CN112091371A - 一种无盲区自动角焊车及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无盲区自动角焊车，由车体、焊接台、行走机构、导向机构、磁控机构、控制箱，位置传感器和焊枪组成，其中行走机构设置在车体底部，焊接台为可转动设置在车体一侧的上平面，焊枪垂直车体的运动方向，一端悬伸出车体外，另一端与焊接台相连接，导向机构为两根，分别设置在车体的前后两侧面上，其一端与车体相连接，另一端悬伸出车体外，控制箱固定设置在车体上，磁控机构设置于车体中，位置传感器为至少2个，分别设置在与车体上的焊接台相对应的另一侧前后上平面边缘上，并与控制箱电连接。本发明结构简单，成本低，能够对现有角焊小车无法完成的角落盲点进行焊接，降低了工人的工作强度，提高了焊接质量。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域，涉及一种焊接设备，尤其涉及一种无盲区自动角焊车及其焊接方法。
背景技术
目前，在工业生产中对复杂结构的焊接施工，尤其是船体分段结构的焊接施工时，由于其装配接缝主要是由大量长度较短且相接的横角焊缝与立角焊缝构成，焊接工作量大，建造工序繁琐。采用自动角焊小车进行焊接，能有效的降低了劳动强度，提高了焊接效率和焊接质量。但是，现如今使用的自动角焊小车，其焊枪只能单纯地固定在角焊小车上，那么对于角焊的两端位置就不能进行焊接，就要通过人工进行焊接，这样增加了劳动强度，也降低了焊接质量，在长直焊缝焊接时，由于装夹的原因，焊缝会产生较小的变形，传统的焊接小车并不能对这些变形有所感知，从而对焊接质量产生影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理，能够弥补传统角焊小车不能焊接的盲区较多问题的无盲区自动角焊车。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种无盲区自动角焊车，由车体8、焊接台1、行走机构5、导向机构2、磁控机构6、控制箱3，位置传感器4和焊枪7组成，其中所述行走机构5设置在车体8底部，用于控制车体8运动，所述焊接台1为可转动设置在车体8一侧的上平面，所述焊枪7垂直车体8的运动方向，一端悬伸出车体8外，另一端与焊接台1相连接，所述导向机构2为两根，分别设置在车体8的前后两侧面上，其一端与车体8相连接，另一端悬伸出车体8外，在车体8运动过程中能够实现同步焊接，所述控制箱3固定设置在车体8上，用于控制车体8的运动和焊枪7的开关，所述磁控机构6设置于车体8中，所述位置传感器4为至少2个，分别设置在与车体8上的焊接台1相对应的另一侧前后上平面边缘上，并与所述控制箱3电连接。
进一步优选技术方案，所述焊接台1由转台步进电机101、第一减速器102、转台103、滑轨104、焊枪夹具105、顶轮106、滑块107、滑台108和弹簧109组成，其中转台103可转动的固定连接在车体8上，转台103的转轴与转台步进电机101上的第一减速器102连接，通过转台步进电机101驱动转台103转动，滑台108固定连接在转台103上，滑块107一侧连接在滑台108上，另一侧设置在滑轨104内，滑轨104与车体8运动方向垂直，滑块107和滑轨104之间还通过一根张紧的弹簧109连接，将滑块107限制在滑轨104的一侧；其中所述滑轨104为带有内部凹槽的轨道114，轨道114的一端依顺连接第一连杆124，第二连杆134，第二连杆134的尾部通过螺栓连接一个顶轮106，第二连杆134与第一连杆(124)的延长线呈5°～10°的角度并平行于车体(8)上表面连接，所述第一连杆124的下方设有与之垂直的第三连杆144，第三连杆144的端部安装有焊枪夹具105，所述焊枪7依顺沿着第一连杆124，第二连杆134方向穿过焊枪夹具105并固定连接；
所述滑台108由旋钮118、丝杠128、上底座138、下底座148、翼板158、滑块107组成，其中上底座138与翼板158通过螺栓进行连接，下底座148与翼板158通过螺栓进行连接，上底座138位于翼板158的上部，下底座148位于翼板158的下部，丝杠128通过轴承与上底座138、下底座148进行连接，头部与旋钮118固定，丝杠128穿过滑块107，丝杠128旋转带动滑块107的上下运动。
进一步优选技术方案，所述导向机构2由导向杆201和导向轮202组成，其中导向杆201的一端与车体8相连接，另一端与导向轮202相连。
进一步优选技术方案，所述控制箱3包括单片机、键盘、显示屏、焊枪开关、电源模块和步进电机驱动器，其中键盘和显示屏设置在控制箱3的外侧面上，单片机的步进电机驱动器设置在控制箱3内，键盘、显示屏、位置感应器4均连接到单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接到焊枪开关电源和步进电机驱动器，步进电机驱动器连接到车体8内的行走步进电机501和转台步进电机101，电源模块连接到单片机、位置传感器4和步进电机驱动器。
进一步优选技术方案，所述行走机构5主要由行走步进电机501、第二减速器503、轴齿轮504、伞形齿轮505、链轮507、链条508、车轮509和轮轴组成，其中轮轴为两根，分别为第一轮轴502和第二轮轴506，车轮509连接在轮轴上，两根轮轴的其中一侧的同侧轮轴端部分别设有一个链轮507，两个链轮507之间通过链条508啮合相连，行走步进电机501的输出轴与第二减速器503相连接，第二减速器503与伞形齿轮505相连接，伞形齿轮505与设置在第一轮轴502上轴齿轮504啮合传动，带动链轮转动，并通过链条508带动第二轮轴506转动，从而带动车体8移动。
进一步优选技术方案，所述磁控机构6主要由磁控把手601、磁铁602、磁铁架603组成，其中磁铁架603和磁铁602固定连接，磁铁602和磁铁架603均设置在车体8内部，磁控把手601设置在与车体8上的焊接台1相对应的另一侧面上，磁控把手601为L形，其中短轴的端部与车体8之间通过转轴转动连接，长轴的端部设有一个手柄，通过手柄转动磁控把手601。磁铁架603的一端与车体8内的转轴固定连接，磁铁架603的另一端通过螺栓连接到磁控把手601的转轴上，同时在车体8上设有一个弧形滑槽，螺栓位于滑槽内，转动手柄带动磁控把手601转动时，弧形槽内的螺栓转动，带动与之相连接的磁铁602转动，磁铁602位置上升，磁铁602与工件之间的磁力减小，便于将整个角焊车从工件上取下。
进一步优选技术方案，所述的单片机采用STM32F103ZET6单片机。
进一步优选技术方案，所述的键盘采用ADC键盘。
进一步优选技术方案，所述的显示屏采用OLED显示屏。
进一步优选技术方案，所述的位置传感器采用接近开关。
本发明的一种无盲区自动角焊车的焊接方法，具体步骤如下：
1、将焊接电源上的起弧信号接入控制箱3中，并在控制箱3上设置焊接速度，焊接方向；
2、调节导向机构2的导向杆201伸出长度，例如焊接方向是从左到右，那么右边的伸出长度要短于左边，反之同理；
3、将角焊车的导向轮202与立板接触，并将角焊车的一侧与焊接初始位置对齐，例如焊接方向是从左到右，那么就需要将角焊车的左侧与焊接初始位置对齐，反之同理。
4、安装焊枪7使得焊丝对准焊缝中心，并使得顶轮106与立板接触，按下控制箱3的开始，进行自动焊；
5、位置传感器4触碰到设定的焊接结束位置，角焊车即会完成焊接动作。
与现有技术相比较，本发明的优点和有益效果：
1、本发明的无盲区自动角焊车的结构简单，成本较低，操作方便易学，符合工业生产需求。
2、本发明的无盲区自动角焊车能够对现有角焊小车无法完成的角落盲点进行焊接，无需人工进行焊接，极大的降低了工人的工作强度，提高了焊接质量。
3、本发明的无盲区自动角焊车利用转台和行走机构的配合，整个焊接过程一次完成，有效的避免了二次焊接导致的焊缝变形等问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的主视结构示意图。
图3为焊接台结构示意图。
图4为滑台结构示意图。
图5为行走机构结构示意图。
图6为磁控机构结构示意图。
图7为磁铁安位置示意图。
图8是磁铁连接示意图。
图9是控制箱构成示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征与优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施案例做详细的说明。
如图1至图2所示，为本发明的一种无盲区自动角焊车，由车体8、焊接台1、行走机构5、导向机构2、磁控机构6、控制箱3，位置传感器4和焊枪7组成，其中所述行走机构5设置在车体8底部，用于控制车体8运动，所述焊接台1为可转动设置在车体8一侧的上平面，所述焊枪7垂直车体8的运动方向，一端悬伸出车体8外，另一端与焊接台1相连接，所述导向机构2为两根，分别设置在车体8的前后两侧面上，其一端与车体8相连接，另一端悬伸出车体8外，在车体8运动过程中能够实现同步焊接，所述控制箱3固定设置在车体8上，用于控制车体8的运动和焊枪7的开关，所述磁控机构6设置于车体8中，通过磁力对车体8的重量进行控制，提高车体8整体的稳定性，所述位置传感器4为至少2个，分别设置在与车体8上的焊接台1相对应的另一侧前后上平面边缘上，并与所述控制箱3电连接。
所述导向机构2由导向杆201和导向轮202组成，其中导向杆201的一端与车体8相连接，另一端与导向轮202相连。
如图3所示，焊接台1由转台步进电机101、第一减速器102、转台103、滑轨104、焊枪夹具105、顶轮106、滑块107、滑台108和弹簧109组成，其中转台103可转动的固定连接在车体8上，转台103的转轴与转台步进电机101上的第一减速器102连接，通过转台步进电机101驱动转台103转动。滑台108固定连接在转台103上，滑块107一侧连接在滑台108上，另一侧设置在滑轨104内，滑轨104与车体8运动方向垂直，滑块107和滑轨104之间还通过一根张紧的弹簧109连接，将滑块107限制在滑轨104的一侧。
其中所述滑轨104为带有内部凹槽的轨道114，轨道114的一端依顺连接第一连杆124，第二连杆134，第二连杆134的尾部通过螺栓连接一个顶轮106，第二连杆134与第一连杆124的延长线呈5°～10°的角度并平行于车体8上表面连接，所述第一连杆124的下方设有与之垂直的第三连杆144，第三连杆144的端部安装有焊枪夹具105，所述焊枪7依顺沿着第一连杆124，第二连杆134方向穿过焊枪夹具105并固定连接。
如图4所示，滑台108是由旋钮118、丝杠128、上底座138、下底座148、翼板158、滑块107组成。其中上底座138与翼板158通过螺栓进行连接，下底座148与翼板158通过螺栓进行连接，上底座138位于翼板158的上部，下底座148位于翼板158的下部。丝杠128通过轴承与上底座138、下底座148进行连接，头部与旋钮118固定。丝杠128穿过滑块107，丝杠128旋转带动滑块107的上下运动。
如图5所示，行走机构5主要由行走步进电机501、第二减速器503、轴齿轮504、伞形齿轮505、链轮507、链条508、车轮509和轮轴组成，其中轮轴为两根，分别为第一轮轴502和第二轮轴506，车轮509连接在轮轴上，两根轮轴的其中一侧的同侧轮轴端部分别设有一个链轮507，两个链轮507之间通过链条508啮合相连，行走步进电机501的输出轴与第二减速器503相连接，第二减速器503与伞形齿轮505相连接，伞形齿轮505与设置在第一轮轴502上轴齿轮504啮合传动，带动链轮转动，并通过链条508带动第二轮轴506转动，从而带动车体8移动。
如图6，图7，图8所示，磁控机构6主要由磁控把手601、磁铁602、磁铁架603组成，其中磁铁架603和磁铁602固定连接，磁铁602和磁铁架603均设置在车体8内部，磁控把手601设置在与车体8上的焊接台1相对应的另一侧面上，磁控把手601为L形，其中短轴的端部与车体8之间通过转轴转动连接，长轴的端部设有一个手柄，通过手柄转动磁控把手601。磁铁架603的一端与车体8内的转轴固定连接，磁铁架603的另一端通过螺栓连接到磁控把手601的转轴上，同时在车体8上设有一个弧形滑槽，螺栓位于滑槽内，转动手柄带动磁控把手601转动时，弧形槽内的螺栓转动，带动与之相连接的磁铁602转动，磁铁602位置上升，磁铁602与工件之间的磁力减小，便于将整个角焊车从工件上取下。
如图9所示，控制箱3主要包括单片机、键盘、显示屏、焊枪开关、电源模块和步进电机驱动器，其中键盘和显示屏设置在控制箱3的外侧面上，单片机的步进电机驱动器设置在控制箱3内，键盘、显示屏、位置感应器4(即接近开关)均连接到单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接到焊枪开关电源和步进电机驱动器，步进电机驱动器连接到车体8内的行走步进电机501和转台步进电机101，电源模块连接到单片机、位置传感器4(即接近开关)和步进电机驱动器。
本发明中的单片机采用的是STM32F103ZET6单片机，键盘采用ADC键盘，显示屏采用OLED显示屏，所述的位置传感器采用接近开关。
本发明在实际焊接时，首先根据焊接要求，需要进行焊接的为底板、立板或者底板与立板连接处的直线焊接，下面以平角焊为例进行说明：
本发明的一种无盲区自动角焊车的焊接方法，具体步骤如下：
1、将焊接电源上的起弧信号接入控制箱3中，并在控制箱3上设置焊接速度，焊接方向；
2、调节导向机构2的导向杆201伸出长度，例如焊接方向是从左到右，那么右边的伸出长度要短于左边，反之同理；
3、将角焊车的导向轮202与立板接触，并将角焊车的一侧与焊接初始位置对齐，例如焊接方向是从左到右，那么就需要将角焊车的左侧与焊接初始位置对齐，反之同理。
4、安装焊枪7使得焊丝对准焊缝中心，并使得顶轮106与立板接触，按下控制箱3的开始，进行自动焊；
5、位置传感器4触碰到设定的焊接结束位置，角焊车即会完成焊接动作。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神与范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种无盲区自动角焊车，其特征在于，由车体(8)、焊接台(1)、行走机构(5)、导向机构(2)、磁控机构(6)、控制箱(3)，位置传感器(4)和焊枪(7)组成，其中所述行走机构(5)设置在车体(8)底部，用于控制车体(8)运动，所述焊接台(1)为可转动设置在车体(8)一侧的上平面，所述焊枪(7)垂直车体(8)的运动方向，一端悬伸出车体(8)外，另一端与焊接台(1)相连接，所述导向机构(2)为两根，分别设置在车体(8)的前后两侧面上，其一端与车体(8)相连接，另一端悬伸出车体(8)外，在车体(8)运动过程中能够实现同步焊接，所述控制箱(3)固定设置在车体(8)上，用于控制车体(8)的运动和焊枪(7)的开关，所述磁控机构(6)设置于车体(8)中，所述位置传感器(4)为至少2个，分别设置在与车体(8)上的焊接台(1)相对应的另一侧前后上平面边缘上，并与所述控制箱(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述焊接台(1)由转台步进电机(101)、第一减速器(102)、转台(103)、滑轨(104)、焊枪夹具(105)、顶轮(106)、滑块(107)、滑台(108)和弹簧(109)组成，其中转台(103)可转动的固定连接在车体(8)上，转台(103)的转轴与转台步进电机(101)上的第一减速器(102)连接，通过转台步进电机(101(驱动转台(103)转动，滑台(108)固定连接在转台(103)上，滑块(107)一侧连接在滑台(108)上，另一侧设置在滑轨(104)内，滑轨(104)与车体(8)运动方向垂直，滑块(107)和滑轨(104)之间还通过一根张紧的弹簧(109)连接，将滑块(107)限制在滑轨(104)的一侧；其中所述滑轨(104)为带有内部凹槽的轨道(114)，轨道(114)的一端依顺连接第一连杆(124)，第二连杆(134)，第二连杆(134)的尾部通过螺栓连接一个顶轮(106)，第二连杆(134)与第一连杆(124)的延长线呈5°～10°的角度并平行于车体(8)上表面连接，所述第一连杆(124)的下方设有与之垂直的第三连杆(144)，第三连杆(144)的端部安装有焊枪夹具(105)，所述焊枪(7)依顺沿着第一连杆(124)，第二连杆(134)方向穿过焊枪夹具(105)并固定连接；所述滑台(108)由旋钮(118)、丝杠(128)、上底座(138)、下底座(148)、翼板(158)、滑块(107)组成，其中上底座(138)与翼板(158)通过螺栓进行连接，下底座(148)与翼板(158)通过螺栓进行连接，上底座(138)位于翼板(158)的上部，下底座(148)位于翼板(158)的下部，丝杠(128)通过轴承与上底座(138)、下底座(148)进行连接，头部与旋钮(118)固定，丝杠(128)穿过滑块(107)，丝杠(128)旋转带动滑块(107)的上下运动。
3.根据权利要求1所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述导向机构(2)由导向杆(201)和导向轮(202)组成，其中导向杆(201)的一端与车体(8)相连接，另一端与导向轮(202)相连。
4.根据权利要求1所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述控制箱(3)包括单片机、键盘、显示屏、焊枪开关、电源模块和步进电机驱动器，其中键盘和显示屏设置在控制箱(3)的外侧面上，单片机的步进电机驱动器设置在控制箱(3)内，键盘、显示屏、位置感应器(4)均连接到单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接到焊枪开关电源和步进电机驱动器，步进电机驱动器连接到车体(8)内的行走步进电机(501)和转台步进电机(101)，电源模块连接到单片机、位置传感器(4)和步进电机驱动器。
5.根据权利要求1所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述行走机构(5)主要由行走步进电机(501)、第二减速器(503)、轴齿轮(504)、伞形齿轮(505)、链轮(507)、链条(508)、车轮(509)和轮轴组成，其中轮轴为两根，分别为第一轮轴(502)和第二轮轴(506)，车轮(509)连接在轮轴上，两根轮轴的其中一侧的同侧轮轴端部分别设有一个链轮(507)，两个链轮(507)之间通过链条(508)啮合相连，行走步进电机(501)的输出轴与第二减速器(503)相连接，第二减速器(503)与伞形齿轮(505)相连接，伞形齿轮(505)与设置在第一轮轴(502)上轴齿轮(504)啮合传动，带动链轮转动，并通过链条(508)带动第二轮轴(506)转动，从而带动车体(8)移动。
6.根据权利要求1所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述磁控机构(6)主要由磁控把手(601)、磁铁(602)、磁铁架(603)组成，其中磁铁架(603)和磁铁(602)固定连接，磁铁(602)和磁铁架(603)均设置在车体(8)内部，磁控把手(601)设置在与车体(8)上的焊接台(1)相对应的另一侧面上，磁控把手(601)为L形，其中短轴的端部与车体(8)之间通过转轴转动连接，长轴的端部设有一个手柄，通过手柄转动磁控把手(601)；磁铁架(603)的一端与车体(8)内的转轴固定连接，磁铁架(603)的另一端通过螺栓连接到磁控把手(601)的转轴上，同时在车体(8)上设有一个弧形滑槽，螺栓位于滑槽内，转动手柄带动磁控把手(601)转动时，弧形槽内的螺栓转动，带动与之相连接的磁铁(602)转动，磁铁(602)位置上升，磁铁(602)与工件之间的磁力减小，便于将整个角焊车从工件上取下。
7.根据权利要求4所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述的单片机采用STM32F103ZET6单片机。
8.根据权利要求4所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述的键盘采用ADC键盘。
9.根据权利要求4所述的无盲区自动角焊车，其特征在于，所述的显示屏采用OLED显示屏。
10.一种无盲区自动角焊车的焊接方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1、将焊接电源上的起弧信号接入控制箱(3)中，并在控制箱(3)上设置焊接速度，焊接方向；
步骤2、调节导向机构(2)的导向杆(201)伸出长度，例如焊接方向是从左到右，那么右边的伸出长度要短于左边，反之同理；
步骤3、将角焊车的导向轮(202)与立板接触，并将角焊车的一侧与焊接初始位置对齐，例如焊接方向是从左到右，那么就需要将角焊车的左侧与焊接初始位置对齐，反之同理。
步骤4、安装焊枪7使得焊丝对准焊缝中心，并使得顶轮(106)与立板接触，按下控制箱(3)的开始，进行自动焊；
步骤5、位置传感器(4)触碰到设定的焊接结束位置，角焊车即会完成焊接动作。
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|---|---|---|---|---|
| CN113319481A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-08-31 | 南京顶瑞科技有限公司 | 一种适用于流水孔立板的角焊机 |
| CN114769820A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-22 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 一种自动角焊小车 |
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2020
- 2020-09-18 CN CN202010988566.5A patent/CN112091371A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113319481A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-08-31 | 南京顶瑞科技有限公司 | 一种适用于流水孔立板的角焊机 |
| CN114769820A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-22 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 一种自动角焊小车 |
| CN114769820B (zh) * | 2022-05-20 | 2024-04-12 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 一种自动角焊小车 |
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