成都熊谷加世电器有限公司李硕获国家专利权
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龙图腾网获悉成都熊谷加世电器有限公司申请的专利内焊机自动对口方法、装置及内焊机获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120055662B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510503177.1,技术领域涉及:B23K37/02;该发明授权内焊机自动对口方法、装置及内焊机是由李硕;牟坤;罗明洪;杨志梅;邱文虎;胡云霄;王子良;邹志祥;夏帮威;王之禹设计研发完成,并于2025-04-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本内焊机自动对口方法、装置及内焊机在说明书摘要公布了:本发明提供一种内焊机自动对口方法、装置及内焊机,涉及智能化管道焊接技术领域,内焊机在管道内行进,接触到弯管时,利用阻抗控制器根据姿态调节机构的实际位置,计算多个支链的驱动力;驱动锥头机构偏转过弯。到达管口端时,升起对口引导块进行坡口对口操作:利用预测模型预测当前实际推力,通过当前实际推力、结合实时动力学正解模型和导纳控制器计算位姿调整量,从而调整各支链长度,使对口引导块到达坡口限位;完成对口后,升起后涨靴固定锥头机构与坡口相对位置并收回对口引导块;当另一管道坡口对接时升起前涨靴固定锥头与坡口,以便焊接。实时调节内焊机与管道的接触状态,提高适应性和稳定性,实现高精度自动化对口,提高焊接质量。
本发明授权内焊机自动对口方法、装置及内焊机在权利要求书中公布了:1.一种内焊机自动对口方法,其特征在于,所述方法包括: 当内焊机通过机身运动系统在管道内部行进到弯管时,利用阻抗控制器根据姿态调节机构的实际位置,计算所述姿态调节机构中多个支链的驱动力;所述阻抗控制器的控制策略预先根据目标惯量、目标刚度值和目标阻尼进行创建; 根据所述驱动力驱动所述内焊机中锥头机构进行偏转,以使所述内焊机通过所述弯管; 当所述内焊机行进到管口端时,升起对口引导块与所述管口端的坡口进行对口操作,所述对口操作,包括: 利用预测模型基于所述姿态调节机构中的支链运动数据与电流数据预测各个所述支链的当前实际推力;所述预测模型预先利用六轴动力学模型对神经网络模型进行训练得到;所述六轴动力学模型预先根据六轴平台构建得到; 通过实时动力学正解模型根据每个所述支链的当前实际推力,计算动平台坐标系下的负载力与负载力矩;所述六轴平台包括动平台和静平台;所述动平台坐标系为根据所述动平台构建的坐标系; 利用导纳控制器根据所述负载力与所述负载力矩计算姿态调节机构的位姿调整量,调整对口过程中各个所述支链的长度,以使所述对口引导块到达坡口限位位置;所述导纳控制器预先基于二阶微分模型建立得到; 完成对口操作之后,升起后涨靴以固定所述锥头机构与所述坡口的相对位置,并收回所述对口引导块; 当另一管道的坡口与所述坡口重合时,升起前涨靴以固定所述锥头机构与所述另一管道的坡口的相对位置,使所述锥头机构中的焊枪对两根管道进行焊接; 其中,预先根据六轴平台构建六轴动力学模型的过程,包括: 定义六轴平台的结构,所述结构至少包括静平台、动平台、支链的缸筒和支链的活塞杆; 基于静平台坐标系定义运动物理量,并结合六轴平台的受力数据创建动平台的雅可比矩阵、支链的缸筒的雅可比矩阵和支链的活塞杆的雅可比矩阵;所述静平台坐标系为根据所述静平台构建的坐标系; 构建锥头机构的惯量矩阵、支链的缸筒的惯量矩阵和支链的活塞杆的惯量矩阵; 结合所有雅可比矩阵和所有惯量矩阵,构建六轴动力学模型,所述六轴动力学模型包括: 其中,τ表示所述六轴平台6个支链的推力;J表示所述动平台位姿速度与6个支链伸缩速度的雅克比矩阵;JC表示锥头综合体质心的速度与所述动平台速度的雅克比矩阵;FC表示所述锥头机构受到的负载力与负载力矩;c无特别含义;J1i表示支链i的缸筒质心的速度与各支链速度的雅克比矩阵;J2i表示支链i的活塞杆质心的速度与各支链速度的雅克比矩阵;FC包括: 其中,fe表示加载到锥头综合体质心处的外力;mC表示所述锥头机构的质量;g表示重力加速度向量;aC表示所述锥头机构的加速度向量;ne表示fe形成的外力矩;IC表示所述锥头机构绕其质心的惯量矩阵;αP表示所述动平台的转动角加速度;ωp表示所述动平台的转动角速度; F1i包括: 其中,m1表示缸筒的质量;a1i表示支链i中缸筒质心的平移加速度;I1i表示支链i的缸筒绕其质心的惯量矩阵;αi表示支链连杆i的转动角加速度;ωi表示支链连杆i的转动角速度; F2i包括: 其中,m2表示活塞杆的质量;a2i表示支链i中活塞杆质心的平移加速度;I2i表示支链i的活塞杆绕其质心的惯量矩阵。
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