CN104117840B - 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在滑轨内移动，升降气缸下端设有下压气缸，升降气缸下端的机架上设有U管整直气缸，夹爪气缸位于升降气缸下方，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，夹爪由压板上的夹爪气缸驱动，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上设有四条导条治具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 (8)

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；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在滑轨内移动，升降气缸下端设有下压气缸，升降气缸下端的机架上设有U管整直气缸，夹爪气缸位于升降气缸下方，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，夹爪由压板上的夹爪气缸驱动，夹爪气缸位于夹爪后端。

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”型，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。

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。

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。

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。

6.根据权利要求1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。

7.根据权利要求2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。

8.根据权利要求4所述两器自动穿管机，其特征在于：每两个所述的条形杆之间的串联导棒上设置有隔离环。