CN113399887B - 一种散热片的水平组装焊接连续生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热片的水平组装焊接连续生产方法，涉及变压器用片式散热器技术领域，该方法应用于散热片组装和集油管焊接工序中，所述连续生产方法在散热片由单片到组合的组装过程中保持水平状态，散热片在组装与焊接的接续过程中水平连续加工。所述连续生产方法解决了现有散热片生产在组装和焊接中对产品进行多次翻转变位的问题，解放了一线生产的劳动力问题，满足了片式散热器在组装焊接生产过程中无翻转变位连续生产的需求。本发明提供的连续生产方法不仅大幅提高了片式散热器在组装焊接生产中工序间的转序效率，同时提高了片式散热器的组装焊接自动化程度，实现片式散热器组装焊接过程的数字化生产。

Description

一种散热片的水平组装焊接连续生产方法

技术领域

本发明属于片式散热器加工制造领域，具体涉及一种散热片的水平组装焊接连续生产方法，是一种全新的变压器用片式散热器组装焊接生产模式。

背景技术

目前，电力变压器用片式散热器行业在我国已发展近几十年，散热片组装与焊接当前的生产方式采用离散型模式。当前离散型的生产模式主要包括：散热片的插片式定位、轨道车或吊装转运、点焊组合固定、集油管满焊密封和加强筋点焊固定等工序，该生产过程存在转运次数多、定位精度不可控、人工参与度高、生产安全难以保证等问题。散热片在组装与焊接生产过程的多次产品翻转和调运后的定位已成为片式散热器生产中制约其组装焊接精度的主要因素。

在上述的生产过程中，散热片的摆放状态发生多次变化，在散热片插片工位和集油管/加强筋焊接工序中处于散热片宽度方向垂直于地面，吊装或转运过程中再次对散热片进行翻转吊装和运输，使得散热片在组装和焊接过程中组装精度需重复检测，焊接精度难以保证焊接质量一致性差。

综上，电力变压器用片式散热器的生产模式较当前自动化发展水平仍处于落后状态，生产中存在生产效率较低、人工参与度高等亟待解决的问题，现有的片式散热器离散型半自动化生产模式已严重制约了行业的发展。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明提供了一种散热片的水平组装焊接连续生产方法，其目的是为散热片的组装焊接过程提供一种智能化解决方案，不仅降低工人劳动强度，同时提高产品的组装焊接质量和焊接一致性，并且该连续生产方法还适用于多品种小批量的特殊片式散热器生产，杜绝组装和焊接中因翻转变位对散热器的磕碰，提高产品合格率，同时降低因未发现的磕碰对散热器使用寿命的不良影响，同时为片式散热器后续的生产数据采集、信息化系统集成与专家系统建设等打下基础。

（二）技术方案

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种散热片的水平组装焊接连续生产方法包括散热片从单片水平状态连续进给叠集到成组的方法、叠集成组的散热片组在水平状态进给完成后实现与集油管组装的方法、带有集油管的成组散热片在水平状态下完成焊接的方法。

所述散热片从单片水平状态连续进给叠集到成组的方法：前序工位将散热片逐一进行连续进给输送至末端定位器预设定的定位末端挡停位置，散热片到位后由循环链系统对散热片进行单向的等距提升，当前散热片在提升开始后下一散热片即可进行输送而对当前散热片不会造成干扰，按照上述散热片的进给和提升方式逐一对同一型号的散热片进行叠集，直至当前设定型号的所有散热片完成叠集。

进一步，单片散热片的连续传导进给是通过散热片两侧的缝焊道和油腔边缘进行定位和传导进给，所述散热片在提升过程中是通过缝焊道来支撑边缘进而完成提升动作。

进一步，所述散热片组的长度与叠集高度对该方法的使用范围无限制。

所述叠集成组的散热片组在水平状态进给完成后实现与集油管组装的方法：叠集成组后的散热片组在组装工位内由地轨推车抓取集油管，地轨推车上设置有专用于抓取集油管法兰的抓取机械手，所述地轨推车抓取集油管后将其与散热片组定位并将散热片组沿焊接工位两侧的槽型导轮组推送至焊接工位，在推送过程中散热片组始终在槽型导轮组内。

进一步，叠集成组的散热片组从连续进给叠集至推送出当前工位过程中，散热片的水平姿态无变化，散热片组全过程无变位。

所述带有集油管的成组散热片在水平状态下完成焊接的方法：焊接工位通道内的槽型导轮导向组和地轨推车对散热片组两侧的缝焊道和油腔边缘全程进行定位，叠集成组的散热片组由上述两套装置共同完成所有自由度的定位。在焊接工位内散热片组的宽度方向仍始终处于平行地面姿态，焊接机器人及第七轴和焊接系统共同组成的焊接执行系统对集油管汇流口逐一直接进行环形满焊，而无需预先进行点焊固定。

进一步，所述集油管与散热片汇流口的环形焊缝为一次性焊接成型，焊接路径由焊接机器人及机器人第七轴和焊枪完成，所述焊接路径的起始点由当前集油管的定位位置决定，所述焊接路径的焊道由散热片汇流口的位置和焊接机器人矫正路径决定。

进一步，所述焊接机器人的机器人第七轴运动控制集成于机器人的控制系统内，是机器人第七轴与焊接机器人本体六轴实现联动。

进一步，所述焊接工位中集油管的抓取装置对散热片组当前位置起到的固定作用，所述抓取装置在焊接工位的一端用于固定限位，另外一端对其进行压紧。

进一步，所述焊接工位另外一端的抓取装置应用焊接机器人末端的焊枪焊丝对集油管上、中、下三个外圆进行位置检测，并计算出对应的偏差曲线，焊接机器人根据偏差曲线对其进行焊接路径补偿，由此散热片组和集油管两端的焊接路径完成矫正。

（三）有益效果

本发明提出的一种散热片的水平组装焊接连续生产方法采用散热片水平放置的组装和焊接方法，其优势在于生产流程连续无间断、生产过程定位方法一致、生产过程连续可控。相较于现有的制造方法，散热器组装和焊接过程中无翻转变位，杜绝了组装和焊接中因翻转变位对散热器的磕碰，提高了产品合格率，同时降低了因未发现的磕碰对散热器使用寿命的不良影响，大幅提高了散热片组装焊接的生产效率，同时人工劳动仅存在于自动化设备的维护、维修、安全方面，做到生产无人工干预，为片式散热器的信息化集成和无人工厂目标奠定基础。

附图说明

图 1 为散热片组装焊接工艺流程图。

图 2 为散热片组产品组装侧视图。

图 3 为散热片焊接位置俯视图。

图 4 为散热片组装焊接装置排布正视图。

图 5 为散热片组装焊接装置排布俯视图。

图 6 为散热片组装工位侧视图。

图 7 为散热片焊接工位侧视图。

图中：1、输送装置；2、地轨推车；3、循环链支架；4、循环链；5、抓取装置；6、焊接支架；7、散热片组；8、机器人第七轴；9、焊接机器人；10、焊枪；11、循环轮；12、辅助支撑轮；13、主动循环轮；14、伺服电机；15、定位导轮；16、循环带；17、导向板；18、伺服电机；19、行星减速机；20、联轴器；21、丝杆固定安装座；22、丝杆保持架；23、机器人第七轴支架；24、机器人安装座；25、丝杆浮动安装座；26、丝杆；27、侧支撑支架；28、侧支撑定位板；29、弹性件；30、滑动架；31、槽型导轮；32、伺服电机；33、行星减速机；34、联轴器；35、丝杆固定安装座；36、丝杆；37、直线导轨；38、丝杆保持架；39、丝杆浮动安装座；40、抓取支架；41、抓取执行器。

实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为本发明的限定。

实施例 1

参阅图 1、4 所示一种散热片的水平组装焊接连续生产方法的水平组装方法：该方法包括散热片叠集组装方法和集油管组装方法，所述散热片叠集组装方法是散热片从前序工位水平置于输送装置 1 上，通过散热片两侧缝焊道和油腔边缘对散热片进行定位，并由输送装置 1 两侧的链板将散热片连续的输送进入组装循环链 4 首层内，在通过循环链4 等距运动将散热片水平起升至预设定位置完成第一层的组装，系统根据散热器的型号所需散热片数量重复上述连续组装方式直至所有散热片叠集组装完成。

所述集油管组装方法是将集油管预装于地轨推车 2 的安装支架上，由地轨推车2 固定集油管，同时地轨推车 2 将集油管推动散热片组 7，直至推送至焊接工位的指定位置，将散热片组 7 推送至焊接工位后，在焊接工位内预设置的集油管定位机构已将另外一侧的集油管固定，散热片组 7 两侧的汇流口与两侧集油管汇流口对接完成，焊接工位内设置的抓取装置对集油管进行预紧，至此散热器的组装完成。

参阅图 1、图 2、图 3 所示的一种散热片的水平组装焊接连续生产方法的水平焊接方法：该方法用于对散热片汇流口和集油管汇流口的焊接，所述散热片组 7 在两侧水平定位和两端集油管定位完成后，焊接机器人 9、机器人第七轴 8、焊接电源和焊枪 10 预设定参数完成后焊接执行装置准备完成，焊接系统和焊接执行系统根据矫正后的焊接路径对散热片和集油管对接完成的汇流口进行焊接作业。

参阅图 4、图 5 所示，本实施例提供一种可供该连续生产方法实施的技术方案，具体布局和涉及的装置如下：

步骤①所述一种散热片的水平组装焊接连续生产方法包括散热片的前置连续型输送装置 1、用于抓取集油管的地轨推车 2、循环链 4 组装工位和汇流口焊接工位。

步骤②所述前置的连续型输送装置 1 将散热片连续进给至循环链 4 焊接工位，并应用循环链 4 将散热片逐一进行起升定位，所述循环链 4 的起升次数与定位位置由散热片的型号决定，其型号主要包括，散热器散热片的片数和散热片两汇流口的中心距离。

步骤③所述散热片组 7 由循环链 4 组装工位组装完成后，由地轨推车 2 带动集油管将散热片组 7 推送至焊接工位内。

步骤④所述焊接工位内抓取装置 5 抓取地轨推车 2 带动的集油管后地轨推车2 推出焊接工位，所述焊接工位内另外一端的抓取装置 5 上预置有另外一侧集油管，所述另外一侧的集油管抓取装置 5 固定当前集油管，地轨推车 2 一端的抓取装置 5 对集油管进行预压，两侧集油管对散热片组 7 预压完成后机器人第七轴 8 带动焊接机器人 9进行升降活动，经过焊枪 10 末端的检测后焊接环形焊缝。

进一步的，散热片从前置的连续输送到叠集成散热片组 7，再到集油管组装，最后到集油管与散热片的环形焊缝焊接，均处于散热片宽度方向与地面水平状态。

参阅图 6 所示，所述散热片的组装工位的循环链 4 装置包括循环链支架 3、循环轮 11、辅助支撑轮 12、主动循环轮 13、伺服电机 14、定位导轮 15、循环带 16 和导向板 17。

所述循环链支架 3 上设置有主动循环轮 13 和辅助支撑轮 12，所述主动循环轮13 上还设置有伺服电机 14 用于驱动循环链 4 的等距运动，所述辅助支撑轮 12 的间隔中设置有导向板 17，所述循环轮 11 设置于主动循环轮 13 和辅助支撑轮 12 的轮系中，所述循环轮 11 上等间距设置有定位导轮 15，所述定位导轮 15 通过主动循环轮 13 和伺服电机 14 的驱动，实现对散热片的等距组装定位。

进一步的，所述定位导轮 15 本不具有驱动和传动动力，所述定位导轮 15 是应用其圆形槽口对散热片进行定位导向。

进一步的，所述伺服电机 14 是由一对同步设置的电机组成，两组电机分别设置于相同节距的轮系上，所述两组电机的控制由同一控制器完成，所述两组电机的安装轴线平行设置。

参阅图 4、5、7 所示，所述集油管与散热片组 7 汇流口的焊接工位包括焊接支架 6，所述焊接支架 6 的内侧设置有槽型导轮 31 组成的导向定位组，所述焊接支架 6的外侧设置有机器人第七轴 8，所述焊接支架 6 的正面设置有集油管抓取装置 5，所述机器人第七轴 8 上设置有焊接机器人 9 及焊接系统。

进一步的，所述焊接支架 6 的内部还设置有机器人第七轴 8 的配重系统。

进一步的，所述焊接支架 6 的内侧、外侧、正面分别焊接有用于安装导轨和轴承座的安装板，并且一组相对设置的焊接支架 6 的每组安装面要求平行设置，其偏差值不允许超过导轨丝杆的允许偏差范围。

所述导向定位组包括侧支撑支架 27，所述侧支撑支架 27 作为该导向定位组的基础安装件，所述侧支撑支架 27 上设置有一组侧支撑定位板 28，所述侧支撑支架 27 上还设置有弹性件 29 同时与侧支撑定位板 28 预压固定，所述弹性件 29 的另外一端固定有直线导轨的滑动架 30，所述滑动架上设置有槽型导轮 31。

进一步的，所述侧支撑支架 27 是一对对称设置于焊接支架 7 的支架，所述的侧支撑定位板 28、弹性件 29、滑动架 30 和槽型导轮 31 共同组成一套侧支撑定位机构，所述侧支撑支架上相对设置有多组的侧支撑定位机构。

所述机器人第七轴 8 设置于焊接支架 6 外侧的安装板上，所述机器人第七轴8 的驱动装置是一对背对设置的导轨丝杆传动装置，包括第七轴安装板，安装板上设置有导轨丝杆 26，所述导轨固定于安装板上，所述丝杆两端分别固定于丝杆固定安装座 21 和丝杆浮动安装座 25，所述丝杆的固定端固定有联轴器 20，所述联轴器 20 的另一端固定有行星减速机 19 的输出轴，所述行星减速机 19 的法兰段固定有伺服电机 18，由上述机构共同组成机器人第七轴 8 的一侧驱动装置。

进一步的，所述一对背对设置的机器人第七轴 8 的驱动电机为同步电机，所述两套同步电机的驱动控制装置设置于焊接机器人 9 的控制系统中。

进一步的，所述一对背对设置机器人第七轴 8 的驱动装置共同固定机器人第七轴支架 23，用于固定安装焊接机器人 9。

所述集油管抓取装置设置于焊接支架 6 的正面安装板上，所述集油管抓取装置包括直线导轨 37 和丝杆 36，所述丝杆 36 的驱动端固定于丝杆固定安装座 35 上，从动端固定于丝杆浮动安装座 39 上，所述丝杆固定安装座 35 和丝杆浮动安装座 39 安装于正面安装板上，所述直线导轨 37 安装于正面安装板上，所述丝杆 36 的驱动端上还固定有联轴器 34，所述联轴器 34 的另外一端固定行星减速机 33 的输出端，所述行星减速机33 的输入法兰端固定有伺服电机 32，所述丝杆 36 的保持架和直线导轨 37 的滑块上设置有抓取支架 40，所述抓取支架 40 的末端设置有用于抓取固定集油管的抓取执行器41。

进一步的，所述集油管抓取装置 5 应错位设置于散热片组 7 的两侧，使抓取执行器 41 的抓取位置在集油管的上下两端，同时避让集油管本体上的焊接件。

进一步的，所述抓取支架 40 上包括 RV 减速机、交叉滚子轴承和伺服电机等用于实现集油管抓取的摆臂机构。

实施例 2

本实施例除所述部分外，其他与实施例 1 的连续生产方法一致。

所述的循环链 4 应用侧面伸缩式滑道完成散热片的侧支撑定位，所述的侧面伸缩式滑道在循环链 4 工位内应设置有槽型滑道板，并在其侧面固定有带轨道的伸缩气缸用于带动槽型滑道运动，所述的散热片连续进给应将输送装置 1 升降至对应滑道口进行进给。所述焊接工位内和两工位衔接处应用固定槽型滑道对散热片进行定位，该工位内的滑道无需设置伸缩机构。通过上述装置对散热片的定位，整体对散热片组 7 形成了通道式的定位于输送过程，即可实现一种散热片的水平组装焊接连续生产。

实施例 3

本实施例除所述部分外，其他与实施例 1 的连续生产方法一致。

所述抓取支架 40 还可以使用直线导轨对集油管进行进给定位，同时使用丝杆和伺服电机对其进行定位，根据集油管与散热片组 7 的汇流口对接定位精度，该方法使用的定位机构可实现集油管的刚性抓取和准确定位，所述集油管预紧端的进给补偿还应在其末端部分设置进给驱动，用于对预紧端集油管进行施压。

以上实施例对本发明进行了详细描述，但本发明的保护范围并不限制于此，在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，且不应将权利要求中的任务附图标记视为限制所涉及的权利要求，无论从哪一点看来，均应将实施例看作是示范性的，而非限制性的。因此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种散热片的水平组装焊接连续生产方法，包括散热片从单片水平状态连续进给叠集到成组的方法、叠集成组的散热片组(7)在水平状态进给完成后实现与集油管组装的方法、带有集油管的成 组散热器在水平状态下完成焊接的方法，其特征在于：

水平叠集组装方法：前序工位将散热片连续供给进入组装工位，单个散热片通过输送装置(1)将散热片输送至两侧间隔支撑的定位末端，由末端定位器对其进行固定限位，散热片到达指定位置后循环链(4)系统对散热片进行等距提升运动，使散热片提升固定高度，当前散热片完成提升动作后下一散热片继续进入循环上述动作直至当前产品的所有散热片完成进给组合；

集油管组装方法：由地轨推车(2)抓取集油管后，再由地轨推车(2)带动集油管将完成叠集成组的散热片组(7)推送至焊接工位，地轨推车(2)到达焊接工位后由焊接工位内的集油管抓取装置(5)将集 油管与叠集成组的散热片组(7)进行定位；

水平焊接方法：焊接工位通道内的槽型导轮(31)导向组和地轨推车(2)的抓取装置对散热片两侧的缝焊道和油腔边缘进行定位，叠集成组的散热片组(7)由上述两套装置完成定位，在此工位内散热片组(7)的宽度方向平行于地面并始终处于当前姿态，焊接机器人(9)及机器人第七轴(8)和焊接系统共同组成的焊接执行系统对集油管与散热片汇流口逐一直接进行环形满焊。

2.根据权利要求 1 所述的一种散热片的水平组装焊接连续生产方法，其特征在于：任意单片散热片在组装与焊接的装配加工过程中始终处于水平状态。

3.根据权利要求 1 所述的一种散热片的水平组装焊接连续生产方法，其中水平组装方法特征在于：组装工位内设置有多组对称循环链(4)，所述循环链(4)上设置等间距定位导轮(15)，所述循环链(4)上还设置有用于防止定位导轮(15)侧移的导向板(17)，所述循环链(4)的动力由同步伺服电机提供，所述对称的循环链(4)应用其滚轮的侧向槽对散热片缝焊道和油腔边缘进行定位，所述散热片按照其对应型号散热器的层数组装完成后有地轨推车(2)推送至下一工位。

4.根据权利要求 1 所述的一种散热片的水平组装焊接连续生产方法，其中水平焊接方法特征在于：焊接工位设置有焊接支架(6)，所述焊接支架(6)一侧设置有一对错位安装的集油管抓取装置(5)，将集油管与散热片进行定位，所述焊接支架(6)外侧设置有机器人第七轴(8)的升降装置，焊接机器人(9)安装于机器人第七轴(8)支架上，所述焊接机器人(9)末端上设置有焊枪(10)，所述焊接支架(6)内侧还设置有散热片的槽型导轮(31)定位装置，所述槽型导轮(31)定位装置应用槽型导轮(31)对每层散热片进行垂直和水平定位，所述散热片与集油管汇流口的焊接由焊接机器人(9)及机器人第七轴(8)和焊接系统一次环焊成型。

Images