CN103659018A - 换热器板片内圆自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种换热器板片内圆自动焊接设备，其包括：一机架，该机架安装有一可左右移动的移动架；一承载板，其设置有分别与换热器板片中的两个圆孔相对应的通孔以及第一限位部；一第一驱动装置，其包括：齿轮盘及驱动电机，且齿轮盘与承载板中通孔外缘固定；一限位结构，其包括：安装于承载板的通孔中的第一限位座及第二驱动装置，第一限位座中形成有第二限位部，且该第二限位部凸出于承载板表面；一自动焊接装置，其包括一安装于移动架中并左右移动的自动焊枪；移动架中设置有与第二限位部配合的第三限位部，自动焊枪的枪口对准第三限位部下端边缘。本发明操作简便、定位准确、自动化程度极高，且焊接效果显著、工作效率高。

Description

换热器板片内圆自动焊接设备

技术领域：

本发明涉及换热器产品技术领域，特指一种操作简便、定位准确、自动化程度极高，且焊接效果显著、工作效率高的换热器板片内圆自动焊接设备。

背景技术：

换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。

现有的换热器以板壳式换热器为主导，板壳式换热器一般包括一壳体以及安装于壳体内的换热芯，该换热芯包括多组由两块板片焊接而成的板片组配合构成，其中，每两片板片叠加，板片的波纹凸起应对应，即波峰对波峰进行全焊接，且相对应的圆孔边缘通过全焊接组合形成所述板片组，其中该板片组内部形成有多个波纹间隙；然后，分别将两组板片组的外沿焊接在一起，这样板片的间壁形成波纹间隙，形成板片束。将板片束的前后两端焊接在一头板和尾板之间，构成整体式换热芯，该换热芯插入壳体内，并固定以组装形成完整的板壳式换热器。

针对上述的焊接工艺，传统的焊接方式采用下述方式：

提供一工作台、焊枪，在焊接的过程中，操作人员通过人工手动将两块板片对应放置好，其中，两块板片中的圆孔相对应；此时通过人工手动使用焊枪沿着两块板片中圆孔的边缘实现焊接，形成一板片组；然后将两组板片组的外圆对应，此时通过人工手动使用焊枪沿着两板片组的外圆实现焊接，经多组焊接后，形成板片束。

上述的传统的焊接方式定位不准确，在焊接的过程中很容易使板片之间的圆孔偏离或板片组之间的外圆偏离，焊接过程十分困难，且焊接效果极差，导致焊接出来的产品的质量大打折扣。另外，上述的传统的焊接方式基本都是采用人工操作，由于换热芯的焊接工艺需求精度更高，而人工操作则会产生极大的人为误差，焊接效果极差，导致需要多次返工，浪费大量的人力物力，增加了生产成本。在针对两块板片中的圆孔相对应焊接时，需要在将焊枪的枪嘴伸入并对准两块板片中圆孔的内边缘，然后在沿着两块板片中圆孔的内边缘按圆的轨迹焊接，形成一板片组，但是由于圆孔较小，板片较薄，导致人工焊接极其困难，焊接效果极差，严重影响焊接产品的质量。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简便、定位准确、自动化程度极高，且焊接效果显著、工作效率高的换热器板片内圆自动焊接设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该换热器板片内圆自动焊接设备包括：一机架，该机架一侧安装有一可左右移动的移动架；一供换热器板片放置的承载板，该承载板上设置有分别与换热器板片中的两个圆孔相对应的通孔以及第一限位部，该通孔位于承载板的中心位置；一用于驱动承载板转动的第一驱动装置，其包括：活动安装于机架上的齿轮盘及用于驱动其转动的驱动电机，其中，齿轮盘与承载板中通孔外缘固定；一用于对换热器板片进行限位的限位结构，其包括：安装于承载板的通孔中的第一限位座及用于微调第一限位座相对位移的第二驱动装置，第一限位座中形成有与换热器板片中的圆孔配合的第二限位部，且该第二限位部凸出于承载板表面；一自动焊接装置，其包括一安装于移动架中并可相对移动架左右移动的自动焊枪，该自动焊枪位于第二限位部侧边；所述移动架中设置有与所述第二限位部配合的第三限位部，所述自动焊枪的枪口对准第三限位部侧端边缘；当移动架向承载板方向移动后，其第三限位部与第一限位座中的第二限位部相配合对重叠放置于承载板上的两块换热器板片进行限位，自动焊枪的枪口对准两块换热器板片中圆孔的边缘，以致自动焊接。

进一步而言，上述技术方案中，所述的移动架中部设置有一供所述自动焊接装置安装的安装座，该安装座具有一安装腔，该安装腔侧端设置有与所述第一限位座相匹配的第二限位座，该第二限位座设置有所述的第三限位部。

进一步而言，上述技术方案中，所述的自动焊枪通过一第一气缸稳定安装于安装座的安装腔中，且穿过第二限位座显露于第三限位部的边缘，该自动焊枪呈竖直装配。

进一步而言，上述技术方案中，所述第一气缸的一侧与安装座的内壁固定，另一侧设置有成对的第一滑轨，该第一滑轨上设置有一可左右移动的滑块，其中，该滑块下端具有一呈L字形的连接部及用于夹紧固定所述自动焊枪的夹紧部，且连接部端部与第一气缸的顶杆连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述移动架的两侧设置有第二滑轨，并通过该第二滑轨与所述机架形成活动装配；所述机架安装有用于驱动移动架左右移动的第二气缸及第三气缸，该第二气缸及第三气缸中的顶杆分别与所述移动架上下两端连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述安装座中安装有用于散热的水冷结构，该水冷结构的接口显露于安装座外壁。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第一限位部为圆柱；所述的第二限位部及第三限位部均为凸环。

进一步而言，上述技术方案中，所述的机架上安装有一圆盘台，所述的齿轮盘与承载板均安装于该圆盘台上。

进一步而言，上述技术方案中，所述的驱动电机为步进电机，该步进电机的转轴上安装有光电传感开关。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：本发明工作时，将直接将两块板片以层叠的方式放置于所述的承载板上，并通过所述的第一限位部和第二限位部对板片进行初步限位。随后，第二气缸及第三气缸同时驱动移动架稳定向承载板方向移动，直至移动架中第二限位座的第三限位部与第一限位座中作为第二限位部之间形成用于显露两块板片圆孔内缘的间隙，以对两块板片进行精准定位，其中，自动焊枪的枪嘴竖直对准该间隙。当自动焊枪的枪嘴没有竖直对准该间隙时，可通过第一气缸工作以控制自动焊枪的枪嘴竖直对准该间隙。另外，还可以根据实际需求，可通过第二驱动装置控制第一限位座左右移动，实现微调。然后，自动焊枪对两块板片圆孔内缘进行全自动焊接，与此同时，第一驱动装置工作，通过驱动电机精准控制齿轮盘与承载板转动，以致配合自动焊枪实现对两块板片圆孔内缘的焊接。当完成焊接后，通过第二气缸及第三气缸同时驱动移动架稳定向远离承载板的方向移动，以致取消对两块板片的限位。最后，将已经完成焊接的两块板片取出，更换新的两块板片，重复上述步骤，以实现对新的两块板片进行焊接。综上所述，由于本发明的自动化程度极高，令上述整个操作十分简便，还能够对板片准确定位、且焊接效果显著、工作效率高，以致令本发明具有极强的市场竞争力。

附图说明：

图1是本发明的立体图；

图2是本发明另一视角的立体图；

图3是图2中A部分的局部放大示意图；

图4是本发明的主视图；

图5是图4中B部分的局部放大示意图；

图6是本发明中自动焊接装置的立体图；

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

参见图1-6所示，为一种换热器板片内圆自动焊接设备，其包括：一机架1、安装于机架1一侧并可左右移动的移动架2、用于供换热器板片放置的承载板3、用于驱动承载板3转动的第一驱动装置4、用于对换热器板片进行限位的限位结构5以及自动焊接装置6。

所述的承载板3上设置有分别与换热器板片中的两个圆孔相对应的通孔31以及第一限位部32，该通孔31位于承载板3的中心位置，且所述的第一限位部32为圆柱。

所述的第一驱动装置4包括：活动安装于机架1上的齿轮盘41及用于驱动其转动的驱动电机42，其中，齿轮盘41与承载板3中通孔31外缘固定，令齿轮盘41在转动的过程中带动承载板3转动。另外，所述的驱动电机42为步进电机，以致能够精准控制齿轮盘41与承载板3转动。另外，该步进电机的转轴上安装有光电传感开关，控制所述齿轮盘41转动365度，以致换热器板片圆孔内缘形成均匀、完整、无缝焊接。

所述的机架1上安装有一圆盘台11，所述的齿轮盘41与承载板3均安装于该圆盘台11上，且该圆盘台11面积大于齿轮盘41与承载板3的面积。

所述的限位结构5包括：安装于承载板3的通孔31中的第一限位座51及用于微调第一限位座51相对位移的第二驱动装置52，该第二驱动装置52为气缸。第一限位座51中形成有与换热器板片中的圆孔配合的第二限位部511，且该第二限位部511凸出于承载板3表面。所述的第二限位部511为凸环。

所述的自动焊接装置6包括一安装于移动架2中并可相对移动架2左右移动的自动焊枪61，该自动焊枪61位于第二限位部511侧边。另外，所述移动架2中设置有与所述第二限位部511配合的第三限位部221，该第三限位部221为凸环。所述自动焊枪61的枪口对准第三限位部221侧端边缘；当移动架2向承载板3方向移动后，其第三限位部221与第一限位座51中的第二限位部511相配合对重叠放置于承载板3上的两块换热器板片进行限位，自动焊枪61的枪口对准两块换热器板片中圆孔的边缘，以致自动焊接。

所述的移动架2中部设置有一供所述自动焊接装置6安装的安装座21，该安装座21具有一安装腔211，该安装腔211侧端设置有与所述第一限位座51相匹配的第二限位座22，该第二限位座22设置有所述的第三限位部221。

所述安装座21中安装有用于散热的水冷结构，该水冷结构的接口201显露于安装座21外壁。

所述的自动焊枪61通过一第一气缸62稳定安装于安装座21的安装腔211中，且穿过第二限位座22显露于第三限位部221的边缘，该自动焊枪61呈竖直装配。所述第一气缸62的一侧与安装座21的内壁固定，另一侧设置有成对的第一滑轨621，该第一滑轨621上设置有一可左右移动的滑块622，其中，该滑块622下端具有一呈L字形的连接部623及用于夹紧固定所述自动焊枪61的夹紧部624，且连接部624端部与第一气缸62的顶杆连接。

所述移动架2的两侧设置有第二滑轨，并通过该第二滑轨与所述机架1形成活动装配；所述机架1安装有用于驱动移动架2左右移动的第二气缸23及第三气缸24，该第二气缸23及第三气缸24中的顶杆分别与所述移动架2上下两端连接。通过该第二气缸23及第三气缸24同时驱动移动架2左右移动，令移动架2能够稳定实现左右移动。

本发明工作时，将直接将两块板片以层叠的方式放置于所述的承载板3上，其中，两块板片的圆孔分别落入所述承载板3上作为第一限位部32的圆柱及所述第一限位座51中作为第二限位部511的凸环上，令板片被限位于该承载板3上。

随后，第二气缸23及第三气缸24同时驱动移动架2稳定向承载板3方向移动，直至移动架2中第二限位座22的第三限位部221与第一限位座51中作为第二限位部511之间形成用于显露两块板片圆孔内缘的间隙，以对两块板片进行精准定位。其中，自动焊枪61的枪嘴竖直对准该间隙。当自动焊枪61的枪嘴没有竖直对准该间隙时，可通过第一气缸62工作以控制自动焊枪61的枪嘴竖直对准该间隙。另外，还可以根据实际需求，可通过第二驱动装置52控制第一限位座51左右移动，实现微调。

自动焊接装置6工作，自动焊枪61对两块板片圆孔内缘进行全自动焊接，与此同时，所述的第一驱动装置4工作，通过驱动电机42精准控制齿轮盘41与承载板3转动，以致配合所述的自动焊枪61实现对两块板片圆孔内缘的焊接。其中，驱动电机42控制所述齿轮盘41转动365度，以致换热器板片圆孔内缘形成均匀、完整、无缝焊接。在焊接过程中，安装座21中的水冷结构能够进行有效的散热。

当完成焊接后，自动焊枪61自动复位，另外，还通过第二气缸23及第三气缸24同时驱动移动架2稳定向远离承载板的方向移动，以致取消对两块板片的限位。随后，将已经完成焊接的两块板片取出，更换新的两块板片，重复上述步骤，以实现对新的两块板片进行焊接。

综上所述，由于本发明的自动化程度极高，令上述整个操作十分简便，还能够对板片准确定位、且焊接效果显著、工作效率高，以致令本发明具有极强的市场竞争力。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (9)

1.换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于，包括：

一机架（1），该机架（1）一侧安装有一可左右移动的移动架（2）；

一供换热器板片放置的承载板（3），该承载板（3）上设置有分别与换热器板片中的两个圆孔相对应的通孔（31）以及第一限位部（32），该通孔（31）位于承载板（3）的中心位置；

一用于驱动承载板（3）转动的第一驱动装置（4），其包括：活动安装于机架（1）上的齿轮盘（41）及用于驱动其转动的驱动电机（42），其中，齿轮盘（41）与承载板（3）中通孔（31）外缘固定；

一用于对换热器板片进行限位的限位结构（5），其包括：安装于承载板（3）的通孔（31）中的第一限位座（51）及用于微调第一限位座（51）相对位移的第二驱动装置（52），第一限位座（51）中形成有与换热器板片中的圆孔配合的第二限位部（511），且该第二限位部（511）凸出于承载板（3）表面；

一自动焊接装置（6），其包括一安装于移动架（2）中并可相对移动架（2）左右移动的自动焊枪（61），该自动焊枪（61）位于第二限位部（511）侧边；

所述移动架（2）中设置有与所述第二限位部（511）配合的第三限位部（221），所述自动焊枪（61）的枪口对准第三限位部（221）侧端边缘；当移动架（2）向承载板（3）方向移动后，其第三限位部（221）与第一限位座（51）中的第二限位部（511）相配合对重叠放置于承载板（3）上的两块换热器板片进行限位，自动焊枪（61）的枪口对准两块换热器板片中圆孔的边缘，以致自动焊接。

2.根据权利要求1所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述的移动架（2）中部设置有一供所述自动焊接装置（6）安装的安装座（21），该安装座（21）具有一安装腔（211），该安装腔（211）侧端设置有与所述第一限位座（51）相匹配的第二限位座（22），该第二限位座（22）设置有所述的第三限位部（221）。

3.根据权利要求2所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述的自动焊枪（61）通过一第一气缸（62）稳定安装于安装座（21）的安装腔（211）中，且穿过第二限位座（22）显露于第三限位部（221）的边缘，该自动焊枪（61）呈竖直装配。

4.根据权利要求3所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述第一气缸（62）的一侧与安装座（21）的内壁固定，另一侧设置有成对的第一滑轨（621），该第一滑轨（621）上设置有一可左右移动的滑块（622），其中，该滑块（622）下端具有一呈L字形的连接部（623）及用于夹紧固定所述自动焊枪（61）的夹紧部（624），且连接部（624）端部与第一气缸（62）的顶杆连接。

5.根据权利要求1所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述移动架（2）的两侧设置有第二滑轨，并通过该第二滑轨与所述机架（1）形成活动装配；所述机架（1）安装有用于驱动移动架（2）左右移动的第二气缸（23）及第三气缸（24），该第二气缸（23）及第三气缸（24）中的顶杆分别与所述移动架（2）上下两端连接。

6.根据权利要求1所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述安装座（21）中安装有用于散热的水冷结构，该水冷结构的接口（201）显露于安装座（21）外壁。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述的第一限位部（32）为圆柱；所述的第二限位部（511）及第三限位部（221）均为凸环。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述的机架（1）上安装有一圆盘台（11），所述的齿轮盘（41）与承载板（3）均安装于该圆盘台（11）上。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的换热器板片内圆自动焊接设备，其特征在于：所述的驱动电机（42）为步进电机，该步进电机的转轴上安装有光电传感开关。

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