【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道焊接的，具体而言，涉及一种管道焊接机器人及其焊接方法。
技术介绍
1、大直径或超大直径的金属管道常用于输送各种水、汽、油等，由于输送距离较长，因此通常都需要将大量的管道通过焊接的方式连接起来，而焊接方式除了有人工焊接，还有更为自动化的机器人焊接。
2、用于焊接的机器人种类很多，其包括在安装在室内的由机械臂驱动的焊接，其主要用于对管道的预组装；还有包括在室外（施工场所）所进行的焊接的机器人，此类机器人主要通过吸附在管道外壁，并通过在管道外壁进行圆周运动的同时对管道之间的缝隙进行焊接（在焊接时相邻管道并不是完全贴在一起，而且具有一定的间隙，间隙的大小根据管道的材质，管道的壁厚决定）。
3、在实际焊接过程中，虽然在焊接前需要对管道进行对齐，但是对于大直径大重量的管道，并且当安装路径具有一定的弯曲时，有时并不能完全对齐，那么相邻两个管道之间就会产生一定的错位，虽然在允许的范围内，但是其仍然会对焊接产生一定的影响，比如当相邻管道的焊点之间产生错位（没有对齐）时，两个管道端部的金属所融化的体积就会产生差别，出现管道焊接时相邻管道连接的面积不一样的情况，后期可能会出现脱焊、漏水漏气等情况，对于人工焊接来说，人工操作可以根据实际情况来进行调整，如倾斜电焊头的角度，使得电焊头对准管道端部连线的中点位置，使得两个管道所融化的体积尽量一致，然后传统的焊接机器人则难以做到。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种管道焊接机器人及其焊接方法，其能够根据管道之
2、本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：本专利技术的管道焊接机器人，包括驱动装置，与所述驱动装置连接的角度测量装置，以及与所述驱动装置连接的焊接装置；所述驱动装置设于管道的外壁且绕所述管道做圆周运动；所述角度测量装置用于测量相邻所述管道外壁相邻焊点之间连线与所述管道轴线之间的夹角；所述焊接装置包括电焊头，以及旋转装置；所述旋转装置根据所述角度测量装置所测得的角度数据来驱动所述电焊头以所述管道端部外壁为圆心进行偏转。
3、进一步地，所述角度测量装置包括一对呈倒l形且贴设于所述管道外壁边缘的限位片，设于所述限位片与所述管道之间的滚轮，设于所述限位片远离所述管道一侧的第一齿条，设于所述限位片远离所述管道一侧的弹性件，同时与一对所述弹性件连接的第一连接板，以及同时与一对所述第一齿条啮合的齿轮，以及与所述齿轮连接的角度仪；所述第一连接板与所述驱动装置连接；所述滚轮外壁贴设于所述管道外壁上。
4、进一步地，所述角度测量装置还包括一对设于所述第一连接板靠近所述限位片一侧的限位条，以及开设于所述限位条上的长条形的限位孔；所述齿轮设有中轴，所述中轴两端均设于所述限位孔中。
5、进一步地，所述弹性件包括用以连接所述限位片与所述第一连接板的伸缩杆，以及套设于所述伸缩杆上的弹簧；所述限位片上设有一对伸缩杆。
6、进一步地，所述齿轮与所述角度仪之间依次通过第一连接杆、第一万向节、伸缩节、第二万向节、以及第二连接杆连接；所述角度仪与所述第一连接板之间通过第二连接板连接。
7、进一步地，所述角度仪靠近所述管道的一侧设有一对弹片，所述弹片所在平面垂直于所述管道的轴线；所述弹片为金属薄片；一对所述弹片均卡设于一对所述管道之间。
8、进一步地，所述旋转装置包括弧形的滑条，开设于所述滑条内的滑槽，滑动设于所述滑槽内的弧形的第二齿条，与所述第二齿条啮合的驱动齿，与所述驱动齿连接的电机，以及用以连接所述滑条与所述驱动装置的第三连接板；所述第二齿条与所述电焊头连接，所述滑条所在平面与所述管道的轴线相重合，所述滑条的圆心为一对相邻所述管道外壁的中心。
9、进一步地，所述驱动装置包括壳体，一对设于所述壳体靠近所述管道一侧的驱动轮，以及用于驱动所述驱动轮转动的动力机构；所述驱动轮外壁设有强磁铁。
10、本专利技术还提供了基于上述管道焊接机器人的管道焊接方法，包括如下步骤：
11、（1）将驱动装置安装在需要焊接的两根管道的其中一个管道外壁，调整其位置使其能够沿管道外壁做圆周运动；
12、（2）将角度测量装置安装在驱动装置运动方向的前端，使其测量相邻管道外壁相邻焊点之间连线与管道轴线之间的夹角；
13、（3）将焊接装置安装在驱动装置运动方向的尾端，并使电焊头对准相邻两个管道之间；
14、（4）进行焊接工作时，角度测量装置测量相邻管道外壁之间连线与管道轴线之间的夹角，并随着驱动装置在管道上做圆周运动，将记录的实时变化的夹角作为电焊头的运动轨迹；后方的旋转装置驱动电焊头根据角度测量装置所得到的运动轨迹作相应的偏转，使电焊头所在的轴线始终垂直对准管道边缘相邻处连线的中点。
15、本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本专利技术的管道焊接机器人及其焊接方法，在使用时通过将驱动装置安装在管道外壁使其能够沿管道外壁做圆周运动，并带动角度测量装置和焊接装置沿管道外壁做圆周运动的同时对管道进行焊接；在整体做圆周运动时，角度测量装置先测量相邻管道外壁相邻焊点之间连线与管道轴线之间的夹角（该角度有正负之分），并实时记录该夹角的变化，由于角度测量装置与焊接装置之间具有一定的距离，因此焊接装置中电焊头的角度不能与角度测量装置所测得的数据实时同步，而是就有一定的延迟，当电焊头运动到相应的焊接点时，其所偏转的角度正是角度测量装置在该位置所测量得到的角度（电焊头的初始角度为垂直于管道的轴线），这样在焊接时电焊头能够实时对准管道边缘连线的中点，那么两个管道在受到电焊头的高温作用时，两者所融化的量更为接近，两者的焊接面积更为接近，使得最终的焊接效果更好，且整个过程电焊头自动偏转，不需要人工进行复杂的计算，焊接效率更高。
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1.一种管道焊接机器人，其特征在于：包括驱动装置(10)，与所述驱动装置(10)连接的角度测量装置(20)，以及与所述驱动装置(10)连接的焊接装置(30)；
2.根据权利要求1所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述角度测量装置(20)包括一对呈倒L形且贴设于所述管道(40)外壁边缘的限位片(21)，设于所述限位片(21)与所述管道(40)之间的滚轮(22)，设于所述限位片(21)远离所述管道(40)一侧的第一齿条(26)，设于所述限位片(21)远离所述管道(40)一侧的弹性件，同时与一对所述弹性件连接的第一连接板(23)，以及同时与一对所述第一齿条(26)啮合的齿轮(27)，以及与所述齿轮(27)连接的角度仪(213)；所述第一连接板(23)与所述驱动装置(10)连接；
3.根据权利要求2所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述角度测量装置(20)还包括一对设于所述第一连接板(23)靠近所述限位片(21)一侧的限位条(214)，以及开设于所述限位条(214)上的长条形的限位孔；所述齿轮(27)设有中轴，所述中轴两端均设于所述限位孔中。
4.根据
5.根据权利要求2所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述齿轮(27)与所述角度仪(213)之间依次通过第一连接杆(28)、第一万向节(29)、伸缩节(210)、第二万向节(211)、以及第二连接杆(212)连接；所述角度仪(213)与所述第一连接板(23)之间通过第二连接板(215)连接。
6.根据权利要求2所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述角度仪(213)靠近所述管道(40)的一侧设有一对弹片(216)，所述弹片(216)所在平面垂直于所述管道(40)的轴线；所述弹片(216)为金属薄片；一对所述弹片(216)均卡设于一对所述管道(40)之间。
7.根据权利要求1所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述旋转装置包括弧形的滑条(31)，开设于所述滑条(31)内的滑槽(32)，滑动设于所述滑槽(32)内的弧形的第二齿条(33)，与所述第二齿条(33)啮合的驱动齿(34)，与所述驱动齿(34)连接的电机(35)，以及用以连接所述滑条(31)与所述驱动装置(10)的第三连接板(37)；
8.根据权利要求1所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述驱动装置(10)包括壳体(11)，一对设于所述壳体(11)靠近所述管道(40)一侧的驱动轮(12)，以及用于驱动所述驱动轮(12)转动的动力机构；
9.一种基于权利要求1-8任一所述管道焊接机器人的管道焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种管道焊接机器人，其特征在于：包括驱动装置(10)，与所述驱动装置(10)连接的角度测量装置(20)，以及与所述驱动装置(10)连接的焊接装置(30)；
2.根据权利要求1所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述角度测量装置(20)包括一对呈倒l形且贴设于所述管道(40)外壁边缘的限位片(21)，设于所述限位片(21)与所述管道(40)之间的滚轮(22)，设于所述限位片(21)远离所述管道(40)一侧的第一齿条(26)，设于所述限位片(21)远离所述管道(40)一侧的弹性件，同时与一对所述弹性件连接的第一连接板(23)，以及同时与一对所述第一齿条(26)啮合的齿轮(27)，以及与所述齿轮(27)连接的角度仪(213)；所述第一连接板(23)与所述驱动装置(10)连接；
3.根据权利要求2所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述角度测量装置(20)还包括一对设于所述第一连接板(23)靠近所述限位片(21)一侧的限位条(214)，以及开设于所述限位条(214)上的长条形的限位孔；所述齿轮(27)设有中轴，所述中轴两端均设于所述限位孔中。
4.根据权利要求2所述的管道焊接机器人，其特征在于：所述弹性件包括用以连接所述限位片(21)与所述第一连接板(23)的伸缩杆(24)，以及套设于所述伸缩杆(24)上的弹簧(25)；所述限位片(21)上设有一对伸缩杆(24)。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张慧洁，刘平平，张博，左芳君，陈应松，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：
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