CN107838596A - 一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，包括平台、焊接头、材料管、送丝机、控制器和四个支脚，控制器和送丝机之间设有平移机构、两个调节机构、两个固定杆和四个支撑机构，调节机构包括支板、旋转组件和调节组件，调节组件包括第二电机、第二驱动轴和滑块，该基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备中，支撑机构的位置灵活可变，且可对焊接的金属管道进行固定，并通过平移机构带动焊接头移动至焊接位置进行焊接操作，提高了设备的灵活性，不仅如此，通过调节机构能够带动焊接头旋转，并改变焊接头与金属管道的距离，使设备能够对不同类型的管道进行焊接，从而扩大了设备的适用范围，提高了设备的实用性。

Description

一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备

技术领域

本发明涉及机电设备领域，特别涉及一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备。

背景技术

近20年来，随着数字化、自动化、计算机和机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正迅速扩大。在现代工业生产中，焊接生产过程的机械化和自动化是焊接机构制造工业现代化发展的必然趋势。

但是在现有的自动焊接设备中，由于焊接头的移动轨迹固定，导致焊接位置的固定，自动焊接设备仅能对单一的金属管道进行焊接，而现代工业中，金属管道有方扁钢、工字钢、槽型钢等多种类型，这些管道的截面形状均不同，焊接类型单一的自动焊接机仅能对其中一种金属管道进行焊接，而无法根据管道的类型灵活调节焊接时焊接头的移动轨迹，从而导致现有的自动焊接设备适用类型单一，无法满足对多种管道的焊接需求，不仅如此，在自动焊接设备中，由于焊接头的位置固定，导致在放置金属管道时，需要将金属管道放置于焊接头的对应位置，灵活性差，操作麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，包括平台、焊接头、材料管、送丝机、控制器和四个支脚，四个支脚分别设置在平台的下方的四角处，所述控制器和送丝机分别设置在平台的上方的两侧，所述控制器上设有显示屏和若干控制按键，所述送丝机通过材料管与焊接头连通，所述控制器和送丝机之间设有平移机构、两个调节机构、两个固定杆和四个支撑机构，所述平移机构和固定杆均设置在两个调节机构之间，所述固定杆位于平移机构的下方，所述支撑机构设置在两个固定杆之间，所述调节机构与平移机构传动连接，所述平移机构与焊接头传动连接，所述控制器内设有PLC和天线，所述天线与PLC电连接；

所述调节机构包括支板、旋转组件和调节组件，所述支板的底端固定在平台上，所述旋转组件包括第一电机、第一齿轮、圆环、两个支杆和两个第二齿轮，所述第一电机固定在支板的上方，两个支杆分别设置在圆环的下方的两侧，所述圆环通过支杆固定在平台的上方，所述第一电机与第一齿轮传动连接，两个第二齿轮分别设置在第一齿轮的两侧，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第一齿轮位于圆环的圆心处，所述第二齿轮设置在圆环的内侧，所述圆环的内侧至少设有两个从动齿，所述从动齿周向均匀分布在圆环的内侧，所述从动齿与第二齿轮啮合，所述固定杆的两端分别与两个调节机构中的支板固定连接；

所述调节组件包括第二电机、缓冲块、第二驱动轴和滑块，所述第二电机固定在其中一个第二齿轮的靠近焊接头的一侧，所述缓冲块固定在另一个第二齿轮的靠近焊接头的一侧，所述第二驱动轴设置在第二电机和缓冲块之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述滑块套设在第二驱动轴上，所述第二驱动轴的外周设有第一外螺纹，所述滑块内设有第一内螺纹，所述滑块内的第一内螺纹与第二驱动轴上的第一外螺纹相匹配；

所述平移机构包括链条和两个平移单元，所述平移单元与调节机构一一对应，所述平移单元包括侧杆、第三电机和驱动轮，所述第三电机通过侧杆固定在滑块的靠近焊接头的一侧，所述第三电机与驱动轮传动连接，两个驱动轮分别设置在链条内的两侧。

作为优选，为了辅助支撑待焊接的管道，同时便于管道的移动，调节位置，所述支撑机构包括底板、紧固组件和两个滑动组件，所述紧固组件设置在底板的上方，两个滑动组件分别设置在底板的下方的两侧，所述滑动组件与固定杆一一对应，所述滑动组件包括滑环、支撑块和螺丝，所述滑环套设在固定杆上，所述滑环上设有开口，所述滑环通过开口套设在螺丝上，所述开口的内壁上设有第二内螺纹，所述螺丝的外周上设有第二外螺纹，所述螺丝上的第二外螺纹与开口内的第二内螺纹相匹配。

作为优选，利用一字螺丝不易滑牙的特点，为了保证螺丝容易进行多次拧动且不滑牙，所述螺丝为一字螺丝。

作为优选，为了便于对管道进行紧固，所述紧固组件包括顶板、气泵、紧固板和两个升降单元，所述气泵固定在顶板的下方，所述紧固板位于气泵的下方，两个升降单元分别设置在气泵的两侧，所述升降单元包括竖板、气缸、气管、活塞和连接板，所述竖板的底端固定在底板上，所述顶板架设在两个竖板上，所述气缸固定在顶板的下方，所述气缸位于气泵和竖板之间，所述气缸通过气管与气泵连通，所述活塞的顶端设置在气缸内，所述活塞的底端固定在连接板的上方，所述连接板与紧固板固定连接。

作为优选，为了加强紧固效果，所述紧固板的竖向截面的形状为圆弧形，所述紧固板的圆心位于紧固板的下方。紧固板采用弧形的结构设计，这样在夹紧管道时，从两侧对紧固板施加紧固力，由于不同的水平位置，紧固板与底板的距离不同，因此可防止管道在底板上左右滑动，进而加强紧固效果。

作为优选，为了便于检测焊接头与管道表面的距离，所述焊接头底端两侧均设有横杆和距离传感器，所述距离传感器通过横杆与焊接头固定连接。

作为优选，为了保护距离传感器，所述横杆的远离焊接头的一端设有玻璃罩，所述距离传感器设置在玻璃罩内。距离传感器能够有效检测与金属的距离，因此在添加玻璃罩后不会影响距离传感器的检测效果，同时在检测过程中，可防止产生的碎屑撞击距离传感器，损坏设备。

作为优选，利用轻触按键操作省力的特点，为了便于操作控制器，所述控制按键为轻触按键。

作为优选，利用蓝牙可无线传输数据的特点，为了遥控操作控制器，所述控制器内还设有蓝牙。

作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制第二电机的驱动精度，所述第二电机为无刷直流电机。

本发明的有益效果是，该基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备中，支撑机构的位置灵活可变，且可对焊接的金属管道进行固定，并通过平移机构带动焊接头移动至焊接位置进行焊接操作，提高了设备的灵活性，与传统的支撑机构相比，该支撑机构结构简单，操作方便，且便于对管道进行固定，不仅如此，通过调节机构能够带动焊接头旋转，并改变焊接头与金属管道的距离，使设备能够对不同类型的管道进行焊接，从而扩大了设备的适用范围，与传统的调节机构相比，该调节机构功能齐全，能够从不同的角度和位置进行焊接，提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备的调节机构的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备的调节组件的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备的支撑机构的结构示意图；

图5是本发明的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备的焊接头的结构示意图；

图中：1.平台，2.焊接头，3.材料管，4.送丝机，5.控制器，6.支脚，7.显示屏，8.控制按键，9.支板，10.第一电机，11.第一齿轮，12.圆环，13.支杆，14.第二齿轮，15.从动齿，16.第二电机，17.缓冲块，18.第二驱动轴，19.滑块，20.链条，21.侧杆，22.第三电机，23.驱动轮，24.底板，25.滑环，26.支撑块，27.螺丝，28.顶板，29.气泵，30.紧固板，31.竖板，32.气缸，33.气管，34.活塞，35.连接板， 36.横杆，37.距离传感器，38.玻璃罩，39.固定杆。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示, 一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，包括平台1、焊接头2、材料管3、送丝机4、控制器5和四个支脚6，四个支脚6分别设置在平台1的下方的四角处，所述控制器5和送丝机4分别设置在平台1的上方的两侧，所述控制器5上设有显示屏7和若干控制按键8，所述送丝机4通过材料管3与焊接头2连通，所述控制器5和送丝机4之间设有平移机构、两个调节机构、两个固定杆39和四个支撑机构，所述平移机构和固定杆39均设置在两个调节机构之间，所述固定杆39位于平移机构的下方，所述支撑机构设置在两个固定杆39之间，所述调节机构与平移机构传动连接，所述平移机构与焊接头2传动连接，所述控制器5内设有PLC和天线，所述天线与PLC电连接；

该自动焊接设备在进行焊接时，通过四个支撑机构分别对两个需要焊接的管道进行固定，而后由送丝机4通过材料管3向焊接头2输送焊接材料，通过平移机构带动焊接头2平移，在焊接时，为了保证设备能够对不同类型的管道进行焊接，通过调节机构调节焊接头2的角度和位置，使焊接头2能够从各角度和不同的距离进行焊接，扩大了设备的适用范围，同时为了便于无线通讯操作，可通过遥控器、收集灯无线信号发射设备发射无线信号，由天线接收信号和，控制器5内的PLC分析无线信号，并进行相应的操作。

如图2所示，所述调节机构包括支板9、旋转组件和调节组件，所述支板9的底端固定在平台1上，所述旋转组件包括第一电机10、第一齿轮11、圆环12、两个支杆13和两个第二齿轮14，所述第一电机10固定在支板9的上方，两个支杆13分别设置在圆环12的下方的两侧，所述圆环12通过支杆13固定在平台1的上方，所述第一电机10与第一齿轮11传动连接，两个第二齿轮14分别设置在第一齿轮11的两侧，所述第二齿轮14与第一齿轮11啮合，所述第一齿轮11位于圆环12的圆心处，所述第二齿轮14设置在圆环12的内侧，所述圆环12的内侧至少设有两个从动齿15，所述从动齿15周向均匀分布在圆环12的内侧，所述从动齿15与第二齿轮14啮合，所述固定杆39的两端分别与两个调节机构中的支板9固定连接；

在旋转组件中，通过第一电机10带动第一齿轮11转动，由于第一齿轮11与第二齿轮12啮合，且第二齿轮12位于圆环12内，从而使第二齿轮12绕着第一齿轮11转动，进而通过调节组件带动平移机构转动，使焊接头3从各个角度进行焊接。

如图3所示，所述调节组件包括第二电机16、缓冲块17、第二驱动轴18和滑块19，所述第二电机16固定在其中一个第二齿轮14的靠近焊接头2的一侧，所述缓冲块17固定在另一个第二齿轮14的靠近焊接头2的一侧，所述第二驱动轴18设置在第二电机16和缓冲块17之间，所述第二电机16与第二驱动轴18传动连接，所述滑块19套设在第二驱动轴18上，所述第二驱动轴18的外周设有第一外螺纹，所述滑块19内设有第一内螺纹，所述滑块19内的第一内螺纹与第二驱动轴18上的第一外螺纹相匹配；

第二电机16运行，带动第二驱动轴18沿其中心轴线旋转，从而使第二驱动轴18上的第一外螺纹与滑块19内的第一内螺纹作用，进而使滑块19在第二驱动轴18上移动，从而改变平移机构的位置，调节焊接头2与焊接管道的距离位置，使设备能够对各种类型的管道进行焊接。

如图1所示，所述平移机构包括链条20和两个平移单元，所述平移单元与调节机构一一对应，所述平移单元包括侧杆21、第三电机22和驱动轮23，所述第三电机22通过侧杆21固定在滑块19的靠近焊接头2的一侧，所述第三电机22与驱动轮23传动连接，两个驱动轮23分别设置在链条20内的两侧。

第三电机22通过带动驱动轮23转动，从而带动链条20转动，通过链条20的转动，从而使焊接头2移动。

如图4所示，所述支撑机构包括底板24、紧固组件和两个滑动组件，所述紧固组件设置在底板24的上方，两个滑动组件分别设置在底板24的下方的两侧，所述滑动组件与固定杆39一一对应，所述滑动组件包括滑环25、支撑块26和螺丝27，所述滑环25套设在固定杆39上，所述滑环25上设有开口，所述滑环25通过开口套设在螺丝27上，所述开口的内壁上设有第二内螺纹，所述螺丝27的外周上设有第二外螺纹，所述螺丝27上的第二外螺纹与开口内的第二内螺纹相匹配。

在焊接前，分别利用两个支撑机构对管道的两侧进行固定，为了便于调节位置，通过拧动螺丝27，可使滑环25固定在固定杆39上，而当螺丝27拧下时，可实现滑环25在固定杆39上滑动，从而便于对焊接位置进行灵活调节。

作为优选，利用一字螺丝不易滑牙的特点，为了保证螺丝27容易进行多次拧动且不滑牙，所述螺丝27为一字螺丝。

如图4所示，所述紧固组件包括顶板28、气泵29、紧固板30和两个升降单元，所述气泵29固定在顶板28的下方，所述紧固板30位于气泵29的下方，两个升降单元分别设置在气泵29的两侧，所述升降单元包括竖板31、气缸32、气管33、活塞34和连接板35，所述竖板31的底端固定在底板24上，所述顶板28架设在两个竖板31上，所述气缸32固定在顶板28的下方，所述气缸32位于气泵29和竖板31之间，所述气缸32通过气管33与气泵29连通，所述活塞34的顶端设置在气缸32内，所述活塞34的底端固定在连接板35的上方，所述连接板35与紧固板30固定连接。

为了对管道进行固定，利用气泵29增加两侧气缸32中的气压，使活塞34带动连接板35向下移动，从而使紧固板30从上方夹紧待焊接的管道。

作为优选，为了加强紧固效果，所述紧固板30的竖向截面的形状为圆弧形，所述紧固板30的圆心位于紧固板30的下方。紧固板30采用弧形的结构设计，这样在夹紧管道时，从两侧对紧固板30施加紧固力，由于不同的水平位置，紧固板30与底板24的距离不同，因此可防止管道在底板24上左右滑动，进而加强紧固效果。

如图5所示，所述焊接头2底端两侧均设有横杆36和距离传感器37，所述距离传感器37通过横杆36与焊接头2固定连接。

在焊接时，为了控制焊接头2与金属管道的表面的距离，利用距离传感器37检测两者之间的距离位置，使得焊接头2保持一定的距离，不仅有利于保证焊接效果，同时设备可对不同类型的管道进行焊接。

作为优选，为了保护距离传感器37，所述横杆36的远离焊接头2的一端设有玻璃罩38，所述距离传感器37设置在玻璃罩38内。距离传感器37能够有效检测与金属的距离，因此在添加玻璃罩38后不会影响距离传感器37的检测效果，同时在检测过程中，可防止产生的碎屑撞击距离传感器37，损坏设备。

作为优选，利用轻触按键操作省力的特点，为了便于操作控制器5，所述控制按键8为轻触按键。

作为优选，利用蓝牙可无线传输数据的特点，为了遥控操作控制器5，所述控制器5内还设有蓝牙。

作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制第二电机16的驱动精度，所述第二电机16为无刷直流电机。

该自动焊接设备在进行焊接前，可通过滑动组件灵活调节底板24的位置，并对底板24进行稳固，因此可根据金属管道的长度灵活布置四个支撑机构的位置，并利用紧固组件对金属管道进行紧固，而后进行焊接，在焊接过程中，可通过平移组件带动焊接头2平移至焊接位置，而后由旋转组件带动焊接头2转动，通过调节组件调节焊接头2与金属管道表面的距离位置，使设备能够对不同类型的管道进行焊接，从而扩大了设备的适用范围，提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备中，支撑机构的位置灵活可变，且可对焊接的金属管道进行固定，并通过平移机构带动焊接头2移动至焊接位置进行焊接操作，提高了设备的灵活性，与传统的支撑机构相比，该支撑机构结构简单，操作方便，且便于对管道进行固定，不仅如此，通过调节机构能够带动焊接头2旋转，并改变焊接头2与金属管道的距离，使设备能够对不同类型的管道进行焊接，从而扩大了设备的适用范围，与传统的调节机构相比，该调节机构功能齐全，能够从不同的角度和位置进行焊接，提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，包括平台（1）、焊接头（2）、材料管（3）、送丝机（4）、控制器（5）和四个支脚（6），四个支脚（6）分别设置在平台（1）的下方的四角处，所述控制器（5）和送丝机（4）分别设置在平台（1）的上方的两侧，所述控制器（5）上设有显示屏（7）和若干控制按键（8），所述送丝机（4）通过材料管（3）与焊接头（2）连通，其特征在于，所述控制器（5）和送丝机（4）之间设有平移机构、两个调节机构、两个固定杆（39）和四个支撑机构，所述平移机构和固定杆（39）均设置在两个调节机构之间，所述固定杆（39）位于平移机构的下方，所述支撑机构设置在两个固定杆（39）之间，所述调节机构与平移机构传动连接，所述平移机构与焊接头（2）传动连接，所述控制器（5）内设有PLC和天线，所述天线与PLC电连接；

所述调节机构包括支板（9）、旋转组件和调节组件，所述支板（9）的底端固定在平台（1）上，所述旋转组件包括第一电机（10）、第一齿轮（11）、圆环（12）、两个支杆（13）和两个第二齿轮（14），所述第一电机（10）固定在支板（9）的上方，两个支杆（13）分别设置在圆环（12）的下方的两侧，所述圆环（12）通过支杆（13）固定在平台（1）的上方，所述第一电机（10）与第一齿轮（11）传动连接，两个第二齿轮（14）分别设置在第一齿轮（11）的两侧，所述第二齿轮（14）与第一齿轮（11）啮合，所述第一齿轮（11）位于圆环（12）的圆心处，所述第二齿轮（14）设置在圆环（12）的内侧，所述圆环（12）的内侧至少设有两个从动齿（15），所述从动齿（15）周向均匀分布在圆环（12）的内侧，所述从动齿（15）与第二齿轮（14）啮合，所述固定杆（39）的两端分别与两个调节机构中的支板（9）固定连接；

所述调节组件包括第二电机（16）、缓冲块（17）、第二驱动轴（18）和滑块（19），所述第二电机（16）固定在其中一个第二齿轮（14）的靠近焊接头（2）的一侧，所述缓冲块（17）固定在另一个第二齿轮（14）的靠近焊接头（2）的一侧，所述第二驱动轴（18）设置在第二电机（16）和缓冲块（17）之间，所述第二电机（16）与第二驱动轴（18）传动连接，所述滑块（19）套设在第二驱动轴（18）上，所述第二驱动轴（18）的外周设有第一外螺纹，所述滑块（19）内设有第一内螺纹，所述滑块（19）内的第一内螺纹与第二驱动轴（18）上的第一外螺纹相匹配；

所述平移机构包括链条（20）和两个平移单元，所述平移单元与调节机构一一对应，所述平移单元包括侧杆（21）、第三电机（22）和驱动轮（23），所述第三电机（22）通过侧杆（21）固定在滑块（19）的靠近焊接头（2）的一侧，所述第三电机（22）与驱动轮（23）传动连接，两个驱动轮（23）分别设置在链条（20）内的两侧。

2.如权利要求1所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述支撑机构包括底板（24）、紧固组件和两个滑动组件，所述紧固组件设置在底板（24）的上方，两个滑动组件分别设置在底板（24）的下方的两侧，所述滑动组件与固定杆（39）一一对应，所述滑动组件包括滑环（25）、支撑块（26）和螺丝（27），所述滑环（25）套设在固定杆（39）上，所述滑环（25）上设有开口，所述滑环（25）通过开口套设在螺丝（27）上，所述开口的内壁上设有第二内螺纹，所述螺丝（27）的外周上设有第二外螺纹，所述螺丝（27）上的第二外螺纹与开口内的第二内螺纹相匹配。

3.如权利要求2所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述螺丝（27）为一字螺丝。

4.如权利要求2所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述紧固组件包括顶板（28）、气泵（29）、紧固板（30）和两个升降单元，所述气泵（29）固定在顶板（28）的下方，所述紧固板（30）位于气泵（29）的下方，两个升降单元分别设置在气泵（29）的两侧，所述升降单元包括竖板（31）、气缸（32）、气管（33）、活塞（34）和连接板（35），所述竖板（31）的底端固定在底板（24）上，所述顶板（28）架设在两个竖板（31）上，所述气缸（32）固定在顶板（28）的下方，所述气缸（32）位于气泵（29）和竖板（31）之间，所述气缸（32）通过气管（33）与气泵（29）连通，所述活塞（34）的顶端设置在气缸（32）内，所述活塞（34）的底端固定在连接板（35）的上方，所述连接板（35）与紧固板（30）固定连接。

5.如权利要求4所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述紧固板（30）的竖向截面的形状为圆弧形，所述紧固板（30）的圆心位于紧固板（30）的下方。

6.如权利要求1所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述焊接头（2）底端两侧均设有横杆（36）和距离传感器（37），所述距离传感器（37）通过横杆（36）与焊接头（2）固定连接。

7.如权利要求6所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述横杆（36）的远离焊接头（2）的一端设有玻璃罩（38），所述距离传感器（37）设置在玻璃罩（38）内。

8.如权利要求1所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述控制按键（8）为轻触按键。

9.如权利要求1所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述控制器（5）内还设有蓝牙。

10.如权利要求1所述的基于物联网的适用范围广的智能型自动焊接设备，其特征在于，所述第二电机（16）为无刷直流电机。