本發(fā)明屬于焊接工藝領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、大尺寸的u形換熱管一般由兩條直管與一條彎管焊接而成，在現(xiàn)有的u形換熱管中如圖4所示，由于在彎管上陣列式焊接環(huán)狀換熱翅片的工藝難度高，且在現(xiàn)有自動化焊接系統(tǒng)中尚未實現(xiàn)對彎管表面實施環(huán)圈翅片陣列的焊接方式，一般只在直管的外壁焊接環(huán)狀換熱翅片，而u形換熱管的彎曲部分的外壁沒有換熱翅片，這樣會造成換熱效率不足的問題，本案針對彎管表面環(huán)圈翅片陣列的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種能實現(xiàn)自動化焊接的焊接系統(tǒng)和具體工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)與焊接工藝，實現(xiàn)了對彎管表面環(huán)圈翅片陣列的焊接結(jié)構(gòu)的自動化焊接，提高了u形換熱管的彎曲部分的換熱效率。

2、技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，包括末端上揚圓弧插頭、升降部、水平圓盤座、外環(huán)圈和a電機；圓弧插頭沿圓弧路徑活動插入圓弧換熱管下部的管內(nèi)通道中時，圓弧換熱管進入工裝狀態(tài)；

3、升降部上端固定連接水平圓盤座，水平圓盤座上端同軸心固定連接有上細(xì)下粗的翅片引導(dǎo)錐頭；外環(huán)圈初始狀態(tài)下同軸心于水平圓盤座外，外環(huán)圈的內(nèi)側(cè)同軸心轉(zhuǎn)動設(shè)置有內(nèi)環(huán)圈；將圓弧插頭的軸線記為插頭軸線，a電機的輸出軸的軸線與插頭軸線重合，輸出軸末端通過搖臂固定連接內(nèi)環(huán)圈；外環(huán)圈下側(cè)安裝有焊機。

4、進一步的，水平圓盤座上部的兩側(cè)對稱設(shè)置有第一圓弧夾爪和第二圓弧夾爪；內(nèi)緣上對稱固定安裝有沿徑向方向的第一對伸縮器和第二對伸縮器，第一對伸縮器的第一對伸縮桿末端固定連接第一圓弧夾爪，第二對伸縮器的第二對伸縮桿末端固定連接第二圓弧夾爪；在第一對伸縮器和第二對伸縮器的驅(qū)動下，第一圓弧夾爪和第二圓弧夾爪做相互靠近或相互遠(yuǎn)離的運動；第一圓弧夾爪和第二圓弧夾爪的內(nèi)圈分別沿圓弧路徑設(shè)置有第一圓弧卡槽和第二圓弧卡槽。

5、進一步的，待焊接的圓環(huán)翅片的內(nèi)徑與翅片引導(dǎo)錐頭的粗端外徑一致，且水平圓盤座的外徑介于圓環(huán)翅片的外徑與內(nèi)徑之間；當(dāng)圓環(huán)翅片套在翅片引導(dǎo)錐頭外時，圓環(huán)翅片會在重力和翅片引導(dǎo)錐頭的引導(dǎo)下自動向下運動到同軸心套于翅片引導(dǎo)錐頭下端，且水平圓盤座上表面向上支撐圓環(huán)翅片。

6、進一步的，設(shè)一條虛擬軌跡圓，虛擬軌跡圓的軸線與插頭軸線重合，且虛擬軌跡圓與圓弧插頭的圓弧中心線重合；當(dāng)圓環(huán)翅片同軸心套于翅片引導(dǎo)錐頭下端，且水平圓盤座上表面向上支撐圓環(huán)翅片時：焊機的焊槍斜朝上，且焊槍的延伸線與圓環(huán)翅片的內(nèi)輪廓相交，第一圓弧夾爪與第二圓弧夾爪的相互靠近使第一圓弧卡槽和第二圓弧卡槽夾卡圓環(huán)翅片的外輪廓兩側(cè)：且被第一圓弧卡槽和第二圓弧卡槽夾卡的圓環(huán)翅片的幾何中心在虛擬軌跡圓上。

7、進一步的，外環(huán)圈內(nèi)圈與內(nèi)環(huán)圈外圈之間通過軸承轉(zhuǎn)動配合。

8、進一步的，待焊接的圓弧換熱管與圓弧插頭的圓弧曲率一致，且圓弧插頭的圓形截面外徑與圓弧換熱管的管內(nèi)通道的內(nèi)徑相適應(yīng)。

9、進一步的，內(nèi)環(huán)圈的上端內(nèi)圈沿輪廓陣列分布有若干傳動齒體；內(nèi)環(huán)圈的中部高度處的內(nèi)圈一體化設(shè)置有內(nèi)緣；還包括齒輪驅(qū)動電機，齒輪驅(qū)動電機通過電機支架固定連接外環(huán)圈，齒輪驅(qū)動電機的輸出端驅(qū)動連接有齒輪，齒輪與內(nèi)環(huán)圈上的傳動齒體嚙合。

10、進一步的，彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)的焊接工藝：

11、步驟一，使圓弧換熱管進入工裝狀態(tài)；

12、步驟二，使第一圓弧卡槽和第二圓弧卡槽夾卡圓環(huán)翅片的外輪廓兩側(cè)；

13、步驟三，翅片引導(dǎo)錐頭下降至與被夾住的圓環(huán)翅片的內(nèi)圈分離；

14、步驟四，被夾住的圓環(huán)翅片繞插頭軸線并沿虛擬軌跡圓的順時針方向位移的過程中，圓弧換熱管逆時針端穿過圓環(huán)翅片內(nèi)圈，從而使圓環(huán)翅片順利套在圓弧換熱管外；直至圓環(huán)翅片運動至套在圓弧換熱管的順時針端外；

15、步驟五，此時控制焊槍向圓環(huán)翅片的內(nèi)輪廓噴出焊液，并使焊槍噴出的焊液沿正在被焊接的圓環(huán)翅片的內(nèi)輪廓路徑掃描，完成第一片圓環(huán)翅片的焊接；

16、步驟六，釋放已完成焊接的圓環(huán)翅片；焊機、外環(huán)圈、內(nèi)環(huán)圈以及第一圓弧夾爪和第二圓弧夾爪共同繞插頭軸線并沿虛擬軌跡圓的逆時針方向位移至“步驟一”時的初始位置；

17、步驟七，參照“步驟二”至“步驟五”的方法完成下一片圓環(huán)翅片的焊接，并使下一片圓環(huán)翅片與已經(jīng)焊好的上一片圓環(huán)翅片保持預(yù)定間距；

18、步驟八，不斷循環(huán)“步驟七”的過程，最終使圓弧換熱管的外表面焊接出沿圓弧方向陣列分布的若干圓環(huán)翅片。

19、有益效果：本發(fā)明的實現(xiàn)了對彎管表面環(huán)圈翅片陣列的焊接結(jié)構(gòu)的自動化焊接，使圓弧換熱管的外表面自動化的焊接出沿圓弧方向陣列分布的若干圓環(huán)翅片，提高了u形換熱管的彎曲部分的換熱效率。

技術(shù)特征：

1.彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，其特征在于：包括末端上揚圓弧插頭(15)、升降部(18)、水平圓盤座(21)、外環(huán)圈(1)和a電機(10)；所述圓弧插頭(15)沿圓弧路徑活動插入圓弧換熱管(26)下部的管內(nèi)通道(27)中時，圓弧換熱管(26)進入工裝狀態(tài)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，其特征在于：所述水平圓盤座(21)上部的兩側(cè)對稱設(shè)置有第一圓弧夾爪(4)和第二圓弧夾爪(17)；所述內(nèi)緣(22)上對稱固定安裝有沿徑向方向的第一對伸縮器(2)和第二對伸縮器(9)，所述第一對伸縮器(2)的第一對伸縮桿(3)末端固定連接第一圓弧夾爪(4)，所述第二對伸縮器(9)的第二對伸縮桿(8)末端固定連接第二圓弧夾爪(17)；在第一對伸縮器(2)和第二對伸縮器(9)的驅(qū)動下，第一圓弧夾爪(4)和第二圓弧夾爪(17)做相互靠近或相互遠(yuǎn)離的運動；所述第一圓弧夾爪(4)和第二圓弧夾爪(17)的內(nèi)圈分別沿圓弧路徑設(shè)置有第一圓弧卡槽(5)和第二圓弧卡槽(6)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，其特征在于：待焊接的圓環(huán)翅片(25)的內(nèi)徑與所述翅片引導(dǎo)錐頭(20)的粗端外徑一致，且水平圓盤座(21)的外徑介于圓環(huán)翅片(25)的外徑與內(nèi)徑之間；當(dāng)圓環(huán)翅片(25)套在翅片引導(dǎo)錐頭(20)外時，圓環(huán)翅片(25)會在重力和翅片引導(dǎo)錐頭(20)的引導(dǎo)下自動向下運動到同軸心套于翅片引導(dǎo)錐頭(20)下端，且水平圓盤座(21)上表面向上支撐圓環(huán)翅片(25)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)一條虛擬軌跡圓(101)，所述虛擬軌跡圓(101)的軸線與插頭軸線(90)重合，且虛擬軌跡圓(101)與圓弧插頭(15)的圓弧中心線重合；當(dāng)圓環(huán)翅片(25)同軸心套于翅片引導(dǎo)錐頭(20)下端，且水平圓盤座(21)上表面向上支撐圓環(huán)翅片(25)時：所述焊機(14)的焊槍(30)斜朝上，且焊槍(30)的延伸線與圓環(huán)翅片(25)的內(nèi)輪廓(34)相交，第一圓弧夾爪(4)與第二圓弧夾爪(17)的相互靠近使第一圓弧卡槽(5)和第二圓弧卡槽(6)夾卡圓環(huán)翅片(25)的外輪廓兩側(cè)：且被第一圓弧卡槽(5)和第二圓弧卡槽(6)夾卡的圓環(huán)翅片(25)的幾何中心在所述虛擬軌跡圓(101)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，其特征在于：所述外環(huán)圈(1)內(nèi)圈與內(nèi)環(huán)圈(23)外圈之間通過軸承(24)轉(zhuǎn)動配合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，其特征在于：待焊接的圓弧換熱管(26)與圓弧插頭(15)的圓弧曲率一致，且所述圓弧插頭(15)的圓形截面外徑與圓弧換熱管(26)的管內(nèi)通道(27)的內(nèi)徑相適應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，其特征在于：內(nèi)環(huán)圈(23)的上端內(nèi)圈沿輪廓陣列分布有若干傳動齒體(7)；所述內(nèi)環(huán)圈(23)的中部高度處的內(nèi)圈一體化設(shè)置有內(nèi)緣(22)；還包括齒輪驅(qū)動電機(33)，所述齒輪驅(qū)動電機(33)通過電機支架(32)固定連接外環(huán)圈(1)，所述齒輪驅(qū)動電機(33)的輸出端驅(qū)動連接有齒輪(31)，所述齒輪(31)與所述內(nèi)環(huán)圈(23)上的傳動齒體(7)嚙合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)的焊接工藝，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種彎曲管體表面的環(huán)圈陣列焊接系統(tǒng)，包括末端上揚圓弧插頭、升降部、水平圓盤座、外環(huán)圈和a電機；圓弧插頭沿圓弧路徑活動插入圓弧換熱管下部的管內(nèi)通道中時，圓弧換熱管進入工裝狀態(tài)；升降部上端固定連接水平圓盤座，水平圓盤座上端同軸心固定連接有上細(xì)下粗的翅片引導(dǎo)錐頭；外環(huán)圈初始狀態(tài)下同軸心于水平圓盤座外，外環(huán)圈的內(nèi)側(cè)同軸心轉(zhuǎn)動設(shè)置有內(nèi)環(huán)圈；將圓弧插頭的軸線記為插頭軸線，a電機的輸出軸的軸線與插頭軸線重合，輸出軸末端通過搖臂固定連接內(nèi)環(huán)圈；外環(huán)圈下側(cè)安裝有焊機；本發(fā)明的實現(xiàn)了對彎管表面環(huán)圈翅片陣列的焊接結(jié)構(gòu)的自動化焊接，提高了U形換熱管的彎曲部分的換熱效率。

技術(shù)研發(fā)人員：殷勁松,楊欣雨,夏新國,李蕊,沈建嵐
受保護的技術(shù)使用者：南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10