CN103433629A - 中高温太阳能集热管总成装配线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中高温太阳能集热管总成装线，包括上料传输机构、装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台、成品传输线；其中上料传输机构用来对镀膜钢管与玻璃管进行传输；在传输过程中可通过物料测量机构与工装定位机构进行尺寸测量与吸气剂和吸气剂盒的定位安装；随后人工抬至装配点焊工作台进行组装定位，进而实现波纹管与镀膜钢管、波纹管与玻璃管两端可伐的点焊；随后自动上料至氩弧环焊工作台进行自动氩弧环焊，并自动上料至激光环焊工作台进行激光环焊，随后自动下料至成品传送线进行成品的输送；本发明的优点为：可提高中高温太阳能集热管总成装配过程中的自动化程度，大大提高了生产效率。

Description

中高温太阳能集热管总成装配线

技术领域

本发明涉及一种装配线，具体来说，是一种中高温太阳能集热管总成装配线。

背景技术

现在国内中高温太阳能集热管的总成装配大多数由人工完成缺乏自动化，人工因素多了，产品的质量也就会参差不齐而且效率很低。中高温太阳能集热管用于光热发电，结构形式为双层双端开口，是在直径为70mm，长度为4060mm的不锈钢管上镀制光选择性吸收涂层，然后与两端封接了可伐的直径为125mm的玻璃管通过波纹管实现密封连接，再经过真空排气封口而成，它用高温油做导热介质，与普通中、低温集热管相比，结构形式不一样，导热温度、热膨胀性能都有更高的要求。

采用光热发电相对于光伏发电的成本要低、效率要高，而且世界上已经有好多成功的案例，太阳能光热发电是个复杂的系统工程，生产出高质量发电用的真空集热管是解决该复杂系统工程中几大核心技术难点之一。在我国尚处于起步发展的阶段。

中高温太阳能集热管的总成装配线是生产中高温太阳能集热管成套设备中一个组成部分，太阳能集热管的质量和寿命都与集热管夹层中的真空度有关，所以在总成装配过程中在注重生产效率的同时更要注重焊接的质量，以免焊缝存在缺陷而影响太阳能集热管的质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种中高温太阳能集热管总成装配线，可提高中高温太阳能集热管总成装配过程中的自动化程度，大大提高了生产效率。

本发明中高温太阳能集热管总成装配线，包括上料传输机构、装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台、成品传输线；均安装在固定面上；其中，上料传输机构位于前方；成品传输线位于后方；而装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台依次由前至后设置在上料传输机构与成品传输线之间。

其中，上料传输机构包括镀膜钢管传输线与玻璃管输送线，分别用来实现镀膜钢管与玻璃管由前至后的传输。上述镀膜钢管传输线与玻璃管传输线的下料端处以相同方式安装有物料测量装置，分别用来对传输中的镀膜钢管与玻璃管的外形尺寸进行测量；且镀膜钢管传输线的下料端处还安装有工装定位装置，用来定位吸气剂与吸气剂盒在镀膜钢管上的安装位置。

所述装配点焊工作台包括装配台A、镀膜钢管支撑机构与玻璃管支撑机构；其中，装配台A包括台座A、套入滑轨、套入滑块、主动旋转变位机A、从动旋转变位机A与定位爪盘A。台座A沿固定面左右方向安装在固定面上；主动旋转变位机A通过安装台固定安装在台座A一端；套入滑轨沿台座A轴向安装在台座A上；套入滑轨上滑动连接有套入滑块；套入滑块上安装有从动旋转变位机A。

上述主动旋转变位机与从动旋转变位机的工作台上均同轴安装有一个定位爪盘A，分别用来定位一个波纹管以及镀膜钢管的两端。所述定位爪盘A上具有固定镀膜钢管的卡槽；定位爪盘A的卡爪上安装有用来固定波纹管的抓持机构；所述镀膜钢管支撑机构包括涨紧气缸、支撑杆与涨紧头；其中，支撑杆为空心管状结构，末端穿入主动旋转变位机A的通孔中，与主动旋转变位机A同轴连接；支撑杆前端安装有涨紧头；支撑杆内部同轴设置有拉杆，拉杆一端与涨紧气缸相连；所述玻璃管支撑机构用来对玻璃管进行支撑。

所述氩弧环焊工作台包括装配台B与两套氩弧环焊机。其中，装配台B包括台座B、主动旋转变位机B、从动旋转变位机B、定位爪盘B；台座B固定安装在固定面上；台座B两端分别固定安装有主动旋转变位机B与从动旋转变位机B；主动旋转变位机B与从动旋转变位机B的工作台上均同轴固定安装有定位爪盘B，两个定位爪盘B上开有凹槽，用来内支撑镀膜钢管的两端；且上述支座B上设置与玻璃管支撑机构结构相同的支撑机构，对太阳能集热管进行支撑。

所述两套氩弧环焊机结构相同，分别设置于氩弧环焊工作台两端，均包括支架A、两轴移动滑台A、焊缝调整机构A、焊缝跟踪机构，送丝机构A与氩弧环焊枪A；其中，支架A安装在固定面上，支架A上装有两轴移动滑台A；两轴移动滑台A由伺服电机进行驱动，实现空间直角坐标系中x轴与z轴方向移动；两轴移动滑台A的安装面上固定安装有焊缝调整跟踪机构A；所述焊缝调整机构A由调节滑轨、直线滑块与推杆构成；调节滑轨水平固定安装在两轴移动滑台A的安装面上，调节滑轨上滑动连接有直线滑块，直线滑块上竖直安装有氩弧环焊枪连杆，氩弧环焊枪连杆底端固定安装有氩弧环焊枪；所述直线滑块一端与推杆固定端固连，推杆自由端穿过固定在两轴移动滑台安装面上的支撑块；且推杆的自由端处安装有限位螺母；上述推杆上还套有复位弹簧，复位弹簧位于滑块与支撑块间，且复位弹簧两端分别与滑块和支撑块固连。

所述焊缝跟踪机构A包括安装环与定位调整杆。其中，安装环固定套接在氩弧环焊枪头部，定位调整杆与安装环间通过螺栓连接；定位调整杆的端部安装有限位传感器；由此在定位调整杆的定位端触碰到波纹管侧面周向开设的凹槽时，氩弧环焊枪的焊接端位于波纹管与镀膜钢管间的接缝处。

所述激光环焊工作台包括装配台C与两套激光环焊机。其中，装配台C包括台座C、主动旋转变位机C、从动旋转变位机C与定位爪盘C；装配台C的结构和设置方式与装配台B相同；所述两套激光环焊机结构相同，分别设置于激光环焊工作台两端，均包括支架B、两轴移动滑台B、焊缝调整机构B、焊缝跟踪机构B与激光环焊枪；其中，支架B、两轴移动滑台B、焊缝调节机构B的结构及安装方式与支架A、两轴移动滑台A、焊缝调整机构A相同；在焊缝调整机构B中的直线滑块上安装有激光环焊枪；

所述焊缝跟踪机构B包括连接杆与定位调整杆B；其中，连接杆竖直与激光环焊枪固定；连接杆底端通过螺栓铰接有定位调整杆B；定位调整杆端部安装有限位传感器B；在定位调整杆B的定位端触碰到波纹管侧面周向上开设的凹槽时，激光环焊枪的焊接端正好位于波纹管与玻璃管间的接缝处；

所述成品传输线用来对太阳能真空集热管进行传输和对焊缝的检测。

上述结构的中高温太阳能集热管总成装配线工作流程为：人工上料至传送线——自动测量物料外形尺寸——定位吸气剂、吸气剂盒位置进行人工点焊——人工抬料至装配点焊工作台，定位波纹管与钢管、波纹管与玻璃管两端可伐后进行人工点焊——自动上料至氩弧环焊工作台进行自动氩弧环焊——自动上料至激光环焊工作台进行自动激光环焊——自动下料至成品传送线——成品传送线下料端进行焊缝检测。

本发明的优点在于：

1、本发明很大程度上提高了中高温太阳能集热管总成装配过程中的自动化程度；

2、本发明对吸气剂盒和吸气剂的点焊的位置进行了定位，不再需要人工去测量；

3、本发明中装配点焊工作台采用涨紧镀膜钢管内部的方式实现支撑镀膜钢管，减小了镀膜钢管因只支撑一端而产生的挠度从而更容易进行组装。

4、本发明实现了氩弧环焊和激光环焊的自动化焊接从而去除了人为对焊接质量的影响；

5、本发明中机械臂实现了装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台和成品传输线四个台面之间的自动连接，从而减少了人力。

附图说明

图1为本发明总成装配线整体结构示意图；

图2为本发明总成装配线中镀膜钢管传输线结构示意图；

图3为镀膜钢管传输线中支撑座结构示意图；

图4为本发明总成装配线中玻璃管传输线结构示意图；

图5为玻璃管传输线中支撑轮安装方式示意图；

图6为本发明总成装配线中物料测量装置与工装定位装置结构示意图；

图7为本发明总成装配线中装配点焊工作台结构示意图；

图8为装配点焊工作台中定位爪盘上的抓持机构结构示意图；

图9为本发明总成装配线中氩弧环焊工作台结构示意图；

图10为氩弧环焊工作台中氩弧环焊机结构示意图；

图11为本发明总成装配线中激光环焊工作台结构示意图；

图12为激光环焊工作台中激光环焊机结构示意图；

图13为本发明总成装配线中成品传输线结构示意图；

图14为成品传输线中双轴支撑轮机构机构示意图；

图15为本发明总成装配线中机械臂搬运机构结构示意图；

图16为机械臂搬运机构中驱动组件结构示意图。

图中：

1-上料传输机构        2-装配点焊工作台      3-氩弧环焊工作台

4-激光环焊工作台      5-成品传输线          6-成品传输线

7-物料测量装置        8-工装定位装置        101-镀膜钢管传输线

102-玻璃管输送线      101a-传输链条链轮组A  101b-支撑座

101c-凹槽             102a-传输链条链轮组B  102b-支撑轮A

201-装配台A           202-镀膜钢管支撑机构  203-玻璃管支撑机构

201a-台座A            201b-套入滑轨         201c-套入滑块

201d-主动旋转变位机A  201e-从动旋转变位机A  201f-定位爪盘A

201f1-抓持体          201f2-抓紧弹簧        202a-涨紧气缸

202b-支撑杆           202c-涨紧头           203a-轮架

203b-支撑轮B          203c-导入杆           301-装配台B

302-氩弧环焊机        301a-台座B            301b-主动旋转变位机B

301c-从动旋转变位机B  301d-定位爪盘B        302a-支架A

302b-两轴移动滑台A    302c-焊缝调整机构A    302d-焊缝跟踪机构A

302e-送丝机构A        302f-氩弧环焊枪       302g-氩弧环焊枪连杆

302c1-调节滑轨        302c2-直线滑块        302c3-推杆

302c4-支撑块          302c5-复位弹簧        302d1-安装环

302d2-定位调整杆A     401-装配台C           402-激光环焊机

401a-台座C            401b-主动旋转变位机C  401c-从动旋转变位机C

401d-定位爪盘C        402a-支架B            402b-两轴移动滑台B

402c-焊缝调整机构B    402d-焊缝跟踪机构B    402e-激光环焊枪

402c1-连接杆          402c2-定位调整杆B     501-传输链条链轮组C

502-双轴支撑轮机构    502a-滚轮             502b-安装支架

601-滑轨              602-滑臂              603-托料气缸

604-托料座            605-驱动组件          605a-电机支座

605b-步进电机         605c-输出杆           605d-齿轮

605e-齿条             701-定位基准面        702-伸缩测量面

703-伸缩气缸          704-位移传感器        801-定位板

802-调节滑块          803-调节滑轨

具体实施方式

下面结合附图来对本发明做进一步说明。

本发明中高温太阳能集热管总成装配线，包括上料传输机构1、装配点焊工作台2、氩弧环焊工作台3、激光环焊工作台4、成品传输线5与机械臂搬运机构6，均安装在固定面上，如图1所示。其中，上料传输机构1位于前方；成品传输线5位于后方；而装配点焊工作台2、氩弧环焊工作台3、激光环焊工作台4依次由前至后设置在上料传输机构1与成品传输线5之间，机械臂搬运机构6用来实现太阳能集热管整个装配过程的搬运工作。

所述上料传输机构1包括在操作台左右方并列设置的镀膜钢管传输线101与玻璃管输送线102，分别用来实现镀膜钢管与两端具有可伐的玻璃管由前至后的传输。

上述镀膜钢管输送线101包括传输链条链轮组A101a以及支撑座101b，如图2所示；其中，传输链条链轮组A101a为两套，沿安装面前后方向设置，通过传输支架支撑。两套传输链条链轮组A101a中的链条上等间距对称安装有竖直设置的支撑座101b，如图3所示，支撑座101b顶部具有与镀膜钢管周向等弧度的凹槽101c，由此可将镀膜钢管两端分别设置在相互对称的凹槽101c上，通过凹槽101c实现镀膜钢管的支撑；最终通过电机驱动传输链条链轮组A101a运动，实现镀膜钢管的传输。

所述玻璃管传输线102包括传输链条链轮组B102a以及支撑轮102b，如图4所示；其中，传输链条链轮组B102a为两套，沿安装面横向设置，通过传输支架支撑。两套传输链条链轮组B102a中的链条上等间距对称固定安装有支撑轮A102b，如图5所示，使支撑轮A102b的轴线与链条垂直，令相邻两支撑轮A102b为一组，则每组支撑轮A102b的间距不大于玻璃管的半径，而各组支撑轮A102b间的间距大于玻璃管的直径；由此可将玻璃管两端分别设置在两套传输链条链轮组B102a的链条上各组中的两相邻支撑轮102b间，实现对玻璃管的支撑。上述支撑轮A102b采用橡胶制成，在对玻璃管进行支撑时，有效避免玻璃管的损坏；最终通过电机驱动传输链条链轮组B102a运动，实现玻璃管的传输。

上述镀膜钢管传输线101与玻璃管传输线102的下料端处以相同方式安装有物料测量装置7，分别用来对传输中的镀膜钢管与玻璃管的外形尺寸进行测量；所述物料测量装置7包括定位基准面701、伸缩测量面702、伸缩气缸703、位移传感器704，如图6所示，具体安装方式为：定位基准面701通过支架设置在镀膜钢管传输线101（玻璃管传输线102）下料端一侧；伸缩测量面702固定在伸缩气缸703上，伸缩气缸703通过支架设置在镀膜钢管传输线101（玻璃管传输线102）下料端另一侧，并使伸缩测量面702与定位基准面701相对；位移传感器704固定安装在伸缩测量面702上；由此，当镀膜钢管（玻璃管）输送至镀膜钢管传输线101（玻璃管传输线102）下料端时，控制镀膜钢管传输线101（玻璃管传输线102）停止；此时，镀膜钢管（玻璃管）位于定位基准面701与伸缩测量面702之间；随后控制伸缩气缸703伸长，使伸缩测量面702靠近定位基准面701，由伸缩测量面702与定位基准面701将镀膜钢管（玻璃管）两端加紧；最终便可通过位移传感器704对伸缩气缸703移动距离进行测量；位移传感器704的测量数据可通过传输线发送到上位机中，通过上位机计算得出镀膜钢管（玻璃管）两端平均差距，并显示在操作屏上。本发明中在镀膜钢管传输线101（玻璃管传输线102）下料端正下方安装有位传感器A；由此，当到位传感器A检测到镀膜钢管（玻璃管）传输到镀膜钢管传输线101（玻璃管传输线102）的下料端时，则向控制器发送停止信号，通过控制器控制驱动电机A101b（驱动电机B102b）停止，使镀膜钢管传输线101（玻璃管传输线102）停止传输。

所述镀膜钢管传输线101下料端处还安装有工装定位装置8，包括吸气剂定位装置与吸气剂盒定位装置，分别用来定位吸气剂与吸气剂盒在镀膜钢管上的安装位置，均包括定位板801、调节滑块802与调节滑轨803，如图6所示。其中，调节滑轨803通过支架沿安装面左右方水平设置，调节滑轨803上安装有调节滑块802，调节滑块802可沿调节滑轨803滑动；调节滑块802上铰接有定位板801，使定位板801可沿铰接轴上下转动；定位板801上沿安装面左右方向设计有半圆弧槽，半径不小于镀膜钢管的半径；在定位板上的半圆弧槽位置，还开有贯通定位板两侧的吸气剂盒定位口与吸气剂定位口；由此，当镀膜钢管外形尺寸测量完毕后，人工向上转动定位板801，将定位板801与镀膜钢配合但不接触，通过调节滑块802使定位板801移动，进而使定位板801上的吸气剂盒定位口与吸气剂定位口正好位于吸气剂盒与吸气剂在镀膜钢管上安装位置，此时定位板801处于定位状态；从而可将吸气剂盒与吸气剂对应放入吸气剂盒定位口与吸气剂定位口内，通过人工操作点焊机将吸气剂盒与吸气剂点焊接在镀膜钢管上相应位置。本发明中为防止吸气剂盒与吸气剂在焊接过程中定位板的回转，因此在物料测量装置7中定位基准面701上安装强磁铁，与处于定位状态的定位板801间磁性相连，实现定位板801的定位。吸气剂盒与吸气剂焊接完毕后，人工将玻璃管与镀膜钢管取下搬运至装配点焊工作台2。

所述装配点焊工作台2包括装配台A201、镀膜钢管支撑机构202与玻璃管支撑机构203，如图7所示，其中，装配台A201包括台座A201a、套入滑轨201b、套入滑块201c、主动旋转变位机A201d、从动旋转变位机A201e与定位爪盘A201f；台座A201a沿固定面左右方向安装在固定面上；主动旋转变位机A201d通过安装台固定安装在台座A201a一端；套入滑轨201a沿台座A201a轴向安装在台座A201a上；套入滑轨201a上滑动连接有套入滑块201c；套入滑块201c上安装有从动旋转变位机A201e。上述主动旋转变位机A201d和从动旋转变位机A201e均采用通孔变位机；主动旋转变位机201b与从动旋转变位机201c的工作台上均同轴安装有一个定位爪盘A201f，分别用来定位一个波纹管以及镀膜钢管的两端；所述定位爪盘A201f上具有固定镀膜钢管的卡槽，且卡槽内侧壁沿卡槽轴向上具有刻度，用来测量镀膜钢管伸入卡槽内的长度。定位爪盘A201f的卡爪201f1上安装有固定波纹管的抓持机构。

所述镀膜钢管支撑机构202包括涨紧气缸202a、支撑杆202b与涨紧头202c；其中，支撑杆202b为空心管状结构，末端穿入主动旋转变位机A201d的通孔中，与主动旋转变位机A201d同轴连接；支撑杆202b前端安装有涨紧头202c。支撑杆202b内部同轴设置有拉杆，拉杆一端与涨紧气缸202d相连。

所述玻璃管支撑机构203包括轮架203a与支撑轮B203b；其中，轮架203a具有n个，n≥2，等间距设置，n个轮架203a中每个轮架203a顶部均固定安装有两个轴线沿固定面左右方向，且相互平行的支撑轮B203b；两支撑轮B203b间距不大于玻璃管的半径；通过各个轮架203a上的支撑轮B203b共同实现玻璃管的支撑。

通过上述结构先将波纹管A套在支撑杆202b外侧后，通过在主动旋转变位机构201d中定位爪盘A201f卡爪201f1上的抓持机构将波纹管A同轴固定；通过从动旋转变位机构201e中定位爪盘A201f的卡爪201f1上的抓持机构将波纹管B同轴固定；随后将镀膜钢管套在支撑杆202b外侧，固定端插入到主动旋转变位机构201d中定位爪盘A201f上的卡槽中，使镀膜钢管套入波纹管A内，并通过涨紧气缸202a带动拉杆，使涨紧头202c膨胀，由此对镀膜钢管进行支撑，最终实现镀膜钢管与波纹管A间的相对定位。同时将玻璃管设置在各个轮架203a上；使镀膜钢管、波纹管A、波纹管B以及玻璃管之间同轴。在进行点焊工作时：首先，通过主动旋转变位机A201d使镀膜钢管与波纹管A共同旋转，由人工操作点焊机对波纹管A与镀膜钢管间进行点焊；然后，关闭主动变位机，并移动套入滑块201c将玻璃管套在镀膜钢管外，使镀膜钢管自由端插入到从动旋转变位机A201e上定位爪盘201f的卡槽中，并使玻璃管两端的可伐A与可伐B分别与波纹管A、波纹管B贴合。点焊可伐A与波纹管A焊缝上的一个点，然后再次启动主动旋转变位机A201d使波纹管A转动，对波纹管A与可伐A之间环焊缝的其它三个方位进行点焊，实现波纹管A与可伐A间的同轴焊接；然后再点焊波纹管B和可伐B的焊缝，通过操作点焊机上述主动旋转变位机A201d转动，使从动旋转变位机A201e一并转动，从而通过点焊机对波纹管B与镀膜钢管间的焊缝以上述方式进行点焊；点焊完毕后，反向滑动套入滑块201c，随后根据激光标线器射出的红外光调整好位置，使镀膜钢管脱离主动旋转变位机A201d和从动旋转变位机A201e上的定位爪盘A201f，然后通过机械臂搬运机构6将点焊完毕后的太阳能管搬运至氩弧环焊工作台3中。本发明中为了使镀膜钢管的自由端准确套入到卡槽，因此在从动旋转变位机的通孔中同轴设置有导入杆203c，导入杆203c的导向端朝向与支撑杆B202b，设计为锥形，用于在套接镀膜钢管时对镀膜钢管的导向，使钢管的端部可准确的插入到从动旋转变位机A201e上的定位爪盘A201f的卡槽内。本发明中在装配点焊工作台2中主动旋转变位机A201d顶面上安装有激光标线器，激光标线器发射端朝向从动旋转变位；由此在装配太阳能集热管时，打开激光标线器，将吸气剂及吸气剂盒和玻璃管尾管对齐激光标线器发射的红外线，然后再装配点焊，可以保证吸气剂及吸气剂盒和玻璃管尾管在一条直线上。

上述定位爪盘A201f上的抓持机构的结构及安装方式为，如图8所示，包括抓持体201f1与抓紧弹簧201f2；其中，抓持体201f1的定位端嵌入安装在定位爪盘A201f卡爪上开设的凹槽内，且抓持端内部沿定位爪盘A201f的径向安装有抓紧弹簧201f2，抓紧弹簧201f2两端分别与抓持体201f1的抓持端和卡爪固连；且在卡爪处于自由状态时，抓紧弹簧201f2处于极限压缩状态；由此在固定波纹管时，通过下压卡爪，使卡爪带动抓持体201f1下压，通过抓持体201f的抓持端嵌入波纹管端面周向设计的卡槽中，此时松开卡爪，卡爪复位，但抓持体201f1的抓持端受卡槽限制，抓紧弹簧201f2伸长，由此实现抓持体201f1的抓持端对波纹管的抓持。

所述氩弧环焊工作台3包括装配台B301与两套氩弧环焊机302；其中，装配台B301包括台座B301a、主动旋转变位机B301b、从动旋转变位机B301c、定位爪盘B301d，如图9所示；其中，台座B301沿固定面左右方向固定安装在固定面上；台座B301a两端分别通过安装台固定安装有主动旋转变位机B301b与从动旋转变位机B301c；主动旋转变位机B301b与从动旋转变位机B301c的工作台上均同轴固定安装有安装盘B301d，两个安装盘B301d上开有凹槽，用来对对点焊完毕后的太阳能集热管中镀膜钢管两端进行内支撑，进而固定太阳能集热管防止其自由转动；且上述支座B上设置与玻璃管支撑机构203结构相同的支撑机构301e，对太阳能集热管进行支撑。

所述两套氩弧环焊机302结构相同，分别设置于氩弧环焊工作台3两端，均包括支架A302a、两轴移动滑台A302b、焊缝调整机构A302c、焊缝跟踪机构302d，送丝机构A302e与氩弧环焊枪A302f，如图10所示；其中，支架A302a固定安装在固定面上，支架A302a上装有两轴移动滑台A302b；两轴移动滑台A302b由伺服电机进行驱动，可实现空间直角坐标系中x轴与z轴方向移动。两轴移动滑台A302b的安装面上固定安装有焊缝调整跟踪机构A302c。所述焊缝调整机构A302c由调节滑轨302c1、直线滑块302c2与推杆302c3构成，如图11所示；调节滑轨302c1水平固定安装在两轴移动滑台A301b的安装面上，调节滑轨302c1上滑动连接有直线滑块302c2，直线滑块302c2上竖直安装有氩弧环焊枪连杆302g，氩弧环焊枪连杆302g底端固定安装有氩弧环焊枪302f。所述直线滑块302c2一端与推杆302c3固定端固连，推杆302c2自由端穿过固定在两轴移动滑台301b安装面上的支撑块，通过支撑块进行支撑；且推杆302c3的自由端处安装有限位螺母，防止推杆302c3脱出滑块302c2；上述推杆302c3上还套有复位弹簧302c4，复位弹簧302c4位于滑块302c2与支撑块302c4间，且复位弹簧302c4两端分别与滑块302c2和支撑块固连。由此当氩弧环焊枪302f受沿滑轨轴向上的外力作用后，滑块302c2可通过压缩或拉伸复位弹簧302c4，实现在滑轨302c1上的滑动，进而实现氩弧环焊机302的位置自动调整；且当外力消失后，滑块302c2可通过复位弹簧302c4的弹力回到初始位置，即复位弹簧302c4处于自由状态，进而使氩弧环焊枪302f回到初始位置。

所述焊缝跟踪机构A302d包括安装环302d1与定位调整杆302d2；其中，安装环302d1固定套接在氩弧环焊枪302f头部，定位调整杆302d2与安装环302d1间通过螺栓连接，螺栓端部安装有把手，松开把手后，可调整定位调整杆302d2的角度；定位调整杆302d2的端部安装有限位传感器。由此在进行氩弧环焊时，控制两轴移动滑台302b对氩弧环焊枪302f位置进行调整，使定位调整杆301d2的定位端触碰到波纹管侧面凹槽后，限位传感器向控制器发送停止信号，通过控制器控制两轴移动滑台302b停止移动；此时，氩弧环焊枪302f的焊接端正好位于波纹管与镀膜钢管间的接缝处；同时控制器还控制主动旋转变位机B301b使太阳能集热管转动，并且控制氩弧环焊枪302f进行环焊；且在环焊时，由于定位调整杆A301d2与波纹管侧面接触，使氩弧环焊枪302f会随波纹管波动而轻微摆动，实现氩弧环焊的焊缝跟踪功能；最终，通过机械臂搬运机构6将氩弧环焊完毕后的太阳能管搬运至搬运至激光环焊工作台3中

所述激光环焊工作台4包括装配台C401与两套激光环焊机402；其中，装配台C401包括台座C401a、主动旋转变位机C401b、从动旋转变位机C401c与定位爪盘C401d，如图11所示；装配台C401的结构和设置方式与装配台B301相同；激光环焊工作台4中，主动旋转变位机C401b与从动旋转变位机C401c上的定位爪盘C401d分别对氩弧环焊完毕后的太阳能集热管中镀膜钢管两端进行装卡。

所述两套激光环焊机402结构相同，分别设置于激光环焊工作台4两端，如图12所示，均包括支架B402a、两轴移动滑台B402b、焊缝调整机构B402c、焊缝跟踪机构B402d与激光环焊枪402e。其中，支架B402a、两轴移动滑台B402b、焊缝调节机构B402c的结构及安装方式与支架A302a、两轴移动滑台A302b、焊缝调整机构A302c相同；在焊缝调整机构B402c中的直线滑块上安装有激光环焊枪。所述焊缝跟踪机构B402c包括连接杆402c1与定位调整杆B402c2；如图12所示；其中，连接杆402c1竖直与激光环焊枪402e固定；连接杆402c1底端通过螺栓铰接有定位调整杆B402c2；螺栓端部安装有把手，松开把手后，可调整定位调整杆B402c2的角度；定位调整杆402c2端部安装有限位传感器B。由此在进行激光环焊时，控制两轴移动滑台B402b对激光环焊枪402e位置进行调整，使定位调整杆B402c2的定位端触碰到波纹管侧面后，限位传感器B向控制器发送停止信号，通过控制器控制两轴移动滑台B402b停止移动；此时，激光环焊枪402e的焊接端正好位于波纹管与玻璃管间的接缝处；同时控制器还控制主动旋转变位机C401b使太阳能管转动，并控制激光环焊枪402e进行焊接。且在环焊时，由于定位调整杆B402c2与波纹管侧面接触，使激光环焊枪402e会随波纹管波动而轻微摆动，实现激光环焊的焊缝跟踪功能，由此整个太阳能集热管焊接成型，随后通过机械臂搬运机构6将激光环焊完毕后的太阳能集热管成品搬运至成品传输线5上。

上述装配台A201一侧，位于焊缝处，竖直设置有挡光板，防止氩弧环焊时产生的强光对工人造成伤害；且激光环焊枪上402e安装有激光环焊冷却管，激光环焊冷却管的冷却端位于激光环焊枪402e的焊接端与焊缝接触位置，由此通过激光环焊冷却管向焊缝处吹出冷却气体，防止在焊接过程中玻璃管温度过热。

所述成品传输线5包括传输链条链轮组C501以及双轴支撑轮机构502，如图13所示；其中，传输链条链轮组C501为两套，沿安装面横向设置，通过传输支架支撑。两套传输链条链轮组C501中的链条上等间距对称固定安装有双轴支撑轮机构502。如图14所示，双轴支撑轮机构502包括两个滚轮502a与安装支架502b，两个滚轮502a轴接在安装支架502b上，且两个滚轮502间距不大于玻璃管的半径，由此通过两个滚轮602对成品太阳能集热管中镀膜金属管两端进行支撑，同时可实现成品太阳能集热管的转动，方便对焊缝的检测。上述双轴支撑轮机构502采用橡胶制成，在对玻璃管进行支撑时，有效避免玻璃管的损坏；最终通过电机驱动传输链条链轮组B102a运动，实现玻璃管的传输。本发明中在成品传输线5的下料端两侧安装有焊缝检测装置，如：放大镜，由此旋转成品太阳能集热管，便可通过放大镜实现人工检查焊缝的焊接质量。成品传输线5的下料端端部还装有到位传感器B及急停装置；其中，到位传感器B用来对成品太阳能集热管进行检测，当检测到成品太阳能集热管后，则向控制器发送停止信号，通过控制器控制成品传输线5停止，防止成品太阳能集热管由成品传输线5上掉落；急停装置用来通过人工控制使成品传输线5停止。

上述机械臂搬运机构6包括滑轨601、滑臂602、托料气缸603、托料座604与驱动组件605，如图15所示；其中，滑轨601有两条，相互平行，通过支架水平设置在安装面上，滑轨601横跨装配点焊工作台2、氩弧环焊工作台3、激光环焊工作台4和成品传输线5。两条滑轨601上滑动安装有与滑轨601等长度的滑臂602，两个滑臂上分别对称安装有三个托料气缸603，每个托料气缸603上均安装有一个托料座604，托料座604顶部具有半圆凹槽，半径不小于玻璃管的半径；其中，两条滑臂602上的托料座604分别对称分布在装配点焊工作台2、氩弧环焊工作台3、激光环焊工作台4中定位爪盘间，且位于定位爪盘下方，即玻璃管两端的下方；托料604座材料为橡胶，保护玻璃管无划伤。由此可通过托料气缸603实现托料座604升降的功能。上述滑臂602与滑轨601间的滑动可通过驱动组件605进行驱动，驱动组件605包括电机支座605a、步进电机605b、输出杆605c、齿轮605d与齿条605e；其中，步进电机605b通过电机支座605a安装在安装面上，步进电机605b的输出轴通过减速器连接齿轮组，驱动齿轮组运动；齿轮组固定连接输出杆605c，输出杆605c的两端固定安装有齿轮605d，两个齿轮605d分别与沿两条滑臂602轴向上固定安装的齿条605e啮合。上述结构机械臂搬运机构6搬运的整个过程为自动控制的。由此通过控制器控制托料气缸603将托料座604提升托住太阳能集热管的两端，然后由步进电机605b驱动齿轮组运动，使齿轮组带动输出杆605c转动，进而使齿轮605d带动齿条605e运动，实现滑臂602沿滑轨601滑动，使太阳能集热管平移至下一个工序；当滑臂602运动到位后托料座604下降即可将太阳集热能管放下，并对太阳能集热管进行加持定位后，翻转步进电机605b翻转，使滑臂602回到初始状态；由此实现了装配点焊工作台2与氩弧环焊工作台3、氩弧环焊工作台3与激光环焊工作台4、激光环焊工作台4与成品传输线5之间太阳能集热管的搬运。

Claims (10)

1.一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：包括上料传输机构、装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台、成品传输线；均安装在固定面上；其中，上料传输机构位于前方；成品传输线位于后方；而装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台依次由前至后设置在上料传输机构与成品传输线之间；

其中，上料传输机构包括镀膜钢管传输线与玻璃管输送线，分别用来实现镀膜钢管与玻璃管由前至后的传输；上述镀膜钢管传输线与玻璃管传输线的下料端处以相同方式安装有物料测量装置，分别用来对传输中的镀膜钢管与玻璃管的外形尺寸进行测量；且镀膜钢管传输线的下料端处还安装有工装定位装置，用来定位吸气剂与吸气剂盒在镀膜钢管上的安装位置；

所述装配点焊工作台包括装配台A、镀膜钢管支撑机构与玻璃管支撑机构；其中，装配台A包括台座A、套入滑轨、套入滑块、主动旋转变位机A、从动旋转变位机A与定位爪盘A；台座A沿固定面左右方向安装在固定面上；主动旋转变位机A通过安装台固定安装在台座A一端；套入滑轨沿台座A轴向安装在台座A上；套入滑轨上滑动连接有套入滑块；套入滑块上安装有从动旋转变位机A；上述主动旋转变位机与从动旋转变位机的工作台上均同轴安装有一个定位爪盘A，分别用来定位一个波纹管以及镀膜钢管的两端；所述定位爪盘A上具有固定镀膜钢管的卡槽；定位爪盘A的卡爪上安装有用来固定波纹管的抓持机构；所述镀膜钢管支撑机构包括涨紧气缸、支撑杆与涨紧头；其中，支撑杆为空心管状结构，末端穿入主动旋转变位机A的通孔中，与主动旋转变位机A同轴连接；支撑杆前端安装有涨紧头；支撑杆内部同轴设置有拉杆，拉杆一端与涨紧气缸相连；所述玻璃管支撑机构用来对玻璃管进行支撑；

所述氩弧环焊工作台包括装配台B与两套氩弧环焊机；其中，装配台B包括台座B、主动旋转变位机B、从动旋转变位机B、定位爪盘B；其中，台座B固定安装在固定面上；台座B两端分别固定安装有主动旋转变位机B与从动旋转变位机B；主动旋转变位机B与从动旋转变位机B的工作台上均同轴固定安装有定位爪盘B，两个定位爪盘B上开有凹槽，用来内支撑镀膜钢管的两端；且上述支座B上设置与玻璃管支撑机构结构相同的支撑机构，对太阳能集热管进行支撑；所述两套氩弧环焊机结构相同，分别设置于氩弧环焊工作台两端，均包括支架A、两轴移动滑台A、焊缝调整机构A、焊缝跟踪机构，送丝机构A与氩弧环焊枪A；其中，支架A安装在固定面上，支架A上装有两轴移动滑台A；两轴移动滑台A由伺服电机进行驱动，实现空间直角坐标系中x轴与z轴方向移动；两轴移动滑台A的安装面上固定安装有焊缝调整跟踪机构A；所述焊缝调整机构A由调节滑轨、直线滑块与推杆构成；调节滑轨水平固定安装在两轴移动滑台A的安装面上，调节滑轨上滑动连接有直线滑块，直线滑块上竖直安装有氩弧环焊枪连杆，氩弧环焊枪连杆底端固定安装有氩弧环焊枪；所述直线滑块一端与推杆固定端固连，推杆自由端穿过固定在两轴移动滑台安装面上的支撑块；且推杆的自由端处安装有限位螺母；上述推杆上还套有复位弹簧，复位弹簧位于滑块与支撑块间，且复位弹簧两端分别与滑块和支撑块固连；所述焊缝跟踪机构A包括安装环与定位调整杆；其中，安装环固定套接在氩弧环焊枪头部，定位调整杆与安装环间通过螺栓连接；定位调整杆的端部安装有限位传感器；由此在定位调整杆的定位端触碰到波纹管侧面周向开设的凹槽时，氩弧环焊枪的焊接端位于波纹管与镀膜钢管间的焊缝处；

所述激光环焊工作台包括装配台C与两套激光环焊机；其中，装配台C包括台座C、主动旋转变位机C、从动旋转变位机C与定位爪盘C；装配台C的结构和设置方式与装配台B相同；所述两套激光环焊机结构相同，分别设置于激光环焊工作台两端，均包括支架B、两轴移动滑台B、焊缝调整机构B、焊缝跟踪机构B与激光环焊枪；其中，支架B、两轴移动滑台B、焊缝调节机构B的结构及安装方式与支架A、两轴移动滑台A、焊缝调整机构A相同；在焊缝调整机构B中的直线滑块上安装有激光环焊枪；所述焊缝跟踪机构B包括连接杆与定位调整杆B；其中，连接杆竖直与激光环焊枪固定；连接杆底端通过螺栓铰接有定位调整杆B；定位调整杆端部安装有限位传感器B；在定位调整杆B的定位端触碰到波纹管侧面周向上开设的凹槽时，激光环焊枪的焊接端正好位于波纹管与玻璃管间的焊缝处；

所述成品传输线用来对太阳能真空集热管进行传输和对焊缝的检测。

2.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：还包括机械臂搬运机构；机械臂搬运机构包括滑轨、滑臂、托料气缸、托料座与驱动组件；其中，滑轨有两条，相互平行，通过支架水平设置在安装面上，滑轨横跨装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台和成品传输线；两条滑轨上滑动安装有滑臂，通过驱动组件带动两条滑臂分别沿两条滑轨同步运动；两个滑臂上分别安装有三个托料气缸，每个托料气缸上均安装有一个托料座，托料座顶部具有半圆凹槽，半径不小于玻璃管的半径；两条滑臂上的托料座分别对称位于在装配点焊工作台、氩弧环焊工作台、激光环焊工作台中定位爪盘之间，且位于定位爪盘下方；由此通过控制托料气缸将托料座提升托住玻璃管的两端，然后驱动滑臂沿滑轨滑动，使太阳能集热管平移至下一个工序；此时，控制托料座下降即可将太阳能管放下；随后，通过驱动组件使滑臂回到初始状态。

3.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：所述物料测量装置包括定位基准面、伸缩测量面、伸缩气缸、位移传感器，具体安装方式为：定位基准面通过支架设置在镀膜钢管传输线与玻璃管传输线下料端一侧；伸缩测量面固定在伸缩气缸上，伸缩气缸通过支架设置在镀膜钢管传输线与玻璃管传输线下料端另一侧，并使镀膜钢管传输线与玻璃管传输线两侧的伸缩测量面与定位基准面相对；位移传感器固定安装在伸缩测量面上。

4.所述工装定位装置，包括吸气剂定位装置与吸气剂盒定位装置，均包括定位板、调节滑块与调节滑轨；其中，调节滑轨通过支架设置在安装面上，调节滑轨上安装有调节滑块，调节滑块可沿调节滑轨滑动；调节滑块上铰接有定位板，使定位板可沿铰接轴上下转动；定位板上沿安装面左右方向设计有半圆弧槽，半径不小于镀膜钢管的半径；在定位板上的半圆弧槽位置，还开有贯通定位板两侧的吸气剂盒定位口与吸气剂定位口；由此，向上转动定位板，将定位板与镀膜钢管间隙配合，使定位板上的吸气剂盒定位口与吸气剂定位口位于吸气剂盒与吸气剂在镀膜钢管上安装位置，进而实现吸气剂盒与吸气剂的安装定位。

5.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：所述定位爪盘A上的抓持机构的结构及安装方式为，包括抓持体与抓紧弹簧；其中，抓持体的定位端嵌入安装在定位爪盘A的卡爪上开设的凹槽内，且抓持端内部沿定位爪盘A的径向安装有抓紧弹簧，抓紧弹簧两端分别与抓持体和卡爪固连；且在卡爪处于自由状态时，抓紧弹簧处于压缩状态。

6.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：所述定位卡盘上的卡槽内侧壁沿卡槽轴向上具有刻度。

7.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：所述装配台A一侧，位于焊缝处，竖直设置有挡光板。

8.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：所述激光环焊枪上安装有激光环焊冷却管，激光环焊冷却管的冷却端位于激光环焊枪的焊接端与焊缝接触位置。

9.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：所述装配点焊工作台中主动旋转变位机A顶面上安装有激光标线器，激光标线器发射端朝向从动旋转变位机。

10.如权利要求1所述一种中高温太阳能集热管总成装配线，其特征在于：所述成品传输线的下料端两侧安装有焊缝检测装置。

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