用于管状结构的凸缘装配的系统；将凸缘装配到管状区段的方法
1.相关申请的交叉引用本技术要求于2018年7月11日提交的美国临时专利申请no.62/696,717的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
2.政府许可权本发明是在usda sbir第二阶段奖项2016-33610-25675的政府支持下做出的，该奖项由美国农业部/国家食品和农业研究所颁发。美国政府在本发明中享有某些权利。
背景技术：
3.用于各种工业应用的许多大型管状结构是通过使用一个或多个凸缘连接将管状区段彼此连接或连接到基座而形成的。每个凸缘连接通常都是通过将凸缘附接到对应的管状区段而形成的。然而，将凸缘附接到管状区段的过程通常是困难和漫长的，特别是在需要非标准几何结构（诸如多件凸缘）的情况下。因此，在生产管状结构时，将凸缘附接到管状区段可以是限速步骤，需要额外的设备和劳动力来达到合适的生产吞吐量。
4.需要高精度装配的应用在将凸缘附接到用于形成管状结构的管状区段时特别具有挑战性。具体地，虽然高精度装配可以提高结构-凸缘接头的疲劳强度，并且可能促进在管状结构中使用较少的材料（从而减少成本），但是与实现高精度装配所需的额外时间相关联的成本往往超过了通过高精度装配实现的结构节约。
5.因此，仍然需要有效地将凸缘装配到用于形成各种大规模应用的管状结构的管状区段。
技术实现要素：
6.装置、系统和方法涉及用于将凸缘装配到用于形成管状结构（诸如用于工业应用的大规模结构（例如风塔和管道））的管状区段的自动化技术。与将凸缘装配到管状区段的手工技术相比，本公开的装置、系统和方法促进更快地附接凸缘，这可能对实现成本有效的吞吐量有用。通过与手工技术进一步比较，本公开的装置、系统和方法可以进一步或替代地促进实现更严格的尺寸公差。反过来，这种更严格的尺寸公差可能对形成壁更薄、更轻和成本更低的管状结构有用。仍然进一步地或在替代方案中，用于将凸缘装配到管状区段的自动化技术可以促进附接多件凸缘或其他非传统凸缘几何结构。
7.根据一个方面，系统可以包括：多个管辊，当管状区段在旋转方向上旋转时，管状区段可支撑在这些管辊上；装配单元，该装配单元包括定位辊和推动辊，该定位辊和该推动辊相对于彼此间隔开，以在它们之间限定夹捏部，凸缘可在旋转方向上旋转通过该夹捏部；感测单元，该感测单元包括一个或多个传感器，这些传感器相对于夹捏部定位，以检测在旋转方向上移动的凸缘和管状区段的径向偏移；以及控制器，该控制器与感测单元和装配单元通信，控制器配置为接收指示径向偏移的一个或多个信号，以将指示径向偏移的一个或多个信号与目标值进行比较，并且至少部分基于比较，使定位辊移动，以调整在旋转方向上
移动的凸缘和管状区段之间的径向偏移。
8.在某些实施方式中，多个管辊可以包括第一组管辊和第二组管辊。当管状区段沿旋转方向上的移动路径移动时，第一组管辊和第二组管辊可以沿管状区段的周向部分彼此分开。进一步地或替代地，第一组管辊和第二组管辊可以是可致动的，以相对于彼此移动。由进一步地或替代地，当管状区段在旋转方向上移动时，第一组管辊和第二组管辊可以是可致动的，以相对于彼此移动。在一些情况下，一个或多个传感器可以被定位，以检测沿管状区段在旋转方向上的移动路径在第一组管辊和第二组管辊之间的凸缘和管状区段的径向偏移。
9.在一些实施方式中，由定位辊和推动辊限定的夹捏部可以沿管状区段在旋转方向上的移动路径位于多个管辊中的至少两个管辊之间。
10.在某些实施方式中，多个管辊中的至少一个管辊可以是被动的。
11.在一些实施方式中，装配单元可以包括第一致动器，该第一致动器机械联接到限定夹捏部的定位辊和推动辊。进一步地或替代地，控制器可以配置为致动第一致动器，使夹捏部移动，以调整在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的径向偏移。
12.在某些实施方式中，定位辊可以限定通道，当凸缘在旋转方向上旋转通过夹捏部时，该通道可与凸缘接合，以限制凸缘的轴向移动。
13.在一些实施方式中，装配单元可以包括第二致动器，该第二致动器机械联接到定位辊。进一步地或替代地，第二致动器可以是可致动的，以改变在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的轴向间隙。附加地或可替代地，相对于凸缘在旋转方向上的移动，定位辊和推动辊中的至少一个可以是被动的。
14.在某些实施方式中，系统可以包括接合单元，该接合单元相对于夹捏部定位，以在凸缘的点在旋转方向上移动通过夹捏部之后，将凸缘的点接合到管状区段。在一些情况下，一个或多个传感器可以相对于接合单元定位，以在凸缘的点移动通过接合单元之后测量凸缘的点处的径向偏移。进一步地或替代地，感测单元可以相对于接合单元固定，使得一个或多个传感器测量相对于接合单元的固定位置处的径向偏移。附加地或可替代地，传感器可以进一步包括冷却器，该冷却器包括流体进口、流体出口和与流体进口和流体出口流体连通的冷却室，感测单元限定体积，在所述体积中设置有一个或多个传感器中的每一个的至少一部分并且所述体积与冷却器的冷却室热连通。进一步地或替代地，接合单元可以包括焊接头。
15.在一些实施方式中，一个或多个传感器中的每一个都可以可定位成与在旋转方向上移动的凸缘或管状区段中的一个或多个接触。
16.在某些实施方式中，定位辊可以相对于由多个管辊接合的管状区段在轴向方向上可移动。附加地或可替代地，系统可以包括间隙传感器，该间隙传感器布置为测量在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的轴向间隙。作为示例，控制器可以配置为接收指示在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的轴向间隙的信号，以将轴向间隙和目标间隙进行比较，并且基于轴向间隙和目标间隙的比较，使定位辊相对于由多个管辊接合的管状区段在轴向方向上移动。例如，指示凸缘和管状区段之间的轴向间隙的信号可以包括用户输入。
17.在一些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括用户输入。
18.根据另一方面，将凸缘装配到管状区段的方法可以包括：使支撑在多个管辊上的
管状区段在朝向接合单元的方向上旋转；使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转；接收指示管状区段与凸缘的至少一个部分之间的径向偏移的一个或多个信号；将指示径向偏移的一个或多个信号与目标值进行比较；以及至少部分基于一个或多个信号和目标值的比较，当管状区段以及凸缘的至少一个部分均在朝向接合单元的方向上旋转时，调整凸缘的至少一个部分与管状区段之间的径向偏移。
19.在某些实施方式中，管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上的旋转可以是围绕垂直于重力方向的轴线进行的。
20.在一些实施方式中，在径向方向上，凸缘的至少一个部分可以比管状区段刚性更强。
21.在某些实施方式中，多个管辊中的每个管辊可以沿管状区段的外表面彼此周向间隔开。进一步地或替代地，使管状区段旋转包括：驱动至少一个辊成与管状区段的外表面接触。
22.在一些实施方式中，使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转可以包括：将凸缘的至少一个部分的第一表面与推动辊接合，以及将凸缘的至少一个部分的第二表面与定位辊接合，使得凸缘的至少一个部分夹紧在定位辊和推动辊之间。
23.在某些实施方式中，当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上移动时，可以从一个或多个传感器接收指示径向偏移的一个或多个信号。
24.在一些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号包括以下项中的一个或多个：多个管辊中的两个管辊之间的管状区段的曲率半径、管状区段中的应力水平、沿管状区段的周向部分的两点之间的距离、管状区段上的位置与凸缘上的对应周向位置之间的径向距离或管状区段上的点与管状区段外部的固定点之间的距离。附加地或可替代地，指示径向偏移的一个或多个信号包括以下项中的一个或多个：致动多个管辊中的至少一个管辊所需的扭矩、多个管辊中的至少一个管辊的旋转速度或多个管辊中的至少一个管辊的位置。
25.在某些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括用户输入。
26.在一些实施方式中，凸缘的至少一个部分可以是单一箍。进一步地或替代地，径向偏移的目标值可以是基于单一箍的第一周向部分相对于管状区段的第二周向部分。
27.在某些实施方式中，目标值可能随着凸缘的至少一个部分和管状区段在朝向接合单元的方向上旋转而变化。进一步地或替代地，调整径向偏移可以包括：接收管状区段上的第一刻度标记与凸缘的至少一个部分上的第二刻度标记之间的周向间隔的指示，以及基于第一刻度标记相对于第二刻度标记的周向间隔的指示调整径向偏移的目标值。
28.在一些实施方式中，调整径向偏移可以包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，使多个管辊中的至少一个管辊相对于管状区段在具有径向分量的方向上移动。作为示例，调整径向偏移可以包括：当多个管辊中的至少一个管辊相对于管状区段在具有径向分量的方向上移动时，相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上推动凸缘的至少一个部分。
29.在某些实施方式中，调整径向偏移可以包括：当凸缘的至少一个部分以及管状区段均在朝向接合单元的方向上旋转时，由于多个管辊保持在固定径向位置和固定轴向位置中，相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上推动凸缘的至少一个部分。附加地或可替代地，方法可以包括：当管状区段处于静止时，调整多个管辊中的至少一个管辊的
固定径向位置或固定轴向位置中的一个或多个。
30.在一些实施方式中，方法可以进一步或替代地包括：调整管状区段与凸缘的至少一个部分之间的轴向间隙。例如，调整管状区段与凸缘的至少一个部分之间的轴向间隙可以包括：当管状区段在轴向方向上保持固定时，使凸缘的至少一个部分在轴向方向上移动。
31.在某些实施方式中，方法可以进一步或替代地包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，将凸缘的至少一个部分接合到管状区段。
附图说明
32.图1是包括多个管辊、感测单元、装配单元、接合单元和控制器的装配系统的透视图，所示的装配系统形成管状组件。
33.图2a是图1的管状组件的示意图，管状组件包括机械联接到管状区段的凸缘。
34.图2b是沿图2a中的线2b-2b的截面侧视图，截面侧视图呈现了与管状组件中的管状区段径向对齐配合的凸缘的部分。
35.图2c是沿图2a中的线2c-2c的截面侧视图，截面侧视图呈现了与管状组件中的管状区段径向偏移配合的凸缘的部分。
36.图3a是图2a的管状区段的侧视图，该管状区段支撑在图1的装配系统的多个管辊上。
37.图3b是包括图1的装配系统的多个管辊中的一对管辊的辊组件的侧视图。
38.图4a是图1的装配系统的装配单元的透视图。
39.图4b是与图2a的凸缘的径向区段接合的图4a的装配单元的定位辊的示意侧视图。
40.图5a是图1的装配系统的感测单元和接合单元的侧视图。
41.图5b是图1的装配系统的感测单元的传感器的部分截面视图。
42.图5c是图5b中所示的传感器的部分截面的部分分解图。
43.图6是将凸缘装配到管状区段以形成管状组件的示例性方法的流程图。
44.图7是检测凸缘和管状区段上的刻度标记以确定凸缘和管状区段的径向偏移的目标值的系统的顶视图的示意图。
45.图8是与管状区段轴向间隔开轴向间隙的凸缘的截面侧视图的示意图。
46.图9是包括机械联接到管状区段的t形凸缘的管状组件的示意图。
47.图10a是包括压紧单元的装配系统的透视图。
48.图10b是图10a的装配系统的压紧单元的侧视图。
49.各个图中的相同的附图标记都指示相同的元件。
具体实施方式
50.在下文中，现在将参照示出了示例性实施例的附图更全面地描述实施例。然而，上述内容可以实施为许多不同的形式，并且不应被解释为受限于本文中所陈述的示例性实施例。
51.本文中所提及的所有文献都通过引用全部并入。对单数形式的项目的引用应被理解为包括复数形式的项目，反之亦然，除非文中另有明确说明或从文中清楚。语法连词旨在表达连接从句、句子、单词等的任何和所有分离和连接组合，除非上下文中另有说明或从上
下文清楚。因此，术语“或”一般应被理解为指“和/或”，并且术语“和”一般应被理解为指“和/或”。
52.本文中对值的范围的叙述并不旨在限制，而是单独指范围内的任何和所有值，除非本文中另有说明，并且在这个范围内的每个单独值都并入本说明书中，就像在本文中被单独叙述一样。词语“大约”、“大概”等在伴随数值时应被解释为包括任何偏差，如为了预期目的而满意地操作的本领域的普通技术人员所认识到的。值和/或数值的范围在本文中仅作为示例提供，并不构成对所描述的实施例的范围的限制。任何和所有示例或示例性语言（“例如”、“诸如”等）的使用仅仅旨在更好地说明实施例，并不会对这些实施例的范围构成限制。说明书中没有语言应被解释为指示任何未要求保护的元件对所公开的实施例的实践必不可少。
53.在下面的公开内容中，术语“水平的”和“竖直的”指的是由支撑在大致平整的表面上（例如在工厂地板或安装地点）的安装系统限定的坐标系中的方向。即，水平取向应被理解为与支撑安装系统的大致平整的表面大致平行。竖直取向应被理解为垂直于水平取向并且一般平行于重力方向。
54.通常，如本文中所使用的，“管状区段”可以是空心的和大致圆柱形的（例如在管状结构的尺寸公差内具有大致恒定的直径或沿柱体的长度具有渐缩的直径），使得每个管状区段都限定出柱坐标系。因此，如本文中所使用的，术语“轴向的”和“径向的”应被理解为以与关于柱坐标系的这些术语的使用一致的方式使用。例如，轴向的应被理解为指与由管状区段限定和沿管状区段的长度延伸的中心轴线平行的方向，并且术语“径向的”应被理解为指与由管状区段限定的中心轴线垂直的方向上的径向尺寸。因此，如下面更详细地描述的，轴向间隙在本文中指的是轴向方向上在管状区段的边缘和凸缘的边缘之间的空间，其中，零的轴向间隙与管状区段的边缘和凸缘的边缘之间的邻接关系对应。还如下面更详细地描述的，径向偏移应指凸缘的径向位置和管状区段的中心轴线相对于彼此的偏移，其中，零径向偏移与凸缘的内直径与管状区段的内直径的对齐对应。进一步地，在管状区段和凸缘的情况下，旋转方向应被理解为管状区段的周向部分绕由管状区段限定的中心轴线的旋转方向（例如顺时针或逆时针）。
55.如本文中所使用的，除非上下文中另有规定或从上下文清楚说明的，术语“凸缘”一般是指可沿管状区段的周向部分的至少一部分定位的各种不同类型的结构（例如边沿或轴环）中的任何一种。通常，这种凸缘可以促进管状区段与基座或另一个管状区段连接，和/或加强管状区段。作为示例，凸缘可以包括径向区段，该径向区段相对于管状区段的外表面径向向内和/或径向向外突出，并且在不影响管状区段的强度的情况下，凸缘的这种径向突出对连接到基座或另一个管状区段可能有用。在某些实施方式中，如下面更详细地描述的，凸缘可以使用多个区段来形成，当每个区段都联接到管状区段时，这些区段都彼此联接。多个区段可以共同外接管区段的周向部分。在其他实施方式中，也如下面更详细地描述的，凸缘可以是单一箍，该单一箍名义上（例如在形成的管状结构的尺寸公差内）具有与管状区段的直径相同的直径。
56.如本文中所使用的，术语“管状组件”应被理解为指至少包括机械联接到管状区段的凸缘的区段的组件。每个管状组件一般应被理解为较大管状结构的至少一部分。因此，在一些情况下，管状组件可以与整个管状结构对应。在其他情况下，管状组件可以是较大管状
结构的部分。例如，管状组件的至少一端可以包括凸缘，该凸缘用于促进管状组件连接到基座和/或管状结构的一个或多个其他组件。
57.进一步地，除非上下文中另有规定或另有清楚说明，本文中所描述的管状组件可以用于形成对在各种工业应用中支撑负载有用的任何一种或多种不同类型的管状结构的至少一部分。这样的管状结构的示例可以包括但不限于用于支撑机械设备（例如风力涡轮机）的塔或用于运输材料的管道。
58.现在参照图1、图2a、图2b和图2c，装配系统100可以操作以形成管组件200，该管组件包括管状区段202和凸缘204。凸缘204一般可以是“l”形，具有径向区段205，该径向区段径向向内延伸，使得凸缘204可以沿管状结构的内部体积连接到基座或另一个管状组件。凸缘204的这种取向可能是有用的，例如在用于支撑风力涡轮机机械的情况下，其中，凸缘204的径向向内延伸用于支撑在恶劣天气期间可以在管状结构的内部体积内接近的辅助设备（例如梯子、电缆）。进一步地或替代地，径向区段205的向内延伸可以促进检查管状结构的螺栓连接，而不需要爬到管状结构的外部。
59.虽然管状区段202在轴向方向上的任何一点处都可以具有大体圆形的周向形状，但是由于重力作用，管状区段202可能在径向方向上下垂。这种类型的下垂可能特别明显，例如在管状区段202相对于管状区段202的壁厚度具有较大内直径的情况下。在这种情况下，管状区段202与凸缘204可能具有不良的整体形状匹配，该凸缘204可能比管状区段202更硬。即，在相同的公称内径下，与管状区段202相比，凸缘204一般可以保持更圆的形状。管状区段202和凸缘204之间在形状上的这种差异关于沿管状区段202的周向部分适当地对齐管状区段202和凸缘204以根据预定尺寸公差（例如与大规模工业应用相关联的公差）形成管组件200提出挑战。
60.为了促进解决与对齐管状区段202和凸缘204的形状以形成管组件200相关联的上述挑战，装配系统100可以包括多个管辊102、装配单元104、感测单元106和控制器108。管辊102可以支撑管状区段202并且使管状区段202在旋转方向109上旋转。进一步地或替代地，控制器108可以至少与装配单元104和感测单元106电气连通，以控制管状区段202的第一内表面206和凸缘204的第二内表面208的对齐，其中，第一内表面206和第二内表面208的径向对齐的差异在这里被称为径向偏移210。通常，应当认识到，径向偏移210可以沿管状区段202的周向部分的各个不同点（例如在分立点处或连续地）被控制。附加地或可替代地，在沿管状区段202的周向部分的不同点处的径向偏移210可以具有适合于实现管状区段202和凸缘204的整体对齐的各种不同值中的任何一个。然而，为了说明起见，示出了两个示例：径向偏移210为零（在这里也被称为径向对齐），使得管状区段202的第一内表面206和凸缘204的第二内表面208如图2b所示对齐的示例；以及径向偏移210为非零，使得管状区段202的第一内表面206和凸缘204的第二内表面208如图2c所示偏移。
61.在使用中，如下面更详细地描述的，当管辊102支撑管状区段202并且使其旋转时，管状区段202和凸缘204可以一起在旋转方向109上旋转，以移动通过装配单元104和感测单元106。例如，凸缘204可以支撑（例如从高架起重机或类似的支撑件悬置）和最初固定（例如定位焊）到管状区段202，使得凸缘204和管状区段202一起在旋转方向109上旋转。也如下面更详细地描述的，控制器108可以接收感测单元106所检测到的径向偏移210的指示，并且基于径向偏移210和目标值的比较，控制器可以致动装配单元104，以调整管状区段202和凸缘
204之间的径向偏移210。显著地，应当认识到，如本文中所描述的，当管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时，对径向偏移206进行调整，与手动附接过程相比，可以减少时间、对齐误差、人工成本或其组合。
62.现在参照图1、图2a、图2b、图2c、图3a和图3b，管状区段202可以由管辊102支撑。例如，管辊102可以沿管状区段202的下部部分302定位，使得作用于管状区段202的重力保持管状区段202和管辊102之间接触。如本文中所使用的，管状区段202的下部部分302应被理解为管状区段202的部分，该部分一般低于支撑在管辊102上的管状区段202的最大水平尺寸。为了清楚起见，当管状区段202在旋转方向109上旋转时，下部部分302应被理解为管状区段202的部分，该部分在相应的时间点一般低于管状区段202的最大水平尺寸。即，管状区段202的下部部分302应被理解为是关于固定坐标系而被限定的，甚至当管状区段202在旋转方向109上旋转时。
63.在管状区段202的下部部分302与管辊102接触的情况下，管辊102的至少一个实例可以是可致动的，以使管状区段202在旋转方向109上旋转。在某些实施方式中，虽然管辊102中的至少一个是可致动的，以使管状区段在旋转方向109上旋转，但是管辊102的一个或多个其他实例可以是被动的。在这种情况下，管辊102的被动实例可以与管状区段202接触，以在管辊102的一个或多个致动实例对管状区段202施加径向力时对管状区段202施加径向力，同时也施加旋转力，以使管状区段202在旋转方向109上移动。
64.作用于由管辊102支撑的管状区段202上的重力可以使管状区段202在管辊102实例之间下垂。反过来，管状区段202的这种下垂可能导致管状区段202和凸缘204之间的不良形状不匹配（图2a至图2c）。因此，为了减少可能发生在管状区段202和凸缘204之间的形状不匹配，在使管状区段202旋转之前或当管状区段202在旋转方向109上旋转时，通过致动，管辊102的实例的间隔可以是可控制的，如下面更详细地描述的。与被动辊在管状区段的重量下自对齐的传统技术相比，根据本文中所描述的技术控制管辊102的实例的间隔可以改变管状区段202的重量分布，以使管状区段202的下部部分302形成更紧密地接近具有恒定半径的形式的形状。进一步地或替代地，对管辊102的实例的间隔的控制可能使管状区段202的下部部分302形成不太圆的形状（例如更紧密地接近平整线的形状），这可能对与凸缘204的某些设计的对齐有用。
65.通常，在多个管辊102的情况下，术语“间隔”应被理解为包括管辊102的至少一个实例相对于管辊102的另一实例定位并且因此相对于管状区段202定位时各种不同类型的取向中的任何一种。例如，如下面更详细地描述的，间隔的变化可以包括与管状区段202接触的一对管辊102的角度的变化。附加地或可替代地，还如下面更详细地描述的，间隔的变化可以包括与管状区段202接触的管辊102的至少两个实例之间的距离的变化。更一般地，除非上下文中另有规定或清楚说明，否则管辊102的至少一个实例相对于管辊102的另一实例的间隔的变化应被理解为用于产生管状区段202的下部部分302的形状的对应变化的管辊102的位置的受控变化。
66.在某些实施方式中，装配系统100可以包括第一辊组件304和第二辊组件306。第一辊组件304可以包括第一组308的管辊102，并且第二辊组件306可以包括第二组310的管辊102。当管状区段202沿旋转方向109上的移动路径移动时，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以沿管状区段202的周向部分彼此分开。通常，除非另有规定，否则第一组
308的管辊102可以包括管辊102的一个或多个实例，并且第二组310的管辊102可以包括管辊102的一个或多个实例。
67.第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的管状区段202的部分的形状尤其是管状区段202在径向方向上的灵活性以及第一组308的管辊102和第二组310的管辊102相对于彼此和相对于管状区段202的表面的取向的函数。因此，考虑到管状区段202在径向方向上的灵活性通常是由形成的管组件200的最终用途决定，应当认识到，调整第一组的308管辊102和第二组310的管辊102相对于彼此和/或相对于管状区段202的表面的取向，可以对将管状区段202的至少一部分的形状与凸缘204匹配以实现在沿管状区段202的周向部分的给定点处对径向偏移210的控制特别有用。通常，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的致动可以通过减少管状区段202和凸缘204之间的形状差异来提高装配单元104和感测单元106的效率。即，由于管状区段202和凸缘204更紧密地匹配，可以降低使管状区段202和凸缘204达到期望装配所需的装配单元104的致动程度（如下面更详细地描述的）。
68.为了促进控制凸缘204与支撑在第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的管状区段202的部分之间的不良形状匹配，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以在一个或多个方向上相对于彼此移动。例如，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102在水平方向上相对于彼此可以是可定位的（例如可滑动的），以增加或减小第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的水平距离。附加地或可替代地，第一组308的管辊102可以包括管辊102的两个或两个以上的实例，使得第一组308的管辊102可绕第一枢轴312枢转。进一步地或替代地，第二组310的管辊102可以包括管辊102的两个或两个以上的实例，使得第二组310的管辊102可绕第二枢轴314枢转。通过这种枢转，第一组308的管辊102和/或第二组的310管辊102的相应角度可以改变，以产生第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的管状区段202的部分的形状的对应变化。在包括第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的这种实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的每一组都可以相对于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的另一组独立枢转。然而，在一些实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的枢转可以彼此相关联（例如以关于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的竖直平面形成镜像对称角度）。
69.在某些实施方式中，第一辊组件304可以包括致动器316和电动缸318，以调整第一辊组件304的第一组308的管辊102的线性位置或角度中的一个或多个。具体地，回到正在绕第一枢轴312枢转的第一组308的管辊102的示例，电动缸318可以机械联接到致动器316和第一枢轴312。更具体地，电动缸318可以从第一枢轴312的旋转轴线偏移。通过致动器316的致动，可以改变电动缸318的长度。继续该示例，由于电动缸318相对于第一枢轴312的偏移，电动缸318的长度变化可以使第一组308的管辊102绕第一枢轴312旋转。
70.通常，例如，致动器316可以与控制器108进行电气通信，使得控制器108可以通过传送到致动器316的一个或多个电致动信号控制第一组308的管辊102的位置。通常，第一辊组件304和第二辊组件306彼此相同（考虑到部件的镜像对称），使得第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可致动，以相对于彼此移动。因此，为了有效地描述，第二辊组件306未被单独描述，并且应被理解为以与第一辊组件304的操作类似的方式操作。
71.在一些实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以只在装配系
统的初始设置时被致动。例如，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以在过程的开始被致动，使管状区段202的下部部分302形成期望形状（例如大体上圆形的）。继续该示例，在初始设置之后，在将凸缘204装配和接合到管状区段202以形成管组件200的过程的持续时间内，管辊102可以保持在相同的位置中。因为第一组308的管辊102和第二组310的管辊102只在有限的一段时间内被致动，应当认识到，这种实施方式可能对实现能源的有效利用和/或保持部件的使用寿命有用，其中每一种都可能对现场安装特别有利。
72.虽然在一些实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可能只在初始设置时被致动，但是其他实施方式可以包括：在将凸缘204装配和接合到管状区段202以形成管组件200的过程中，连续地（或至少周期性地）致动第一组308的管辊102和第二组310的管辊102。例如，如下面更详细地描述的，可以将管组件200的形状的一个或多个参数（例如作为来自感测单元106的信号、作为手动输入或其组合）提供给控制器108，作为反馈控制的部分，其中，控制器108发送致动信号，以在管状区段202在旋转方向109上移动时致动第一辊组件304或第二辊组件306中的一个或两个的致动器316。第一辊组件304、第二辊组件306或其组合的致动可以根据本文中所描述的技术中的任何一种或多种使管辊102移动，以实现管状区段202的目标形状，并且反过来，根据提供给控制器108的一个或多个形状参数形成管组件200。
73.通常，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以是驱动或被动的任何组合，因为可能适合于特定实施方式。因此，在一些实例中，可以驱动第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的每一组中的管辊102中的至少一个，使得管辊102的对应实例的对应旋转作用于管状区段202上，以使管状区段202在旋转方向109上移动。附加地或可替代地，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的管辊102中的至少一个可以是被动的，使得管状区段202在旋转方向109上的旋转使管辊102的相应实例旋转。因此，在一些情况下，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的管辊102中的每一个都可以被驱动。在其他情况下，第一组308的管辊102和第二组的310管辊102中的每一组都可以包括管辊102的驱动实例和管辊102的被动实例。附加地或可替代地，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的管辊中的每一个都可以是被动的。即，继续该示例，装配系统可以包括大体朝向管状区段202与凸缘204相对的端部分的端辊110，并且当管辊102中的每一个都是被动的时，可以驱动端辊110。例如，对于解耦驱动管状区段202和定位第一组308的管辊102和第二组310的管辊102，在管辊102中的每一个都是被动的时驱动所述端辊110的这种组合可能有用。反过来，这种解耦对于实现对凸缘204相对于管状区段202的相对定位的更稳健的控制可能有用。
74.现在参照图1、图2a、图2b、图2c、图3a、图3b、图4a和图4b，装配单元104可以包括定位辊402和推动辊404，该定位辊402和该推动辊404彼此间隔开，以在它们之间限定出夹捏部（pinch）406。当随着管状区段202也在旋转方向109上旋转，夹捏部406控制凸缘204相对于管状区段202的轴向和径向位置时，凸缘204可以在旋转方向109上旋转通过夹捏部406。例如，夹捏部406可以沿管状区段202在旋转方向109上的移动路径位于管辊102的至少两个实例之间。作为更具体的示例，夹捏部406一般可以沿管状区段202在旋转方向109上的移动路径位于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间。即，当管状区段202的对应部分支撑在第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间时，凸缘204的部分可以移动通过
夹捏部306。夹捏部406关于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的这种定位可以促进相互协调地使用装配单元104和管辊102来实现径向偏移210的目标值。
75.通常，在旋转方向109上移动通过夹捏部406的凸缘204机械联接到管状区段202（例如通过定位焊）。因此，凸缘204和管状区段202以相同的角速度在旋转方向109上旋转，并且更具体地，凸缘204和管状区段202之间没有相对旋转移动。即，管状区段202通过管辊102旋转，也会使凸缘204旋转。因此，在某些实施方式中，关于凸缘在旋转方向109上通过夹捏部406的移动，装配单元104的定位辊402或推动辊404中的至少一个可以是被动的。
76.在某些实施方式中，定位辊402可以限定通道408，该通道408可与凸缘204的径向区段205接合。在凸缘204的径向区段205设置在通道408中的情况下，定位辊402可以限制凸缘204的轴向移动，同时允许凸缘204在旋转方向109上旋转。通常，通道408可以具有比凸缘204的径向区段205的轴向尺寸略大的轴向尺寸，使得在损坏凸缘204和/或干扰凸缘204和机械联接到凸缘204的管状区段202的旋转移动的可能性降低的情况下，定位辊402可以限制凸缘204的轴向移动。
77.虽然管状区段202和凸缘204之间的径向偏移210已经被描述为可通过管辊102的间隔控制以实现管辊102的至少两个实例之间的管状区段202的期望形状（在重力作用下），但是应当认识到，定位辊402的位置可以附加地或可替代地是可调整的，以控制管状区段202和凸缘204之间的径向偏移210。例如，装配单元104可以包括第一致动器410，该第一致动器410机械联接到定位辊402和推动辊404。继续该示例，第一致动器410的致动可以使夹捏部406在具有径向分量的方向上（例如在图4中是竖直地）移动，使得在凸缘204和管状区段202在旋转方向109上旋转时，夹捏部406之间的凸缘204的部分也经历对应的移动，以调整径向偏移210。在某些情况下，第一致动器410可以与控制器108电气通信，并且控制器108配置为发送一个或多个信号，以致动第一致动器410，从而移动限定夹捏部406的定位辊402和推动辊404。来自控制器108的用于致动第一致动器410的一个或多个信号可以是基于到控制器的用户输入。附加地或可替代地，如下面更详细地描述的，来自控制器108的用于致动第一致动器410的一个或多个信号可以是基于来自感测单元106的反馈。
78.在一些实施方式中，装配单元104可以包括第二致动器412，该第二致动器412机械联接到限定夹捏部406的定位辊402和推动辊404。第二致动器412可以相对于第一致动器410取向，使得由第二致动器412致动的移动例如大致垂直于由第一致动器410致动的移动。因此，继续该示例，在第一致动器410可致动以移动夹捏部406，从而调整径向偏移210的实例中，第二致动器412可以可致动，使夹捏部406在轴向方向上移动。作为更具体地示例，第二致动器412可以可能只作为初始设置的部分致动，以设置凸缘204相对于管状区段202的轴向间隔，而第一致动器410可以连续地或至少周期性地致动以提供对夹捏部406的主动控制，并且因此，当凸缘204在旋转方向109上旋转通过夹捏部406时，提供对径向偏移210的主动控制。
79.虽然第二致动器412最初可能只在某些实施方式中致动，但是应当认识到，第二致动器412可以根据一种或多种其他致动方法致动。例如，第二致动器410可以在装配系统10的整个操作过程中连续致动。即，在一些实例中，管状区段202可以相对于管辊102在轴向方向上移动（有时被称为“行走”）。这种行走移动可以例如在管辊102彼此之间没有对齐时发生。附加地或可替代地，当管状区段202具有锥形形状时，行走移动特别可能发生，使得管辊
102不均匀地安置在锥形形状上。在管状区段202可能易于行走移动的实例中，连续地或大致连续地致动第二致动器412可以用于在轴向方向上移动凸缘204以与管状区段202一起移动。进一步地或替代地，连续或大致连续地致动第二致动器412可用于调整管状区段202或凸缘204中的一个或多个的边缘的不规则性。
80.在一些实施方式中，装配单元104可以包括第三致动器414，该第三致动器414机械联接到推动辊404，并且可致动以使推动辊404相对于定位辊402移动。即，第三致动器414的致动可以改变夹捏部406的尺寸。例如，为了促进最初将凸缘204安装在夹捏部406中，可以致动第三致动器414，以使推动辊404在远离定位辊402的方向上移动，从而增加夹捏部406的大小。在凸缘204定位在夹捏部406中的情况下，当凸缘204在旋转方向109上移动通过夹捏部406时，可以致动第三致动器414，以使推动辊404在朝向定位辊402的方向上移动，从而将夹捏部406的大小减小到适合于约束凸缘204的径向和轴向移动的大小。仍然进一步地继续该示例，在完成管组件200之后，可以再次致动第三致动器414，以使推动辊404在远离定位辊402的方向上移动，以增加夹捏部406的大小，并且因此，促进从装配系统100移除管组件200。
81.通常，第一致动器410、第二致动器412和第三致动器414可以是用于控制装配单元104的相应部件的线性移动的各种不同的电动、液压、气动和/或机械致动器中的任何一个或多个。例如，为了促进与控制器108集成，第一致动器410、第二致动器412和第三致动器414中的一个或多个可以是电动线性致动器。当凸缘204和管状区段202在旋转方向109上旋转时，与控制器108的控制耦合的这种电动线性致动器可以促进精确的位置控制、连续或至少周期性的位置控制。进一步地或替代地，第一致动器410、第二致动器412和第三致动器414可以手动调整（例如通过使用齿条和小齿轮机构）。这种手动调整可以用于例如作为装配系统100的初始设置的部分的粗糙位置调整。
82.现在参照图1、图2a、图2b、图2c、图3a、图3b、图4a、图4b、图5a、图5b和图5c，感测单元106可以包括传感器502的至少一个实例，该传感器502相对于装配单元104的夹捏部406定位，以检测在旋转方向109上移动的凸缘204和管状区段202的径向偏移210。例如，传感器502可以被定位为在凸缘204上的点已经穿过装配单元104的夹捏部406之后检测与相应点对应的径向偏移210。传感器502的这种定位尤其可以用于促进测量作为反馈参数的径向偏移210，所述反馈参数用于至少控制夹捏部406的径向位置以在管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时实现径向偏移210的目标值。作为更具体地示例，传感器502可以被定位为沿管状区段202在旋转方向109上的移动路径在第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的点处检测径向偏移210。
83.在某些实施方式中，传感器502可以可定位为与在旋转方向109上移动的凸缘204或管状区段202中的一个或多个接触。例如，传感器502可以包括第一杆504和第二杆506，该第一杆504和该第二杆506沿轴线对齐并且跨越接缝212彼此轴向间隔开，在该接缝212处，凸缘204和管状区段202彼此呈邻接关系（例如通过下述接合）。当凸缘204在旋转方向109上旋转时，第一杆504可能在与凸缘204接触时被偏置（例如弹簧偏置），并且当管状区段202在旋转方向109上旋转时，第二杆506可能在与管状区段202接触时被偏置（例如弹簧偏置）。
84.在某些实施方式中，传感器502可以包括位置传感器508，该位置传感器508相对于第一杆504和第二杆506定位，以检测径向方向上第一杆504和第二杆506的位置差异。位置
传感器508可以是用于测量第一杆504和第二杆506的线性位移的各种不同类型的传感器中的任何一种或多种。因此，位置传感器508的示例包括以下项中的一个或多个：编码器（例如作为读取器和代码带配对）、微脉冲传感器、线性可变差动变压器传感器、激光线或点传感器、光学传感器或视觉传感器。虽然在图5b和图5c中示出了位置传感器508的单个实例，但是应当认识到，这是出于说明的清楚性，并且在某些实例中可以使用位置传感器508的多个实例。例如，第一杆504的位置和第二杆506的位置可以由位置传感器508的相应实例检测到。
85.在第一杆504与凸缘204接触以及第二杆506与管状区段202接触的情况下，由位置传感器508检测的第一杆504和第二杆506的位置差异与传感器502的位置处凸缘204和管状区段202之间的径向偏移210对应。考虑到在凸缘204和管状区段202在旋转方向109上旋转时，传感器502可以检测径向偏移210，由传感器502在传感器502的位置处检测的径向偏移210应被理解为时变参数，其中，径向偏移210的变化与对应于沿形成的管组件200的周向部分的不同位置的径向偏移210的差异对应。
86.在某些实施方式中，根据具体情况，第一杆504和第二杆506各自都可以至少沿可定位为与管状区段202或凸缘204接触的第一杆504和第二杆506的相应部分由陶瓷材料形成。例如，对于通过与管状区段202和凸缘204的旋转表面保持一致接触来抵抗磨损，陶瓷材料可能有用。进一步地或替代地，如下面更详细地描述的，管状区段202和凸缘204可以通过使用热量相互接合，并且陶瓷材料可以促进在应用热量将管状区段202和凸缘204相互接合的位置附近测量径向偏移210。
87.通常，应当认识到，管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的旋转可能会干扰精确地测量径向偏移210。例如，当管状区段202和凸缘204旋转经过传感器502时，传感器502相对于管状区段202和凸缘204的位置可以在轴向方向上和/或在径向方向上改变。更具体地，当管状区段202相对于管辊102轴向移动（上面称为“行走”的移动）并且凸缘204的位置根据管状区段202的移动调整时，传感器502相对于管状区段202和凸缘204的位置可能会无意中随时间变化。在一些情况下，传感器502的相对位置的这种移动可能会导致传感器502关于接缝212的对齐随时间变化。因为这种变化与管状区段202和凸缘204相对于传感器502的运动有关并且与径向偏移210的实际大小无关，应当认识到，传感器502相对于凸缘204（并且因此，相对于接缝212）的整体位置的无意变化可能在径向偏移210的测量中引入误差。因此，为了减少管状区段202和凸缘204旋转时传感器502的整体相对位置的无意变化所引入的误差，传感器502可以可在两个自由度下定位，以促进在管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时跟踪接缝212。
88.作为示例，感测单元106可以包括第一缸体510和第二缸体512。第一缸体510可以可移动以在轴向方向上推动传感器502与凸缘204接触。进一步地或替代地，第二缸体512可以可移动以在径向方向上推动传感器502与凸缘204和管状区段202接触。在某些实例中，可以主动驱动第一缸体510和第二缸体512中的一个或多个，以在每个相应的方向上推动传感器502。附加地或可替代地，第一缸体510和第二缸体512中的一个或多个可以使传感器502被动移动，以在任何给定时间点都跟踪凸缘204的位置。作为示例，第一缸体510可以是空气缸体，该空气缸体使传感器502在轴向方向上偏置成与凸缘204接触。作为另一非排他性示例，第二缸体512可以是空气缸体，该空气缸体使传感器502在径向方向上偏置成与管状区
段202和凸缘204接触。
89.在某些实例中，第一缸体510和第二缸体512中的一个或两个可以是可致动的，以使感测单元106远离管状区段202和凸缘204缩回。例如，对于减少从装配系统100移除管组件200时损坏感测单元106和/或管组件200的可能性，这可能是有用的。进一步地或替代地，缩回感测单元106可以促进在形成管组件200的过程开始时首先将管状区段202和凸缘204定位在装配系统100中。
90.在一些实施方式中，装配系统100可以进一步包括接合单元112，该接合单元112相对于由装配单元104限定的夹捏部406定位，使得在凸缘204的给定点旋转通过夹捏部406之后，接合单元112可以将凸缘204的旋转点接合到管状区段202。因此，更具体地，在装配单元104已经调整旋转点的径向偏移210之后，接合单元112可以在旋转点将凸缘204接合到管状区段202。即，就可在径向偏移210中实现的调整程度和实现这种调整所需的力而言，在将凸缘204接合到管状区段202之前调整径向偏移210，很容易有明显的优势。
91.例如，接合单元112可以包括焊接头514，该焊接头514适合于使用可与管状区段202和凸缘204的相应材料兼容的任何焊接技术将管状区段202和凸缘204相互接合。各种焊接技术在本领域中都是已知的，并且可能适用于如本文中所预期地将管状区段202和凸缘204相互接合。例如，这可以包括任何焊接技术，这种焊接技术沿接缝212熔化凸缘204或其他材料，可选地与添加到接合处的填料材料一起，以提高结合强度。适合于在结构上接合金属的传统焊接技术可以包括例如但不限于：包括金属惰性气体（mig）和/或金属活性气体（mag）的气体保护金属极弧焊（gmaw）、埋弧焊（saw）、激光焊接以及气体保护钨极弧焊（也被称为钨、惰性气体或“tig”焊接）；等等。如本文中所预期的，适合于在管状区段202和凸缘204之间形成结构结合的这些和任何其他技术都可以适用于焊接头514。例如，由焊接头514进行的机械联接沿接缝212可以是连续的，以向形成的管组件200提供增强的结构强度。
92.在一些实例中，焊接头514可以在管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的单次连续旋转中完成完整焊接。然而，在管状区段202和/或凸缘204的材料太厚而无法通过单一焊接道次（single weld pass）达到合适的焊接质量的实例中，焊接头514可以利用单一定位焊道次（single tack pass）连续地将管状区段202和凸缘204接合。继续该示例，附加的焊接道次可以由焊接头514完成。附加地或可替代地，管状区段202和凸缘204可以通过单一定位焊道次相互接合并且从装配系统100中移除，使得附加的焊接道次可以在单独的焊接单元中完成。
93.通常，感测单元106可以相对于（例如直接机械联接到）接合单元112固定，以检测相对于接合单元112的固定位置处的径向偏移210。在某些实例中，感测单元106可以相对于接合单元112固定，以检测在接合单元112处或之后的点处的径向偏移210。即，当管状区段202和凸缘204在旋转点处正在或已经相互接合并且该旋转点移动通过感测单元106的固定位置时，感测单元106可以检测径向偏移210。检测焊接时或就在焊接后的径向偏移210可以有利地减少在检测到径向偏移210的点和管状区段202与凸缘204相互接合时之间径向偏移210变化的可能性。虽然在一些实例中感测单元106可以相对于接合单元112固定以测量接合单元112处或之后的径向偏移210，但是应当认识到，感测单元106可以附加地或可替代地相对于接合单元112固定，以在旋转点移动经过接合单元112之前测量管状区段202和凸缘204的旋转点处的径向偏移210。例如，对于促进在旋转点移动经过接合单元112之前主动调
整旋转点处的径向偏移210，这种相对定位可能是有用的。
94.结合上述示例的方面，一般应当理解，在旋转方向109上旋转的凸缘204上的点可以按照以下顺序穿过装配系统的部件：穿过装配单元104（其中可以调整与旋转点对应的径向偏移210）、穿过接合单元112（其中凸缘204可以在旋转点处接合到管状区段202）和穿过感测单元106（其中传感器502可以检测旋转点处的径向偏移210）。通常，为了促进根据本文中所描述的控制技术中的任何一种或多种对径向 210进行准确的控制，应当认识到，这对在彼此接近的地方进行这些操作可能是有用的。例如，这种接近可以减少由控制器108执行的自动化或半自动化反馈控制回路中的时间延迟。
95.在接合单元112包括焊接头514的实例中，为了促进检测紧密靠近接合单元112的径向偏移210，感测单元106一般可以包括对承受与焊接头514的接近相关联的热场和电场有用的特征。因此，如上所述，第一杆504和第二杆506的至少部分可以由陶瓷材料形成，当焊接头514将管状区段202和凸缘204一起焊接在接缝212处时，该陶瓷材料能够承受在焊接头514附近与管状区段202和凸缘204的高温表面接触。作为示例，陶瓷材料可以包括氧化铝或氧化铝-二氧化硅中的一种或多种。
96.附加地或可替代地，传感器502可以包括冷却器516，该冷却器516可以与传感器502所限定的体积503热连通，以冷却至少部分地设置在体积503中的传感器502的任何一个或多个部件（例如第一杆504的部分、第二杆506的部分和位置传感器508）。冷却器516可以包括流体进口518和流体出口520，该流体进口518和该流体出口520各自都与由冷却器516限定的冷却室522流体连通。在使用中，冷却流体可以通过流体进口518进入冷却器516，移动通过冷却室522以从传感器502中去除热量，并且通过流体出口520离开冷却器516。在一些实例中，冷却器516可以通过热传导与体积503热连通。例如，冷却器516可以与体积503相邻。作为另一示例，冷却器516可以至少部分地限定体积503。附加地或可替代地，冷却流体可以是具有适合于为传感器502提供冷却的热容量的各种不同的流体中的任何一种或多种。在一些实例中，冷却流体可以在冷却器516中不改变相的情况下向传感器502提供冷却。这可能尤其用于控制冷却流体通过冷却器516的流量。在其他实施方式中，由冷却流体提供给传感器502的冷却可以包括相变化。考虑到它的普遍性和易于处理，水可以是在冷却器516中使用的特别有用的冷却流体。
97.通常，控制器108可以包括用于接收传感器信号和响应地控制装配系统100的操作的任何处理电路系统。例如，这可以包括用于按照需要或要求执行处理逻辑的专用电路系统，或这可以包括微控制器、比例积分微分控制器或任何其他可编程过程控制器。这也可以或替代地包括通用微处理器、存储器和由计算机可执行代码配置为执行本文中所描述的各种控制步骤和操作的相关处理电路系统。更具体地，在将凸缘204装配到管状区段202以形成管组件200的连续过程中，当管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时，控制器108可以控制管状区段202和凸缘204相对于彼此的径向偏移210。为了说明和解释的清楚性，控制器108在本文中被描述为中央控制器。然而，应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，控制器108的方面都可以是空间分布的。
98.控制器108可以包括处理单元114、存储介质116（例如非暂时性、计算机可读的存储介质）和用户界面118。存储介质116和用户界面118可以与处理单元114电气通信。存储介质116可以存储计算机可执行指令，这些指令在由处理单元114执行时使装配系统100执行
本文中所描述的装配方法中的一种或多种。处理单元114可以进一步或替代地响应通过用户界面118（例如键盘、鼠标和/或图形用户界面）接收的输入，使得在处理单元114执行本文中所描述的装配方法中的一种或多种时，处理单元114响应通过用户界面118接收的输入。
99.在一些实施方式中，管状区段202和凸缘204最初可以在小区段中相互接合（例如通过定位焊）。可以手动或自动设置径向偏移210。进一步地或替代地，为了兼容继续的正确装配，可以设置径向偏移210的斜率。当处理单元114执行存储在存储介质116上的一个或多个计算机可执行指令时，一旦凸缘204的小区段接合到管状区段202，管状区段202和凸缘204便可以旋转，并且至少可以自动进行径向偏移210的调整。
100.图6是将凸缘装配到管状区段以形成管状组件的示例性方法600的流程图。应当认识到，示例性方法600可以例如由本文中所描述的装配系统（例如图1中的装配系统100）中的任何一种或多种执行，以形成本文中所描述的管状组件（例如图1和图2中的管组件200）中的任何一个或多个。例如，示例性方法600的一个或多个步骤可以由控制器的处理单元（例如图1中的控制器108的处理单元114）执行。附加地或可替代地，示例性方法600中的一个或多个步骤可以通过操作者向控制器提供输入（例如通过图1中的控制器108的用户界面118）来执行。
101.如步骤610中所示，示例性方法600可以包括使管状区段在朝向接合单元的方向上旋转。通常，管状区段可以是本文中所描述的管状区段中的任何一个或多个，并且接合单元可以是本文中所描述的接合单元中的任何一个或多个。因此，例如，根据本文中所描述的各种不同技术中的任何一种或多种，可以将管状区段支撑在多个管辊上。作为更具体的示例，多个管辊中的每个管辊都可以沿管状区段的外表面彼此周向间隔开。通过驱动与管状区段的外表面接触的一个或多个管辊和/或端辊，管状区段可以在朝向接合单元的旋转方向上旋转，也如本文中所描述的。
102.如步骤612中所示，示例性方法600可以包括使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转。通常，凸缘的至少一个部分一般应被理解为包括本文中所描述的各种不同类型的凸缘中的任何一种或多种的至少一个部分。因此，例如，凸缘的至少一个部分可以是分段凸缘的周向区段。在凸缘是分段的实例中，可以将凸缘的区段支撑在结构上，该结构以周向配置保持这些区段。在某些实例中，分段凸缘的每个区段都可以单独附接（例如通过初始定位焊）到管状区段，作为初始设置的部分。进一步地或替代地，凸缘的至少一个部分可以是限定封闭的、大致圆形的形状的单一凸缘。
103.通常，使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转可以包括：根据本文中所描述的技术中的任何一种或多种（例如使用图1的装配单元104）接合凸缘的至少一个部分。因此，例如，使凸缘的至少一个部分旋转可以包括：在两个部件之间形成夹捏部，其中，当凸缘的至少一个部分在机械联接到凸缘的至少一个部分的管状区段所施加的旋转力的作用下在朝向接合单元的方向上旋转时，夹捏部限制凸缘的至少一个部分在径向方向和轴向方向上的移动。作为示例，定位辊和推动辊可以共同限定出夹捏部，其中，根据本文中所描述的各种不同的技术中的任何一种或多种，凸缘的第一表面由推动辊接合，并且凸缘的至少一个部分的第二表面与定位辊接合。
104.凸缘的至少一个部分和管状区段可以在相同的旋转方向上（例如顺时针或逆时针）旋转以使这些部件朝向接合单元移动。在某些实施方式中，使凸缘的至少一个部分和管
状区段在相同的旋转方向上旋转可以包括：最初将凸缘的至少一个部分和管状区段机械联接在一起（例如通过在开始时进行定位焊）。在以这种方式联接在一起的凸缘的至少一个部分和管状区段的情况下，凸缘的至少一个部分和管状区段可以朝向接合单元一起移动——以相同的旋转速度和在相同的方向上。附加地或可替代地，管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上的旋转可以是围绕垂直于重力方向的轴线进行的。例如，对于与长管状区段一起工作以形成大规模管状组件，管状区段以及凸缘的至少一个部分的这种旋转取向可能是有用的。更具体地，使管状区段以及凸缘的至少一个部分围绕垂直于重力方向的轴线旋转，管状区段的长度可以与执行示例性方法600的制造设施的吊顶高度解耦。为了形成给定的管状结构，管状区段的长度越长，需要的焊接就越少，这也可以减少制造时间和成本。附加地或可替代地，通过使管状区段以及凸缘的至少一个部分围绕垂直于重力方向的轴线旋转，可以将装配系统的部件方便地定位在靠近地面的地方，其中，可以容易进入装配系统的部件进行设置、操作和/或维护。进一步地或替代地，使管状区段以及凸缘的至少一个部分围绕垂直于重力方向的轴线旋转，可以将接缝沿大致水平的表面定位在管状区段与凸缘的至少一个部分之间。这种取向对于使用埋弧焊接合管状区段以及凸缘的至少一个部分可能是有用的。与某些其他类型的焊接相比，埋弧焊可以更快速地执行，从而在管状区段以及凸缘的至少一个部分在旋转方向上移动时促进焊接。
105.如步骤614中所示，示例性方法600可以包括：接收指示管状区段以及凸缘的至少一个部分之间的径向偏移的一个或多个信号。因此，例如，当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上移动时，可以从一个或多个传感器接收指示径向偏移的一个或多个信号。附加地或可替代地，指示径向偏移的一个或多个信号可以是连续的，以在管状区段以及凸缘的至少一个部分旋转经过传感器时提供径向偏移的对应连续指示。继续该示例，径向偏移的这种连续指示可以作为反馈信号用于实现凸缘到管状区段的适当装配。
106.通常，一个或多个信号可以与用于检测参数的各种不同类型的传感器（例如图5中的传感器502）中的任何一个或多个所执行的检测对应，该参数可以指示径向偏移。因此，例如，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括管状区段上的位置和凸缘上的对应周向位置之间的径向距离。例如，这种径向距离可以通过与管状区段和凸缘的至少一个区段接触来直接测量。如可以认识到的，指示径向偏移的一个或多个信号可以是从不同的源接收的，并且相互结合以得到径向偏移的测量值或至少近似值。
107.虽然在某些实施方式中直接测量径向偏移可以用于促进对径向偏移进行精确控制，但是一个或多个信号可以用于通过一种或多种间接技术确定径向偏移。例如，在径向方向上，凸缘的至少一个部分可能比管状区段刚性更具刚性。因此，继续该示例，对于假设凸缘的至少一个部分是不可弯曲的，使得可以基于凸缘的至少一个部分的已知的径向位置和指示给定位置处的管状区段的形状的一个或多个信号估计径向偏移（例如根据模型或已知的物理关系），这可能是有用的。因此，仍然进一步继续该示例，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括以下项中的一个或多个：多个管辊中的两个管辊之间的管状区段的曲率半径、管状区段中的应力水平、沿管状区段的周向部分的两点之间的距离或管状区段上的点与管状区段外部的固定点之间的距离。进一步地或替代地，指示径向偏移的一个或多个信号包括以下项中的一个或多个：致动多个管辊中的至少一个管辊所需的扭矩、多个管辊中的至少一个管辊的旋转速度或多个管辊中的至少一个管辊的位置（例如径向位置）。
108.在某些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括用户输入（例如通过图1中的控制器108的用户界面118）。例如，用户可以在视觉上观察到径向偏移超出阈值，该阈值由管状区段和/或凸缘的至少一个部分上的标记指示。附加地或可替代地，在足够慢的旋转速度下，当管状区段和/或凸缘的至少一个部分在接合单元的方向上旋转时，用户输入可以指示用户进行的手动测量。
109.如步骤616中所示，示例性方法600可以包括：将指示径向偏移的一个或多个信号与目标值进行比较。在某些实施方式中，目标值可以是基于一个或多个用户输入。例如，一个或多个用户输入可以指示形成的管组件的整体尺寸公差。进一步地或替代地，一个或多个用户输入可以指示管状区段以及凸缘的至少一个部分的尺寸。作为示例，目标值可以是基于对管状区段和由凸缘（例如分段凸缘或单一箍）的至少一个部分形成的凸缘的周向部分的测量。例如，在管状区段和凸缘具有相同的周向测量值的实例中，至少在最初，可以将目标值设置为0。附加地或可替代地，在管状区段和凸缘具有不同的周向测量值，使得d
凸缘
＝d0和d
管
＝d0＋δd的实例中，当凸缘固定到管状区段时，至少在最初，δd/2的目标值可以促进保持管状区段和凸缘对齐。
110.在一些实施方式中，目标值可能随着凸缘的至少一个部分和管状区段在朝向接合单元的方向上旋转而变化。例如，目标值可以根据预定函数（例如斜率）、模型或其组合而变化。附加地或可替代地，目标值可以随时间变化，以考虑（例如作为反馈控制技术的部分）在凸缘接合到管状区段以形成管状组件时径向偏移的误差累积。
111.如步骤618中所示，示例性方法600可以包括：至少部分地基于一个或多个信号与目标值的比较，当管状区段以及凸缘的至少一个部分各自都在朝向接合单元的方向上旋转时，调整凸缘的至少一个部分和管状区段之间的径向偏移。通常，对径向偏移的调整可以通过致动本文中所描述的任何一个或多个部件来执行，以使管状区段和凸缘相对于彼此移动。因此，例如，调整径向偏移可以包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，使多个管辊中的至少一个管辊相对于管状区段在具有径向分量的方向上移动。进一步地或替代地，调整径向偏移可以包括：在具有径向分量的方向上相对于管状区段推动凸缘的至少一部分。
112.在一些实例中，在具有径向分量的一个或多个方向上推动管状区段和凸缘可以在不同的时间执行。即，作为示例，当凸缘的至少一个部分和管状区段各自都在朝向接合单元的方向上旋转时，由于多个管辊保持在固定径向位置和固定轴向位置中，可以相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上推动凸缘的至少一个部分。进一步地或替代地，当管状区段处于静止时，可以调整多个管辊中的至少一个管辊的固定径向位置或固定轴向位置中的一个或多个。考虑到在一些大型工业应用中管状区段相对于凸缘的相对大小，对于保持对管状区段的位置的充分控制，在管状区段处于静止时调整管状区段的位置可能是有用的。可替代地，在一些实施方式中，在具有径向分量的一个或多个方向上推动管状区段和凸缘可以同时执行，使得在多个管辊中的至少一个管辊在管状区段的径向方向上移动时，凸缘的至少一个部分可以相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上移动。
113.如步骤620中所示，示例性方法600可以包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，将凸缘的至少一个部分接合到管状区段。通常，根据本文中所描述的技术中的任何一种或多种，凸缘的至少一个部分和管状区段可以相互接合。
因此，例如，接合可以包括焊接（例如，如关于图5中的焊接头所描述的）。然而，附加地或可替代地，将凸缘的至少一个部分和管状区段相互接合可以包括：通过使用可能适用于特定应用的粘合剂和/或机械紧固件（例如铆钉、卷边）机械联接这些部件。
114.虽然已经描述了某些实施方式，但是附加地或可替代地，其他实施方式是可能的。
115.例如，虽然径向偏移的目标值已经被描述为可根据某些技术而变化，但是附加地或可替代地，用于临时改变目标值的其他方法是可能的。例如，现在参照图1、图6和图7，管状区段202可以沿管状区段202的周向部分包括第一刻度标记702，并且凸缘204可以沿凸缘204的周向部分包括第二刻度标记704。在管组件200的整个周向部分周围径向偏移与目标值相等的理想情况下，在管组件200的整个周向部分周围，管状区段202上的第一刻度标记702各自都可以与凸缘204上的第二刻度标记704的对应实例对齐。然而，在实际实施方式中，当形成管组件200时，径向偏移可能在某个周向点偏离目标值。随着这些差异的积累，管状区段202上的第一刻度标记702的一个或多个实例可能相对于凸缘204上的第二刻度标记704的一个或多个实例变得未对齐。通过测量这种未对齐，当形成管组件200时，可以调整目标值，以考虑之前的径向未对齐。进一步地或替代地，在管状区段202和凸缘204具有不同的周向部分的实例中，保持第一刻度标记702与第二刻度标记704对齐，也可以保持不同的周向部分的适当对齐。即，对于在不需要测量每个部件的周向部分的情况下，将第一刻度标记702与第二刻度标记704对齐对于对齐管状区段202和凸缘204来说可能是有用的。在管状区段202和凸缘204较大的实例中（例如在与形成风塔的管状结构相关联的实施方式中），考虑到在这些部件较大时与准确地测量管状区段202和凸缘204的相应周向部分相关联的困难，这是一个显著的优势。
116.在某些实施方式中，对齐传感器706（例如摄像头）可以指向由管状区段202和凸缘204限定的接缝212。在使用中，对齐传感器706可以检测管状区段202上的第一刻度标记702相对于凸缘204上的第二刻度标记704之间的周向间隔708（具有指示未对齐的非零值）。对齐传感器706可以与控制器108电气通信，使得示例性方法600可以包括基于周向间隔调整目标值。例如，示例性方法600可以包括：接收周向间隔708的指示，以及基于周向间隔708调整径向偏移的目标值。通过标题为spiral forming（螺旋成形）的美国专利申请公布20160375476中的非限制性示例，提供用于基于刻度标记调整管状组件的部件的对齐的附加或替代细节和实施方式，该美国专利申请公布的全部内容由此通过引用并入本文。
117.虽然已经关于对管状区段和凸缘之间的径向偏移的调整描述了装配系统和方法，但是附加地或可替代地，可以调整其他参数以实现这些部件的适当装配。例如，现在参照图1、图4a和图8，装配单元104可以附加地或可替代地包括间隙传感器418。间隙传感器418的示例包括激光线传感器、机械间隙传感器和包括摄像头的光学传感器中的一种或多种。
118.在使用中，当管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时，间隙传感器418测量管状区段202和凸缘204之间的轴向间隙802。例如，在一个或多个位置处接合管状区段202和凸缘204之前，可以将间隙传感器418支撑在装配系统100上、在适合于在沿管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的移动路径的任何一个或多个位置处测量轴向间隙802的任何位置。因此，作为示例而非限制，间隙传感器418可以定位为在夹捏部406处或附近检测轴向间隙802。进一步地或替代地，间隙传感器418被示出和描述为单一传感器，应当认识到，间隙传感器418的多个实例可以用于在沿管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的移
动路径的各个不同的位置处测量轴向间隙802。
119.通常，可以控制轴向间隙802以适应接合过程。即，轴向间隙802可以设置为促进将管状区段202和凸缘204相互机械联接。例如，接合单元112可以在轴向间隙802中形成焊接。附加地或可替代地，管状区段202和凸缘204可以使用钎焊、锡焊、粘合、机械连接或其任何组合在轴向间隙802中相互接合。
120.例如，控制器108可以基于从间隙传感器418接收到的信号和/或作为手动输入（例如在用户界面118处）从操作者接收到的信号接收轴向间隙802的指示。在某些实施方式中，从操作者接收到的信号可以是基于间隙传感器418所进行的一次或多次测量。附加地或可替代地，虽然操作者的手动控制可以基于来自间隙传感器418的信息执行，但是应当认识到，操作者的手动控制可以在没有来自间隙传感器418的信息的情况下实现（例如在装配系统100不包括间隙传感器的实例中）。
121.至少部分地基于轴向间隙802的指示，控制器108可以致动装配单元104的第二致动器412，以调整夹捏部406在轴向方向上的位置（例如通过至少移动定位辊402）。在凸缘204设置在夹捏部406中的情况下，夹捏部406的这种移动使凸缘204在轴向方向上移动。当装配单元104调整夹捏部406在轴向方向上的位置时，管状区段202可以在轴向方向上保持大致固定，使得夹捏部406以及因此凸缘204在轴向方向上的移动改变轴向间隙802。
122.现在参照图1和图6，控制器108可以调整轴向间隙802，作为示例性方法600的部分。例如，如步骤615中所示，示例性方法600可以包括调整轴向间隙。在某些实例中，可以将轴向间隙与目标间隙进行比较，并且基于轴向间隙与目标间隙的比较，可以使凸缘的至少一个部分在轴向方向上移动。可以致动凸缘的至少一个部分在轴向方向上的这种移动，例如，当凸缘的至少一个部分以及管状区段在朝向接合单元的方向上旋转时。附加地或可替代地，可以使凸缘的至少一个部分在轴向方向上移动，同时管状区段在轴向方向上保持固定（例如在初始设置期间）。
123.虽然本文大体已经关于某些类型的凸缘描述了装配系统和装配方法，但是应当认识到，这些装配系统和装配方法可以关于各种不同类型的凸缘中的任何一种或多种而被用来形成管状组件，除非上下文中另有规定或另有清楚说明。
124.例如，现在参照图9，管状组件900可以包括管状区段902，该管状区段902在接缝912处联接到凸缘904。为了清楚和有效说明，管状组件900的元件应被理解为与具有本文中所描述的对应200系列元件号（例如在图2a和图2b中）的元件类似或可互换，除非上下文中另有明确说明，并且因此，没有与对应的200系列元件号分开描述，除了注意差异或强调某些特征。因此，例如，管状组件900的管状区段902应被理解为与管组件200的管状区段202（图2a和图2b）类似。进一步地或替代地，管状组件900可以使用本文中所描述的装配系统和方法中的任何一种或多种来形成，除非上下文中另有说明或者从上下文变得清楚。
125.凸缘904可以包括内表面908和与内表面908相对的外表面920。凸缘904可以包括第一径向区段905和第二径向区段924。第一径向区段905可以远离内表面908径向延伸，并且第二径向区段924可以远离外表面920径向向外延伸。在第一径向区段905和第二径向区段924设置为彼此相对的情况下，凸缘904的整体形状可以是“t”。在使用中，定位单元（例如图1中的装配单元104）可以接合第一径向区段905和第二径向区段924中的一个或两个，以控制凸缘904相对于管状区段902的轴向定位。进一步地或替代地，定位单元可以根据本文
中所描述的用于控制径向偏移的技术中的任何一种或多种来控制管状区段902和凸缘904之间的径向偏移。
126.作为另一示例，虽然凸缘904可以具有适合于适应凸缘904的径向位置和/或轴向位置的感测的轴向部分907（例如，如内表面908和外表面920所指示的），但是应当认识到，在一些实例中，轴向部分907可以具有接近和包括零的小尺寸。即，继续凸缘904不具有轴向部分的示例，凸缘904的第一径向区段905和第二径向区段924可以在接缝912处直接安装到管状区段902。例如，基于这种凸缘配置（有时被称为“平凸缘”）的实施方式可以包括：通过检测第一径向区段905或第二径向区段924中的一个或两个相对于内表面906或外表面926的相应的最大径向位置的位置，检测凸缘904和管状区段902之间的径向偏移。
127.作为又一示例，虽然已经描述了控制管状区段的位置的某些方法，但是附加地或可替代地，管状区段的其他位置的控制方法是可能的。例如，现在参照图10a和图10b，装配系统1000可以包括压紧单元1020，在管状区段202重量轻，使得在实施装配过程时，仅靠重力不足以将管状区段202保持在管辊上的适当位置的实例中，该压紧单元1020可以特别有用。应当理解的是，装配系统1000与装配系统100类似或可互换，除非上下文中另有说明或从上下文变得清楚的。因此，为了清楚和有效说明，关于压紧单元1020描述装配系统1000，并且没有单独描述装配系统1000的具有在装配系统100中的类似物的其他方面。
128.通常，压紧单元1020的至少一部分可以包括压紧辊1022和与压紧辊1022机械连通的致动器1024。压紧辊1022可以是球转移辊或柱形（平的或隆起的）辊中的任何一种或多种，使得在管状区段202在旋转方向1009上旋转时，压紧辊1022可以沿管状区段202的内表面滚动。通常，致动器1024可以对压紧辊1022施加线性运动。例如，致动器1024可以包括气动缸、液压缸、电动缸、电动机和螺杆等中的任何一种或多种。
129.致动器1024可以与控制器（例如图1中的控制器108）处于电气通信。在使用中，致动器1024可以在两组管辊之间（例如在图3a中的第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间）的位置处保持压紧辊1022与管状区段202接触。即，更具体地，致动器1024可以保持压紧辊1022的位置与管状区段202的内表面接触，同时管状区段202的外表面与第一组管辊和第二组管辊接触。压紧管1022在管状区段202的内表面上所施加的合力可以具有与装配单元在管状区段202上所施加的集体力相反和大致相等的分量，作为本文中所描述的装配技术中的任何一种或多种的部分。通过施加相对于装配单元所施加的力的这种力，压紧单元1020可以促进控制管状区段202在具有径向分量的方向上的无意移动。进一步地或替代地，压紧单元1020可以促进控制两组管辊之间的管状区段202的形状。
130.虽然数对管辊已经被描述为支撑管状区段202，但是附加地或可替代地，其他实施方式是可能的。例如，可以致动管辊（例如管辊102）的单个实例，而不是一组管辊。与致动一组管辊的角度相比，在使用了单个辊的实例中，可以致动单个辊相对于管状区段的位置。在某些实施方式中，单个辊的这种致动可以与一组或多组管辊结合使用以促进实现对管状区段的形状进行高度控制。
131.上述系统、装置、方法、过程等可以在适合于本文中所描述的控制、数据获取和数据处理的硬件、软件或它们的任何组合中实现。这包括一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程装置或处理电路系统以及内部存储器和/或外部存储器中的实现。这还可以或替代地包括一个或多个专用集成电路、可编程门阵
列、可编程阵列逻辑部件或可以配置为处理电子信号的任何一种或多种其他装置。将进一步认识到，上述过程或装置的实现可以包括使用结构化编程语言创建的计算机可执行代码，所述结构化编程语言是诸如c、诸如c 的面向对象编程语言或任何其他高级或低级编程语言（包括汇编语言、硬件描述语言以及数据库编程语言和技术），这些结构化编程语言可以被存储、编译或解释以在上述装置中的一个以及处理器的异构组合、处理器架构或不同的硬件和软件的组合上运行。同时，处理可以分布在装置上，诸如上述各种系统，或所有功能都可以集成到专用的独立装置中。所有这些排列和组合都旨在落入本公开的范围内。
132.本文中所公开的实施例可以包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行的代码或计算机可用的代码，该代码在一个或多个计算装置上执行时执行上述控制系统的任何和/或全部步骤。代码可以按照非暂时性方式存储在计算机存储器（该计算机存储器可以是程序从其中执行的存储器（诸如与处理器相关联的随机存取存储器））或存储装置（诸如硬盘驱动器、闪速存储器或任何其他光学、电磁、磁性、红外线或其他装置或这些装置的组合）中。在另一方面中，上述控制系统中的任何一个都可以实施为承载计算机可执行代码和/或来自其的任何输入或输出的任何合适的传输或传播介质。
133.本文中所描述的实施方式的方法步骤旨在包括使这些方法步骤被执行的任何合适的方法，与以下权利要求的可专利性一致，除非有不同的含义被明确提供或上下文中有清楚说明。因此，例如，执行步骤x包括使另一当事方（诸如远程用户、远程处理资源（例如服务器或云计算机）或机器）执行步骤x的任何合适的方法。类似地，执行步骤x、y和z可以包括指导或控制这些其他个人或资源的任何组合执行步骤x、y和z以获得这些步骤的益处的任何方法。因此，本文中所描述的实施方式的方法步骤旨在包括使一个或多个其他当事方或实体执行步骤的任何合适的方法，与以下权利要求的可专利性一致，除非有不同的含义被明确提供或上下文中有清楚说明。这些当事方或实体不必在任何其他当事方或实体的指导或控制下，并且不必位于特定的司法管辖区内。
134.将认识到，上述方法和系统是通过示例来阐述的并且不是限制性的。许多变化、添加、省略和其他修改对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，上述描述和上述图中的方法步骤的顺序或呈现并不旨在需要按照这种顺序执行所述步骤，除非明确要求特定顺序或上下文中有清楚说明。因此，虽然已经示出和描述了特定实施例，但是对于本领域的技术人员将显而易见的是，在形式和细节上的各种变化和修改可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行，并且旨在形成本发明的部分，这将在法律可允许的最广泛的意义上进行解释。
1.相关申请的交叉引用本技术要求于2018年7月11日提交的美国临时专利申请no.62/696,717的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
2.政府许可权本发明是在usda sbir第二阶段奖项2016-33610-25675的政府支持下做出的，该奖项由美国农业部/国家食品和农业研究所颁发。美国政府在本发明中享有某些权利。
背景技术：
3.用于各种工业应用的许多大型管状结构是通过使用一个或多个凸缘连接将管状区段彼此连接或连接到基座而形成的。每个凸缘连接通常都是通过将凸缘附接到对应的管状区段而形成的。然而，将凸缘附接到管状区段的过程通常是困难和漫长的，特别是在需要非标准几何结构（诸如多件凸缘）的情况下。因此，在生产管状结构时，将凸缘附接到管状区段可以是限速步骤，需要额外的设备和劳动力来达到合适的生产吞吐量。
4.需要高精度装配的应用在将凸缘附接到用于形成管状结构的管状区段时特别具有挑战性。具体地，虽然高精度装配可以提高结构-凸缘接头的疲劳强度，并且可能促进在管状结构中使用较少的材料（从而减少成本），但是与实现高精度装配所需的额外时间相关联的成本往往超过了通过高精度装配实现的结构节约。
5.因此，仍然需要有效地将凸缘装配到用于形成各种大规模应用的管状结构的管状区段。
技术实现要素：
6.装置、系统和方法涉及用于将凸缘装配到用于形成管状结构（诸如用于工业应用的大规模结构（例如风塔和管道））的管状区段的自动化技术。与将凸缘装配到管状区段的手工技术相比，本公开的装置、系统和方法促进更快地附接凸缘，这可能对实现成本有效的吞吐量有用。通过与手工技术进一步比较，本公开的装置、系统和方法可以进一步或替代地促进实现更严格的尺寸公差。反过来，这种更严格的尺寸公差可能对形成壁更薄、更轻和成本更低的管状结构有用。仍然进一步地或在替代方案中，用于将凸缘装配到管状区段的自动化技术可以促进附接多件凸缘或其他非传统凸缘几何结构。
7.根据一个方面，系统可以包括：多个管辊，当管状区段在旋转方向上旋转时，管状区段可支撑在这些管辊上；装配单元，该装配单元包括定位辊和推动辊，该定位辊和该推动辊相对于彼此间隔开，以在它们之间限定夹捏部，凸缘可在旋转方向上旋转通过该夹捏部；感测单元，该感测单元包括一个或多个传感器，这些传感器相对于夹捏部定位，以检测在旋转方向上移动的凸缘和管状区段的径向偏移；以及控制器，该控制器与感测单元和装配单元通信，控制器配置为接收指示径向偏移的一个或多个信号，以将指示径向偏移的一个或多个信号与目标值进行比较，并且至少部分基于比较，使定位辊移动，以调整在旋转方向上
移动的凸缘和管状区段之间的径向偏移。
8.在某些实施方式中，多个管辊可以包括第一组管辊和第二组管辊。当管状区段沿旋转方向上的移动路径移动时，第一组管辊和第二组管辊可以沿管状区段的周向部分彼此分开。进一步地或替代地，第一组管辊和第二组管辊可以是可致动的，以相对于彼此移动。由进一步地或替代地，当管状区段在旋转方向上移动时，第一组管辊和第二组管辊可以是可致动的，以相对于彼此移动。在一些情况下，一个或多个传感器可以被定位，以检测沿管状区段在旋转方向上的移动路径在第一组管辊和第二组管辊之间的凸缘和管状区段的径向偏移。
9.在一些实施方式中，由定位辊和推动辊限定的夹捏部可以沿管状区段在旋转方向上的移动路径位于多个管辊中的至少两个管辊之间。
10.在某些实施方式中，多个管辊中的至少一个管辊可以是被动的。
11.在一些实施方式中，装配单元可以包括第一致动器，该第一致动器机械联接到限定夹捏部的定位辊和推动辊。进一步地或替代地，控制器可以配置为致动第一致动器，使夹捏部移动，以调整在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的径向偏移。
12.在某些实施方式中，定位辊可以限定通道，当凸缘在旋转方向上旋转通过夹捏部时，该通道可与凸缘接合，以限制凸缘的轴向移动。
13.在一些实施方式中，装配单元可以包括第二致动器，该第二致动器机械联接到定位辊。进一步地或替代地，第二致动器可以是可致动的，以改变在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的轴向间隙。附加地或可替代地，相对于凸缘在旋转方向上的移动，定位辊和推动辊中的至少一个可以是被动的。
14.在某些实施方式中，系统可以包括接合单元，该接合单元相对于夹捏部定位，以在凸缘的点在旋转方向上移动通过夹捏部之后，将凸缘的点接合到管状区段。在一些情况下，一个或多个传感器可以相对于接合单元定位，以在凸缘的点移动通过接合单元之后测量凸缘的点处的径向偏移。进一步地或替代地，感测单元可以相对于接合单元固定，使得一个或多个传感器测量相对于接合单元的固定位置处的径向偏移。附加地或可替代地，传感器可以进一步包括冷却器，该冷却器包括流体进口、流体出口和与流体进口和流体出口流体连通的冷却室，感测单元限定体积，在所述体积中设置有一个或多个传感器中的每一个的至少一部分并且所述体积与冷却器的冷却室热连通。进一步地或替代地，接合单元可以包括焊接头。
15.在一些实施方式中，一个或多个传感器中的每一个都可以可定位成与在旋转方向上移动的凸缘或管状区段中的一个或多个接触。
16.在某些实施方式中，定位辊可以相对于由多个管辊接合的管状区段在轴向方向上可移动。附加地或可替代地，系统可以包括间隙传感器，该间隙传感器布置为测量在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的轴向间隙。作为示例，控制器可以配置为接收指示在旋转方向上移动的凸缘和管状区段之间的轴向间隙的信号，以将轴向间隙和目标间隙进行比较，并且基于轴向间隙和目标间隙的比较，使定位辊相对于由多个管辊接合的管状区段在轴向方向上移动。例如，指示凸缘和管状区段之间的轴向间隙的信号可以包括用户输入。
17.在一些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括用户输入。
18.根据另一方面，将凸缘装配到管状区段的方法可以包括：使支撑在多个管辊上的
管状区段在朝向接合单元的方向上旋转；使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转；接收指示管状区段与凸缘的至少一个部分之间的径向偏移的一个或多个信号；将指示径向偏移的一个或多个信号与目标值进行比较；以及至少部分基于一个或多个信号和目标值的比较，当管状区段以及凸缘的至少一个部分均在朝向接合单元的方向上旋转时，调整凸缘的至少一个部分与管状区段之间的径向偏移。
19.在某些实施方式中，管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上的旋转可以是围绕垂直于重力方向的轴线进行的。
20.在一些实施方式中，在径向方向上，凸缘的至少一个部分可以比管状区段刚性更强。
21.在某些实施方式中，多个管辊中的每个管辊可以沿管状区段的外表面彼此周向间隔开。进一步地或替代地，使管状区段旋转包括：驱动至少一个辊成与管状区段的外表面接触。
22.在一些实施方式中，使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转可以包括：将凸缘的至少一个部分的第一表面与推动辊接合，以及将凸缘的至少一个部分的第二表面与定位辊接合，使得凸缘的至少一个部分夹紧在定位辊和推动辊之间。
23.在某些实施方式中，当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上移动时，可以从一个或多个传感器接收指示径向偏移的一个或多个信号。
24.在一些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号包括以下项中的一个或多个：多个管辊中的两个管辊之间的管状区段的曲率半径、管状区段中的应力水平、沿管状区段的周向部分的两点之间的距离、管状区段上的位置与凸缘上的对应周向位置之间的径向距离或管状区段上的点与管状区段外部的固定点之间的距离。附加地或可替代地，指示径向偏移的一个或多个信号包括以下项中的一个或多个：致动多个管辊中的至少一个管辊所需的扭矩、多个管辊中的至少一个管辊的旋转速度或多个管辊中的至少一个管辊的位置。
25.在某些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括用户输入。
26.在一些实施方式中，凸缘的至少一个部分可以是单一箍。进一步地或替代地，径向偏移的目标值可以是基于单一箍的第一周向部分相对于管状区段的第二周向部分。
27.在某些实施方式中，目标值可能随着凸缘的至少一个部分和管状区段在朝向接合单元的方向上旋转而变化。进一步地或替代地，调整径向偏移可以包括：接收管状区段上的第一刻度标记与凸缘的至少一个部分上的第二刻度标记之间的周向间隔的指示，以及基于第一刻度标记相对于第二刻度标记的周向间隔的指示调整径向偏移的目标值。
28.在一些实施方式中，调整径向偏移可以包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，使多个管辊中的至少一个管辊相对于管状区段在具有径向分量的方向上移动。作为示例，调整径向偏移可以包括：当多个管辊中的至少一个管辊相对于管状区段在具有径向分量的方向上移动时，相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上推动凸缘的至少一个部分。
29.在某些实施方式中，调整径向偏移可以包括：当凸缘的至少一个部分以及管状区段均在朝向接合单元的方向上旋转时，由于多个管辊保持在固定径向位置和固定轴向位置中，相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上推动凸缘的至少一个部分。附加地或可替代地，方法可以包括：当管状区段处于静止时，调整多个管辊中的至少一个管辊的
固定径向位置或固定轴向位置中的一个或多个。
30.在一些实施方式中，方法可以进一步或替代地包括：调整管状区段与凸缘的至少一个部分之间的轴向间隙。例如，调整管状区段与凸缘的至少一个部分之间的轴向间隙可以包括：当管状区段在轴向方向上保持固定时，使凸缘的至少一个部分在轴向方向上移动。
31.在某些实施方式中，方法可以进一步或替代地包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，将凸缘的至少一个部分接合到管状区段。
附图说明
32.图1是包括多个管辊、感测单元、装配单元、接合单元和控制器的装配系统的透视图，所示的装配系统形成管状组件。
33.图2a是图1的管状组件的示意图，管状组件包括机械联接到管状区段的凸缘。
34.图2b是沿图2a中的线2b-2b的截面侧视图，截面侧视图呈现了与管状组件中的管状区段径向对齐配合的凸缘的部分。
35.图2c是沿图2a中的线2c-2c的截面侧视图，截面侧视图呈现了与管状组件中的管状区段径向偏移配合的凸缘的部分。
36.图3a是图2a的管状区段的侧视图，该管状区段支撑在图1的装配系统的多个管辊上。
37.图3b是包括图1的装配系统的多个管辊中的一对管辊的辊组件的侧视图。
38.图4a是图1的装配系统的装配单元的透视图。
39.图4b是与图2a的凸缘的径向区段接合的图4a的装配单元的定位辊的示意侧视图。
40.图5a是图1的装配系统的感测单元和接合单元的侧视图。
41.图5b是图1的装配系统的感测单元的传感器的部分截面视图。
42.图5c是图5b中所示的传感器的部分截面的部分分解图。
43.图6是将凸缘装配到管状区段以形成管状组件的示例性方法的流程图。
44.图7是检测凸缘和管状区段上的刻度标记以确定凸缘和管状区段的径向偏移的目标值的系统的顶视图的示意图。
45.图8是与管状区段轴向间隔开轴向间隙的凸缘的截面侧视图的示意图。
46.图9是包括机械联接到管状区段的t形凸缘的管状组件的示意图。
47.图10a是包括压紧单元的装配系统的透视图。
48.图10b是图10a的装配系统的压紧单元的侧视图。
49.各个图中的相同的附图标记都指示相同的元件。
具体实施方式
50.在下文中，现在将参照示出了示例性实施例的附图更全面地描述实施例。然而，上述内容可以实施为许多不同的形式，并且不应被解释为受限于本文中所陈述的示例性实施例。
51.本文中所提及的所有文献都通过引用全部并入。对单数形式的项目的引用应被理解为包括复数形式的项目，反之亦然，除非文中另有明确说明或从文中清楚。语法连词旨在表达连接从句、句子、单词等的任何和所有分离和连接组合，除非上下文中另有说明或从上
下文清楚。因此，术语“或”一般应被理解为指“和/或”，并且术语“和”一般应被理解为指“和/或”。
52.本文中对值的范围的叙述并不旨在限制，而是单独指范围内的任何和所有值，除非本文中另有说明，并且在这个范围内的每个单独值都并入本说明书中，就像在本文中被单独叙述一样。词语“大约”、“大概”等在伴随数值时应被解释为包括任何偏差，如为了预期目的而满意地操作的本领域的普通技术人员所认识到的。值和/或数值的范围在本文中仅作为示例提供，并不构成对所描述的实施例的范围的限制。任何和所有示例或示例性语言（“例如”、“诸如”等）的使用仅仅旨在更好地说明实施例，并不会对这些实施例的范围构成限制。说明书中没有语言应被解释为指示任何未要求保护的元件对所公开的实施例的实践必不可少。
53.在下面的公开内容中，术语“水平的”和“竖直的”指的是由支撑在大致平整的表面上（例如在工厂地板或安装地点）的安装系统限定的坐标系中的方向。即，水平取向应被理解为与支撑安装系统的大致平整的表面大致平行。竖直取向应被理解为垂直于水平取向并且一般平行于重力方向。
54.通常，如本文中所使用的，“管状区段”可以是空心的和大致圆柱形的（例如在管状结构的尺寸公差内具有大致恒定的直径或沿柱体的长度具有渐缩的直径），使得每个管状区段都限定出柱坐标系。因此，如本文中所使用的，术语“轴向的”和“径向的”应被理解为以与关于柱坐标系的这些术语的使用一致的方式使用。例如，轴向的应被理解为指与由管状区段限定和沿管状区段的长度延伸的中心轴线平行的方向，并且术语“径向的”应被理解为指与由管状区段限定的中心轴线垂直的方向上的径向尺寸。因此，如下面更详细地描述的，轴向间隙在本文中指的是轴向方向上在管状区段的边缘和凸缘的边缘之间的空间，其中，零的轴向间隙与管状区段的边缘和凸缘的边缘之间的邻接关系对应。还如下面更详细地描述的，径向偏移应指凸缘的径向位置和管状区段的中心轴线相对于彼此的偏移，其中，零径向偏移与凸缘的内直径与管状区段的内直径的对齐对应。进一步地，在管状区段和凸缘的情况下，旋转方向应被理解为管状区段的周向部分绕由管状区段限定的中心轴线的旋转方向（例如顺时针或逆时针）。
55.如本文中所使用的，除非上下文中另有规定或从上下文清楚说明的，术语“凸缘”一般是指可沿管状区段的周向部分的至少一部分定位的各种不同类型的结构（例如边沿或轴环）中的任何一种。通常，这种凸缘可以促进管状区段与基座或另一个管状区段连接，和/或加强管状区段。作为示例，凸缘可以包括径向区段，该径向区段相对于管状区段的外表面径向向内和/或径向向外突出，并且在不影响管状区段的强度的情况下，凸缘的这种径向突出对连接到基座或另一个管状区段可能有用。在某些实施方式中，如下面更详细地描述的，凸缘可以使用多个区段来形成，当每个区段都联接到管状区段时，这些区段都彼此联接。多个区段可以共同外接管区段的周向部分。在其他实施方式中，也如下面更详细地描述的，凸缘可以是单一箍，该单一箍名义上（例如在形成的管状结构的尺寸公差内）具有与管状区段的直径相同的直径。
56.如本文中所使用的，术语“管状组件”应被理解为指至少包括机械联接到管状区段的凸缘的区段的组件。每个管状组件一般应被理解为较大管状结构的至少一部分。因此，在一些情况下，管状组件可以与整个管状结构对应。在其他情况下，管状组件可以是较大管状
结构的部分。例如，管状组件的至少一端可以包括凸缘，该凸缘用于促进管状组件连接到基座和/或管状结构的一个或多个其他组件。
57.进一步地，除非上下文中另有规定或另有清楚说明，本文中所描述的管状组件可以用于形成对在各种工业应用中支撑负载有用的任何一种或多种不同类型的管状结构的至少一部分。这样的管状结构的示例可以包括但不限于用于支撑机械设备（例如风力涡轮机）的塔或用于运输材料的管道。
58.现在参照图1、图2a、图2b和图2c，装配系统100可以操作以形成管组件200，该管组件包括管状区段202和凸缘204。凸缘204一般可以是“l”形，具有径向区段205，该径向区段径向向内延伸，使得凸缘204可以沿管状结构的内部体积连接到基座或另一个管状组件。凸缘204的这种取向可能是有用的，例如在用于支撑风力涡轮机机械的情况下，其中，凸缘204的径向向内延伸用于支撑在恶劣天气期间可以在管状结构的内部体积内接近的辅助设备（例如梯子、电缆）。进一步地或替代地，径向区段205的向内延伸可以促进检查管状结构的螺栓连接，而不需要爬到管状结构的外部。
59.虽然管状区段202在轴向方向上的任何一点处都可以具有大体圆形的周向形状，但是由于重力作用，管状区段202可能在径向方向上下垂。这种类型的下垂可能特别明显，例如在管状区段202相对于管状区段202的壁厚度具有较大内直径的情况下。在这种情况下，管状区段202与凸缘204可能具有不良的整体形状匹配，该凸缘204可能比管状区段202更硬。即，在相同的公称内径下，与管状区段202相比，凸缘204一般可以保持更圆的形状。管状区段202和凸缘204之间在形状上的这种差异关于沿管状区段202的周向部分适当地对齐管状区段202和凸缘204以根据预定尺寸公差（例如与大规模工业应用相关联的公差）形成管组件200提出挑战。
60.为了促进解决与对齐管状区段202和凸缘204的形状以形成管组件200相关联的上述挑战，装配系统100可以包括多个管辊102、装配单元104、感测单元106和控制器108。管辊102可以支撑管状区段202并且使管状区段202在旋转方向109上旋转。进一步地或替代地，控制器108可以至少与装配单元104和感测单元106电气连通，以控制管状区段202的第一内表面206和凸缘204的第二内表面208的对齐，其中，第一内表面206和第二内表面208的径向对齐的差异在这里被称为径向偏移210。通常，应当认识到，径向偏移210可以沿管状区段202的周向部分的各个不同点（例如在分立点处或连续地）被控制。附加地或可替代地，在沿管状区段202的周向部分的不同点处的径向偏移210可以具有适合于实现管状区段202和凸缘204的整体对齐的各种不同值中的任何一个。然而，为了说明起见，示出了两个示例：径向偏移210为零（在这里也被称为径向对齐），使得管状区段202的第一内表面206和凸缘204的第二内表面208如图2b所示对齐的示例；以及径向偏移210为非零，使得管状区段202的第一内表面206和凸缘204的第二内表面208如图2c所示偏移。
61.在使用中，如下面更详细地描述的，当管辊102支撑管状区段202并且使其旋转时，管状区段202和凸缘204可以一起在旋转方向109上旋转，以移动通过装配单元104和感测单元106。例如，凸缘204可以支撑（例如从高架起重机或类似的支撑件悬置）和最初固定（例如定位焊）到管状区段202，使得凸缘204和管状区段202一起在旋转方向109上旋转。也如下面更详细地描述的，控制器108可以接收感测单元106所检测到的径向偏移210的指示，并且基于径向偏移210和目标值的比较，控制器可以致动装配单元104，以调整管状区段202和凸缘
204之间的径向偏移210。显著地，应当认识到，如本文中所描述的，当管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时，对径向偏移206进行调整，与手动附接过程相比，可以减少时间、对齐误差、人工成本或其组合。
62.现在参照图1、图2a、图2b、图2c、图3a和图3b，管状区段202可以由管辊102支撑。例如，管辊102可以沿管状区段202的下部部分302定位，使得作用于管状区段202的重力保持管状区段202和管辊102之间接触。如本文中所使用的，管状区段202的下部部分302应被理解为管状区段202的部分，该部分一般低于支撑在管辊102上的管状区段202的最大水平尺寸。为了清楚起见，当管状区段202在旋转方向109上旋转时，下部部分302应被理解为管状区段202的部分，该部分在相应的时间点一般低于管状区段202的最大水平尺寸。即，管状区段202的下部部分302应被理解为是关于固定坐标系而被限定的，甚至当管状区段202在旋转方向109上旋转时。
63.在管状区段202的下部部分302与管辊102接触的情况下，管辊102的至少一个实例可以是可致动的，以使管状区段202在旋转方向109上旋转。在某些实施方式中，虽然管辊102中的至少一个是可致动的，以使管状区段在旋转方向109上旋转，但是管辊102的一个或多个其他实例可以是被动的。在这种情况下，管辊102的被动实例可以与管状区段202接触，以在管辊102的一个或多个致动实例对管状区段202施加径向力时对管状区段202施加径向力，同时也施加旋转力，以使管状区段202在旋转方向109上移动。
64.作用于由管辊102支撑的管状区段202上的重力可以使管状区段202在管辊102实例之间下垂。反过来，管状区段202的这种下垂可能导致管状区段202和凸缘204之间的不良形状不匹配（图2a至图2c）。因此，为了减少可能发生在管状区段202和凸缘204之间的形状不匹配，在使管状区段202旋转之前或当管状区段202在旋转方向109上旋转时，通过致动，管辊102的实例的间隔可以是可控制的，如下面更详细地描述的。与被动辊在管状区段的重量下自对齐的传统技术相比，根据本文中所描述的技术控制管辊102的实例的间隔可以改变管状区段202的重量分布，以使管状区段202的下部部分302形成更紧密地接近具有恒定半径的形式的形状。进一步地或替代地，对管辊102的实例的间隔的控制可能使管状区段202的下部部分302形成不太圆的形状（例如更紧密地接近平整线的形状），这可能对与凸缘204的某些设计的对齐有用。
65.通常，在多个管辊102的情况下，术语“间隔”应被理解为包括管辊102的至少一个实例相对于管辊102的另一实例定位并且因此相对于管状区段202定位时各种不同类型的取向中的任何一种。例如，如下面更详细地描述的，间隔的变化可以包括与管状区段202接触的一对管辊102的角度的变化。附加地或可替代地，还如下面更详细地描述的，间隔的变化可以包括与管状区段202接触的管辊102的至少两个实例之间的距离的变化。更一般地，除非上下文中另有规定或清楚说明，否则管辊102的至少一个实例相对于管辊102的另一实例的间隔的变化应被理解为用于产生管状区段202的下部部分302的形状的对应变化的管辊102的位置的受控变化。
66.在某些实施方式中，装配系统100可以包括第一辊组件304和第二辊组件306。第一辊组件304可以包括第一组308的管辊102，并且第二辊组件306可以包括第二组310的管辊102。当管状区段202沿旋转方向109上的移动路径移动时，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以沿管状区段202的周向部分彼此分开。通常，除非另有规定，否则第一组
308的管辊102可以包括管辊102的一个或多个实例，并且第二组310的管辊102可以包括管辊102的一个或多个实例。
67.第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的管状区段202的部分的形状尤其是管状区段202在径向方向上的灵活性以及第一组308的管辊102和第二组310的管辊102相对于彼此和相对于管状区段202的表面的取向的函数。因此，考虑到管状区段202在径向方向上的灵活性通常是由形成的管组件200的最终用途决定，应当认识到，调整第一组的308管辊102和第二组310的管辊102相对于彼此和/或相对于管状区段202的表面的取向，可以对将管状区段202的至少一部分的形状与凸缘204匹配以实现在沿管状区段202的周向部分的给定点处对径向偏移210的控制特别有用。通常，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的致动可以通过减少管状区段202和凸缘204之间的形状差异来提高装配单元104和感测单元106的效率。即，由于管状区段202和凸缘204更紧密地匹配，可以降低使管状区段202和凸缘204达到期望装配所需的装配单元104的致动程度（如下面更详细地描述的）。
68.为了促进控制凸缘204与支撑在第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的管状区段202的部分之间的不良形状匹配，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以在一个或多个方向上相对于彼此移动。例如，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102在水平方向上相对于彼此可以是可定位的（例如可滑动的），以增加或减小第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的水平距离。附加地或可替代地，第一组308的管辊102可以包括管辊102的两个或两个以上的实例，使得第一组308的管辊102可绕第一枢轴312枢转。进一步地或替代地，第二组310的管辊102可以包括管辊102的两个或两个以上的实例，使得第二组310的管辊102可绕第二枢轴314枢转。通过这种枢转，第一组308的管辊102和/或第二组的310管辊102的相应角度可以改变，以产生第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的管状区段202的部分的形状的对应变化。在包括第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的这种实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的每一组都可以相对于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的另一组独立枢转。然而，在一些实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的枢转可以彼此相关联（例如以关于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的竖直平面形成镜像对称角度）。
69.在某些实施方式中，第一辊组件304可以包括致动器316和电动缸318，以调整第一辊组件304的第一组308的管辊102的线性位置或角度中的一个或多个。具体地，回到正在绕第一枢轴312枢转的第一组308的管辊102的示例，电动缸318可以机械联接到致动器316和第一枢轴312。更具体地，电动缸318可以从第一枢轴312的旋转轴线偏移。通过致动器316的致动，可以改变电动缸318的长度。继续该示例，由于电动缸318相对于第一枢轴312的偏移，电动缸318的长度变化可以使第一组308的管辊102绕第一枢轴312旋转。
70.通常，例如，致动器316可以与控制器108进行电气通信，使得控制器108可以通过传送到致动器316的一个或多个电致动信号控制第一组308的管辊102的位置。通常，第一辊组件304和第二辊组件306彼此相同（考虑到部件的镜像对称），使得第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可致动，以相对于彼此移动。因此，为了有效地描述，第二辊组件306未被单独描述，并且应被理解为以与第一辊组件304的操作类似的方式操作。
71.在一些实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以只在装配系
统的初始设置时被致动。例如，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以在过程的开始被致动，使管状区段202的下部部分302形成期望形状（例如大体上圆形的）。继续该示例，在初始设置之后，在将凸缘204装配和接合到管状区段202以形成管组件200的过程的持续时间内，管辊102可以保持在相同的位置中。因为第一组308的管辊102和第二组310的管辊102只在有限的一段时间内被致动，应当认识到，这种实施方式可能对实现能源的有效利用和/或保持部件的使用寿命有用，其中每一种都可能对现场安装特别有利。
72.虽然在一些实施方式中，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可能只在初始设置时被致动，但是其他实施方式可以包括：在将凸缘204装配和接合到管状区段202以形成管组件200的过程中，连续地（或至少周期性地）致动第一组308的管辊102和第二组310的管辊102。例如，如下面更详细地描述的，可以将管组件200的形状的一个或多个参数（例如作为来自感测单元106的信号、作为手动输入或其组合）提供给控制器108，作为反馈控制的部分，其中，控制器108发送致动信号，以在管状区段202在旋转方向109上移动时致动第一辊组件304或第二辊组件306中的一个或两个的致动器316。第一辊组件304、第二辊组件306或其组合的致动可以根据本文中所描述的技术中的任何一种或多种使管辊102移动，以实现管状区段202的目标形状，并且反过来，根据提供给控制器108的一个或多个形状参数形成管组件200。
73.通常，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102可以是驱动或被动的任何组合，因为可能适合于特定实施方式。因此，在一些实例中，可以驱动第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的每一组中的管辊102中的至少一个，使得管辊102的对应实例的对应旋转作用于管状区段202上，以使管状区段202在旋转方向109上移动。附加地或可替代地，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的管辊102中的至少一个可以是被动的，使得管状区段202在旋转方向109上的旋转使管辊102的相应实例旋转。因此，在一些情况下，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的管辊102中的每一个都可以被驱动。在其他情况下，第一组308的管辊102和第二组的310管辊102中的每一组都可以包括管辊102的驱动实例和管辊102的被动实例。附加地或可替代地，第一组308的管辊102和第二组310的管辊102中的管辊中的每一个都可以是被动的。即，继续该示例，装配系统可以包括大体朝向管状区段202与凸缘204相对的端部分的端辊110，并且当管辊102中的每一个都是被动的时，可以驱动端辊110。例如，对于解耦驱动管状区段202和定位第一组308的管辊102和第二组310的管辊102，在管辊102中的每一个都是被动的时驱动所述端辊110的这种组合可能有用。反过来，这种解耦对于实现对凸缘204相对于管状区段202的相对定位的更稳健的控制可能有用。
74.现在参照图1、图2a、图2b、图2c、图3a、图3b、图4a和图4b，装配单元104可以包括定位辊402和推动辊404，该定位辊402和该推动辊404彼此间隔开，以在它们之间限定出夹捏部（pinch）406。当随着管状区段202也在旋转方向109上旋转，夹捏部406控制凸缘204相对于管状区段202的轴向和径向位置时，凸缘204可以在旋转方向109上旋转通过夹捏部406。例如，夹捏部406可以沿管状区段202在旋转方向109上的移动路径位于管辊102的至少两个实例之间。作为更具体的示例，夹捏部406一般可以沿管状区段202在旋转方向109上的移动路径位于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间。即，当管状区段202的对应部分支撑在第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间时，凸缘204的部分可以移动通过
夹捏部306。夹捏部406关于第一组308的管辊102和第二组310的管辊102的这种定位可以促进相互协调地使用装配单元104和管辊102来实现径向偏移210的目标值。
75.通常，在旋转方向109上移动通过夹捏部406的凸缘204机械联接到管状区段202（例如通过定位焊）。因此，凸缘204和管状区段202以相同的角速度在旋转方向109上旋转，并且更具体地，凸缘204和管状区段202之间没有相对旋转移动。即，管状区段202通过管辊102旋转，也会使凸缘204旋转。因此，在某些实施方式中，关于凸缘在旋转方向109上通过夹捏部406的移动，装配单元104的定位辊402或推动辊404中的至少一个可以是被动的。
76.在某些实施方式中，定位辊402可以限定通道408，该通道408可与凸缘204的径向区段205接合。在凸缘204的径向区段205设置在通道408中的情况下，定位辊402可以限制凸缘204的轴向移动，同时允许凸缘204在旋转方向109上旋转。通常，通道408可以具有比凸缘204的径向区段205的轴向尺寸略大的轴向尺寸，使得在损坏凸缘204和/或干扰凸缘204和机械联接到凸缘204的管状区段202的旋转移动的可能性降低的情况下，定位辊402可以限制凸缘204的轴向移动。
77.虽然管状区段202和凸缘204之间的径向偏移210已经被描述为可通过管辊102的间隔控制以实现管辊102的至少两个实例之间的管状区段202的期望形状（在重力作用下），但是应当认识到，定位辊402的位置可以附加地或可替代地是可调整的，以控制管状区段202和凸缘204之间的径向偏移210。例如，装配单元104可以包括第一致动器410，该第一致动器410机械联接到定位辊402和推动辊404。继续该示例，第一致动器410的致动可以使夹捏部406在具有径向分量的方向上（例如在图4中是竖直地）移动，使得在凸缘204和管状区段202在旋转方向109上旋转时，夹捏部406之间的凸缘204的部分也经历对应的移动，以调整径向偏移210。在某些情况下，第一致动器410可以与控制器108电气通信，并且控制器108配置为发送一个或多个信号，以致动第一致动器410，从而移动限定夹捏部406的定位辊402和推动辊404。来自控制器108的用于致动第一致动器410的一个或多个信号可以是基于到控制器的用户输入。附加地或可替代地，如下面更详细地描述的，来自控制器108的用于致动第一致动器410的一个或多个信号可以是基于来自感测单元106的反馈。
78.在一些实施方式中，装配单元104可以包括第二致动器412，该第二致动器412机械联接到限定夹捏部406的定位辊402和推动辊404。第二致动器412可以相对于第一致动器410取向，使得由第二致动器412致动的移动例如大致垂直于由第一致动器410致动的移动。因此，继续该示例，在第一致动器410可致动以移动夹捏部406，从而调整径向偏移210的实例中，第二致动器412可以可致动，使夹捏部406在轴向方向上移动。作为更具体地示例，第二致动器412可以可能只作为初始设置的部分致动，以设置凸缘204相对于管状区段202的轴向间隔，而第一致动器410可以连续地或至少周期性地致动以提供对夹捏部406的主动控制，并且因此，当凸缘204在旋转方向109上旋转通过夹捏部406时，提供对径向偏移210的主动控制。
79.虽然第二致动器412最初可能只在某些实施方式中致动，但是应当认识到，第二致动器412可以根据一种或多种其他致动方法致动。例如，第二致动器410可以在装配系统10的整个操作过程中连续致动。即，在一些实例中，管状区段202可以相对于管辊102在轴向方向上移动（有时被称为“行走”）。这种行走移动可以例如在管辊102彼此之间没有对齐时发生。附加地或可替代地，当管状区段202具有锥形形状时，行走移动特别可能发生，使得管辊
102不均匀地安置在锥形形状上。在管状区段202可能易于行走移动的实例中，连续地或大致连续地致动第二致动器412可以用于在轴向方向上移动凸缘204以与管状区段202一起移动。进一步地或替代地，连续或大致连续地致动第二致动器412可用于调整管状区段202或凸缘204中的一个或多个的边缘的不规则性。
80.在一些实施方式中，装配单元104可以包括第三致动器414，该第三致动器414机械联接到推动辊404，并且可致动以使推动辊404相对于定位辊402移动。即，第三致动器414的致动可以改变夹捏部406的尺寸。例如，为了促进最初将凸缘204安装在夹捏部406中，可以致动第三致动器414，以使推动辊404在远离定位辊402的方向上移动，从而增加夹捏部406的大小。在凸缘204定位在夹捏部406中的情况下，当凸缘204在旋转方向109上移动通过夹捏部406时，可以致动第三致动器414，以使推动辊404在朝向定位辊402的方向上移动，从而将夹捏部406的大小减小到适合于约束凸缘204的径向和轴向移动的大小。仍然进一步地继续该示例，在完成管组件200之后，可以再次致动第三致动器414，以使推动辊404在远离定位辊402的方向上移动，以增加夹捏部406的大小，并且因此，促进从装配系统100移除管组件200。
81.通常，第一致动器410、第二致动器412和第三致动器414可以是用于控制装配单元104的相应部件的线性移动的各种不同的电动、液压、气动和/或机械致动器中的任何一个或多个。例如，为了促进与控制器108集成，第一致动器410、第二致动器412和第三致动器414中的一个或多个可以是电动线性致动器。当凸缘204和管状区段202在旋转方向109上旋转时，与控制器108的控制耦合的这种电动线性致动器可以促进精确的位置控制、连续或至少周期性的位置控制。进一步地或替代地，第一致动器410、第二致动器412和第三致动器414可以手动调整（例如通过使用齿条和小齿轮机构）。这种手动调整可以用于例如作为装配系统100的初始设置的部分的粗糙位置调整。
82.现在参照图1、图2a、图2b、图2c、图3a、图3b、图4a、图4b、图5a、图5b和图5c，感测单元106可以包括传感器502的至少一个实例，该传感器502相对于装配单元104的夹捏部406定位，以检测在旋转方向109上移动的凸缘204和管状区段202的径向偏移210。例如，传感器502可以被定位为在凸缘204上的点已经穿过装配单元104的夹捏部406之后检测与相应点对应的径向偏移210。传感器502的这种定位尤其可以用于促进测量作为反馈参数的径向偏移210，所述反馈参数用于至少控制夹捏部406的径向位置以在管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时实现径向偏移210的目标值。作为更具体地示例，传感器502可以被定位为沿管状区段202在旋转方向109上的移动路径在第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间的点处检测径向偏移210。
83.在某些实施方式中，传感器502可以可定位为与在旋转方向109上移动的凸缘204或管状区段202中的一个或多个接触。例如，传感器502可以包括第一杆504和第二杆506，该第一杆504和该第二杆506沿轴线对齐并且跨越接缝212彼此轴向间隔开，在该接缝212处，凸缘204和管状区段202彼此呈邻接关系（例如通过下述接合）。当凸缘204在旋转方向109上旋转时，第一杆504可能在与凸缘204接触时被偏置（例如弹簧偏置），并且当管状区段202在旋转方向109上旋转时，第二杆506可能在与管状区段202接触时被偏置（例如弹簧偏置）。
84.在某些实施方式中，传感器502可以包括位置传感器508，该位置传感器508相对于第一杆504和第二杆506定位，以检测径向方向上第一杆504和第二杆506的位置差异。位置
传感器508可以是用于测量第一杆504和第二杆506的线性位移的各种不同类型的传感器中的任何一种或多种。因此，位置传感器508的示例包括以下项中的一个或多个：编码器（例如作为读取器和代码带配对）、微脉冲传感器、线性可变差动变压器传感器、激光线或点传感器、光学传感器或视觉传感器。虽然在图5b和图5c中示出了位置传感器508的单个实例，但是应当认识到，这是出于说明的清楚性，并且在某些实例中可以使用位置传感器508的多个实例。例如，第一杆504的位置和第二杆506的位置可以由位置传感器508的相应实例检测到。
85.在第一杆504与凸缘204接触以及第二杆506与管状区段202接触的情况下，由位置传感器508检测的第一杆504和第二杆506的位置差异与传感器502的位置处凸缘204和管状区段202之间的径向偏移210对应。考虑到在凸缘204和管状区段202在旋转方向109上旋转时，传感器502可以检测径向偏移210，由传感器502在传感器502的位置处检测的径向偏移210应被理解为时变参数，其中，径向偏移210的变化与对应于沿形成的管组件200的周向部分的不同位置的径向偏移210的差异对应。
86.在某些实施方式中，根据具体情况，第一杆504和第二杆506各自都可以至少沿可定位为与管状区段202或凸缘204接触的第一杆504和第二杆506的相应部分由陶瓷材料形成。例如，对于通过与管状区段202和凸缘204的旋转表面保持一致接触来抵抗磨损，陶瓷材料可能有用。进一步地或替代地，如下面更详细地描述的，管状区段202和凸缘204可以通过使用热量相互接合，并且陶瓷材料可以促进在应用热量将管状区段202和凸缘204相互接合的位置附近测量径向偏移210。
87.通常，应当认识到，管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的旋转可能会干扰精确地测量径向偏移210。例如，当管状区段202和凸缘204旋转经过传感器502时，传感器502相对于管状区段202和凸缘204的位置可以在轴向方向上和/或在径向方向上改变。更具体地，当管状区段202相对于管辊102轴向移动（上面称为“行走”的移动）并且凸缘204的位置根据管状区段202的移动调整时，传感器502相对于管状区段202和凸缘204的位置可能会无意中随时间变化。在一些情况下，传感器502的相对位置的这种移动可能会导致传感器502关于接缝212的对齐随时间变化。因为这种变化与管状区段202和凸缘204相对于传感器502的运动有关并且与径向偏移210的实际大小无关，应当认识到，传感器502相对于凸缘204（并且因此，相对于接缝212）的整体位置的无意变化可能在径向偏移210的测量中引入误差。因此，为了减少管状区段202和凸缘204旋转时传感器502的整体相对位置的无意变化所引入的误差，传感器502可以可在两个自由度下定位，以促进在管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时跟踪接缝212。
88.作为示例，感测单元106可以包括第一缸体510和第二缸体512。第一缸体510可以可移动以在轴向方向上推动传感器502与凸缘204接触。进一步地或替代地，第二缸体512可以可移动以在径向方向上推动传感器502与凸缘204和管状区段202接触。在某些实例中，可以主动驱动第一缸体510和第二缸体512中的一个或多个，以在每个相应的方向上推动传感器502。附加地或可替代地，第一缸体510和第二缸体512中的一个或多个可以使传感器502被动移动，以在任何给定时间点都跟踪凸缘204的位置。作为示例，第一缸体510可以是空气缸体，该空气缸体使传感器502在轴向方向上偏置成与凸缘204接触。作为另一非排他性示例，第二缸体512可以是空气缸体，该空气缸体使传感器502在径向方向上偏置成与管状区
段202和凸缘204接触。
89.在某些实例中，第一缸体510和第二缸体512中的一个或两个可以是可致动的，以使感测单元106远离管状区段202和凸缘204缩回。例如，对于减少从装配系统100移除管组件200时损坏感测单元106和/或管组件200的可能性，这可能是有用的。进一步地或替代地，缩回感测单元106可以促进在形成管组件200的过程开始时首先将管状区段202和凸缘204定位在装配系统100中。
90.在一些实施方式中，装配系统100可以进一步包括接合单元112，该接合单元112相对于由装配单元104限定的夹捏部406定位，使得在凸缘204的给定点旋转通过夹捏部406之后，接合单元112可以将凸缘204的旋转点接合到管状区段202。因此，更具体地，在装配单元104已经调整旋转点的径向偏移210之后，接合单元112可以在旋转点将凸缘204接合到管状区段202。即，就可在径向偏移210中实现的调整程度和实现这种调整所需的力而言，在将凸缘204接合到管状区段202之前调整径向偏移210，很容易有明显的优势。
91.例如，接合单元112可以包括焊接头514，该焊接头514适合于使用可与管状区段202和凸缘204的相应材料兼容的任何焊接技术将管状区段202和凸缘204相互接合。各种焊接技术在本领域中都是已知的，并且可能适用于如本文中所预期地将管状区段202和凸缘204相互接合。例如，这可以包括任何焊接技术，这种焊接技术沿接缝212熔化凸缘204或其他材料，可选地与添加到接合处的填料材料一起，以提高结合强度。适合于在结构上接合金属的传统焊接技术可以包括例如但不限于：包括金属惰性气体（mig）和/或金属活性气体（mag）的气体保护金属极弧焊（gmaw）、埋弧焊（saw）、激光焊接以及气体保护钨极弧焊（也被称为钨、惰性气体或“tig”焊接）；等等。如本文中所预期的，适合于在管状区段202和凸缘204之间形成结构结合的这些和任何其他技术都可以适用于焊接头514。例如，由焊接头514进行的机械联接沿接缝212可以是连续的，以向形成的管组件200提供增强的结构强度。
92.在一些实例中，焊接头514可以在管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的单次连续旋转中完成完整焊接。然而，在管状区段202和/或凸缘204的材料太厚而无法通过单一焊接道次（single weld pass）达到合适的焊接质量的实例中，焊接头514可以利用单一定位焊道次（single tack pass）连续地将管状区段202和凸缘204接合。继续该示例，附加的焊接道次可以由焊接头514完成。附加地或可替代地，管状区段202和凸缘204可以通过单一定位焊道次相互接合并且从装配系统100中移除，使得附加的焊接道次可以在单独的焊接单元中完成。
93.通常，感测单元106可以相对于（例如直接机械联接到）接合单元112固定，以检测相对于接合单元112的固定位置处的径向偏移210。在某些实例中，感测单元106可以相对于接合单元112固定，以检测在接合单元112处或之后的点处的径向偏移210。即，当管状区段202和凸缘204在旋转点处正在或已经相互接合并且该旋转点移动通过感测单元106的固定位置时，感测单元106可以检测径向偏移210。检测焊接时或就在焊接后的径向偏移210可以有利地减少在检测到径向偏移210的点和管状区段202与凸缘204相互接合时之间径向偏移210变化的可能性。虽然在一些实例中感测单元106可以相对于接合单元112固定以测量接合单元112处或之后的径向偏移210，但是应当认识到，感测单元106可以附加地或可替代地相对于接合单元112固定，以在旋转点移动经过接合单元112之前测量管状区段202和凸缘204的旋转点处的径向偏移210。例如，对于促进在旋转点移动经过接合单元112之前主动调
整旋转点处的径向偏移210，这种相对定位可能是有用的。
94.结合上述示例的方面，一般应当理解，在旋转方向109上旋转的凸缘204上的点可以按照以下顺序穿过装配系统的部件：穿过装配单元104（其中可以调整与旋转点对应的径向偏移210）、穿过接合单元112（其中凸缘204可以在旋转点处接合到管状区段202）和穿过感测单元106（其中传感器502可以检测旋转点处的径向偏移210）。通常，为了促进根据本文中所描述的控制技术中的任何一种或多种对径向 210进行准确的控制，应当认识到，这对在彼此接近的地方进行这些操作可能是有用的。例如，这种接近可以减少由控制器108执行的自动化或半自动化反馈控制回路中的时间延迟。
95.在接合单元112包括焊接头514的实例中，为了促进检测紧密靠近接合单元112的径向偏移210，感测单元106一般可以包括对承受与焊接头514的接近相关联的热场和电场有用的特征。因此，如上所述，第一杆504和第二杆506的至少部分可以由陶瓷材料形成，当焊接头514将管状区段202和凸缘204一起焊接在接缝212处时，该陶瓷材料能够承受在焊接头514附近与管状区段202和凸缘204的高温表面接触。作为示例，陶瓷材料可以包括氧化铝或氧化铝-二氧化硅中的一种或多种。
96.附加地或可替代地，传感器502可以包括冷却器516，该冷却器516可以与传感器502所限定的体积503热连通，以冷却至少部分地设置在体积503中的传感器502的任何一个或多个部件（例如第一杆504的部分、第二杆506的部分和位置传感器508）。冷却器516可以包括流体进口518和流体出口520，该流体进口518和该流体出口520各自都与由冷却器516限定的冷却室522流体连通。在使用中，冷却流体可以通过流体进口518进入冷却器516，移动通过冷却室522以从传感器502中去除热量，并且通过流体出口520离开冷却器516。在一些实例中，冷却器516可以通过热传导与体积503热连通。例如，冷却器516可以与体积503相邻。作为另一示例，冷却器516可以至少部分地限定体积503。附加地或可替代地，冷却流体可以是具有适合于为传感器502提供冷却的热容量的各种不同的流体中的任何一种或多种。在一些实例中，冷却流体可以在冷却器516中不改变相的情况下向传感器502提供冷却。这可能尤其用于控制冷却流体通过冷却器516的流量。在其他实施方式中，由冷却流体提供给传感器502的冷却可以包括相变化。考虑到它的普遍性和易于处理，水可以是在冷却器516中使用的特别有用的冷却流体。
97.通常，控制器108可以包括用于接收传感器信号和响应地控制装配系统100的操作的任何处理电路系统。例如，这可以包括用于按照需要或要求执行处理逻辑的专用电路系统，或这可以包括微控制器、比例积分微分控制器或任何其他可编程过程控制器。这也可以或替代地包括通用微处理器、存储器和由计算机可执行代码配置为执行本文中所描述的各种控制步骤和操作的相关处理电路系统。更具体地，在将凸缘204装配到管状区段202以形成管组件200的连续过程中，当管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时，控制器108可以控制管状区段202和凸缘204相对于彼此的径向偏移210。为了说明和解释的清楚性，控制器108在本文中被描述为中央控制器。然而，应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，控制器108的方面都可以是空间分布的。
98.控制器108可以包括处理单元114、存储介质116（例如非暂时性、计算机可读的存储介质）和用户界面118。存储介质116和用户界面118可以与处理单元114电气通信。存储介质116可以存储计算机可执行指令，这些指令在由处理单元114执行时使装配系统100执行
本文中所描述的装配方法中的一种或多种。处理单元114可以进一步或替代地响应通过用户界面118（例如键盘、鼠标和/或图形用户界面）接收的输入，使得在处理单元114执行本文中所描述的装配方法中的一种或多种时，处理单元114响应通过用户界面118接收的输入。
99.在一些实施方式中，管状区段202和凸缘204最初可以在小区段中相互接合（例如通过定位焊）。可以手动或自动设置径向偏移210。进一步地或替代地，为了兼容继续的正确装配，可以设置径向偏移210的斜率。当处理单元114执行存储在存储介质116上的一个或多个计算机可执行指令时，一旦凸缘204的小区段接合到管状区段202，管状区段202和凸缘204便可以旋转，并且至少可以自动进行径向偏移210的调整。
100.图6是将凸缘装配到管状区段以形成管状组件的示例性方法600的流程图。应当认识到，示例性方法600可以例如由本文中所描述的装配系统（例如图1中的装配系统100）中的任何一种或多种执行，以形成本文中所描述的管状组件（例如图1和图2中的管组件200）中的任何一个或多个。例如，示例性方法600的一个或多个步骤可以由控制器的处理单元（例如图1中的控制器108的处理单元114）执行。附加地或可替代地，示例性方法600中的一个或多个步骤可以通过操作者向控制器提供输入（例如通过图1中的控制器108的用户界面118）来执行。
101.如步骤610中所示，示例性方法600可以包括使管状区段在朝向接合单元的方向上旋转。通常，管状区段可以是本文中所描述的管状区段中的任何一个或多个，并且接合单元可以是本文中所描述的接合单元中的任何一个或多个。因此，例如，根据本文中所描述的各种不同技术中的任何一种或多种，可以将管状区段支撑在多个管辊上。作为更具体的示例，多个管辊中的每个管辊都可以沿管状区段的外表面彼此周向间隔开。通过驱动与管状区段的外表面接触的一个或多个管辊和/或端辊，管状区段可以在朝向接合单元的旋转方向上旋转，也如本文中所描述的。
102.如步骤612中所示，示例性方法600可以包括使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转。通常，凸缘的至少一个部分一般应被理解为包括本文中所描述的各种不同类型的凸缘中的任何一种或多种的至少一个部分。因此，例如，凸缘的至少一个部分可以是分段凸缘的周向区段。在凸缘是分段的实例中，可以将凸缘的区段支撑在结构上，该结构以周向配置保持这些区段。在某些实例中，分段凸缘的每个区段都可以单独附接（例如通过初始定位焊）到管状区段，作为初始设置的部分。进一步地或替代地，凸缘的至少一个部分可以是限定封闭的、大致圆形的形状的单一凸缘。
103.通常，使凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转可以包括：根据本文中所描述的技术中的任何一种或多种（例如使用图1的装配单元104）接合凸缘的至少一个部分。因此，例如，使凸缘的至少一个部分旋转可以包括：在两个部件之间形成夹捏部，其中，当凸缘的至少一个部分在机械联接到凸缘的至少一个部分的管状区段所施加的旋转力的作用下在朝向接合单元的方向上旋转时，夹捏部限制凸缘的至少一个部分在径向方向和轴向方向上的移动。作为示例，定位辊和推动辊可以共同限定出夹捏部，其中，根据本文中所描述的各种不同的技术中的任何一种或多种，凸缘的第一表面由推动辊接合，并且凸缘的至少一个部分的第二表面与定位辊接合。
104.凸缘的至少一个部分和管状区段可以在相同的旋转方向上（例如顺时针或逆时针）旋转以使这些部件朝向接合单元移动。在某些实施方式中，使凸缘的至少一个部分和管
状区段在相同的旋转方向上旋转可以包括：最初将凸缘的至少一个部分和管状区段机械联接在一起（例如通过在开始时进行定位焊）。在以这种方式联接在一起的凸缘的至少一个部分和管状区段的情况下，凸缘的至少一个部分和管状区段可以朝向接合单元一起移动——以相同的旋转速度和在相同的方向上。附加地或可替代地，管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上的旋转可以是围绕垂直于重力方向的轴线进行的。例如，对于与长管状区段一起工作以形成大规模管状组件，管状区段以及凸缘的至少一个部分的这种旋转取向可能是有用的。更具体地，使管状区段以及凸缘的至少一个部分围绕垂直于重力方向的轴线旋转，管状区段的长度可以与执行示例性方法600的制造设施的吊顶高度解耦。为了形成给定的管状结构，管状区段的长度越长，需要的焊接就越少，这也可以减少制造时间和成本。附加地或可替代地，通过使管状区段以及凸缘的至少一个部分围绕垂直于重力方向的轴线旋转，可以将装配系统的部件方便地定位在靠近地面的地方，其中，可以容易进入装配系统的部件进行设置、操作和/或维护。进一步地或替代地，使管状区段以及凸缘的至少一个部分围绕垂直于重力方向的轴线旋转，可以将接缝沿大致水平的表面定位在管状区段与凸缘的至少一个部分之间。这种取向对于使用埋弧焊接合管状区段以及凸缘的至少一个部分可能是有用的。与某些其他类型的焊接相比，埋弧焊可以更快速地执行，从而在管状区段以及凸缘的至少一个部分在旋转方向上移动时促进焊接。
105.如步骤614中所示，示例性方法600可以包括：接收指示管状区段以及凸缘的至少一个部分之间的径向偏移的一个或多个信号。因此，例如，当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上移动时，可以从一个或多个传感器接收指示径向偏移的一个或多个信号。附加地或可替代地，指示径向偏移的一个或多个信号可以是连续的，以在管状区段以及凸缘的至少一个部分旋转经过传感器时提供径向偏移的对应连续指示。继续该示例，径向偏移的这种连续指示可以作为反馈信号用于实现凸缘到管状区段的适当装配。
106.通常，一个或多个信号可以与用于检测参数的各种不同类型的传感器（例如图5中的传感器502）中的任何一个或多个所执行的检测对应，该参数可以指示径向偏移。因此，例如，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括管状区段上的位置和凸缘上的对应周向位置之间的径向距离。例如，这种径向距离可以通过与管状区段和凸缘的至少一个区段接触来直接测量。如可以认识到的，指示径向偏移的一个或多个信号可以是从不同的源接收的，并且相互结合以得到径向偏移的测量值或至少近似值。
107.虽然在某些实施方式中直接测量径向偏移可以用于促进对径向偏移进行精确控制，但是一个或多个信号可以用于通过一种或多种间接技术确定径向偏移。例如，在径向方向上，凸缘的至少一个部分可能比管状区段刚性更具刚性。因此，继续该示例，对于假设凸缘的至少一个部分是不可弯曲的，使得可以基于凸缘的至少一个部分的已知的径向位置和指示给定位置处的管状区段的形状的一个或多个信号估计径向偏移（例如根据模型或已知的物理关系），这可能是有用的。因此，仍然进一步继续该示例，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括以下项中的一个或多个：多个管辊中的两个管辊之间的管状区段的曲率半径、管状区段中的应力水平、沿管状区段的周向部分的两点之间的距离或管状区段上的点与管状区段外部的固定点之间的距离。进一步地或替代地，指示径向偏移的一个或多个信号包括以下项中的一个或多个：致动多个管辊中的至少一个管辊所需的扭矩、多个管辊中的至少一个管辊的旋转速度或多个管辊中的至少一个管辊的位置（例如径向位置）。
108.在某些实施方式中，指示径向偏移的一个或多个信号可以包括用户输入（例如通过图1中的控制器108的用户界面118）。例如，用户可以在视觉上观察到径向偏移超出阈值，该阈值由管状区段和/或凸缘的至少一个部分上的标记指示。附加地或可替代地，在足够慢的旋转速度下，当管状区段和/或凸缘的至少一个部分在接合单元的方向上旋转时，用户输入可以指示用户进行的手动测量。
109.如步骤616中所示，示例性方法600可以包括：将指示径向偏移的一个或多个信号与目标值进行比较。在某些实施方式中，目标值可以是基于一个或多个用户输入。例如，一个或多个用户输入可以指示形成的管组件的整体尺寸公差。进一步地或替代地，一个或多个用户输入可以指示管状区段以及凸缘的至少一个部分的尺寸。作为示例，目标值可以是基于对管状区段和由凸缘（例如分段凸缘或单一箍）的至少一个部分形成的凸缘的周向部分的测量。例如，在管状区段和凸缘具有相同的周向测量值的实例中，至少在最初，可以将目标值设置为0。附加地或可替代地，在管状区段和凸缘具有不同的周向测量值，使得d
凸缘
＝d0和d
管
＝d0＋δd的实例中，当凸缘固定到管状区段时，至少在最初，δd/2的目标值可以促进保持管状区段和凸缘对齐。
110.在一些实施方式中，目标值可能随着凸缘的至少一个部分和管状区段在朝向接合单元的方向上旋转而变化。例如，目标值可以根据预定函数（例如斜率）、模型或其组合而变化。附加地或可替代地，目标值可以随时间变化，以考虑（例如作为反馈控制技术的部分）在凸缘接合到管状区段以形成管状组件时径向偏移的误差累积。
111.如步骤618中所示，示例性方法600可以包括：至少部分地基于一个或多个信号与目标值的比较，当管状区段以及凸缘的至少一个部分各自都在朝向接合单元的方向上旋转时，调整凸缘的至少一个部分和管状区段之间的径向偏移。通常，对径向偏移的调整可以通过致动本文中所描述的任何一个或多个部件来执行，以使管状区段和凸缘相对于彼此移动。因此，例如，调整径向偏移可以包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，使多个管辊中的至少一个管辊相对于管状区段在具有径向分量的方向上移动。进一步地或替代地，调整径向偏移可以包括：在具有径向分量的方向上相对于管状区段推动凸缘的至少一部分。
112.在一些实例中，在具有径向分量的一个或多个方向上推动管状区段和凸缘可以在不同的时间执行。即，作为示例，当凸缘的至少一个部分和管状区段各自都在朝向接合单元的方向上旋转时，由于多个管辊保持在固定径向位置和固定轴向位置中，可以相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上推动凸缘的至少一个部分。进一步地或替代地，当管状区段处于静止时，可以调整多个管辊中的至少一个管辊的固定径向位置或固定轴向位置中的一个或多个。考虑到在一些大型工业应用中管状区段相对于凸缘的相对大小，对于保持对管状区段的位置的充分控制，在管状区段处于静止时调整管状区段的位置可能是有用的。可替代地，在一些实施方式中，在具有径向分量的一个或多个方向上推动管状区段和凸缘可以同时执行，使得在多个管辊中的至少一个管辊在管状区段的径向方向上移动时，凸缘的至少一个部分可以相对于凸缘的至少一个部分在具有径向分量的方向上移动。
113.如步骤620中所示，示例性方法600可以包括：当管状区段以及凸缘的至少一个部分在朝向接合单元的方向上旋转时，将凸缘的至少一个部分接合到管状区段。通常，根据本文中所描述的技术中的任何一种或多种，凸缘的至少一个部分和管状区段可以相互接合。
因此，例如，接合可以包括焊接（例如，如关于图5中的焊接头所描述的）。然而，附加地或可替代地，将凸缘的至少一个部分和管状区段相互接合可以包括：通过使用可能适用于特定应用的粘合剂和/或机械紧固件（例如铆钉、卷边）机械联接这些部件。
114.虽然已经描述了某些实施方式，但是附加地或可替代地，其他实施方式是可能的。
115.例如，虽然径向偏移的目标值已经被描述为可根据某些技术而变化，但是附加地或可替代地，用于临时改变目标值的其他方法是可能的。例如，现在参照图1、图6和图7，管状区段202可以沿管状区段202的周向部分包括第一刻度标记702，并且凸缘204可以沿凸缘204的周向部分包括第二刻度标记704。在管组件200的整个周向部分周围径向偏移与目标值相等的理想情况下，在管组件200的整个周向部分周围，管状区段202上的第一刻度标记702各自都可以与凸缘204上的第二刻度标记704的对应实例对齐。然而，在实际实施方式中，当形成管组件200时，径向偏移可能在某个周向点偏离目标值。随着这些差异的积累，管状区段202上的第一刻度标记702的一个或多个实例可能相对于凸缘204上的第二刻度标记704的一个或多个实例变得未对齐。通过测量这种未对齐，当形成管组件200时，可以调整目标值，以考虑之前的径向未对齐。进一步地或替代地，在管状区段202和凸缘204具有不同的周向部分的实例中，保持第一刻度标记702与第二刻度标记704对齐，也可以保持不同的周向部分的适当对齐。即，对于在不需要测量每个部件的周向部分的情况下，将第一刻度标记702与第二刻度标记704对齐对于对齐管状区段202和凸缘204来说可能是有用的。在管状区段202和凸缘204较大的实例中（例如在与形成风塔的管状结构相关联的实施方式中），考虑到在这些部件较大时与准确地测量管状区段202和凸缘204的相应周向部分相关联的困难，这是一个显著的优势。
116.在某些实施方式中，对齐传感器706（例如摄像头）可以指向由管状区段202和凸缘204限定的接缝212。在使用中，对齐传感器706可以检测管状区段202上的第一刻度标记702相对于凸缘204上的第二刻度标记704之间的周向间隔708（具有指示未对齐的非零值）。对齐传感器706可以与控制器108电气通信，使得示例性方法600可以包括基于周向间隔调整目标值。例如，示例性方法600可以包括：接收周向间隔708的指示，以及基于周向间隔708调整径向偏移的目标值。通过标题为spiral forming（螺旋成形）的美国专利申请公布20160375476中的非限制性示例，提供用于基于刻度标记调整管状组件的部件的对齐的附加或替代细节和实施方式，该美国专利申请公布的全部内容由此通过引用并入本文。
117.虽然已经关于对管状区段和凸缘之间的径向偏移的调整描述了装配系统和方法，但是附加地或可替代地，可以调整其他参数以实现这些部件的适当装配。例如，现在参照图1、图4a和图8，装配单元104可以附加地或可替代地包括间隙传感器418。间隙传感器418的示例包括激光线传感器、机械间隙传感器和包括摄像头的光学传感器中的一种或多种。
118.在使用中，当管状区段202和凸缘204在旋转方向109上旋转时，间隙传感器418测量管状区段202和凸缘204之间的轴向间隙802。例如，在一个或多个位置处接合管状区段202和凸缘204之前，可以将间隙传感器418支撑在装配系统100上、在适合于在沿管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的移动路径的任何一个或多个位置处测量轴向间隙802的任何位置。因此，作为示例而非限制，间隙传感器418可以定位为在夹捏部406处或附近检测轴向间隙802。进一步地或替代地，间隙传感器418被示出和描述为单一传感器，应当认识到，间隙传感器418的多个实例可以用于在沿管状区段202和凸缘204在旋转方向109上的移
动路径的各个不同的位置处测量轴向间隙802。
119.通常，可以控制轴向间隙802以适应接合过程。即，轴向间隙802可以设置为促进将管状区段202和凸缘204相互机械联接。例如，接合单元112可以在轴向间隙802中形成焊接。附加地或可替代地，管状区段202和凸缘204可以使用钎焊、锡焊、粘合、机械连接或其任何组合在轴向间隙802中相互接合。
120.例如，控制器108可以基于从间隙传感器418接收到的信号和/或作为手动输入（例如在用户界面118处）从操作者接收到的信号接收轴向间隙802的指示。在某些实施方式中，从操作者接收到的信号可以是基于间隙传感器418所进行的一次或多次测量。附加地或可替代地，虽然操作者的手动控制可以基于来自间隙传感器418的信息执行，但是应当认识到，操作者的手动控制可以在没有来自间隙传感器418的信息的情况下实现（例如在装配系统100不包括间隙传感器的实例中）。
121.至少部分地基于轴向间隙802的指示，控制器108可以致动装配单元104的第二致动器412，以调整夹捏部406在轴向方向上的位置（例如通过至少移动定位辊402）。在凸缘204设置在夹捏部406中的情况下，夹捏部406的这种移动使凸缘204在轴向方向上移动。当装配单元104调整夹捏部406在轴向方向上的位置时，管状区段202可以在轴向方向上保持大致固定，使得夹捏部406以及因此凸缘204在轴向方向上的移动改变轴向间隙802。
122.现在参照图1和图6，控制器108可以调整轴向间隙802，作为示例性方法600的部分。例如，如步骤615中所示，示例性方法600可以包括调整轴向间隙。在某些实例中，可以将轴向间隙与目标间隙进行比较，并且基于轴向间隙与目标间隙的比较，可以使凸缘的至少一个部分在轴向方向上移动。可以致动凸缘的至少一个部分在轴向方向上的这种移动，例如，当凸缘的至少一个部分以及管状区段在朝向接合单元的方向上旋转时。附加地或可替代地，可以使凸缘的至少一个部分在轴向方向上移动，同时管状区段在轴向方向上保持固定（例如在初始设置期间）。
123.虽然本文大体已经关于某些类型的凸缘描述了装配系统和装配方法，但是应当认识到，这些装配系统和装配方法可以关于各种不同类型的凸缘中的任何一种或多种而被用来形成管状组件，除非上下文中另有规定或另有清楚说明。
124.例如，现在参照图9，管状组件900可以包括管状区段902，该管状区段902在接缝912处联接到凸缘904。为了清楚和有效说明，管状组件900的元件应被理解为与具有本文中所描述的对应200系列元件号（例如在图2a和图2b中）的元件类似或可互换，除非上下文中另有明确说明，并且因此，没有与对应的200系列元件号分开描述，除了注意差异或强调某些特征。因此，例如，管状组件900的管状区段902应被理解为与管组件200的管状区段202（图2a和图2b）类似。进一步地或替代地，管状组件900可以使用本文中所描述的装配系统和方法中的任何一种或多种来形成，除非上下文中另有说明或者从上下文变得清楚。
125.凸缘904可以包括内表面908和与内表面908相对的外表面920。凸缘904可以包括第一径向区段905和第二径向区段924。第一径向区段905可以远离内表面908径向延伸，并且第二径向区段924可以远离外表面920径向向外延伸。在第一径向区段905和第二径向区段924设置为彼此相对的情况下，凸缘904的整体形状可以是“t”。在使用中，定位单元（例如图1中的装配单元104）可以接合第一径向区段905和第二径向区段924中的一个或两个，以控制凸缘904相对于管状区段902的轴向定位。进一步地或替代地，定位单元可以根据本文
中所描述的用于控制径向偏移的技术中的任何一种或多种来控制管状区段902和凸缘904之间的径向偏移。
126.作为另一示例，虽然凸缘904可以具有适合于适应凸缘904的径向位置和/或轴向位置的感测的轴向部分907（例如，如内表面908和外表面920所指示的），但是应当认识到，在一些实例中，轴向部分907可以具有接近和包括零的小尺寸。即，继续凸缘904不具有轴向部分的示例，凸缘904的第一径向区段905和第二径向区段924可以在接缝912处直接安装到管状区段902。例如，基于这种凸缘配置（有时被称为“平凸缘”）的实施方式可以包括：通过检测第一径向区段905或第二径向区段924中的一个或两个相对于内表面906或外表面926的相应的最大径向位置的位置，检测凸缘904和管状区段902之间的径向偏移。
127.作为又一示例，虽然已经描述了控制管状区段的位置的某些方法，但是附加地或可替代地，管状区段的其他位置的控制方法是可能的。例如，现在参照图10a和图10b，装配系统1000可以包括压紧单元1020，在管状区段202重量轻，使得在实施装配过程时，仅靠重力不足以将管状区段202保持在管辊上的适当位置的实例中，该压紧单元1020可以特别有用。应当理解的是，装配系统1000与装配系统100类似或可互换，除非上下文中另有说明或从上下文变得清楚的。因此，为了清楚和有效说明，关于压紧单元1020描述装配系统1000，并且没有单独描述装配系统1000的具有在装配系统100中的类似物的其他方面。
128.通常，压紧单元1020的至少一部分可以包括压紧辊1022和与压紧辊1022机械连通的致动器1024。压紧辊1022可以是球转移辊或柱形（平的或隆起的）辊中的任何一种或多种，使得在管状区段202在旋转方向1009上旋转时，压紧辊1022可以沿管状区段202的内表面滚动。通常，致动器1024可以对压紧辊1022施加线性运动。例如，致动器1024可以包括气动缸、液压缸、电动缸、电动机和螺杆等中的任何一种或多种。
129.致动器1024可以与控制器（例如图1中的控制器108）处于电气通信。在使用中，致动器1024可以在两组管辊之间（例如在图3a中的第一组308的管辊102和第二组310的管辊102之间）的位置处保持压紧辊1022与管状区段202接触。即，更具体地，致动器1024可以保持压紧辊1022的位置与管状区段202的内表面接触，同时管状区段202的外表面与第一组管辊和第二组管辊接触。压紧管1022在管状区段202的内表面上所施加的合力可以具有与装配单元在管状区段202上所施加的集体力相反和大致相等的分量，作为本文中所描述的装配技术中的任何一种或多种的部分。通过施加相对于装配单元所施加的力的这种力，压紧单元1020可以促进控制管状区段202在具有径向分量的方向上的无意移动。进一步地或替代地，压紧单元1020可以促进控制两组管辊之间的管状区段202的形状。
130.虽然数对管辊已经被描述为支撑管状区段202，但是附加地或可替代地，其他实施方式是可能的。例如，可以致动管辊（例如管辊102）的单个实例，而不是一组管辊。与致动一组管辊的角度相比，在使用了单个辊的实例中，可以致动单个辊相对于管状区段的位置。在某些实施方式中，单个辊的这种致动可以与一组或多组管辊结合使用以促进实现对管状区段的形状进行高度控制。
131.上述系统、装置、方法、过程等可以在适合于本文中所描述的控制、数据获取和数据处理的硬件、软件或它们的任何组合中实现。这包括一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程装置或处理电路系统以及内部存储器和/或外部存储器中的实现。这还可以或替代地包括一个或多个专用集成电路、可编程门阵
列、可编程阵列逻辑部件或可以配置为处理电子信号的任何一种或多种其他装置。将进一步认识到，上述过程或装置的实现可以包括使用结构化编程语言创建的计算机可执行代码，所述结构化编程语言是诸如c、诸如c 的面向对象编程语言或任何其他高级或低级编程语言（包括汇编语言、硬件描述语言以及数据库编程语言和技术），这些结构化编程语言可以被存储、编译或解释以在上述装置中的一个以及处理器的异构组合、处理器架构或不同的硬件和软件的组合上运行。同时，处理可以分布在装置上，诸如上述各种系统，或所有功能都可以集成到专用的独立装置中。所有这些排列和组合都旨在落入本公开的范围内。
132.本文中所公开的实施例可以包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行的代码或计算机可用的代码，该代码在一个或多个计算装置上执行时执行上述控制系统的任何和/或全部步骤。代码可以按照非暂时性方式存储在计算机存储器（该计算机存储器可以是程序从其中执行的存储器（诸如与处理器相关联的随机存取存储器））或存储装置（诸如硬盘驱动器、闪速存储器或任何其他光学、电磁、磁性、红外线或其他装置或这些装置的组合）中。在另一方面中，上述控制系统中的任何一个都可以实施为承载计算机可执行代码和/或来自其的任何输入或输出的任何合适的传输或传播介质。
133.本文中所描述的实施方式的方法步骤旨在包括使这些方法步骤被执行的任何合适的方法，与以下权利要求的可专利性一致，除非有不同的含义被明确提供或上下文中有清楚说明。因此，例如，执行步骤x包括使另一当事方（诸如远程用户、远程处理资源（例如服务器或云计算机）或机器）执行步骤x的任何合适的方法。类似地，执行步骤x、y和z可以包括指导或控制这些其他个人或资源的任何组合执行步骤x、y和z以获得这些步骤的益处的任何方法。因此，本文中所描述的实施方式的方法步骤旨在包括使一个或多个其他当事方或实体执行步骤的任何合适的方法，与以下权利要求的可专利性一致，除非有不同的含义被明确提供或上下文中有清楚说明。这些当事方或实体不必在任何其他当事方或实体的指导或控制下，并且不必位于特定的司法管辖区内。
134.将认识到，上述方法和系统是通过示例来阐述的并且不是限制性的。许多变化、添加、省略和其他修改对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，上述描述和上述图中的方法步骤的顺序或呈现并不旨在需要按照这种顺序执行所述步骤，除非明确要求特定顺序或上下文中有清楚说明。因此，虽然已经示出和描述了特定实施例，但是对于本领域的技术人员将显而易见的是，在形式和细节上的各种变化和修改可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行，并且旨在形成本发明的部分，这将在法律可允许的最广泛的意义上进行解释。
再多了解一些
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