CN104148784B - 一种超短热管自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超短热管自动焊接机，包括机架、自动出管料斗装置、自动推料装置、自动热管定位装置、氩弧焊枪调整装置、自动焊接装置、自动落料斜坡装置和PLC；其中自动焊接装置的胶轮分为主动轮和从动轮，主动轮和从动轮平行间隙设置；两胶轮辅助轮平行间隙设置，间隙一端与V型槽连通，另一端与主动轮和从动轮的间隙连通；同步带轮与主动轮同轴安装；同步带轮通过皮带与无级调速电机连接；石墨轮穿在压杆上，压杆两端分别与两导杆连接；导杆插入直线轴承内组成滑动副，两个直线轴承锁紧在压板上，压板与压紧气缸连接；本发明可适应不同管长和直径的焊接并且可实现超短热管的自动焊接，在保证焊接质量的前提下，显著提高了生产效率。

Description

一种超短热管自动焊接机

技术领域

本发明涉及一种焊接设备，具体是涉及一种超短热管自动焊接机，用于超短热管两端的自动焊接。

背景技术

热管具有很高的热传导性能，应用热管能显著提高散热器散热效率。热管的两端是需要焊接，且要求焊接区域美观、可靠。超短热管应用在一些空间受限、热量集中明显的模组内，能显著改善散热状况。而超短热管一般采用手工单件焊接，夹持困难，工作量大、效率低、可靠性差、并且一致性难以保证，传统自动焊接设备难以实现超短热管的高效可靠焊接，因而急需一种能实现其高效可靠焊接的设备。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种高效、焊接质量稳定、能广泛适应不同直径，不同管长，尤其是超短热管的自动焊接机。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种超短热管自动焊接机，包括机架、自动出管料斗装置、自动推料装置、自动热管定位装置、氩弧焊枪调整装置、自动焊接装置、自动落料斜坡装置和PLC；

所述自动出管料斗装置包括自动送料装置、自动抖料装置和感料报警系统；自动送料装置包括料斗、前挡板、料斗下板、送料气缸、后送料板和前送料板；料斗主要由两块料斗竖板和底板组成；料斗竖板锁紧在机架上；两块料斗竖板分别竖直设置在底板的两侧，底板由斜板和后挡板连接组成，后挡板竖直设置，斜板在两块料斗竖板之间倾斜设置，形成带有斜面的框体；左右两块前挡板都竖直设置，与底板的后挡板形成间隙大于热管直径的间距；左右两块前挡板分别与中间斜板和一块料斗竖板活动连接；前送料板活动安装在后送料板的前端，前送料板和后送料板之间形成长度长于热管长度，宽度大于热管直径的通槽；前送料板位于料斗下板的上端；送料气缸与后送料板连接；

所述自动抖料装置包括凸轮轴、料斗凸轮和抖料气缸；凸轮轴安装在两块料斗竖板之间，抖料气缸与凸轮轴连接；凸轮轴安装有多个料斗凸轮，料斗凸轮设置在底板中斜板上的开口中；

所述感料报警系统主要包括安装在底板上的涡流式接近开关；

所述自动推料装置包括推料气缸安装板、推料气缸和V型推料头；推料气缸安装板设置在料斗下板的前端，料斗下板的后端与推料气缸安装板的前端形成V型槽，V型推料头设置在V型槽内，V型推料头与推料气缸连接；

所述自动焊接装置包括压紧气缸、压板、导杆、石墨轮、胶轮、胶轮辅助轮和同步带轮；胶轮分为主动轮和从动轮；胶轮辅助轮为两个，分别与主动轮和从动轮中心轴相同，主动轮、从动轮和胶轮辅助轮外径一致，主动轮和从动轮分别通过滚动轴承固定在内外侧的两对胶轮侧板上；两个胶轮辅助轮分别固定在内测两个胶轮侧板上；两个胶轮辅助轮平行间隙设置，间隙一端与V型槽连通，另一端与主动轮和从动轮之间形成的间隙连通；两胶轮辅助轮之间间隙一端与V型槽连通，另一端与主动轮和从动轮之间形成的间隙连通；同步带轮与主动轮同轴安装；同步带轮通过皮带与无级调速电机连接；石墨轮位于主动轮与从动轮之间的上方，石墨轮为圆环形，穿在压杆上，压杆两端分别与两导杆连接；导杆插入直线轴承内组成滑动副，两个直线轴承锁紧在压板上，压板与压紧气缸连接；

所述自动热管定位装置位于自动焊接装置的右侧；包括热管定位块、安装块和热管定位气缸；热管定位块安装在热管定位气缸上；热管定位气缸紧固在热管定位气缸固定板上，安装块上设有卡槽，热管定位气缸固定板设置在卡槽内；

所述氩弧焊枪调整装置包括氩弧焊枪、滑台和粗调夹紧块；氩弧焊枪设置在热管定位块的一侧，位于热管的对面；滑台为三坐标轴精调滑台；粗调夹紧块3夹紧氩弧焊枪，设置在三坐标滑台上；

所述自动落料斜坡装置包括接料盒、落料斜坡、侧板安装板、直线导轨和侧推气缸；侧板安装板安装在直线导轨的滑块上；侧推气缸与侧板安装板连接，侧板安装板与安装从动轮的胶轮侧板连接；落料斜坡倾斜安装在机架上，位于主动轮和从动轮中间的下方，接料盒位于落料斜坡下边缘下端。

所述PLC分别与推料气缸、压紧气缸、热管定位气缸、侧推气缸、送料气缸和抖料气缸的电磁阀连接；PLC还分别与无级调速电机的中间继电器、感料涡流式接近开关连接和时间继电器连接，时间继电器与氩弧焊枪连接。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述料斗还包括隔板光轴、中间斜板和滑锁，隔板光轴固定在左右两块料斗竖板上端之间；滑锁通过直线轴承与隔板光轴活动连接，中间斜板与两块料斗竖板平行设置，位于两块料斗竖板之间，中间斜板上端与滑锁连接。

左右两块前挡板上都加工有两个相同的与竖直方向成45°斜长槽，通过螺钉穿过这两个斜长槽将两块前挡板分别锁紧在中间斜板与右料斗竖板上。

所述的前送料板49的两端各加工有一个通孔，通过这两个通孔用螺钉将其与后送料板47锁紧安装；通槽的尺寸可根据不同的待焊接热管直径匹配选择，从而保证每一根待焊接热管能顺利落入该通槽内。

所述的送料气缸通过螺纹安装在送料气缸固定板上；送料气缸固定板46通过螺钉锁紧在机架的面板上。

所述抖料气缸通过尾部螺纹锁紧在抖料气缸脚座上，抖料气缸脚座与料斗竖板通过螺纹锁紧连接，凸轮轴通过深沟球轴承固定在料斗竖板上，抖料接头一端与抖料气缸连接，另一端通过紧定螺钉与凸轮轴锁紧连接。

所述V型推料头通过推料头安装块、推料头锁紧块、L型固定块和推料板与推料气缸连接；推料头安装块采用不锈钢折弯90°结构，其折弯的两边一长一短，短边上加工有两个带沉头的安装孔，V型推料头上加工有对应的两螺纹孔，通过平头螺钉将V型推料头安装在推料头安装块上，推料头安装块的折弯长边与推料头锁紧块通过螺纹孔，用螺钉相互锁紧；两根一端加工有螺纹的光轴锁紧在推料头安装块内，这两根光轴与安装在L型固定块的两个直线轴承组成滑动副；推料头锁紧块和L型固定块之间的光轴段安装有弹簧；L型固定块通过螺纹锁紧在推料板上，推料板通过螺钉固定在推料气缸上。

所述的压紧气缸活动安装在压紧气缸固定板上，压紧气缸固定板通过螺钉锁紧在胶轮侧板上；压杆两端加工有通孔，通过两根螺栓将其两端分别锁紧在两根导杆上。

主动轮和从动轮都采用不锈钢内芯，外圈包裹一层耐高温的硅橡胶；胶轮辅助轮是采用不锈钢薄管纵向线切割形成的空心半圆形。

所述的滑台安装在滑台安装板上；滑台安装板通过螺钉锁紧在机架的面板上。

所述的胶轮侧板通过下底面螺纹孔锁紧在侧板安装板上；直线导轨和侧推气缸都是用螺钉安装在机架的面板上。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1)本发明自动出管料斗装置、自动推料装置、自动热管定位装置、氩弧焊枪调整装置、自动焊接装置、自动落料斜坡装置和PLC实现待焊接热管自动送出、进料、推料、焊接、落料，焊接完成自动停机；整个过程包括送料，进料，焊接，落料都是自动进行，故可以实现超短热管高效焊接，并且能够保证各种焊接要求。

2)本发明主动轮与从动轮本身不接触，当待焊接热管送入主从胶轮之间后，待焊热管与主从胶轮外切，主动轮与从动轮通过滚动球轴承连接才能实现紧固与转动，实现焊接时既保证了热管与石墨轮的压紧状态，又使热管处于匀速轴向转动状态。

3)本发明推料结构在设计时采用分层独立结构；V型推料头的上表面低于前送料板的下表面；推料头安装块采用的是不锈钢折弯90°结构，其折弯长边与前送料板的最外侧保持一定距离，这样前送料板在送出待焊接热管至推料气缸安装板与料斗下板形成的V形槽内时，前送料板不会与V型推料头发生干扰，而且在前送料板退回的同时V型推料头能向前推动待焊接热管，两两动作独立，可以节省安装空间与动作时间，而且推料头锁紧块和L型固定块之间是两个直线轴承与两根光轴组成的滑动副，并配有弹簧缓冲，可以在推料时既保证结构刚度又能保护热管。

4)提本发明供了一种高效自动推料装置，用于焊接过程输送热管并将焊接完成热管平稳送至接料盒。

5)本发明推动中间斜板通过滑锁锁紧在隔板光轴上合适的位置，即使中间斜板与右料斗竖板之间形成略大于待焊接热管长度的区域，将不同长度的待焊接热管放入料斗内，从而实现在工作范围内不同长度热管的加工。左右两块前挡板分别与中间斜板和右料斗竖板活动连接，通过螺钉穿过这两个斜长槽将两块前挡板分别锁紧在中间斜板与右料斗竖板上，调整时，松开两块前挡板斜长槽内锁紧螺钉，然后将其沿45°斜长槽下滑动调整，即同时实现了两块前挡板前后和上下的等距调整，然后将其锁紧，完成调整。

附图说明

图1为超短热管自动焊接机的主视图。

图2为超短热管自动焊接机的俯视图。

图3为超短热管自动焊接机的左视图。

图4为图3的局部放大图。

图5为图2的局部放大图。

图6为超短热管自动焊接机自动出管料斗装置装配图。

图7为图6中C-C向剖视图。

图中示出：机架1、接料盒2、落料斜坡3、推料气缸固定板4、推料气缸安装板5、推料气缸6、底板7、压紧气缸8、压紧气缸固定板9、直线轴承10、压板11、导杆12、石墨轮13、热管定位块14、安装块15、热管定位气缸固定板16、氩弧焊枪17、胶轮18、滑台19、胶轮侧板20、热管定位气缸21、滑台安装板22、粗调夹紧块23、侧板安装板24、直线导轨25、胶轮辅助轮26、侧推气缸27、V型推料头28、推料头安装块29、推料头锁紧块30、L型固定块31、推料板32、同步带轮33、料斗安装板34、抖料气缸脚座35、抖料接头36、凸轮轴37、料斗凸轮38、隔板光轴39、滑锁40、前挡板41、涡流式接近开关42、料斗竖板43、料斗下板44、送料气缸45、送料气缸固定板46、后送料板47、抖料气缸48、前送料板49、中间斜板50。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。

如图1-7所示，一种超短热管自动焊接机，包括机架1、自动出管料斗装置、自动推料装置、自动热管定位装置、氩弧焊枪调整装置、自动焊接装置、自动落料斜坡装置和PLC；

自动出管料斗装置包括自动送料装置和自动抖料装置；如图6、7所示，自动送料装置包括料斗、前挡板41、料斗下板44、送料气缸45、后送料板47和前送料板49；料斗主要由两块料斗竖板43和底板7组成；料斗竖板43通过螺钉锁紧在机架1上；两块料斗竖板43分别竖直设置在底板7的两侧，底板7由斜板和后挡板连接组成，后挡板竖直设置，斜板在两块料斗竖板43之间倾斜设置，形成带有斜面的框体，框体用于放置热管。优选地，料斗还包括隔板光轴39、中间斜板50和滑锁40，隔板光轴39固定在左右两块料斗竖板43上端之间；滑锁40通过直线轴承与隔板光轴39活动连接，中间斜板50与两块料斗竖板43平行设置，位于两块料斗竖板43之间，中间斜板50上端与滑锁40连接，滑锁40的作用是在调整好中间斜板后固定其在光轴上的位置。工作时，推动中间斜板50并将其通过滑锁40锁紧在隔板光轴39上合适的位置，即使中间斜板50与右料斗竖板43之间形成略大于待焊接热管长度的区域，将不同长度的待焊接热管放入料斗内，从而实现在工作范围内不同长度热管的加工。

左右两块前挡板41都竖直设置，与底板7的后挡板形成间隙大于热管直径的间距；优选地，左右两块前挡板41分别与中间斜板50和右料斗竖板43活动连接，具体是左右两块前挡板41上都加工有两个相同的与竖直方向成45°斜长槽，通过螺钉穿过这两个斜长槽将两块前挡板41分别锁紧在中间斜板50与右料斗竖板43上，调整时，松开两块前挡板41斜长槽内锁紧螺钉，然后将其沿45°斜长槽下滑动调整，即同时实现了两块前挡板41前后和上下的等距调整，然后将其锁紧，完成调整。

前送料板49活动安装在后送料板47的前端，前送料板49和后送料板47之间形成长度长于热管长度，宽度大于热管直径的通槽；优选前送料板49的两端各加工有一个通孔，通过这两个通孔用螺钉将其与后送料板47锁紧安装；通槽的尺寸可根据不同的待焊接热管直径匹配选择，从而保证每一根待焊接热管能顺利落入该通槽内。前送料板49位于料斗下板44的上端；料斗下板44通过螺钉装配在在两料斗竖板43下端之间；送料气缸45与后送料板47连接；优选送料气缸45通过螺纹安装在送料气缸固定板46上；送料气缸固定板46通过螺钉锁紧在机架1的面板上；送料气缸45推动后送料板47和前送料板49循环往复送料；

如图6、7所示，自动抖料装置包括凸轮轴37、料斗凸轮38和抖料气缸48；凸轮轴37安装在两块料斗竖板43之间，抖料气缸48与凸轮轴37连接；凸轮轴37上安装有多个料斗凸轮38，优选料斗凸轮38通过紧定螺钉锁紧的凸轮轴37上，料斗凸轮38设置在底板7中斜板上的开口中，料斗凸轮38从最近点向最远点的转动过程中能拨动底板7中斜板上的待焊接热管；优选抖料气缸48通过抖料接头36与凸轮轴37连接；具体是，抖料气缸48通过尾部螺纹锁紧在抖料气缸脚座35上，抖料气缸脚座35与料斗竖板43通过螺纹锁紧连接，凸轮轴37通过深沟球轴承固定在料斗竖板43上，可以轴向转动；抖料接头36一端与抖料气缸48连接，另一端通过紧定螺钉与凸轮轴37锁紧连接；抖料气缸48通过抖料接头36带动的凸轮轴37轴向转动，同时凸轮轴37上料斗凸轮38也做轴向转动，料斗凸轮38转动的同时将底板7中的待焊接热管向下拨动，使最下面的一根待焊接热管在前挡板41与底板7的后挡板形成间隙中下落，下落至后送料板47和前送料板49形成的通槽内，从而完成自动抖料装置的抖料功能。

自动出管料斗装置还包括感料报警系统，感料报警系统的涡流式接近开关42安装在底板7上，实际工作时，当底板7内放入待焊接热管，涡流式接近开关42感应到待焊接热管后其内部产生一个常开电信号并反馈到PLC内，根据预先编译好的程序PLC判断此时处于正常状态，可以进行下一步自动焊接工序；而当待焊接热管焊接完成时，即涡流接近开关42未感应到待焊接热管，此时其内部常开电信号转为常闭状态并传输到PLC内，根据预先编译好的程序PLC判断此时处于焊接完成状态，然后PLC做出报警停机动作。涡流式接近开关本质上是一种能在一定距离范围内感应金属的传感器，当感应到或未感应到金属时，其内部会产生常开或常闭的电信号，将此信号反馈到PLC便可以实现自动感料了。

自动出管料斗装置可以保证每次只有最下面的一根待焊接热管能通过后送料板47与前送料板49的通槽送出，而其上面的热管会被前挡板41挡住不能送出，因此能保证不同直径与长度的待焊接热管一根一根地自动出料。

如图1、2、4、5、6所示，自动推料装置包括推料气缸安装板5、推料气缸6、V型推料头28和料斗下板44；推料气缸安装板5设置在料斗下板44的前端，料斗下板44的后端与推料气缸安装板5的前端形成V型槽，V型推料头28设置在V型槽内，V型推料头28与推料气缸6连接；具体是V型推料头28通过推料头安装块29、推料头锁紧块30、L型固定块31和推料板32与推料气缸6连接；推料头安装块29采用的是不锈钢折弯90°结构，其折弯的两边一长一短，短边上加工有两个带沉头的安装孔，V型推料头28上加工有对应的两螺纹孔，通过平头螺钉将V型推料头28安装在推料头安装块29上，而推料头安装块29的折弯长边与推料头锁紧块30通过螺纹孔，用螺钉相互锁紧。两根一端加工有螺纹的光轴锁紧在推料头安装块29内，这两根光轴与安装在L型固定块31的两个直线轴承组成滑动副，该结构可以实现V型推料头28相对L型固定块31的前后滑动。推料头锁紧块30和L型固定块31之间的光轴段安装有弹簧，能有效缓冲吸震；L型固定块31通过螺纹锁紧在推料板32上，推料板32通过螺钉固定在推料气缸6上。推料气缸固定板4通过螺纹孔锁紧在机架1的面板上，推料气缸安装板5通过螺钉安装在推料气缸固定板4上，推料气缸6用螺钉锁紧在推料气缸安装板5上。

当自动送料装置将待焊接热管送出至推料气缸安装板5与料斗下板44形成的V形槽内后，推料气缸6开始动作，带动推料板32、L型固定块31、推料头锁紧块30和推料头安装块29，最终推动V型料头28在推料气缸安装板5与料斗下板44形成的V形槽内前进，并接触上述待焊接热管尾部，从而推动待焊接热管前进到达焊接工位，到位后，固定在推料气缸6上的磁性开关产生一个电信号并反馈到PLC，PLC依据程序指令，通过关闭相应电磁阀从而实现推料气缸6的退回，等待下一根待焊接热管到位后再动作，如此循环推料。

上述推料结构在设计时采用分层独立结构；其中V型推料头28设置在V型槽内，V型槽的上表面低于前送料板49的下表面，也就是V型推料头28的上表面低于前送料板49的下表面；推料头安装块29采用的是不锈钢折弯90°结构，其折弯长边与前送料板49的最外侧保持一定距离，这样前送料板49在送出待焊接热管至推料气缸安装板5与料斗下板44形成的V形槽内时，前送料板49不会与V型推料头28发生干扰，而且在前送料板49退回的同时V型推料头28能向前推动待焊接热管，两两动作独立，可以节省安装空间与动作时间，而且推料头锁紧块30和L型固定块31之间是两个直线轴承与两根光轴组成的滑动副，并配有弹簧缓冲，可以在推料时既保证结构刚度又能保护热管。

如图1、2、4所示，自动焊接装置包括压紧气缸8、压板11、导杆12、石墨轮13、胶轮18、胶轮辅助轮26和同步带轮33；胶轮18分为主动轮和从动轮；胶轮辅助轮26为两个，分别与主动轮和从动轮中心轴相同，主动轮、从动轮和胶轮辅助轮26外径一致，主动轮和从动轮分别通过滚动轴承固定在内外侧的两对胶轮侧板20上，可以做轴向转动；两个胶轮辅助轮26分别固定在内测两个胶轮侧板20上；两胶轮辅助轮26平行间隙设置，间隙一端与V型槽连通，另一端与主动轮和从动轮之间形成的间隙连通；同步带轮33与主动轮同轴安装，靠紧定螺钉锁紧在其不锈钢内芯阶梯轴肩处；同步带轮33通过皮带与无级调速电机连接；同步带轮33优选位于胶轮辅助轮26中心处；石墨轮13位于主动轮与从动轮之间的上方，石墨轮13为圆环形，穿在压杆上，压杆两端分别与两导杆12连接；导杆12插入直线轴承10内组成滑动副，可上下滑动，两个直线轴承10通过螺钉锁紧在压板11上，压板11与压紧气缸8连接；优选地，压紧气缸8活动安装在压紧气缸固定板9上，压紧气缸8可以在压紧气缸固定板9上下移动，并通过螺钉锁紧；压紧气缸固定板9通过螺钉锁紧在胶轮侧板20上；优选地，压杆两端加工有通孔，通过两根螺栓将其两端分别锁紧在两根导杆12上。优选地，石导杆12下端与直线轴承10之间安装有弹簧，能缓冲石墨轮13下压压力。导杆12上端加工有内螺纹，加上垫片用螺钉锁紧。

优选地，主动轮和从动轮都是采用不锈钢内芯，外圈包裹一层耐高温的硅橡胶；胶轮辅助轮26是采用不锈钢薄管纵向线切割形成的空心半圆形；胶轮辅助轮26的长度可以抵消同步带轮33宽度，从而实现更短热管的焊接。

主动轮与从动轮通过滚动球轴承连接才能实现紧固与转动，实现焊接时既要保证热管与石墨轮的压紧状态，又要使热管处于匀速轴向转动状态。主动轮与从动轮本身不接触，当待焊接热管送入主从胶轮之间后，待焊热管与主从胶轮外切，这样石墨轮压紧后待焊热管与主从胶轮都能同步转动。

当自动推料装置将待焊接热管推入焊接工位，无级调速电机通过同步带带动同步带轮33转动，从而也带动主动轮转动。压紧气缸8动作，压板11下压使石墨压轮13紧密压紧待焊接热管，同时待焊接热管分别与主动轮和从动轮紧密接触，从而使待焊接热管也同步转动起来，然后氩弧焊机自动起弧，到达预先设定焊接时间后起弧停止，压紧气缸8回退，压板11上抬，待焊接热管完成焊接，如此循环。安装块15通过螺钉锁紧在机架1的面板上；无级调速电机与PLC连接，PLC通过控制中间继电器来控制无极调速电机的启停。

如图2所示，自动热管定位装置位于自动焊接装置的右侧；包括热管定位块14、安装块15和热管定位气缸21；热管定位块14安装在热管定位气缸21上；热管定位气缸21通过螺钉紧固在热管定位气缸固定板16上，安装块15上设有“凹”字型的卡槽，热管定位气缸固定板16设置在“凹”字型的卡槽内，可以在该卡槽上下滑动，并锁紧。安装块15优选铝型材制成。

在推料气缸6带动V型料头28推动待焊接热管前，热管定位气缸21动作，推出热管定位块14，然后V型推料头28推动待焊接热管至其头部接触到热管定位块14定位表面后，推料气缸6停止前推并回退，此时待焊接热管便处于焊接工位，等待压紧气缸8动作，石墨轮13向下压紧热管后，热管定位气缸21回退，热管定位块14退回，焊接开始。如此循环定位，每根待焊接热管由V型推料头28推动总是到达热管定位块14定位表面后才停止，所以待焊接热管的头部与氩弧焊枪17的距离总是相等的，从而保证每根热管焊接的一致性。

如图1、2所示，氩弧焊枪调整装置包括氩弧焊枪17、滑台19和粗调夹紧块23；氩弧焊枪17设置在热管定位块14的一侧，位于热管的对面；滑台19为三坐标轴精调滑台；粗调夹紧块23夹紧氩弧焊枪17，设置在三坐标滑台19上；滑台19安装在滑台安装板22上；滑台安装板22通过螺钉锁紧在机架1的面板上；通过粗调整夹紧块23调整氩弧焊枪17与待焊接热管的大致距离并锁紧氩弧焊枪17，通过滑台19精密地调整氩弧焊枪17与热管在三个坐标轴的位置、高度和距离。

如图1、2所示，自动落料斜坡装置包括接料盒2、落料斜坡3、侧板安装板24、直线导轨25和侧推气缸27；侧板安装板24是通过螺钉安装在直线导轨25的滑块上；侧推气缸27与侧板安装板24连接，侧板安装板24与安装从动轮的胶轮侧板20连接；具体是胶轮侧板20通过下底面螺纹孔锁紧在侧板安装板24上；落料斜坡3倾斜安装在机架1上位于主动轮和从动轮中间的下方，接料盒2放置在机架上，位于落料斜坡3下边缘下端。直线导轨25和侧推气缸27都是用螺钉安装在机架1的面板上。当推料气缸6开始推料前，侧推气缸27推动侧板安装板24向前伸出，使安装从动轮的胶轮侧板20靠近安装主动轮的胶轮侧板，而后推料气缸6开始推料，压紧气缸8动作，压板11下压，将热管压紧在主动轮和从动轮之间；再开始焊接工序，焊接工序完成后，侧推气缸27复位，带动侧板安装板24退回，安装从动轮的胶轮侧板20与安装主动轮的胶轮侧板分离，焊接完成的热管下落，经料斜坡3落入接料盒2中。

PLC分别与推料气缸6、压紧气缸8、热管定位气缸21、侧推气缸27、送料气缸45和抖料气缸48的电磁阀连接控制各个气缸的动作；PLC与无级调速电机的中间继电器连接，控制无极调速电机的启停；PLC还与感料涡流式接近开关42连接，控制设备运行状态；PLC还与一个时间继电器连接，时间继电器与氩弧焊枪连接，PLC通过时间继电器控制氩弧焊枪起弧与熄弧。其中整个工控可通过编写控制程序输入PLC，PLC优选三菱FX3U-32MR型PLC。

实际生产操作时，先跟据热管管长和直径，调整料斗的中间斜板50并锁紧，选好合适的前送料板49并锁紧，调整前挡板41并锁紧，调整氩弧焊枪调整装置并锁紧，然后将待焊接热管放入料斗，开机运行，待焊接热管自动送出、进料、推料、焊接、落料，焊接完成自动停机。由于整个过程包括送料，进料，焊接，落料都是自动进行，故可以实现超短热管高效焊接，并且能够保证各种焊接要求。

热管是一种由管壳、吸液芯、工质等组成，具有近真空密闭腔结构和超大导热系数的传热元件，制造热管的原料是两端开口的空心紫铜管，紫铜管的头尾两端必须经过缩口焊接才能形成一个密封的真空腔，焊接是热管制造工艺的重要步骤，是保证热管可靠工作的前提。氩弧焊机为市售产品，一般采用的是WP-17型号氩弧焊枪。氩弧焊机焊接热管的工作原理：起弧时，焊枪内钨针与待焊接热管之间进行高频放电产生瞬时超高温熔化待焊接热管的头部区域金属；熄弧时，上一步熔化的头部金属液滴再重新凝固将原先热管头部的通孔自然封住，形成密封腔。焊接要求：1、待焊接热管焊接头部与焊枪的距离，一般为2-5mm，否则起弧不稳定或者每根焊接的质量都不一样；2、待焊接热管在焊接时必须处于匀速旋转状态，这个是为了利用匀速旋转产生的离心力来抵消重力的影响，否则焊接过程中熔化的液态金属球重新凝固时会在重力作用下发生偏心。需通过自动热管定位装置和自动热管焊接装置实现。

Claims (10)

1.一种超短热管自动焊接机，其特征在于，包括机架、自动出管料斗装置、自动推料装置、自动热管定位装置、氩弧焊枪调整装置、自动焊接装置、自动落料斜坡装置和PLC；

所述自动出管料斗装置包括自动送料装置、自动抖料装置和感料报警系统；自动送料装置包括料斗、前挡板、料斗下板、送料气缸、后送料板和前送料板；料斗主要由两块料斗竖板和底板组成；料斗竖板锁紧在机架上；两块料斗竖板分别竖直设置在底板的两侧，底板由斜板和后挡板连接组成，后挡板竖直设置，斜板在两块料斗竖板之间倾斜设置，形成带有斜面的框体；左右两块前挡板都竖直设置，与底板的后挡板形成间隙大于热管直径的间距；左右两块前挡板分别与中间斜板和一块料斗竖板活动连接；前送料板活动安装在后送料板的前端，前送料板和后送料板之间形成长度长于热管长度，宽度大于热管直径的通槽；前送料板位于料斗下板的上端；送料气缸与后送料板连接；

所述自动抖料装置包括凸轮轴、料斗凸轮和抖料气缸；凸轮轴安装在两块料斗竖板之间，抖料气缸与凸轮轴连接；凸轮轴安装有多个料斗凸轮，料斗凸轮设置在底板中斜板上的开口中；

所述感料报警系统主要包括安装在底板上的涡流式接近开关；

所述自动推料装置包括推料气缸安装板、推料气缸和V型推料头；推料气缸安装板设置在料斗下板的前端，料斗下板的后端与推料气缸安装板的前端形成V型槽，V型推料头设置在V型槽内，V型推料头与推料气缸连接；

所述自动焊接装置包括压紧气缸、压板、导杆、石墨轮、胶轮、胶轮辅助轮和同步带轮；胶轮分为主动轮和从动轮；胶轮辅助轮为两个，分别与主动轮和从动轮中心轴线相同，主动轮、从动轮和胶轮辅助轮外径一致，主动轮和从动轮分别通过滚动轴承固定在内外侧的两对胶轮侧板上；两个胶轮辅助轮分别固定在内侧两个胶轮侧板上；两个胶轮辅助轮平行间隙设置，间隙一端与V型槽连通，另一端与主动轮和从动轮之间形成的间隙连通；同步带轮与主动轮同轴安装；同步带轮通过皮带与无级调速电机连接；石墨轮位于主动轮与从动轮之间的上方，石墨轮为圆环形，穿在压杆上，压杆两端分别与两导杆连接；导杆插入直线轴承内组成滑动副，两个直线轴承锁紧在压板上，压板与压紧气缸连接；

所述自动热管定位装置位于自动焊接装置的右侧；包括热管定位块、安装块和热管定位气缸；热管定位块安装在热管定位气缸上；热管定位气缸紧固在热管定位气缸固定板上，安装块上设有卡槽，热管定位气缸固定板设置在卡槽内；

所述氩弧焊枪调整装置包括氩弧焊枪、滑台和粗调夹紧块；氩弧焊枪设置在热管定位块的一侧，位于热管的对面；滑台为三坐标轴精调滑台；粗调夹紧块夹紧氩弧焊枪，设置在三坐标滑台上；

所述自动落料斜坡装置包括接料盒、落料斜坡、侧板安装板、直线导轨和侧推气缸；侧板安装板安装在直线导轨的滑块上；侧推气缸与侧板安装板连接，侧板安装板与安装从动轮的胶轮侧板连接；落料斜坡倾斜安装在机架上，位于主动轮和从动轮中间的下方，接料盒位于落料斜坡下边缘下端；

所述PLC分别与推料气缸、压紧气缸、热管定位气缸、侧推气缸、送料气缸和抖料气缸的电磁阀连接；PLC还分别与无级调速电机的中间继电器、感料涡流式接近开关连接和时间继电器连接，时间继电器与氩弧焊枪连接。

2.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述料斗还包括隔板光轴、中间斜板和滑锁，隔板光轴固定在左右两块料斗竖板上端之间；滑锁通过直线轴承与隔板光轴活动连接，中间斜板与两块料斗竖板平行设置，位于两块料斗竖板之间，中间斜板上端与滑锁连接。

3.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：左右两块前挡板上都加工有两个相同的与竖直方向成45°斜长槽，通过螺钉穿过这两个斜长槽将两块前挡板分别锁紧在中间斜板与右料斗竖板上。

4.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述的前送料板的两端各加工有一个通孔，通过这两个通孔用螺钉将其与后送料板锁紧安装；通槽的尺寸可根据不同的待焊接热管直径匹配选择，从而保证每一根待焊接热管能顺利落入该通槽内。

5.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述的送料气缸通过螺纹安装在送料气缸固定板上；送料气缸固定板通过螺钉锁紧在机架的面板上。

6.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述抖料气缸通过尾部螺纹锁紧在抖料气缸脚座上，抖料气缸脚座与料斗竖板通过螺纹锁紧连接，凸轮轴通过深沟球轴承固定在料斗竖板上，抖料接头一端与抖料气缸连接，另一端通过紧定螺钉与凸轮轴锁紧连接。

7.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述V型推料头通过推料头安装块、推料头锁紧块、L型固定块和推料板与推料气缸连接；推料头安装块采用不锈钢折弯90°结构，其折弯的两边一长一短，短边上加工有两个带沉头的安装孔，V型推料头上加工有对应的两螺纹孔，通过平头螺钉将V型推料头安装在推料头安装块上，推料头安装块的折弯长边与推料头锁紧块通过螺纹孔，用螺钉相互锁紧；两根一端加工有螺纹的光轴锁紧在推料头安装块内，这两根光轴与安装在L型固定块的两个直线轴承组成滑动副；推料头锁紧块和L型固定块之间的光轴段安装有弹簧；L型固定块通过螺纹锁紧在推料板上，推料板通过螺钉固定在推料气缸上。

8.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述的压紧气缸活动安装在压紧气缸固定板上，压紧气缸固定板通过螺钉锁紧在胶轮侧板上；压杆两端加工有通孔，通过两根螺栓将其两端分别锁紧在两根导杆上；

主动轮和从动轮都采用不锈钢内芯，外圈包裹一层耐高温的硅橡胶；胶轮辅助轮是采用不锈钢薄管纵向线切割形成的空心半圆形。

9.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述的滑台安装在滑台安装板上；滑台安装板通过螺钉锁紧在机架的面板上。

10.根据权利要求1所述的超短热管自动焊接机，其特征在于：所述的胶轮侧板通过下底面螺纹孔锁紧在侧板安装板上；直线导轨和侧推气缸都是用螺钉安装在机架的面板上。