CN101417376B - 太阳集热元件用焊接装置 - Google Patents

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张化明
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Abstract

本发明公开了一种太阳集热元件用焊接装置,本发明包括转盘定位系统和设在转盘定位系统的转盘上的工件定位系统,在转盘定位系统的转盘外并沿转盘转向依次设有支撑架上料系统、吸气环上料系统、吸气环整形系统和成品输送系统,支撑架上料系统与吸气环整形系统之间设有焊接系统。本发明的应用,使太阳能真空集热元件支撑架、吸气环焊接工序的生产成本大大降低,在日产20000支的同样条件下减少了2台点焊设备、7名操作工人,预计每年可节约成本25万元;本发明使产品焊接质量更稳定、外观一致性有了质的飞跃,避免了人为原因造成吸气环的二次污染,从而大大地提高了太阳能真空集热元件的真空品质。

Description

太阳集热元件用焊接装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种太阳集热元件用焊接装置,特别涉及一种太阳集热元件所用支撑 架和吸气环自动焊接装置。
背景技术
[0002] 太阳能集热元件生产过程中的支撑架、吸气环焊接是该产品生产的重点工序,目 前业内全部采用小型点焊机手工焊接,在日产20000支的情况就需要3台小型点焊机、9名 熟练操作工人,大大地增加了太阳能真空集热元件的人工成本;特别是人工焊接增加了对 支撑架和吸气环的污染机会,造成焊接质量差和产品外观一致性差等缺陷,严重影响了太 阳能真空集热元件的内在质量和外观。另外,太阳能真空集热元件行业正由粗放的生产模 式向集约型、自动化流水线生产模式发展,采用自动化的生产设备成为该行业发展的必然。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是:提供一种太阳集热元件用焊接装置,使其可用于太 阳能集元件支撑架、吸气环的焊接,并且焊接质量高、可自动焊接、焊接速度快、成品的外观
一致性强。
[0004] 为了解决上述技术问题,本发明包括转盘定位系统和设在转盘定位系统的转盘上 的工件定位系统,在转盘定位系统的转盘外并沿转盘转向依次设有支撑架上料系统、吸气 环上料系统、吸气环整形系统和成品输送系统,支撑架上料系统与吸气环整形系统之间设 有焊接系统。
[0005] 为提高转盘的定位精度,所述的转盘定位系统包括转盘、电机、减速器和凸轮分割 器,减速器连接电机,转盘的输出轴通过凸轮分割器与转盘的中心转轴连接。
[0006] 为了便于支撑架的送料及定位,所述的工件定位系统包括多个设置在转盘上的十 字形定位槽,支撑架上料系统包括第一单片支撑架送料装置和第二单片支撑架送料装置, 第一单片支撑架送料装置和第二单片支撑架送料装置各朝向转盘上的一个工位,第二单片 支撑架送料装置位于第一单片支撑架送料装置和吸气环上料系统之间。
[0007] 为提高送料速度,所述的每个单片支撑架送料装置均包括料盒、自动送料机构、真 空吸盘、提升气缸、横移气缸和支架,料盒设置在支架上,自动送料机构设置在料盒的下方, 真空吸盘设在料盒的上方,提升气缸可使真空吸盘上下移动的设置在支架上,横移气缸可 使真空吸盘横向移动的设置在支架上。
[0008] 为了吸取牢靠,所述的每个单片支撑架送料装置包括有两个真空吸盘。
[0009] 为了可以先焊接两片支撑架再焊接吸气环、便于保持工件的位置的稳定性,所述 的焊接系统包括有两台焊接装置,其中一台焊接装置设置在第二单片支撑架送料装置和吸 气环上料系统之间,另一台焊接装置设置在吸气环上料系统上。
[0010] 为了焊接方便、快速,所述的焊接装置包括导轨、位于十字形定位槽上方的上压气 缸、位于十字形定位槽下方的下顶气缸和变压器,由变压器引出的电源线的正负极分别与上压气缸和下顶气缸连接。
[0011] 为了避免污染,所述的转盘定位系统、工件定位系统、支撑架上料系统、吸气环上 料系统、吸气环整形系统、成品输送系统和焊接系统的上方设有封闭罩体。
[0012] 为了便于吸气环上料,所述的吸气环上料系统包括振动料斗、气动夹钳和移位气 缸,气动夹钳固定在移位气缸上。
[0013] 为了控制方便,本发明包括有PLC控制器和用于检测工件的光电传感器,光电传 感器设置在转盘上,转盘定位系统、工件定位系统、支撑架上料系统、吸气环上料系统、吸气 环整形系统、成品输送系统和焊接系统由PLC控制器控制。
[0014] 本发明的有益效果是:本发明的应用,使太阳能真空集热元件支撑架、吸气环焊接 工序的生产成本大大降低,在日产20000支的同样条件下减少了 2台点焊设备、7名操作工 人,预计每年可节约成本25万元;本发明采用高精度定位模具和精确推动定位机构,使产 品焊接质量更稳定、外观一致性有了质的飞跃,采用自动焊接方式,避免了人为原因造成吸 气环的二次污染,从而大大地提高了太阳能真空集热元件的真空品质。
附图说明
[0015] 图1为本发明俯视图;
[0016] 图2为本发明结构示意图;
[0017] 图中:1、主体框架,2、支撑架送料系统,3、转盘,4、十字形定位槽,5、吸气环上料系 统,6、焊接装置,7、吸气环整形系统,8、成品输送系统,9、料盒,10、自动送料机构,11、真空 吸盘,12、提升气缸,13、横移气缸,14、电机,15、减速器,16、凸轮分割器,17、18、单片支撑架 送料装置,19、导轨,20、上压气缸,21、下顶气缸,22、振动料斗,23、气动夹钳,24、移位气缸, 25、料盒,26、光电传感器,27、钢板,28、变压器。
具体实施方式
[0018] 如图1、图2所示的一种具体实施例,它包括封闭式主体框架1、支撑架送料系统2、 转盘定位系统、工件定位系统、吸气环上料系统5、焊接系统、吸气环整形系统7、成品输送 系统8、光电传感器26和PLC控制器。
[0019] 以上所有零部件安装在一块20mm厚基准钢板27上,钢板27表面镀硬铬。钢板27 下设有支撑架,封闭式主体框架1包括铝合金框架及有机玻璃罩,封闭式主体框架1装在钢 板27的上方,以保证整个生产过程在密闭环境中进行,避免了支撑架、吸气环的污染。
[0020] 转盘定位系统包括转盘3、电机14、减速器15和凸轮分割器16。电机14、减速器 15设置在钢板27的下方,转盘3水平设置在钢板27的上方。电机14驱动减速器15,减速 器15的输出轴通过凸轮分割器16与转盘3的中心转轴连接。转盘3上与其同心的一个圆 周上均布有十个十字形定位槽4。十字形定位槽4内可放置两个交叉成十字形的支撑片,十 个十字形定位槽4形成一个工件定位系统。
[0021] 支撑架送料系统2包括两个单片支撑架送料装置17、18,单片支撑架送料装置17、 18包括料盒9、自动送料机构10、真空吸盘11、提升气缸12、横移气缸13和支架,料盒9设 置在支架上,料盒9的上方设有两个真空吸盘11,提升气缸12、横移气缸13设置在支架上, 真空吸盘11通过提升气缸12上下移动,真空吸盘11通过横移气缸13横向移动。两个单片支撑架送料装置17、18各朝向转盘3上的一个送料工位,两个单片支撑架送料装置17、18 可对旋转到位于相应送料工位的十字形定位槽4送料。装料时,人工将单片支撑架装入料 盒9内,由多层料盒构成一组,每层间有不锈钢板间隔,可当前一层的单片支撑架用完后, 后一层的单片支撑架自动向前移动一层,工作时,真空吸盘下降吸住最上层的单片支撑架, 然后由提升气缸12和横移气缸13送入转盘3上的十字形定位槽4内。转盘转入下一工位 放料槽时,由另一送单片支撑架送料装置将另一方向的单片支撑架送入转盘上的十字形定 位槽4内,转盘3转入下一工位进行位置检测。每层单片支撑架高度200mm左右,用时约15 分钟。料盒有料10-15层,用时约2. 5-3. 5小时。
[0022] 焊接系统包括有两台焊接装置6,其中一台焊接装置6设置在单片支撑架送料装 置18和吸气环上料系统5之间,另一台焊接装置6设置在吸气环上料系统5上。焊接装置 6包括导轨19、位于十字形定位槽4上方的上压气缸20、位于十字形定位槽4下方的下顶气 缸21和变压器28,由变压器28引出的电源线的正负极分别与上压气缸20和下顶气缸21 连接。待焊工件转入焊接工位时,下顶气缸21上升,上压气缸20下降压紧工件并焊接。
[0023] 吸气环上料系统5包括振动料斗22、气动夹钳23和移位气缸24,气动夹钳23固 定在移位气缸24上。本系统采用振动料斗22排料,气动夹钳23送料,移位气缸24移动, 气动夹钳23将吸气环送至焊接位置。
[0024] 吸气环整形系统7由升降气缸,限位气缸和折弯气缸组成。当焊有吸气环的单片 支撑架转到此工位时,升降气缸下降,限位气缸正好抵住吸气环的不锈钢片,折弯气缸动作 将吸气环折向单片支撑架中心,限位及折弯气缸同时返回,升降气缸回升,限位气缸动作, 等待下一工件,工作转盘转入下一工位。
[0025] 成品输送系统8由气动夹钳、旋转气缸和上下气缸组成,当转盘转至下料工位时, 上下气缸带动气动夹钳下降,夹住工件后上升,并转至下料盒滑道上方松开工件,工件经放 滑道滑入机架外侧的料盒25内,旋转气缸返回下料工位上方,等待夹持下一工件。
[0026] 光电传感器26设置在转盘3上,光电传感器26对十字形定位槽4上有料无料等 进行精确检测。转盘定位系统、工件定位系统、支撑架上料系统、吸气环上料系统5、吸气环 整形系统7、成品输送系统8和焊接系统由PLC控制器控制,PLC控制器参数设定及显示均 用触摸屏实现。
[0027] 工作流程:通过电机14、减速机15驱动转盘3转动,当一个十字形定位槽4转到 单片支撑架送料装置18所对的工位时,单片支撑架送料装置18将一片支撑架送到该十字 形定位槽4的一横槽内。转盘3接着转动,当该十字形定位槽4转到单片支撑架送料装置 17所对应的工位时,单片支撑架送料装置17将另一个支撑架放入该十字形定位槽4另一个 横槽内,使两个支撑架排成十字形。转盘3接着转动,当该十字形定位槽4转到第一个焊接 装置6的所对应的工位时,焊接装置6将这两个支撑架焊接在一起。转盘3接着转动,当该 十字形定位槽4转动到吸气环上料系统5所对的工位时,气动夹钳23将吸气环立放该十字 形定位槽4上支撑架上,吸气环上料系统5上的焊接装置6将吸气环上的小铁片焊接到支 撑架。转盘3接着转动,当该十字形定位槽4转动到吸气环整形系统7所对应的工位时,吸 气环整形系统7使吸气环上的小铁片弯折、使得吸气环平放到支撑架的上方。转盘3接着 转动,该十字形定位槽4转到成品输送系统8所对应的工位时,成品输送系统8将该十字形 定位槽4上的工件输送到料盒25内。至此,一个工件的焊接流程完程。由于转盘3上设有多个十字形定位槽4,本太阳集热元件用焊接系统可同时执行多个不同的工步,形成流水作 业。

Claims (4)

  1. 一种太阳集热元件用焊接装置,其特征在于:包括转盘定位系统和设在转盘定位系统的转盘上的工件定位系统,在转盘定位系统的转盘外并沿转盘(3)转向依次设有支撑架上料系统(2)、吸气环上料系统(5)、吸气环整形系统(7)和成品输送系统(8),支撑架上料系统与吸气环整形系统(7)之间设有焊接系统;所述的转盘定位系统包括转盘(3)、电机(14)、减速器(15)和凸轮分割器(16),减速器(15)连接电机(14),转盘(3)的输出轴通过凸轮分割器(16)与转盘(3)的中心转轴连接;所述的工件定位系统包括多个设置在转盘(3)上的十字形定位槽(4),支撑架上料系统(2)包括第一单片支撑架送料装置(18)和第二单片支撑架送料装置(17),第一单片支撑架送料装置(18)和第二单片支撑架送料装置(17)各朝向转盘(3)上的一个工位,第二单片支撑架送料装置(17)位于第一单片支撑架送料装置(18)和吸气环上料系统(5)之间;所述的每个单片支撑架送料装置(17、18)均包括料盒(9)、自动送料机构(10)、真空吸盘(11)、提升气缸(12)、横移气缸(13)和支架,料盒(9)设置在支架上,自动送料机构(10)设置在料盒(9)的下方,真空吸盘(11)设在料盒(9)的上方,提升气缸(12)可使真空吸盘(11)上下移动的设置在支架上,横移气缸(13)可使真空吸盘横向移动的设置在支架上;所述的焊接系统包括有两台焊接装置(6),其中一台焊接装置(6)设置在第二单片支撑架送料装置(17)和吸气环上料系统(5)之间,另一台焊接装置(6)设置在吸气环上料系统(5)上;所述的焊接装置(6)包括导轨(19)、位于十字形定位槽(4)上方的上压气缸(20)、位于十字形定位槽(4)下方的下顶气缸(21)和变压器(28),由变压器(28)引出的电源线的正负极分别与上压气缸(20)和下顶气缸(21)连接;所述的吸气环上料系统(5)包括振动料斗(22)、气动夹钳(23)和移位气缸(24),气动夹钳(23)固定在移位气缸(24)上;吸气环整形系统(7)由升降气缸,限位气缸和折弯气缸组成;成品输送系统(8)由气动夹钳、旋转气缸和上下气缸组成。
  2. 2.根据权利要求1所述的太阳集热元件用焊接装置,其特征在于:所述的每个单片支 撑架送料装置(17、18)包括有两个真空吸盘(11)。
  3. 3.根据权利要求1或2所述的太阳集热元件用焊接装置,其特征在于:所述的转盘定 位系统、工件定位系统、支撑架上料系统、吸气环上料系统(5)、吸气环整形系统(7)、成品 输送系统(8)和焊接系统的上方设有封闭罩体。
  4. 4.根据权利要求3所述的太阳集热元件用焊接装置,其特征在于:包括有PLC控制器 和用于检测工件的光电传感器(26),光电传感器(26)设置在转盘(3)上,转盘定位系统、 工件定位系统、支撑架上料系统、吸气环上料系统(5)、吸气环整形系统(7)、成品输送系统 (8)和焊接系统由PLC控制器控制。
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