CN110125542A - 一种平板式太阳能集热器板芯焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板式太阳能集热器板芯焊接装置包括：龙门架，其设置在工作台上；驱动机构设置在龙门架上，滑动组件设置在驱动机构两侧，焊接组件包括旋转机构、下压机构、出射头安装座及激光出射头，旋转机构与下压机构可转动连接，下压机构与出射头安装座配合滑动连接，激光出射头安装在出射头安装座上，焊接组件分别与驱动机构和滑动组件活动连接，焊接组件用于对待焊接的集热板上的铜管进行横向和纵向的焊接。本发明解决现有的设备不能同时将横管和纵管焊接到吸热板芯上，导致生产成本较高，工艺复杂，生产效率低等技术问题。本发明还具有自动化程度高、稳定性强、易于实施等特点。

Description

一种平板式太阳能集热器板芯焊接装置

【技术领域】

本发明涉及激光焊接领域，特别涉及一种用于对平板式太阳能集热器板芯进行激光焊接的平板式太阳能集热器板芯焊接装置。

【背景技术】

太阳能热水器的核心部件是太阳能集热器，太阳能聚热器是吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置，它是一种特殊的热交换器，聚热器中的工质与远距离的太阳进行热交换，在加接循环管道，保温水箱后，即成为能吸收太阳辐射热，使水温升高。传统的太阳能集热器的吸热板为平面结构，为了迎合太阳光的照射，通常在安装使用时，太阳能集热器的外壳通常为斜向安装，即与竖直面有一定的夹角，当安装在阳台或窗台外侧时，需要先安装一个钢结构支架，来固定太阳能集热器，在长期的日晒雨淋作用下，钢结构支架生锈，存在较大的安全隐患。为了改变这种状况，有公司或个人进行改进，于是出现了平板太阳能集热器，由吸热板芯、壳体、透明盖板、保湿材料及有关零部件组成。但现有的平板太阳能集热器板芯在生产制造过程中，需要将铜管焊接到吸热板芯上，目前市面上的设备不能同时将横管和纵管焊接到吸热板芯上，由于铜管的间距会有误差，铜管变形也会导致位置误差，夹具定位也会引入位置误差，这些误差累加起来就可能会导致老式的一体式压轮压不到铜管的情况发生，而且每次产品的焊接编程，老式一体式压轮都要手动移动对准每一根铜管的位置来编程，上述原因导致平板式太阳能集热器板芯的生产成本较高，工艺复杂，生产效率低。

【发明内容】

综上所述，本发明主要的目的是为了解决目前市面上现有的设备不能同时将横管和纵管焊接到吸热板芯上，导致生产成本较高，工艺复杂，生产效率低的技术问题。而提供一种平板式太阳能集热器板芯焊接装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种平板式太阳能集热器板芯焊接装置，所述装置包括：

龙门架，该龙门架设置在工作台上；

驱动机构，其设置在所述龙门架上，所述驱动机构用于驱动焊接组件在所述龙门架的X轴方向左右移动；

滑动组件，其设置在所述驱动机构两侧，所述滑动组件用于与所述驱动机构配合带动焊接组件移动；

焊接组件，其包括旋转机构、下压机构、出射头安装座及激光出射头，所述旋转机构与所述下压机构可转动连接，所述下压机构与所述出射头安装座配合滑动连接，所述激光出射头安装在所述出射头安装座上，所述焊接组件分别与所述驱动机构和滑动组件活动连接，所述焊接组件用于对待焊接的集热板上的铜管进行横向和纵向的焊接。

所述驱动机构包括：电机座、第一伺服电机、联轴器、丝杆、第一丝杆锁紧螺母、第二丝杆锁紧螺母、前轴承座、后轴承座、横梁档块及丝杆固定块，所述电机座设置在所述龙门架上，所述第一伺服电机安装在电机座上，所述第一伺服电机的输出端通过联轴器穿过前轴承座与丝杆相连接，并通过第一丝杆锁紧螺母将丝杆前端锁紧，所述丝杆的另一端穿过所述横梁档块与后轴承座相连接，并通过第二丝杆锁紧螺母将丝杆后端锁紧，所述丝杆固定块活动套设设置在所述丝杆上。

所述滑动组件包括：两条第一导轨、固定板及机头上罩，所述两条第一导轨水平设置在所述龙门架上，所述固定板的一面分别与所述丝杆固定块和两条第一导轨可滑动连接，所述固定板的另一面与所述旋转机构相固接，所述机头上罩由上罩盖板、前罩盖板及一对侧板组合而成，所述机头上罩内形成有用于安装所述旋转机构用的空腔，所述旋转机构安装在所述空腔内。

所述第一导轨上且位于所述机头上罩两侧还分别设置有一个用于防止灰尘进入的横梁防尘罩。

所述旋转机构包括：横梁安装板、气缸安装座、旋转轴承座、转轴、轴承、第一气动元件、主动齿轮、从动齿轮、锁紧螺母、旋转电机座及第二伺服电机、其中，所述横梁安装板固定在所述固定板上，所述气缸安装座、旋转电机座及旋转轴承座分别设置在横梁安装板上，所述第一气动元件安装在气缸安装座上，所述第二伺服电机安装在所述旋转电机座上，所述轴承安装在所述旋转轴承座内，所述转轴与轴承过盈连接，所述转轴的轴向上设置有主动齿轮，并通过锁紧螺母固定，所述第二伺服电机的输出端与从动齿轮驱动连接，所述从动齿轮则与主动齿轮相啮合。

所述主动齿轮上还设置有多个当齿轮旋转到位使其停止转动的旋转挡块。

所述下压机构包括：导轨安装座、第三气动元件、气缸安装板、两条第二导轨、限位安装板、限位顶块、气缸接头及接头固定块，其中，所述导轨安装座固定在所述横梁安装板底部，所述气缸安装板和两条第二导轨分别设置在所述导轨安装座上，所述第三气动元件安装在气缸安装板上，所述气缸接头的一端与第三气动元件的活动端相连接，气缸接头的另一端与接头固定块相连接。所述限位安装板设于所述导轨安装座底部，限位顶块设于限位安装板上且与所述接头固定块相对设置。

所述出射头安装座包括：机头组件、压轮组件及出射头调整组件；所述机头组件包括：机头座、气爪固定板、两块第一安装板、气缸安装板、第四气动元件、第一滚轮安装杆、第二滚轮安装杆、连接块（4318）、第五气动元件气爪、拨动块及第二安装板，所述机头座为U形板状结构，所述气爪固定板与所述机头座相固接，所述两块第一安装板的一端分别与气爪固定板和所述机头座固接，所述两块第一安装板的另一端与气缸安装板固接，所述第四气动元件安装在所述气缸安装板上，所述第四气动元件通过设于其活动端的连接块经轴销与第一滚轮安装杆活动连接，所述第一滚轮安装杆通过轴销与第二滚轮安装杆活动连接，所述气爪固定板的另一面上安装有第五气动元件，所述拨动块连接在第五气动元件的活动端，所述第二安装板固设在所述机头座顶部。

所述出射头调整组件包括：调整架固定板、第一平移台、角度调整架、第二平移台及出射头安装板，所述调整架固定板与所述第二安装板相固接，所述第一平移台的固定端安装在所述调整架固定板上，所述角度调整架的一端与所述第一平移台的活动端配合滑动连接，所述角度调整架的另一端与第二平移台的固定端相连接，第二平移台的活动端则与出射头安装板活动连接，所述激光出射头安装在所述出射头安装板上。

所述压轮组件包括：左轮、右轮、压轮轴、两根圆柱销、两个压缩弹簧及弹性挡圈，所述左轮、右轮和弹性挡圈分别设于所述压轮轴的轴向上，所述左轮和右轮通过两根圆柱销相互连接，所述两个压缩弹簧位于左轮和右轮之间，所述弹性挡圈用于限制所述左轮和右轮移动的距离。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所产生的有益效果在于：本发明通过焊接机头采用双出射头结构，可以两侧同时进行焊接，压轮压着铜管沿铜管滚动，通过更换压轮可适应多种规格铜管的焊接。下压气缸可以使铜管和吸热板贴紧，也可以上下浮动适应工作台的不平整度。角度微调机构可以方便调光，前面带有导向轮，可以将弯曲的铜管导直后再焊接。焊接机头部分可以旋转90°，可以同时将横管和纵管焊接到吸热板芯上，本发明还具有自动化程度高、稳定性强、易于实施等特点。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的驱动机构的结构示意图；

图3是本发明的滑动组件的结构示意图；

图4是本发明的丝杆固定块和固定板的连接示意图；

图5是本发明图2的局部放大示意图；

图6是本发明的旋转机构的结构示意图；

图7是本发明的下压机构的结构示意图；

图8是本发明的出射头安装座的结构示意图；

图9是本发明的机头组件的结构示意图；

图10是本发明的机头组件的结构示意图；

图11是本发明的出射头调整组件的结构示意图；

图12是本发明的压轮组件的结构示意图；

图13是本发明的压轮组件的结构示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不会构成任何限制。

如图1～图13所示，本发明的平板式太阳能集热器板芯焊接装置包括：龙门架1，驱动机构2，滑动组件3及焊接组件4。在本实施例中，所述龙门架1设置在工作台上。所述驱动机构2设置在所述龙门架1上，所述驱动机构2用于驱动焊接组件在所述龙门架的X轴方向左右移动。所述滑动组件3设置在所述驱动机构2两侧，所述滑动组件3用于与所述驱动机构配合带动焊接组件移动。所述焊接组件4包括旋转机构41、下压机构42、出射头安装座43及激光出射头44。所述旋转机构41与所述下压机构42可转动连接，所述下压机构42与所述出射头安装座43配合滑动连接，所述激光出射头44安装在所述出射头安装座43上，所述焊接组件4分别与所述驱动机构2和滑动组件3活动连接，所述焊接组件4用于对待焊接的集热板上的铜管进行横向和纵向的焊接。

如图2所示，所述驱动机构2包括：电机座21、第一伺服电机22、联轴器23、丝杆24、第一丝杆锁紧螺母25、第二丝杆锁紧螺母26、前轴承座27、后轴承座28、横梁档块29及丝杆固定块210，所述电机座21设置在所述龙门架1上，所述第一伺服电机22安装在电机座21上，所述第一伺服电机22的输出端通过联轴器23穿过前轴承座27与丝杆24相连接，并通过第一丝杆锁紧螺母25将丝杆前端锁紧，所述丝杆24的另一端穿过所述横梁档块29与后轴承座27相连接，并通过第二丝杆锁紧螺母26将丝杆后端锁紧，所述丝杆固定块210活动套设设置在所述丝杆24上。

如图3，图4，图5所示，所述滑动组件3包括：两条第一导轨31、固定板32及机头上罩33，所述两条第一导轨31水平设置在所述龙门架1上，所述固定板32的一面分别与所述丝杆固定块210和两条第一导轨31可滑动连接，所述固定板32的另一面与所述旋转机构41相固接，所述机头上罩33由上罩盖板331、前罩盖板332及一对侧板333组合而成，所述机头上罩33内形成有用于安装所述旋转机构41用的空腔（图中未示出），所述旋转机构41安装在所述空腔内。

如图1所示，所述第一导轨31上且位于所述机头上罩33两侧还分别设置有一个用于防止灰尘进入的横梁防尘罩34。

如图6所示，所述旋转机构41包括：横梁安装板411、气缸安装座412、旋转轴承座413、转轴414、轴承415、第一气动元件416、主动齿轮417、从动齿轮（图中未示出）、锁紧螺母419、旋转电机座420及第二伺服电机429，其中，在本实施例中，所述第一气动元件416为气缸，也可以采用其它相同功能的气动元件进行代替。所述横梁安装板411固定在所述固定板32上，所述气缸安装座412、旋转电机座420及旋转轴承座413分别设置在横梁安装板411上，所述第一气动元件416安装在气缸安装座412上，所述第二伺服电机429安装在所述旋转电机座420上，所述轴承415安装在所述旋转轴承座413内，所述转轴414与轴承415过盈连接，所述转轴414的轴向上设置有主动齿轮417，并通过锁紧螺母419固定，所述第二伺服电机429的输出端与从动齿轮驱动连接，所述从动齿轮则与主动齿轮417相啮合。在本实施例中，通过旋转机构41可以将激光出射头44旋转90°，可以同时将横管和纵管焊接到吸热板芯上。

如图6，所述主动齿轮417上还设置有多个当齿轮旋转到位使其停止转动的旋转挡块471。

如图7所示，所述下压机构42可以使铜管和吸热板贴紧，也可以上下浮动适应工作台的不平整度。具体地，所述下压机构42包括：导轨安装座421、第三气动元件422、气缸安装板423、两条第二导轨424、限位安装板425、限位顶块426、气缸接头427及接头固定块428，其中，在本实施例中，所述第三气动元件422为气缸，也可以采用其它相同功能的气动元件进行代替。所述导轨安装座421固定在所述横梁安装板411底部，所述气缸安装板423和两条第二导轨424分别设置在所述导轨安装座421上，所述第三气动元件422安装在气缸安装板423上，所述气缸接头427的一端与第三气动元件422的活动端相连接，气缸接头427的另一端与接头固定块428相连接。所述限位安装板425设于所述导轨安装座421底部，限位顶块426设于限位安装板425上且与所述接头固定块428相对设置。

如图8，图9，图10所示，所述出射头安装座43包括：机头组件431、压轮组件432及出射头调整组件433；所述机头组件431包括：机头座4311、气爪固定板4312、两块第一安装板4313、气缸安装板4314、第四气动元件4315、第一滚轮安装杆4316、第二滚轮安装杆4317、连接块4318、第五气动元件4319、拨动块4320及第二安装板4321，其中，在本实施例中，所述第四气动元件4315为气缸，也可以采用其它相同功能的气动元件进行代替。所述机头座4311为U形板状结构，所述气爪固定板4312与所述机头座4311相固接，所述两块第一安装板4313的一端分别与气爪固定板4312和所述机头座4311固接，所述两块第一安装板4313的另一端与气缸安装板4314固接，所述第四气动元件4315安装在所述气缸安装板4314上，所述第四气动元件4315通过设于其活动端的连接块4318经轴销与第一滚轮安装杆4316活动连接，所述第一滚轮安装杆4316通过轴销与第二滚轮安装杆4317活动连接，所述气爪固定板4312的另一面上安装有第五气动元件4312，在本实施例中，所述第五气动元件4312为气爪。所述拨动块4320连接在第五气动元件4312的活动端，所述第二安装板4321固设在所述机头座4311顶部。

如图11所示，所述出射头调整组件433可以方便进行调光， 具体地，所述出射头调整组件433包括：调整架固定板4331、第一平移台4332、角度调整架4333、第二平移台4334及出射头安装板4335，所述调整架固定板4331与所述第二安装板4321相固接，所述第一平移台4332的固定端安装在所述调整架固定板4331上，所述角度调整架4333的一端与所述第一平移台4332的活动端配合滑动连接，所述角度调整架4333的另一端与第二平移台4334的固定端相连接，第二平移台4334的活动端则与出射头安装板4335活动连接，所述激光出射头44安装在所述出射头安装板4335上。

如图12，图13所示，所述压轮组件432可以将弯曲的铜管导直后再焊接。具体地，所述压轮组件432包括：左轮4321、右轮4322、压轮轴4323、两根圆柱销4324、两个压缩弹簧4325及弹性挡圈4326，所述左轮4321、右轮4322和弹性挡圈4326分别设于所述压轮轴4323的轴向上，所述左轮4321和右轮4322通过两根圆柱销4324相互连接，所述两个压缩弹簧4325位于左轮4321和右轮之间，所述弹性挡圈4326用于限制所述左轮4321和右轮4322移动的距离。在本实施例中，所述压轮组件采用左右分离式结构，由于铜管的间距会有误差，铜管变形也会导致位置误差，夹具定位也会引入位置误差，这些误差累加起来就可能会导致老式的一体式压轮压不到铜管的情况发生，而该分离式的左右轮能张开很大的距离，下压后再夹紧，能有效避免这种情况的发生，而且每次产品的焊接编程，老式一体式压轮都要手动移动对准每一根铜管的位置来编程，而该分离式压轮只要准对第一根铜管编焊接轨迹的程序，然后用阵列的方式来完成对剩余铜管焊接轨迹的编程，能有效提高编程效率。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.一种平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述装置包括：

龙门架（1），该龙门架设置在工作台上；

驱动机构（2），其设置在所述龙门架（1）上，所述驱动机构（2）用于驱动焊接组件在所述龙门架的X轴方向左右移动；

滑动组件（3），其设置在所述驱动机构（2）两侧，所述滑动组件（3）用于与所述驱动机构配合带动焊接组件移动；

焊接组件（4），其包括旋转机构（41）、下压机构（42）、出射头安装座（43）及激光出射头（44），所述旋转机构（41）与所述下压机构（42）可转动连接，所述下压机构（42）与所述出射头安装座（43）配合滑动连接，所述激光出射头（44）安装在所述出射头安装座（43）上，所述焊接组件（4）分别与所述驱动机构（2）和滑动组件（3）活动连接，所述焊接组件（4）用于对待焊接的集热板上的铜管进行横向和纵向的焊接。

2.根据权利要求1所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述驱动机构（2）包括：电机座（21）、第一伺服电机（22）、联轴器（23）、丝杆（24）、第一丝杆锁紧螺母（25）、第二丝杆锁紧螺母（26）、前轴承座（27）、后轴承座（28）、横梁档块（29）及丝杆固定块（210），所述电机座（21）设置在所述龙门架（1）上，所述第一伺服电机（22）安装在电机座（21）上，所述第一伺服电机（22）的输出端通过联轴器（23）穿过前轴承座（27）与丝杆（24）相连接，并通过第一丝杆锁紧螺母（25）将丝杆前端锁紧，所述丝杆（24）的另一端穿过所述横梁档块（29）与后轴承座（27）相连接，并通过第二丝杆锁紧螺母（26）将丝杆后端锁紧，所述丝杆固定块（210）活动套设设置在所述丝杆（24）上。

3.根据权利要求1所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述滑动组件（3）包括：两条第一导轨（31）、固定板（32）及机头上罩（33），所述两条第一导轨（31）水平设置在所述龙门架（1）上，所述固定板（32）的一面分别与所述丝杆固定块（210）和两条第一导轨（31）可滑动连接，所述固定板（32）的另一面与所述旋转机构（41）相固接，所述机头上罩（33）由上罩盖板（331）、前罩盖板（332）及一对侧板（333）组合而成，所述机头上罩（33）内形成有用于安装所述旋转机构（41）用的空腔，所述旋转机构（41）安装在所述空腔内。

4.根据权利要求3所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述第一导轨（31）上且位于所述机头上罩（33）两侧还分别设置有一个用于防止灰尘进入的横梁防尘罩（34）。

5.根据权利要求3所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述旋转机构（41）包括：横梁安装板（411）、气缸安装座（412）、旋转轴承座（413）、转轴（414）、轴承（415）、第一气动元件（416）、主动齿轮（417）、从动齿轮、锁紧螺母（419）、旋转电机座（420）及第二伺服电机（429），其中，所述横梁安装板（411）固定在所述固定板（32）上，所述气缸安装座（412）、旋转电机座（420）及旋转轴承座（413）分别设置在横梁安装板（411）上，所述第一气动元件（416）安装在气缸安装座（412）上，所述第二伺服电机（429）安装在所述旋转电机座（420）上，所述轴承（415）安装在所述旋转轴承座（413）内，所述转轴（414）与轴承（415）过盈连接，所述转轴（414）的轴向上设置有主动齿轮（417），并通过锁紧螺母（419）固定，所述第二伺服电机（429）的输出端与从动齿轮驱动连接，所述从动齿轮则与主动齿轮（417）相啮合。

6.根据权利要求5所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述主动齿轮（417）上还设置有多个当齿轮旋转到位使其停止转动的旋转挡块（471）。

7.根据权利要求1所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述下压机构（42）包括：导轨安装座（421）、第三气动元件（422）、气缸安装板（423）、两条第二导轨（424）、限位安装板（425）、限位顶块（426）、气缸接头（427）及接头固定块（428），其中，所述导轨安装座（421）固定在所述横梁安装板（411）底部，所述气缸安装板（423）和两条第二导轨（424）分别设置在所述导轨安装座（421）上，所述第三气动元件（422）安装在气缸安装板（423）上，所述气缸接头（427）的一端与第三气动元件（422）的活动端相连接，气缸接头（427）的另一端与接头固定块（428）相连接，所述限位安装板（425）设于所述导轨安装座（421）底部，限位顶块（426）设于限位安装板（425）上且与所述接头固定块（428）相对设置。

8.根据权利要求1所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述出射头安装座（43）包括：机头组件（431）、压轮组件（432）及出射头调整组件（433）；所述机头组件（431）包括：机头座（4311）、气爪固定板（4312）、两块第一安装板（4313）、气缸安装板（4314）、第四气动元件（4315）、第一滚轮安装杆（4316）、第二滚轮安装杆（4317）、连接块（4318）、第五气动元件（4319）、拨动块（4320）及第二安装板（4321），所述机头座（4311）为U形板状结构，所述气爪固定板（4312）与所述机头座（4311）相固接，所述两块第一安装板（4313）的一端分别与气爪固定板（4312）和所述机头座（4311）固接，所述两块第一安装板（4313）的另一端与气缸安装板（4314）固接，所述第四气动元件（4315）安装在所述气缸安装板（4314）上，所述第四气动元件（4315）通过设于其活动端的连接块（4318）经轴销与第一滚轮安装杆（4316）活动连接，所述第一滚轮安装杆（4316）通过轴销与第二滚轮安装杆（4317）活动连接，所述气爪固定板（4312）的另一面上安装有第五气动元件（4312），所述拨动块（4320）连接在第五气动元件（4312）的活动端，所述第二安装板（4321）固设在所述机头座（4311）顶部。

9.根据权利要求8所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述出射头调整组件（433）包括：调整架固定板（4331）、第一平移台（4332）、角度调整架（4333）、第二平移台（4334）及出射头安装板（4335），所述调整架固定板（4331）与所述第二安装板（4321）相固接，所述第一平移台（4332）的固定端安装在所述调整架固定板（4331）上，所述角度调整架（4333）的一端与所述第一平移台（4332）的活动端配合滑动连接，所述角度调整架（4333）的另一端与第二平移台（4334）的固定端相连接，第二平移台（4334）的活动端则与出射头安装板（4335）活动连接，所述激光出射头（44）安装在所述出射头安装板（4335）上。

10.根据权利要求8所述的平板式太阳能集热器板芯焊接装置，其特征在于，所述压轮组件（432）包括：左轮（4321）、右轮（4322）、压轮轴（4323）、两根圆柱销（4324）、两个压缩弹簧（4325）及弹性挡圈（4326），所述左轮（4321）、右轮（4322）和弹性挡圈（4326）分别设于所述压轮轴（4323）的轴向上，所述左轮（4321）和右轮（4322）通过两根圆柱销（4324）相互连接，所述两个压缩弹簧（4325）位于左轮（4321）和右轮之间，所述弹性挡圈（4326）用于限制所述左轮（4321）和右轮（4322）移动的距离。