【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能焊接设备的，具体而言，涉及一种吸附力调节装置、调节方法及智能焊接设备。
技术介绍
1、在现代化的工业生产领域中，智能焊接设备发挥着至关重要的作用，其应用场景广泛且复杂多样。当使用智能焊接设备进行焊接作业时，常常会遇到需要在0至180°的斜坡上开展工作的情况。这种斜坡环境给焊接作业带来了极大的挑战，因为设备在坡度较大的位置进行焊接操作时，不仅要保证焊接过程的精准度和稳定性，还需克服自身下滑的趋势，以确保作业安全和高效进行。并且，经过大量的实践和理论研究发现，设备所需的吸附力大小与坡度之间存在着密切的正相关关系，即坡度越大，为维持设备稳定所需的吸附力也就越大。
2、然而，当前所广泛应用的吸附力装置，其设计和功能存在着较为明显的局限性。这些装置大多采用手动操作的方式，而且仅仅能够实现吸附力的开关量控制，其工作原理大致如下：通过旋转手柄带动与之相连的连杆进行上下移动，连杆的上下运动进而带动磁铁绕轴进行旋转。在此过程中，磁铁与底板之间的间隙(即磁隙)会发生改变，从而实现对吸附力有无的控制。当磁隙较小时，磁力作用明显，吸附力产生；而当磁隙增大时，磁力减弱直至吸附力消失。
3、由于仿真软件尚处于起步阶段，其功能和精度都远未达到能够准确模拟出智能焊接设备在各个坡度下所需吸附力大小的水平。面对这种技术瓶颈，工程师们为了确保设备在斜坡作业时的安全性，采用统一按照最大可能需要的吸附力来提供的方式。从某种程度上来说，这种方法虽然简单直接且在一定程度上保障了设备不会因吸附力不足而发生危险状况，但它也带来了诸多负面
技术实现思路
1、本专利技术解决了以往的吸附力装置多为手动且是简单的开关量控制，只能控制吸附力的有无，无法依据实际坡度精准调节吸附力大小的问题。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种吸附力调节装置、调节方法及智能焊接设备。
3、第一方面，本专利技术提供了一种吸附力调节装置，其能够安装在智能焊接设备上，包括：坡度传感器、调节结构和处理器；
4、所述坡度传感器用于测量智能焊接设备的倾斜角度，并将倾斜角度发送给处理器；
5、所述处理器用于根据倾斜角度计算所需的吸附力，并根据吸附力计算磁铁的转动角度，以及根据计算得到的磁铁的转动角度控制所述调节结构；
6、所述调节结构用于调整磁铁的角度；
7、所述调节结构包括：滑台、连杆、磁铁和旋转轴；
8、所述滑台与所述连杆的一端相连接，所述滑台用于上下移动以带动所述连杆上下移动；所述连杆的另一端与所述磁铁的上表面转动连接，所述磁铁的上表面还设置有旋转轴，所述磁铁通过所述旋转轴转动连接于所述智能焊接设备，使得所述连杆的上下移动能够带动所述磁铁绕所述旋转轴进行旋转运动。
9、可选地，所述调节结构还包括伺服电机与丝杆，所述滑台与丝杆螺纹连接，所述丝杆通过联轴器与伺服电机连接；所述伺服电机与所述处理器的信号连接，用于在接收到所述处理器的指令后，控制所述丝杆转动，进而控制所述滑台上下移动。
10、可选地，所述处理器用于根据以下智能焊接设备的倾斜角度β与所需的吸附力f之间的关系计算所需的吸附力：
11、
12、其中，g为智能焊接设备的重力，h为智能焊接设备的高度，l1为磁铁宽度，l2为磁铁长度，fs为智能焊接设备与作业面之间的摩擦力系数。
13、可选地，所述处理器中，磁铁的角度与吸附力之间的关系采用仿真方式计算出磁铁旋转各个角度时磁铁对作业面的磁力大小，然后利用高次函数对这些插值进行拟合，得出磁铁旋转度数与其能提供的磁力函数关系。
14、可选地，分别模拟磁铁旋转0°、10°、20°、30°和40°的角度，进行建模求解；其中，建模时将作业面的大小范围建立的与两块磁铁最大外形范围一致，求得磁铁对于作业面的吸引力的最小值。
15、可选地，所述处理器具体用于将根据计算得到的磁铁转动角度α转换为所述滑台上下移动的距离b，并根据所述滑台上下移动的距离b控制所述调节结构动作，以调整所述磁铁的角度；
16、其中，所述滑台上下移动的距离b与磁铁转动角度α的关系为：
17、
18、其中，a为旋转轴6到连杆3与磁铁5连接位置之间的距离。
19、第二方面，本专利技术提供了一种吸附力调节方法，应用于上述的吸附力调节装置；该方法包括以下步骤：
20、s1：获取智能焊接设备的倾斜角度；
21、s2：根据倾斜角度，结合已知的智能焊接设备的参数，按照吸附力计算公式来计算出所需的吸附力；
22、其中，吸附力计算公式为：
23、
24、其中，g为智能焊接设备的重力，h为智能焊接设备的高度，l1为磁铁宽度，l2为磁铁长度，fs为智能焊接设备与作业面之间的摩擦力系数，β为倾斜角度，f为吸附力；
25、s3：根据仿真并拟合得出的磁铁旋转度数与磁铁吸附力的函数关系，计算出对应的磁铁转动角度。
26、s4：根据磁铁转动角度与滑台上下移动的距离之间的关系，计算出滑台上下移动的距离b；
27、其中，滑台上下移动的距离与磁铁转动角度的关系为：
28、
29、其中，a为旋转轴6到连杆3与磁铁5连接位置之间的距离，b为滑台上下移动的距离，α为磁铁转动角度；
30、s5：控制滑台按照计算所计算的距离进行上下移动。
31、可选地，步骤s3中，磁铁的角度与吸附力之间的关系采用仿真方式计算出磁铁旋转各个角度时磁铁对作业面的磁力大小，然后利用高次函数对这些插值进行拟合，得出磁铁旋转度数与其能提供的磁力函数关系。
32、可选地，分别模拟磁铁旋转0°、10°、20°、30°和40°的角度，进行建模求解；其中，建模时将作业面的大小范围建立的与两块磁铁最大外形范围一致，求得磁铁对于作业面的吸引力的最小值。
33、第三方面，本专利技术提供了一种智能焊接设备，包括上述的吸附力调节装置，以及底部的行走轮
34、本专利技术的一种吸附力调节装置、调节方法及智能焊接设备的有益效果是：通过坡度传感器、处理器及调节结构，依据倾斜角度实时精确调节吸附力，提升焊接效率与质量，避免焊接缺陷；适应性与稳定性卓越，能在各类坡度的作业面保持稳定吸附，降低滑移与倾覆风险，拓展应用范围，适用于建筑钢结构斜面焊接等场景；优化资源利用并降低成本，精准调节避免吸附力过度，减少能源浪费与部件磨损，节约运行能耗与维护费用；智能化操作便捷，减轻操作人员负担，降低技能要求，操作界面可实时显示关键信息，便于监控；技术创新性强且具前瞻性，填补吸附力精准调节空白，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸附力调节装置，其能够安装在智能焊接设备上，其特征在于，包括：坡度传感器、调节结构和处理器；
2.根据权利要求1所述的吸附力调节装置，其特征在于，所述调节结构还包括伺服电机(7)与丝杆，所述滑台(1)与丝杆螺纹连接，所述丝杆通过联轴器与伺服电机(7)连接；所述伺服电机(7)与所述处理器信号连接，用于在接收到所述处理器的指令后，控制所述丝杆转动，进而控制所述滑台(1)上下移动。
3.根据权利要求1所述的吸附力调节装置，其特征在于，所述处理器用于根据以下智能焊接设备的倾斜角度β与所需的吸附力F之间的关系计算所需的吸附力：
4.根据权利要求1所述的吸附力调节装置，其特征在于，所述处理器中，磁铁的角度与吸附力之间的关系采用仿真方式计算出磁铁旋转各个角度时磁铁对作业面的磁力大小，然后利用高次函数对这些插值进行拟合，得出磁铁旋转度数与其能提供的磁力函数关系。
5.根据权利要求4所述的吸附力调节装置，其特征在于，分别模拟磁铁旋转包括0°、10°、20°、30°和40°的角度，进行建模求解；其中，建模时将作业面的大小范围建立的与两块磁铁最大
6.根据权利要求1所述的吸附力调节装置，其特征在于，所述处理器具体用于将根据计算得到的磁铁转动角度α转换为所述滑台(1)上下移动的距离b，并根据所述滑台(1)上下移动的距离b控制所述调节结构动作，以调整所述磁铁的角度；
7.一种吸附力调节方法，其特征在于，应用于根据权利要求1-6中任一项所述的吸附力调节装置；该方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的吸附力调节方法，其特征在于，步骤S3中，磁铁的角度与吸附力之间的关系采用仿真方式计算出磁铁旋转各个角度时磁铁对作业面的磁力大小，然后利用高次函数对这些插值进行拟合，得出磁铁旋转度数与其能提供的磁力函数关系。
9.根据权利要求8所述的吸附力调节方法，其特征在于，分别模拟磁铁旋转0°、10°、20°、30°和40°的角度，进行建模求解；其中，建模时将作业面的大小范围建立的与两块磁铁最大外形范围一致，求得磁铁对于作业面的吸引力的最小值。
10.一种智能焊接设备，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的吸附力调节装置，以及底部的行走轮(9)。
...【技术特征摘要】
1.一种吸附力调节装置，其能够安装在智能焊接设备上，其特征在于，包括：坡度传感器、调节结构和处理器；
2.根据权利要求1所述的吸附力调节装置，其特征在于，所述调节结构还包括伺服电机(7)与丝杆，所述滑台(1)与丝杆螺纹连接，所述丝杆通过联轴器与伺服电机(7)连接；所述伺服电机(7)与所述处理器信号连接，用于在接收到所述处理器的指令后，控制所述丝杆转动，进而控制所述滑台(1)上下移动。
3.根据权利要求1所述的吸附力调节装置，其特征在于，所述处理器用于根据以下智能焊接设备的倾斜角度β与所需的吸附力f之间的关系计算所需的吸附力：
4.根据权利要求1所述的吸附力调节装置，其特征在于，所述处理器中，磁铁的角度与吸附力之间的关系采用仿真方式计算出磁铁旋转各个角度时磁铁对作业面的磁力大小，然后利用高次函数对这些插值进行拟合，得出磁铁旋转度数与其能提供的磁力函数关系。
5.根据权利要求4所述的吸附力调节装置，其特征在于，分别模拟磁铁旋转包括0°、10°、20°、30°和40°的角度，进行建模求解；其中，建模时将作业面的大小范围建立的与两块磁铁最大外形范围一致...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志明，江恒心，王泽一，王昭华，高峰，汪理仁，徐宁龙，钟于靖，李子健，贾晓虎，杨凡，
申请(专利权)人：中铁九桥工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。