CN107262893A - 一种太阳能热水器集热板缝焊机 - Google Patents

Abstract

一种太阳能热水器集热板缝焊机，属于太阳能热水器专用焊接加工设备技术领域，用于自动焊接太阳能热水器集热板。其技术方案是：工件卡装在下电极总成上，通过下电极移动平台带动下电极总成运动，实现工件的自动进给；缝焊轮总成安装在加压机构上，加压机构安装在焊轮平移机构上，焊轮平移机构固定安装主龙门框架上，焊轮平移机构带动加压机构和缝焊轮总成移动，与下电极移动平台配合可以实现不同位置焊缝的焊接；多套加压机构和缝焊轮总成可以完成多点同步焊接，大大提高了效率。本发明结构合理、操作方便、运行稳定，取代了传统的手工焊接工艺，实现了机械自动化生产，大大提高了生产效率，同时提高了产品的质量，有极好地推广使用的价值。

Description

一种太阳能热水器集热板缝焊机

技术领域

本发明涉及一种高效的太阳能热水器集热板缝焊机，属于太阳能热水器专用焊接加工设备技术领域。

背景技术

太阳能是清洁能源，开发和使用太阳能对于替代传统石化能源和保护环境有着重要的意义。在民用太阳能领域中，太阳能热水器是使用最广泛的装置，太阳能集热板是太阳能热水器的核心部件，太阳能集热板具有采集太阳能的功能，使太阳能转化为热能储存在太阳能热水器中，因此太阳能集热板的结构和转化效率对于提高太阳能热水器的热效率起着举足轻重的作用。在制作太阳能集热板的过程中，需要对太阳能集热板的中间焊道进行断续缝焊焊接，目前采用的传统焊接工艺是单机设备焊接，由人工进行操作，不仅费时、费力，生产效率低下，而且焊接质量与操作人员的技术水平有很大关系，因此对现有的太阳能热水器集热板焊接设备进行改进是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能热水器集热板缝焊机，这种焊缝机可以同时进行多道焊缝的焊接，可以显著地提高焊接效率，并可以保证焊接质量达到最佳要求。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种太阳能热水器集热板缝焊机，它包括下电极移动平台、龙门框架、二层平台、焊接控制装置、加压机构、焊轮平移机构、缝焊轮总成、水气装置、下电极总成，下电极移动平台位于焊缝机的最下端，下电极总成安装在下电极移动平台上，工件卡装在下电极总成上，龙门框架位于下电极移动平台的上方，焊轮平移机构安装在龙门框架的侧面，加压机构安装在焊轮平移机构上，缝焊轮总成安装在加压机构上，缝焊轮总成与下电极总成的工件相对，二层平台位于龙门框架上方，焊接控制装置安装在二层平台上，焊接控制装置分别与加压机构、焊轮平移机构、缝焊轮总成相连接，水气装置安装在龙门框架上，水气装置与加压机构和缝焊轮总成相连接。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述下电极移动平台包括底座、伺服电机、滚珠丝杠、直线导轨、下电极滑台，两条平行的直线导轨安装在底座上，伺服电机固定在底座的一端，伺服电机的电机轴与滚珠丝杠的一端相连接，滚珠丝杠位于两条直线导轨之间，滚珠丝杠与直线导轨平行，下电极滑台安装在直线导轨的滑块上，滚珠丝杠的丝母与下电极滑台的丝母安装座固定连接。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述下电极总成包括不锈钢底座、下电极组件、压紧架、压紧架转轴，不锈钢底座固定在下电极移动平台的下电极滑台上，下电极组件分布连接在不锈钢底座的平面上，压紧架为长方形框架，压紧架转轴安装在不锈钢底座的侧面，工件摆放到下电极组件上，压紧架的框架与不锈钢底座平面上的下电极组件周边相对压紧。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述龙门框架由一个横梁和两个支架组成，横梁和支架为型材和钢板拼焊结构，两个支架的下端分别垂直固定在下电极移动平台的底座两侧，两个支架的上端分别与横梁的两端相连接。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述焊轮平移机构由平移电机、平移丝杠、平移导轨、平移滑板组成，两条平行的平移导轨固定安装在龙门框架横梁的侧面，平移电机固定在横梁侧面的一端，平移电机的电机轴与平移丝杠的一端相连接，平移丝杠位于两条平移导轨之间，平移丝杠与平移导轨平行，平移滑板安装在平移导轨的滑块上，平移丝杠的丝母与平移滑板的丝母安装座固定连接，平移滑板的板面与下电极移动平台的下电极总成相对。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述加压机构包括六台焊接变压器和十二套加压装置，十二套加压装置平行排列固定安装在平移滑板的板面上，相邻的两套加压装置共用一台焊接变压器，每个加压装置的下方与一套缝焊轮总成相连接。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述加压装置包括安装座、支座、气缸、气缸杆、导向杆、安装板，安装座为垂直板面，安装座固定在平移滑板的板面上，支座固定在安装座的板面上，气缸安装在支座的上方，气缸杆垂直向下穿过支座，气缸杆的下端与水平放置的安装板相连接，安装板上有连接螺孔与缝焊轮总成相连接，导向杆与气缸杆平行，导向杆的下端与安装板相连接，导向杆与支座下部的垂直导向孔为滑动配合。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述缝焊轮总成包括导电座、导电轴、导电套、缝焊轮、旋转压套、绝缘组件，导电座垂直放置，导电座的上顶面通过绝缘组件与加压装置下端的安装板相连接，缝焊轮安装在导电轴上，导电套套在导电轴上，导电座下端有半圆形轴孔，旋转压套为半圆形轴套，导电轴和导电套一起放置在导电座和旋转压套之间的轴孔中，旋转压套一端有转轴，另一端有螺栓与导电座固定连接。

上述太阳能热水器集热板缝焊机，所述水气装置由冷却水管路和气动装置组成，冷却水管路中安装有流量传感器，冷却水管路分别安装在焊接变压器、焊接控制器、缝焊轮上，缝焊轮焊接位置配置外浇水冷却管，流量传感器与焊接控制装置和报警装置相连接，气动装置安装在二层平台上，气动装置与气缸相连接。

本发明有益效果是：

本发明将工件卡装在下电极总成上，通过下电极移动平台带动下电极总成运动，实现工件的自动进给；缝焊轮总成安装在加压机构上，加压机构安装在焊轮平移机构上，缝焊轮总成、加压机构可通过焊轮平移机构自动移动，与下电极移动平台配合可以实现不同位置焊缝的焊接；多套加压机构和缝焊轮总成可以完成多点同步焊接，大大提高了效率。

本发明解决了传统焊接工艺采用单机设备和人工操作存在的费时、费力、生产效率低下的问题。本发明结构合理、操作方便、运行稳定，取代了传统的手工焊接工艺，实现了机械自动化生产，与传统的加工方法相比较大大提高了生产效率，同时提高了产品的质量，对满足生产快速发展的需要提供了有力的支持，有极好地推广使用的价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是下电极移动平台的结构示意图；

图4是下电极总成的结构示意图；

图5是龙门框架和焊轮平移机构的结构示意图；

图6是加压机构的结构示意图；

图7是缝焊轮总成的结构示意图；

图8是二层平台的结构示意图。

图中标记如下：下电极移动平台1、龙门框架2、二层平台3、焊接控制装置4、加压机构5、焊轮平移机构6、缝焊轮总成7、水气装置8、下电极总成9、底座10、伺服电机11、滚珠丝杠12、直线导轨13、下电极滑台14、接水槽15、不锈钢底座16、下电极组件17、压紧架18、压紧架转轴19、气弹簧20、横梁21、支架22、平移电机23、平移丝杠24、平移导轨25、平移滑板26、焊接变压器27、加压装置28、安装座29、支座30、气缸31、气缸杆32、导向杆33、安装板34、调整杆35、调整齿轮副36、导电座37、导电轴38、导电套39、缝焊轮40、旋转压套41、压板42、油嘴43、绝缘组件44、气动修轮机构45、平台立柱46、平台主体47、扶梯48、围栏49、围板50。

具体实施方式

本发明由下电极移动平台1、龙门框架2、二层平台3、焊接控制装置4、加压机构5、焊轮平移机构6、缝焊轮总成7、水气***8、下电极总成9组成。

图1、2显示，下电极移动平台1位于焊缝机的最下端，下电极总成9安装在下电极移动平台1上，工件卡装在下电极总成9上，用于焊接作业。

图1、2显示，龙门框架2位于下电极移动平台1的上方，焊轮平移机构6安装在龙门框架2的侧面，加压机构5安装在焊轮平移机构6上，缝焊轮总成7安装在加压机构5上，缝焊轮总成7与下电极总成9的工件相对。焊轮平移机构6带动加压机构5和缝焊轮总成7横向移动，由加压机构5向下压缝焊轮总成7，使缝焊轮总成7与工件紧密接触进行焊接。

图1、2显示，加压机构5包括六台焊接变压器27和十二套加压装置28，十二套加压装置28平行排列固定安装在焊轮平移机构6上，相邻的两套加压装置28共用一台焊接变压器27，每个加压装置28的下方与一套缝焊轮总成7相连接，共有12套缝焊轮总成7。每套加压机构5配置一个电磁阀，均可单独控制每个气缸31的动作。

图1、2显示，二层平台3位于龙门框架2上方，焊接控制装置4安装在二层平台3上，焊接控制装置4分别与加压机构5、焊轮平移机构6、缝焊轮总成7相连接，用于控制焊接过程。水气装置8安装在龙门框架2上，水气装置8与加压机构5和缝焊轮总成7相对，水气装置8可提供焊接时对加压机构5的气动加压和对缝焊轮总成7的内外水冷。

图3显示，下电极移动平台1由底座10、伺服电机11、滚珠丝杠12、直线导轨13、下电极滑台14、接水槽15组成。两条平行的直线导轨13安装在底座10上，伺服电机11固定在底座10的一端，伺服电机11的电机轴与滚珠丝杠12的一端相连接，滚珠丝杠12位于两条直线导轨13之间，滚珠丝杠12与直线导轨13平行，下电极滑台14安装在直线导轨13的滑块上，丝母套装在滚珠丝杠12上，滚珠丝杠12的丝母与下电极滑台14的丝母安装座固定连接，接水槽15位于下电极滑台14的下方，接水槽15与水池相连接。焊接过程中的外浇水集中在下电极滑台14内，然后进入接水槽15，最后导入水池。

工作时，伺服电机11带动滚珠丝杠12转动，丝母沿着滚珠丝杠12移动，丝母带动下电极滑台14一起移动，下电极滑台14的两侧沿着直线导轨13滑动，下电极总成9安装在下电极滑台14上，随着下电极滑台14移动。

图4显示，下电极总成9由不锈钢底座16、下电极组件17、压紧架18、压紧架转轴19、气弹簧20组成。不锈钢底座16固定在下电极移动平台1的下电极滑台14上，下电极组件17分布连接在不锈钢底座16的平面上，压紧架18为长方形框架，压紧架转轴19安装在不锈钢底座16的侧面，工件摆放到下电极组件17上，压紧架18的框架与不锈钢底座16平面上的下电极组件17周边相对压紧，使工件底面与下电极组件17紧密接触，以便焊接时导电良好。操作时，工件摆放到下电极组件17上、操作者搬动压紧架18压紧工件。

图5显示，龙门框架2由一个横梁21和两个支架22组成，横梁21和支架22为型材和钢板拼焊结构，外形美观，保证有足够的强度和刚度。两个支架22的下端分别垂直固定在下电极移动平台1的底座两侧，两个支架22的上端分别与横梁21的两端相连接，焊轮平移机构6安装在龙门框架2的侧面。

图5显示，焊轮平移机构6由平移电机23、平移丝杠24、平移导轨25、平移滑板26组成。两条平行的平移导轨25固定安装在龙门框架2横梁21的侧面，平移电机23固定在横梁21侧面的一端，平移电机23的电机轴与平移丝杠24的一端相连接，平移丝杠24位于两条平移导轨25之间，平移丝杠24与平移导轨25平行，平移滑板26安装在平移导轨25的滑块上，平移丝杠24的丝母与平移滑板26的丝母安装座固定连接，平移滑板26的板面与下电极移动平台1的下电极总成9相对。

工作时，平移电机23带动平移丝杠24转动，丝母沿着平移丝杠24移动，丝母带动平移滑板26一起移动，平移滑板26的两侧沿着平移导轨25滑动，平移滑板25带动安装在平移滑板25上的加压机构5和缝焊轮总成7横向移动。

图6显示，加压机构5的一套加压装置28由安装座29、支座30、气缸31、气缸杆32、导向杆33、安装板34、调整杆35、调整齿轮副36组成。安装座29为垂直板面，安装座29固定在焊轮平移机构6的平移滑板26的板面上，支座30为长方形箱体，支座30固定在安装座29的板面上，气缸31安装在支座30的上方，气缸杆32垂直向下穿过支座30，气缸杆32的下端与水平放置的安装板34相连接，安装板34上有连接螺孔与缝焊轮总成7相连接。导向杆33与气缸杆32平行，导向杆33的下端与安装板34相连接，导向杆33的上端与支座30下部的垂直导向孔为滑动配合，气缸31后端的支座30上部安装有垂直的调整杆35，调整杆35的下端连接有调整齿轮副36。相邻两套加压机构5的间距可通过旋转调整杆35，使调整齿轮36转动，从而带动加压机构5在焊轮平移机构6的平移滑板26上的平移导轨25上移动。

本发明的一个实施例的气缸31采用SMC标准气缸。

图7显示，缝焊轮总成7由导电座37、导电轴38、导电套39、缝焊轮40、旋转压套41、压板42、油嘴43、绝缘组件44、气动修轮机构45组成，导电零件采用紫铜和优质黄铜制作，缝焊轮40采用铬锆铜制作。导电座37垂直放置，导电座37的上顶面通过绝缘组件44与加压装置28下端的安装板34相连接。缝焊轮40安装在导电轴38上，导电套39套在导电轴38上。导电座37下端有半圆形轴孔，旋转压套41为半圆形轴套，导电轴38和导电套39一起放置在导电座37和旋转压套41之间的轴孔中，旋转压套41一端有转轴，另一端有螺栓与导电座37固定连接，压板42压紧在导电套39端面上。

图7显示，油嘴43与导电轴38相对，周期性添加润滑脂润滑导电轴39。气动修轮机构45的上端通过连接架固定在导电座37的上部，气动修轮机构45的下部工作端与缝焊轮40的轮缘相对。每套缝焊轮总成7配置一组气动修轮机构45，当缝焊轮40因为磨损需要修磨时，不用拆卸，可以利用气动修轮机构45自动修磨。

图8显示，二层平台3由平台立柱46、平台主体47、扶梯48、围栏49、围板50组成。二层平台3的各个部件为型材和钢板拼焊结构，具有良好的强度和刚性。平台立柱46垂直安装在龙门框架2的两侧，平台主体47水平焊接在平台立柱46的上端，平台主体47的周边安装围栏49和围板50，扶梯48安装在平台主体47的一侧。控制柜是设备的控制中心，安装在二层平台3上。控制核心采用的是三菱PLC控制焊机的运行，操作面板为触摸屏方式，可方便地预制各种控制数据，对于不同工件的焊接，需调用分别的控制程序。操作盒上配置有各种按钮及指示灯，便于操作者操作。同时也可以实现手动、自动切换，运行指示、报警指示等功能。

本发明的水气装置由冷却水管路和气动装置组成，冷却水管路中安装有流量传感器，冷却水管路分别安装在焊接变压器27、缝焊轮40上，缝焊轮40的焊接位置配置外浇水冷却管，流量传感器与焊接控制装置4和报警装置相连接。当冷却回路中水流量不足时，控制***会自动发出报警并停机。气动装置安装在二层平台3上，主要用于焊接时对工件加压，通过电磁阀与控制***的结合可控制气缸31的动作。配置电气比例阀用于控制焊接压力。设备配有压力开关，当气源压力低于设定值时，焊机会自动报警并停机。气动元件主要采用SMC产品。

本发明的操作步骤如下：

操作者手动将两片集热板放在下电极总成9上组合，搬动压紧架18压紧集热板。启动设备，下电极移动平台1带动集热板进入焊接位置。加压机构5带动缝焊轮总成7压紧集热板通电焊接，焊接过程中下电极移动平台1带动集热板移动，缝焊轮总成7不动，缝焊轮40随动。焊接完成一组焊缝后，加压机构5抬起缝焊轮总成7，焊轮平移机构6带动加压机构5和缝焊轮总成7到第二组焊缝位置，然后下电极移动平台1再带动集热板焊接第二组焊缝，依此类推，焊接集热板其余焊缝。焊接完成，人工取下工件。焊接过程中有外浇水进行外部冷却，保证集热板的焊接质量及缝焊轮40的实用寿命，外浇水通过接水槽15导入水池。

本发明结构合理、操作方便、运行稳定，实现了机械自动化生产，与传统的加工方法相比较大大提高了生产效率，同时提高了产品的质量，对满足生产快速发展的需要提供了有力的支持，有推广使用的价值。

Claims (9)

1.一种太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：它包括下电极移动平台（1）、龙门框架（2）、二层平台（3）、焊接控制装置（4）、加压机构（5）、焊轮平移机构（6）、缝焊轮总成（7）、水气装置（8）、下电极总成（9），下电极移动平台（1）位于焊缝机的最下端，下电极总成（9）安装在下电极移动平台（1）上，工件卡装在下电极总成（9）上，龙门框架（2）位于下电极移动平台（1）的上方，焊轮平移机构（6）安装在龙门框架（2）的侧面，加压机构（5）安装在焊轮平移机构（6）上，缝焊轮总成（7）安装在加压机构（5）上，缝焊轮总成（7）与下电极总成（9）的工件相对，二层平台（3）位于龙门框架（2）上方，焊接控制装置（4）安装在二层平台（3）上，焊接控制装置（4）分别与加压机构（5）、焊轮平移机构（6）、缝焊轮总成（7）相连接，水气装置（8）安装在龙门框架（2）上，水气装置（8）与加压机构（5）和缝焊轮总成（7）相连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述下电极移动平台（1）包括底座（10）、伺服电机（11）、滚珠丝杠（12）、直线导轨（13）、下电极滑台（14），两条平行的直线导轨（13）安装在底座（10）上，伺服电机（11）固定在底座（10）的一端，伺服电机（11）的电机轴与滚珠丝杠（12）的一端相连接，滚珠丝杠（12）位于两条直线导轨（13）之间，滚珠丝杠（12）与直线导轨（13）平行，下电极滑台（14）安装在直线导轨（13）的滑块上，丝母套装在滚珠丝杆（12）上，滚珠丝杠（12）的丝母与下电极滑台（14）的丝母安装座固定连接。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述下电极总成（9）包括不锈钢底座（16）、下电极组件（17）、压紧架（18）、压紧架转轴（19），不锈钢底座（16）固定在下电极移动平台（1）的下电极滑台（14）上，下电极组件（17）分布连接在不锈钢底座（16）的平面上，压紧架（18）为长方形框架，压紧架转轴（19）安装主不锈钢底座（16）的侧面，工件摆放到下电极组件（17）上，压紧架（18）的框架与不锈钢底座（16）平面上的下电极组件（17）周边相对压紧。

4.根据权利要求3所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述龙门框架（2）由一个横梁（21）和两个支架（22）组成，横梁（21）和支架（22）为用型材和钢板拼焊结构，两个支架（22）的下端分别垂直固定在下电极移动平台（1）的底座（10）两侧，两个支架（22）的上端分别与横梁（21）的两端相连接。

5.根据权利要求4所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述焊轮平移机构（6）由平移电机（23）、平移丝杠（24）、平移导轨（25）、平移滑板（26）组成，两条平行的平移导轨（25）固定安装在龙门框架（2）横梁（21）的侧面，平移电机（23）固定在横梁（21）侧面的一端，平移电机（23）的电机轴与平移丝杠（24）的一端相连接，平移丝杠（24）位于两条平移导轨（25）之间，平移丝杠（24）与平移导轨（25）平行，平移滑板（26）安装在平移导轨（25）的滑块上，丝母套装在平移丝杆（24）上，平移丝杠（24）的丝母与平移滑板（26）的丝母安装座固定连接，平移滑板（26）的板面与下电极移动平台（1）的下电极总成（9）相对。

6.根据权利要求5所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述加压机构（5）包括六台焊接变压器（27）和十二套加压装置（28），十二套加压装置（28）平行排列固定安装在平移滑板（26）的板面上，相邻的两套加压装置（28）共用一台焊接变压器（27），每个加压装置（28）的下方与一套缝焊轮总成（7）相连接。

7.根据权利要求6所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述加压装置（28）包括安装座（29）、支座（30）、气缸（31）、气缸杆（32）、导向杆（33）、安装板（34），安装座（29）为垂直板面，安装座（29）固定在平移滑板（26）的板面上，支座（30）固定在安装座（29）的板面上，气缸（31）安装在支座（30）的上方，气缸杆（32）垂直向下穿过支座（30），气缸杆（32）的下端与水平放置的安装板（34）相连接，安装板（34）上有连接螺孔与缝焊轮总成（7）相连接，导向杆（33）与气缸杆（32）平行，导向杆（33）的下端与安装板（34）相连接，导向杆（33）的上端与支座（30）下部的垂直的导向孔为滑动配合。

8.根据权利要求7所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述缝焊轮总成（7）包括导电座（37）、导电轴（38）、导电套（39）、缝焊轮（40）、旋转压套（41）、绝缘组件（44），导电座（37）垂直放置，导电座（37）的上顶面通过绝缘组件（44）与加压装置（28）下端的安装板（34）相连接，缝焊轮（40）安装在导电轴（38）上，导电套（39）套在导电轴（38）上，导电座（37）下端有半圆形轴孔，旋转压套（41）为半圆形轴套，导电轴（38）和导电套（39）一起放置在导电座（37）和旋转压套（41）之间的轴孔中，旋转压套（41）一端有转轴，另一端有螺栓与导电座（37）固定连接。

9.根据权利要求8所述的太阳能热水器集热板缝焊机，其特征在于：所述水气装置由冷却水管路和气动装置组成，冷却水管路中安装有流量传感器，冷却水管路分别安装在焊接变压器（27）、焊接控制装置（4）、缝焊轮（40）上，缝焊轮（40）焊接位置配置外浇水冷却管，流量传感器与焊接控制装置4和报警装置相连接，气动装置安装在二层平台（3）上，气动装置与气缸（31）相连接。