CN108620781B - 一种焊点位置调整系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊点位置调整系统与方法，属于焊接技术领域。该系统包括：第一传感器、第二传感器、主控系统、调节装置。其中，第一传感器用于测量第一待焊接钢管的第一偏移量；第二传感器用于测量第二待焊接钢管的第二偏移量。主控系统用于接收并处理第一偏移量和第二偏移量，获取第一待焊接钢管与第二待焊接钢管的接触点的偏移量，并根据接触点的偏移量，向调节装置发出调节指令。调节装置与焊接装置连接，用于根据调节指令使焊接装置对准偏移后的接触点。通过本发明提供的焊点位置调整系统与方法，能够使焊接过程中焊点位置始终对准待焊接钢管的接触点，使焊接效果较好。且调整过程自动控制，既能节省劳动力，又能避免手动调整的不准确性。

Description

一种焊点位置调整系统与方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种焊点位置调整系统与方法。

背景技术

在焊接相接触的两个钢管时，当焊点位于两个钢管的接触点时，能实现较好的焊接效果。焊接过程中，钢管的位置可能会发生偏移，使接触点的位置发生偏移。因此，有必要实时调整焊点位置使其对准钢管的接触点。

现有技术通过人工目测钢管的偏移，手动调整焊点位置，使焊点始终调整对准钢管的接触点。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

人工调整劳动强度大，且手动调整会发生晃动使调整精度较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种焊点位置调整系统与方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种焊点位置调整系统，所述系统包括：第一传感器、第二传感器、主控系统、调节装置；

所述第一传感器用于测量第一待焊接钢管的第一偏移量；

所述第二传感器用于测量第二待焊接钢管的第二偏移量；

所述主控系统用于接收并处理所述第一偏移量和所述第二偏移量，获取所述第一待焊接钢管与所述第二待焊接钢管的接触点的偏移量，并根据所述接触点的偏移量，向所述调节装置发出调节指令；

所述调节装置与焊接装置连接，用于根据所述调节指令使所述焊接装置对准偏移后的接触点。

在一种可能的设计中，所述第一传感器与所述第二传感器均为位移传感器。

在一种可能的设计中，所述调节装置包括：电机、传动机构；

所述电机与所述主控系统电性连接；

所述电机与所述传动机构连接，所述传动机构还与所述焊接装置连接，用于移动所述焊接装置。

在一种可能的设计中，所述传动机构包括：丝杠、固定套装在所述电机的输出轴上的齿轮；

所述丝杠上以螺纹连接方式套装有螺母，且所述螺母的外缘与所述齿轮相啮合；

所述丝杠与所述焊接装置连接，用于使所述焊接装置随所述丝杠进行平移。

在一种可能的设计中，所述传动机构包括：固定套装在所述电机输出轴上的齿轮、以及与所述齿轮相啮合的直齿条；

所述直齿条与所述焊接装置连接，用于使所述焊接装置随所述直齿条进行平移。

在一种可能的设计中，所述系统还包括与所述主控系统电性连接的显示屏，用于显示所述第一偏移量、所述第二偏移量、所述接触点的偏移量。

第二方面，提供了利用上述任一项所述的系统进行焊点位置调整的方法，所述方法包括：

利用所述第一传感器测量第一待焊接钢管的第一偏移量；

利用所述第二传感器测量第二待焊接钢管的第二偏移量；

利用所述主控系统接收并处理所述第一偏移量和所述第二偏移量，获取所述第一待焊接钢管与所述第二待焊接钢管的接触点偏移量，并根据所述接触点偏移量，向所述调节装置发出调节指令；

所述调节装置与焊接装置连接，根据所述调节指令使所述焊接装置对准偏移后的接触点。

在一种可能的设计中，所述调节装置包括：电机、传动机构；

所述方法还包括：通过所述主控系统控制所述电机的输出轴的旋转角度。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本发明实施例提供的焊点位置调整系统，能够使焊接过程中焊点位置始终对准待焊接钢管的接触点，使焊接效果较好。且调整过程自动控制，既能节省劳动力，又能避免手动调整的不准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的焊点位置调整系统的示意图。

附图标记分别表示：

1-第一传感器，

2-第二传感器，

3-主控系统，

4-调节装置，

401-电机，

M-焊接装置。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种焊点位置调整系统，如附图1所示，该系统包括：第一传感器1、第二传感器2、主控系统3、调节装置4。第一传感器1用于测量第一待焊接钢管的第一偏移量；第二传感器2用于测量第二待焊接钢管的第二偏移量。

主控系统3用于接收并处理第一偏移量和第二偏移量，获取第一待焊接钢管与第二待焊接钢管的接触点的偏移量，并根据接触点的偏移量，向调节装置4发出调节指令。

调节装置4与焊接装置M连接，用于根据调节指令使焊接装置M对准偏移后的接触点。

以下对本发明实施例提供的焊点位置调整系统的工作原理进行说明：

应用时，将第一传感器1、第二传感器2固定，第一传感器1、第二传感器2只需分别位于第一待焊接钢管、第二待焊接钢管的周围，能够测得第一偏移量和第二偏移量即可，具体位置可以不作限定。将调节装置4与焊接装置M连接，使调节装置4可以根据调节指令使焊接装置M移动。

第一传感器1、第二传感器2测得第一偏移量、第二偏移量后，将第一偏移量、第二偏移量传输至主控系统3，主控系统3接收并处理第一偏移量、第二偏移量，根据内置程序计算此时第一待焊接钢管与第二待焊接钢管的接触点的偏移量，然后向调节装置4发出调节指令，通过调节装置4移动焊接装置M，使焊接装置M移动与接触点偏移量相同的距离后，焊点对准待焊接钢管偏移后的接触点。

可见，通过本发明实施例提供的焊点位置调整系统，能够使焊接过程中焊点位置始终对准待焊接钢管的接触点，使焊接效果较好。且调整过程自动控制，既能节省劳动力，又能避免手动调整的不准确性。

以下对本发明实施例提供的焊点位置调整系统的各部件及其作用分别给予阐述：

第一传感器1、第二传感器2分别用于测量第一偏移量、第二偏移量，第一传感器1与第二传感器2均为位移传感器。

通过位移传感器可以快捷地测得第一偏移量、第二偏移量，使主控系统3可以根据测得的第一偏移量、第二偏移量进行后续数据处理工作。

位移传感器为本领域常见的，举例来说，基恩士(中国)有限公司生产并销售的紧凑型通用LED光学位移传感器可以作为本发明实施例中的第一传感器1、第二传感器2。

以附图1所示的方向为基准，第一传感器1、第二传感器2分别测量第一待焊接钢管、第二待焊接钢管在水平方向上向左、向右的偏移量。第一传感器1、第二传感器2可以分别安装在第一待焊接钢管、第二待焊接钢管的上方，两者均为位移传感器时，其可发出竖直向下的光波信号，根据接收到反射光信号的时间，可以测得位移传感器与待焊接钢管之间的距离。待焊接钢管为弧形结构，其水平方向上左、右的偏移量和位移传感器到待焊接钢管的距离有一定的函数关系。因此，通过第一传感器1、第二传感器2分别测得其到焊接钢管的距离，可获得待焊接钢管的偏移量。

主控系统3接收第一传感器1、第二传感器2测得的第一偏移量、第二偏移量，并根据内置程序对第一偏移量、第二偏移量进行处理，计算得到接触点的偏移量，发出对应的调节指令。主控系统3可以设置成PLC的形式。

调节装置4用于根据调节指令进行动作，移动焊接装置M。对于调节装置4的结构，以下进行示例说明：

调节装置4包括：电机401、传动机构。电机401与主控系统3电性连接。电机401与传动机构连接，传动机构还与焊接装置M连接，用于移动焊接装置M。

如此设置，主控系统3发出的调节指令控制电机401的转动，传动机构将电机401输出轴的转动转换为焊接装置M的平动，使焊接装置M能够根据调节指令进行移动。主控系统3发出控制电机401旋转角度的指令，即可使焊接装置M平移对应的距离。

可以理解地是，主控系统3发出的调节指令为控制电机401旋转角度的电流。电机401可以通过驱动器与主控系统3连接，避免主控系统3的输出电流功率较低无法驱动电机401。

对于传动机构如何将电机401的转动转换为焊接装置M的平移，以下进行示例说明：

作为一种示例，传动机构包括：丝杠、固定套装在电机401的输出轴上的齿轮。丝杠上以螺纹连接方式套装有螺母，且螺母的外缘与齿轮相啮合。丝杠与焊接装置M连接，用于使焊接装置M随丝杠进行平移。

如此设置，电机401的输出轴转动时，通过齿轮传动带动螺母的转动。螺母以螺纹连接套装在丝杠上，螺母转动时带动丝杠平移。丝杠与焊接装置M连接，焊接装置M随丝杠进行平移。通过上述步骤，将电机401的转动转换为焊接装置M的平移。

作为另一种示例：传动机构包括：固定套装在电机401输出轴上的齿轮、以及与齿轮相啮合的直齿条。直齿条与焊接装置M连接，用于使焊接装置M随直齿条进行平移。

如此设置，电机401的输出轴转动时，其上的齿轮转动，带动与齿轮啮合的直齿条的平移。焊接装置M与直齿条连接，随直齿条进行平移。通过上述齿轮齿条传动，将电机401的转动转换为焊接装置M的平移。

如附图1所示，本发明实施例提供的系统还包括与主控系统3电性连接的显示屏5，用于显示第一偏移量、第二偏移量、接触点的偏移量。

通过设置显示屏5，使工作人员通过显示屏5可以方便直观地观察焊点位置调整过程。

可以理解的是，显示屏5的显示画面由主控系统3的输出信号决定。主控系统3接收的第一偏移量、第二偏移量，以及计算得出的接触点的偏移量，均可以数据的形式直接显示在显示屏5上。

进一步地，显示屏5还可以画面形式动画模拟调节过程。举例来说，以焊接装置M对准第一待焊接钢管、第二待焊接钢管作为初始画面，主控系统3根据接收的第一偏移量、第二偏移量，运算得出偏移后第一待焊接钢管、第二待焊接钢管的位置，将该位置关系以画面形式在显示屏5上显示。主控系统3计算得出接触点的偏移量，发出调节指令的同时，将调节后焊接装置M的位置以画面形式在显示屏5上显示，即可将整个调节过程在显示屏5上动画模拟。

第二方面，本发明实施例提供了利用上述焊点位置调整系统进行焊点位置调节的方法，该方法包括：

利用第一传感器1测量第一待焊接钢管的第一偏移量。

利用第二传感器2测量第二待焊接钢管的第二偏移量。

利用主控系统3接收并处理第一偏移量和第二偏移量，获取第一待焊接钢管与第二待焊接钢管的接触点偏移量，并根据接触点偏移量，向调节装置4发出调节指令。

调节装置4与焊接装置M连接，根据调节指令使焊接装置M对准偏移后的接触点。

第一传感器1、第二传感器2测得第一偏移量、第二偏移量后，将第一偏移量、第二偏移量传输至主控系统3。主控系统3接收并处理第一偏移量、第二偏移量，根据内置程序计算此时第一待焊接钢管与第二待焊接钢管的接触点相对于初始接触点的偏移量。然后向调节装置4发出调节指令，通过调节装置4移动焊接装置M，使焊接装置M移动与接触点偏移量相同的距离后，焊点对准待焊接钢管偏移后的接触点。

可见，通过本发明实施例提供的焊点位置调整方法，能够实现焊接过程中焊点位置始终对准待焊接钢管的接触点，使焊接效果较好。且调整过程自动控制，既能节省劳动力，又能避免手动调整的不准确性。

本发明实施例中，调节装置4包括：电机401、传动机构。因此，该方法中主控系统3发出调节指令控制调节装置4的过程为：通过主控系统3控制电机401的输出轴的旋转角度。电机401通过传动机构与焊接装置M连接，电机401的输出轴旋转角度与焊接装置M平移的距离正相关。主控系统3通过控制电机401输出轴的旋转角度，可以精确控制焊接装置M的移动。

以下将结合具体实施例对上述焊点位置调整过程进行说明：

现场进行两个相接触钢管的焊接时，焊接装置M正对第一待焊接钢管、第二待焊接钢管的接触点。将焊点位置调整系统中的第一传感器1、第二传感器2安装在第一待焊接钢管、第二待焊接钢管的周围，电机401通过传动机构与焊接装置M连接。

将第一传感器1、第二传感器2的测量间隔制定为5s(工作人员可以根据现场使用需求选取合适的时间间隔)。即，每隔5s测量并向主控系统3反馈一次偏移量，进行一次焊接装置M的移动，完成一次焊点位置调整。

启动后，若测得的第一偏移量为5mm，第二偏移量为3mm(以附图1所示的方向为基准，以右移为正，左移为负)，接触点的偏移量与第一偏移量、第二偏移量的关系为：接触点的偏移量＝(第一偏移量+第二偏移量)/2。基于此，主控系统3计算得出第一待焊接钢管、第二待焊接钢管的接触点的偏移量为向右偏移4mm，发出调节指令控制电机401转动，带动焊接装置M向右平移4mm，完成一次焊点位置调整过程。且调节过程中，可以将第一偏移量、第二偏移量、焊接装置M的移动距离均反馈到显示屏5上，在显示屏5显示偏移后的待焊接钢管与焊接装置M的位置。

5s后，进行下次测量过程，测得第二次调整时相对于上次调整后的第一偏移量为-3mm，第二偏移量为1mm。主控系统3计算得出接触点的偏移量为-1mm，发出调节指令调节使焊接装置M偏移-1mm，即向左移动1mm。且该调整过程可以与上述相同的方式在显示屏5上显示。顺次类推，实现焊点位置的实时调整，且每隔5s在显示屏5上显示一次该时刻第一待焊接钢管、第二待焊接钢管、焊接装置M的位置的画面，多个画面形成可以模拟调整过程的动画。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种焊点位置调整系统，其特征在于，所述系统包括：第一传感器(1)、第二传感器(2)、主控系统(3)、调节装置(4)；

所述第一传感器(1)用于测量第一待焊接钢管的第一偏移量；

所述第二传感器(2)用于测量第二待焊接钢管的第二偏移量；

所述主控系统(3)用于接收并处理所述第一偏移量和所述第二偏移量，获取所述第一待焊接钢管与所述第二待焊接钢管的接触点的偏移量，并根据所述接触点的偏移量，向所述调节装置(4)发出调节指令；

所述调节装置(4)与焊接装置(M)连接，用于根据所述调节指令使所述焊接装置(M)对准偏移后的接触点。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器(1)与所述第二传感器(2)均为位移传感器。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述调节装置(4)包括：电机(401)、传动机构；

所述电机(401)与所述主控系统(3)电性连接；

所述电机(401)与所述传动机构连接，所述传动机构还与所述焊接装置(M)连接，用于移动所述焊接装置(M)。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述传动机构包括：丝杠、固定套装在所述电机(401)的输出轴上的齿轮；

所述丝杠上以螺纹连接方式套装有螺母，且所述螺母的外缘与所述齿轮相啮合；

所述丝杠与所述焊接装置(M)连接，用于使所述焊接装置(M)随所述丝杠进行平移。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述传动机构包括：固定套装在所述电机(401)输出轴上的齿轮、以及与所述齿轮相啮合的直齿条；

所述直齿条与所述焊接装置(M)连接，用于使所述焊接装置(M)随所述直齿条进行平移。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述主控系统(3)电性连接的显示屏(5)，用于显示所述第一偏移量、所述第二偏移量、所述接触点的偏移量。

7.利用权利要求1-6任一项所述的系统进行焊点位置调整的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用所述第一传感器(1)测量第一待焊接钢管的第一偏移量；

利用所述第二传感器(2)测量第二待焊接钢管的第二偏移量；

利用所述主控系统(3)接收并处理所述第一偏移量和所述第二偏移量，获取所述第一待焊接钢管与所述第二待焊接钢管的接触点偏移量，并根据所述接触点偏移量，向所述调节装置(4)发出调节指令；

所述调节装置(4)与焊接装置(M)连接，根据所述调节指令使所述焊接装置(M)对准偏移后的接触点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调节装置(4)包括：电机(401)、传动机构；

所述方法还包括：通过所述主控系统(3)控制所述电机(401)的输出轴的旋转角度。

Images