CN104117840A - 一种两器自动穿管机 - Google Patents

Abstract

一种两器自动穿管机，包括机架，机架上设有PLC控制器、穿管机构、模组机构、导引机构及入料机构，其特征在于：所述的穿管机构设置在模组机构的上方，入料机构设置在模组机构的一侧，导引机构位于模组机构侧下方，穿管机构、模组机构、导引机构及入料机构均与PLC控制器电连接。本发明实现了机械自动穿管、整直，并且一次的动作将所有的铜管穿入，大大节省许多时间，在穿管的同时会有机构导引铜管的穿过路径，避免因为人工穿入歪斜造成的翅片损坏。同时，更换治具简单，真正实现一机可生产多种机种的目的，附加设计的入料机构，实现了储料与自动入料的自动化操作，节省了人力资源。

Description

一种两器自动穿管机

技术领域

本发明属于精密装配机械技术领域，具体为一种用于空调行业热交换器生产的两器自动穿管机。

背景技术

很多行业（例如空调行业）热交换器生产都包括穿管工序，以空调的热交换器为例，热交换器的每列翅片中，一般有数百片极薄铝质翅片和数十根薄壁铜管，穿管过程中铜管极易变形。目前，空调冷凝器、散热器等热交换器的翅片堆垛及穿管工序大都依靠人工完成，国内还未见自动穿管机的成功案例。

现有的穿管机整体结构一般包括待穿管工作区、压紧装置、推料装置。目前穿管过程中，首先将待穿管件固定放置在待穿管工作区，由压紧装置下压固定压紧，然后由操作人员手工将钢管放入推料装置上，再由推料装置强力将钢管推入待穿管件中，完成穿管工作。其中采用人员手工放置钢管不仅生产效率低，而且浪费人力。而且人工穿管虽然可以减少铜管变形，但是需要大量的劳动力，生产成本高，并且生产效率低，工人的劳动强度大，工人离职率高。

发明内容

本发明是针对上述存在的技术问题，提供一种能够实现自动穿管，适于批量化生产的自动穿管机。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种两器自动穿管机，包括机架，机架上设有PLC控制器、穿管机构、模组机构、导引机构及入料机构，其特征在于：所述的穿管机构设置在模组机构的上方，入料机构设置在模组机构的一侧，导引机构位于模组机构侧下方，穿管机构、模组机构、导引机构及入料机构均与PLC控制器电连接。

所述的穿管机构安装在机架的顶端，穿管机构包括升降气缸、下压气缸、U管整直气缸、夹爪、夹爪气缸及连杆，升降气缸通过两个线性滑轨滑块固定在机架顶端的两个横梁之间，升降气缸通过安装在机架顶端的一个伺服电机驱动可以在滑轨滑块内移动，升降气缸下端设有下压气缸、U管整直气缸及夹爪气缸，U管整直气缸下端连接有整板，整板在U管整直气缸下压的作用下将U形管整直，U管整直气缸前端左右两侧各设置有一个下压气缸，两个下压气缸通过压板连接，压板上设置有若干用于夹紧U型管的夹爪，夹爪由夹爪气缸驱动，夹爪气缸位于夹爪后端。

所述的模组机构包括治具模组及分割器，治具模组包括安装架及两对机械臂，两对机械臂对称安装在安装架上，机械臂由翅片压门、压门气缸组成，压门气缸顶端与翅片压门连接，分割器位于在安装架下方，分割器下端连接有用于驱动的感应马达，感应马达驱动治具模组旋转，使得两对机械臂可以轮流进行作业。

所述的导引机构包括基座、无杆缸及引导架，无杆缸安装在基座上，引导架通过滑片安装在基座上并与无杆缸连接，由无杆缸驱动引导架上下升降。引导架上设置有若干垂直设立的引导棒，引导棒外侧附着有翅片。

所述的入料机构包括U管放置座、拉动气缸、U管顶升气缸、撑管气缸及撑管治具，U管放置座包括若干呈阵列式分布的条形杆，相邻两个条形杆通过串联导棒连接将多个条形杆连接为一排，拉动气缸位于U管放置座下方并与最后一列的条形杆相连接，条形杆前端设置有两块撑管治具，每一个撑管治具与一个撑管气缸连接，两个撑管气缸分别反作用力于撑管治具，两个撑管气缸均安装在升降架上，升降架底部安装有U管顶升气缸，U管顶升气缸将条形杆顶起来后，再利用错位的撑管气缸推动撑管治具撑开U管，保证U管形状为外八状型。

本发明的有益效果如下：

1、本发明实现了机械自动穿管、整直，并且一次的动作将所有的铜管穿入，大大节省许多时间，在穿管的同时会有机构导引铜管的穿过路径，避免因为人工穿入歪斜造成的翅片损坏；

2、更换治具简单，真正实现一机可生产多种机种的目的，附加设计的入料机构，实现了储料与自动入料的自动化操作，节省了人力资源；

3、利用连动的方式带动其他储料架，同时利用导棒与间隔环固定间距，实现两个间隙的准确转换，快速的变更间距。 

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明所述穿管机构侧视图。

图3为本发明所述穿管机构主视图。

图4为本发明所述穿管机构俯视图。

图5为本发明所述夹爪结构示意图。

图6为本发明所述模组机构俯视图。

图7为本发明所述模组机构主视图。

图8为本发明所述导引机构主视图。

图9为本发明所述导引机构侧视图。

图10为本发明所述入料机构主视图。

图11为本发明所述入料机构侧视图。

图12为本发明所述串联导棒结构示意图。

图13为本发明所述撑管治具使用示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

如图1所示，一种两器自动穿管机，包括机架5，机架5上设有PLC控制器6、穿管机构1、模组机构2、导引机构3及入料机构4，穿管机构1设置在模组机构2的上方，入料机构3设置在模组机构2的一侧，导引机构3位于模组机构2侧下方，穿管机，1、模组机构2、导引机构3及入料机构4均与PLC控制器6电连接。

如图2、图3、图4所示，穿管机构1安装在机架5的顶端，穿管机构1包括升降气缸14、下压气缸15、U管整直气缸13、夹爪、夹爪气缸12及连杆19，升降气缸14通过两个线性滑轨滑块141固定在机架5顶端的两个横梁之间，升降气缸14通过安装在机架5顶端的一个伺服电机11驱动可以在滑轨滑块内移动，升降气缸14下端设有下压气缸15、U管整直气缸13及夹爪气缸12，U管整直气缸13下端连接有整板17，整板17在U管整直气缸13下压的作用下将U形管整直，U管整直气缸13前端左右两侧各设置有一个下压气缸15，两个下压气缸15通过压板连接，压板上设置有若干用于夹紧U型管的夹爪18，夹爪18由夹爪气缸12驱动，夹爪气缸12位于夹爪18后端。

作为本发明的进一步改进，整板17分为上整板171和下整板172，下整板172由U管整直气缸13直接驱动，上整板171位于下整板172上方并与可上下活动的连杆19连接，连杆19长度为U型管的一半，上整板171以自重下降并由连杆19拉住到U型管中部位置。通过设置两块整板，能够实现U管的二次整直，提高U管的整直效率。

作为本发明的进一步改进，如图5所示，夹爪18由夹板181和钩板182组成，钩板182为“L”型，夹爪气缸12直接驱动钩板182活动用来夹紧U管。将钩板182设计为“L”型，夹爪气缸12驱动钩板182的开合来夹住u管，能够有效避免u管的夹伤。

穿管机构1通过夹爪气缸12与伺服电机11实现自动夹取铜管，让铜管可以一次性的穿过翅片，同时本机构带有自动U管整直的功能，让铜管以垂直直线的状态穿入翅片中，保证了穿管的质量，提供工作效率。

如图6所示，模组机构2包括治具模组及分割器26，治具模组包括安装架21及两对机械臂，两对机械臂对称安装在安装架21上，机械臂由翅片压门23、压门气缸24组成，翅片压门23为“L”型，压门气缸24顶端与翅片压门23连接，分割器26位于在安装架21下方，分割器26下端安装有用于驱动的感应马达22，感应马达22驱动治具模组旋转，使得两对机械臂可以轮流进行作业。

作为本发明的进一步改进，如图7所示，安装架21上设有导条治具25，机械臂安装在导条治具25上，导条治具25下方安装有下治具块27，导条治具25上设有相对应的刻度，将下治具块27高度与导条治具25调整到对应机种高度的刻度尺寸，可以满足一台机械生产多种机种尺寸的要求。

如图8、图9所示，导引机构3包括基座31、无杆缸33及引导架34，无杆缸33安装在基座31上，引导架34通过滑片35安装在基座31上并与无杆缸33连接，由无杆缸33驱动引导架34上下升降。引导架34上设置有若干垂直设立的引导棒32，引导棒32外侧附着有翅片。

作为本发明的进一步改进，将引导棒32顶端设计为圆锥型，圆锥型的顶端可以将铜管卡住，确保U管在插入翅片可以保证直线路径，提高穿管效率。同时，将引导棒32采取抽换方式，便于维修。

如图10、图11所示，入料机构4包括U管放置座41、拉动气缸44、U管顶升气缸45、撑管气缸47及撑管治具46，U管放置41座包括若干呈阵列式分布的条形杆411，相邻两个条形杆411通过串联导棒42连接将多个条形杆411连接为一排，拉动气缸44位于U管放置座41下方并与最后一列的条形杆411相连接，条形杆411前端设置有两块撑管治具46，每一个撑管治具46与一个撑管气缸47连接，两个撑管气缸47分别反作用力于撑管治具46，两个撑管气缸47均安装在升降架48上，升降架48底部安装有U管顶升气缸45，U管顶升气缸45将条形杆411顶起来后，再利用错位的撑管气缸47推动撑管治具46撑开U管49，保证U管49形状为外八状型。

作为本发明的进一步改进，如图12所示，每两个条形杆411之间的串联导棒42上设置有隔离环43，引导棒32和隔离环43可以确保快速的更换间距，方便操作。

作为本发明的进一步改进，如图13所示，该入料机构配有爪块可以处理U管内缩的状况。该方式是利用两撑管气缸47左右交叉带动撑管治具46撑开U管，同时也可以利用撑管治具46撑住U管49，方便穿管机构夹取U管49。

本发明的工作方法如下：由人工将翅片放置于模组机构2中，启动钮按下后，模组机构2自动门关起，旋转分度至穿管机构1下方，穿管机构1首先会在导引机构3上方定位，穿管机构1的伺服马达驱动丝杆作动横移至入料机构4上方定位，入料机构4将U管顶起一小段高度，穿管机构1的升降气缸下降夹取U管后在上升，横移至模组机构2上方，在穿管机构1作横移至模组机构2上方的这段走行时，穿管机构1会同时作动U管整直动作，导引机构3的导引棒会上升穿过翅片孔内，穿管机构1主升降气缸再下降一段距离让U管内孔插入导引棒后，整直动作回归原点，穿管机构1主升降气缸在下降将U管压入翅片孔内，穿管机构1上升回到原点位置，导引机构3的导引棒下降回到原点位置，模组机构2旋转分度到人员面前由人员手动取出穿好管的翅片。

Claims (9)

1.一种两器自动穿管机，包括机架，机架上设有PLC控制器、穿管机构、模组机构、导引机构及入料机构，其特征在于：所述的穿管机构设置在模组机构的上方，入料机构设置在模组机构的一侧，导引机构位于模组机构侧下方，穿管机构、模组机构、导引机构及入料机构均与PLC控制器电连接。

2.根据权利要求1所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的穿管机构安装在机架的顶端，穿管机构包括升降气缸、下压气缸、U管整直气缸、夹爪、夹爪气缸及连杆，升降气缸通过两个线性滑轨滑块固定在机架顶端的两个横梁之间，升降气缸通过安装在机架顶端的一个伺服电机驱动可以在滑轨滑块内移动，升降气缸下端设有下压气缸、U管整直气缸及夹爪气缸，U管整直气缸下端连接有整板，整板在U管整直气缸下压的作用下将U形管整直，U管整直气缸前端左右两侧各设置有一个下压气缸，两个下压气缸通过压板连接，压板上设置有若干用于夹紧U型管的夹爪，夹爪由夹爪气缸驱动，夹爪气缸位于夹爪后端。

3.根据权利要求1所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的模组机构包括治具模组及分割器，治具模组包括安装架及两对机械臂，两对机械臂对称安装在安装架上，机械臂由翅片压门、压门气缸组成，翅片压门为“L”，压门气缸顶端与翅片压门连接，分割器位于在安装架下方，分割器下端连接有用于驱动的感应马达，感应马达驱动治具模组旋转，使得两对机械臂可以轮流进行作业。

4.根据权利要求1所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的导引机构包括基座、无杆缸及引导架，无杆缸安装在基座上，引导架通过滑片安装在基座上并与无杆缸连接，由无杆缸驱动引导架上下升降，引导架上设置有若干垂直设立的引导棒，引导棒外侧附着有翅片。

5.根据权利要求1所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的入料机构包括U管放置座、拉动气缸、U管顶升气缸、撑管气缸及撑管治具，U管放置座包括若干呈阵列式分布的条形杆，相邻两个条形杆通过串联导棒连接将多个条形杆连接为一排，拉动气缸位于U管放置座下方并与最后一列的条形杆相连接，条形杆前端设置有两块撑管治具，每一个撑管治具与一个撑管气缸连接，两个撑管气缸分别反作用力于撑管治具，两个撑管气缸均安装在升降架上，升降架底部安装有U管顶升气缸，U管顶升气缸将条形杆顶起来后，再利用错位的撑管气缸推动撑管治具撑开U管，保证U管形状为外八状型。

6.根据权利要求1或2所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的整板分为上整板和下整板，下整板由U管整直气缸直接驱动，上整板位于下整板上方并与可上下活动的连杆连接，连杆长度为U型管的一半，上整板以自重下降并由连杆拉住到U型管中部位置。

7.根据权利要求1或2所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的夹爪由夹板和钩板组成，钩板为“L”型，夹爪气缸直接驱动钩板活动用来夹紧U管。

8.根据权利要求1或3所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的安装架上设有四条导条治具，机械臂安装在导条治具上，导条治具下方安装有下治具块，导条治具上设有相对应的刻度，将下治具块高度与导条治具调整到对应机种高度的刻度尺寸，可以满足一台机械生产多种机种尺寸的要求。

9.根据权利要求1或3所述两器自动穿管机，其特征在于：所述的每两个条形杆之间的串联导棒上设置有隔离环，引导棒和隔离环可以确保快速的更换间距。