一种海工结构管焊接用定位装置及方法与流程

本发明涉及海工结构管焊接，特别涉及一种海工结构管焊接用定位装置及方法。

背景技术：

1、海工结构管是指用于海洋结构中的管道组件，如构建海上平台、海底管道等，由于需要承受海水侵蚀、海洋冲击等恶劣条件，这类管件需要满足高强度、高韧性等性能，以保证在海洋中能够长期安全稳定的使用。

2、海工结构管在加工时通常需要经过钢板探伤、钢板铣边、钢板预弯、成型、定位焊等工序，在对海工结构管进行成型过程中，需要对成型的接合处进行定位焊接，现有技术中在对海工结构管进行定位焊接时通常为通过吊机将管道吊到夹具上，通过夹具夹持住两端进行定位焊接，在放置时通常为人工目视进行定位，这种定位方式无法保证管道位置的精准性，也不便于在焊接前对管道的位置进行调整，同时焊接过程中需要人工将焊枪移到焊接位置处，这就容易导致因目视不准确而导致焊接位置出现偏差的问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提出了一种海工结构管焊接用定位装置，包括支撑架，所述支撑架外接有程序控制系统和焊接设备，所述焊接设备设置在支撑架的侧面，所述程序控制系统包括软件控制系统和硬件执行模块，通过所述软件控制系统控制硬件执行模块进行工作，所述支撑架的两端均设置有位置调整模块和第一定位模块，所述位置调整模块与第一定位模块连接，所述支撑架的下侧设置有驱动模块，两个所述第一定位模块之间设置有三个第二定位模块，三个所述第二定位模块均安装在支撑架上，中间的一个第二定位模块固定安装在支撑架上，两侧的第二定位模块均滑动安装在支撑架上，两侧的第二定位模块均与驱动模块连接；所述第二定位模块包括定位机构和检测机构，所述检测机构用于识别焊接位置，所述定位机构安装在支撑架上，所述检测机构安装在定位机构上。

2、进一步地，所述定位机构包括定位座、连接架一、电机四、支撑板三、丝杠二、连接座和支撑板四，中间一个定位机构中的定位座固定安装支撑架上，两侧的定位机构中的定位座滑动安装在支撑架上，所述定位座通过连接座与驱动模块连接，所述支撑板三和支撑板四分别固定安装在定位座的两侧，所述丝杠二转动安装在支撑板四上，所述丝杠二与支撑板三转动连接，所述电机四固定安装在支撑板三上，所述丝杠二与电机四的输出轴同轴固定连接，所述连接架一滑动安装在定位座上，所述连接架一设置有两个，所述丝杠二上设置有两段螺旋方向相反的螺纹，一个连接架一与丝杠二上的一段螺纹连接，另一个连接架一与丝杠二上的另一段螺纹连接，每个所述连接架一上均固定安装有一个定位架。

3、进一步地，所述定位机构还包括电机五、连接架二、丝杠三和支撑板五，所述电机五和支撑板五均固定安装在支撑架上，所述连接架二滑动安装在支撑架上，所述丝杠三转动安装在支撑板五上，所述丝杠三与电机五的输出轴同轴固定连接，所述连接架二与丝杠三通过螺纹连接，所述连接架二上固定安装有一个定位架，每个所述定位架上均由竖直段和水平段组成，所述竖直段和水平段垂直设置，所述竖直段和水平段上均转动安装有定位辊，所述定位座的中间位置处开设有u形放料口，所述竖直段和水平段的连接处与u形放料口的弧形中心设置在同一直线上，每个所述定位架安装有定位辊的一侧均朝向u形放料口，每个所述定位辊上均设置有压力传感器。

4、进一步地，所述检测机构包括电机六、转轴三、半齿圈、检测环和检测器，所述电机六固定安装在定位座上，所述电机六与连接架一分别设置在定位座的两侧，所述转轴三转动安装在定位座内，所述转轴三与电机六的输出轴同轴固定连接，所述电机六和转轴三均设置有三个，其中两个所述转轴三分别分布在u形放料口的两侧，另外一个所述转轴三设置在u形放料口的下方，每个所述转轴三上均同轴固定安装有齿轮三，所述定位座内设置有避让槽，所述齿轮三设置在避让槽内，所述检测环转动安装在避让槽内，所述半齿圈同轴固定安装在检测环的外侧，所述检测器固定安装在检测环的内侧，所述检测器设置有多个，且呈圆周状均匀地间隔分布在检测环上，所述齿轮三与半齿圈啮合连接。

5、进一步地，所述驱动模块包括电机七、导向杆、丝杠四和支撑板六，所述电机七和支撑板六均固定安装在支撑架的下侧，所述电机七和支撑板六分别分布在支撑架的两侧，所述丝杠四转动安装在支撑板六上，所述丝杠四同轴固定安装在电机七的输出轴上，所述丝杠四穿过中间定位机构中的连接座，所述丝杠四与两侧定位机构中的连接座通过螺纹连接，所述丝杠四上设置有两段螺旋方向相反的螺纹，一段螺纹与其中一侧定位机构中的连接座连接，另一段螺纹与另一侧定位机构中的连接座连接。

6、进一步地，所述位置调整模块包括调节板、限位杆、支撑板一和转轴一，所述支撑架的两侧均开设有滑槽一，所述调节板通过转轴一与滑槽一连接，所述转轴一在滑槽一内既能滑动又能转动，每个所述位置调整模块中均包括两个位置调整机构，两个位置调整机构分别设置在支撑架的两侧，所述调节板通过转轴一与位置调整机构连接，所述支撑板一固定安装在支撑架上，所述支撑板一设置在靠近定位机构的一侧，所述限位杆固定安装在支撑板一上，所述限位杆和支撑板一均设置有多个，且均匀地间隔分布，所述调节板上设置有多个与限位杆相匹配的插孔，所述调节板与支撑架之间设置有用于防止干涉的避让间隔。

7、进一步地，所述位置调整机构包括电机一、齿条板、齿轮一、滑座、丝杠一和支撑板二，所述电机一和支撑板二均固定安装在支撑架上，所述丝杠一转动安装在支撑板二上，所述丝杠一与电机一的输出轴同轴固定连接，所述滑座滑动安装在支撑架上，所述滑座与丝杠一通过螺纹连接，所述滑座与转轴一转动连接，所述齿轮一同轴固定安装在转轴一上，所述齿条板固定安装在支撑架上，当所述齿轮一移动到齿条板的位置处时，所述齿轮一与齿条板啮合。

8、进一步地，所述第一定位模块包括支撑筒、定位头、滑块、齿轮二、支撑座一、电机二、支撑座二、全齿圈、转动环、支撑环、电机三、转轴二和滑杆，所述支撑座一和支撑座二均固定安装在调节板上，所述电机二固定安装在支撑座一上，所述齿轮二同轴固定安装在电机二的输出轴上，所述支撑筒转动安装在支撑座二上，所述全齿圈同轴固定安装在支撑筒上，所述齿轮二与全齿圈啮合连接，所述齿轮二、支撑座一和电机二均设置有两个，且分布在支撑座二的两侧，所述滑块滑动安装在支撑筒上，所述定位头固定安装在滑块上，所述定位头设置在朝向定位机构的一侧，所述支撑环固定安装在支撑筒内，所述电机三固定安装在支撑环上，所述转轴二固定安装在电机三的输出轴上，所述转动环同轴固定安装在转轴二上，所述滑杆固定安装在滑块上，所述滑杆与转动环滑动连接，所述定位头、滑块和滑杆均设置有多个，且呈圆周状均匀地间隔分布。

9、进一步地，所述支撑筒上设置有滑槽二，所述滑槽二设置有多个，且呈圆周状均匀地间隔分布在支撑筒上，每个所述滑槽二内均开设有滑槽四，每个所述滑槽二的两侧均开设有滑槽三，所述滑块滑动安装在滑槽二内，所述滑块与滑槽三滑动连接，所述滑杆与滑槽四滑动连接，所述转动环上呈圆周状均匀地开设有多个弧形槽，所述弧形槽与滑杆滑动连接，所述滑块与滑槽二一一对应，所述滑杆与弧形槽一一对应。

10、本发明还提出了使用一种海工结构管焊接用定位装置定位海工结构管的方法，包括以下步骤：

11、s1、根据所要焊接的海工结构管的长度调整两侧的定位机构之间的间距，将支撑架两侧的第一定位模块分别移动到支撑架对应的端部，通过位置调整模块将第一定位模块调整到与支撑架平行的状态；

12、s2、将需要焊接的海工结构管通过u形放料口放到定位机构上，通过两个第一定位模块将海工结构管调整到居中位置处；

13、s3、使定位机构中的多个定位辊贴上海工结构管，调整检测机构的位置，使其中一个检测器转动到u形放料开口的最上方；

14、s4、通过两个第一定位模块分别定位夹持住海工结构管的两端，通过第一定位模块带动海工结构管转动，当最上方的检测器感应到海工结构管需要焊接处的位置时，第一定位模块停止带动海工结构管转动；

15、s5、将检测环和检测器转动到远离海工结构管的位置处，即为使得u形放料开口的上方无遮挡，通过定位机构进一步地对海工结构管的多个位置处进行定位夹持；

16、s6、夹持完成后，通过外接的焊接单元对海工结构管上需要焊接的位置处进行焊接。

17、本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明由于设置有u形放料口，从而能够便于放料，解决了现有技术中在对海工结构管焊接时不方便放料的问题；（2）本发明通过两个第一定位模块分别对海工结构管的两端进行定位夹持，同时能够通过两个第一定位模块的移动，将海工结构管推到居中的位置处，以保证焊接时海工结构管位置的准确性，防止因位置不准确而导致焊接出现偏差的问题；（3）本发明能够通过第一定位模块中的支撑筒带动滑块和定位头转动，进而带动海工结构管发生转动，从而能够调整海工结构管的焊接角度和位置，进一步保证了焊接的准确性，提高了焊接的质量；（4）本发明通过检测机构能够自动识别海工结构管上所需要焊接的位置，保证了焊接位置的准确性；（5）本发明通过位置调整模块能够对第一定位模块进行限位，保证焊接过程中海工结构管位置的准确性，同时能够防止因焊接冲击而导致海工结构管位置发生偏转而影响焊接质量的问题。