PWR-3型管道焊接机器人
说 明 书
天津市国科电子科技公司
2003/6
目录
一．前言 ·················································· （2） 二．系统的组成及功能 ···································· （3） 三．安装和连接方法 ······································ （4） 四．旋钮的功能及使用方法 ······························· （5） 五．系统的使用 ··········································· （8） 六．技术参数 ············································· （9） 七.焊机电缆航空插头信号分配表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（9） 八.注意事项。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（11） 九．内部参数的调整········································ （11） 十．设备的日常保养··········································（12） 十一．常见故障诊断方法·······································（·13）
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一．前言
在石油生产和油田建设中，管道的焊接工作一直占有相当大的比重。多年来，现场焊接大多采用手工焊，其焊接效率低，焊接质量差，工人劳动强度大，同时对焊工的焊接技能要求高，这些问题严重制约着油气管道建设的高速发展，随着“九五”期间我国石油天然气勘探开发战略的实施，大中口径长距离管道的建设工作量与日俱增。尤其是西部沙漠，戈壁和东部的滩海，沼泽地带，自然环境恶劣，后勤供给困难，同时要求施工周期短，施工速度快，这就对焊接技术提出了更高的要求。
为了适应大中口径长输管道建设的要求，只有通过发展和采用先进的焊接技术来保证。野外管道焊接作为提高管道的施工质量，加快施工进度的重要环节，在今后我国管道建设中将赋予更为重要的地位。发展野外管道施工的焊接技术，特别是焊接质量好，生产效率高的自动化焊接技术，对提高油田管线施工建设的技术水平，推动油田建设的技术有着十分重要的意义。我公司的工程技术人员经数年努力，刻苦攻关，在原有管道焊接设备的基础上，新研制的PWR-3型系
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列管道焊接机器人采用模块化设计理念，具有外形设计美观实用，结构合理，轨道连接方便、快捷，小车运行平稳﹑调试维修方便的特点，其中所有关键部件均采用进口或同类产品，其主要技术指标均达到国外同类产品的水平，可与国内外多种CO2焊机连接。经油田施工单位一年来的使用，证明该产品能明显提高管道焊接质量，加快管道施工进度，大大的减轻了焊工的劳动强度，改善工作环境。同时由于该产品对焊工本人的技术水平要求不高，便于生产的组织和管理。该产品在施工过程中，可单机工作也可双机同时焊接，采用美国飞马特501焊机，国产锦泰Φ1.2mm焊丝，在焊接参数设置合理的情况下，其一次焊接焊缝合格率高于85％。
二﹒系统的组成及功能：
PRW-3型系列管道焊接机器人由焊接小车、手持式操作盒（PRW-3A型为内置操作盒）、控制箱、圆形轨道、焊接电源五个部分组成。
焊接小车：由小车底盘、摆动总承、提升总承、送丝总承、电源箱五大模块组成，各模块之间相对独立，便于安装、调试和维修。小车底盘包括行走电机、轨道夹持机构、行走轮及安装甲板四部分。摆动总承包括摆动电机、宽导轨、检测总承及摆动箱体四部分。提升总承包括提升电机、丝杠、滑动导轨等部件。送丝总承包括送丝机、送丝盘、阻尼可调式回转轴等部件。电源箱提供系统电源。
手持式操作盒：该操作盒通过26芯电缆线与焊接小车连接，与此同时控制盒也可安装在焊接小车上，能灵活快捷的使用。其功能详见下节“操作盒功能简介”。
控制箱：控制箱分别通过19芯电缆线、14芯电缆线与焊接小车和焊接电源连接，同时通过气管与气瓶、焊接小车连接。主要完成送丝、送气、行走驱动等功能。
圆形轨道：由齿条、轮箍、导轨板、扣锁机构组成，焊接时焊接小车沿轨道行进。不同的管道口径需配接不同规格的圆形轨道。
焊接电源：系统中唯一的外购设备，由多种型号可供选择。推荐
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使用美国飞马特501CO2焊机。
三﹒安装及连接方法：
在首次使用PRW-3系列管道焊接机器人前，请详细阅读产品使
用说明书，对系统的安装和连接，控制箱和手操盒上各个旋钮和开关的使用有较为清晰的了解，盲目开机使用，造成严重后果，损失将由用户负责。
1． 轨道的安装：将轨道外包装拆掉，检查轨道外观有无磕碰
情况。松开手柄锁紧螺母，搬动手柄打开轨道，将轨道放置于距焊接坡口100mm处，合上轨道推上手柄，将锁紧螺母锁紧。调整支撑螺杆，确保轨道支撑脚与钢管紧密连接，无晃动。
2． 焊接小车的装卡：将焊接小车从铝箱中取出，检查外观有
无磕碰情况。调整行走轮，使大圆一边靠近小车底盘，行走轮转动方向视所焊接的钢管直径确定，用两手抱起焊接小车放置与轨道上，使一端的行走轮与轨道配合，将轨道外沿卡入行走轮凹槽中。用力向小车方向压调整盘，使有调整装置一端的行走轮与导轨配合，待导轨卡入行走轮凹槽中后，顺时针旋转调整盘直至不能转动为止。确定小车与导轨已稳固连接后方可继续安装其他设备。
3． 控制箱的固定：将控制箱从铝箱中取出，检查外观有无磕碰情
况。把控制箱放置于平稳位置。采用美国飞马特501焊机可将控制箱置于焊机箱体上。
4． 电缆线的连接：将电缆线、手操盒从铝箱中取出，检查外
观有无损坏情况。将19芯电缆线依次于控制箱、焊接小车可靠连接；将26芯电缆线依次于手操盒、焊接小车可靠连接（内置操作盒无此连接）；将14芯电缆线依次于控制箱、电焊机可靠连接（14芯航空插头属于设备配件，由于焊接电源的不同，连线方式也不相同，具体连线方式请参阅焊机电源说明书）。将地线
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与所焊接管道可靠连接。
5． 焊枪的安装：将焊枪、送丝软管从铝箱中取出，检查外观
有无损坏情况。将焊枪用螺丝固定于机头上，将送丝软管依次于焊枪、送丝机可靠连接，并旋紧固定螺丝；将焊接电缆线、送气软管依次于控制箱、焊接小车、气瓶可靠连接。
6． 焊丝的安装：取出焊丝盘（本系统使用
3.5kg标准丝盘），
拧开丝盘压盖，将焊丝盘放置于回转轴上，旋紧压盘；打开压紧手柄，将焊丝通过送丝机上的过嘴，穿过送丝轮进入送丝软管，从导电嘴中伸出，合上手柄。通过旋转压紧手柄可调节送丝轮压紧力。
四﹒旋钮的功能及使用方法：
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控制箱的功能简介：
出气焊接电缆保险电源开关控制器正面板见上图
出气： 焊接用保护气出口； 控制电缆： 19芯电缆线插口；
保险： 内装有3A的保险管，是为保护行走电机而设置的。 电源开关：系统总电源开关。
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焊机电缆保险电源线入气 控制器后面板见上图
电源： 焊接机器人的电源线； 进气： 焊接用保护气入口；
焊接电缆：14芯电缆线插口（具体焊接电源，要参照其说明
书连接）。
保险： 2．
操作盒功能简介：
焊接电流摆幅摆速偏移左停送气前进后退右停停止焊接加速常速焊速摆动上升爬行下降波形选择Ⅱ型送丝
操作盒操作面板见上图
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焊接电流：焊接过程中，用于调整焊接电流的旋钮。逆时针方向旋转，
焊接电流减小；反之则增大。
波形选择：焊接工作中，焊枪运动的轨迹。从左至右依次为直线、方
波、梯形波、三角波。
摆幅：焊枪摆动幅度。逆时针方向旋转，摆动幅度减小；反之则增大。 摆速：焊枪摆动速度。逆时针方向旋转，摆动速度减小；反之则增大。 偏移：焊枪左右偏移量，用于焊接过程中焊缝的跟踪。逆时针方向旋 转，焊枪左移动；反之向右移动。
左停：焊枪工作至最左端时停留时间。逆时针方向旋转，停留时间减 小；反之增大。
右停：焊枪工作至最右端时停留时间。逆时针方向旋转，停留时间减 小；反之增大。
焊速：焊接过程中，焊接小车的行走速度。逆时针方向旋转，行走速 度减小；反之增大。
焊接/停止开关：焊接的启动开关。
加速开关：此开关为自复位开关，拨动至加速时，焊接小车高速前进
或后退，其速度为预先给定，松开后，开关自行复位至常速。
摆动/爬行开关：此开关为三位开关。拨至摆动，焊枪会以摆幅、摆
速，偏移、左停、右停所规定的参数运转。拨至爬行，焊 接小车会以焊速所规定的参数运转。此开关用于焊接前调 节焊接参数的调节。
上升/下降开关：此开关为三位自复位开关，控制焊枪上升/下降功能，
其向机头方向拨动，焊枪向上运动；反之，开关向下拨,焊枪向下运动。
检测开关： 拨至“送气”时，检测有无保护气体；拨至“送丝”时，
检测送丝状况。
方向开关： 位于机头上方电源指示灯旁，控制焊接小车的行走方向。
拨至“前进”焊接小车逆时针方向运动（操作者面对摆动
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机构）；反之拨至“后退”，焊接小车顺时针方向运动。
五﹒系统的使用：
操作人员使用在PRW-3系列管道焊接机器人前，请详细阅读产
品使用说明书中所有章节，对系统的安装和连接，控制箱、焊接小车和手操盒上各个旋钮和开关的使用有较为清晰的了解，盲目开机使用，造成严重后果，损失将由用户负责。
PRW-3系列管道焊接机器人使用步骤：
1． 检查供电电源的电压是否满足使用要求，地线连接是否可
靠；
2． 检查各电缆线、气管是否连接完毕，有无松动、漏气现象； 3． 检查轨道﹑小车安装是否可靠；控制箱摆放是否合理，电
缆线、气管有无缠绕现象；
4． 准备上电前，首先确定控制箱电源开关位于断开状态；确
定手操盒中，焊接/停止开关位于停止状态，摆动/爬行开关位于中间状态，焊接电流、摆幅、摆速、左停、右停、焊速位于最小状态，偏移位于中间状态；
5． 将电源插座接至220V交流电源插座中；
6． 打开控制箱电源开关，电源开关灯亮，焊接小车上电源指
示灯亮，如不亮立即关掉开关，查阅常见故障诊断方法一节有关资料进行检测操作；
7． 拨动上升/下降开关，检测提升机构是否正常工作； 8． 拨动摆动/爬行开关，拨至爬行位置，调整焊速参数，观察
小车行走方向；
9． 拨至摆动位置，调整摆幅、摆速、左停、右停参数； 10． 拨动检测开关，检测保护气体、送丝是否正常； 11． 调节焊接电流、电压参数。
12． 拨动焊接开关，开始起弧焊接（焊接前操作人员必须佩带
防护用具）。
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六﹒技术参数
1．焊枪摆动速度：5~40mm/s； 2．摆幅：5~40mm；
3．偏移调整范围：±30mm； 4．左右停留时间：0.1~2s； 5．焊速：3~40m/h； 6．快进速度：50~90m/h；
7．焊枪轨迹：方波﹑三角波﹑梯形波﹑直线可选； 8．送丝方式：四轮压紧驱动，φ1.0~1.2mm； 9．轨道方式：铝圈轮箍，齿条﹑齿轮传动； 10．供电电源：220V±10%，50Hz； 11．工作温度：0~70℃； 12．功耗：500W； 13．重量：17Kg；
14．机头尺寸：450x300x250 本产品执行企标：Q/12NK3887-2001
七 焊机电缆航空插头信号分配表
19芯航空插头线信号分配表 序号 1 2 3 4 5 6 7 功能 +15v电源（+） +15v电源（-） 起弧开关 起弧开关 焊接电流1 焊接电流2 焊接电流3 线径 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 备注 9
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
行走控制信号（+） 行走控制信号（-） 检气/送丝1 检气/送丝2 检气/送丝3 行走电机（+） 行走电机（-） 送丝电机（+） 送丝电机（-） 外壳地 交流220v 交流220v 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 14 芯航空插头线号分配表 序号 1 2 6
功能 AC24V 焊机开关 AC24地 线径 0.3 0.3 0.3 备注 八．注意事项：
1． 开机前应检查供电电源的电压是否满足使用要求。 2． 开机前应检查各电缆线是否连接完毕，有无松动现象。 3． 开机前应检查轨道﹑小车是否安装可靠。
4． 焊工必须佩带必要的防护用具，以免被电弧灼伤。 5． 安装和使用过程中，严禁拽﹑拉电缆线。 6． 设备移动时应使用把手，不得搬拉其它部位。 7． 设备使用过程中，应保证良好接地。 8． 焊接过程中必须采取防风措施。
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九﹒内部参数的调整：
设备在出厂前，其内部参数已经根据出厂前的技术指标调整完毕，无特殊情况不需调节。确有必要必须在厂家专业维修人员指导下进行，参数调整不当可能造成设备机械部分或电器控制部分的损坏。
摆速的调整：用螺丝刀拧下操作面板固定螺丝移开面板，旋转
微调电位器R16, 可改变摆杆的摆速，顺时针增大，逆时针减小。
摆幅的调整：用螺丝刀拧下操作面板固定螺丝移开面板，旋转
微调电位器R14, 可改变摆幅的幅度，顺时针增大，逆时针减小。
爬行速度的调整：用螺丝刀拧下操作面板固定螺丝移开面板，
旋转微调电位器R13，可改变爬行的速度，顺时针增大，逆时针减小。
左停留时间的调整：用螺丝刀拧下操作面板固定螺丝移开面板，
旋转微调电位器R15, 可微调停留时间。
右停留时间的调整：用螺丝刀拧下操作面板固定螺丝移开面板，
旋转微调电位器R6,可微调停留时间。
直线跟踪的调整：用螺丝刀拧下操作面板固定螺丝移开面板，
将方式旋钮拨至直线档，旋转偏移钮观察摆动状态，转微调电位器R28可改变摆杆的跟踪速度，旋转微调电位器R29可改变死区大小。
偏移量的调整：偏移量出场前已经固定，如确有必要可更换R19
和R18的电阻值。
焊枪提升速度的调整：用螺丝刀拧下机头左侧箱盖固定螺丝，
移开箱盖，参照下表调整拨码开关的位 置，即参照下表
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号参照下表调整拨码开 序 1速 ON ON 2速 ON OFF 3速 4速 OFF ON OFF OFF 关的位 置，即可改变 3 焊枪提升速 度，此操 4 作必须关掉电源。
十﹒设备的日常维护﹑保养、储存和运输：
设备在使用过程中，必须进行设备的日常维护和保养。 1．
经常检查摆动机构﹑行走机构﹑夹持机构﹑送丝机构﹑提
升机构上是否有尘土，焊渣附留。各机构运行是否平稳。 2．
经常检查连接器﹑连接电缆是否松动。电器盒有无温升过
高的现象。
3． 经常清洁导电嘴﹑喷管，防止堵塞。
4． 经常检查控制箱操作盒小车箱体密封是否良好。 5． 经常检查运动部件的磨损状况，如有损坏立即更换。 6． 经常检查的导电嘴﹑送丝软管磨损状况，如有损坏立即更换。 7． 经常检查连接器﹑连接电缆，如有损坏立即更换。 8． 经常检查各个旋钮﹑防尘胶帽，如有损坏立即更换。 9． 设备工作500小时以后，需更换检测总承。
设备在运输过程中，需将小车﹑手持操作盒﹑轨道﹑控制箱分离，放入相应的箱体内固定。
设备长期闲置不用时，可将传动部件抹上黄油，放置于干燥通风的环境中储存。
十一﹒常见故障诊断方法：
故障现象 开机后，电源指示灯不亮 不送丝 送丝不畅 检查和解决方法 检查电源线接触是否良好，重新开机。 检查焊机电源是否打开，焊机是否工作正常。 检查送丝压紧轮是否压紧，，送丝软管有无堵塞。调整压紧力，必要时可调整回转轴的阻尼大小。 无保护气体 检查气瓶阀门是否打开，气管连接是否漏气，更换电磁阀。 12
烧前保险丝 摆动不平稳 检查小车与轨道的装卡。 检查检测总承与齿条的啮合，更换检测总承。 行走不平稳 检查小车齿轮与轨道的齿条啮合，必要时可调节行走轮压紧力，更换行走齿轮。 崩丝 焊缝不成形 产生焊接缺陷 调整焊接参数 调整焊接参数 调整焊接参数
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