CN103521922A - 一种平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述激光焊接设备它包括机架、滑动/固定工作平台、龙门支撑座、传动机构A、龙门梁、夹紧装置、微调焊接装置、同步机构、传动机构B、导轨副、焊点自动跟踪系统，滑动/固定工作平台通过导轨副安装在机架上；龙门梁在龙门支撑座的支撑作用下横跨于机架；同步机构在传动机构A、B的驱动作用下，微调焊接装置利用夹紧装置和焊点自动跟踪系统完成对工件的点焊。本发明技术方案激光焊接技术具有能量密度高、热输入量小、焊点深度比大、材料变形小、易于控制和实现自动化等优点，保证了集热板芯蓝膜层基本无破坏，熔融焊接焊点强度大，热传导性好，热效率高，使用寿命长。

Description

一种平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备
技术领域
本发明涉及一种激光焊接设备，具体地说是一种平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，属于激光焊接领域。
背景技术
近年来，随着国家对环保的重视，社会对环保能源、清洁能源的需求激增。平板型太阳能集热器作为一种根据“热虹吸”原理开发的太阳能装置，具有安全、可靠、高效、承压、易与建筑一体化等优点，在我国城市建设中得到了广泛应用，并呈爆发式增长的趋势。
集热板芯作为平板型太阳能集热器的关键部件，主要由铝板和铜管两种异性材料制作而成。它是吸收太阳辐射能并向水传递热量的部件，起到了太阳能与介质进行能量交换的作用，作为产品的核心部件，其制造质量十分重要。传统平板太阳能集热器集热板芯中的铝板与铜管连接制造方法，采用机械包覆和超声波焊接工艺。
机械包覆：制作工艺简单，但不易包紧，接触不良、铜管易晃动，易产生化学腐蚀，热传导性能低；超声波焊接：依靠金属键合作用，通过表面机械摩擦非融化焊接，物理冶金反应作用不明显，焊接强度低，焊接速度慢，加之不可避免地破坏部分吸热膜，严重影响光照面积，热传导性能低。因此，迫切的需要一种新的装置解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，该为了避免上述技术缺陷，本发明采用激光焊接，保证了集热板芯蓝膜层基本无破坏，熔融焊接的焊点强度高，热传导性好，热效率高，使用寿命长。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述激光焊接设备它包括机架、滑动/固定工作平台、龙门支撑座、传动机构A、龙门梁、夹紧装置、微调焊接装置、同步机构、传动机构B、导轨副、焊点自动跟踪系统，滑动/固定工作平台通过导轨副安装在机架上；龙门梁在龙门支撑座的支撑作用下横跨于机架；同步机构在传动机构A、B的驱动作用下，微调焊接装置利用夹紧装置和焊点自动跟踪系统完成对工件的点焊。
作为本发明的一种改进，所述微调焊接装置包括激光出射头，气缸A、气缸B、三向微调、压轮A和压轮B，所述气缸A、气缸B设置在微调焊接装置的上部，三向微调、压轮A、压轮B、激光出射头设置在微调焊接装置的下部。
作为本发明的一种改进，所述夹紧装置由位于上端的气缸A、气缸B以及三向微调来控制微调焊接装置的上下移动，位于下端的的手指气缸来控制压轮A、B的左右夹紧。
作为本发明的一种改进，所述传动机构A由位于龙门梁上的伺服A装置驱动，并采用滚珠丝杠传动方式实现微调焊接装置X方向的移动。
作为本发明的一种改进，所述传动机构B由位于龙门梁上的伺服B装置驱动，并采用齿轮齿条传动方式实现龙门梁在导轨副作用下Y方向的移动。
作为本发明的一种改进，所述同步机构依靠同步轴转动，并采用同步轮同步带传动方式实现龙门移动的同步性。
作为本发明的一种改进，所述焊点自动跟踪系统由激光焊缝传感器跟踪，在第一测量位置处测量焊缝位置，检测焊接射线的射束路径，利用信息采集、控制和人机交互界面实现焊点的自动跟踪，保证焊点的位置精度。
相对于现有技术，本发明的优点如下，1）整体结构简单、操作方便、成本较低；2）本发明技术方案激光焊接技术具有能量密度高、热输入量小、焊点深度比大、焊点美观、材料变形小、易于控制和实现自动化等优点，保证了集热板芯蓝膜层基本无破坏，熔融焊接焊点强度大，热传导性好，热效率高，试用寿命长；3）本发明专用于平板太阳能热水器集热板芯的精密点焊，具有科技含量高、自动化程度高、焊接速度快、效率高和操作便捷等优点。
 
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的右示图；
图3是图1的局部放大图；
其中：
01-机架；02-滑动（固定）工作平台；03-龙门支撑座；04-传动机构A；05-龙门梁；06-夹紧装置；07-微调焊接装置；08-同步机构；09-传动机构B；10-导轨副；11-焊点自动跟踪系统；12-风琴折罩；13-大罩壳；14-设备垫脚；15-移门拉手；16-机架门；17-激光出射头；18-气缸A；19-气缸B；20-三向微调；21-压轮A；22-压轮B。
 
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
实施例1：如图1所示，平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，它包括机架01、滑动/固定工作平台02、龙门支撑座03、传动机构A04、龙门梁05、夹紧装置06、微调焊接装置07、同步机构08、传动机构B09、导轨副10、焊点自动跟踪系统11；滑动/固定工作平台2通过导轨副10安装在机架01上；龙门梁05在龙门支撑座03的支撑作用下横跨于机架01；同步机构08在传动机构AB的驱动作用下，微调焊接装置07利用夹紧装置06和焊点自动跟踪系统11完成对工件的焊接。图2为图的右视图，该激光焊接设备还包括机架门16，设置在机架门上风琴折罩12、大罩壳13、设备垫脚14以及移门拉手。
实施例2：如图3所示，作为本发明的一种改进，所述微调焊接装置包括激光出射头17，气缸A18、气缸B19、三向微调20、压轮A21和压轮B22，所述气缸A18、气缸B19设置在微调焊接装置的上部，三向微调20、压轮A21、压轮B22、激光出射头设置在微调焊接装置的下部。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例3：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述夹紧装置6由位于上端的气缸A18、气缸B19以及三向微调20来控制微调焊接装置的上下移动，位于下端的的手指气缸来控制压轮A21、压轮B22的左右夹紧。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例4：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述传动机构A04由位于龙门梁上的伺服A装置驱动，并采用滚珠丝杠传动方式实现微调焊接装置X方向的移动。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例5：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述传动机构B09由位于龙门梁上的伺服B装置驱动，并采用齿轮齿条传动方式实现龙门梁在导轨副作用下Y方向的移动。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例6：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述同步机构08依靠同步轴转动，并采用同步轮同步带传动方式实现龙门移动的同步性。其余结构和优点与实施例1完全相同。
实施例7：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述焊点自动跟踪系统11由激光焊缝传感器跟踪，在第一测量位置处测量焊缝位置，检测焊接射线的射束路径，利用信息采集、控制和人机交互界面实现焊点的自动跟踪，保证焊点的位置精度。其余结构和优点与实施例1完全相同。
 
本发明还可以将实施例2、3、4、5、6、7所述技术特征中的至少一个与实施例1组合，形成新的实施方式。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (7)

1.平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述激光焊接设备它包括机架、滑动/固定工作平台、龙门支撑座、传动机构A、龙门梁、夹紧装置、微调焊接装置、同步机构、传动机构B、导轨副、焊点自动跟踪系统，滑动/固定工作平台通过导轨副安装在机架上；龙门梁在龙门支撑座的支撑作用下横跨于机架；同步机构在传动机构A、B的驱动作用下，微调焊接装置利用夹紧装置和焊点自动跟踪系统完成对工件的点焊。
2.根据权利要求1所述的平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述微调焊接装置包括激光出射头，气缸A、气缸B、三向微调、压轮A和压轮B，所述气缸A、气缸B设置在微调焊接装置的上部，三向微调、压轮A、压轮B、激光出射头设置在微调焊接装置的下部。
3.根据权利要求2所述的平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述夹紧装置由位于上端的气缸A、气缸B以及三向微调来控制微调焊接装置的上下移动，位于下端的的手指气缸来控制压轮A、B的左右夹紧。
4.根据权利要求1或2所述的平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述传动机构A由位于龙门梁上的伺服A装置驱动，并采用滚珠丝杠传动方式实现微调焊接装置X方向的移动。
5.根据权利要求1或2所述的平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述传动机构B由位于龙门梁上的伺服B装置驱动，并采用齿轮齿条传动方式实现龙门梁在导轨副作用下Y方向的移动。
6.根据权利要求1或2所述的平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述同步机构依靠同步轴转动，并采用同步轮同步带传动方式实现龙门移动的同步性。
7.根据权利要求1或2所述的平板型太阳能集热器异型材料双工位激光焊接设备，其特征在于：所述焊点自动跟踪系统由激光焊缝传感器跟踪，在第一测量位置处测量焊缝位置，检测焊接射线的射束路径，利用信息采集、控制和人机交互界面实现焊点的自动跟踪，保证焊点的位置精度。
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