CN104117840B - 一种两器自动穿管机 - Google Patents

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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
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 为了解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:
[0006] 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;
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 本发明的有益效果如下:
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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
[0015] 图1为本发明结构示意图。
[0016] 图2为本发明所述穿管机构侧视图。
[0017] 图3为本发明所述穿管机构主视图。
[0018] 图4为本发明所述穿管机构俯视图。
[0019] 图5为本发明所述夹爪结构示意图。
[0020] 图6为本发明所述模组机构俯视图。
[0021] 图7为本发明所述模组机构主视图。
[0022] 图8为本发明所述导引机构主视图。
[0023] 图9为本发明所述导引机构侧视图。
[0024] 图10为本发明所述入料机构主视图。[〇〇25]图11为本发明所述入料机构侧视图。
[0026] 图12为本发明所述串联导棒结构示意图。
[0027] 图13为本发明所述撑管治具使用示意图。具体实施方式
[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。[0〇29]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。
[0030] 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。
[0031] 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。[〇〇32]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。[〇〇33]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。
[0034] 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。[〇〇35]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。[0〇36] 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。
[0037]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。[0〇38] 如图10、图11所不,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。[〇〇39]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。
[0040] 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。
[0041] 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。
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