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中国管道管对接焊接机器人研究现状

时间：2017-10-20 来源：机器人在线阅读：10865 原创

随着管道焊接机器人数量的快速增长和工业生产的发展，对机器人的工作能力提出了更高的要求，人性化、智能化己经成了未来机器人产业的主要发展趋势

国内管对接焊接机器人研究现状

与工业起步比较早的国家相比较，我国的管道焊接技术起步相对比较晚，直到20世纪80年代才开始研究工作。改革开放之后，外国的管道焊接技术进入国内，我国开始借鉴外国管道焊接技术来研究管道焊接技术。

随后我国许多高校、科研单位及管道施工单位也纷纷开始开展管道焊接设备相关技术。伴随着国内的一些管道建设，我国在管道焊接设备的结构、控制系统等方面也取得了一定的成果。

如在1999年，由中国石油天然气管道科学研究院研制的自动全位置管道焊接机—PAW2000(如图1-3所示)，其适应能力强、自动化程度高、操作简单方便，在河南义马到郑州的输气管道(管径426mm、福建漳州输水管道(管径1020mm)和涩宁兰输气管道(管径711mm)等工程使用中获得了不错的效果。

在2013年，由中国石油天然气管道局设计研制出了双焊头单面焊成型全位置自动焊接设备—PAW3000(如图1-4所示)，其百口磨合周期短、焊接效率高，在西气东输三线西段首次工程应用就取得了优异的成绩。

在2003年，由北京石油化工学院重点实验室的曹俊芳、蒋力陪、孙亚玲等人研制成的轨道式全位置焊接机器人 (如图1-5所示)。它主要由四部分组成，分别为行走机构、二维记忆跟踪机构、焊枪摆动机构和焊枪高低调节机构，其中行走机构采用齿轮齿条传动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮和轨道上的齿条黏合带动焊接小车绕着管道旋转;二维记忆跟踪机构采用了激光视觉传感和角度传感器来实现焊缝跟踪;焊枪摆动机构和高度调节结构都采用的丝杠滑块机构和位置传感器来实现运动和检测。

2004年中国石油天然气集团工程技术研究院的冯标、李春润、唐德渝等研究人员研制出一种由焊接机头(小车行走系统、焊枪摆动系统、焊枪高度调节系统)、焊接轨道、控制系统、焊接电源四部分组成的APW-2型管道自动焊接机，该焊接机的焊接参数可以在焊接前设置，也可以在焊接过程中设置，弥补了因焊接环境多变而焊接情况发生变化以及我国焊接工人技能水平的不足，其在“西气东输”工程应用中取得了良好的效果

2008年北京理工大学及中科院自动化研究所复杂系统智能控制与管理国家重点实验室联合研发了一个具有9关节6自由度的大型龙门式管道焊接机器人(如图1-6所示)，该机器人可以实现了对大直径管道的全位置焊接。

除了以上已应用于实际工程的全位置焊接机器人外，我国科研人员还在理论上不断的研发和探索新形式的焊接设备。如2003年，河北工业大学的硕士研究生贾晓辉在他的毕业论文中研究了一种圆管外圆周焊接移动式机器人(如图1-7所示)，该机器人主要由三部分组成，分别为机器人本体(旋转机构、周向摆动机构和径向伸缩机构)、跟踪机构和控制系统。机械本体的旋转机构采用是电机驱动磁轮旋转，周向/径向摆动机构都采用的是丝杠驱动滑块实现移动;跟踪机构采用多个CCD传感器来实现信息采集的;控制系统是利用计算机来实现智能跟踪焊缝。