CN103801937A - 一种压缩机铜管全自动生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压缩机铜管全自动生产设备，属于压缩机部件加工装置技术领域。包括进料工位、扩口工位、束节工位、出料工位和转盘，进料工位、扩口工位、束节工位和出料工位顺次安装于转盘侧边，转盘底部设置有机械手，用于将待加工管件由前一工位移至下一工位；待加工管件由进料工位进入后，由机械手移至扩口工位，待加工管件在扩口工位处进行扩口加工后，机械手将已扩口管件移至束节工位处进行束节加工后，机械手将已扩口并束节的管件移至出料工位处，得到成品。采用本发明生产设备，可实现压缩机铜管的进料、扩口、束节和出料的全自动连续化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种压缩机铜管全自动生产设备，属于压缩机部件加工装置技术领域。
背景技术
压缩机铜管是制冷设备中的常用部件，为适应安装和气密性要求，通常采用一端孔径大、一段孔径小的结构，同时，这些部件连接过程中，会将不同材质的管件、部件相连通，如将铜管与钢管或不锈钢管、铝管进行连接，然后焊接牢固，基于焊接牢度的要求，会在压缩机铜管上进行打三点、滚花或加工束节头等。在常规的加工方法中，基于不同的连接部位对孔径大小、束节头的位置均不同，其原件通常都是管径均一的直筒铜管，铜管手工或车床加工进行扩口加工，再进行束节加工，铜管的扩口和束节是分别进行的，加工过程是非连续式加工，加工效率低，加工精度有限，当车工摩擦产生加工变形时，容易产生废料，成品管件的加工率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种可连续化进行的、加工精度高、操作效率快的压缩机铜管全自动生产设备，以实现压缩机铜管的高效连续化生产。
为实现上述目的，本发明的方案如下：
一种压缩机铜管全自动生产设备，包括进料工位、扩口工位、束节工位、出料工位和转盘，进料工位、扩口工位、束节工位和出料工位顺次安装于转盘侧边，转盘底部设置有机械手，用于将待加工管件由前一工位移至下一工位；待加工管件由进料工位进入后，由机械手移至扩口工位，待加工管件在扩口工位处进行扩口加工后，机械手将已扩口管件移至束节工位处进行束节加工后，机械手将已扩口并束节的管件移至出料工位处，得到成品。
所述的进料工位包括振动盘、螺旋渐进式料槽、金属软管、容置套管，螺旋渐进式料槽位于振动盘上方，并由振动盘带动其振动，螺旋渐进式料槽的开口与金属软管上端相连通，金属软管的下端位于容置套管正上方，容置套管的长度小于待加工管件长度，且容置套管底部与金属软管下端面之间的距离不小于待加工管件的长度，机械手的高度位于金属软管下端面与容置套管上端面之间。
所述的扩口工位包括限位块、扩口杆和夹模一构成，夹模一中部设置有用于容置待加工管件的容置孔一，容置孔一为通孔，限位块和扩口杆分别安装于容置孔一的上方和下方相对应的位置，限位块由限位油缸驱动，扩口杆由扩口油缸驱动，机械手将待加工管件置于容置孔一中，限位油缸驱动限位块向下移动至适宜位置并固定，扩口油缸驱动扩口杆向上移动至插入待加工管件中，对其一端进行扩口加工。
所述的束节工位由束节油缸、套管和夹模二构成，夹模二中部设置有容置孔二，套管安装于束节油缸下方，由束节油缸驱动，机械手将待加工管件移至容置孔二中，束节油缸驱动套管套装在待加工管件上，并继续向下挤压，使待加工管件变形，并在管壁上形成向外凸出的束节。
所述的夹模一和夹模二均由左模和右模构成，左模与右模结构对称，两者相对的一面均设置有配孔，左模由左夹紧油缸驱动，右模由右夹紧油缸驱动，左模与右模的配孔形成容置孔一或容置孔二。作为优选，所述的左模和右模均由刚度大的芯模和刚度小的外模构成，芯模安装于外模内，配孔开设于芯模上，芯模与外模刚度不同，芯模刚度较外模刚度大；所述的容置孔二为通孔或半通孔。
所述的出料工位由斜槽型料斗构成，其上端开口位于机械手下方，下端开口伸出转盘外。
所述的机械手由控制气缸操控其打开或合并，控制气缸活动安装于转盘下方，控制气缸后方连接有伸缩气缸，两者通过伸缩气缸的活塞杆相连接，伸缩气缸和控制气缸由定位机构控制，伸缩气缸与定位机构相连，定位机构通过控制伸缩气缸带动控制气缸向外或向内移动，进而改变机械手的位置。作为优选，所述的定位机构包括电机、减速器、凸轮分割器和旋转接头，电机和减速器与凸轮分割器的输入端相连，凸轮分割器的输出端上端面通过螺丝孔安装转盘，电机和减速器驱动凸轮分割器，凸轮分割器通过输出端将传动传递给转盘，从而带动转盘旋转，凸轮分割器通过伸缩气缸调整伸缩气缸的工作状态，进而调整机械手的位置。
采用具有上述特征的生产设备进行压缩机铜管的加工，其工作流程为：
先将待加工管件置于进料工位的螺旋渐进式料槽中，开启振动盘，在振动盘的驱动下，螺旋渐进式料槽在振动的过程中，待加工管件顺次由螺旋渐进式料槽的出口送入金属软管中，并经金属软管落入金属软管下方的容置套管中；此时，与容置套管对应的机械手在控制气缸的启动下收拢并握持住待加工管件，同时，电机和减速器驱动凸轮分割器，进而带动转盘旋转，转盘带动机械手以及机械手中握持的待加工管件移至扩口工位处，左夹紧油缸和右夹紧油缸驱动左模和右模做相向运动，将待加工管件固定在容置孔一中，控制气缸使机械手打开，限位油缸驱动限位块向下移动至待加工管件的上端面处并固定，扩口油缸驱动扩口杆向上移动，并挤入待加工管件的下端管内，进行扩口加工；扩口完毕后，限位油缸驱动限位块向上移动，同时扩口油缸驱动扩口杆向下移出已扩口管件，控制气缸使机械手合并并握持已扩口管件，凸轮分割器带动转盘旋转，转盘带动机械手和已扩口管件移至束节工位处，左夹紧油缸和右夹紧油缸驱动左模和右模做相向运动，将已扩口管件固定在容置孔二中，控制气缸使机械手打开，束节油缸驱动套管向下移动并套在已扩口管件上端，束节油缸继续驱动套管向下，在向下的挤压力作用下，已扩口管件特定位置出现向外凸出的束节头，待束节头的尺寸达到加工要求时，束节油缸驱动套管向上移出已束节管件；束节完毕后，控制气缸使机械手合并并握持已束节管件，凸轮分割器带动转盘旋转，转盘带动机械手和已束节管件移至出料工位处，控制气缸使机械手打开，已扩口并束节的管件落入出料工位的斜槽型料斗中，经由斜槽型料斗移出到指定位置，整个扩口、束节加工完毕。
采用具有上述特征的生产设备进行压缩机铜管的加工，其有益效果如下：
1. 本发明所提供的加工设备，通过定位机构控制转盘的旋转，带动管件移动至所需加工方式的加工工位处，无需人工操作，即可完成待加工管件的扩口、束节加工，整个加工过程可实现全自动、连续化生产，生产效率高，与常规的手工加工和非连续式车床加工相比，其加工效率可提高80-95%左右，加工效率的提高，缩短了每个管件的加工时间，有利于生产成本的降低，整体设备的加工成本得到有效控制。
2. 转盘每次的旋转角度可通过定位机构的凸轮分割器控制，根据各工位之间的距离以及夹角，预先设定凸轮分割器的旋转角度，从而实现转盘旋转角度的精确控制；同时，机械手的位置和状态的控制分别通过伸缩气缸和控制气缸来控制，而伸缩气缸和控制气缸则与定位结构的凸轮分割器相连接，凸轮分割器在操控转盘移动角度的同时，配合机械手的位置和打开或合并状态，实现待加工管件的精确定位，避免了旋转角度差的误加工所引起的废品加工，有利于提高产品的合格率，为加工成本的降低和加工效率的提高提供保障。
3. 扩口加工以左夹紧油缸、右夹紧油缸以及位于上方的限位油缸和位于下方的扩口油缸作为加工动力，通过夹模一与限位块和扩口杆的配合，可快速、准确的实现待加工管件的扩口加工，扩口精度高，避免了手工扩口工作所存在的误加工，也克服了车床加工过程中机械摩擦生热变形所引起的额外的切割打磨工序，在确保加工精度的同时，减少了废料的产生。
4. 束节加工以左夹紧油缸、右夹紧油缸和束节油缸为动力源，由于束节过程中会涉及到管件的挤压，为避免挤压过程中因挤压力不均衡所引起的束节头偏移、变形，通过左夹紧油缸和右夹紧油缸实现夹模二的精确定位，而束节油缸驱动的套管将需要束节的部位套在套管中，确保了束节头的加工不会出现偏移，为后续安装、焊接精度的提高提供保障。
5. 夹模一和夹模二均采用结构对称的左模和右模构成，左模和右模则又采用外模和芯模相互配合的结构，其中，若夹模的强度不够，则在加工过程中，外力的作用会引起夹模结构的变形，因此，夹模的强度必须要能够承受外力的挤压，但因挤压过程中仅仅是容置孔一、容置孔二附近的夹模会受到较大的挤压力，在确保不易变形和投入成本的综合考虑下，左模和右模均采用了强度不同的两块模配合拼装而成，其中强度较大的芯模安装于内，强度较小的外模安装于芯模外，并在芯模上设置配孔，左右两块芯模的配孔形成容置孔一和容置孔二；当芯模出现变形或配孔尺寸无法满足待加工管件的要求时，只需要更换芯模即可，使用更加便捷，可以满足不同规格的加工要求。
6. 因本发明装置中涉及到多个气缸、油缸和电磁阀等，其中的气管、电路较多，为避免这些管线缠绕所引起的操作不便，在本发明的转盘上方和转盘下方分别设置有电气旋转接头和气动旋转接头，在确保气缸、电磁阀可用的情况下，可以避免此类情况的发生。
采用具有上述特征的生产设备进行压缩机铜管的加工，从加工流程方面讲，将传统的非连续式加工转变成了连续式自动化加工；从投入成本方面讲，在满足加工需要的前提下，最大程度的减少了成本投入；从加工效率和加工精度方面讲，全自动化连续式生产确保了加工效率的提高，各加工工位与定位机构、机械手以及各动力源等的配合确保了加工精度，既提高了成品的合格率，又降低了废品率。
附图说明
图1为本发明的侧面结构示意图；
图2为图1中螺旋渐进式料槽的立体结构示意图；
图3为本发明扩口工位的结构示意图；
图4为图1中束节工位的结构示意图；
图5为本发明出料工位的结构示意图；
图6为夹模的俯视结构示意图；
图7为机械手的结构示意图；
图8为机械手的拆分结构尺寸标注图。
图中标号：1. 转盘；2. 机械手；3. 振动盘；4. 螺旋渐进式料槽；41. 开口；5. 金属软管；6. 容置套管；7. 限位块；8. 扩口杆；9. 夹模；91. 夹模一；92. 夹模二；10. 容置孔；101. 容置孔一；102. 容置孔二；11. 限位油缸；12. 扩口油缸；13. 束节油缸；14. 套管；15. 左模；16.右模；17. 左夹紧油缸；18. 右夹紧油缸；19. 芯模；20. 外模；21. 斜槽型料斗；22. 控制气缸；23. 伸缩气缸；24. 电机；25. 减速器；26. 凸轮分割器；27. 电气旋转接头；28. 定位环；29. 输出轴；30. 气动旋转接头。
具体实施方式
实施例1
本实施例一种压缩机铜管全自动生产设备，结合图1，包括进料工位、扩口工位、束节工位、出料工位和转盘1，进料工位、扩口工位、束节工位和出料工位顺次安装于转盘1侧边，转盘1底部设置有机械手2，用于将待加工管件由前一工位移至下一工位，其中：
结合图2，进料工位包括振动盘3、螺旋渐进式料槽4、金属软管5、容置套管6，螺旋渐进式料槽4位于振动盘3上方，并由振动盘3带动其振动，螺旋渐进式料槽4的开口41与金属软管5上端相连通，金属软管5的下端位于容置套管6正上方，容置套管6的长度小于待加工管件长度，且容置套管6底部与金属软管5下端面之间的距离不小于待加工管件的长度，机械手2的高度位于金属软管5下端面与容置套管6上端面之间；金属软管5下端所在机架的半径R为100mm。
结合图3，扩口工位包括限位块7、扩口杆8和夹模一91构成，夹模一91中部设置有用于容置待加工管件的容置孔一101，容置孔一101为通孔，限位块7安装于容置孔一101上方，扩口杆8安装于容置孔一101下方，限位块7与扩口杆8对应安装，限位块7由限位油缸11驱动，扩口杆8由扩口油缸12驱动，机械手2将待加工管件置于容置孔一101中，限位油缸11驱动限位块7向下移动至适宜位置并固定，扩口油缸12驱动扩口杆8向上移动至插入待加工管件中，对其一端进行扩口加工。
结合图4，束节工位由束节油缸13、套管14和夹模二92构成，夹模二92中部设置有容置孔二102，套管14安装于束节油缸13下方，由束节油缸13驱动，机械手2将待加工管件移至容置孔二102中，束节油缸13驱动套管14套装在待加工管件上，并继续向下挤压，使待加工管件变形，并在管壁上形成向外凸出的束节头。
其中，图6为夹模9的结构示意图，夹模一91和夹模二92统称为夹模9，夹模9（夹模一91和夹模二92）均由左模15和右模16构成，左模15与右模16结构对称，两者相对的一面均设置有配孔，左模15由左夹紧油缸17驱动，右模16由右夹紧油缸18驱动，左模15与右模16的配孔形成容置孔一101或容置孔二102。
结合图5，出料工位由斜槽型料斗21构成，斜槽型料斗21的上端开口位于机械手2下方，下端开口则伸出转盘1外，方便卸料。
结合图7，机械手2由控制气缸22操控其打开或合并，控制气缸22通过定位环28活动安装于转盘1下方，控制气缸22后方连接有伸缩气缸23，控制气缸22通过伸缩气缸23的活塞杆与伸缩气缸23相连接，伸缩气缸23和控制气缸22由定位机构控制，伸缩气缸23与定位机构相连，定位机构通过控制伸缩气缸23带动控制气缸22向外或向内移动，进而改变机械手2的位置。
结合图8中机械手的拆分结构示意图，机械手2由两个结构对称的夹手构成，两个夹手形成一个类似Y型结构，夹手的总长度L为53mm，总高度D为18.5，宽度D1为5mm，水平段与折弯段的夹角θ为135°，其余尺寸依次为：L1为24mm，L2为11mm，L3为5mm，L4为8mm，L5为18.2mm，L6为5.6mm，L7为14.1mm，L8为15.1mm，D2为11mm，D3为3mm，D4为9.8mm，D5为8.7mm，R1和R1均为2mm，Ф为80°。
加工流程：先将待加工管件置于进料工位的螺旋渐进式料槽4中，开启振动盘3，在振动盘3的驱动下，螺旋渐进式料槽4在振动的过程中，待加工管件顺次由螺旋渐进式料槽4的出口41送入金属软管5中，并经金属软管5落入容置套管6中；此时，与容置套管6对应的机械手2在控制气缸22的启动下合并并握持住待加工管件，同时，转盘1旋转并带动机械手2以及机械手2中握持的待加工管件移至扩口工位处，左夹紧油缸17和右夹紧油缸18分别驱动该工位处的左模和右模做相向运动（使左模与右模靠近，形成容置孔一101），将待加工管件固定在容置孔一101中，控制气缸22使机械手2打开，限位油缸11驱动限位块7向下移动至待加工管件的上端面处并固定，扩口油缸12驱动扩口杆8向上移动，并挤入待加工管件的下端管内，进行扩口加工；扩口完毕后，限位油缸11驱动限位块7向上移动，同时扩口油缸12驱动扩口杆8向下移出已扩口管件，控制气缸22使机械手2合并并握持已扩口管件，转盘1旋转，转盘1带动机械手2和已扩口管件移至束节工位处，左夹紧油缸17和右夹紧油缸18分别驱动该工位处的左模和右模做相向运动（使左模与右模靠近，形成容置孔二102），将已扩口管件固定在容置孔二102中，控制气缸22使机械手2打开，束节油缸13驱动套管14向下移动并套在已扩口管件上端，束节油缸13继续驱动套管14向下，在向下的挤压力作用下，已扩口管件的特定位置出现向外凸出的束节头，待束节头的尺寸达到加工要求时，束节油缸13驱动套管14向上移出已束节管件；束节完毕后，控制气缸22使机械手2合并并握持已束节管件，转盘1旋转，转盘1带动机械手2和已束节管件移至出料工位处，控制气缸22使机械手2打开，已扩口并束节的管件落入出料工位的斜槽型料斗21中，经由斜槽型料斗21移出到指定位置，整个扩口、束节加工完毕。
采用本实施例生产设备进行压缩机铜管的加工，从加工流程方面讲，将传统的非连续式加工转变成了连续式自动化加工；从投入成本方面讲，在满足加工需要的前提下，最大程度的减少了成本投入；从加工效率和加工精度方面讲，全自动化连续式生产确保了加工效率的提高，各加工工位与定位机构、机械手2以及各动力源等的配合确保了加工精度，既提高了成品的合格率，又降低了废品率。
实施例2
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：左模15和右模16均由刚度大的芯模19和刚度小的外模20构成，芯模19安装于外模20内，配孔开设于芯模19上，芯模19与外模20刚度不同，芯模19刚度较外模20刚度大；容置孔二102为通孔。
采用本实施例生产设备进行压缩机铜管的加工，从加工流程方面讲，将传统的非连续式加工转变成了连续式自动化加工；从投入成本方面讲，在满足加工需要的前提下，最大程度的减少了成本投入；从加工效率和加工精度方面讲，全自动化连续式生产确保了加工效率的提高，各加工工位与定位机构、机械手2以及各动力源等的配合确保了加工精度，既提高了成品的合格率，又降低了废品率。
实施例3
本实施例与实施例2的设置和工作原理相同，区别在于：容置孔二102为半通孔，其底部为不通的。
采用本实施例生产设备进行压缩机铜管的加工，从加工流程方面讲，将传统的非连续式加工转变成了连续式自动化加工；从投入成本方面讲，在满足加工需要的前提下，最大程度的减少了成本投入；从加工效率和加工精度方面讲，全自动化连续式生产确保了加工效率的提高，各加工工位与定位机构、机械手2以及各动力源等的配合确保了加工精度，既提高了成品的合格率，又降低了废品率。
实施例4
本实施例与实施例2的设置和工作原理相同，区别在于：定位机构包括电机24、减速器25、凸轮分割器26和旋转接头27，凸轮分割器26的输入轴与电机24和减速器25相连，并由电机24和减速器25驱动，凸轮分割器26的输出轴29上端面通过螺丝孔和螺钉安装有转盘1，电机24驱动凸轮分割器26，凸轮分割器26则通过输出轴29将传动传递给转盘1，从而带动转盘1转动；凸轮分割器26与伸缩气缸23和控制气缸22相连；电气旋转接头27安装于转盘1上方，气动旋转接头30安装于转盘1的下方，避免气管、电路缠绕；凸轮分割器26通过伸缩气缸23使控制气缸22和机械手2向转盘1的圆心接近或远离，以适应不同工位位置的需要，通过控制气缸22使机械手2打开或合并；电机24和减速器25驱动凸轮分割器26，凸轮分割器26则通过输出轴29带动安装于其上端面的转盘1旋转。
采用本实施例生产设备进行压缩机铜管的加工，从加工流程方面讲，将传统的非连续式加工转变成了连续式自动化加工；从投入成本方面讲，在满足加工需要的前提下，最大程度的减少了成本投入；从加工效率和加工精度方面讲，全自动化连续式生产确保了加工效率的提高，各加工工位与定位机构、机械手2以及各动力源等的配合确保了加工精度，既提高了成品的合格率，又降低了废品率。
以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：包括进料工位、扩口工位、束节工位、出料工位和转盘，进料工位、扩口工位、束节工位和出料工位顺次安装于转盘侧边，转盘底部设置有机械手，用于将待加工管件由前一工位移至下一工位；待加工管件由进料工位进入后，由机械手移至扩口工位，待加工管件在扩口工位处进行扩口加工后，机械手将已扩口管件移至束节工位处进行束节加工后，机械手将已扩口并束节的管件移至出料工位处，得到成品。
2.如权利要求1所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的进料工位包括振动盘、螺旋渐进式料槽、金属软管、容置套管，螺旋渐进式料槽位于振动盘上方，并由振动盘带动其振动，螺旋渐进式料槽的开口与金属软管上端相连通，金属软管的下端位于容置套管正上方。
3.如权利要求1所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的扩口工位包括限位块、扩口杆和夹模一构成，夹模一中部设置有用于容置待加工管件的容置孔一，容置孔一为通孔，限位块和扩口杆分别安装于容置孔一的上方和下方相对应的位置，限位块由限位油缸驱动，扩口杆由扩口油缸驱动。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的束节工位由束节油缸、套管和夹模二构成，夹模二中部设置有容置孔二，套管安装于束节油缸下方，并由束节油缸驱动。
5.如权利要求4所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的夹模一和夹模二均由左模和右模构成，左模与右模结构对称，两者相对的一面均设置有配孔，左模由左夹紧油缸驱动，右模由右夹紧油缸驱动，左模与右模的配孔形成容置孔一或容置孔二。
6.如权利要求5所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的左模和右模均由芯模和外模构成，芯模安装于外模内，配孔开设于芯模上，芯模刚度较外模刚度大。
7.如权利要求5所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的容置孔二为通孔或半通孔。
8.如权利要求1所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的出料工位由斜槽型料斗构成，其上端开口位于机械手下方，下端开口伸出转盘外。
9.如权利要求1所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的机械手由控制气缸操控其打开或合并状态，控制气缸活动安装于转盘下方，控制气缸后方连接有伸缩气缸，两者通过伸缩气缸的活塞杆相连接，伸缩气缸和控制气缸由定位机构控制。
10.如权利要求9所述的一种压缩机铜管全自动生产设备，其特征在于：所述的定位机构包括电机、减速器、凸轮分割器和旋转接头，凸轮分割器由电机和减速器驱动，转盘安装于凸轮分割器输出轴的上端面上，凸轮分割器与伸缩气缸相连，通过伸缩气缸调整伸缩气缸的工作状态，进而调整机械手的位置。
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Denomination of invention: A Fully Automatic Production Equipment for Compressor Copper Tube Effective date of registration: 20230321 Granted publication date: 20160420 Pledgee: Zhejiang Shengzhou Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pukou Sub branch Pledgor: SHAOXING HANLI INDUSTRIAL AUTOMATION SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023330000568 |