3d掃描式管道全方位自動焊接機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于天然氣油氣管道自動焊接技術領域，具體涉及一種3D掃描式管道全方位自動焊接機。
【背景技術】
[0002]隨著現代自動化、信息化、數字化技術的日益成熟，代表自動化焊接技術的數字焊機，數字化控制技術已穩步進入市場。有力地促進了我國大型基礎工程的焊接工藝，特別是焊接自動化技術的發展，油氣管道的焊接自動化程度要求也日新月異。焊接自動化與智能化已經成為必然趨勢，尤其是對于大口徑、厚管壁的油氣管道。隨著長距離輸氣管道朝著高鋼級、高壓力、大口徑、大厚壁方向發展，提高焊接速度和焊接質量是管道建設要解決的關鍵技術問題。我國的焊接產業正逐步走向“高效化、自動化、智能化”。目前，我國焊接界把實現焊接過程的自動化、智能化作為戰略目標，發展焊接生產自動化和過程控制智能化，研宄和開發新型技術。
[0003]焊接是制造業中傳統的重要加工工藝方法之一，應用領域非常廣泛。隨著現代信息化、自動化技術的發展，焊接自動化與智能化已經成為必然趨勢，尤其是對于大口徑、厚管壁的油氣管道。由于大型油氣管道焊接一般都在野外作業，地形地貌復雜，焊接環境較差，管道移動困難，所以焊接施工難度很大。并且大型油氣管道對焊接質量的要求較高。因為焊接質量的好壞直接關系到管線以后使用的安全性，所以運用精度更高，焊接質量更好的自動化焊接就顯得尤為重要。
[0004]傳統的自動化焊接是將送絲速度、焊車行走速度、焊槍振動頻率作為三個因變量，置于一個空間坐標系中，以時間作為自變量，以焊接電流、電壓作為邊界條件，最后得出送絲速度、焊接小車行走速度、焊槍振動頻率之間的關系進行焊接。在實際焊接時，每一次調節都是上述三個參數同時調節，來確保調節過程的準確性。但是這種傳統自動化程度并不高，而且要求的精度和焊接質量也難以保證。
[0005]隨著光、機、電以及計算機技術的快速發展，3D技術的研發與應用已經走過了幾十年的前期摸索階段，技術的成熟度、完善度、易用性、人性化、經濟性等，都已經取得了巨大的突破；3D掃描也趨向于速度更快，精度更高、更輕便攜帶的方向發展，加之對所掃描對象沒有限制的特性、3D掃描技術在更廣泛的領域得到了應用。
【實用新型內容】
[0006]為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種3D立體全方位的檢測和控制系統。通過3D掃描系統預先掃描焊縫的三維空間得到圖像，將掃描到的圖像和數據實時傳輸到計算機控制系統，進行處理，然后由執行系統執行焊接任務，以實現管道全位置多焊炬、快速高效、高質量的智能化焊接。
[0007]本實用新型所采用的技術方案為:一種3D掃描式管道全方位自動焊接機，位于焊接管道的外緣采用連接件連接行走機構控制系統，行走機構控制系統通過焊炬擺動調節機構連接若干焊接系統，所述的焊接系統的末端連接自動送絲送氣系統；行走機構控制系統的上端連接有環境數據監測系統；所述的行走機構控制系統的一側采用可調節手臂連接3D掃描系統。
[0008]所述的環境數據監測系統及3D掃描系統采用有線或無線傳輸連接計算機控制系統；所述的自動送絲送氣系統、焊接系統、行走機構控制系統及焊炬擺動調節機構采用有線或無線線路連接計算機控制系統。
[0009]所述的連接件為永磁吸附輪，所述的永磁吸附輪至少設有2個，并且永磁吸附輪位于行走機構控制系統與焊接管道之間。
[0010]所述的連接件為焊接導軌，所述的焊接導軌為圓環形結構，并且焊接導軌位于焊接管道的外緣。
[0011]所述的若干焊接系統的前后位置分別設有若干焊炬，并且每一個焊炬的末端分別連接送絲機構及送氣機構。
[0012]所述的焊炬至少設有2個，并且相鄰兩個焊炬的距離為10?20厘米。
[0013]所述的送氣機構的內部為惰性氣體。
[0014]所述的3D掃描系統位于行走機構控制系統一側的前方或者后方。
[0015]優選為3D掃描系統位于行走機構控制系統一側的前方。
[0016]本實用新型的有益效果為:將3D掃描技術應用于管道全位置自動焊接。與傳統自動焊接有著本質不同。傳統焊接是在執行焊接過程中根據實際情況調節焊接參數如送絲速度、振動頻率等參數進行的焊接。但這些參數的調節是相互關聯的，送絲速度調節合適了，振動頻率、焊車速度卻不一定合適，只有通過一定時間的摸索才能將幾個參數調節匹配，操作繁瑣，精細化程度低，而且極易受外界因素干擾。而本新型是通過3D掃描裝置預先將待焊管道焊縫進行3維立體掃描，精確的采集焊縫的圖像和數據，并和環境數據監測系統，包括溫度、風速、濕度等采集的數據相結合由計算機控制系統進行數據的整合和處理，得到更加精確的3維數據和圖像，最終將整合處理后的數據傳輸到執行系統，通過執行系統實現軌道式的全位置自動化焊接和永磁輪行走機構無軌道式的全位置自動化焊接。克服了傳統技術的精度差、易受外界干擾、操作復雜等缺點。本系統的精度更高、靈活性和機動性更大、適應性更強、操作便捷、便于野外焊接作業，而且焊接質量更好。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2是圖1結構俯視圖；
[0019]圖3是本實用新型另一的結構示意圖；
[0020]圖4是圖3結構俯視圖。
[0021]圖中:1、計算機控制系統；2、3D掃描系統；3、環境數據監測系統；4、自動送絲送氣系統；5、焊接系統；6、行走機構控制系統；7、焊炬擺動調節機構；8、永磁吸附輪；9、待焊管道；10、惰性氣體；11、可調節手臂；12、焊接導軌；4-1、送絲機構；4-2、送氣機構。
【具體實施方式】
[0022]如圖1至圖4所示，本實用新型提供了一種3D掃描式管道全方位自動焊接機，位于焊接管道9的外緣采用連接件連接行走機構控制系統6，行走機構控制系統6通過焊炬擺動調節機構7連接若干焊接系統5，所述的焊接系統5的末端連接自動送絲送氣系統4 ;行走機構控制系統6的上端連接有環境數據監測系統3 ;所述的行走機構控制系統6的一側采用可調節手臂11連接3D掃描系統2。
[0023]環境數據監測系統3及3D掃描系統2采用有線或無線傳輸連接計算機控制系統I ;所述的自動送絲送氣系統4、焊接系統5、行走機構控制系統6及焊炬擺動調節機構7采用有線線路或者有線或無線線路連接計算機控制系統I。
[0024]連接件為永磁吸附輪8，所述的永磁吸附輪8至少設有2個，并且永磁吸附輪8位于行走機構控制系統6與焊接管道9之間。
[0025]連接件為焊接導軌12，所述的焊接導軌12為圓環形結構，并且焊接導軌12位于焊接管道9的外緣。
[0026]若干焊接系統5的前后位置分別設有若干焊炬，并且每一個焊炬的末端分別連接送絲機構4-1及送氣機構4-2。
[0027]焊炬至少設有2個，并且相鄰兩個焊炬的距離為10?20厘米。
[0028]送氣機構4-2的內部為惰性氣體10。
[0029]3D掃描