一种风力发电储能箱生产用密封自检式焊接设备的制作方法

1.本发明涉及发电储能箱生产技术领域，具体为一种风力发电储能箱生产用密封自检式焊接设备。


背景技术：

2.把风能转变成机械动能，再把机械能转化为电能的过程称为风力发电，风力发电中需使用风力发电机组进行能量转换，通常包括风轮、塔架、发电机、逆变器、储能箱等组件构成，利用风力带动风轮旋转，用以驱动发电机完成发电。由于风力发电成本低，节能环保，因此被广泛使用。
3.风力发电需要对所产生的电能进行及时存储，通常是利用蓄电池组进行储能，为了保护发电组件以及蓄电池，需要在蓄电池组以及发电组件外部安装防护箱即储能箱，储能箱对蓄电池组以及发电组件进行保护，其密封性显得尤为重要。储能箱在生产时需要进行焊接作业，而箱体在焊接时需要对每个箱板的位置进行固定和拼接，因此会用到支撑架对每个箱板进行支撑，而支撑架的存在不仅会影响焊接作业的进度，而且占用空间。
4.现有的焊接设备并不具备在焊接完成后立即对焊接处进行密封性检测，需借助额外的气密性检测设备进行密封检测，而且一旦检测出存在焊接漏洞，就需要再次转移到焊接设备处进行二次焊接，进而导致储能箱的生产过程延长，导致工序繁琐。而且气密性检测设备的使用额外增加了生产成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种风力发电储能箱生产用密封自检式焊接设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种风力发电储能箱生产用密封自检式焊接设备，包括机械手、龙门架，机械手安装在龙门架的移动部件上，龙门架的两个三角架支腿下方均安装有模组，所述密封自检式焊接设备包括焊接履带，所述焊接履带安装在机械臂上；
7.所述焊接履带包括两个侧板，两个所述侧板之间安装有四个驱动轮，四个所述驱动轮上安装有履带，所述履带上对称安装有成对的焊接盘，每对的两个所述焊接盘相互配合利用电阻热对箱板进行焊接。龙门架的三角架支腿下方安装模组，模组带动整个龙门架移动，使龙门架可以在箱板的外侧运动，方便焊接履带在两个箱板之间的焊缝处行走及焊接，机械手将焊接履带放置在两个箱板的焊接处，焊接履带通过焊接盘对两个箱板进行电阻焊。两个侧板为驱动轮的安装、驱动系统的安装以及控制系统的安装提供支撑，驱动轮与驱动系统轴连接，驱动系统使驱动轮转动，为履带的转动提供动力，履带在驱动轮的驱动下沿着两个箱板的焊缝进行行走，控制系统对驱动系统进行控制并从驱动系统中读取位置反馈数据，方便控制系统对履带上的每对焊接盘进行控制。
8.所述履带包括外履带和内履带，所述外履带外表面中部往内凹陷形成环形沟槽，
所述内履带外表面中部往外凸出形成环形脊突，所述环形沟槽的夹角角度与环形脊突的夹角角度相同；
9.每对所述焊接盘对称安装在环形沟槽的两个内表面上以及环形脊突的两个外表面上。当需要在箱板外侧进行焊接时，外履带带动焊接盘运动，环形沟槽的夹角正对两个箱板的焊缝，外履带覆盖在焊缝外并不与箱板接触，每对焊接盘均吸附在两个箱板上，焊接盘在箱板外部进行电阻焊；当需要在箱板内侧进行焊接时，内履带的环形脊突的顶端正对两个箱板夹角的角平分线，内履带通过焊接盘对两个箱板内侧焊缝进行电阻焊。
10.所述焊接盘包括托盘，所述托盘内部开设有安装仓，所述安装仓内安装有负压箱、振动机，安装仓一侧开设有出气孔，所述振动机及负压箱均与控制系统连接；
11.所述托盘上方开设有收紧槽，所述收紧槽上开设有负压孔，所述负压孔位于安装仓一侧，所述负压箱与负压孔连通，所述收紧槽内在负压孔的位置安装有吸盘，所述收紧槽内在吸盘的一侧安装有半导体，所述半导体与收紧槽之间安装有绝缘垫片，所述半导体的两端贯穿托盘；
12.每对托盘上的两个所述半导体种类不相同，位于外履带及内履带同一侧的相邻两个托盘上的半导体相接触，所述半导体与控制系统连接。安装仓用于为负压箱的安装提供位置，负压箱由吸取空气并产生负压的设备(以下称负压设备)以及管道相互组合构成，管道与负压设备的进、出气口连接，出气口的管道一端插入出气孔，进气口的管道连通负压孔，吸盘连通负压孔并通过负压吸附箱板，用于提高焊接盘与箱板之间的接触稳定性。在吸盘吸附箱板之后，半导体与箱板板面接触，每对半导体将两个箱板接入电路，每对半导体包括n型半导体和p型半导体，半导体利用珀尔帖效应使两个箱板产热，电荷在两个半导体之间流动，同时利用电流在箱板中的流动使箱板产生电阻热。振动机在控制系统的控制下工作，并使托盘振动，托盘通过吸盘吸附在箱板上，托盘上表面与箱板接触并将振动传递到箱板上，两个箱板在电阻热、珀尔帖效应以及振动的作用下完成焊接。相对于先将箱板放置在支撑架上再进行焊接的方式，本技术中利用焊接履带即可完成对两个箱板之间的位置支撑，焊接盘利用吸盘对箱板吸附，焊接履带利用成对的焊接盘对箱板进行吸附，使两个箱板需要焊接的一侧端面对接在一起，省去了设置支撑箱板的支撑架，节省了空间；焊接履带吸附两个箱板的同时也在两个箱板之间行走、焊接，焊接履带在行走时，先是利用吸盘将两个箱板的位置固定，然后再通过半导体进行焊接，本技术中，先进行位置固定，再进行焊接，保证焊接时两个箱板之间的对接精度，进而可以提高两个箱板之间的焊接效果以及储能箱的成型效果。控制系统对驱动系统进行控制并从驱动系统中读取位置反馈数据，利用从驱动系统中得到的位置数据，控制系统对焊接履带上的每个吸盘进行控制，使负压箱工作或者停止工作，通过对负压箱的控制，实现吸盘对箱板的吸附或者释放，进而使焊接履带可以正常的在两个箱板之间行走。
13.所述吸盘外侧设置有延边，所述延边由橡胶制成，延边远离收紧槽的一侧端面内镶嵌有磁环，所述磁环由软磁材料制成。磁环用于吸附在箱板表面，提高吸盘吸附在箱板上的几率，通过软磁材料制作磁环，使磁环更好的贴合在箱板的板面上，提高吸盘与箱板板面之间的密封稳定性。在吸盘未吸附在箱板上时，磁环先吸附在箱板上，提高了吸盘吸附箱板的稳定性。当吸盘内部产生负压时，外界空气挤压吸盘，因箱板表面存在坑槽/凸点而导致磁环与箱板之间存在缝隙时，延边由橡胶制成，延边对缝隙进行修补和封堵，使延边在外界
气压的作用下贴合在箱板上，进一步提高吸盘对箱板的吸附。
14.所述吸盘内部镶嵌有弹簧，所述吸盘上端面所在水平面位置高于半导体上端面所在水平面位置；
15.所述弹簧与控制系统连接，所述弹簧通电后使吸盘收缩，所述吸盘在磁场的作用下压缩。弹簧与控制系统连接，弹簧的每一圈相当于一个闭合回路，弹簧通电后产生磁场，在磁场的相互吸引下进行收缩，进而使弹簧带动吸盘收缩，使吸盘的高度被压缩。在吸盘负压吸附在箱板上后，弹簧被通入电流，弹簧使吸盘压缩，通过吸盘的收缩，使箱板与半导体之间的接触更加紧密，进而防止在托盘振动时，半导体与箱板断开接触，进而保证箱板电阻焊的稳定性。
16.所述焊接盘还包括滑动安装在托盘下方的导轨，所述导轨一侧镶嵌在履带内部，所述托盘下方中部位置开设有滑道，所述滑道内安装有若干组永磁体，所述导轨内部安装有若干线圈，所述线圈与控制系统连接。导轨为托盘的移动进行支撑和导向，导轨与托盘滑动连接，导轨内部线圈得电并产生磁场，利用磁场的相互作用，使托盘在导轨上前行或者后退，托盘利用吸盘吸附在箱板上之后，在焊接时，成对的两个托盘同时往环形沟槽或者环形脊突的夹角顶端运动，使两个箱板之间产生挤压力，进而为箱板的焊接提供压力，实现箱板焊接之后的保压。焊接完成后，托盘再从导轨上退回到原位。
17.所述托盘包括外托盘和内托盘，所述外托盘安装在外履带上，所述内托盘安装在内履带上；
18.所述外托盘靠近环形沟槽的一端往外开设有外坡体，成对的两个所述外托盘通过外坡体进行对接，两个所述外坡体对接形成的夹角与环形沟槽的夹角相同；
19.所述内托盘靠近环形脊突的一端往内开设有内坡体，成对的两个所述内托盘通过内坡体进行对接，两个所述内坡体对接形成的夹角与环形脊突的夹角相同。外履带通过外托盘在两个箱板的外侧进行焊接，两个外托盘对接后的角度与两个箱板对接后的夹角相同；内履带通过内托盘在两个箱板的内侧进行焊接，两个内托盘对接后的角度与两个箱板对接后的夹角相同。通过角度的设置，使两个托盘之间的相对角度与两个箱板对接后的角度相同，使两个托盘更加贴合箱板的板面，有利于实现对箱板的焊接，以及不会破坏两个箱板对接后的相对位置以及相对角度。
20.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
21.1、本技术中利用焊接履带即可完成对两个箱板之间的位置支撑，焊接盘利用吸盘对箱板吸附，焊接履带利用成对的焊接盘对箱板进行吸附，使两个箱板需要焊接的一侧端面对接在一起，省去了设置支撑箱板的支撑架，节省了空间，节省了储能箱的生产焊接成本。
22.2、焊接履带吸附两个箱板的同时也在两个箱板之间行走、焊接，焊接履带在行走时，先是利用吸盘将两个箱板的位置固定，然后再通过半导体进行焊接，本技术中，先进行位置固定，再进行焊接，保证焊接时两个箱板之间的对接精度，进而可以提高两个箱板之间的焊接效果以及储能箱的成型效果。
附图说明
23.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施
例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
24.图1是本发明的整体结构前视图；
25.图2是本发明的外履带作业时的状态图；
26.图3是本发明的内履带作业时的状态图；
27.图4是本发明的外履带立体示意图；
28.图5是本发明的内履带立体示意图；
29.图6是本发明的外履带前视示意图；
30.图7是本发明的图6中a-a方向的剖视图；
31.图8是本发明的外履带与箱板位置关系的左视图；
32.图9是本发明的图8中c-c方向的剖视图；
33.图10是本发明的内托盘与导轨连接示意图；
34.图11是本发明的外托盘与导轨连接示意图；
35.图12是本发明的外托盘前视结构示意图；
36.图13是本发明的图12中b-b方向的剖视图；
37.图14是本发明的图13中d区域的局部放大图。
38.图中：
39.1、机械臂；
40.2、焊接履带；201、侧板；202、驱动轮；203、外履带；204、内履带；205、焊接盘；2061、外托盘；2062、内托盘；207、吸盘；208、延边；209、振动机；210、负压箱；211、半导体；212、绝缘垫片；213、导轨；214、磁环；
41.3、箱板。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做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。
43.请参阅图1-图14，本发明提供技术方案：一种风力发电储能箱生产用密封自检式焊接设备，包括机械手1、龙门架，机械手1安装在龙门架的移动部件上，龙门架的两个三角架支腿下方均安装有模组，密封自检式焊接设备包括焊接履带2，焊接履带2安装在机械臂1上。
44.焊接履带2包括两个侧板201，两个侧板201之间安装有四个驱动轮202，四个驱动轮202上安装有履带，履带上对称安装有成对的焊接盘205，每对的两个焊接盘205相互配合利用电阻热对箱板3进行焊接。
45.两个侧板201为驱动轮202的安装、驱动系统(图中未画出)的安装以及控制系统(图中未画出)的安装提供支撑，驱动轮202与驱动系统轴连接，驱动系统使驱动轮202转动，为履带的转动提供动力，履带在驱动轮202的驱动下沿着两个箱板3的焊缝进行行走，控制系统对驱动系统进行控制并从驱动系统中读取位置反馈数据，方便控制系统对履带上的每对焊接盘205进行控制。
46.履带包括外履带203和内履带204，外履带203外表面中部往内凹陷形成环形沟槽，内履带204外表面中部往外凸出形成环形脊突，环形沟槽的夹角角度与环形脊突的夹角角度相同；
47.每对焊接盘205对称安装在环形沟槽的两个内表面上以及环形脊突的两个外表面上。当需要在箱板3外侧进行焊接时，外履带203带动焊接盘205运动，环形沟槽的夹角正对两个箱板3的焊缝，外履带203覆盖在焊缝外并不与箱板3接触，每对焊接盘205均吸附在两个箱板3上，焊接盘205在箱板3外部进行电阻焊；当需要在箱板3内侧进行焊接时，内履带204的环形脊突的顶端正对两个箱板3夹角的角平分线，内履带204通过焊接盘205对两个箱板3内侧焊缝进行电阻焊。
48.焊接盘205包括托盘、滑动安装在托盘下方的导轨213，导轨213一侧镶嵌在履带内部，托盘下方中部位置开设有滑道，滑道内安装有若干组永磁体，导轨213内部安装有若干线圈，线圈与控制系统连接。导轨213为托盘的移动进行支撑和导向，导轨213与托盘滑动连接，导轨213内部线圈得电并产生磁场，利用磁场的相互作用，使托盘在导轨213上前行或者后退，托盘利用吸盘207吸附在箱板3上之后，在焊接时，成对的两个托盘同时往环形沟槽或者环形脊突的夹角顶端运动，使两个箱板3之间产生挤压力，进而为箱板3的焊接提供压力，实现箱板3焊接之后的保压。焊接完成后，托盘再从导轨213上退回到原位。
49.托盘包括外托盘2061和内托盘2062，外托盘2061安装在外履带203上，内托盘2062安装在内履带204上；
50.外托盘2061靠近环形沟槽的一端往外开设有外坡体，成对的两个外托盘2061通过外坡体进行对接，两个外坡体对接形成的夹角与环形沟槽的夹角相同；
51.内托盘2062靠近环形脊突的一端往内开设有内坡体，成对的两个内托盘2062通过内坡体进行对接，两个内坡体对接形成的夹角与环形脊突的夹角相同。
52.外托盘2061和内托盘2062内部均开设有安装仓，安装仓内安装有负压箱210、振动机209，安装仓一侧开设有出气孔，振动机209及负压箱210均与控制系统连接；
53.外托盘2061和内托盘2062上方均开设有收紧槽，收紧槽上开设有负压孔，负压孔位于安装仓一侧，负压箱210与负压孔连通，收紧槽内在负压孔的位置安装有吸盘207，收紧槽内在吸盘207的一侧安装有半导体211，半导体211与收紧槽之间安装有绝缘垫片212，半导体211的两端贯穿托盘；绝缘垫片212可压缩，当半导体211受到压力(即吸盘207压缩，拉紧箱板3与托盘之间的连接)时，半导体211收入到收紧槽内，且半导体211上端面与托盘的上端面持平。
54.位于外履带203及内履带204上的每对托盘上的两个半导体211种类不相同，位于外履带203及内履带204同一侧的相邻两个托盘上的半导体211相接触，半导体211与控制系统连接。
55.负压箱210由吸取空气并产生负压的设备(以下称负压设备)以及管道相互组合构成，管道与负压设备的进、出气口连接，出气口的管道一端插入出气孔，进气口的管道连通负压孔，进气口的管道上安装有压力表，用于检测进气口中的压力数据，并将压力数据传输到控制系统中，吸盘207连通负压孔并通过负压吸附箱板3，用于提高焊接盘205与箱板3之间的接触稳定性。在吸盘207吸附箱板3之后，半导体211与箱板3板面接触，每对半导体211将两个箱板3接入电路，每对半导体211包括n型半导体和p型半导体，半导体211利用珀尔帖
效应使两个箱板3产热，电荷在两个半导体211之间流动，同时利用电流在箱板3中的流动使箱板3产生电阻热。
56.控制系统对驱动系统进行控制并从驱动系统中读取位置反馈数据，利用从驱动系统中得到的位置数据，控制系统对焊接履带2上的每个吸盘207进行控制，使负压箱210工作或者停止工作，通过对负压箱210的控制，实现吸盘207对箱板3的吸附或者释放，进而使焊接履带2可以正常的在两个箱板3之间行走。
57.振动机209在控制系统的控制下工作，并使托盘振动，托盘通过吸盘207吸附在箱板3上，托盘上表面与箱板3接触并将振动传递到箱板3上，两个箱板3在电阻热、珀尔帖效应以及振动的作用下完成焊接。
58.吸盘207外侧设置有延边208，延边208由橡胶制成，延边208远离收紧槽的一侧端面内镶嵌有磁环214，磁环214由软磁材料制成。磁环214用于吸附在箱板3表面，提高吸盘207吸附在箱板3上的几率，通过软磁材料制作磁环214，使磁环214更好的贴合在箱板3的板面上，提高吸盘207与箱板3板面之间的密封稳定性。在吸盘207未吸附在箱板3上时，磁环214先吸附在箱板3上，提高了吸盘207吸附箱板3的稳定性。当吸盘207内部产生负压时，外界空气挤压吸盘207，因箱板3表面存在坑槽/凸点而导致磁环214与箱板3之间存在缝隙时，延边208由橡胶制成，延边208对缝隙进行修补和封堵，使延边208在外界气压的作用下贴合在箱板3上，进一步提高吸盘207对箱板3的吸附。
59.吸盘207内部镶嵌有弹簧，吸盘207上端面所在水平面位置高于半导体211上端面所在水平面位置；
60.弹簧与控制系统连接，弹簧通电后使吸盘207收缩，吸盘207在磁场的作用下压缩。弹簧与控制系统连接，弹簧的每一圈相当于一个闭合回路，弹簧通电后产生磁场，在磁场的相互吸引下进行收缩，进而使弹簧带动吸盘207收缩，使吸盘207的高度被压缩。在吸盘207负压吸附在箱板3上后，弹簧被通入电流，弹簧使吸盘207压缩，通过吸盘207的收缩，使箱板3与半导体211之间的接触更加紧密，进而防止在托盘振动时，半导体211与箱板3断开接触，进而保证箱板3电阻焊的稳定性。
61.在外履带203以及内履带204对箱板3上的某一处焊缝焊接完成时，外履带203或者内履带204上同侧相邻的三个托盘中的位于中间位置的托盘内的负压箱3破除负压，使吸盘207解除对箱板3的吸附，同时加大弹簧中通入的电流，使弹簧收缩并带动磁环214与箱板3分离，之后，位于中间位置的成对的外托盘2061/内托盘2062在导轨213上滑动并相互靠近，最终对接在一起，由于两侧托盘仍然对箱板3进行吸附，两侧托盘对箱板3产生拉紧力，中间位置的托盘受到外履带203/内履带204的挤压，因此，即使中间位置的托盘上的吸盘207断开负压以及被压缩，而中间位置的托盘依旧被拉紧在箱板3上，中间位置托盘上的半导体211依旧被压缩到收紧槽内，且半导体211上端面所在水平面与托盘上端面所在水平面持平。当处于中间位置的两个托盘对接在一起后，负压箱210再次工作，并对收紧槽中的空气进行抽取，使其内部产生负压，之后，负压箱210停止工作，使收紧槽内保持一定的负压力，在一定时间内，若收紧槽内压力没有发生变化，则表示焊接合格，进而完成对焊接处的密封性检测，若收紧槽内发生压力变化，则中间位置的成对的托盘再次对两个箱板3进行焊接，之后，再次进行密封性检测，直至不存在焊接缝隙。在外履带203或者内履带204的行走过程中，对箱板3焊接处进行密封性检测的托盘依次更换位置。
62.本发明的工作原理：
63.龙门架的三角架支腿下方安装模组，模组带动整个龙门架移动，使龙门架可以在箱板3的外侧运动，方便焊接履带2在两个箱板3之间的焊缝处行走及焊接，机械手1将焊接履带2放置在两个箱板3的焊接处，焊接履带2通过焊接盘205对两个箱板3进行电阻焊。
64.将需要焊接的箱板3依次放置在焊接履带2的外侧，若需要从内侧对两个箱板3进行焊接，则需要使用内履带204，若需要从外侧对两个箱板3进行焊接，则需要使用外履带203。
65.从内侧进行焊接时，内履带204利用环形脊突上的成对的内托盘2062对两个箱板3进行负压吸附，使两个箱板3之间的相对位置固定，之后，成对的内托盘2062利用其上的半导体211将两个箱板3接入电路，使电流在两个箱板3之间流动，同时，内托盘2062利用振动机209对两个箱板3进行振动，在振动时，两个内托盘2062在导轨213上运动并相互靠近，使两个箱板3的对接处产生压力，便于提高两个箱板3的焊接效率，同时，利用施加在两个箱板3上的压力实现焊接保压。
66.在焊接的过程中，驱动轮202在驱动系统的驱动下转动，进而使驱动轮202带动内履带204转动，通过驱动系统反馈的位置数据，控制系统对每对内托盘2062上的吸盘207进行控制，使位于内履带204前方方向前端的吸盘207开始吸附箱板3，使位于内履带204前方方向后端的吸盘207解除对箱板3的吸附，实现内履带204在两个箱板3上的行走。在内履带204行走的同时，机械臂1以及龙门架适应性调整位置，跟随内履带204的运动而同步运动，最终完成对两个箱板3之间的焊接。
67.从外侧进行焊接时，外履带203利用环形沟槽上的成对的外托盘2061对两个箱板3进行负压吸附，吸盘207吸附在箱板3的板面上，使两个箱板3之间的相对位置固定，之后，成对的外托盘2061利用其上的半导体211将两个箱板3接入电路，使电流在两个箱板3之间流动，同时，外托盘2061利用振动机209对两个箱板3进行振动，在振动时，两个外托盘2061在导轨213上运动并相互靠近，使两个箱板3的对接处产生压力，便于提高两个箱板3的焊接效率，同时，利用施加在两个箱板3上的压力实现焊接保压。
68.在焊接的过程中，驱动轮202在驱动系统的驱动下转动，进而使驱动轮202带动外履带203转动，通过驱动系统反馈的位置数据，控制系统对每对外托盘2061上的吸盘207进行控制，使位于外托盘2061前方方向前端的吸盘207开始吸附箱板3，使位于外履带203前方方向后端的吸盘207解除对箱板3的吸附，实现外履带203在两个箱板3上的行走。在外履带203行走的同时，机械臂1以及龙门架适应性调整位置，跟随外履带203的运动而同步运动，最终完成对两个箱板3之间的焊接。
69.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
70.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。