26、一次性管道生产自动化的数字几何记录

一次性管道生产自动化的数字几何记录

1. 引言

在管道建设，特别是维修工作中，管件起着至关重要的作用。目前，这些管件的制造步骤大多是手动完成的。虽然机器人辅助自动化面临小批量生产（主要是单件生产）的挑战，但由于标准组件的选择是确定的，且会使用重复的组件，因此机器人支持的自动化仍然是可行的。

为了将基于机器人的解决方案经济地集成到整个制造过程中，除了焊接过程外，还必须考虑上下游过程。要实现这一目标，焊缝必须保证一致的质量，这就需要对上游过程进行调整。在制造过程中收集管道几何数据并将其集成到路径规划中，这样即使是复杂的独特结构也能由机器人进行焊接。

目前市场上虽有各种管道数字化的设计软件，但这些软件基于新工厂规划，不适合在施工现场集成，且需要额外的测量设备。在船舶管道修复等场景中，由于运输耗时、可达性有限和光照条件不同，这些软件并不适用。而扫描管道由于缺乏文档、长途运输和场地狭小等原因，工作量大，通常也不会进行。

当前在施工现场，先进行管道构造的粗略手绘草图并拍照记录，然后根据手绘草图绘制技术草图，再将其转移到CAD工作站，导出CAD设计和零件清单来订购组件。但由于重复绘图和人员更换，可能会出现错误和不匹配，导致所需管件出现偏差，且这些偏差直到过程链结束才会被发现，从而增加返工工作量。

2. 自动化方法

要实现制造过程的自动化，需要分析整个过程链、制造过程和材料范围。手动焊接的管道段需要由机器人进行优化，为达到这一步所需的精度，可能需要分析和调整上游过程步骤。

2.1 制造过程分析

在管件的单件生产中，典型的连续过程链包括以下工作步骤：
- 切割各个管道段