CN110434462A - 换热板的激光焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光焊接技术领域，公开了一种换热板的激光焊接系统，包括控制系统及由控制系统控制的激光器、激光焊接头、机器人、直线进出滑台和安装夹具，其中，激光焊接头设置于机器人的活动端，激光焊接头与激光器光信号连接，直线进出滑台的底座上安装工作台，直线导轨组件由第一驱动组件驱动以带动工作台做直线移动，安装夹具的下模板安装于工作台上，上压板设置于安装座上，这样，当下模板和其上叠放的两块换热板随工作台被送至焊接工位后，夹具装置即可带动上压板下降以抵压换热板，然后激光焊接头能在控制系统的控制下沿焊接轨迹进行焊接，以此通过各零部件等的有序配合，实现换热板的自动化叠焊，焊接质量和焊接效率提升，易于焊接操作。

Description

换热板的激光焊接系统

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种换热板的激光焊接系统。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备。按照结构来分，换热器可以分为管壳式换热器、板式换热器等。其中，常见的管壳式换热器一般采用手工制作，然而在当今人力成本上涨，且人工操作高度不可控的情况下，换热器的自动化生产显然已成为趋势。另外，板式换热器以其采用冲压加工，标准化程度高，并可大批量生产等优势，已在越来越多的场合中得到广泛地应用。

以制冷行业的冷库建设为例，冷库作为人工设计和建设的一种低温环境设备，已广泛应用于我国的工业、农业、超市、餐饮、食品等行业中。其中，板式换热器因其具有良好的吸水率和导热系数，成为冷库建设时非常重要的材料，且适用性大。另外，考虑到板式换热器广泛的适用于冷库建设安装和制冷材料的防护使用，我国节能环保补贴也对该项目进行了大量的补贴，市场前景非常广阔。

然而，现有的板式换热器中的换热板在焊接过程中容易存在焊缝偏熔，工件热影响区大，以及变形大等问题，导致最终焊接的效率较低，焊接质量不高，难以满足焊接要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种换热板的激光焊接系统，用于解决现有的换热板的焊接操作复杂、焊接质量不佳、焊接效率不高等的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种换热板的激光焊接系统，用于将两块叠置的换热板焊接在一起，所述换热板的激光焊接系统设置有焊接工位，所述换热板的激光焊接系统包括控制系统以及由所述控制系统控制的激光器、激光焊接头、机器人、直线进出滑台和安装夹具；

所述激光焊接头与所述激光器光信号连接；

所述机器人的活动端设置有所述激光焊接头；

所述直线进出滑台包括底座、直线导轨组件、工作台和第一驱动组件；其中，所述直线导轨组件设置于所述底座上由所述第一驱动组件驱动，所述工作台设置于所述直线导轨组件上并由所述直线导轨组件带动以进行直线移动；

所述安装夹具包括安装座、下模板、上压板和夹具装置，其中，所述安装座横跨所述底座并连接于所述底座的外侧上；所述下模板设置于所述工作台的台面上，所述下模板与各所述换热板适配；所述下模板及所述下模板上重叠放置的两块所述换热板能随所述工作台被输送至所述焊接工位上；

所述上压板设置于所述安装座的顶面上、位于所述下模板的上方、与所述焊接工位相对应且与所述换热板相适配；所述上压板上开设有与所述换热板适配的第一焊接槽；

所述夹具装置用于带动所述上压板上升以松开所述换热板或者下降以抵压所述换热板，以及用于将两块叠置的换热板固定安装在所述下模板和所述上压板之间。

在一个实施例中，所述夹具装置包括顶升组件，所述顶升组件设置于所述安装座上且位于所述上压板的下方，所述顶升组件设有第一预设位置和第二预设位置；

所述顶升组件用于带动所述上压板下降至所述第二预设位置以便所述上压板抵压处于所述焊接工位的所述换热板，及所述顶升组件用于带动所述上压板上升至所述第一预设位置以便所述工作台向所述焊接工位输送所述换热板。

在一个实施例中，所述顶升组件包括设置于所述安装座上的缸体、连接于所述缸体上的第一活塞杆、横跨所述缸体并设置于所述缸体上的导向座、设置于所述导向座两端上的第一导杆以及设置于所述第一活塞杆端部的转接轴；

所述第一导杆能随所述第一活塞杆的伸缩相对于所述导向座上下滑动。

在一个实施例中，所述上压板包括板外框及位于所述板外框内的板主体、第一仿形板和第二仿形板，所述板主体、所述第一仿形板和所述第二仿形板拼接成的板体与所述换热板相匹配；所述板外框、所述板主体、所述第一仿形板和所述第二仿形板之间的凹槽共同形成所述第一焊接槽；

所述夹具装置还包括插销组件，所述插销组件的一端设置于所述板外框，另一端设置于所述板主体、所述第一仿形板和所述第二仿形板的任意一个中，以在所述控制系统的控制下对应将所述板外框、所述板主体、所述第一仿形板和第二仿形板中任意相邻的两者之间连接在一起或者断开连接。

在一个实施例中，所述上压板的底部设置有弹性组件，所述弹性组件的自由端能抵接于多个叠置的所述换热板形成的板组的顶端。

在一个实施例中，所述夹具装置还包括夹持组件，所述夹持组件设置于所述板外框，在所述控制系统的控制下所述夹持组件的自由端能伸至所述板主体以抵压所述板主体，或者从所述板主体上收回至与所述板外框对应的位置处。

在一个实施例中，所述夹具装置还包括拉紧组件，所述拉紧组件设置于所述下模板上及自由端伸出于所述下模板的板顶面并能插接于所述换热板和上压板上，所述拉紧组件的自由端包括多个能相对张开或合拢的压爪；

所述拉紧组件的自由端在所述控制系统的控制下伸出且同时各所述压爪合拢，或者回缩且同时各所述压爪张开以使所述上压板压住所述换热板。

在一个实施例中，所述安装夹具还包括两块仿形定位块，两叠置的所述换热板上开设有进出口，所述仿形定位块插接于对应的所述进出口内。

在一个实施例中，所述换热板的激光焊接系统还包括保护气装置，所述下模板在焊缝位置处开设有第二焊接槽，所述第二焊接槽的槽底上开设有通气孔，所述保护气装置在所述控制系统的控制下随着所述机器人的位置变化打开以向所述通气孔通气。

在一个实施例中，所述直线导轨组件包括丝杠和两根导轨，所述丝杠位于所述底座的中间部分并沿所述底座的长度方向设置，所述丝杠的一端连接所述第一驱动组件以由所述第一驱动组件驱动，另一端连接轴承组件连接于所述底座上；两个所述导轨平行于所述丝杠并分别位于所述丝杠的两侧；

所述工作台置于两所述导轨上，并由所述丝杠带动随所述导轨做直线移动；所述工作台在所述底座的宽度方向上横跨所述底座。

实施本发明实施例提供的换热板的激光焊接系统，将具有如下有益效果：

该换热板的激光焊接系统通过将激光焊接头设置于机器人的活动端，将激光焊接头与激光器光信号连接，在直线进出滑台的底座上安装工作台，直线导轨组件通过第一驱动组件驱动以带动工作台做直线移动，将安装夹具的下模板安装于工作台上，将上压板设置于安装座上，这样，当下模板和下模板上叠放的两块换热板随着工作台被送至焊接工位后，夹具装置即可带动上压板下降以抵压换热板，然后激光焊接头能根据控制系统的控制沿着第一焊接槽对应的焊接轨迹进行焊接，以此通过机器人、激光器、直线进出滑台、安装夹具等有序地配合，实现了换热板的自动化叠焊，大大地提升了焊接质量和焊接效率，降低了焊接操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明一个实施例中换热板的激光焊接系统的立体结构示意图；

图2为图1中换热板的激光焊接系统的上料位置的立体结构示意图；

图3为图1中换热板的激光焊接系统的焊接位置的立体结构示意图；

图4为图1中换热板的激光焊接系统的机器人的立体结构示意图；

图5为图1中换热板的激光焊接系统的直线进出滑台的结构示意图；

图6为图5中A-A剖面的剖视图；

图7为图6中A处的局部放大图；

图8为图1中安装夹具的顶升气缸的主视图；

图9为图8中B-B剖面的剖视图；

图10为图1中安装夹具的拉紧气缸的立体结构示意图；

图11为图10中拉紧气缸的内部结构示意图；

图12为图1中安装夹具的插销气缸的主视图；

图13为图12中C-C剖面的剖视图；

图14为本发明一个实施例中待焊板件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需说明的是，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅为便于描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。总之，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合附图1至图14对本发明提供的一种换热板的激光焊接系统的实现进行详细地描述。

需说明的是，该换热板的激光焊接系统1，可以用于对两块叠置的方形不规则的换热板10进行激光叠焊，当然，实际上，还可用于对两块叠置的其它形状的换热板10或其它板件进行激光焊接。本实施例中，该换热板的激光焊接系统1设置有焊接工位(图未示)，可以理解地，在该焊接工位上该激光焊接系统1才进行焊接操作。

如图1所示，该换热板的激光焊接系统1，包括控制系统100以及由控制系统100控制的激光器200、激光焊接头310、机器人300、直线进出滑台400和安装夹具500。在本实施例中，控制系统100可以包括电控柜110、控制器120和气动柜130，具体地，上述的激光器200、激光焊接头310、机器人300、直线进出滑台400和安装夹具500由电控柜110进行整体控制，以通过设定程序实现换热板10的自动焊接操作，更具体地，为提高控制性能，该电控柜110通常采用PCL控制程序进行控制。需说明的是，电控柜110通常可以包括PLC、变压器、电源模块、驱动器、继电器等电气元件，以通过各电气元件实现电性控制。

如图1所示，机器人300的活动端设置有激光焊接头310，激光焊接头310与激光器200通过光纤进行光信号连接。其中，光纤的一端连接激光器200，另一端连接激光焊接头310，这样，激光器200发出的激光即可通过光纤传导至激光焊接头310发射而出以进行激光焊接。需说明的是，在本实施例中，激光焊接头310主要用于实现光束的聚焦，通过调节离焦量来输出不同光斑直径的光束。激光焊接头310可以由机器人300带动，在控制器120的控制下能精确地按照指定的焊接轨迹30移动。

具体在本实施例中，如图4所示，机器人300包括安装于地面1000上的底板320、设置于底板320上的本体312、设置于本体312上的拖链安装件340、设置于拖链安装件340上的三维拖链350、设置于主体上端；且连接有三维拖链350的弹簧平衡器360以及设置于所述本体312自由端上的固定座330。其中，激光焊接头310安装在固定座330上，光纤、水管、气管、电缆等走三维拖链350连通到激光焊接头310上。另外，激光焊接头310包括有与光纤连接的红光组件311，以能发射出红光进行焊接。当然，实际上，激光器200还可以根据不同的工作介质发射出不同波长的激光。对应地，机器人300还可以采用其它合适的结构，并不限于此。

需说明的是，在本实施例中，该换热板10的激光焊接系统还包括冷却装置700，如图1所示，该冷却装置700可以包括冷水机710和冷干机720，以冷水机710为例，该冷水机710与激光器200和激光焊接头310能进行信息交互，以方便为激光器200和激光焊接头310提供恒温、恒流的工作环境，以此保证激光器200和激光焊接头310能稳定地工作。

如图3、图5至图7所示，直线进出滑台400包括底座410、直线导轨组件420、工作台430和第一驱动组件440。其中，底座410通常设置于地面1000上，直线导轨组件420设置于底座410上第一驱动组件440的驱动，工作台430设置于直线导轨组件420上并由直线导轨组件420带动以进行直线移动。需说明的是，该直线进出滑台400主要负责将装夹好的换热板10从上料区运输到焊接工位上，并实现换热板10的精准定位。

具体在本实施例中，该直线进出滑台400为闭环控制。如图3、图5至图7所示，直线导轨组件420包括丝杠421和两根导轨422，其中，丝杠421位于底座410的中间部分并沿底座410的长度方向设置，丝杠421的一端连接第一驱动组件440(具体可以为伺服电机)以由第一驱动组件440驱动，另一端连接轴承组件连接于底座410上。对应地，两个导轨422平行于丝杠421并分别位于丝杠421的两侧。另外，工作台430置于两导轨422上，并由丝杠421带动随导轨422做直线移动，且工作台430在底座410的宽度方向上横跨底座410。显然，通过伺服电机驱动滚珠丝杠421，可以有效地确保换热板10能精准地定位，并实现很高的重复定位精度。另外，需说明的是，在本实施例中，导轨422的作用主要在于承载工作台430的重量、确保工作台430处于水平状态以及为工作台430的直线运动导向等。

再如图5至图7所示，直线导轨组件420还包括丝杠螺母座423、丝母安装座424、拖链426、联轴器429、锁紧螺母427和轴承套428等。具体地，丝母安装座424安装于丝杠421的中间部分上，丝母安装座424上设置有丝杠螺母座423，工作台430设置于丝杠螺母座423上，以此将工作台430安装在丝杠421上。为提高丝杠421的使用寿命，丝杠421上套设有防尘罩425。另外，拖链426设置有两个，两个拖链426相互平行，且分别位于对应丝杠421的内侧，其中，气管、电缆等可走对应的拖链426与对应的器件如伺服电机等连接。

如图6所示，为实现将丝杠421转动安装到底座410上，丝杠421的靠近焊接工位的一端通过联轴器429与第一驱动组件440的输出端相连，丝杠421的远离焊接工位的一端套接有轴承，并通过轴承转动连接于轴承套428上，其中，轴承套428通过锁紧螺母427固定连接于底座410上。如图5和图6所示，该直线进出滑台400还包括缓冲防撞装置460和多个调节地脚450，其中，缓冲防撞装置460设置于底座410的远离焊接工位的一端上，并位于靠近丝杠421的远离焊接工位的一端，以此防止发生飞车，提高该激光焊接系统的安全性能及使用寿命。各调节地脚450设置于底座410的底部，以此通过调整各调节地脚450来调整导轨422以保持安装面的水平。

如图1至图3所示，安装夹具500包括安装座510、下模板520、上压板530和夹具装置540，其中，安装座510在靠近焊接工位的一侧横跨底座410，并且安装座510连接于底座410的外侧上，以此保证该换热板10的激光焊接系统的整体刚性。对应地，下模板520设置于直线进出滑台400的工作台430的台面上，且下模板520与各换热板10适配，下模板520及下模板520上重叠放置的两块换热板10能一起随工作台430被输送至焊接工位上。如图2和图3所示，上压板530设置于安装座510的顶面上、位于下模板520的上方、与焊接工位相对应且与换热板10相适配。其中，夹具装置540主要用于在焊接好后带动上压板530上升以松开换热板10，或者在需要焊接以及工作台430移动到焊接工位对应的位置时，用于带动上压板530下降以抵压换热板10，以及在焊接前后用于将两块叠置的换热板10固定安装在下模板520和上压板530之间。

具体在本实施例中，为实现焊接以及保证焊接位置的精准性，下模板520的大小和形状分别与换热板10的大小和形状适配。另外，如图2和图14所示，安装夹具500还包括两块仿形定位块523，对应的各叠置的换热板10的边沿上开设有进出口11，其中，仿形定位块523插接于对应的进出口11内，这样，方便将各换热板10叠放在下模板520的同一对应位置上，利于提高各换热板10的定位精度及重复定位性能。

除此之外，为进一步提高定位精度，如图2所示，下模板520上朝上压板530的方向凸设有多个定位销550，对应地，上压板530上开设有多个定位孔(图未示)，各定位孔内设置有销套560，这样，通过确保将各定位销550插接在对应的定位孔内，并由对应的销套560套设，即可保证上压板530和下模板520的精确对位，从而保证叠置的换热板10的精准定位，以及提升重复定位精度，进而保证该激光焊接系统的可靠性和稳定性。

另外，在本实施例中，为实现两块形状不规则的换热板10的叠焊，如图2所示，上压板530上开设有与换热板10适配的第一焊接槽531，对应地，下模板520上开设有第二焊接槽521，其中，第二焊接槽521开设的位置与换热板10上孔的位置对应。如图2和图3所示，在叠置的换热板10位于焊接工位及上压板530压合于换热板10上时，在形状不规则的换热板10对应的开孔位置处，第一焊接槽531和第二焊接槽521相通，这样，即可方便各焊接槽对应的位置处对各换热板10进行叠焊。

如图1和图2所示，为保证焊缝的质量及美观性等，换热板的激光焊接系统1还包括保护气装置600，下模板520的第二焊接槽521的槽底上开设有通气孔522，其中，保护气装置600在控制系统100(具体可以为电控柜110)以及对应电磁阀的控制下随着机器人300的位置变化打开以向通气孔522通气，这样，通过在叠置的换热板10的背面提供保护气体，以此避免换热板10的背面被氧化，从而确保焊缝的颜色呈金属光泽，可以很好地解决焊缝偏熔，工件热影响区大，变形大等问题。具体在本实施例中，为方便操作开启或闭合保护气装置600等，如图3所示，该换热板的激光焊接系统1还包括操作盒470，其中，操作盒470可以具体设置于直线进出滑台400的底座410上。

需说明的是，在本实施例中，如图1所示，该换热板10的激光焊接系统还包括设置于地面1000上的稳压电源800、操作台900和防护屏风1100等，其中，该稳压电源800主要用于为激光器200以及其它的电气器件提供稳定的交流电，以此对它们进行稳压、过载保护，从而提高该激光焊接系统的稳定性和安全性。该操作台900主要用于方便进行人机交互。防护屏风1100位于直线进出滑台400的外围，主要用于确保操作空间内人员的安全，减少焊接的激光等对人体的伤害。

在一个实施例中，如图2和图3所示，为带动上压板530上升或下降，夹具装置540包括顶升组件541，其中，顶升组件541设置于安装座510上且位于上压板530的下方，顶升组件541设有第一预设位置(具体可以为上位，图未示)和第二预设位置(具体可以为下位，图未示)。如图3所示，顶升组件541上还设置有上位检测装置5419，这样，即可方便检测上压板530是否到达第一预设位置。对应地，顶升组件541上还设置有到位检测装置480，以此方便检测工作台430是否达到焊接工位。另外，安装夹具500还包括检料感应装置570，以用于检测下模板520上是否有物料。

需说明的是，具体在本实施例中，顶升组件541可以用于在确保工作台430到达焊接工位及下模板520上放置有物料时，带动上压板530下降至第二预设位置(具体为下位)，以便上压板530抵压处于焊接工位的换热板10，以及顶升组件541还可用于带动上压板530上升至第一预设位置(具体为上位)，以便在焊接好后工作台430能及时将焊接的换热板10输送出去，或者方便在需要焊接时工作台430向焊接工位输送换热板10。可以理解地，当上位检测装置5419检测到顶升组件541在第一预设位置时，工作台430再开始移动；在到位检测装置480检测到工作台430到达焊接工位，以及检料感应装置570感应到位于焊接工位处的工作台430上有物料时，顶升组件541开始下降至第二预设位置。

在一个实施例中，如图2、图3、图8和图9所示，顶升组件541包括设置于安装座510上的缸体5411、连接于缸体5411上的第一活塞杆5412、横跨缸体5411并设置于缸体5411上的导向座5413、设置于导向座5413两端上的第一导杆5414以及设置于第一活塞杆5412端部的转接轴5415。其中，第一导杆5414能随第一活塞杆5412的伸缩相对于导向座5413上下滑动。具体地，导向座5413的两端上分别开设有插接孔(图未示)，第一导杆5414穿插接于对应的插接孔并能沿插接孔的中心线方向上下移动，其中，第一衬套5416套设于第一导杆5414上，且两端的第一导杆5414相对于第一活塞杆5412的中心对称设置，这样，一来可以防止第一活塞杆5412发生转动，二来可以保证上压板530处于水平状态。

在本实施例中，如图9所示，为进一步确保上压板530的平稳性，顶升组件541还包括顶板5417，其中，顶板5417连接有转接轴5415的顶端以及所有的第一导杆5414的顶端，以此确保它们可以同步抵接于上压板530的底部。为减小导杆与导向座5413之间的摩擦，以及确保导杆滑行的稳定性，插接孔和第一导杆5414之间设置有第一衬套5416，其中，第一衬套5416套设于第一导杆5414上。另外，在本实施例中，通过转接轴5415还可以调节上压板530的水平。如图3所示，为进一步保证上压板530的平稳性，顶升组件541还包括第二导杆5418，其中，第二导杆5418与第一导杆5414并排间隙设置，并位于第一导杆5414的外侧，直接抵顶于上压板530的下述板外框532。

在一个实施例中，为进一步保证上压板530的水平性及平稳性，上压板530的底部设置有弹性组件，其中，该弹性组件(具体可以为柱塞弹簧)的自由端能抵接于多个叠置的换热板10形成的板组的顶端，也即在上压板530和换热板10之间设置有柱塞弹簧，这样，即使因为定位误差及换热板10自身的误差，如换热板10冲压出的表面不够平整或存在稍许变形等状况的存在，而导致夹紧效果不佳时，也可以通过该柱塞弹簧的补偿，以保证各换热板10在叠焊时能焊接良好。

需说明的是，实际上，该顶升组件541还包括先导单向阀(图未示)，可以用于在第一活塞杆5412处于上位且电磁阀断电的情况下，达到自锁的效果。具体在本实施例中，顶升组件541具体为顶升气缸，其中，该顶升气缸设置有两个，且两顶升气缸分别设置于安装座510的左右两侧，并相对于安装座510对称布置。可以理解地，上压板530的上升或下降均采用压缩空气驱动，如采用上述的气动柜130进行驱动控制。

还需说明的是，具体在本实施例中，气动柜130包括空气压缩过滤器、调压阀、油雾器、电磁阀、压力流量传感器等元器件，其具体结构可采用常规的气动柜130结构，也可采用其它合适的新创结构。当然，该顶升组件541不仅限于为顶升气缸结构，还可为顶升电动结构或顶升液压结构等，只要能实现上升或下降功能的结构均可以适用。

在一个实施例中，如图2所示，为提高焊接精度，以及实现分区焊接等，上压板530包括板外框532及位于板外框532内的板主体533、第一仿形板534和第二仿形板535，其中，板主体533、第一仿形板534和第二仿形板535拼接成的板体与换热板10相匹配。板外框532、板主体533、第一仿形板534和第二仿形板535之间的凹槽共同形成上述的第一焊接槽531。可以理解地，在水平截面上，上压板530通常大于下模板520，也大于换热板10。

具体在本实施例中，再如图2所示，板外框532上设置有4个上述销套560，板主体533上设置有3个上述销套560，第一仿形板534和第二仿形板535上分别设置有2个上述销套560，以此保证上压板530各位置能精确定位，进而提升该激光焊接系统的可靠性和稳定性。需说明的是，上压板530的分区设置方式可根据实际的换热板10的形状而定，并不限于此分区方式。

在本实施例中，为确保上压板530在分区设置后，可以根据需要整合为一个整体，或者分为不同区域分步操作，如图2、图3、图12和图13所示，夹具装置540还包括插销组件542，其中，插销组件542设置于上压板530上，具体地，插销组件542的一端设置于板外框532，另一端(可以为伸缩端)设置于板主体533、第一仿形板534和第二仿形板535的任意一个中，以此在控制系统100(主要为气动柜130)的控制下对应将板外框532、板主体533、第一仿形板534和第二仿形板535中任意相邻的两者之间连接在一起或者断开连接。

例如，在本实施例中，其中一个插销组件542的一端设置于板外框532上，该插销组件542的另一端通常设置于板主体533上，在上压板530下降到下位压住换热板10后，所有的插销组件542全部打开，可以理解地，采用插销组件542可以方便将板主体533、第一仿形板534、第二仿形板535和板外框532组合成上压板530，以此方便将上压板530作为整体抬起或放下，从而方便工作台430进出焊接工位，或者将上压板530分成上述各个部分，方便实现对不规则形状的两块换热板10进行激光焊接。

需说明的是，具体在本实施例中，如图12和图13所示，上述的插销组件542包括销座5421、销轴5422和安装支架5423，其中，销座5421安装于上压板530的除板外框532之外的其它板体(如板主体533、第一仿形板534和第二仿形板535)中的一个上，安装支架5423设置于板外框532上，销轴5422的一端插接于安装支架5423上，另一端通常能伸至销座5421与销座5421插接，或从销座5421上缩回与销座5421断开连接。为减少销轴5422与安装支架5423之间的摩擦以及确保安装稳定性，销轴5422和安装支架5423之间设置有第二衬套5424。

具体在本实施例中，如图2和图3所示，插销组件542(具体为为插销气缸，当然还可以为插销电动缸等)共有10个，其中，板主体533上连接有5个，第一仿形板534上连接有3个，第二仿形板535上连接有2个。当然，插销组件542在各分区的配置数量可根据实际情况而定。另外，为方便根据需要更换上压板530，上压板530的顶板5417面上设置有吊环536，其中，板外框532、板主体533、第一仿形板534和第二仿形板535上各自至少设置有1个吊环536。

在一个实施例中，如图2所示，夹具装置540还包括夹持组件543，夹持组件543设置于板外框532，在控制系统100的控制下，夹持组件543的自由端能伸至板主体533以抵压板主体533，或者从板主体533上收回至与板外框532对应的位置处。具体在本实施例中，该夹持组件543为气动夹钳，其中，该气动夹钳共有4个。常态下，气动夹钳的自由端抵压住板主体533，当激光焊接头310靠近气动夹钳时，气动夹钳的自由端会在控制系统100、电磁阀等的作用下，自动收回至与板外框532对应的位置处。

在一个实施例中，如图2、图10及图11所示，为辅助将上压板530压紧于下模板520，夹具装置540还包括拉紧组件544，其中，拉紧组件544设置于下模板520上，及拉紧组件544的自由端伸出于下模板520的板顶面并能插接于换热板10和上压板530上，拉紧组件544的自由端包括多个能相对张开或合拢的压爪5441，这样，在控制系统100(具体可以为气动柜130)的控制下，拉紧组件544的自由端伸出且同时各压爪5441合拢，以此方便将上压板530叠放至下模板520上，以及方便焊接完成后将上压板530从下模板520上分离出来，进行后续的卸料操作；或者在控制系统100的控制下，拉紧组件544的自由端可以回缩且同时各压爪5441张开，以此使得上压板530压住换热板10，进而保证上压板530能稳固地叠放在换热板10上。

具体在本实施例中，如图10和图11所示，拉紧组件544还包括安装于底座410上的拉紧主体5442、能伸缩的第二活塞杆5443、连接于第二活塞杆5443顶端上的铰链头5444、用于将上述的压爪5441转动连接于铰链头5444上的铰链销5445以及固定连接于拉紧主体5442上的固定销5446。可以理解地，其中，该拉紧组件544可以通过第二活塞杆5443的伸缩，实现压爪5441的合拢和张开。具体地，该拉紧组件544可以为拉紧气缸，其中，总共设置有5个，3个用来拉紧板主体533，另外2个分别用来拉紧第一仿形板534和第二仿形板535。

需说明的是，实际上，该夹具装置540还包括有卸料气缸545，该卸料气缸545可以安装在下模板520上，以方便在焊接好后，可以直接自动将从焊接工位上输送回来的叠焊后的换热板10从工作台430上卸下来。

由上可知，在本实施例中，该换热板的激光焊接系统1的工作原理或者工作步骤大致如下：

(1)可以人工将所要焊接的两块换热板10叠放在下模板520上，并使各换热板10与下模板520上的仿形定位块523对位；手动启动该激光焊接系统；

(2)直线进出滑台400的工作台430将下模板520和下模板520上叠置的换热板10一起输送到焊接工位上，当到位检测装置480检测到换热板10到达焊接工位后，安装夹具500的顶升气缸接收到位信号，自动启动以带动上压板530自动下移到第二预设位置(具体为下位)，控制系统100在接收到到位信号及检料感应装置570发送的有料信号后，控制插销气缸全部收回，气动夹钳全部压紧，然后，机器人300自动带动激光焊接头310到程序设定的指定位置，并按照预设的焊接轨迹30进行焊接；

在焊接过程中，当激光焊接头310接近对应的气动夹钳时，该气动夹钳随即打开，走过后随即压紧板主体533；另外，在焊接过程中，保护气装置600可以从正面往上压板530的第一焊接槽531对应位置处一直输送正面保护气，同时，可以从背面往下模板520的第二焊接槽521对应位置处输送背面保护气，以防止焊缝被氧化，其中，背面保护气可以跟气动夹钳一样随动打开或关闭；

(3)焊接完毕后，拉紧组件544伸出，顶升气缸上升以带动上压板530上升至第一预设位置，然后，直线进出滑台400中的工作台430带动下模板520和焊接好的换热板10退出焊接工位，卸料气缸545自动将焊接好的换热板10卸下，以准备下一次焊接操作。总之，通过各个步骤的环环相扣，最终实现了换热板的自动化叠焊。

需注意的是，在本实施例中，如果工作台430没到焊接工位，顶升气缸不能动作；顶升气缸没在第一预设位置(具体为上位)，工作台430不能移动；插销气缸只能在工作台430处于焊接工位且顶升气缸在下位时才能动作，拉紧气缸不伸出，顶升气缸不能动作。

由上可知，该换热板10的激光焊接系统至少具有以下特点：该激光焊接系统的操作简单、性能优越，通过机械、电气的有机结合，能实现高质量、高效率的焊接操作，利于提高劳动生产率，降低人力成本，产品质量具有高度重复性，能大幅降低不合格率，减轻手工焊接对人体的伤害，可以满足高强度的焊接要求；可以适用于换热板10的自动化叠焊，可靠性和安全性高。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种换热板的激光焊接系统，用于将两块叠置的换热板焊接在一起，所述换热板的激光焊接系统设置有焊接工位，其特征在于，所述换热板的激光焊接系统包括控制系统以及由所述控制系统控制的激光器、激光焊接头、机器人、直线进出滑台和安装夹具；

所述激光焊接头与所述激光器光信号连接；

所述机器人的活动端设置有所述激光焊接头；

所述直线进出滑台包括底座、直线导轨组件、工作台和第一驱动组件；其中，所述直线导轨组件设置于所述底座上由所述第一驱动组件驱动，所述工作台设置于所述直线导轨组件上并由所述直线导轨组件带动以进行直线移动；

所述安装夹具包括安装座、下模板、上压板和夹具装置，其中，所述安装座横跨所述底座并连接于所述底座的外侧上；所述下模板设置于所述工作台的台面上，所述下模板与各所述换热板适配；所述下模板及所述下模板上重叠放置的两块所述换热板能随所述工作台被输送至所述焊接工位上；

所述上压板设置于所述安装座的顶面上、位于所述下模板的上方、与所述焊接工位相对应且与所述换热板相适配；所述上压板上开设有与所述换热板适配的第一焊接槽；

所述夹具装置用于带动所述上压板上升以松开所述换热板或者下降以抵压所述换热板，以及用于将两块叠置的换热板固定安装在所述下模板和所述上压板之间。

2.根据权利要求1所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述夹具装置包括顶升组件，所述顶升组件设置于所述安装座上且位于所述上压板的下方，所述顶升组件设有第一预设位置和第二预设位置；

所述顶升组件用于带动所述上压板下降至所述第二预设位置以便所述上压板抵压处于所述焊接工位的所述换热板，及所述顶升组件用于带动所述上压板上升至所述第一预设位置以便所述工作台向所述焊接工位输送所述换热板。

3.根据权利要求2所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述顶升组件包括设置于所述安装座上的缸体、连接于所述缸体上的第一活塞杆、横跨所述缸体并设置于所述缸体上的导向座、设置于所述导向座两端上的第一导杆以及设置于所述第一活塞杆端部的转接轴；

所述第一导杆能随所述第一活塞杆的伸缩相对于所述导向座上下滑动。

4.根据权利要求2所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述上压板包括板外框及位于所述板外框内的板主体、第一仿形板和第二仿形板，所述板主体、所述第一仿形板和所述第二仿形板拼接成的板体与所述换热板相匹配；所述板外框、所述板主体、所述第一仿形板和所述第二仿形板之间的凹槽共同形成所述第一焊接槽；

所述夹具装置还包括插销组件，所述插销组件的一端设置于所述板外框，另一端设置于所述板主体、所述第一仿形板和所述第二仿形板的任意一个中，以在所述控制系统的控制下对应将所述板外框、所述板主体、所述第一仿形板和第二仿形板中任意相邻的两者之间连接在一起或者断开连接。

5.根据权利要求2所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述上压板的底部设置有弹性组件，所述弹性组件的自由端能抵接于多个叠置的所述换热板形成的板组的顶端。

6.根据权利要求4所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述夹具装置还包括夹持组件，所述夹持组件设置于所述板外框，在所述控制系统的控制下所述夹持组件的自由端能伸至所述板主体以抵压所述板主体，或者从所述板主体上收回至与所述板外框对应的位置处。

7.根据权利要求4所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述夹具装置还包括拉紧组件，所述拉紧组件设置于所述下模板上及自由端伸出于所述下模板的板顶面并能插接于所述换热板和上压板上，所述拉紧组件的自由端包括多个能相对张开或合拢的压爪；

所述拉紧组件的自由端在所述控制系统的控制下伸出且同时各所述压爪合拢，或者回缩且同时各所述压爪张开以使所述上压板压住所述换热板。

8.根据权利要求1至7任一项所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述安装夹具还包括两块仿形定位块，两叠置的所述换热板上开设有进出口，所述仿形定位块插接于对应的所述进出口内。

9.根据权利要求1至7任一项所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述换热板的激光焊接系统还包括保护气装置，所述下模板在焊缝位置处开设有第二焊接槽，所述第二焊接槽的槽底上开设有通气孔，所述保护气装置在所述控制系统的控制下随着所述机器人的位置变化打开以向所述通气孔通气。

10.根据权利要求1至7任一项所述的换热板的激光焊接系统，其特征在于，所述直线导轨组件包括丝杠和两根导轨，所述丝杠位于所述底座的中间部分并沿所述底座的长度方向设置，所述丝杠的一端连接所述第一驱动组件以由所述第一驱动组件驱动，另一端连接轴承组件连接于所述底座上；两个所述导轨平行于所述丝杠并分别位于所述丝杠的两侧；

所述工作台置于两所述导轨上，并由所述丝杠带动随所述导轨做直线移动；所述工作台在所述底座的宽度方向上横跨所述底座。