CN117047393A - 一种热管封头自动焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热管封头自动焊接生产线，包括直管托持输送平台、以及焊接工作台，在焊接工作台上设有直管夹紧旋转机构以及管端定位组件；在焊接工作台上固定有定位气缸，在定位气缸活塞杆上装有顶杆，在顶杆端部装有连接块，在连接块外端面设嵌槽，在嵌槽内设有封头定位块，在焊接工位处的焊接工作台上固定有机架，在机架上支承有上下调节螺杆，在上下调节螺杆上连接有升降座，在升降座上支承有转轴，连接盘装在转轴上，机头支撑架通过上下左右双向微调组件装于连接盘，在机头支撑架上倾斜安装有推动气缸，推动气缸的活塞杆上装有机头固定架，在机头固定架上安装有焊接机头，在焊接机头上装有可调节进丝机构。本发明具有工作效率高的优点。

Description

一种热管封头自动焊接生产线

技术领域

本发明涉及换热设备制造技术领域，具体涉及一种热管封头自动焊接生产线。

背景技术

热管是热管换热装置的重要组成部分，热管是一种在封闭的管壳中充以工作介质并利用介质的相变吸热和放热进行热交换的高效换热元件。热管由热管直管、以及焊接于热管直管两侧管端的热管封头组成；热管封头的焊接是热管制造的重要工序，而且封头焊接量巨大。目前都是通过人工完成热管封头的焊接，采用人工焊接方式，对焊工技术等级要求高，不仅工人劳动强度大，工作效率低，综合成本高，而且人工焊接封头质量不稳定，极易存在焊接缺陷，导致热管使用时易发生工作介质渗漏失效，影响热管质量及使用寿命，严重影响换热设备的换热效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产效率高且焊接质量好、成本低的热管封头自动焊接生产线。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种热管封头自动焊接生产线，包括直管托持输送平台、以及焊接工作台，直管托持输送平台用以承载热管直管并能将热管直管逐一定向送入焊接工作台的焊接工位，在焊接工位入口侧的焊接工作台上设置有能对送入在焊接工作台的热管直管进行夹紧并旋转的直管夹紧旋转机构，在焊接工位处的焊接工作台上设置有能将送入焊接工作台的热管直管管端定位于焊接工位的管端定位组件；在焊接工位出口侧的焊接工作台上固定有定位气缸，在定位气缸的活塞杆上安装有朝向焊接工位的顶杆，在顶杆的端部安装有连接块，在朝向焊接工位的连接块外端面设置有嵌槽，在嵌槽内设有用以放置热管封头的封头定位块，封头定位块通过轴承可自由转动嵌设于连接块的嵌槽内；在焊接工位处的焊接工作台上固定有机架，在机架上竖向支承有上下调节螺杆，上下调节螺杆的上端安装有调节手轮，在上下调节螺杆上螺纹连接有升降座，在升降座的侧壁上水平支承有一根垂直于升降座的转轴，连接盘通过轴承活动套装在转轴上，连接盘与升降座之间设置有连接盘转动调节定位机构，机头支撑架通过上下左右双向微调组件安装于连接盘，在机头支撑架上倾斜安装有推动气缸，推动气缸的活塞杆上安装有机头固定架，在机头固定架上安装有焊接机头，在焊接机头上安装有可调节进丝机构。

进一步地，前述的一种热管封头自动焊接生产线，其中：直管夹紧旋转机构的结构包括：在焊接工位入口侧的焊接工作台上安装有环形固定座，在环形固定座中可转动地支承有旋转座，在旋转座的中心设置有轴向贯通旋转座且供热管直管通过的导孔，在旋转座的出口端安装有用以对热管直管进行夹紧的气动夹盘，在旋转座的外部固定套装有从动旋转齿轮，在旋转座一侧的焊接工作台上固定有旋转电机，在旋转电机的输出轴上套装有与从动旋转齿轮相啮合的主动旋转齿轮。

进一步地，前述的一种热管封头自动焊接生产线，其中：在旋转座的进口端设置有便于热管直管导入导孔的喇叭形导向接管。

进一步地，前述的一种热管封头自动焊接生产线，其中：连接盘转动调节定位机构的结构包括：在连接盘上沿周向设置有若干位于同一分度圆的弧形通孔，在升降座上固定有若干对应各弧形通孔的导向锁紧螺栓，每根锁紧螺栓的螺杆穿过对应的弧形通孔后螺纹连接有锁紧螺母。

进一步地，前述的一种热管封头自动焊接生产线，其中：上下左右双向微调组件的结构包括：固定安装于连接盘的安装架，在安装架中倾斜支承有一根左右微调螺杆，左右微调螺杆由左右相位步进电机驱动转动，在左右微调螺杆一侧的安装架上固定有与其相平行的第一缓震导向板，在第一缓震导向板上滑动设置有左右微调支座，左右微调支座同时与左右微调螺杆螺纹连接；在左右微调支座中支承有一根与左右微调螺杆相垂直的上下微调螺杆，上下微调螺杆由上下相位步进电机驱动转动，在上下微调螺杆一侧的左右微调支座上固定有与其相平行的第二缓震导向板，在第二缓震导向板上滑动设置有用以安装机头支撑架的上下微调支座，上下微调支座同时与上下微调螺杆螺纹连接。

进一步地，前述的一种热管封头自动焊接生产线，其中：管端定位组件的结构包括：在焊接工位处的焊接工作台上固定有水平垂直于进管方向的导轨，在导轨上滑动设置有定位挡板，在导轨一侧的焊接工作台上安装有限位气缸，限位气缸的活塞杆与定位挡板相固定，限位气缸的活塞杆伸出时能将定位挡板沿导轨平移至焊接工位，限位气缸的活塞杆缩回进能将定位挡板沿导轨平移出焊接工位。

进一步地，前述的一种热管封头自动焊接生产线，其中：可调节进丝机构的结构包括：安装于焊接机头的固定支架，在固定支架的外端面设置有上下走向的竖向燕尾槽，在竖向燕尾槽中滑动设置有上下调节座，在固定支架上竖向支承有只能在固定支架中转动的上下调节螺栓，上下调节螺栓与上下调节座螺纹连接，在上下调节座的底部设置有前后走向的横向燕尾槽，在横向燕尾槽中滑动设置有前后调节座，在上下调节座上横向支承有只能在上下调节座中转动的前后调节螺栓，前后调节螺栓与前后调节座螺纹连接，在前后调节座上设置有进丝角度调节座，所述进丝角度调节座的上端通过前后走向的销轴铰接于前后调节座，在进丝角度调节座的下端设置有进丝导头，在前后调节座的下端向外一体延伸有连接座，在连接座中设置有腰孔，在进丝角度调节座的中部设置有螺纹孔，角度调节螺栓的螺杆穿过腰孔并与进丝角度调节座的螺纹孔螺纹连接，在进丝角度调节座与连接座之间的角度调节螺栓外套有弹簧，弹簧的两端分别抵着进丝角度调节座及连接座。

通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：能实现对热管封头的自动焊接，工人劳动强度低，工作效率高，并且封头焊接质量稳定一致，不易存在焊接缺陷，保证了热管质量，延长了热管的使用寿命，综合成本低。

附图说明

图1为本发明所述的一种热管封头自动焊接生产线的剖面示意图。

图2为图1右视方向中隐去管端定位组件、定位气缸、顶杆及连接块后的结构示意图。

图3为导向接管及旋转组件的结构示意图。

图4为管端定位组件的结构示意图。

图5为图1左视方向中焊接工作台、支架、上下左右双向微调组件、机头及进丝机构的相互位置关系示意图。

图6为机头支撑架、推动气缸及机头固定架的相互位置关系示意图。

图7为进丝机构的结构示意图。

图8为上下左右双向微调组件的结构示意图。

图9为图8中所示的A-A剖面的结构示意图。

图10为图8中所示的B-B剖面的结构示意图。

图11为定位气缸、顶杆、连接块及封头定位块的相互连接关系示意图。

图12为连接盘与升降座的连接关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1、图2、图3、图5、图6、图8、图9、图10、图11、图12所示，所述的一种热管封头自动焊接生产线，包括直管托持输送平台2、以及焊接工作台1，直管托持输送平台2用以承载热管直管34并能将热管直管34逐一定向送入焊接工作台1的焊接工位，在焊接工位入口侧的焊接工作台1上设置有能对送入在焊接工作台1的热管直管34进行夹紧并旋转的直管夹紧旋转机构51，在本实施例中，直管夹紧旋转机构51的结构包括：在焊接工位入口侧的焊接工作台1上安装有环形固定座58，在环形固定座58中可转动地支承有旋转座52，在旋转座52的中心设置有轴向贯通旋转座52且供热管直管34通过的导孔59，在旋转座52的出口端安装有用以对热管直管34进行夹紧的气动夹盘4，在旋转座52的外部固定套装有从动旋转齿轮5，在旋转座52一侧的焊接工作台1上固定有旋转电机6，在旋转电机6的输出轴上套装有与从动旋转齿轮5相啮合的主动旋转齿轮7；在本实施例中，在旋转座52的进口端设置有便于热管直管34导入导孔59的喇叭形导向接管3；在焊接工位处的焊接工作台1上设置有能将送入焊接工作台1的热管直管34管端定位于焊接工位的管端定位组件38；在焊接工位出口侧的焊接工作台1上固定有定位气缸8，在定位气缸8的活塞杆上安装有朝向焊接工位的顶杆9，在顶杆9的端部安装有连接块10，在朝向焊接工位的连接块10外端面设置有嵌槽，在嵌槽内设有用以放置热管封头36的封头定位块11，封头定位块11通过轴承可自由转动嵌设于连接块10的嵌槽内，朝向焊接工位的封头定位块11外端面设置有用以定位放置热管封头36的封头定位槽12，这样当定位气缸8的活塞杆伸出而将放置于封头定位槽12的热管封头36顶紧于被气动夹盘4所夹紧固定的热管直管管端后，在旋转电机6通过主动旋转齿轮7与从动旋转齿轮5相配合而带动旋转座52、气动夹盘4及热管直管34一起转动的过程中，封头定位块11与热管封头36会一起随着热管直管34一起同步转动，从而保证焊接稳定性；在本实施例中，顶杆9与连接块10之间通过螺纹连接方式连接在一起，这样便于拆卸更换连接块10，在实际应用中，连接块10与封头定位块11为一整套替换件，当需要焊接不同口径的热管封头36时，可以更换具有适配于该口径热管封头36的封头定位块11及连接块10，从而扩大了设备的适用范围；

在焊接工位处的焊接工作台1上固定有机架13，在机架13上竖向支承有上下调节螺杆14，上下调节螺杆14的上端安装有调节手轮15，在上下调节螺杆14上螺纹连接有升降座16，在升降座16的侧壁上水平支承有一根垂直于升降座16的转轴53，连接盘54通过轴承活动套装在转轴53上，连接盘54与升降座16之间设置有连接盘转动调节定位机构，机头支撑架17通过上下左右双向微调组件安装于连接盘54，在机头支撑架17上倾斜安装有推动气缸18，推动气缸18的活塞杆上安装有用以安装焊接机头21的机头固定架19，机头固定架19滑动设置于与推动气缸18相平行且安装在机头支撑架17上的轨道20上，在机头固定架19上安装有焊接机头21，在焊接机头21上还安装有可调节进丝机构；

在本实施例中，连接盘转动调节定位机构的结构包括：在连接盘上沿周向设置有若干位于同一分度圆的弧形通孔55，在升降座16设置有若干对应各弧形通孔55的导向锁紧螺栓56，每根锁紧螺栓45的螺杆穿过对应的弧形通孔55后螺纹连接有锁紧螺母57；需通过转动连接盘54来调整焊接机头21的倾斜角度时，先旋松各锁紧螺母57，此时连接盘54可以绕转轴53并沿各导向锁紧螺栓56转动，连接盘54转动时焊接机头21的倾斜角度会同步调整，待焊接机头21的倾斜角度调整至合适位置后，再旋紧各锁紧螺母57，从而将连接盘54锁紧固定于升降座16，上述连接盘转动调节定位机构结构简单且安装维修方便；

在本实施例中，如图8、图9、图10所示，上下左右双向微调组件35的结构包括：固定安装于连接盘54的安装架22，在安装架22中倾斜支承有一根左右微调螺杆23，左右微调螺杆23由左右相位步进电机24驱动转动，在左右微调螺杆23一侧的安装架22上固定有与其相平行的第一缓震导向板25，在第一缓震导向板25上滑动设置有左右微调支座26，左右微调支座26同时与左右微调螺杆23螺纹连接；在左右微调支座26中支承有一根与左右微调螺杆23相垂直的上下微调螺杆27，上下微调螺杆27由上下相位步进电机28驱动转动，在上下微调螺杆27一侧的左右微调支座26上固定有与其相平行的第二缓震导向板29，在第二缓震导向板29上滑动设置有用以安装机头支撑架17的上下微调支座30，上下微调支座30同时与上下微调螺杆27螺纹连接；

在本实施例中，如图4所示，管端定位组件38的结构包括：在焊接工位处的焊接工作台1上固定有水平垂直于进管方向的导轨31，在导轨31上滑动设置有定位挡板32，在导轨31一侧的焊接工作台1上安装有限位气缸33，限位气缸33的活塞杆与定位挡板32相固定，限位气缸33的活塞杆伸出时能将定位挡板32沿导轨31平移至焊接工位，限位气缸33的活塞杆缩回进能将定位挡板32沿导轨平移出焊接工位，上述管端定位组件结构简单且安装维修方便；

在本实施例中，如图7所示，可调节进丝机构的结构包括：安装于焊接机头21的固定支架40，在固定支架40的外端面设置有上下走向的竖向燕尾槽，在竖向燕尾槽中滑动设置有上下调节座41，在固定支架40上竖向支承有只能在固定支架40中转动的上下调节螺栓42，上下调节螺栓42与上下调节座41螺纹连接，在上下调节座41的底部设置有前后走向的横向燕尾槽，在横向燕尾槽中滑动设置有前后调节座43，在上下调节座41上横向支承有只能在上下调节座41中转动的前后调节螺栓44，前后调节螺栓44与前后调节座43螺纹连接，在前后调节座43上设置有进丝角度调节座45，所述进丝角度调节座45的上端通过前后走向的销轴46铰接于前后调节座43，在进丝角度调节座45的下端设置有进丝导头47，在前后调节座43的下端向外一体延伸有连接座48，在连接座48中设置有腰孔，在进丝角度调节座45的中部设置有螺纹孔，角度调节螺栓49的螺杆穿过腰孔并与进丝角度调节座45的螺纹孔螺纹连接，在进丝角度调节座45与连接座48之间的角度调节螺栓49外套有弹簧50，弹簧50的两端分别抵着进丝角度调节座45及连接座48，弹簧50使进丝角度调节座45始终具有绕销轴46向外张开、以使角度调节螺栓49的头部始终抵着连接座48的趋势；

本发明的工作原理如下：

在实际应用中，各电机、气缸等电器件均由控制系统自动控制，使用时，先使管端定位组件38的限位气缸33的活塞杆向外伸出，将定位挡板32沿导轨31平移至焊接工位，此时定位挡板32可以对沿喇叭形导向接管3及旋转座52的导孔59伸入焊接工作台1的热管直管34进行阻挡限位；然后将直管托持输送平台2上的热管直管34沿喇叭形导向接管3及导孔59推入焊接工作台1，直至热管直管34的待焊接管端抵靠于定位挡板32，此时热管直管34的待焊接管端就处于焊接工位；然后使气动夹盘4夹紧热管直管34；接着使管端定位组件38的限位气缸33的活塞杆向内缩回复位，带动定位挡板32导轨平移出焊接工位；

然后将热管封头36的待焊接端朝外放置于封头定位块11的封头定位槽12内，然后使定位气缸8的活塞杆向外伸出，推动热管封头36顶紧于被气动夹盘4所夹紧固定的热管直管34待焊接管端，此时热管封头36可以随热管直管34一起转动；

接着对焊接机头21的位置进行四级调节，将焊接机头21的位置精确调整至合适位置，同时将穿有焊丝52的进丝导头47调整至合适位置；

在本实施例中，可以通过以下四级调节方式对焊接机头21的位置进行精确调整：

一级调节：通过调节手轮15带动上下调节螺杆14转动，上下调节螺杆14转动时会使升降座16沿上下调节螺杆14向上或向下移动，进而初步调节焊接机头21的上下位置；

二级调节：通过转动连接盘54，同步调节焊接机头21的倾斜角度；调整时，先旋松各锁紧螺母57，此时连接盘54可以绕转轴53并沿各导向锁紧螺栓56转动，连接盘54转动时焊接机头21的倾斜角度会同步调整，待焊接机头21的倾斜角度调整至合适位置后，再旋紧各锁紧螺母57，重新将连接盘54锁紧固定于升降座16；

三级调节是：推动气缸18的活塞杆伸出，通过机头固定架19将焊接机头21初步推送到位；

四级调节是：先通过左右相位步进电机24带动左右微调螺杆23转动，左右微调螺杆转动时会使左右微调支座26倾斜向左或倾斜向右移动，同步带动焊接机头21倾斜向左或倾斜向右移动，进而精确调节焊接机头21的左右位置；再通过上下相位步进电机28带动上下微调螺杆27转动，上下微调螺杆27转动时会带动焊接机头21倾斜向上或倾斜向下移动，进而精确调节焊接机头21的上下位置，从而确保焊接机头21到达焊接最佳位置；

在实际应用时，可以通过以下三个方面对进丝导头47位置进行调整，一是通过转动上下调节螺栓42，上下调节螺栓42转动时会带动上下调节座41向上或向下移动，同步带动前后调节座43及进丝导头47一起向上或向下移动，从而同步调节进丝导头47的上下位置；二是通过转动前后调节螺栓44，前后调节螺栓44转动时会带动前后调节座43向前或向后移动，同步带动进丝导头47一起向前或向后移动，从而同步调节进丝导头47的前后位置；三是通过转动角度调节螺栓49，角度调节螺栓49转动时，会带动进丝角度调节座45绕销轴46转动，同步带动进丝导头47转动，进而同步调节进丝导头47的进丝角度；

待焊接机头21与穿有焊丝52的进丝导头47均调整至合适位置后，焊接机头21开始对热管直管34与热管封头36之间的环缝进行焊接，在焊接过程中，旋转电机6通过主动旋转齿轮7与从动旋转齿轮5相配合而带动导向接管3转动，导向接管3同步带动被气动夹盘4所夹紧的热管直管34、以及被定位气缸8顶紧于热管直管34的热管封头36一起转动，直至完成对热管直管34与热管封头36之间环缝的焊接后，停止旋转电机6的动作。

通过上述操作，即完成了对热管直管与热管封头的自动焊接。

本发明的优点是：能实现对热管封头的自动焊接，工人劳动强度低，工作效率高，并且封头焊接质量稳定一致，不易存在焊接缺陷，保证了热管质量，延长了热管的使用寿命，综合成本低。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种热管封头自动焊接生产线，其特征在于：包括直管托持输送平台、以及焊接工作台，直管托持输送平台用以承载热管直管并能将热管直管逐一定向送入焊接工作台的焊接工位，在焊接工位入口侧的焊接工作台上设置有能对送入在焊接工作台的热管直管进行夹紧并旋转的直管夹紧旋转机构，在焊接工位处的焊接工作台上设置有能将送入焊接工作台的热管直管管端定位于焊接工位的管端定位组件；在焊接工位出口侧的焊接工作台上固定有定位气缸，在定位气缸的活塞杆上安装有朝向焊接工位的顶杆，在顶杆的端部安装有连接块，在朝向焊接工位的连接块外端面设置有嵌槽，在嵌槽内设有用以放置热管封头的封头定位块，封头定位块通过轴承可自由转动嵌设于连接块的嵌槽内；在焊接工位处的焊接工作台上固定有机架，在机架上竖向支承有上下调节螺杆，上下调节螺杆的上端安装有调节手轮，在上下调节螺杆上螺纹连接有升降座，在升降座的侧壁上水平支承有一根垂直于升降座的转轴，连接盘通过轴承活动套装在转轴上，连接盘与升降座之间设置有连接盘转动调节定位机构，机头支撑架通过上下左右双向微调组件安装于连接盘，在机头支撑架上倾斜安装有推动气缸，推动气缸的活塞杆上安装有机头固定架，在机头固定架上安装有焊接机头，在焊接机头上安装有可调节进丝机构。

2.根据权利要求1所述的一种热管封头自动焊接生产线，其特征在于：直管夹紧旋转机构的结构包括：在焊接工位入口侧的焊接工作台上安装有环形固定座，在环形固定座中可转动地支承有旋转座，在旋转座的中心设置有轴向贯通旋转座且供热管直管通过的导孔，在旋转座的出口端安装有用以对热管直管进行夹紧的气动夹盘，在旋转座的外部固定套装有从动旋转齿轮，在旋转座一侧的焊接工作台上固定有旋转电机，在旋转电机的输出轴上套装有与从动旋转齿轮相啮合的主动旋转齿轮。

3.根据权利要求2所述的一种热管封头自动焊接生产线，其特征在于：在旋转座的进口端设置有便于热管直管导入导孔的喇叭形导向接管。

4.根据权利要求1所述的一种热管封头自动焊接生产线，其特征在于：连接盘转动调节定位机构的结构包括：在连接盘上沿周向设置有若干位于同一分度圆的弧形通孔，在升降座上固定有若干对应各弧形通孔的导向锁紧螺栓，每根锁紧螺栓的螺杆穿过对应的弧形通孔后螺纹连接有锁紧螺母。

5.根据权利要求1所述的一种热管封头自动焊接生产线，其特征在于：上下左右双向微调组件的结构包括：固定安装于连接盘的安装架，在安装架中倾斜支承有一根左右微调螺杆，左右微调螺杆由左右相位步进电机驱动转动，在左右微调螺杆一侧的安装架上固定有与其相平行的第一缓震导向板，在第一缓震导向板上滑动设置有左右微调支座，左右微调支座同时与左右微调螺杆螺纹连接；在左右微调支座中支承有一根与左右微调螺杆相垂直的上下微调螺杆，上下微调螺杆由上下相位步进电机驱动转动，在上下微调螺杆一侧的左右微调支座上固定有与其相平行的第二缓震导向板，在第二缓震导向板上滑动设置有用以安装机头支撑架的上下微调支座，上下微调支座同时与上下微调螺杆螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种热管封头自动焊接生产线，其特征在于：管端定位组件的结构包括：在焊接工位处的焊接工作台上固定有水平垂直于进管方向的导轨，在导轨上滑动设置有定位挡板，在导轨一侧的焊接工作台上安装有限位气缸，限位气缸的活塞杆与定位挡板相固定，限位气缸的活塞杆伸出时能将定位挡板沿导轨平移至焊接工位，限位气缸的活塞杆缩回进能将定位挡板沿导轨平移出焊接工位。

7.根据权利要求1所述的一种热管封头自动焊接生产线，其特征在于：可调节进丝机构的结构包括：安装于焊接机头的固定支架，在固定支架的外端面设置有上下走向的竖向燕尾槽，在竖向燕尾槽中滑动设置有上下调节座，在固定支架上竖向支承有只能在固定支架中转动的上下调节螺栓，上下调节螺栓与上下调节座螺纹连接，在上下调节座的底部设置有前后走向的横向燕尾槽，在横向燕尾槽中滑动设置有前后调节座，在上下调节座上横向支承有只能在上下调节座中转动的前后调节螺栓，前后调节螺栓与前后调节座螺纹连接，在前后调节座上设置有进丝角度调节座，所述进丝角度调节座的上端通过前后走向的销轴铰接于前后调节座，在进丝角度调节座的下端设置有进丝导头，在前后调节座的下端向外一体延伸有连接座，在连接座中设置有腰孔，在进丝角度调节座的中部设置有螺纹孔，角度调节螺栓的螺杆穿过腰孔并与进丝角度调节座的螺纹孔螺纹连接，在进丝角度调节座与连接座之间的角度调节螺栓外套有弹簧，弹簧的两端分别抵着进丝角度调节座及连接座。