DE102011118615A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden von Bauteilen, insbesondere Rohren, zur Bildung von Offshorestrukturen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden von Bauteilen, insbesondere Rohren, zur Bildung von Offshorestrukturen Download PDF

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Abstract

Rohre (10, 11) zur Bildung von Offshorestrukturen weisen vielfach komplexe, dreidimensionale Verschneidungskurven (12) auf. Zum üblicherweise mechanisch erfolgenden Verschweißen der Rohre (10, 11) längs der Verschneidungskurve (12) wird ein Schweißarbeitsmittel (18) längs einer an einem Rohr (10) lösbar befestigten Schiene (14) verfahren. Die Schiene (14) muss an den Verlauf der die Rohre (10, 11) an der Verschneidungskurve (12) verbindenden Schweißnaht (13) individuell angepasst werden. Das erfordert unterschiedliche Schienen (14) für eine jeweilige Verschneidungskurve (12) bzw. Schweißnaht (13). Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, auf der Schiene (14) einen verfahbaren Roboter (16) anzuordnen, dem das Schweißarbeitsmittel (18) zugeordnet ist. Dadurch lassen sich auch komplexe, dreidimensionale Schweißnähte (13) mit einer geraden Schiene (14) bilden, die universell für unterschiedliche Schweißnähte (13) mit voneinander abweichenden Verläufen einsetzbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen und/oder Schneiden von Bauteilen, insbesondere Rohren, zur Bildung von Offshorestrukturen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine zum Schweißen und/oder Schneiden dienende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Offshorestrukturen werden aus großen und schweren Bauteilen, insbesondere Rohren, gebildet. Dort, wo zu verbindende Bauteile aufeinandertreffen, entstehen insbesondere bei Rohren dreidimensionale Verläufe, sogenannte Verschneidungskurven. Mindestens das Ende eines von mehreren zusammenzusetzenden Rohren muss einen der Verschneidungskurve entsprechenden dreidimensionalen Verlauf aufweisen, der durch entsprechendes Schneiden hergestellt wird. Verbunden werden die so vorbereiteten Rohre dann durch Schweißen.
  • Bei Offshorestrukturen werden nicht die verhältnismäßig großen und schweren Rohre oder ähnliche Bauteile an einer zum Schneiden oder Schweißen dienenden Einrichtung entlangbewegt, sondern es wird mindestens das Arbeitsmittel, beispielsweise ein Schweiß- oder Schneidbrenner, der Einrichtung gegenüber den ruhenden Bauteilen bewegt. Demzufolge müssten mindestens die unmittelbar zum Schneiden oder Schweißen dienenden Arbeitsmittel der Schneid- oder Schweißeinrichtung an der Schweiß- oder Schneidnaht entlangbewegbar sein. Dazu ist es bekannt, an mindestens einem der zu bearbeitenden Bauteile mindestens eine Schiene anzuordnen, längs derer das Arbeitsmittel der zum Schneiden bzw. Schweißen dienenden Einrichtung verfahrbar ist. Solche Schienen müssen dem Verlauf der Schweiß- oder Schneidnaht angepasst sein. Das führt bei dreidimensionalen Verschneidungskurven zu aufwendig gestalteten Schienen. Diese Schienen müssen bei mehrdimensionalen Verschneidungskurven individuell an die jeweilige Schweiß- oder Schneidnaht angepasst sein. Das ist sehr aufwendig.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es zulassen, auf einfache Weise mehrdimensionale Verschneidungskurven von Bauteilen, insbesondere Rohren, zur Bildung von Offshorestrukturen zu schneiden und/oder zu schweißen.
  • Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Demnach ist vorgesehen, dass dem Bauteil mindestens eine Längsführung zugeordnet wird und entlang der Längsführung eine mindestens das Arbeitsmittel der Schweiß- oder Schneideinrichtung führende Handhabungseinrichtung verfahren wird. Durch die auf der Längsführung verfahrbare Handhabungseinrichtung kommt es zu einer Überlagerung der Achse der Längsführung mit der mindestens einen zusätzlichen Achse der Handhabungseinrichtung. Das Arbeitsmittel kann so mehrachsig verfahren werden. Aufgrund dessen braucht die Längsführung nicht dem Verlauf der Verschneidungskurve des wenigstens einen Bauteils zu folgen, weil Abweichungen gegenüber dem Verlauf der Längsführung zur Verschneidungskurve von der Handhabungseinrichtung ausgeglichen werden. Die Folge ist, dass einfache, geradlinige Längsführungen für beliebige Verschneidungskurven verwendet werden können. Die bisher erforderliche individuelle Anpassung der Längsführung an die zum Teil dreidimensionale Verschneidungskurve erübrigt sich dadurch.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, das Arbeitsmittel, beispielsweise einen Schweiß- oder Schneidbrenner, mittels der Handhabungseinrichtung auf mindestens einer zusätzlichen, antiparallel zur Linearführung verlaufenden Bahn zu bewegen. Dadurch ist eine zweidimensionale Bewegung des Arbeitsmittels möglich. Falls die Handhabungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie das Arbeitsmittel auf mindestens zwei antiparallelen Bahnen bewegt, kann das Arbeitsmittel entlang dreidimensionaler Verschneidungskurven bewegt werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht es vor, durch Entlangbewegen der Handhabungseinrichtung mit dem Arbeitsmittel auf der Linearführung und zusätzliches Bewegen des Arbeitsmittels von der Handhabungseinrichtung das Arbeitsmittel entlang der Verschneidungskurve die Schweißnaht oder Schneidbahn abzufahren. Durch eine entsprechende Koordinierung der Wege und Geschwindigkeiten der Bewegung der Handhabungseinrichtung auf der Linearführung und die Bewegung des Arbeitsmittels seitens der Handhabungseinrichtung lassen sich beliebig komplexe Verläufe der Schweißnaht oder der Schneidbahn realisieren. Dadurch ist es möglich, ohne hardwaremäßige Veränderungen der Linearführung und der Handhabungseinrichtung beliebige zwei- oder auch dreidimensionale Verschneidungskurven abzufahren und insbesondere Rohre für große Offshorestrukturen so mechanisiert, insbesondere automatisch, zu schneiden und/oder zu schweißen.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht es vor, als Handhabungseinrichtung einen vorzugsweise mobilen Roboter zu verwenden. Ein solcher Roboter lässt sich relativ zu den großen, ruhenden Bauteilen, insbesondere Rohren, für Offshorestrukturen bewegen. Insbesondere ist es vorgesehen, als Roboter zur Bildung der Handhabungseinrichtung einen mehrachsigen, insbesondere zweiachsigen oder dreiachsigen, insbesondere mobilen Roboter zu verwenden. Mit einem mehrachsigen, insbesondere mobilen Roboter lassen sich zusammen mit seiner Verfahrbarkeit längs der Linearführung beliebige dreidimensionale Verschneidungskurven abfahren und so auf einfache Weise dreidimensionale Schweißnähte und/oder Schneidbahnen herstellen.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, als Linearführung eine gerade oder gegebenenfalls auch gebogene Schiene zu verwenden. Eine gerade Schiene lässt sich am einfachsten realisieren. Eine gebogene Schiene, die teilweise einer ungeraden Schweißnaht oder Schneidbahn folgt, hat den Vorteil, dass eine quer zur Schiene verlaufende Achse der Handhabungseinrichtung bzw. des Roboters kürzer sein kann.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, die Linearführung, insbesondere Schiene, lösbar an oder in der Nähe eines Bauteils zu befestigen. Beispielsweise kann die Schiene durch Magneten lösbar am Bauteil, zum Beispiel einem Rohr, befestigt sein. Die Schiene kann aber auch woanders lösbar befestigt sein, sofern sich dabei die Schiene in einer festen Relativbeziehung zum Bauteil oder Rohr befindet.
  • Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf. Bei dieser Vorrichtung ist es vorgesehen, auf einer länglichen Schiene verfahrbar eine Handhabungseinrichtung anzuordnen, wobei der Handhabungseinrichtung das Arbeitsmittel zum insbesondere Schweißen und/oder Schneiden zugeordnet ist. Beispielsweise kann der Handhabungseinrichtung ein Schneid- oder Schweißbrenner, ein zum Schweißen oder Schneiden dienender Laser oder Ähnliches zugeordnet sein. Dann ist das Arbeitsmittel der Einrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden sowohl von der Handhabungseinrichtung bewegbar als auch mit der Handhabungseinrichtung längs der Schiene verfahrbar. Auf diese Weise ist es möglich, mit einer universell einsetzbaren Schiene, die nicht an den Verlauf der Schweißnaht oder Schweißbahn angepasst zu sein braucht, Schnitte oder Schweißungen entlang einer komplexen mehrachsigen, insbesondere auch dreidimensionalen, Bahn vorzunehmen, die der Verschneidungskurve des zu schneidenden Bauteils oder der zu verschweißenden Bauteile entspricht.
  • Insbesondere kann es vorgesehen sein, die Handhabungseinrichtung zum Bewegen des Arbeitsmittels auf mindestens zwei unterschiedlichen Bahnen oder Achsen auszubilden. Durch in der Richtung voneinander abweichende Achsen und einen antiparallelen Verlauf derselben zur Schiene kann das Arbeitsmittel im Raum bewegt werden und dadurch dreidimensionale Bahnen abfahren.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist die Handhabungseinrichtung als ein mehrachsiger, vorzugsweise mobiler, Roboter ausgebildet. Dadurch kann sich der Roboter gegenüber dem ruhenden, zu bearbeitenden Bauteil im dreidimensionalen Raum bewegen. Es können so große Bauteile, insbesondere Rohre, wie sie zur Bildung von Offshorestrukturen notwendig sind, wirtschaftlich bearbeitet werden, und zwar vor allem mit Schweißnähten bzw. Schneidbahnen versehen werden, die beliebigen räumlichen Verschneidungskurven folgen.
  • Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Roboter als ein Knickarmroboter mit einer zusätzlichen Linearachse, die von der Längsachse der Schiene abweicht, ausgebildet ist. Ein solcher Knickarmroboter mit einer zusätzlichen Linearachse ist kompakt und verfügt über einen einfachen Aufbau, so dass er sich problemlos am jeweiligen Schweiß- oder Schneidort anordnen lässt und sich leicht gegenüber dem zu schneidenden Bauteil oder dem zu verschweißenden Bauteil bewegen lässt.
  • Die Vorrichtung kann bevorzugt derart weitergebildet sein, dass die zumindest eine Schiene mit wenigstens einem Mittel zum Befestigen an einem Bauteil oder einem anderen Gegenstand versehen ist. Bei dem Mittel kann es sich zum Beispiel um einen oder mehrere Magneten, und zwar sowohl Permanentmagneten als auch Elektromagneten, handeln, die die Schiene mit dem darauf verfahrbaren Roboter und dem Arbeitsmittel zum Schweißen bzw. Schneiden in einer festen unverschieblichen Relativanordnung am Bauteil halten. Durch die Lösbarkeit kann die Schiene zu anderen Schweiß- oder Schneidarbeiten eingesetzt werden, und zwar auch dann, wenn diese anderen Schneid- oder Schweißarbeiten einen anderen Verlauf der Schneidbahn oder der Schweißnaht erfordern. Alternativ ist es denkbar, die Schiene mit lösbaren Mitteln an einem Gegenstand zu befestigen, der in einer definierten Relativposition zum Bauteil der Offshorestruktur steht. Beispielsweise kann es sich hierbei um am Bauteil, insbesondere einem Rohr, bereits zuvor angeschweißte Halterungen, aber auch separate Halterungen, handeln.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Handhabungseinrichtung bzw. der Roboter auf einem einen eigenen Antrieb aufweisenden Schlitten montiert und der Schlitten von seinem Antrieb auf der Längsführung, insbesondere der Schiene, verfahrbar. Dadurch braucht die Handhabungseinrichtung keinen eigenen Antrieb aufzuweisen, um sich längs der Schiene weiterzubewegen. Vielmehr kann ein handelsüblicher mobiler Roboter eingesetzt werden, der vom Schlitten verfahren wird. Der Roboter braucht dann nur eine Bewegungsachse für zweidimensionale Schweiß- oder Schneidbahnen und zwei Bewegungsachsen für dreidimensionale Schneid- oder Schweißbahnen aufzuweisen.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht zweier unter einem spitzen Winkel zu verschweißender Rohre zur Bildung eines Teils einer Offshorestruktur,
  • 2 eine Grundrissdarstellung der Schweißnaht längs der Verschneidungskurve der unter einem spitzen Winkel zusammenzuschweißenden Rohre gemäß der 1, und
  • 3 eine vergrößerte Einzelheit aus der 2.
  • Die Figuren zeigen beispielhaft die Erfindung im Zusammenhang mit der Verschweißung zweier Rohre 10 und 11 unterschiedlichen Durchmessers und einem Winkel, der kleiner ist als 90°. Die zu verschweißenden Rohre 10 und 11 sind Teil einer Offshorestruktur, beispielsweise einer Gründungsstruktur. infolge der unterschiedlichen Durchmesser der Rohre 10, 11 und der unrechtwinkligen Verschweißung derselben kommt es dort, wo die Stirnfläche des kleineren Rohrs 11 auf den Mantel des größeren Rohrs 10 trifft, zu einer räumlichen Verschneidungskurve 12. Entlang dieser Verschneidungskurve 12 sind die Rohre 10 und 11 mit einer entsprechenden dreidimensionalen Schweißnaht 13 zu verschweißen.
  • Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die maschinelle Herstellung der Schweißnaht 13. Dazu wird mindestens ein Schweißwerkzeug, beispielsweise ein Schweißbrenner, ein Laser oder dergleichen mit vorzugsweise einer automatischen Zufuhr des Schweißwerkstoffs von der erfindungsgemäßen Vorrichtung maschinell an der Verschneidungskurve 12 entlanggeführt. Um die entlang der umlaufenden Verschneidungskurve 12 verlaufende Schweißnaht 13 (2) herstellen zu können, sind mehrere, im gezeigten Ausführungsbeispiel vier, Vorrichtungen vorgesehen, und zwar vorzugsweise gleiche Vorrichtungen.
  • Jede Vorrichtung verfügt über eine bevorzugt gerade ausgebildete Linearführung, bei der es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um eine gerade Schiene 14 handelt, einen Schlitten 15 und eine mobile Handhabungseinrichtung. Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer als ein mobiler Roboter 16 ausgebildeten Handhabungseinrichtung beschrieben.
  • Die geradlinige Schiene 14 ist lösbar mit der äußeren Mantelfläche des größeren Rohrs 10 verbunden. Dieses kann durch Magneten, aber auch kleine Schweißpunkte geschehen, die nach dem Herstellen der Schweißnaht 13 wieder aufgetrennt werden. Im Ausführungsbeispiel der 2 sind zwei parallel zur Längsmittelachse 17 des größeren Rohrs 10 verlaufende gleiche Schienen 14 an gegenüberliegenden Seiten des kleineren Rohrs 11 vorgesehen. Darüber hinaus sind zwei quer zur Längsmittelachse 17 des großen Rohrs 10 verlaufende Schienen 14 vorgesehen, von denen nur eine in der 2 gezeigt ist. Die nicht gezeigte quergerichtete Schiene 14 liegt der quergerichteten Schiene 14 auf der entgegengesetzten Querseite des kleineren Rohrs 11 gegenüber. Die quergerichteten Schienen sind um einen Teil des Mantels des großen Rohrs 10 gebogen, so dass sie dem Durchmesser des Rohrs 10 folgen. In Draufsicht 2) verlaufen sie noch ebenso wie die seitlichen Schienen 14 geradlinig, liegen also in einer die Längsmittelachse 17 des großen Rohrs 10 senkrecht schneidenden Querschnittsebene. Die Längen der Schienen 14 sind so bemessen, dass die Schlitten 15 hierauf ausreichend weit verfahrbar sind, um mit in den Figuren nur symbolisch gezeigten Arbeitsmitteln, nämlich Schweißarbeitsmitteln 18, die umlaufende Schweißnaht 13 herstellen zu können.
  • Der auf jeder Schiene 14 verfahrbare Schlitten 15 ist mit einem eigenen Antrieb versehen. Dadurch kann der Schlitten 15 beliebig längs der ihm zugeordneten Schiene 14 verfahren werden.
  • Auf dem selbstfahrenden Schlitten 15 ist der mobile Roboter 16 befestigt, und zwar vorzugsweise lösbar, so dass er auch anderen Schlitten 15 zugeordnet werden kann. Der Roboter 16 ist so ausgebildet, dass er das Schweißarbeitsmittel 18, beispielsweise einen Schweißbrenner, auf zwei unterschiedlich gerichteten Achsen bewegen kann, wobei diese beiden Achsen von der Längsrichtung der Schiene 14 abweichen, also nicht parallel zur Längsmittelachse 17 des großen Rohrs 10 verlaufen. Der hier gezeigte mobile Roboter 16 ist als sogenannter Knickarmroboter ausgebildet, dessen Auslegerarm 19 von zwei Auslegerarmteilen 20 und 21 gebildet ist. Beide Auslegerarmteile 20, 21 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel gleich lang. Die beiden Auslegerarmteile 20, 21 sind um eine Knickachse 22 schwenkbar miteinander verbunden. Ein gegenüberliegendes freies Ende des zum Schlitten 15 weisenden Auslegerteils 20 ist um eine parallel zur Knickachse 22 verlaufende Drehachse 23 drehbar mit einer Roboterbasis 24 verbunden. Der Drehachse 23 ist eine Linearachse 25 zugeordnet, wodurch der als Knickarm ausgebildete Auslegerarm 19 auf der Drehachse 23 auf- und abbewegbar ist. Die Drehachse 23 verläuft senkrecht zur Schiene 14, und zwar von der Mantelfläche des größeren Rohrs 10 nach außen. Vorzugsweise verläuft die Drehachse 23 radial zur Längsmittelachse 17 des größeren Rohrs 10 nach außen. Die Knickachse 22 verläuft parallel zur Drehachse 23. Dem von der Drehachse 23 weggerichteten freien Ende des Auslegerarmteils 21 ist das Schweißarbeitsmittel 18 zugeordnet, und zwar vorzugsweise fest, also unbeweglich. Es ist aber auch denkbar, das Schweißarbeitsmittel 18 dem freien Ende des Auslegerarmteils 21 um die Längsachse desselben beweglich, vorzugsweise schwenkbar, zuzuordnen.
  • Der Antrieb des Schlittens 15 und die Antriebe des Roboters 16 zum Bewegen des Auslegerarms 19 auf der Linearachse 25 und zum Verschwenken der Auslegerarmteile 20, 21 um die Knickachse 22 und die Drehachse 23 stehen mit einer gemeinsamen Steuerung in Verbindung, die der Roboterbasis 24 und/oder dem Schlitten 15 zugeordnet sein kann. Durch die Steuerung sind die Antriebe des Schlittens 15 und des Roboters 16 derart koordinierbar, vorzugsweise durch entsprechende Programmierung, dass das Schweißarbeitsmittel 18 mit vorbestimmter Vorschubgeschwindigkeit längs eines solchen Bereichs der Verschneidungskurve 12 bewegbar ist, der von der jeweiligen Vorrichtung zur Herstellung eines Teils der Schweißnaht 13 erreichbar ist.
  • Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der die Rohre 10 und 11 verbindenden umlaufenden Schweißnaht 13 beschrieben:
    Im gezeigten Ausführungsbeispiel stellt jede zunächst am Rohr 10 lösbar befestigte Vorrichtung einen Teil eines von ihr erreichbaren Abschnitts der Schweißnaht 13 her. Im Ausführungsbeispiel der 2 finden vier bis auf die Länge und den Verlauf der Schienen 14 gleiche Vorrichtungen Verwendung. Von den Vorrichtungen wird das Schweißarbeitsmittel 18, beispielsweise ein Schweißbrenner oder ein Laser, maschinell an einem Teil der Verschneidungskurve 12 entlanggeführt und dabei jeweils ein Abschnitt der Schweißnaht 13 hergestellt. Die Bewegungen des Schweißarbeitsmittels 18 werden dabei von der Steuerung des Roboters 16 und des Antriebs des Schlittens 15 so koordiniert, dass der herzustellende Abschnitt der Schweißnaht 13 am entsprechenden Abschnitt der Verschneidungskurve 12 entlanggeführt wird. Durch den Verfahrweg des Schlittens 15 längs der Schiene 14 und dem Arbeitsbereich des als Knickarm ausgebildeten Auslegerarms 19 lässt sich das Schweißarbeitsmittel 18 im punkt-strichliniert in der 2 dargestellten Bereich räumlich bewegen.
  • Während der Roboter 16 vom verfahrbaren Schlitten 15 mit der vorgesehenen Vorschubgeschwindigkeit längs der Schiene 14 bewegt wird, wird vom Roboter 16 der Auslegerarm 19 auf der Linearachse 25 auf einer radialgerichteten Bahn zur Längsmittelachse 17 des Rohrs 10 bewegt und dabei zusätzlich um die Drehachse 23 verschwenkt und/oder das Auslegerarmteil 21 um die Knickachse 22 gegenüber dem um die Drehachse 23 schwenkbaren Auslegerarmteil 20 verschwenkt. Diese Bewegungen können ganz oder teilweise zusammenwirken, so dass das Schweißarbeitsmittel 18 auf einer überlagerten bzw. zusammengesetzten Bahn bewegt wird, die erforderlich ist, um das Schweißarbeitsmittel 18 von der Vorrichtung am von dieser erreichbaren Abschnitt der Verschneidungskurve 11 entlangzuführen und dabei einen Teil der Schweißnaht 13 herzustellen. Je nach Gestalt der Verschneidungskurve 12 und der demzufolge herzustellenden Schweißnaht 13 kann es ausreichen, nur einen Teil der möglichen Bewegungen des Roboters 16 und des Schlittens 15 gleichzeitig auszuführen, beispielsweise beim Entlangbewegen des Schlittens 15 auf der Schiene 14 nur den Auslegerarm 19 um die Drehachse 23 und/oder auf der Linearachse 25 zu bewegen, während die Knickachse 22 unbetätigt bleibt. Bei einer nur zweidimensionalen Verschneidungskurve 12 mit einer entsprechenden Schweißnaht 13 kann es ausreichend sein, den Auslegerarm 19 auf der Linearachse 25 während der Herstellung des betreffenden Abschnitts der Schweißnaht 13 nicht zu verfahren und nur die Drehachse 23 und/oder die Knickachse 22 zu betätigen. Während des Schweißens wird der Schlitten 15 in der Regel stets mit der vorgesehenen Vorschubgeschwindigkeit, die gegebenenfalls sich längs der Schiene 14 ändern kann, auf der Schiene 14 weiterbewegt.
  • Die Bewegungen der einzelnen Vorrichtungen werden vorzugsweise so koordiniert, dass eine oder zwei Vorrichtungen mit der Herstellung der Schweißnaht 13 beginnen und danach die übrigen Vorrichtungen an die Anfänge der zuerst gebildeten Abschnitte der Schweißnaht 13 anschließend die übrigen Abschnitte der Schweißnaht 13 herstellen.
  • Zur Herstellung anderer Schweißnähte, insbesondere auch solche mit anderen Verläufen, werden die Schienen 14 mit den Schlitten 15 und den Robotern 16 von der äußeren Mantelfläche des großen Rohrs 10 getrennt und an einem anderen Rohr oder sonstigen Bauteil befestigt, um dort Schweißnähte mit anderen Verläufen herzustellen. Denkbar ist es auch, zuvor den Schlitten 15 mit dem Roboter 16 von der Schiene 14 zu trennen, so dass die jeweilige Schiene 15 allein vom Rohr 10 getrennt wird. Zur Herstellung anderer Schweißnähte wird die Steuerung der Vorrichtung entsprechen umprogrammiert. Insbesondere wird in die Steuerung die Relativposition von der Schiene 14 jeder Vorrichtung zu den zu verschweißenden Rohren oder sonstigen Bauteilen der Offshorestruktur eingegeben.
  • Ein alternatives Verfahren sieht es vor, die Schienen 14 nicht direkt an einem der zu verschweißenden Bauteile, insbesondere Rohre 10 und 11, zu befestigen, sondern die jeweilige Schiene an einer Halterung zu befestigen. Die Befestigung an der Halterung braucht dann nicht lösbar zu sein. Die zu verschweißenden Bauteile werden in eine definierte Relativposition zu der Halterung gebracht, die während der Herstellung der Schweißnaht beibehalten wird. Von der Halterung aus wird dann die Schweißnaht zum Verbinden der Rohre 10 und 11 oder anderer Bauteile der Offshorestruktur hergestellt. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Vorrichtungen nicht an den zu verschweißenden Bauteilen befestigt werden müssen und zum Verschweißen anderer Bauteile an der Halterung verbleiben können. Die neu zu verschweißenden Bauteile sind dann nur in die vorgesehene Relativposition zur Halterung zu bringen und hier während des Schweißvorgangs zu fixieren.
  • Die Erfindung eignet sich nicht nur zum Schweißen, sondern auch zum Schneiden. Beispielsweise kann die Verschneidungskurve 12 am kleinen Rohr 11 so automatisch programmgesteuert hergestellt werden und anschließend längs der Verschneidungskurve 12 das kleine Rohr 11 mit dem großen Rohr 10 verschweißt werden. Dabei können zum zuvor erfolgenden Schneiden der Verschneidungskurve 12 die gleichen Vorrichtungen verwendet werden. Es ist lediglich zum Schneiden das Schweißarbeitsmittel 18 durch ein geeignetes anderes Arbeitsmittel, insbesondere ein Schneidarbeitsmittel in Gestalt eines Schneidbrenners oder eines Schneidlasers, zu ersetzen. Die Schienen 14, die Schlitten 15 und die Roboter 16 können dabei die gleichen sein, und zwar auch die Steuerung. Wenn die Vorrichtungen dauerhaft an mindestens einer Halterung befestigt sind, kann nach dem Schneiden der Verschneidungskurve 12 am Ende des kleinen Rohrs 11 unter Beibehaltung der Relativanordnung des kleinen Rohrs 11 zur Halterung und zu den Vorrichtungen entlang der gleichen Bahnkurve das Verschweißen des kleineren Rohrs 11 mit dem größeren Rohr 10 erfolgen, ohne dass dazu die Programmierung geändert werden muss. Es muss lediglich das Schneidarbeitsmittel gegen ein Schweißarbeitsmittel 18 ausgetauscht und gegebenenfalls die Vorschubgeschwindigkeit geändert werden, falls diese beim Schweißen vom Schneiden abweicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Rohr (groß)
    11
    Rohr (klein)
    12
    Verschneidungskurve
    13
    Schweißnaht
    14
    Schiene
    15
    Schlitten
    16
    Roboter
    17
    Längsmittelachse
    18
    Schweißarbeitsmittel
    19
    Auslegerarm
    20
    Auslegerarmteil
    21
    Auslegerarmteil
    22
    Knickachse
    23
    Drehachse
    24
    Roboterbasis
    25
    Linearachse

Claims (11)

  1. Verfahren zum Schweißen und/oder Schneiden von Bauteilen, insbesondere Rohren (10, 11), zur Bildung von Offshorestrukturen, wobei ein Schweißarbeitsmittel (18) bzw. ein Schneidarbeitsmittel mechanisch entlang mindestens eines Teils einer Schweißnaht (13) bzw. einer Schneidlinie bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bauteil mindestens eine Längsführung zugeordnet wird und entlang der Längsführung eine das Schweißarbeitsmittel (18) bzw. das Schneidarbeitsmittel führende Handhabungseinrichtung verfahren wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verfahren und Führen des Schweißarbeitsmittels (18) bzw. des Schneidarbeitsmittels von der Handhabungseinrichtung das Schweißarbeitsmittel (18) bzw. Schneidarbeitsmittel auf mindestens einer antiparallel zur Linearführung verlaufenden Bahn bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißarbeitsmittel (18) bzw. das Schneidarbeitsmittel von der Handhabungseinrichtung auf unterschiedlichen Bahnen bzw. Achsen bewegbar ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Verfahren der Handhabungseinrichtung mit dem Schweißarbeitsmittel (18) bzw. dem Schneidarbeitsmittel entlang der Linearführung und/oder Bewegen des Schweißarbeitsmittels (18) bzw. des Schneidarbeitsmittels von der Handhabungseinrichtung das Schweißarbeitsmittel (18) bzw. das Schneidarbeitsmittel entlang der herzustellenden Schweißnaht (13) oder Schneidlinie geführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Handhabungseinrichtung ein vorzugsweise mobiler Roboter (16) verwendet wird, insbesondere als Roboter (16) ein mobiler mehrachsiger, insbesondere zweiachsiger oder dreiachsiger, Roboter (16) verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Linearführung eine vorzugsweise gerade Schiene (14) verwendet wird und/oder die Schiene (14) lösbar an oder neben einem Bauteil, insbesondere einem Rohr (10 bzw. 11), angeordnet wird.
  7. Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneider von Bauteilen, insbesondere Rohren (10, 11), zur Bildung von Offshorestrukturen mit mindestens einer länglichen Schiene (14) und mit einem eine Schweißnaht (13) bzw. eine Schneidlinie bildenden Schweißarbeitsmittel (18) oder Schneidarbeitsmittel, das längs der Schiene (14) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schiene (14) eine Handhabungseinrichtung verfahrbar angeordnet ist und der Handhabungseinrichtung das Schweißarbeitsmittel (18) bzw. das Schneidmittel zugeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung zum Bewegen des Schweißarbeitsmittels (18) bzw. des Schneidarbeitsmittels auf mindestens zwei unterschiedlichen Bahnen oder Achsen ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung als ein mehrachsiger, vorzugsweise mobiler, Roboter (16) ausgebildet ist, insbesondere als ein Knickarmroboter mit einer zusätzlichen Linearachse (25), die von der Erstreckungsrichtung der Schiene (14) abweicht, insbesondere hierzu senkrecht verläuft.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (14) mit mindestens einem Mittel zum Befestigen an einem Bauteil oder einem anderen in einer festgelegten Relativposition zum Bauteil angeordneten Gegenstand versehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung auf einem einen eigenen Antrieb aufweisenden Schlitten (15) angeordnet ist und der Schlitten (15) mit der darauf angeordneten Handhabungseinrichtung vom Antrieb längs der Schiene verfahrbar ist.
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