CN107971601A - 一种片式散热器集流管自动焊接系统及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种片式散热器集流管自动焊接系统及焊接方法，该系统包括右固定支架、横梁和左固定支架，右固定支架和左固定支架通过横梁连接，右固定支架和左固定支架的两外侧安装有精密减速机，焊接机构行走横梁平行于横梁，且焊接机构行走横梁的左右两端通过两摆臂与左固定支架和右固定支架两外侧的减速机连接，焊接机构行走横梁上连接有可沿其轴线方向移动的焊接机构，左固定支架上有集流管法兰端夹持机构，横梁上有可沿其轴线方向移动的集流管尾端夹持机构，横梁上设有散热片的卡接机构。本发明采用靠模定位的方式进行焊接轨迹控制，使焊接轨迹与散热片表面、集流管表面所形成的交线完全重合，从而提高焊接质量。

Description

一种片式散热器集流管自动焊接系统及焊接方法

技术领域

本发明属于电工专用装备领域，具体涉及一种片式散热器集流管自动焊接系统及焊接方法 ，是片式散热器集流管自动焊接设备的核心功能部件。

背景技术

目前，国内外电力行业散热器多以油浸自冷片式散热器为主流（如图3所示），这种油浸自冷片式散热器主要由若干散热器片及其两端的集流管焊接而成，所以散热器片与集流管的焊接就是该产品生产过程中最重要的工序之一。

以前，国内外的生产厂家大多采用工人手工焊接的方式，这种生产方式工人劳动强度大、工作环境恶劣、焊接质量参差不齐，生产效率非常低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种全新的片式散热器集流管自动焊接系统及焊接方法，不但克服片式散热器生产过程中广泛采用的手工焊接生产方式的种种弊端，而且采用全新的靠模进行轨迹定位的方式进行焊接轨迹控制，使焊接轨迹与散热器片表面、集流管表面所形成的交线完全重合，从而进一步提高焊接质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种片式散热器集流管自动焊接系统，包括右固定支架、横梁和左固定支架，右固定支架和左固定支架通过横梁连为一体；右固定支架和左固定支架的两外侧分别安装有精密减速机，焊接机构行走横梁平行于横梁，且焊接机构行走横梁的左右两端分别通过左右两摆臂与左固定支架和右固定支架两外侧的精密减速机连接，焊接机构行走横梁上还连接有可沿其轴线方向左、右移动的焊接机构，左固定支架上设有集流管法兰端夹持机构，横梁上设有可沿其轴线方向左、右移动的集流管尾端夹持机构，横梁上还设有散热片的卡接机构。

所述横梁包括梁、集流管定位圆口和散热片的卡接机构，所述的梁将右固定支架、左固定支架连为一体，所述散热片的卡接机构包括散热片下定位槽口和散热片侧向定位槽口，所述集流管定位圆口、散热片下定位槽口和散热片侧向定位槽口分别设在梁的上表面，集流管定位圆口垂直插接在梁的上端，散热片下定位槽口及散热片侧向定位槽口沿着梁的轴线均匀排列有多组，并一一对应，散热片侧向定位槽口位于集流管定位圆口的上面。

所述焊接机构行走横梁包括电机、直线运动单元和滑板，所述的电机位于直线运动单元的轴端，电机的输出轴与直线运动单元中的滚珠丝杆连接，所述滑板平行于直线运动单元设置，滑板的一侧与直线运动单元中的滚珠丝杆连接，另一侧与焊接机构固定连接。

所述焊接机构包括托板、送丝机、焊枪框架传动机构、焊接框架、抬枪气缸、焊枪摆臂和焊接部件；所述托板与焊接机构行走横梁上的滑板连接，所述送丝机和焊枪框架传动机构设于托板之上，两个送丝机位于托板中部的左右两端，所述焊枪框架传动机构位于送丝机的上部，所述焊接框架固定连接在两组焊枪框架传动机构的中间，抬枪气缸位于焊接框架的内部，所述焊接部件与焊枪摆臂相连，焊枪摆臂通过焊接框架与抬枪气缸相连接。

所述焊接部件包括转动底板、转动挡销、扭簧、转动支架和焊枪；所述转动底板与焊枪摆臂固定连接，所述转动支架与转动底板为转动连接，所述转动挡销紧靠着转动支架固定于转动底板上；所述扭簧位于转动支架上，扭簧的一端与转动支架的侧面固定连接，另一端与转动挡销固定连接，所述焊枪固定于转动支架之间。

所述焊枪包括管接头、导气管、枪夹板、送丝管、连接件、喷嘴、导向套和焊丝；所述送丝管为L型管子，送丝管L型的长管端与导气管平行设置，导气管位于送丝管的下面，导气管通过枪夹板与送丝管固定连接，所述管接头在送丝管L型的长管端的尾端，焊丝通过管接头进入送丝管的内部，所述导气管的内部接有焊接用电缆以及保护气体；所述导气管下侧连接有连接件，连接件可相对于导气管转动，连接件同时与导向套相连，所述导向套套接在送丝管L型的短管端，导向套内设有喷嘴，喷嘴与送丝管相通，焊丝从喷嘴内穿出。

所述集流管法兰端夹持机构包括支架、第一气缸、导向法兰和定位轴，所述支架安装于左固定支架内侧的侧壁上，所述的第一气缸的缸体与支架相连接，缸杆与定位轴相连接，所述导向法兰套接在定位轴上。

所述集流管尾端夹持机构包括支撑架、第二气缸和夹持体，所述的第二气缸安装于支撑架上，第二气缸的缸体与支撑架相连接，缸杆与夹持体相连接；集流管尾端夹持机构与横梁上的轨道滑动连接，轨道位于横梁的一侧。

一种片式散热器集流管自动焊接系统的焊接方法，其特征在于：集流管通过左固定支架上的集流管法兰端夹持机构和横梁上的集流管尾端夹持机构夹持固定，散热片被固定在横梁上的散热片的卡接机构上；启动电机可驱动与焊接机构行走横梁固定连接的焊接机构可沿焊接机构行走横梁的轴线方向左右移动，可实现对集流管与散热器相交部位的自动焊接；

其中 ，焊接机构行走横梁及焊机机构以精密减速机的输出轴轴线为回转轴心做旋转运动，确定了焊枪头部沿集流管圆周方向的定位关系；导向套上的靠模A在扭簧的作用下靠在要和集流管相焊的散热片表面上，形成焊枪头部沿集流管轴向运动的定位关系；导向套上的靠模B在气缸的作用下靠在要和散热片相焊的集流管表面上，形成焊枪头部沿集流管径向运动关系；上述三种定位关系确定了焊枪及其导向套的三维位置关系，进而确定了焊丝相对于散热器表面和集流管表面的三维运动轨迹，使该轨迹与散热器表面、集流管表面所形成的交线完全重合。

本发明的有益效果：本发明提供的这种片式散热器集流管自动焊接系统，是一种独创的片式散热器集流管自动焊接系统。本发明采用了全新的靠模进行轨迹定位的方式进行焊接轨迹控制，使焊接轨迹与散热器片表面、集流管表面所形成的交线完全重合，从而进一步提高焊接质量。

本发明在对集流管和散热器进行焊接时，能够在提高产品质量的前提下，大幅提升产品生产效率。从而，大大降低了操作工人的劳动强度，改善了工人的工作环境，提高了工人的操作安全，显著降低了企业的生产成本。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的焊接系统整体结构示意图；

图2是本发明的焊接系统整体结构示意图；

图3是油浸自冷片式散热器结构示意图；

图4是横梁结构示意图；

图5是焊接机构行走横梁结构示意图；

图6是集流管法兰端夹持机构结构示意图；

图7是集流管尾端夹持机构结构示意图；

图8是焊接机构结构示意图；

图9是焊接部件结构示意图；

图10是J处的局部放大图；

图11是焊枪结构示意图；

图12是K处的局部放大图。

图中：1、右固定支架；2、横梁；3、左固定支架；4、集流管尾端夹持机构；5、精密减速机；6、焊接机构行走横梁；7、焊机机构；8、集流管法兰端夹持机构；9、摆臂；10、梁；11、散热片下定位槽口；12、集流管定位圆口；13、散热片侧向定位槽口；14、轨道；15、支架；16、第一气缸；17、导向法兰；18、定位轴；19、支撑架；20、第二气缸；21、夹持体；22、电机；23、直线运动单元；24、滑板；25、托板；26、送丝机；27、焊枪框架传动机构；28、焊接框架；29、抬枪气缸；30、焊枪摆臂；31、焊接部件；32、转动底板；33转动挡销；34、扭簧；35、枪柄转动支架；36、焊枪；37、管接头；38、导气管；39、枪夹板；40、送丝管；41、连接件；42、喷嘴；43、导向套；44、焊丝；45、集流管；46、散热片；47、靠模A；48、靠模B。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种片式散热器集流管自动焊接系统，如图1、图2所示，包括右固定支架1、横梁2和左固定支架3，右固定支架1和左固定支架3通过横梁2连为一体；右固定支架1和左固定支架3的两外侧分别安装有精密减速机5，焊接机构行走横梁6平行于横梁2，且焊接机构行走横梁6的左右两端分别通过左右两摆臂9与左固定支架3和右固定支架1两外侧的减速机5连接，焊接机构行走横梁6上还连接有可沿其轴线方向左、右移动的焊接机构7，左固定支架3上设有集流管法兰端夹持机构8，横梁2上设有可沿其轴线方向左、右移动的集流管尾端夹持机构4，横梁2上还设有散热片的卡接机构。

集流管45可通过左固定支架3上的集流管法兰端夹持机构8和横梁2上的集流管尾端夹持机构4夹持固定，集流管尾端夹持机构4可根据集流管长度在横梁2侧面沿横梁2轴线移动。散热片46被固定在横梁2上的散热片的卡接机构上。

精密减速机5可分别通过位于右固定支架1和左固定支架3两侧的摆臂9驱动焊接机构行走横梁6及焊机机构7以精密减速机5的输出轴轴线为回转轴心做旋转运动，确定了焊枪头部沿集流管45圆周方向的定位关系。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上对所述的集流管法兰端夹持机构8和集流管尾端夹持机构4进行具体说明，如图6所示，所述集流管法兰端夹持机构8包括支架15、第一气缸16、导向法兰17和定位轴18，所述支架15安装于左固定支架3内侧的侧壁上，所述的第一气缸16的缸体与支架15相连接，缸杆与定位轴18相连接，所述导向法兰17套接在定位轴18上。当第一气缸16运动时，定位轴18在第一气缸16的驱动下会向外伸出，实现对集流管45一端的固定。

如图7所示，所述集流管尾端夹持机构4包括支撑架19、第二气缸20和夹持体21，所述的第二气缸20安装于支撑架19上，第二气缸20的缸体与支撑架19相连接，缸杆与夹持体21相连接，当第二气缸20运动时，夹持体21在第二气缸20的驱动下会向外伸出，实现对集流管尾端的夹持。集流管尾端夹持机构4与横梁2上的轨道14滑动连接，轨道14位于横梁2的一侧，进而实现集流管尾端夹持机构4根据集流管长度在横梁2侧面沿横梁2轴线移动。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上对所述的横梁2进行具体说明，如图4所示，所述横梁2包括梁10、集流管定位圆口12和散热片的卡接机构，所述梁10将右固定支架1、左固定支架3连为一体，所述散热片的卡接机构包括散热片下定位槽口11和散热片侧向定位槽口13，所述集流管定位圆口12、散热片下定位槽口11和散热片侧向定位槽口13分别设在梁10的上表面，集流管定位圆口12垂直插接在梁10的上端，散热片下定位槽口11及散热片侧向定位槽口13沿着梁10的轴线均匀排列有多组，并一一对应，散热片侧向定位槽口13位于集流管定位圆口12的上面。

散热片46通过散热片下定位槽口11和散热片侧向定位槽口13固定在横梁2上，集流管45的一侧与集流管定位圆口12的圆弧侧相接触，集流管45的另一侧与散热片46相接触。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上对所述的焊接机构行走横梁6进行具体说明，如图5所示，所述焊接机构行走横梁6包括电机22、直线运动单元23和滑板24，所述的电机22位于直线运动单元23的轴端，电机22的输出轴与直线运动单元23中的滚珠丝杆连接，所述滑板24平行于直线运动单元23设置，滑板24的一侧与直线运动单元23中的滚珠丝杆连接，另一侧与焊接机构7固定连接。

启动所述电机22可驱动直线运动单元23中的滚珠丝杆旋转，进而带动滑板24沿直线运动单元23的轴线运动，使得与滑板24固定连接的焊接机构7也沿直线运动单元23的轴线左右移动。

实施例5：

本实施例对所述的焊接机构7进行了具体说明，如图8所示，所述焊接机构7包括托板25、送丝机26、焊枪框架传动机构27、焊接框架28、抬枪气缸29、焊枪摆臂30和焊接部件31；所述托板25与焊接机构行走横梁6上的滑板24连接，所述送丝机26和焊枪框架传动机构27设于托板25之上，两个送丝机26位于托板25中部的左右两端，所述焊枪框架传动机构27位于送丝机26的上部，所述焊接框架28固定连接在两组焊枪框架传动机构27的中间，抬枪气缸29位于焊接框架28的内部，所述焊接部件31与焊枪摆臂30相连，焊枪摆臂30通过焊接框架28与抬枪气缸29相连接。

所述焊枪摆臂30通过焊接框架28与抬枪气缸29相连接，当气缸29缸杆伸出时，焊接部件31压下，反之焊接部件31抬起。

实施例6：

本实施例对所述的焊接部件31进行了具体说明，如图9和10所示，所述焊接部件31包括转动底板32、转动挡销33、扭簧34、转动支架35和焊枪36；所述转动底板32与焊枪摆臂30固定连接，所述转动支架35与转动底板32为转动连接，所述转动挡销33紧靠着转动支架35固定于转动底板32上；所述扭簧34位于转动支架35上，扭簧34的一端与转动支架35的侧面固定连接，另一端与转动挡销33固定连接，所述焊枪36固定于转动支架35之间。

所述扭簧34的一端与转动支架35固定连接，另一端与转动挡销33固定连接，扭簧34可对转动支架35产生弹簧扭力，所述焊枪36固定于转动支架35之间，可随着转动支架35在一定角度范围内转动。

实施例7：

本实施例对所述的焊枪36进行了具体说明，如图11所示，所述焊枪36包括管接头37、导气管38、枪夹板39、送丝管40、连接件41、喷嘴42、导向套43和焊丝44；所述送丝管40为L型管子，送丝管40L型的长管端与导气管38平行设置，导气管38位于送丝管40的下面，导气管38通过枪夹板39与送丝管40固定连接，所述管接头37在送丝管40L型的长管端的尾端，焊丝44通过管接头37进入送丝管40的内部，所述导气管38的内部接有焊接用电缆以及保护气体；所述导气管38下侧连接有连接件41，连接件41可相对于导气管38转动，连接件41同时与导向套43相连，所述导向套43套接在送丝管40L型的短管端，导向套43内设有喷嘴42，喷嘴42与送丝管40相通，焊丝44从喷嘴42内穿出。

所述焊丝44从管接头37进入送丝管40，再从导向套43内的喷嘴42中喷出，导气管38的内部接有焊接用电缆以及保护气体，两者的结合可实现了对集流管15和散热片46的焊接。如图12所示，所述导向套43上有靠模A47、靠模B48；所述的靠模A在扭簧34的作用下靠在要和集流管相焊的散热器片表面上，形成焊枪头部沿集流管45轴向运动的定位关系；所述的靠模B在气缸29的作用下靠在要和散热器片相焊的集流管表面上，形成焊枪头部沿集流管径向运动关系。

实施例8：

本实施例对本发明片式散热器集流管自动焊接系统的焊接方法做具体说明，如图1-12所示，

集流管45通过左固定支架3上的集流管法兰端夹持机构8和横梁2上的集流管尾端夹持机构4夹持固定，散热片46被固定在横梁2上的散热片的卡接机构上。启动电机22可驱动与焊接机构行走横梁6固定连接的焊接机构7可沿焊接机构行走横梁6的轴线方向左右移动，可实现对集流管45与散热器相交部位的自动焊接。

焊接机构行走横梁6及焊机机构7以精密减速机5的输出轴轴线为回转轴心做旋转运动，确定了焊枪头部沿集流管45圆周方向的定位关系；所述导向套43上的靠模A在扭簧34的作用下靠在要和集流管相焊的散热片46表面上，形成焊枪头部沿集流管45轴向运动的定位关系；所述导向套43上的靠模B在气缸29的作用下靠在要和散热片46相焊的集流管45表面上，形成焊枪头部沿集流管45径向运动关系。上述三种定位关系确定了焊枪36及其导向套43的三维位置关系，进而确定了焊丝44相对于散热器表面和集流管45表面的三维运动轨迹，并且保证该轨迹与散热器表面、集流管45表面所形成的交线完全重合。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

此外，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：包括右固定支架（1）、横梁（2）和左固定支架（3），右固定支架（1）和左固定支架（3）通过横梁（2）连为一体；右固定支架（1）和左固定支架（3）的两外侧分别安装有精密减速机（5），焊接机构行走横梁（6）平行于横梁（2），且焊接机构行走横梁（6）的左右两端分别通过左右两摆臂（9）与左固定支架（3）和右固定支架（1）两外侧的减速机（5）连接，焊接机构行走横梁（6）上还连接有可沿其轴线方向左、右移动的焊接机构（7），左固定支架（3）上设有集流管法兰端夹持机构（8），横梁（2）上设有可沿其轴线方向左、右移动的集流管尾端夹持机构（4），横梁（2）上还设有散热片的卡接机构。

2.根据权利要求1所述的片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：所述横梁（2）包括梁（10）、集流管定位圆口（12）和散热片的卡接机构，所述的梁（10）将右固定支架（1）、左固定支架（3）连为一体，所述散热片的卡接机构包括散热片下定位槽口（11）和散热片侧向定位槽口（13），所述集流管定位圆口（12）、散热片下定位槽口（11）和散热片侧向定位槽口（13）分别设在梁（10）的上表面，集流管定位圆口（12）垂直插接在梁（10）的上端，散热片下定位槽口（11）及散热片侧向定位槽口（13）沿着梁（10）的轴线均匀排列有多组，并一一对应，散热片侧向定位槽口（13）位于集流管定位圆口（12）的上面。

3.根据权利要求1所述的片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：所述焊接机构行走横梁（6）包括电机（22）、直线运动单元（23）和滑板（24），所述的电机（22）位于直线运动单元（23）的轴端，电机（22）的输出轴与直线运动单元（23）中的滚珠丝杆连接，所述滑板（24）平行于直线运动单元（23）设置，滑板（24）的一侧与直线运动单元（23）中的滚珠丝杆连接，另一侧与焊接机构（7）固定连接。

4.根据权利要求1或3所述的片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：所述焊接机构（7）包括托板（25）、送丝机（26）、焊枪框架传动机构（27）、焊接框架（28）、抬枪气缸（29）、焊枪摆臂（30）和焊接部件（31）；所述托板（25）与焊接机构行走横梁（6）上的滑板（24）连接，所述送丝机（26）和焊枪框架传动机构（27）设于托板（25）之上，两个送丝机（26）位于托板（25）中部的左右两端，所述焊枪框架传动机构（27）位于送丝机（26）的上部，所述焊接框架（28）固定连接在两组焊枪框架传动机构（27）的中间，抬枪气缸（29）位于焊接框架（28）的内部，所述焊接部件（31）与焊枪摆臂（30）相连，焊枪摆臂（30）通过焊接框架（28）与抬枪气缸（29）相连接。

5.根据权利要求4所述的片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：所述焊接部件（31）包括转动底板（32）、转动挡销（33）、扭簧（34）、转动支架（35）和焊枪（36）；所述转动底板（32）与焊枪摆臂（30）固定连接，所述转动支架（35）与转动底板（32）为转动连接，所述转动挡销（33）紧靠着转动支架（35）固定于转动底板（32）上；所述扭簧（34）位于转动支架（35）上，扭簧（34）的一端与转动支架（35）的侧面固定连接，另一端与转动挡销（33）固定连接，所述焊枪（36）固定于转动支架（35）之间。

6.根据权利要求5所述的片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：所述焊枪（36）包括管接头（37）、导气管（38）、枪夹板（39）、送丝管（40）、连接件（41）、喷嘴（42）、导向套（43）和焊丝（44）；所述送丝管（40）为L型管子，送丝管（40）L型的长管端与导气管（38）平行设置，导气管（38）位于送丝管（40）的下面，导气管（38）通过枪夹板（39）与送丝管（40）固定连接，所述管接头（37）在送丝管（40）L型的长管端的尾端，焊丝（44）通过管接头（37）进入送丝管（40）的内部，所述导气管（38）的内部接有焊接用电缆以及保护气体；所述导气管（38）下侧连接有连接件（41），连接件（41）可相对于导气管（38）转动，连接件（41）同时与导向套（43）相连，所述导向套（43）套接在送丝管（40）L型的短管端，导向套（43）内设有喷嘴（42），喷嘴（42）与送丝管（40）相通，焊丝（44）从喷嘴（42）内穿出。

7.根据权利要求1所述的片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：所述集流管法兰端夹持机构（8）包括支架（15）、第一气缸（16）、导向法兰（17）和定位轴（18），所述支架（15）安装于左固定支架（3）内侧的侧壁上，所述的第一气缸（16）的缸体与支架（15）相连接，缸杆与定位轴（18）相连接，所述导向法兰（17）套接在定位轴（18）上。

8.根据权利要求1所述的片式散热器集流管自动焊接系统，其特征在于：所述集流管尾端夹持机构（4）包括支撑架（19）、第二气缸（20）和夹持体（21），所述的第二气缸（20）安装于支撑架（19）上，第二气缸（20）的缸体与支撑架（19）相连接，缸杆与夹持体（21）相连接；集流管尾端夹持机构（4）与横梁（2）上的轨道（14）滑动连接，轨道（14）位于横梁（2）的一侧。

9.一种片式散热器集流管自动焊接系统的焊接方法，其特征在于：集流管通过左固定支架上的集流管法兰端夹持机构和横梁上的集流管尾端夹持机构夹持固定，散热片被固定在横梁上的散热片的卡接机构上；启动电机可驱动与焊接机构行走横梁固定连接的焊接机构可沿焊接机构行走横梁的轴线方向左右移动，可实现对集流管与散热器相交部位的自动焊接；

其中 ，焊接机构行走横梁及焊机机构以精密减速机的输出轴轴线为回转轴心做旋转运动，确定了焊枪头部沿集流管圆周方向的定位关系；导向套上的靠模A在扭簧的作用下靠在要和集流管相焊的散热片表面上，形成焊枪头部沿集流管轴向运动的定位关系；导向套上的靠模B在气缸的作用下靠在要和散热片相焊的集流管表面上，形成焊枪头部沿集流管径向运动关系；上述三种定位关系确定了焊枪及其导向套的三维位置关系，进而确定了焊丝相对于散热器表面和集流管表面的三维运动轨迹，使该轨迹与散热器表面、集流管表面所形成的交线完全重合。