150的工作控制值必须的条件值。并且，重量平衡器100连接于 自动管道对准装置10。作为计算结果，通过操作板180传递的第二管道13 的静态或动态负载、倾斜、振动、重量或重量失衡减少了，从而实现了平 衡操作，此后称为"平衡操作"，其有助于第二管道13与第一管道12之间 的布置或对准。
重量平衡器100的平衡操作可结合用于每个操作步骤的自动管道对准 装置10实现。
另一方面，操作员使用工作推车40将自动管道对准装置10插入第一 管道12。
此后，操作员打开整体控制器、重量平衡器100和自动对准装置10的
每个系统。
这样，自动管道对准装置10开始其初始操作，随后从安装于自动管道
对准装置10内的检査装置的LVS (激光录像系统)发射出激光束22。
此处，优选发射的激光束22穿过第一管道12与工作拖车40的单臂夹 持器部件的重叠部分被投射。
向前移动自动管道对准装置——第二步骤(S20)
如图8B所示，插入第一管道12中的自动管道对准装置10包括位于自 动管道对准装置10前部的引导装置；以及位于自动管道对准装置10的后 部的驱动装置。
自动管道对准装置IO通过在其控制器内事先编程的驱动算法来操作紧 紧地粘附于第一管道12内周面的驱动装置和引导装置的轮子。接着，驱动 力被传导至轮子。这样，自动管道对准装置10开始自驱动至位于第一管道 12与第二管道13之间的连接部分。
在驱动过程中自动管道对准装置10图像检测所发射的激光束22。直至 与位于自动管道对准装置10两端的夹紧和真圆连接装置之间的中央对应的 激光束22的中央定位于第一管道12与第二管道13之间的连接部分上时驱 动才停止。
此时，在重量平衡器100内，上板固定销219将上板和其上的第二管 道13保持在固定状态。
确认操作位置——第三步骤(S30)
如图8C所示，自动管道对准装置执行操作位置确认，也就是说，在向 前移动即驱动后使用激光束探测到该操作位置后它停止。为详细描述，当 驱动装置随着其中发射的激光束22的中央位于第一管道12与第二管道13 之间的连接部分的操作条件而停止时，自动管道对准装置10的驱动停止。 此处，操作停止条件可根据下述的研磨装置的刷擦位置被设定。
此时，自动管道对准装置10的前部位于第二管道13内并且自动管道 对准装置10的后部位于第一管道12内。 延伸用于调平的两个真圆校正装置——第四步骤(S40) 如图8D所示，自动管道对准装置10将后夹紧和真圆校正装置的多个 内压部件23移至第一管道12的内周面从而延伸出与部分冲程距离相当的 距离，并且同时将前夹紧和真圆校正装置的多个内压部件25移至第二管道 13的内周面从而延伸出与部分冲程距离相当的距离，这样自动管道对准装 置10保持水平。
向前移动缝隙调节装置——第五步骤(S50)
如图8E所示，自动管道对准装置10操作缝隙调节装置24的六轴平行 机器人从而将前夹紧和真圆校正装置的内压部件25置于第二管道13内， 从而以相对稳定的位置校正第二管道13的真圆。
此时，内压部件25不是完全夹紧的状态，因此内压部件25可沿第二 管道13的内周面滑动。这种状态下，内压部件25根据缝隙调节装置24的 六轴平行机器人的操作而被向前移动。
校正管道的真圆——第六步骤(S60)
如图8F所示，自动管道对准装置10控制进一步将后夹紧和真圆校正 装置的多个内压部件23朝第一管道12的内周面移动的力，因此内压部件 23被完全夹紧在第一管道12的内周面并且形成第一管道12的真圆。
校正第二管道的真圆——第七步骤(S70)
如图8G所示，固定销219在该步骤被去除，因此操作板180的上板以 下板为基础而自由移动。
这样，自动管道对准装置IO控制进一步将前夹紧和真圆校正装置的多 个内压部件25朝第二管道13的内周面移动的力，因此内压部件25被完全 夹紧在第二管道13的内周面并且形成第二管道13的真圆。
当形成第二管道13的真圆时，第二管道13上的动态负载或重量失衡 被与自动管道对准装置10结合的重量平衡器100的平衡操作所减少，因此 可能更精确地形成第二管道13的真圆。
第一次测定用于对准的结合形状——第八步骤(S80)
如图8H所示，安装于自动管道对准装置10内的检查装置的LVS (L) 沿结合点的内周面旋转360° ，从而第一测定第一管道12与第二管道13 之间的缝隙和级差。
此后，自动管道对准装置10的控制器使用第一测定值对彼此相对的第 一管道12和第二管道13的端部截面进行圆配合，并且计算端部截面的圆 的中心的坐标系统从而产生目标姿势。
此外，自动对准装置IO的控制器将用于已确定的目标姿势的操作命令 值传至用于自动管道对准装置10的缝隙调节装置的运动控制器。
将第二管道与第一管道对准——第九步骤(S90)
如图8I所示，用于自动管道对准装置10的缝隙调节装置24的运动控 制器使用所传递的操作命令值将用于目标姿势的6个自由度移动值传至缝 隙调节装置24的六轴平行机器人的每个线性致动器，从而实现将第一管道 12与第二管道13之间的缝隙和级差对准为焊接可进行状态(m2)的具体 对准步骤。
此处，具体对准步骤优选采用下面的顺序进行，从而不会产生第一管 道12与第二管道13之间的交叉干扰导致的故障。
也就是说，具体对准步骤包括(a)以X轴方向移动第二管道13从而 与第一管道12分离，(b)旋转第二管道13以对应于要被转换为目标姿势 的旋转分量值，(c)移动第二管道13以对应于用于目标姿势的Z轴和Y 轴方向移动值，并且(d)最后调节X轴方向上的偏移。
此时，重量平衡器100实行了如在调平气缸150和平衡装置14内一样 的平衡操作，从而第二管道13的重量或重量失衡可被降低至自动管道对准 装置IO可移动管道的程度。
第二次测定用于对准确认的结合形状——第十步骤(S100) 如图8J所示，安装于自动管道对准装置10内的检査装置的LVS (L) 沿结头处的内周面旋转360° ，从而第二次测定第一管道12与第二管道13 之间的缝隙和级差。并且第二次测定的结果值被传导至自动管道对准装置
10的控制器。
检査公差——第十一步骤(S110)
自动管道的控制器将第二次测定的结果值与对准的第一和第二管道
12、 13的截面的整个周长的预设缝隙和级差的公差进行比较，以检测比较 结果。
如果第二次测定结果值位于公差内，执行下述第十二步骤(S120)。 相反，如果第二测定结果值不在公差内，类似第八步骤(S80)，再次 使用第二次测定结果值实现彼此面对的第一管道12和第二管道13的端部 截面的圆配合。并且因此端部截面的圆的中央坐标系统被重计算，产生第 二目标姿势，并且接着执行第九步骤(S90)。
用于焊接的密封和气体注入——第十二步骤(S120)
如图8K所示，自动管道对准装置10的控制器延伸多个密封装置26、 27从而紧密地粘附于第一管道12的内周面和第二管道13的内周面。
之后，自动管道对准装置IO执行将氩气注入到将要进行焊接的部位的 束紧过程。束紧的氩气被密封装置26、 27保持在其内，因此和现有技术相 比用气量被显著地减少。
这样的状态下，操作员执行多个其中翼片被暂时地粘附于对准的第一 和第二管道12、 13的结合点的点焊。
此外，与部分屏蔽膜装置相关的自动管道对准装置IO的保护装置执行 旋转操作从而在操作员的控制下移动与点焊的进展范围一样大的范围。
此后，当操作员一个个地去除用于点焊中的翼片时，操作员在其整个 结头处执行TIG焊接，甚至此时保护装置也可旋转地被操作以配合TIG焊 接。
刷擦操作和吸收——第十三步骤(S130)
如图8L所示，自动管道对准装置10的控制器将多个密封装置26、 27 返回原始位置。
此后，在启动研磨装置28后自动管道对准装置10将研磨装置28移至
焊接部分附近，并且随后研磨装置28自动运转从而刷擦在焊接时形成的背 面焊道或氧化膜并且吸收被这些刷擦去除的背面焊道和氧化膜以实现清洁 操作。
释放夹紧并且启动缝隙调节装置——第十四步骤(S140)
如图8M所示，自动管道对准装置10的控制器用可旋转360°的视频
系统监控背面焊道部分，从而操作员能够从外部对焊接部分实现肉眼检査。 随后，自动管道对准装置10的控制器通过将真圆校正装置的内压部件
23、 24返回初始位置而释放夹紧，并且通过将缝隙调节装置24的六轴平行
机器人返回初始状态来实现初始化。
向后移动自动管道对准装置——第十五步骤(S150) 最后，如图8N所示，自动管道对准装置10向后移至初始起点从而被 操作员复原。
本发明已经根据优选实施例被示出并描述，本领域技术人员应当了解， 可做出不同的改变和改进而不脱离本发明下面权利要求限定的范围。
权利要求
1. 一种重量平衡器，包括用于放置对准物体的操作板；多个安装于操作板下部的负载传感器；接收负载传感器产生的检测信号并分析对准物体的信息从而产生控制信号的控制器；接收来自控制器的控制信号从而控制多个压力供应管线中每个的工作压力的工作力驱动器；以及连接于压力供应管线以根据被工作力驱动器所控制的工作压力的大小来控制操作板的位置或姿势的多个调平气缸和平衡装置。
2. 如权利要求1所述的重量平衡器，其特征在于，所述调平气缸和平 衡装置选自以下任何一种压力可被调节的空气弹簧、长度可被调节的作 为线性运输装置的线性电动机、液压伺服气缸、电动机和支架以及小齿轮 装置、以及滚珠丝杠。
3. 如权利要求1所述的重量平衡器，其特征在于，连接于控制器从而 输入倾斜信息的倾斜传感器粘附于操作板。
4. 如权利要求1所述的重量平衡器，其特征在于，所述调平气缸和平 衡装置每个都安装于主体框架内，并且多个高度调节杆和具有制动装置的 移动辊位于主体框架的下部。
5. 如权利要求1所述的重量平衡器，其特征在于，所述操作板包括上 板和下板，其间设置多个滑动接触部件，并且边框粘附于上板边缘的底表 面。
6. 如权利要求5所述的重量平衡器，其特征在于，还包括 安装于下板与主体框架之间的多个引导部件， 其中每个引导部件包括 与下板结合的球形枢轴；从球形枢轴的球体沿轴向延伸并且具有比调平气缸和平衡装置的最大冲程距离相对更长的轴向长度的引导杆；以及安装于主体框架的上板上从而与弓I导杆通过使用滑动插入法结合的弓I 导套管。
7. 如权利要求5所述的重量平衡器，其特征在于，用于与下板保持距 离的多个缝隙保持杆进一步被安装于边框内。
8. 如权利要求5所述的重量平衡器，其特征在于，上板包括多个沟槽 型安装孔从而设置多个可拆卸的辊夹具并支撑对准物体，并且沟槽型安装 孔包括与包含至少直线管道、弯管和T型管在内的管道布局中每个的形状 相对应的配置缝隙和定向。
9. 一种管道结合方法，其中第一管道和第二管道分别位于平板和重量 平衡器上，并且自动管道对准装置被插入第一管道以被设置，该管道结合 方法包括下述步骤进行感测以确定在驱动自动对准装置后要停止的操作位置；延伸真圆校正装置从而保持自动管道对准装置水平；校正第一和第二管道每个的真圆；第一次测定形成于第一与第二管道之间的结合形状以用于对准； 根据第一次测定结果将第二管道与第一管道对准； 第二次测定结合形状用于确定何者要被对准；以及 当第二次测定的结果值位于预设的公差内时将自动管道对准装置密封 并且注入用于焊接的气体。
10. 如权利要求9所述的管道结合方法，其特征在于，还包括如下步骤 在校正第一和第二管道的真圆之前，向前移动缝隙调节装置，从而前真圆校正装置的内压部件可被置于第二管道内。
11. 如权利要求9所述的管道结合方法，其特征在于，还包括 用于对准第一和第二管道以使第一和第二管道的缝隙和级差在对准管道的步骤中可进行焊接的具体对准步骤， 其中该具体对准步骤包括以下步骤 在X轴方向移动第二管道从而与第一管道分离；旋转第二管道以对应于要被转换为目标姿势的旋转分量值； 移动第二管道以对应于用于目标姿势的Z轴和Y轴方向移动值;并且最后调节X轴方向上的偏差。
12. 如权利要求9所述的管道结合方法，其特征在于，所述重量平衡器 接收在重量平衡器内感测的负载和倾斜信息的反馈并且接收通过整体控制 器传递的自动管道对准装置的操作信息，随后信息被用作计算重量平衡器 的平衡气缸和调平气缸的操作控制值所需的条件值从而将重量平衡器与自 动管道对准装置结合。
13. 如权利要求9所述的管道结合方法，其特征在于， 一旦第二次测定 的结果值不位于公差内，检查该第二次测定结果是否包括在公差内的步骤 在再次执行第二管道对准步骤后被重复实施。
14. 如权利要求9所述的管道结合方法，其特征在于，激光束被用在所 述确认操作位置的步骤中。
全文摘要
本发明涉及一种重量平衡器和当在船舶、工厂、管路工作地点等设置和焊接管道时能够减小管道负载的管道结合方法。根据本发明的重量平衡器包括用于放置对准物体的操作板；安装于操作板下部的多个负载传感器；接收负载传感器产生的检测信号并分析对准物体的信息以产生控制信号的控制器；接收来自控制器的控制信号从而控制多个压力供应管线中每个的工作压力的工作力驱动器；以及连接于压力供应管线以根据被工作力驱动器控制的工作压力的大小来控制操作板的位置或姿势的多个调平气缸和平衡装置。
文档编号B23K37/053GK101389444SQ200780006275
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月23日 优先权日2006年2月23日
发明者张弘来, 朴宗一, 朴宣奎, 朴永俊, 河映列, 赵基秀, 郑圣烨, 金成俊 申请人:三星重工业株式会社