一种基于焊接工程用的多角度焊接系统的制作方法

1.本发明涉及焊接工程技术领域，具体涉及一种基于焊接工程用的多角度焊接系统。


背景技术：

2.焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程，现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。
3.目前在工厂的焊接工程中，对于一些非标件的焊接，往往存在一些不易焊接的部位，由于现有的焊接系统不能实现多角度的调节功能，对一些复杂角度处的不易焊接部位的焊接工作通常采用人工焊接，人工焊接会比较费时费力，且焊接产生的火花容易对人体造成灼伤，为此，我们提出一种基于焊接工程用的多角度焊接系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于焊接工程用的多角度焊接系统，便于实现多角度的焊接工作，减少人工焊接的费时费力，且减少焊接产生的火花对人体造成灼伤的可能。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
6.一种基于焊接工程用的多角度焊接系统，包括多角度焊接装置、单片机控制器和导航系统，所述单片机控制器与导航系统电连接，所述多角度焊接装置是由自下而上依次设置的承载移动单元、竖向升降调节单元、360
°
旋转调节单元、经向调节单元和焊接单元组成，所述竖向升降调节单元连接在承载移动单元和360
°
旋转调节单元之间，所述经向调节单元连接在360
°
旋转调节单元的顶部，所述焊接单元连接在经向调节单元的端头上；
7.所述竖向升降调节单元为第一电控伸缩杆，所述第一电控伸缩杆与单片机控制器电性输入连接，所述360
°
旋转调节单元的左右两侧均设置有稳定机构。
8.优选地，所述承载移动单元包括配重底座和四组带刹车片的万向轮，四组所述万向轮分别设置在配重底座的底部四角，所述第一电控伸缩杆的底部固定安装在配重底座的顶部上。
9.基于上述技术特征，便于对第一电控伸缩杆的稳定支撑。
10.优选地，所述360
°
旋转调节单元包括承载轴、旋转电机和第一箱体，所述第一电控伸缩杆的顶部动力伸缩端与第一箱体的底部相固接，所述旋转电机安装在第一箱体的内腔底部，所述旋转电机与单片机控制器电性输入连接，所述承载轴固接在旋转电机的顶部动力输出端上，所述承载轴的顶部贯穿第一箱体的顶部，且承载轴与第一箱体转动连接。
11.基于上述技术特征，便于承载轴在第一箱体上进行转动。
12.优选地，所述经向调节单元包括承载套座、啮合孔、第二箱体、齿轮、轴杆和大开口式环齿轮，所述承载套座滑动套接大开口式环齿轮，且承载套座固接在第二箱体的顶部，所
述轴杆转动连接在第二箱体的内腔前后两侧壁之间，且轴杆的前端贯穿第二箱体的前侧壁，所述第二箱体的前侧壁设置有正反转电机，所述正反转电机的后侧动力输出端与轴杆贯穿第二箱体前侧壁的一端相连接，所述正反转电机与单片机控制器电性输入连接。
13.基于上述技术特征，便于控制正反转电机进行开启和关闭工作。
14.优选地，所述啮合孔开设在承载套座的内腔底部，所述齿轮固接在轴杆上，所述齿轮的外部穿过啮合孔与大开口式环齿轮相啮合。
15.基于上述技术特征，便于进行两者之间的啮合传动。
16.优选地，所述大开口式环齿轮的两端头处均固接有限位挡块。
17.基于上述技术特征，便于对大开口式环齿轮经过啮合传动在承载套座上滑动时，在两端头位置进行阻挡限位。
18.优选地，所述大开口式环齿轮的前后两侧壁均设置有圆弧导向滑轨，所述承载套座的内腔前后两侧壁均开设有与圆弧导向滑轨相配合的导向滑槽。
19.基于上述技术特征，通过使圆弧导向滑轨在导向滑槽中滑动，便于对大开口式环齿轮在承载套座上滑动时的导向以及对两者之间的稳定连接。
20.优选地，所述大开口式环齿轮的圆心角大于180
°
。
21.基于上述技术特征，使得焊接单元能够随着大开口式环齿轮从最高端位置移动到最低端位置，做一半的圆周运动。
22.优选地，所述焊接单元包括第二电控伸缩杆、承载板和激光焊枪，所述承载板固接在第二电控伸缩杆的动力伸缩端上，所述激光焊枪固定安装在承载板远离第二电控伸缩杆的一侧壁上，所述激光焊枪和第二电控伸缩杆分别与单片机控制器电性输入连接。
23.基于上述技术特征，便于控制激光焊枪和第二电控伸缩杆进行开启和关闭。
24.优选地，所述稳定机构包括稳定板、第一缓冲弹簧、滑块、稳定杆、第二缓冲弹簧和稳定筒，所述稳定板固接在稳定筒的顶部，所述第一缓冲弹簧、滑块和第二缓冲弹簧自上而下依次设置在稳定筒的内腔，所述稳定杆固接在滑块的底部，所述稳定杆的底部活动贯穿稳定筒的底部，所述第二缓冲弹簧套接在稳定杆上。
25.基于上述技术特征，通过第二缓冲弹簧和第一缓冲弹簧的弹性伸缩作用，对360
°
旋转调节单元、经向调节单元和焊接单元在竖直方向上上下移动时进行柔性缓冲，提高移动时的稳定性。
26.综上所述，本发明包括以下至少一种有益效果：
27.第一、通过经向调节单元便于对焊接单元进行半个经线方向上的任意位置的移动，通过360
°
旋转调节单元便于对焊接单元进行一个纬线方向上的任意位置的移动，从而通过经向调节单元和360
°
旋转调节单元的配合，便于对焊接单元在空间一个球面上任意经线和纬线位置的移动，再通过电控伸缩杆的伸缩调节便于带动激光焊枪沿大开口式环齿轮的直径方向做远离和贴近大开口式环齿轮圆心的移动，即做一个球体任意直径上的位置移动。
28.第二、通过竖向升降调节单元便于对焊接单元、经向调节单元和360
°
旋转调节单元一起进行竖直方向上的位置移动调整。
29.综上，同时上述各单元的协同作用，使得申请公开的一种基于焊接工程用的多角度焊接系统便于实现多角度的焊接工作，减少人工焊接的费时费力，且减少人工焊接产生
的火花对人体造成灼伤的可能。
附图说明
30.图1为本发明的多角度焊接装置的结构示意图一；
31.图2为本发明的多角度焊接装置的结构示意图二；
32.图3为本发明的360
°
旋转调节单元的结构示意图；
33.图4为本发明的焊接单元和经向调节单元的结构示意图；
34.图5为本发明的大开口式环齿轮与承载套座的连接状态示意图一；
35.图6为本发明的大开口式环齿轮与承载套座的连接状态示意图二；
36.图7为本发明的稳定机构的结构示意图；
37.图8为本发明的控制系统原理框图；
38.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
39.1-焊接单元，101-第二电控伸缩杆，102-承载板，103-激光焊枪，2-经向调节单元，201-承载套座，202-啮合孔，203-第二箱体，204-齿轮，205-轴杆，206-大开口式环齿轮，2061-圆弧导向滑轨，207-限位挡块，3-360
°
旋转调节单元，301-承载轴，302-旋转电机，303-第一箱体，4-竖向升降调节单元，5-承载移动单元，6-稳定机构，601-稳定板，602-第一缓冲弹簧，603-滑块，604-稳定杆，605-第二缓冲弹簧，606-稳定筒，7-单片机控制器，8-导航系统。
具体实施方式
40.以下结合附图1-8对本发明作进一步详细说明。
41.本发明提供的一种实施例：一种基于焊接工程用的多角度焊接系统，包括多角度焊接装置、单片机控制器7和导航系统8，多角度焊接装置是由自下而上依次设置的承载移动单元5、竖向升降调节单元4、360
°
旋转调节单元3、经向调节单元2和焊接单元1组成，竖向升降调节单元4连接在承载移动单元5和360
°
旋转调节单元3之间，经向调节单元2连接在360
°
旋转调节单元3的顶部，焊接单元1连接在经向调节单元2的端头上；竖向升降调节单元4为第一电控伸缩杆，360
°
旋转调节单元3的左右两侧均设置有稳定机构6(参阅说明书附图图1和图2)。
42.承载移动单元5包括配重底座和四组带刹车片的万向轮，四组万向轮分别设置在配重底座的底部四角，便于对多角度焊接装置在地面上进行移动，第一电控伸缩杆的底部固定安装在配重底座的顶部上，便于对第一电控伸缩杆的稳定支撑(参阅说明书附图图1和图2)。
43.360
°
旋转调节单元3包括承载轴301、旋转电机302和第一箱体303，第一电控伸缩杆的顶部动力伸缩端与第一箱体303的底部相固接，旋转电机302安装在第一箱体303的内腔底部，承载轴301固接在旋转电机302的顶部动力输出端上，承载轴301的顶部贯穿第一箱体303的顶部，且承载轴301与第一箱体303转动连接，通过旋转电机302工作提供驱动力，便于带动承载轴301在第一箱体303上进行转动(参阅说明书附图图3)。
44.经向调节单元2包括承载套座201、啮合孔202、第二箱体203、齿轮204、轴杆205和大开口式环齿轮206，第二箱体203的底部与承载轴301贯穿第一箱体303顶部的一端相固
接，承载轴301在第一箱体303上转动时，便于带动经向调节单元2以及在其上的焊接单元1在空间中进行360
°
的旋转调节，承载套座201滑动套接大开口式环齿轮206，且承载套座201固接在第二箱体203的顶部，大开口式环齿轮206的前后两侧壁均设置有圆弧导向滑轨2061，承载套座201的内腔前后两侧壁均开设有与圆弧导向滑轨相配合的导向滑槽，通过使圆弧导向滑轨在导向滑槽中滑动，便于对大开口式环齿轮206在承载套座201上滑动时的导向以及对两者之间的稳定连接(参阅说明书附图图5和图6)。
45.轴杆205转动连接在第二箱体203的内腔前后两侧壁之间，且轴杆205的前端贯穿第二箱体203的前侧壁，第二箱体203的前侧壁设置有正反转电机，正反转电机的后侧动力输出端与轴杆205贯穿第二箱体203前侧壁的一端相连接，啮合孔202开设在承载套座201的内腔底部，齿轮204固接在轴杆205上，齿轮204的外部穿过啮合孔202与大开口式环齿轮206相啮合，通过正反转电机的正反转运动带动轴杆205在第二箱体203中转动，进一步带动齿轮204转动，通过齿轮204与大开口式环齿轮206的啮合进行啮合传动，进而带动大开口式环齿轮206在承载套座201上做沿大开口式环齿轮206圆周方向上的移动，大开口式环齿轮206的圆心角大于180
°
，使得焊接单元1能够随着大开口式环齿轮206从最高端位置移动到最低端位置，做一半的圆周运动，大开口式环齿轮206的两端头处均固接有限位挡块207，便于对大开口式环齿轮206经过啮合传动在承载套座201上滑动时，在两端头位置进行阻挡限位(参阅说明书附图图4)。
46.焊接单元1包括第二电控伸缩杆101、承载板102和激光焊枪103，第二电控伸缩杆101的非动力伸缩端固定安装在大开口式环齿轮206圆周内侧壁的一端头处，承载板102固接在第二电控伸缩杆101的动力伸缩端上，激光焊枪103固定安装在承载板102远离第二电控伸缩杆101的一侧壁上，通过电控伸缩杆101的伸缩调节便于带动激光焊枪103沿大开口式环齿轮206的直径方向做远离和贴近大开口式环齿轮206圆心的运动(参阅说明书附图图4)。
47.稳定机构6包括稳定板601、第一缓冲弹簧602、滑块603、稳定杆604、第二缓冲弹簧605和稳定筒606，稳定板601固接在稳定筒606的顶部，第一缓冲弹簧602、滑块603和第二缓冲弹簧605自上而下依次设置在稳定筒606的内腔，稳定杆604固接在滑块603的底部，稳定杆604与第一箱体303相固接，稳定杆604的底部活动贯穿稳定筒606的底部，稳定杆604活动贯穿稳定筒606底部的一端与配重底座的顶部相固接，第二缓冲弹簧605套接在稳定杆604上，在竖向升降调节单元4进行竖直方向上的伸缩运动时，直接作用力是作用在360
°
旋转调节单元3上，进而带动稳定板601和稳定筒606相对于滑块603进行上下移动，使得稳定杆604相对于稳定筒606在其底部伸长和收缩，从而会使得第二缓冲弹簧605被压缩时，第一缓冲弹簧602弹性复位，第一缓冲弹簧602被压缩时，第二缓冲弹簧605弹性复位，从而通过第二缓冲弹簧605和第一缓冲弹簧602的弹性伸缩作用，便于对360
°
旋转调节单元3、经向调节单元2和焊接单元1在竖直方向上上下移动时进行柔性缓冲，提高移动时的稳定性(参阅说明书附图图7)。
48.单片机控制器7与导航系统8电连接，第一电控伸缩杆、正反转电机、第二电控伸缩杆101、旋转电机302和激光焊枪103分别与单片机控制器7电性输入连接，便于单片机控制器7控制开启和关闭(参阅说明书附图图8)。
49.工作原理：
50.将多角度焊接装置通过万向轮移动到焊接区，对单片机控制器7进行程序设定，通过单片机控制器7控制竖向升降调节单元4进行竖方向上的移动，进一步实现对焊接单元1在竖方向上的移动，通过单片机控制器7控制旋转电机302工作带动承载轴301在第一箱体303上转动，进而带动经向调节单元2和焊接单元1进行空间中的旋转，改变在纬线上的位置，通过单片机控制器7控制正反转电机工作，通过正反转电机带动齿轮204转动，通过齿轮204与大开口式环齿轮206的啮合传动带动大开口式环齿轮206沿其圆周方向在承载套座201上滑动，改变焊接单元1在经线上的位置，通过单片机控制器7控制第二电控伸缩杆101伸缩，同时上述机构的协同作用，便于对激光焊枪103进行多角度调节，在调节到不易焊接的部位时，通过单片机控制器7控制激光焊枪103启动，从而实现多角度的焊接工作，减少人工焊接的费时费力，且减少焊接产生的火花对人体造成灼伤的可能，同时多角度焊接装置根据导航系统8提供的导航信息自主行走，并通过单片机控制器7控制竖向升降调节单元4、旋转电机302、正反转电机和二电控伸缩杆101工作，使得各组成部分得到调节，进而使得角度焊接装置自主避障，向下一个焊接点移动，便于后续持续的焊接工作。
51.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。