CN111496341A - 一种超导带材自动焊接机 - Google Patents

Abstract

一种超导带材自动焊接机，包括机柜、焊接平台、焊接单元、控制单元和传送通道；焊接平台设置在机柜的顶部；焊接单元设置在焊接平台上，焊接单元包括有两个进给组件、两个裁切组件和一个焊接组件，焊接组件设置在焊接平台的中心位置处，焊接组件的两侧均依次对称设置有裁切组件和进给组件；控制单元设置在机柜上且与焊接单元控制连接；传送通道凹设在焊接平台的顶面上，进给组件设置在传送通道的两端且传送通道依次经过裁切组件和焊接组件。本发明可在批量焊接作业中，保证每个接头的焊接过程相同、焊接参数相同，确保接头焊接质量的均匀性。运用模式化、流程化的焊接工序，极大提高超导带材接头的焊接效率，满足稳定性、一致性的要求。

Description

一种超导带材自动焊接机

技术领域

本发明涉及超导带材焊接技术领域，具体涉及一种超导带材自动焊接机。

背景技术

随着超导应用技术的发展，超导材料被越来越多的运用到了科学研究、医疗、电力、工业等领域。目前商用超导带材的单根量产长度仅为千米量级，根本无法满足工程项目的使用需求，因此，在实际工程应用中通常需要借助焊接来延长超导带材的长度。

超导带材的焊接是超导带材应用中的一个重要技术，温度、压力、焊料成分、焊料层厚度、焊接长度等均会影响到超导带材的焊接质量。目前很多焊接工作通常是让具有丰富焊接经验的专业人员进行操作，而且还需借助专业的工具或工装才能完成。一名合格的焊接人员需要积累大量的实践操作经验才能够熟练掌握并达到具备焊接超导带材的技术能力。但是，人工焊接需要焊接人员凭借个人经验来把控各项焊接技术要求，不同焊接人员的焊点性能参数会存在一定差异。在批量焊接工作时，即便同一位焊接人员也很难保证对每一个焊点的压力、温度、以及焊料层厚度等相关技术要求的控制接近相同。

在当今超导应用技术突飞猛进的时期，尤其是对超导带材应用环境和技术指标要就较为苛刻的工程项目中，不均匀、不稳定的焊接质量将会对项目的实施造成极大的安全隐患，甚至会左右项目的成败。

针对此，有必要提供一种超导带材自动焊接机，以保证焊接过程中的温度、压力、焊料喷涂量、焊接长度等参数实现定量化、标准化设定。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种超导带材自动焊接机，该焊接机可在批量焊接作业中，保证每个接头的焊接过程相同、焊接参数相同，确保接头焊接质量的均匀性。运用模式化、流程化的焊接工序，可极大提高超导带材接头的焊接效率，满足大批量焊接工作对质量稳定性、一致性的要求，确保每一个焊接接头均符合相应的质量要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超导带材自动焊接机，包括有：

一机柜；

一焊接平台，所述焊接平台设置在所述机柜的顶部；

一焊接单元，所述焊接单元设置在所述焊接平台上，所述焊接单元包括有两个进给组件、两个裁切组件和一个焊接组件，所述焊接组件设置在所述焊接平台的中心位置处，所述焊接组件的两侧均依次对称设置有所述裁切组件和所述进给组件；

一控制单元，所述控制单元设置在所述机柜上且与所述焊接单元控制连接；

一传送通道，所述传送通道凹设在所述焊接平台的顶面上，所述进给组件设置在所述传送通道的两端且所述传送通道依次经过所述裁切组件和所述焊接组件；

两根待焊接的超导带材分别放置在所述传送通道的两端处，经所述进给组件传送至所述裁切组件内分别进行端头整形裁剪，其后传送至所述焊接组件内对两者的端头进行焊接。

作为优选的，所述进给组件包括两个转动方向相反的传送辊，两个所述传送辊分别对称设置在所述焊接平台的底面和顶面上，且所述焊接平台在两个所述传送辊对应的设置位置处开设有通孔以作为两个所述传送辊之间的传送间隙，待焊接的超导带材进入两个所述传送辊之间的所述传送间隙内并与两个所述传送辊的表面接触，两个所述传送辊的转动方向相反驱动超导带材朝所述裁切组件方向行进。

作为优选的，所述裁切组件包括有裁切机架、直线驱动件和裁切模具，所述裁切机架固定设置在所述焊接平台上且所述裁切机架的顶部设置有所述直线驱动件，所述裁切模具设置在所述传送通道的垂直上方处并与所述直线驱动件传动连接。

作为优选的，所述裁切机架的底部水平延伸设置有一机架底座，所述机架底座覆盖所述传送通道设置且对应所述裁切模具的位置处开设有一裁切通孔，所述焊接平台对应所述裁切通孔的位置处开设有一与所述机柜连通的排废通孔。

作为优选的，所述直线驱动件为气动缸、电动缸、直线电机的其中一种。

作为优选的，所述焊接组件包括有一旋转支架、焊料喷涂件、压合件、控温加热件和冷却件，所述旋转支架垂直设置所述焊接平台上，所述焊接平台在位于所述传送通道的传送方向上且与所述旋转支架对应的位置处设有焊接工位，所述旋转支架的两侧相对设置有所述焊料喷涂件和所述压合件且两者均位于所述焊接工位的垂直上方处，所述控温加热件设置在所述焊接平台底面位于所述焊接工位的位置处，所述控温加热件的两侧设置有所述冷却件。

作为优选的，所述焊料喷涂件包括有一对与所述焊接平台垂直的导轨、定位滑台、挤压滑台和焊料喷涂枪，一对所述导轨平行设置在所述旋转支架的任意一侧上且其上分别设置有所述定位滑台和所述挤压滑台，所述定位滑台与所述焊料喷涂枪的枪体固定连接，所述挤压滑台与所述焊料喷涂枪的加压推杆连接。

作为优选的，所述压合件包括有一电动推进缸、内置有压力传感器的隔热压板和压力缓冲弹簧，所述电动推进缸固定在所述旋转支架上与所述焊料喷涂件相对侧上，所述电动推进缸的输出轴上固定连接有一固定板，所述固定板与所述隔热压板之间至少设置有两个所述压力缓冲弹簧，所述压力缓冲弹簧的压缩方向垂直于所述隔热压板。

作为优选的，所述传送通道在位于所述进给组件至所述裁切组件之间的位置以及在位于所述裁切组件至所述焊接组件之间的位置均覆盖设置有一导向压板。

作为优选的，所述裁切组件和所述焊接组件的外侧还罩设有一防护罩，所述防护罩在对应所述焊接组件的位置处设置有透明视窗。

与现有技术相比，本发明提供的一种超导带材自动焊接机，该自动焊接机通过预设程序或自定义程序实现自动按预定流程完成超导带材的端头处理(裁切、整形)，定量添加焊料，定长、恒压、控温焊接，每个工艺环节可手动单独操作或自动处理。通过对焊接过程的相关参数进行量化设定，实现超导带材接头焊接工艺参数的定量化、标准化。在批量焊接作业中，可保证每个焊接接头的焊接过程相同、焊接参数相同，确保接头焊接质量的稳定性与均匀性。

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。

图1为本发明提供的一种超导带材自动焊接机的外观示意图；

图2为焊接平台和焊接单元的结构示意图；

图3为焊接平台和焊接单元的主视图；

图4为裁切组件的结构示意图；

图5为旋转支架和焊料喷涂件的结构示意图；

图6为旋转支架、压合件、控温加热件和冷却件的结构示意图；

图7为超导带材进给和裁切示意图；

图8为超导带材喷涂焊料示意图；

图9为超导带材焊接示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

1、机柜；2、焊接平台；3、控制单元；4、传送通道；5、进给组件；6、裁切组件；7、焊接组件；8、防护罩；9、透明视窗；10、导向压板；11、超导带材；

501、传送辊；

601、裁切机架；602、直线驱动件；603、裁切模具；604、机架底座；605、裁切通孔；606、排废通孔；

701、旋转支架；702、控温加热件；703、冷却件；704、焊接工位；705、导轨；706、定位滑台；707、挤压滑台；708、焊料喷涂枪；709、电动推进缸；710、隔热压板；711、压力缓冲弹簧；712、固定板。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明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。

参见图1～图6所示，一种超导带材自动焊接机，包括有作为整个焊接机主体支撑的机柜1、作为工作台的焊接平台2、焊接单元、控制单元3和传送通道4。

其中，机柜1的顶面设置为焊接平台2，并且在焊接平台2上设置有执行焊接工作的焊接单元。焊接单元包括有两个进给组件5、两个裁切组件6和一个焊接组件7，焊接组件7设置在焊接平台2的中心位置处，其两侧均依次对称设置有裁切组件6和进给组件5。裁切组件6和焊接组件7的外侧还罩设有一防护罩8，防护罩8在对应焊接组件7的位置处设置有透明视窗9，以便操作人员观察焊接情况。

控制单元3设置在机柜1上且与焊接单元控制连接，控制单元3可以预设程序或自定义程序从而控制焊接单元进行焊接操作。传送通道4凹设在焊接平台2的顶面上，进给组件5设置在传送通道4的两端且传送通道4依次经过裁切组件6和焊接组件7，进行超导带材11端头的裁切、整形以及两根超导带材11的端头焊接操作。传送通道4在位于进给组件5至裁切组件6之间的位置以及在位于裁切组件6至焊接组件7之间的位置均覆盖设置有一导向压板10。

下面对上述各个组件进行详细描述：

进给组件5包括两个转动方向相反的传送辊501，两个传送辊501分别对称设置在焊接平台2的底面和顶面上。焊接平台2在两个传送辊501对应的设置位置处开设有通孔(图中未示出)以作为两个传送辊501之间的传送间隙，将待焊接的超导带材11放置在传送通道4上，并且使其端部进入两个传送辊501之间的传送间隙内并与两个传送辊501的表面接触，因两个传送辊501的转动方向相反故而可驱动超导带材11朝裁切组件6方向行进。传送辊501的表面贴附有橡胶材料可避免传送辊501与超导带材11硬接触。在本实施例中，传送辊501的驱动方式为伺服电机驱动，也可选步进电机等可控高精度驱动系统替代。

裁切组件6包括有裁切机架601、直线驱动件602和裁切模具603。裁切机架601固定设置在焊接平台2且其顶部设置有直线驱动件602，裁切模具603设置在传送通道4的垂直上方处并与直线驱动件602传动连接实现垂直于焊接平台2的往复移动。在本实施例中，直线驱动件602采用气动缸，当然也可采用电动缸、直线电机等其他高速直线行进机构。裁切机架601在其底部水平延伸设置有一机架底座604，该机架底座604覆盖传送通道4设置且对应裁切模具603的位置处开设有一裁切通孔605，焊接平台2对应裁切通孔605的位置处开设有一与机柜1连通的排废通孔606。当超导带材11经进给组件5传送到裁切组件6时，气动缸的输出轴驱动裁切模具603朝机架底座604上的裁切通孔605方向行进至与超导带材11接触并裁切，裁切后的废料从排废通孔606排入设置在机柜1中的废料框(图中未示出)内进行回收处理，裁切后的超导带材11经进给组件5传送至焊接组件7处。

焊接组件7包括有一旋转支架701、焊料喷涂件、压合件、控温加热件702和冷却件703。旋转支架701垂直设置焊接平台2上，焊接平台2在位于传送通道4的传送方向上且与旋转支架701对应的位置处设有焊接工位704。旋转支架701的两侧相对设置有焊料喷涂件和压合件且两者均位于焊接工位704的垂直上方处，该旋转支架701可相对于焊接平台2进行旋转，故而其可相继完成喷涂焊料和压合焊接两种操作。

焊料喷涂件包括有一对与焊接平台2垂直的导轨705、定位滑台706、挤压滑台707和焊料喷涂枪708。一对导轨705平行设置在旋转支架701的任意一侧上且其上分别设置有定位滑台706和挤压滑台707，定位滑台706与焊料喷涂枪708的枪体固定连接，挤压滑台707与焊料喷涂枪708的加压推杆连接。超导带材11在裁切工序后、焊接工序前需要对两者接头处喷涂焊料，即控制单元3控制挤压滑台707在导轨705上朝焊接平台2方向运动，在此运动过程中定位滑台706固定在导轨705上，挤压滑台707在运动过程中推动焊料喷涂枪708的加压推杆实现焊料的定量挤压喷涂。焊料喷涂件通过旋转机架705的转动和进给组件5的进给行进联动配合，可在超导带材11表面实现线性、多边形、点阵等二位平面图形喷涂。焊料喷涂枪708也可选择高速锡膏压电喷射阀、微量点胶阀等可控喷涂设置代替。

压合件包括有一电动推进缸709、内置有压力传感器的隔热压板710和压力缓冲弹簧711。电动推进缸709固定在旋转支架705上与焊料喷涂件相对侧上，电动推进缸709的输出轴上固定连接有一固定板712，固定板712与隔热压板710之间至少设置有两个压力缓冲弹簧711，压力缓冲弹簧711的压缩方向垂直于隔热压板710。控温加热件702设置在焊接平台2底面位于焊接工位704的位置处，控温加热件702的两侧设置有冷却件703。在本实施例中，冷却件703采用冷却风扇，当然也可采用循环水冷、高压空气冷却等方式代替。控温加热件702采用电加热管，也可采用热风枪、电磁感应加热装置进行替代。

具体工作流程如下：

参见图7～图9所示，根据待焊接的超导带材11的焊接要求以及材料规格，在控制单元3内选择合适的焊接程序。其后，将待焊接的两根超导带材11分别放置在传送通道4的两端并慢慢推入进给组件5中。两根超导带材11的带焊接端部均与传送辊501接触并进入两个传送辊501之间的传送间隙内，通过两个转动方向相反的传送辊501使得两根超导带材11均朝裁切组件6方向行进。

当行进至裁切组件6后，裁切组件6内的直线驱动件602即气动缸驱动裁切模具603朝焊接平台2方向运动至与超导带材11接触并整形、裁切。裁切后的废料从排废通孔606排入设置在机柜1中的废料框内进行回收处理，裁切后的超导带材11经进给组件5继续传送至焊接组件7处并使得两根超导带材11的端头搭接。

当行进至焊接组件7处，首先要对两根超导带材11已经过整形、裁切的端部处喷涂焊料。定位滑台706在导轨705上保持固定，挤压滑台707朝焊接平台2方向移动从而挤压、推动焊料喷涂枪708的加压推杆实现将焊料定量挤压喷涂至两根超导带材11的端头搭接处。其后，旋转支架701旋转将压合件旋转至两根超导带材11端头搭接处的垂直上方。电动推进缸709通过固定板712、压力缓冲弹簧711使得隔热压板710压贴在两根超导带材11的端头搭接处的表面，通过实时采集隔热压板710内的压力传感器数据，精确控制焊点表面的压强。通过调节控温加热件702的温度，对超导带材11的焊接接头进行精确恒温加热焊接。焊接完成后，冷却件703即冷却风扇对控温加热件702进行快速冷却，当温度下降至焊料熔点以下后，电动推进缸709通过固定板712、压力缓冲弹簧711带动隔热压板710脱离超导带材11的焊接接头处，完成接头焊接。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种超导带材自动焊接机，其特征在于：包括有：

一机柜；

一焊接平台，所述焊接平台设置在所述机柜的顶部；

一焊接单元，所述焊接单元设置在所述焊接平台上，所述焊接单元包括有两个进给组件、两个裁切组件和一个焊接组件，所述焊接组件设置在所述焊接平台的中心位置处，所述焊接组件的两侧均依次对称设置有所述裁切组件和所述进给组件；

一控制单元，所述控制单元设置在所述机柜上且与所述焊接单元控制连接；

一传送通道，所述传送通道凹设在所述焊接平台的顶面上，所述进给组件设置在所述传送通道的两端且所述传送通道依次经过所述裁切组件和所述焊接组件；

两根待焊接的超导带材分别放置在所述传送通道的两端处，经所述进给组件传送至所述裁切组件内分别进行端头整形裁剪，其后传送至所述焊接组件内对两者的端头进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述进给组件包括两个转动方向相反的传送辊，两个所述传送辊分别对称设置在所述焊接平台的底面和顶面上，且所述焊接平台在两个所述传送辊对应的设置位置处开设有通孔以作为两个所述传送辊之间的传送间隙，待焊接的超导带材进入两个所述传送辊之间的所述传送间隙内并与两个所述传送辊的表面接触，两个所述传送辊的转动方向相反驱动超导带材朝所述裁切组件方向行进。

3.根据权利要求1所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述裁切组件包括有裁切机架、直线驱动件和裁切模具，所述裁切机架固定设置在所述焊接平台上且所述裁切机架的顶部设置有所述直线驱动件，所述裁切模具设置在所述传送通道的垂直上方处并与所述直线驱动件传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述裁切机架的底部水平延伸设置有一机架底座，所述机架底座覆盖所述传送通道设置且对应所述裁切模具的位置处开设有一裁切通孔，所述焊接平台对应所述裁切通孔的位置处开设有一与所述机柜连通的排废通孔。

5.根据权利要求3所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述直线驱动件为气动缸、电动缸、直线电机的其中一种。

6.根据权利要求1所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述焊接组件包括有一旋转支架、焊料喷涂件、压合件、控温加热件和冷却件，所述旋转支架垂直设置所述焊接平台上，所述焊接平台在位于所述传送通道的传送方向上且与所述旋转支架对应的位置处设有焊接工位，所述旋转支架的两侧相对设置有所述焊料喷涂件和所述压合件且两者均位于所述焊接工位的垂直上方处，所述控温加热件设置在所述焊接平台底面位于所述焊接工位的位置处，所述控温加热件的两侧设置有所述冷却件。

7.根据权利要求6所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述焊料喷涂件包括有一对与所述焊接平台垂直的导轨、定位滑台、挤压滑台和焊料喷涂枪，一对所述导轨平行设置在所述旋转支架的任意一侧上且其上分别设置有所述定位滑台和所述挤压滑台，所述定位滑台与所述焊料喷涂枪的枪体固定连接，所述挤压滑台与所述焊料喷涂枪的加压推杆连接。

8.根据权利要求6所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述压合件包括有一电动推进缸、内置有压力传感器的隔热压板和压力缓冲弹簧，所述电动推进缸固定在所述旋转支架上与所述焊料喷涂件相对侧上，所述电动推进缸的输出轴上固定连接有一固定板，所述固定板与所述隔热压板之间至少设置有两个所述压力缓冲弹簧，所述压力缓冲弹簧的压缩方向垂直于所述隔热压板。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述传送通道在位于所述进给组件至所述裁切组件之间的位置以及在位于所述裁切组件至所述焊接组件之间的位置均覆盖设置有一导向压板。

10.根据权利要求1所述的一种超导带材自动焊接机，其特征在于：所述裁切组件和所述焊接组件的外侧还罩设有一防护罩，所述防护罩在对应所述焊接组件的位置处设置有透明视窗。

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