CN112077501A - 可视化的磁吸焊接小车 - Google Patents

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徐辉
李鑫
王锐
张爱军
刘宇
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Abstract

本发明给出了一种可视化的磁吸焊接小车；包括移动小车机构、焊枪调整机构、可视化机构和焊枪夹具；移动小车机构包括外壳、车架、前轮组件、后轮组件和轴距调整组件；焊枪调整机构包括摆动组件、横向调整组件和纵向调节组件；可视化机构包括第一可视组件和第二可视组件；第一可视组件包括第一摄像头和第一支架，第一摄像头通过第一支架固定安装在外壳后部，第一摄像头对准焊接完成的焊缝，第二可视组件包括第二摄像头和第二支架，第二摄像头通过第二支架固定在横向罩体上，第二摄像头对准焊枪夹具的焊枪。通过第一摄像头拍摄焊缝图片与预设模板的焊接外观图片进行对比；通过第二摄像头正对焊接中的焊缝，替代人工现场检测用护目镜进行检测。

Description

可视化的磁吸焊接小车
技术领域
本发明涉及一种可视化的磁吸焊接小车。
背景技术
现有的圆管铁磁性圆管焊接中，利用可视化的磁吸焊接小车与管道之间的磁吸力来保持焊接时的稳定性，焊接小车使用过程中，焊接小车的前轮和后轮放置在管道的一端圆弧上，随着被焊接管道直径的不断增加，管道之间与前后两个车轮接触点的距离不断增加，导致接触力减少，限制磁吸焊接小车的焊接管径，而且焊接时，人工通过防护面罩对焊接实况进行检测，人工要置身于高危、危险的环境中，还容易对视力造成伤害，同时没有对焊缝的质量进行监测，对于焊缝的异常情况及时进行处理，减少返工和无效焊接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带视觉检测、车轮前后间距可以调节的可视化的磁吸焊接小车，本可视化的磁吸焊接小车能够监测焊接实况以及检测焊缝质量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可视化的磁吸焊接小车；
包括移动小车机构、焊枪调整机构、可视化机构和焊枪夹具；
移动小车机构包括外壳、车架、前轮组件、后轮组件和轴距调整组件；
前轮组件包括前轮驱动电机、前车桥、前滑块和两个前车轮，两个前车轮安装在前车桥上，前轮驱动电机固定连接在前滑块上，前轮驱动电机驱动所述前车轮转动，前滑块固定连接在前车桥上；
后轮组件包括后轮驱动电机、后车桥、后滑块和两个后车轮，两个后车轮安装在后车桥上，后轮驱动电机固定连接在后滑块上，后轮驱动电机驱动所述后车轮转动，后滑块固定连接在后车桥上；
轴距调整组件包括距离调节电机、驱动轮、从动轮和皮带，驱动轮和从动轮分别支撑在车架的长度方向两侧，距离调节电机带动驱动轮运转，皮带张紧在驱动轮和从动轮外侧，处于车架宽度方向两侧的皮带分别与前轮组件的前滑块和后轮组件的后滑块固定；
外壳罩在车架上侧；
焊枪调整机构包括摆动组件、横向调整组件和纵向调节组件；
摆动组件包括摆动电机、两段摆动轴和两个摆臂，两个摆臂分别安装在两段摆动轴上，两段摆动轴分别支撑在移动小车机构的外壳两侧，摆动电机固定连接在移动小车机构的外壳上，摆动电机的输出轴上安装有第一摆动齿轮，两个摆动轴的其中一个摆动轴上安装有第二摆动齿轮，第一摆动齿轮与第二摆动齿轮啮合；
横向调整组件包括横向壳体、横向罩体和横向电动推杆，横向壳体分别与摆动组件的两个摆臂固定连接，横向电动推杆安装在横向壳体上，横向电动推杆的推杆端部与横向罩体固定连接，横向电动推杆的走向与移动小车机构的车架宽度方向一致；
纵向调节组件包括纵向电动推杆、纵向固定座和纵向安装架，纵向固定座固定连接在横向调整组件的横向罩体旁侧，纵向电动推杆安装在纵向固定座上，纵向电动推杆的推杆端部与纵向安装架固定连接，纵向电动推杆的走向与横向电动推杆的走向垂直；
焊枪夹具固定连接在纵向调节组件的纵向安装架；
可视化机构包括第一可视组件和第二可视组件；
第一可视组件包括第一摄像头和第一支架，第一摄像头通过第一支架固定安装在移动小车机构的外壳后部，第一摄像头对准焊接完成的焊缝，第二可视组件包括第二摄像头和第二支架，第二摄像头通过第二支架固定在横向调整组件的横向罩体上，第二摄像头对准焊枪夹具的焊枪，第一摄像头和第二摄像头都与外部控制端的显示器电性连接。
作为本可视化的磁吸焊接小车的优选，可视化机构还包括激光测距仪，激光测距仪安装在外壳前部，激光测距仪沿焊接小车运动方向设置在焊枪的前端，激光测距仪用于测量其到待焊接的焊缝之间的距离。
作为本可视化的磁吸焊接小车的优选，横向调整组件的横向壳体上设有第一导轨，横向调整组件的横向罩体设有第一滑块，第一导轨与第一滑块配合。
作为本可视化的磁吸焊接小车的优选，纵向调整组件的纵向固定座上设有第二导轨，纵向调整组件的纵向安装架设有第二滑块，第二导轨与第二滑块配合。
作为本可视化的磁吸焊接小车的优选，外壳前、后端面分别固定连接有把手，把手与绕管道圆周方向的安装铁链配合。
通过第一可视组件的第一摄像头拍摄焊缝图片与预设模板的焊接外观图片进行对比，对焊缝的外观进行检测，第一摄像头与控制端的显示器电性连接；通过第二可视组件的第二摄像头正对焊接中的焊缝，第二摄像头与控制端的显示器电性连接，第二摄像头用于显示焊接实况，替代人工现场检测用护目镜进行检测。
另外设置激光测距仪用来检测激光测距仪到焊缝的距离间接得出焊枪到待焊接焊缝之间的距离，焊枪调整机构对焊枪与待焊接焊缝之间的距离进行调节，提高焊接质量。
本可视化的磁吸焊接小车的有益效果如下：调整对移动小车机构进行设计，设置前车轮、后车轮单独传动，前支撑架连接板和后支撑架连接板之间的距离可调从而前后轮之间的距离能够调节，在针对不同管径的管道进行焊接是，前后轮与管道接触点在竖直平面的夹角控制在预设范围内，保证前后轮与管道相对运动时的接触力，适应更大范围管径的管道焊接。
附图说明
图1是本可视化的磁吸焊接小车实施例焊枪调整机构、可视化机构、焊枪夹具及外壳的立体图。
图2是本可视化的磁吸焊接小车实施例移动小车机构的立体图之一。
图3是本可视化的磁吸焊接小车实施例移动小车机构的立体图之二。
图4是本可视化的磁吸焊接小车实施例的立体图。
图5是本可视化的磁吸焊接小车实施例焊枪调整机构和外壳的立体图。
图6是本可视化的磁吸焊接小车实施例第一摆动齿轮与第二摆动齿轮啮合示意图。
具体实施方式
如图1至6所示(图2和图3中省略了移动小车机构的外壳150和把手160)。
本可视化的磁吸焊接小车包括移动小车机构、焊枪调整机构、可视化机构和焊枪夹具300。
移动小车机构包括外壳150、车架、前轮组件、后轮组件和轴距调整组件。
前轮组件包括前轮驱动电机111、前车桥113、前滑块114和两个前车轮112，两个前车轮112安装在前车桥113上，前轮驱动电机111通过螺栓固定在前滑块114上，前轮驱动电机111通过带传动机驱动前车轮112转动，前滑块114焊接在前车桥113上。
后轮组件包括后轮驱动电机121、后车桥123、后滑块124和两个后车轮121，两个后车轮121安装在后车桥123上，后轮驱动电机121通过螺栓固定在后滑块124上，后轮驱动电机121通过带传动机驱动后车轮121转动，后滑块124焊接在后车桥123上。
车架包括前支撑架连接板131、后支撑架连接架132、第一导轨板133和第二导轨板134，第一导轨板133、第二导轨板134间隔设置且处于同一水平位置，前支撑架连接板131、后支撑架连接架132类似工字型连接板，前支撑架连接板131和后支撑架连接架132依次前后布置，前支撑架连接板131和后支撑架连接架132两端分别焊接在第一导轨板133和第二导轨板134，前支撑架连接板131的上部、后支撑架连接架132的上部均绕过第一导轨板133第二导轨板134的间隙，第一导轨板133和第二导轨板134构成与车架长度方向一致的滑轨，前轮组件的前滑块114和后轮组件的后滑块124分别与滑轨配合。
轴距调整组件包括距离调节电机141、驱动轮142、从动轮143和皮带144，驱动轮142和从动轮143分别支撑在车架的长度方向两侧，距离调节电机141带动驱动轮142运转，皮带144张紧在驱动轮142和从动轮143外侧，处于车架宽度方向两侧的皮带144分别通过定位块145与前轮组件的前滑块114和后轮组件的后滑块124固定。
外壳150罩在车架上侧，把手160设置在安装外壳150的前后端，安装铁链绕管道圆周方向连接在本可视化的磁吸焊接小车的两端把手160上。
所述焊枪夹具300通过焊枪调整机构设置在移动小车机构上。
焊枪调整机构包括摆动组件、横向调整组件和纵向调节组件。
摆动组件包括摆动电机211、两段摆动轴212和两个摆臂213，两个摆臂213分别固定安装在两段摆动轴212上，两段摆动轴212分别支撑在移动小车机构的外壳150左右两侧，摆动电机211通过螺栓固定在移动小车机构的外壳150上，摆动电机211的输出轴上安装有第一摆动齿轮214，两个摆动轴212的其中一个摆动轴212上安装有第二摆动齿轮215，第一摆动齿轮214与第二摆动齿轮215啮合。
横向调整组件包括横向壳体221、横向罩体222和横向电动推杆223，横向壳体221分别与摆动组件的两个摆臂213焊接固定，横向电动推杆223安装在横向壳体221上，横向电动推杆223的推杆端部与横向罩体222焊接固定，横向电动推杆223的走向与移动小车机构的车架宽度方向一致。
横向调整组件的横向壳体221上通过螺栓固定有第一导轨，横向调整组件的横向罩体222通过螺栓固定有第一滑块，第一导轨与第一滑块配合(第一导轨与第一滑块设置在横向壳体221和横向罩体222内侧，图中未能示出)。
纵向调节组件包括纵向电动推杆231、纵向固定座232和纵向安装架233，纵向固定座232焊接固定在横向调整组件的横向罩体222旁侧，纵向电动推杆231安装在纵向固定座232上，纵向电动推杆231的推杆端部与纵向安装架233焊接固定，纵向电动推杆231的走向与横向电动推杆223的走向垂直。
纵向调整组件的纵向固定座232上设有第二导轨，纵向调整组件的纵向安装架233设有第二滑块，第二导轨与第二滑块配合(图中未能示出第二导轨与第二滑块)。
焊枪夹具300焊接固定在纵向调节组件的纵向安装架233，从而焊接夹具具有三个方向的自由度。
可视化机构包括第一可视组件、第二可视组件和激光测距仪431。
第一可视组件包括第一摄像头411和第一支架412，第一支架412一端焊接在移动小车机构的外壳150后部，第一支架412另一端与第一摄像头411固定，第一摄像头411对准焊接完成的焊缝，第一可视组件用于检测焊缝质量。
第二可视组件包括第二摄像头421和第二支架422，第二支架422一端焊接在横向调整组件的横向罩体222上，第二支架422另一端与第二摄像头421固定，第二摄像头421对准焊枪夹具300的焊枪，第一摄像头411和第二摄像头421都与外部控制端的显示器电性连接，第二可视组件用于显示焊接实况。
激光测距仪431通过第三支架432安装在外壳150前部，激光测距仪431沿本可视化的磁吸焊接小车运动方向设置在焊枪的前端，激光测距仪431用于测量其到待焊接的焊缝之间的距离，激光测距仪431将检测结果传递到外部控制端中，外部控制端控制焊枪调整机构对焊枪与待焊接焊缝之间的距离进行微调(激光测距仪431安装时，激光测距仪431发出的光线通过的待焊接焊缝的中心，激光测距仪431的光线与管道的中心轴线相交，从而便于对激光测距仪431进行安装和调节)。
使用时，通过移动小车机构可以达到调整本可视化的磁吸焊接小车轴距的目的，具体为：启动轴距调整组件的距离调节电机141，距离调节电机141带动皮带144运转，皮带144顺时针转动时，前轮组件的前滑块114和后轮组件的后滑块124在皮带144带动下向彼此远离的方向移动，增大本可视化的磁吸焊接小车的轴距；皮带144逆时针转动时，前轮组件的前滑块114和后轮组件的后滑块124在皮带144带动下相向移动，减小本可视化的磁吸焊接小车的轴距；
再利用焊枪调整机构完成焊枪夹具300定位，具体为：摆动组件的摆动电机211启动，第一摆动齿轮214与第二摆动齿轮215啮合使摆臂213转动，继而带动调节纵向调节组件、横向调整组件及焊枪夹具300相对移动小车机构的角度偏转，启动横向调整组件的横向电动推杆223，横向壳体221和横向罩体222相对水平位置发生改变；同理，启动纵向电动推杆231，纵向固定座232和纵向安装架233相对竖直位置发生改变。
以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可视化的磁吸焊接小车，其特征为：
包括移动小车机构、焊枪调整机构、可视化机构和焊枪夹具；
移动小车机构包括外壳、车架、前轮组件、后轮组件和轴距调整组件；
前轮组件包括前轮驱动电机、前车桥、前滑块和两个前车轮，两个前车轮安装在前车桥上，前轮驱动电机固定连接在前滑块上，前轮驱动电机驱动所述前车轮转动，前滑块固定连接在前车桥上；
后轮组件包括后轮驱动电机、后车桥、后滑块和两个后车轮，两个后车轮安装在后车桥上，后轮驱动电机固定连接在后滑块上，后轮驱动电机驱动所述后车轮转动，后滑块固定连接在后车桥上；
轴距调整组件包括距离调节电机、驱动轮、从动轮和皮带，驱动轮和从动轮分别支撑在车架的长度方向两侧，距离调节电机带动驱动轮运转，皮带张紧在驱动轮和从动轮外侧，处于车架宽度方向两侧的皮带分别与前轮组件的前滑块和后轮组件的后滑块固定；
外壳罩在车架上侧；
焊枪调整机构包括摆动组件、横向调整组件和纵向调节组件；
摆动组件包括摆动电机、两段摆动轴和两个摆臂，两个摆臂分别安装在两段摆动轴上，两段摆动轴分别支撑在移动小车机构的外壳两侧，摆动电机固定连接在移动小车机构的外壳上，摆动电机的输出轴上安装有第一摆动齿轮，两个摆动轴的其中一个摆动轴上安装有第二摆动齿轮，第一摆动齿轮与第二摆动齿轮啮合；
横向调整组件包括横向壳体、横向罩体和横向电动推杆，横向壳体分别与摆动组件的两个摆臂固定连接，横向电动推杆安装在横向壳体上，横向电动推杆的推杆端部与横向罩体固定连接，横向电动推杆的走向与移动小车机构的车架宽度方向一致；
纵向调节组件包括纵向电动推杆、纵向固定座和纵向安装架，纵向固定座固定连接在横向调整组件的横向罩体旁侧，纵向电动推杆安装在纵向固定座上，纵向电动推杆的推杆端部与纵向安装架固定连接，纵向电动推杆的走向与横向电动推杆的走向垂直；
焊枪夹具固定连接在纵向调节组件的纵向安装架；
可视化机构包括第一可视组件和第二可视组件；
第一可视组件包括第一摄像头和第一支架，第一摄像头通过第一支架固定安装在移动小车机构的外壳后部，第一摄像头对准焊接完成的焊缝，第二可视组件包括第二摄像头和第二支架，第二摄像头通过第二支架固定在横向调整组件的横向罩体上，第二摄像头对准焊枪夹具的焊枪，第一摄像头和第二摄像头都与外部控制端的显示器电性连接。
2.根据权利要求1所述的可视化的磁吸焊接小车，其特征是：
可视化机构还包括激光测距仪，激光测距仪安装在外壳前部，激光测距仪沿焊接小车运动方向设置在焊枪的前端，激光测距仪用于测量其到待焊接的焊缝之间的距离。
3.根据权利要求2所述的可视化的磁吸焊接小车，其特征是：
横向调整组件的横向壳体上设有第一导轨，横向调整组件的横向罩体设有第一滑块，第一导轨与第一滑块配合。
4.根据权利要求2所述的可视化的磁吸焊接小车，其特征是：
纵向调整组件的纵向固定座上设有第二导轨，纵向调整组件的纵向安装架设有第二滑块，第二导轨与第二滑块配合。
5.根据权利要求1所述的可视化的磁吸焊接小车，其特征是：
外壳前、后端面分别固定连接有把手，把手与绕管道圆周方向的安装铁链配合。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114801202A (zh) * 2022-06-24 2022-07-29 天津市奥联特钢结构安装工程有限公司 一种塑料焊接活动臂

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