CN117020515A - 自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种自动焊接装置，属于金属焊接的技术领域。本申请提供了一种自动焊接装置，包括行走模块和焊接模块；行走模块设置有吸附组件，吸附组件可吸附于外部物体表面，以使行走模块可在外部物体表面上行走；焊接模块与行走模块之间通过十字调节器连接，并使得焊接模块可相对于行走模块在垂直于行走方向上活动；焊接模块包括摆动器，以及设置于摆动器的夹持器；夹持器可拆卸且设置有焊接枪；摆动器通过十字调节器与行走模块连接。本申请可以在多种不同的施工场景中进行行走，从而实现自动焊接，并且自动焊接装置的焊接模块设置有摆动器，可以使得焊接枪在焊接过程中，沿垂直于焊缝的方向自由摆动，从而提高自动焊接的焊接质量。

Description

自动焊接装置

技术领域

本申请涉及金属焊接的技术领域，尤其涉及一种自动焊接装置。

背景技术

常规的钢结构加固方法，包含加大截面法、粘钢或粘贴碳纤维加固。其中，加大构件截面的加固方法涉及面广，施工较为简便，尤其在满足一定前提条件下，还可在负荷状态下加固，因而在钢结构加固中，尤其是对于承载力差值相对较大的构件，加大截面法是最常用的方法。

在现有技术中，钢结构的加大截面做法需要在原有的钢结构上采用焊接的方式增加加固件，以提高原有结构的横截面，提升原有结构的承载力。

受制于焊接条件，尤其是在负荷状态下加固的情形中，需要直接在施工现场进行焊接，因此大多采用人工焊接的方法。然而，加大截面法涉及大量钢结构的焊接施工，并且对施工要求和施工技艺要求高，导致采用人工焊接的人工成本高、焊接效率慢且焊接质量不稳定。同时，加大截面工艺往往涉及高处作业，因此，人工焊接的方式还会产生安全隐患。

针对上述问题现有技术中往往采用自动焊接小车以替代人工焊接的方式，然而，现有的焊接小车需要适配特定的使用条件，例如，体积质量大仅能在地面进行自动焊接，焊接质量可控性较差，焊接过程需要较大空间，难以适应加大截面法的大部分施工场景。

发明内容

本申请的目的在于解决现有技术中，自动焊接装置普适性差、焊接质量不稳定的问题。因此，本申请提供了一种自动焊接装置，可以在多种不同的施工场景中进行行走和自动焊接，并且自动焊接装置的焊接模块设置有摆动器，可以使得焊接枪在焊接过程中，沿垂直于焊缝的方向自由摆动，从而提高自动焊接的焊接质量。

本申请实施例提供一种自动焊接装置，包括行走模块以及设置于所述行走模块的焊接模块；

所述行走模块包括多个行走轮和支撑所述多个行走轮的支架，所述行走模块还设置有吸附组件，所述吸附组件可吸附于外部物体表面，以使所述行走模块可在所述外部物体表面上行走，并具有行走方向；

所述焊接模块与所述行走模块之间通过十字调节器连接，并使得所述焊接模块可相对于所述行走模块在垂直于所述行走方向上活动；

所述焊接模块包括摆动器，以及设置于所述摆动器的夹持器；所述夹持器可拆卸设置有焊接枪；所述摆动器通过所述十字调节器与所述行走模块连接。

采用上述技术方案，自动焊接装置具有设置有吸附组件的行走模块，使得自动焊接装置可以在倒置、倾斜的物体表面上稳定地行走，从而可以对在不同焊接位置的施工场景中实现自动焊接的功能。同时，行走模块通过十字调节器连接有焊接模块，从而可以自由调节焊接模块相对于行走模块的位置，以保证焊接模块能够伸向需要焊接的位置。进一步的，焊接模块设置有摆动器可以使得焊接模块的焊接枪可以在焊接时相对于焊接方向垂直摆动，从而提高焊接模块的焊接效果。

在一些实施例中，所述吸附组件设置于所述支架内，并位于所述多个行走轮之间，所述吸附组件设置为电磁铁。通过吸附组件与外部物体之间的磁力，可以使得行走模块能够稳定地在外部物体上行走。同时，吸附组件设置为电磁铁可以自由控制吸附组件吸附力，一方面，可以加大磁力保证行走模块行走的稳定性和可靠性；另一方面，可以减小磁力便于行走模块与外部物体分离或调整行走模块的行走姿态。

在一些实施例中，所述吸附组件设置为多个电磁铁，并设置于所述多个行走轮的表面，使得所述多个行走轮均为磁吸轮。通过磁吸轮直接吸附于外部物体，可以使得行走模块能够稳定地在外部物体上行走。同时，吸附组件设置为电磁铁可以自由控制吸附组件吸附力，一方面，可以加大磁力保证行走模块行走的稳定性和可靠性；另一方面，可以减小磁力便于行走模块与外部物体分离或调整行走模块的行走姿态。

在一些实施例中，所述支架连接有控制模块，所述控制模块分别与所述吸附组件、所述行走模块和所述摆动器连接，以控制所述吸附组件的吸附力、所述多个行走轮的行走以及所述摆动器的摆动。

采用上述技术方案，可以通过控制模块设置行走模块的行走轨迹，同时设置摆动器的摆动方向和摆动幅度，可以保证自动焊接装置的运动轨迹与焊缝的延伸方向相同，并且可以根据焊缝的具体情况调节摆动器的摆动方向和摆动幅度，保证了自动焊接的准确性和焊接质量。

在一些实施例中，所述支架连接有辅助模块，所述辅助模块包括与所述多个行走轮相对设置的至少一个辅助轮，以及连接所述至少一个辅助轮和所述支架的调节机构，所述调节机构用于调节所述至少一个辅助轮与所述多个行走轮之间的相对距离。

采用上述技术方案，一方面，至少一个辅助轮与多个行走轮之间的相对设置，从而可以夹持于板状结构的边缘，可以避免吸附组件失效，导致自动焊接装置掉落出现的安全隐患；另一方面，行走模块可以通过至少一个辅助轮进一步增强行走模块运动过程的稳定性，减小了摆动器摆动时对行走模块的稳定性的影响，保证焊接质量。

在一些实施例中，所述调节机构的外壁套设导向轮，所述导向轮的旋转方向与所述至少一个辅助轮的旋转方向垂直。可以进一步增强辅助模块对行走模块稳定性的增强作用，同时还能够对行走模块的运动轨迹起到限位作用，保证行走模块行走轨迹的准确性。

在一些实施例中，所述多个行走轮设置为4个，且所述多个行走轮的表面设置有橡胶轮圈。

采用上述技术方案，一方面，多个行走轮的表面设置有橡胶轮圈，从而可以避免多个行走轮在行走过程中磨损或者划伤其他物体表面(例如，钢材表面的氧化保护层)；另一方面，橡胶轮圈可以增强多个行走轮与其他物体表面之间的摩擦力，进一步保证了自动焊接模块行走过程中的稳定性以及运动轨迹的准确性。

在一些实施例中，所述焊接枪设置为角度焊接枪，所述角度焊接枪的焊接枪头的朝向与所述角度焊接枪的焊接枪杆的长度方向之间具有倾斜角。可克服自动焊接施工场景中焊接空间狭窄或存在焊接角度常规焊枪无法实施的焊缝，提高自动焊接装置的适用性。

在一些实施例中，所述焊接模块位于所述行走模块沿其行走方向的一端，且所述夹持器与所述摆动器之间设置有转向连接件，使得所述夹持器与所述摆动器之间的角度可调。

在一些实施例中，所述行走模块的一侧设置有手柄，且所述手柄位于所述控制模块上方。一方面可以避免手柄与控制模块出现干涉；另一方面，通过手柄自由调整和操作自动焊接模块的位置，同时可以在操作控制模块时，通过手柄扶持自动焊接装置，以保证在操作控制模块过程中，自动焊接装置位置的稳定性。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自动焊接装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自动焊接装置另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自动焊接装置在使用过程中的结构主视图；

图4为本发明实施例提供的自动焊接装置在使用过程中的结构侧视图。

附图标记说明：

1、行走模块；

11、行走轮； 12、支架；

13、控制模块； 131、控制按键； 132、接线口；

14、辅助模块；

141、辅助轮； 142、调节机构； 143、导向轮；

15、手柄； 16、驱动组件；

2、焊接模块；

21、摆动器；22、夹持器；

23、焊接枪；231、焊接枪头；232、焊接枪杆；

24、转向连接件；

3、十字调节器；

31、横轴；32、竖轴；33、锁紧件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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的实施方式作进一步地详细描述。

请参见图1和图2，图1为本发明实施例提供的自动焊接装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的自动焊接装置另一视角的结构示意图。

如图1和图2所示，本申请实施例提供一种自动焊接装置，包括行走模块1以及设置于行走模块1的焊接模块2。

行走模块1包括多个行走轮11和支撑所述多个行走轮11的支架12，行走模块1还设置有吸附组件，吸附组件可吸附于外部物体表面，以使行走模块1可在外部物体表面上行走，并具有行走方向。

焊接模块2与行走模块1之间通过十字调节器3连接，并使得焊接模块2可相对于行走模块1在垂直于行走方向上活动。

焊接模块2包括摆动器21，以及设置于摆动器21的夹持器22；夹持器22可拆卸设置有焊接枪23；摆动器21通过十字调节器3与行走模块1连接。

其中，自动焊接装置具有设置有吸附组件的行走模块1，使得自动焊接装置可以在倒置、倾斜的物体表面上稳定地行走，从而可以对在不同焊接位置的施工场景中实现自动焊接的功能。同时，行走模块1通过十字调节器3连接有焊接模块2，从而可以自由调节焊接模块2相对于行走模块1的位置，以保证焊接模块2能够伸向需要焊接的位置。进一步的，焊接模块2设置有摆动器21可以使得焊接模块2的焊接枪23可以在焊接时相对于焊接方向(或可以理解为，焊缝的延伸方向)垂直摆动，从而提高焊接模块2的焊接效果。

请参阅图3和图4，图3为本发明实施例提供的自动焊接装置在使用过程中的结构主视图，图4为本发明实施例提供的自动焊接装置在使用过程中的结构侧视图。

如图3和图4所示，并结合图1和图2予以理解，在一个实用场景中，需要在原有的钢结构上焊接T型钢材，首先将T型钢材抵接固定于需要焊接的位置，此时T型钢材与原有的钢结构形成水平开口的凹槽，其中，焊缝位于凹槽底部与侧壁的相接处。在自动焊接时，自动焊接装置的行走模块1先通过吸附组件吸附在T型钢材的底面，并呈倒置状态设置。然后，通过十字调节器3调节焊接模块2与行走模块1之间的相对位置，使得焊接模块2中的焊接枪23可以伸入空间狭窄的凹槽内，并与焊缝精准对齐。

在进行焊接的过程中，行走模块1多个行走轮11通过吸附组件吸附在T型钢材的底面，并按照设定的路径和速度移动，同时行走模块1上的焊接模块2可以通过摆动器21控制焊接枪23相对于焊缝的延伸方向垂直摆动，从而实现自动焊接，并且确保焊接枪23焊接的焊接质量。

在其他可替代的实施方式中，由于多个行走轮11可以通过吸附组件吸附在物体表面，使得行走模块1可以在不同角度的表面行走。例如：行走模块1可以在水平放置物体的上表面和下表面行走，也可以在竖直或倾斜的表面上行走。从而大大增加了自动焊接装置可应用的场景。同时，行走模块1通过十字调节器3与焊接模块2连接，使得行走模块1仅需在焊缝的附近可以行走即可，再通过十字调节器3和焊接模块2的配合，使得焊接枪23延伸至焊缝的位置进行自动焊接。

进一步的，本领域技术人员可以理解的是，自动模块在焊接过程中，由于摆动器21的设置会使得焊接枪23在焊接过程中会不停地摆动，这会使得行走模块1在行走过程中的稳定性受到影响。然而，本申请实施例采用吸附组件将行走模块1吸附于物体表面，可以增大多个行走轮11与物体表面之间的正压力，从而增强多个行走轮11与物体表面之间摩擦力，可以避免多个行走轮11相对于物体表面出现滑动，而保证行走模块1移动过程中的稳定性和可靠性。

在一个实施方式中，吸附组件设置于支架内，并位于多个行走轮11之间，吸附组件设置为电磁铁。通过吸附组件与外部物体之间的磁力，可以使得行走模块1能够稳定地在外部物体上行走。同时，吸附组件设置为电磁铁可以自由控制吸附组件吸附力，一方面，可以加大磁力保证行走模块1行走的稳定性和可靠性；另一方面，可以减小磁力便于行走模块1与外部物体分离或调整行走模块1的行走姿态。

在其他可替代的实施方式中，吸附组件还可以设置为多个电磁铁，并设置于多个行走轮11的表面，使得多个行走轮11均为磁吸轮。行走模块1可以通过磁吸轮直接吸附于外部物体，可以使得行走模块1能够稳定地在外部物体上行走。同时，吸附组件设置为电磁铁可以自由控制吸附组件吸附力，一方面，可以加大磁力保证行走模块1行走的稳定性和可靠性；另一方面，可以减小磁力便于行走模块1与外部物体分离或调整行走模块的行走姿态。

在一个实施方式中，支架12连接有控制模块13，控制模块13分别与吸附组件、行走模块1和摆动器21连接，以控制吸附组件的吸附力、多个行走轮11的行走以及摆动器21的摆动。使得自动焊接的操作者可以直接通过控制模块13设置行走模块1的行走轨迹，同时设置摆动器21的摆动方向和摆动幅度，可以保证自动焊接装置的运动轨迹与焊缝的延伸方向相同，并且可以根据焊缝的具体情况调节摆动器21的摆动方向和摆动幅度，保证了自动焊接的准确性和焊接质量。

在一个实施方式中，控制模块13包括多个控制按键131和多个接线口132，有利于操作者准确和快速的操作控制模块13。

在其他可替代的实施方式中，控制模块13也可以与支架12为分离设置，且控制模块13通过无线通信(例如，蓝牙)的方式控制吸附组件的吸附力、多个行走轮11的行走以及摆动器21的摆动。有利于更便捷的实现对吸附组件、行走模块1和焊接模块2的控制。

在一个实施方式中，多个行走轮11设置为4个，且多个行走轮11的表面设置有橡胶轮圈(图中未示出)。一方面，行走轮11的表面设置有橡胶轮圈，从而可以避免磁吸轮在行走过程中磨损或者划伤其他物体表面(例如，钢材表面的氧化保护层)，另一方面，橡胶轮圈可以增强磁吸轮与其他物体表面之间的摩擦力，进一步保证了自动焊接模块2行走过程中的稳定性以及运动轨迹的准确性。

在一个实施方式中，支架12还设置有与多个行走轮11连接的驱动组件16，驱动组件16可驱动行走轮11转动。其中，驱动组件16可以独立驱动各个行走轮11转动，以控制行走模块1的移动方向和移动轨迹。在其他可替代的实施方式中，驱动组件16也可以同时驱动行走轮11转动，同时可以驱动行走轮11转向，以控制行走模块1的移动方向和移动轨迹。

在一个实施方式中，支架12连接有辅助模块14，辅助模块14包括与多个行走轮11相对设置的至少一个辅助轮141，以及连接至少一个辅助轮141和支架12的调节机构142，调节机构142用于调节至少一个辅助轮141与多个行走轮11之间的相对距离。

一方面，至少一个辅助轮141与多个行走轮11之间的相对设置，从而可以夹持于板状结构的边缘，可以避免多个行走轮11失效，导致自动焊接装置掉落出现的安全隐患；另一方面，行走模块1可以通过至少一个辅助轮141进一步增强行走模块1运动过程的稳定性，减小了摆动器21摆动时对行走模块1的稳定性的影响，保证焊接质量。

在一个实施方式中，辅助模块14仅设置有一个辅助轮141，且辅助轮141与多个行走轮11的中心相对设置。一方面，保证多个行走轮11在失效的情况下辅助轮141能够防止自动焊接装置直接掉落，造成安全隐患，另一方面，可以简化辅助模块14的结构，缩小辅助模块14的体积，从而使得自动焊接模块2可以适用于更多空间狭窄的焊接场景中，提高自动焊接模块2的适用性。

在一个实施方式中，调节机构142的外壁套设导向轮143，导向轮143的旋转方向与至少一个辅助轮141的旋转方向垂直。可以进一步增强辅助模块14对行走模块1稳定性的增强作用，同时还能够对行走模块1的运动轨迹起到限位作用，保证行走模块1行走轨迹的准确性。

在其他可替代的实施方式中，也可以不设置辅助模块14，最大限度的简化自动焊接装置的结构，减小自动焊接装置的体积，增加自动焊接装置的适用性。

在一个实施方式中，十字调节器3包括相互垂直横轴31和竖轴32，横轴31的一侧与行走模块1固定连接，另一侧与竖轴32活动连接，使得竖轴32可以相对于在横向和竖向上自动调节，竖轴32的上端与焊接模块2连接。其中，横轴31和竖轴32均设置有锁紧件33，以锁紧横轴31和竖轴32之间的相对位置。

在一个实施方式中，焊接枪23设置为角度焊接枪23，角度焊接枪23的焊接枪23头231的朝向与角度焊接枪23的焊接枪23杆232的长度方向之间具有倾斜角。可克服自动焊接施工场景中焊接空间狭窄或存在焊接角度常规焊枪无法实施的焊缝，提高自动焊接装置的适用性。

在使用过程中，角度焊接枪23于夹持器22之间的角度可以调节，从而调节焊接枪23枪头的朝向，有利于灵活调节角度焊接枪23的朝向，以更好的对准焊缝，保证焊接质量。

在一个实施方式中，焊接模块2位于行走模块1沿其行走方向的一端，且夹持器22与摆动器21之间设置有转向连接件24，使得夹持器22与摆动器21之间的角度可调。其中，转向连接件24可以实现夹持器22与摆动器21之间360°的角度调节。在使用过程中，可以将焊接枪23夹持固定于夹持器22，并通过改变夹持器22与摆动器21之间的角度调节焊接枪23相对于行走模块1的角度和姿态，从而使得焊接枪23可以更好地伸入狭小的空间内，对焊缝进行精准焊接，并提高焊接的质量。

在一个实施方式中，行走模块1的一侧设置有手柄15，且手柄15位于控制模块13上方。一方面可以避免手柄15与控制模块13出现干涉；另一方面，通过手柄15自由调整和操作自动焊接模块2的位置，同时可以在操作控制模块13时，通过手柄15扶持自动焊接装置，以保证在操作控制模块13过程中，自动焊接装置位置的稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种自动焊接装置，其特征在于，包括行走模块以及设置于所述行走模块的焊接模块；

所述行走模块包括多个行走轮和支撑所述多个行走轮的支架，所述行走模块还设置有吸附组件，所述吸附组件可吸附于外部物体表面，以使所述行走模块可在所述外部物体表面上行走，并具有行走方向；

所述焊接模块与所述行走模块之间通过十字调节器连接，并使得所述焊接模块可相对于所述行走模块在垂直于所述行走方向上活动；

所述焊接模块包括摆动器，以及设置于所述摆动器的夹持器；所述夹持器可拆卸设置有焊接枪；所述摆动器通过所述十字调节器与所述行走模块连接。

2.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述吸附组件设置于所述支架内，并位于所述多个行走轮之间，所述吸附组件设置为电磁铁。

3.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述吸附组件设置为多个电磁铁，并设置于所述多个行走轮的表面，使得所述多个行走轮均为磁吸轮。

4.根据权利要求1～3任一项所述的自动焊接装置，其特征在于，所述支架连接有控制模块，所述控制模块分别与所述吸附组件、所述行走模块和所述摆动器连接，以控制所述吸附组件的吸附力、所述行走模块的行走以及所述摆动器的摆动。

5.根据权利要求1～3任一项所述的自动焊接装置，其特征在于，所述多个行走轮设置为4个，且所述多个行走轮的表面设置有橡胶轮圈。

6.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述支架连接有辅助模块，所述辅助模块包括与所述多个行走轮相对设置的至少一个辅助轮，以及连接所述至少一个辅助轮和所述支架的调节机构，所述调节机构用于调节所述至少一个辅助轮与所述多个行走轮之间的相对距离。

7.根据权利要求6所述的自动焊接装置，其特征在于，所述调节机构的外壁套设导向轮，所述导向轮的旋转方向与所述至少一个辅助轮的旋转方向垂直。

8.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述焊接枪设置为角度焊接枪，所述角度焊接枪的焊接枪头的朝向与所述角度焊接枪的焊接枪杆的长度方向之间具有倾斜角。

9.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述焊接模块位于所述行走模块沿其行走方向的一端，且所述夹持器与所述摆动器之间设置有转向连接件，使得所述夹持器与所述摆动器之间的角度可调。

10.根据权利要求4所述的自动焊接装置，其特征在于，所述行走模块的一侧设置有手柄，且所述手柄位于所述控制模块上方。