CN105215649B - 在线自动插u管系统 - Google Patents

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CN105215649B CN201510682649.0A CN201510682649A CN105215649B CN 105215649 B CN105215649 B CN 105215649B CN 201510682649 A CN201510682649 A CN 201510682649A CN 105215649 B CN105215649 B CN 105215649B
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes

Abstract

本发明公开了一种在线自动插U管系统,其包括,用于对短U管进行筛选整形的筛选整形机构,用于对空调冷凝器进行定位调整的在线定位机构,以及用于进行将短U管插入空调冷凝器动作的自动夹爪浮动机构,所述自动夹爪浮动机构的初始位置与所述筛选整形机构的行程终端相对应,所述自动夹爪浮动机构的终止位置与所述在线定位机构的行程终端相对应。本发明所述在线自动插U管系统,通过筛选整形机构提高了短U管的一致性,有利于实现短U管自动化插装,通过在线定位机构设置调整部件、水平限位部对工件在夹紧定位前进行位姿调整,使夹紧后工件的位置符合插U装配的定位,从而提高插U精度,并通过夹爪浮动机构实现自动化将短U管插装到空调冷凝器上。

Description

在线自动插U管系统
技术领域
[0001] 本发明涉及空调冷凝管短U自动装配领域,具体涉及一种在线自动插U管系统。
背景技术
[0002] 目前,公知的空调冷凝器、蒸发器自动装配是在线下完成的,空调冷凝器、蒸发器 通过线体运送到指定位置,然后通过机器人将空调冷凝器、蒸发器从线体抓取放到装配工 位,在装配工位用气缸进行装夹定位,进行短U管的插装工作,短U管插装完成后,再用机器 人将空调冷凝器、蒸发器重新放置到线体上运送至下一工位。这种线下工作方式需要用机 器人将空调冷凝器、蒸发器取出和放回线体,增加了装配所用时间,装配效率较低,另外使 用气缸直接对空调冷凝器、蒸发器进行装夹定位,在实际的工作过程中,由于空调冷凝器、 蒸发器在线体上的位姿不可能完全一样,机器人在抓取空调冷凝器、蒸发器放置在装配工 位时冷凝器的位姿也不可能完全相同,这种使用气缸直接夹装定位方式容易使空调冷凝 器、蒸发器发生倾斜,装夹精度难以满足后续短U管插装的工作精度要求,同时提高了在短U 管插装过程中对短U管一致性的要求。
[0003] 特别对于并排安装的多个夹爪在同时短U插入过程中,对冷凝翅片的定位精度以 及短U的一致性要求更高,而实际生产过程中,短U的一致性并不是很好,即使通过提高定位 精度也很难将短U顺利的插入到冷凝翅片中,目前采用的通过机器人给定的向下移动的距 离来确定短U插入深度的方法,其容易出现短U在插入过程中卡死的情况,使之不能实现插 入设定的深度。
[0004] 同时由于短U管的焊环高度和管口中心距不一致,有些短U管缺少焊环,有的短U管 需要用一定的外力才能将其插入空调冷凝器的长U管中,这些均会造成空调冷凝器的不合 格,而现有的人工装配不能够适应自动化生产的要求。
[0005] 因此亟需研发一种能够提高短U管的一致性,同时自动进行连续统一装配的在线 自动插U管系统。
发明内容
[0006] 为解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种能够提高短u管的一致性,同时自 动进行连续统一装配的在线自动插U管系统。
[0007] 本发明所述一种在线自动插u管系统,其包括,用于对短u管进行筛选整形的筛选 整形机构,用于对空调冷凝器进行定位调整的在线定位机构,以及用于进行将短U管插入空 调冷凝器动作的自动夹爪浮动机构,所述自动夹爪浮动机构的初始位置与所述筛选整形机 构的行程终端相对应,所述自动夹爪浮动机构的终止位置与所述在线定位机构的行程终端 相对应。
[0008] 优选的,所述筛选整形机构包括
[0009] 一振动基座,
[0010] 和一设置在所述振动基座上、用于运送短u管的滑道;
[0011] 并沿短U管运动方向依次设有用于对短U管进行合格检测的质检组件;用于对短u 管进行条件筛选的筛选组件;以及用于对短u管进行拼装整形的整形组件;
[0012] 所述在线定位机构包括对称设置在线体两侧的调正部件、沿线体传送方向设置在 调正部件一端的水平限位部件、与所述调正部件对应设置的夹紧部件、以及设置在所述夹 紧部件底座、对夹紧部件进行水平提升的提升部件;
[0013] 所述自动夹爪浮动机构包括
[0014] 一操作手臂;
[0015] 通过一安装孔与操作手臂的执行端套装连接的安装部;
[0016] 通过一导向轴与所述安装部活动连接的夹爪固定板;
[0017] 与所述夹爪固定板固定连接的气爪安装板;所述气爪安装板内设有T型通孔;配合 设置在所述T型通孔中的T型气爪浮动轴;与所述T型气爪浮动轴的轴部自由端固定连接的 气动夹爪组件;以及通过分气板固定螺钉固定在气爪安装板的分气板,用于对气动夹爪组 件的工作气体进行配送;
[0018] 所述操作手臂的初始位置与所述整形组件的行程终端相对应,终止位置与所述提 升部件的行程终端相对应。
[0019] 优选的,所述质检组件包括分别设置在滑道两侧的焊环检测部件与中心距检测部 件,所述焊环检测部件与中心距检测部件的检测端分别伸入滑道对滑道上的短U管进行检 测;
[0020] 所述筛选组件包括设置在所述滑道一侧的除料部件,以及与滑道的侧壁活动连接 的除料翻转部件,所述除料部件具有一伸缩端,所述除料翻转部件的翻转方向与除料部件 的伸缩方向一致;
[0021] 所述整形组件包括设置在所述滑道上方的整形下压部件、与所述整形下压部件相 对设置在所述滑道下方的整形拼装部件,所述滑道设于整形下压部件与整形拼装部件之间 的位置设有一纵向连接通孔。
[0022] 优选的,所述焊环检测部件包括焊环检测气缸和固定设置在焊环检测气缸的推杆 上的焊环检测手指,所述焊环检测手指包括检测基座、设置在检测基座上的焊环检测滑槽; 一端设置在焊环检测滑槽中的左、右焊环检测夹;设置在左、右焊环检测夹之间的焊环检测 弹簧;以及焊环检测传感器,所述焊环检测传感器用于通过识别焊环检测弹簧的伸缩长度 判断短U管上的焊环是否合格;
[0023] 所述中心距检测部件包括中心距检测气缸和固定设置在中心距检测气缸的推杆 上的中心通规,以及中心距检测传感器,所述中心距检测传感器用于根据中心通规是否直 接穿过短U管来检测短U管的管口中心距是否合格。
[0024] 优选的,所述整形下压部件还包括一沿滑道延伸方向垂直设置在滑道路径终点的 导料侧板,所述导料侧板相对滑道对称铰接设有U管活动导料块,所述U管活动导料块之间 间隔设有一条U管通道,所述U管通道设有焊环卡接口,对所述短U管进行卡接;
[0025] 所述整形拼装部件包括与所述滑道对应设置的拼装导轨,通过滑块设置在所述拼 装导轨上的整形下模;以及均匀并列设置在所述整形下模上的锥形导向柱,所述锥形导向 柱的直径与所述短U管的内径相配合。
[0026] 优选的,所述在线定位机构包括横跨于线体上的位姿调整组件,所述位姿调整组 件包括对称设置在所述于线体两侧的第一位姿调整分部和第二位姿调整分部,所述第一位 姿调整分部与第二位姿调整分部上对称设有:
[0027] 垂直于线体纵向设置的提升气缸,所述提升气缸的推送端向上推送;
[0028] 设置在所述提升气缸的推送端的夹紧气缸,所述夹紧气缸的自由端相对设置;
[0029] 设置在所述夹紧气缸的自由端的调正气缸,所述调正气缸的自由端亦相对设置。 [0030] 优选的,所述在线定位机构还包括一横跨于线体上、且纵向高度大于位姿调整组 件的二次提升组件,所述二次提升组件包括对称设置在所述于线体两侧的第一提升分部和 第二提升分部,所述第一提升分部和第二提升分部上对称设有:
[0031] 垂直于线体纵向设置的二次提升导轨;
[0032] 活动设置于所述二次提升导轨的二次夹紧气缸,所述二次夹紧气缸的自由端设有 夹紧板,所述夹紧板相对设置;
[0033] 所述二次夹紧气缸通过提升滑块设置于所述二次提升导轨上,且所述提升滑块与 二次提升导轨之间还设有一直角支撑部件,所述直角支撑部件的一直角边与所述提升滑块 固定连接,另一直角边与所述二次夹紧气缸固定连接。
[0034] 优选的,所述位姿调整组件与所述二次提升组件设置在同一固定基座上,所述固 定基座上设有一同步带,所述位姿调整组件活动设置在所述同步带上,所述同步带的的行 程终端位于所述二次提升组件的正下方。
[0035] 优选的,所述T型气爪浮动轴包括帽端和轴部,所述帽端直径大于所述T型通孔的 纵向部孔径,且帽端的轴向宽度小于所述T型通孔的横向部孔深,所述轴部的直径小于T型 通孔的纵向部孔径。
[0036] 优选的,所述T型气爪浮动轴与所述夹爪固定板之间设有轴向伸缩的弹性部件; [0037] 所述夹爪固定板相对所述T型气爪浮动轴设有一盲孔,所述T型气爪浮动轴的顶端 相对盲孔设有一凹槽,所述弹性部件的两端分别设置在所述盲孔和凹槽内。
[0038] 本发明所述在线自动插U管系统,其通过筛选整形机构、在线定位机构以及夹爪浮 动机构实现自动化将短U管插装到空调冷凝器上。
[0039] 其中所述筛选整形机构通过对短U管进行质检、筛选、整形三个连续步骤,剔除了 不符合要求的短U管,并且对符合要求的短U管进行整形,使短U管的焊环在同一高度,统一 调整管口中心距,提高了短U管的一致性,有利于实现短U管自动化插装,通过所述整形下模 上的一组锥形导向柱,使套装在锥形导向柱上的短U管亦形成一组间隔均匀,位置固定的短 u管组列,使得机械手能够一次抓取多个短U管,提高了插装效率,与传统人工操作相比,提 高了自动化程度与插装效率。
[0040] 所述在线定位机构通过设置调整部件、水平限位部对工件在夹紧定位前进行位姿 调整,使夹紧后工件的位置符合插U装配的定位,从而提高插U精度,避免了现有技术中夹装 工件位置倾斜造成插U错位的问题,同时由于所述在线定位机构设置在线体的传输路径上, 亦减少了现有线下夹紧定位中采用机器人抓取空调冷凝器、蒸发器的动作,提高了夹紧定 位的效率。
[0041] 所述自动插U管设备的夹爪浮动机构通过安装部与夹爪固定板形成的第一级浮动 设置对操作手臂的插短U的准确性进行粗向调整,通过T型通孔与T型气爪浮动轴形成的第 二级浮动设置对的准确性进行微向调整,使T型气爪浮动轴在T型通孔中进行自适应活动, 形成柔性补偿调整,最终使短U管准确的插入空调冷凝翅片的管口中,消除现有技木甲姐u 管的一致性问题以及空调冷凝翅片定位所引起的误差。
附图说明
[0042]图1为本发明所述在线自动插U管系统的整体剖视图;
[0043]图2为本发明所述自动插U管设备的筛选整形系统的俯剖视图;
[0044]图3为图2中A部的放大示意图;
[0045]图4为本发明所述自动插U管设备的筛选整形系统的部分正剖视图;
[0046]图5为本发明所述自动插U管设备的筛选整形系统的部分侧剖视图;
[0047]图6为本发明所述自动插U管设备的筛选整形系统的整体侧剖视图;
[0048]图7为图6沿C-C方向的剖视图;
[0049]图8为图7中B部的放大示意图;
[0050]图9为本发明所述自动插u管设备的筛选整形系统的整体正剖视图;
[0051]图10为本发明所述在线定位机构的主视图;
[0052]图11为本发明所述在线定位机构的侧视图;
[0053] 图12为本发明所述在线定位机构的俯视图。
[0054] 图13为本发明所述自动插U管设备的夹爪浮动机构的正向半剖视图;
[0055]图14为本发明所述自动插U管设备的夹爪浮动机构的侧向半剖视图;
[0056] 图15为图14中D部放大示意图;
[0057]图16为本发明所述气爪安装板内T型通孔的剖视图;
[0058]图17为本发明所述T型气爪浮动轴的半剖视图。
具体实施方式
[0059]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0060]本发明提供一种在线自动插U管系统,如图1所示,其包括用于对短U管进行筛选整 形的筛选整形机构100,用于对空调冷凝器进行定位调整的在线定位机构200,以及用于进 行将短U管插入空调冷凝器动作的自动夹爪浮动机构300,所述自动夹爪浮动机构300的初 始位置与所述筛选整形机构100的行程终端相对应,所述自动夹爪浮动机构300的终止位置 与所述在线定位机构200的行程终端相对应。
[0061] 其中,如图2所示,所述筛选整形机构100包括一振动基座11〇,
[0062] 和一设置在所述振动基座110上、用于运送短U管的滑道120;
[0063]并沿短U管运动方向依次设有用于对短U管进行合格检测的质检组件130;用于对 短U管进行条件筛选的筛选组件140;以及用于对短U管进行拼装整形的整形组件150;
[00M] 如图10所示,所述在线定位机构2〇0包括横跨于线体上的位姿调整组件21〇,所述 位姿调整组件210包括对称设置在所述于线体两侧的第一位姿调整分部2〇1和第二位姿调 整分部202,所述第一位姿调整分部201与第二位姿调整分部202上对称设有:
[0065]垂直于线体纵向设置的提升气缸211,所述提升气缸的推送端向上推送,所述 提升气缸211即为上述提升部件;
[0066] 设置在所述提升气缸211的推送端的夹紧气缸212,所述夹紧气缸212的自由端相 对设置,所述夹紧气缸212即为上述夹紧部件;
[0067] 设置在所述夹紧气缸212的自由端的调正气缸213,所述调正气缸213的自由端亦 相对设置,所述调正气缸213即为上述调正部件。
[0068] 如图13所示,所述自动夹爪浮动机构300包括
[0069] 一操作手臂301;
[0070] 通过一安装孔与操作手臂301的执行端套装连接的安装部310;
[0071] 通过一导向轴与所述安装部活动连接的夹爪固定板320;
[0072]与所述夹爪固定板固定连接的气爪安装板330;所述气爪安装板内设有T型通孔, 配合设置在所述T型通孔中的T型气爪浮动轴;
[0073]与所述T型气爪浮动轴的轴部自由端固定连接的气动夹爪组件340;
[0074] 以及通过分气板固定螺钉固定在气爪安装板的分气板350,用于对气动夹爪组件 的工作气体进行配送;
[0075] 所述操作手臂301的初始位置与所述整形组件15〇的行程终端相对应,终止位置与 所述提升气缸211的行程终端相对应。
[0076] 具体的,所述振动基座110通过底部设置的直线振动器带动振动,所述短U管设置 在滑道120上,在振动基座110的振动下沿质检组件130向整形组件150的方向移动。
[0077] 所述质检组件130包括分别设置在滑道120两侧的焊环检测部件131与中心距检测 部件132,所述焊环检测部件131与中心距检测部件132的检测端分别伸入滑道120对滑道 120上的短U管进行检测。
[0078] 所述焊环检测部件131包括焊环检测气缸133和固定设置在焊环检测气缸133的推 杆上的焊环检测手指134,如图3所示,所述焊环检测手指134包括检测基座134a、设置在检 测基座IMa上的焊环检测滑槽134b;—端设置在焊环检测滑槽134b中的左、右焊环检测夹 134c;设置在左、右焊环检测夹134c之间的焊环检测弹簧134d;以及焊环检测传感器134e, 所述焊环检测传感器134e用于通过识别焊环检测弹簧134d的伸缩长度判断短U管上的焊环 是否合格。
[0079] 首先在焊环检测传感器134e中设置焊环检测弹簧134d的阈值伸缩长度,在检测 时,如果所述焊环检测传感器13知识别到焊环检测弹簧lMd的伸缩长度小于阈值伸缩长 度,则表示短U管上对称设有焊环,反之,如果所述焊环检测传感器13知识别到焊环检测弹 簧134d的伸缩长度大于阈值伸缩长度,则表示短U管上缺少焊环,此时,所述焊环检测传感 器134e会向所述筛选组件140发出剔除指令,使不合格的短U管在筛选步骤中剔除出来。 [0080]如图2和图4所示,所述中心距检测部件132包括中心距检测气缸135和固定设置在 中心距检测气缸135的推杆上的中心通规136,以及中心距检测传感器137,所述中心距检测 传感器137用于根据中心通规136是否直接穿过短U管来检测短U管的管口中心距是否合格。 [0081] 首先在中心距检测传感器137中设置短U管的阈值中心距,在检测时,如果中心通 规136直接穿过短U管,则表明短U管的管口中心距过大,不合格,所述中心距检测传感器137 会向所述筛选组件140发出剔除指令,使不合格的短U管在筛选步骤中剔除出来。如果中心 通规136不能直接穿过短U管,则表明短U管的管口中心距合格。
[0082] 具体的,由于焊环位置的设定,所述中心通规136的水平高度低于所述焊环检测手 指134的水平高度。
[0083] 所述质检组件130还包括一相对质检组件130设置在滑道120上的识别传感器138, 所述识别传感器138用于当识别到短U管在滑道120上通过质检组件130时,控制焊环检测部 件131与中心距检测部件132同时动作,对短U管进行合格检测。
[0084] 如图2和图4所示,所述筛选组件140包括设置在所述滑道120—侧的除料部件141, 以及与滑道120的侧壁活动连接的除料翻转部件142,所述除料部件141具有一伸缩端,所述 除料翻转部件142的翻转方向与除料部件141的伸缩方向一致;
[0085] 其中,所述除料部件141包括剔除气缸143与固定设置在剔除气缸143的推杆上的 除料推板144,以及剔除传感器145;所述剔除传感器145用于识别短U管在滑道120上通过除 料部件141,并根据焊环检测弹簧134d或中心距检测传感器137的检测结果将不合格的短U 管剔除。
[0086] 当剔除传感器145接收到焊环检测弹簧134d或中心距检测传感器137的不合格指 令,剔除气缸143带动除料推板144将不合格的短U管推出滑道120,所述除料翻转部件142在 除料推板144的推动下向上翻转,使短U管自滑道120—侧落下;剔除后除料翻转部件142在 自身重力作用来恢复原状,如果该短U管合格,则剔除气缸143不动作,让其通过。
[0087] 如图4至图7所示,所述整形组件150包括设置在所述滑道120上方的整形下压部件 151、与所述整形下压部件151相对设置在所述滑道120下方的整形拼装部件152,所述滑道 120设于整形下压部件151与整形拼装部件152之间的位置设有一纵向连接通孔。
[0088] 如图4和图5所示,所述整形下压部件151包括固定设置在滑道120的路径终点的整 形安装座151a;设置在所述整形安装座151a上的整形气缸151b,所述整形气缸151b的推杆 朝下指向滑道120设置;固定设置在焊环整形气缸151b的推杆上的整形上模151c;以及整形 传感器151d;所述整形传感器151d用于当识别到短U管在滑道120上通过整形下压部件151 时,控制整形气缸151b推杆向下动作,带动整形上模151c将所述短U管自纵向连接通孔下压 至整形拼装部件152上。
[0089] 如图6和图7所示,所述整形下压部件151还包括一沿滑道120延伸方向垂直设置在 滑道120路径终点的导料侧板151e,所述导料侧板151e相对滑道120对称铰接设有U管活动 导料块151f,所述U管活动导料块151f之间间隔设有一条U管通道151g,所述U管通道151g设 有焊环卡接口,对所述短U管进行卡接。
[0090] 当整形传感器151d识别到短U管进入U管通道151g时,控制整形气缸151b推杆向下 动作,带动整形上模151c对所述短U管进行下压动作,所述U管活动导料块151f在下压力的 推动下向两侧翻转,使短u管自U管通道151g中直线下落压至整形拼装部件152上。
[0091] 如图7所示,所述整形拼装部件152包括与所述滑道120对应设置的拼装导轨152a, 通过滑块设置在所述拼装导轨152a上的整形下模152b;以及均匀并列设置在所述整形下模 152b上的一组锥形导向柱152c,所述锥形导向柱152c的直径与所述短U管的内径相配合。 [0092] 进一步的,如图8所示,所述锥形导向柱152c的底部套装有缩口模板152d,所述缩 口模板152d绕所述锥形导向柱152c设有一环形内凹槽152e。所述整形气缸15 lb下压将所述 短U管套装在锥形导向柱152c上并继续下压使所述短U管的管口落入环形内凹槽152e中,从 而在压力下形成向内缩口。 L0093J图6中,所述拼装导轨152a还包括一伺服电机153a,一与所述伺服电机153a输出轴 固定连接的丝杆153b,所述滑块下部与所述丝杆^油螺纹配合设置;所述伺服电机153?1按 照所述整形气缸151b的下压频率控制所述丝杆15¾移动,使所述短u管分别逐一落在锥形 导向柱152c上,形成短U管组列。
[0094]所述短U管自U管通道151g中直线下落套装在整形下模152b上的锥形导向柱152c 上,通过采用整形气缸151b进行统一下压,使套装在锥形导向柱152(;上的短u管的焊环处于 同一高度,同时,通过锥形导向柱152c之间的固定间距对短u管的中心距进行调整,从而提 高了短U管的一致性,有利于实现短U管自动化插装。
[0095]具体的,当一个短U管与锥形导向柱152c在整形拼装部件152上完成拼装后,伺服 电机153a驱动丝杆15:3b,通过滑块带动整形下模152b向前移动,使下一个锥形导向柱152c 对准纵向连接通孔,等待下一个短U管的整形,直至整形下模152b上的锥形导向柱152c插满 短U管,最后伺服电机153a驱动丝杆153b带动整形下模152b将整形完的短U管送至操作手臂 301的初始抓取位置。
[0096]进一步的,如图9所示,所述拼装导轨152a的行程终端设有接近开关154,所述接近 开关154的感应板154a设置在所述滑块上,当滑块运动至拼装导轨152a的行程终端时,所述 感应板154a触发接近开关154,伺服电机153a停止,此时整形下模152b移动到指定的位置。 [0097]如图10所示,所述在线定位机构200的提升气缸211与所述夹紧气缸212之间设有 一垂直于线体纵向设置的提升导轨214;所述夹紧气缸212通过一滑块215设置于所述提升 导轨214上,且所述提升气缸211的推送端与所述滑块215固定连接,因此,所述提升气缸211 通过滑块215带动夹紧气缸212沿提升导轨214上下运动。
[0098] 进一步的,如图11所示,所述滑块215与提升导轨214之间还设有一直角过渡部件 216,所述直角过渡部件216的一直角边与所述滑块215固定连接,另一直角边与所述夹紧气 缸2212固定连接。
[0099] 所述调正气缸213的自由端设有一调正板217,所述调正板217沿线体传送方向的 一侧设有水平限位块217a。所述水平限位块217a用于当调正气缸213对空调冷凝器进行调 正之后进一步限定所述空调冷凝器相对位姿调整组件210的位置,使位姿调整组件2丨〇夹紧 后,空调冷凝器相对位姿调整组件210的位置保持一致。
[0100] 为适应不同空调冷凝器尺寸的不同或相对位置的改变,如图12所示,所述调正板 217相对水平限位块217a的另一侧设有一限位调整气缸21几,所述限位调整气缸21?b的自 由端通过一水平调整板217c与水平限位块217a固定连接,通过限位调整气缸217b对水平限 位块217a位置的改变,从而使位姿调整组件21〇能够适应不同尺寸的空调冷凝器及相对位 置的调整。 _ ^
[0101] 同时所述第一位姿调整分部201与第二位姿调整分部2〇2上还对称设有位置位置 识别传感器218,所述位置识别传感器218用于当识别到线体上有空调冷凝器传送至位姿调 整组件210时,控制线体停止传送。
[0102] 当所述空调冷凝器在线体的带动下移动至所述第一位姿调整分部2〇1与第二位姿 调整分部202之间,所述空调冷凝器位置识别传感器218识别到所述空调冷凝器,即彳^止线 体运动,同时所述位姿调整组件210在中央控制器23〇的控制下驱动第一位姿调整分部201 和第二位姿调整分部202工作,具体的,所述调正气缸2丨3、夹紧气缸212、提升气缸211依次 启动工作,所述调正气缸213驱动其自由端相对靠近,对所述空调冷㈣器进订位置扶正,同 时所述空调冷凝器在线体的带动下抵接于所述水平限位块217a,对所述空调冷凝器相对位 姿调整组件210的位置进行统一限定,从而完成对空调冷凝器的位姿调整,再由夹紧气缸 212对空调冷凝器进行夹紧,并通提升气缸211将空调冷凝器自线体上向上提升至操作手臂 301的插U安装位置,从而实现对空调冷凝器的插U工作。
[0103] 进一步的,为增大空调冷凝器相对线体一端的可操作空间,即需要增加空调冷凝 器与所述线体之间相隔的间距,从而需要增加空调冷凝器提升的高度,因此,如图10至图12 所示,所述在线定位机构200还包括一横跨于线体上、且纵向高度大于位姿调整组件210的 二次提升组件220,所述二次提升组件220包括对称设置在所述于线体两侧的第一提升分部 203和第二提升分部204,所述第一提升分部203和第二提升分部204上对称设有:
[0104] 垂直于线体纵向设置的二次提升导轨221;
[0105] 活动设置于所述二次提升导轨221的二次夹紧气缸222,所述二次夹紧气缸222的 自由端设有夹紧板227,所述夹紧板227相对设置。
[0106] 具体的,所述二次夹紧气缸222通过一提升滑块223设置于所述二次提升导轨221 上,所述提升滑块223由一伺服电机224带动在二次提升导轨221上下滑动,且所述提升滑块 223与二次提升导轨221之间还设有一直角支撑部件225,所述直角支撑部件225的一直角边 与所述提升滑块223固定连接,另一直角边与所述二次夹紧气缸222固定连接。
[0107] 所述第一提升分部203和第二提升分部204还对称设有二次识别传感器226,所述 二次识别传感器226用于识别位姿调整组件210传送过来的空调冷凝器。
[0108] 当所述二次识别传感器226检测到空调冷凝器时,即表示位姿调整组件210将空调 冷凝器传递给二次提升组件220,则所述二次识别传感器2%提示二次夹紧气缸222开始工 作,对空调冷凝器进行夹紧,并驱动伺服电机224对二次夹紧气缸222进行提升,从而实现对 空调冷凝器的二次提升工作,扩大了空调冷凝器相对线体一端的可操作空间。
[0109] 所述位姿调整组件210与所述二次提升组件220设置在同一固定基座240上,所述 固定基座240上设有一同步带241,所述位姿调整组件210活动设置在所述同步带241上,所 述同步带241的的行程终端位于所述二次提升组件220的正下方。
[0110] 具体的,所述同步带241由一减速电机232控制,当所述在线定位机构200处于初始 状态时,所述位姿调整组件210位于所述导轨的行程始端,当所述位姿调整组件21〇完成对 空调冷凝器的位姿调整之后,所述减速电机232带动位姿调整组件210运动至二次提升组件 220的正下方,实现空调冷凝器的传递工作。当二次提升组件220接收空调冷凝器后,所述位 姿调整组件210在减速电机232的带动下返回至导轨的行程始端,并接收下一个空调冷凝 器;所述二次提升组件220将空调冷凝器自线体上向上提升至操作手臂301的插U安装位置, 使操作手臂301完成对空调冷凝器进行插U工作,待工作完成后将空调冷凝器放置在线体 上,二次夹紧气缸222松开,线体将空调冷凝器运送到下一工位。
[0111] 如此,所述位姿调整组件210与所述二次提升组件220的工作相互独立,节约了加 工时间,提高了生产效率。
[0112] 所述同步带241上还设有一行程开关233,当所述二次识别传感器226识别到空调 冷凝器在位姿调整组件210运送下超过指定的位置时,所述行程开关233及时关停减速电机 232。
[0113] 如图13和图14所示,所述自动夹爪浮动机构3〇〇包括操作手臂301、安装部310、夹 爪固定板320、气爪安装板330、气动夹爪组件340以及分气板350。
[0114] 其中,所述安装部310通过一安装孔311与操作手臂301执行端套装连接;所述夹爪 固定板320通过一导向轴321与所述安装部310活动连接;所述气爪安装板33〇与所述夹爪固 定板320固定连接;如图14所示,所述气爪安装板330内设有T型通孔331,以及配合设置在所 述T型通孔331中的T型气爪浮动轴332;所述T型气爪浮动轴332包括帽端332a和轴部332b, 所述帽端332a直径大于所述T型通孔331的纵向部孔径,且帽端332a的轴向宽度小于所述T 型通孔331的横向部孔深,所述轴部332b的直径小于T型通孔331的纵向部孔径;所述气动夹 爪组件340与所述T型气爪浮动轴332的轴部332b自由端固定连接;所述分气板350通过分气 板固定螺钉固定在气爪安装板330上,用于对气动夹爪组件340的工作气体进行配送。
[0115] 具体的,所述导向轴321同时贯穿所述安装部310与夹爪固定板3加,且一端与夹爪 固定板320固定卡接设置,另一端通过限制螺钉活动套装在安装部310上,所述导向轴321的 长度大于所述安装部310与夹爪固定板320的总体厚度。
[0116] 通过设置导向轴321,使所述夹爪固定板320与所述安装部310之间活动连接,形成 第一级浮动设置,由于所述T型气爪浮动轴332的轴部332b的直径小于T型通孔331的纵向部 孔径,但帽端332a直径大于所述T型通孔331的纵向部孔径,因此,所述T型气爪浮动轴332能 够在所述T型通孔331中进行小范围的左右活动,同时,所述T型气爪浮动轴332的帽端332a 的轴向宽度小于所述T型通孔331的横向部孔深,因此,所述T型气爪浮动轴332能够在所述T 型通孔331中进行小范围的上下活动,进而形成了第二级浮动设置,且第一级浮动设置为粗 调浮动,第二级浮动设置为微调浮动。
[0117] 在操作手臂301插短U的过程中,如果短U的管口与空调冷凝翅片中的管口不同轴, 则气动夹爪组件340受到阻力,带动T型气爪浮动轴332向上移动,T型气爪浮动轴332在气爪 安装板330的T型通孔331的空间自适应活动使得短U的管口与空调冷凝翅片中的管口同轴, 保证短U顺利插入。
[0118] 通过改变T型气爪浮动轴332的轴部332b直径与气爪安装板330的T型通孔331的直 径可以改变T型气爪浮动轴332的活动空间,提高操作手臂301在插短U过程中的自适应性, 降低对空调冷凝翅片的定位精度要求以及短U的一致性要求。
[01191 如图15所示,所述T型气爪浮动轴332与所述夹爪固定板320之间设有轴向伸缩的 弹性部件333。具体的,所述夹爪固定板320相对所述T型气爪浮动轴32设有一盲孔322,所述 T型气爪浮动轴32的顶端相对盲孔322设有一凹槽323,所述弹性部件333的两端分别设置在 所述盲孔322和凹槽323内,所述弹性部件333优选浮动弹簧。通过设置浮动弹簧,提高第二 级微调浮动设置的柔性配合,亦使在操作手臂301非工作状态下,T型气爪浮动轴332能够自 动复位,便于短U管的卡装。
[0120] 如图16和I7所示,所述T型通孔331的阶梯面上周向设有第一倒角面331a,所述T型 气爪浮动轴332的阶梯面上亦周向设有与第一倒角面331a配合的第二倒角面331b。当浮动 弹簧处于伸长状态时,T型气爪浮动轴332与T型通孔331通过第一倒角面331a与第二倒角面 331b的配合同轴设置。
[0121] 本发明所述自动插U管设备的夹爪浮动机构中,所述气动夹爪组件340包括一与T 型气爪浮动轴332的轴部332b自由端固定连接的气动手指安装座341;—安装在所述气动手 指安装座341上的气动手指342;—固定设置在所述气动手指342上的手指夹爪343。
[0122] 所述T型气爪浮动轴332的轴部332b自由端设有一轴颈332c,所述气动手指安装座 341套装在所述轴部332b自由端,并通过一浮动轴固定螺钉横向卡接在所述轴颈332c内,实 现与T型气爪浮动轴332的固定连接。
[0123] 所述安装部310的安装孔311相对夹爪固定板320—端设有一压力传感器360,所述 压力传感器360的感应部361与所述夹爪固定板320连接。通过感应安装部310与夹爪固定板 320之间的相对浮动,测量夹爪固定板320相对安装部310的压力大小。
[0124] 在进行插U工作前,首先设定压力传感器360的阈值压力和操作手臂301的阈值插 入深度,在操作手臂301插短U的过程中,如果短U的管口与空调冷凝翅片中的管口同轴,则 在阈值压力内即可满足阈值插入深度,如果短U的管口与空调冷凝翅片中的管口不同轴,则 气动手指342受到阻力,带动夹爪固定板320向上移动,压力传感器360感应到来自夹爪固定 板320的压力,当压力大于阈值压力时,停止插端U的工作,避免造成短U管的损坏。
[0125] 所述自动夹爪浮动机构300通过操作手臂301将位于所述整形组件150的行程终端 的短U管夹爪插装至位于所述提升气缸211的行程终端的空调冷凝器上,从而实现在线自动 插U的目的。
[0126] 进一步的,所述在线自动插U管系统还包括一监控摄像头400,所述摄像头设置在 所述在线自动插U管系统的上方,向下实时监控在线自动插U管系统的工作,以便及时发现 系统发生故障而进行错误操作。
[0127] 本发明所述在线自动插U管系统,其通过筛选整形机构、在线定位机构以及夹爪浮 动机构实现自动化将短U管插装到空调冷凝器上。
[0128] 其中所述筛选整形机构通过对短U管进行质检、筛选、整形三个连续步骤,剔除了 不符合要求的短U管,并且对符合要求的短U管进行整形,使短U管的焊环在同一高度,统一 调整管口中心距,提高了短U管的一致性,有利于实现短U管自动化插装,通过所述整形下模 上的一组锥形导向柱,使套装在锥形导向柱上的短U管亦形成一组间隔均匀,位置固定的短 U管组列,使得机械手能够一次抓取多个短U管,提高了插装效率,与传统人工操作相比,提 高了自动化程度与插装效率。
[0129] 所述在线定位机构通过设置调整部件、水平限位部对空调冷凝器在夹紧定位前进 行位姿调整,使夹紧后空调冷凝器的位置符合插U装配的定位,从而提高插U精度,避免了现 有技术中夹装空调冷凝器位置倾斜造成插U错位的问题,同时由于所述在线定位机构设置 在线体的传输路径上,亦减少了现有线下夹紧定位中采用机器人抓取空调冷凝器、蒸发器 的动作,提高了夹紧定位的效率。
[0130] 所述自动插U管设备的夹爪浮动机构通过安装部与夹爪固定板形成的第一级浮动 设置对操作手臂的插短U的准确性进行粗向调整,通过T型通孔与T型气爪浮动轴形成的第 二级浮动设置对的准确性进行微向调整,使T型气爪浮动轴在T型通孔中进行自适应活动, 形成柔性补偿调整,最终使短U管准确的插入空调冷凝翅片的管口中,消除现有技术中短U 管的一致性问题以及空调冷凝翅片定位所引起的误差。
[0131]以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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。

Claims (9)

1. 一种在线自动插U管系统,其特征在于,包括,用于对短U管进行筛选整形的筛选整形 机构,用于对空调冷凝器进行定位调整的在线定位机构,以及用于进行将短U管插入空调冷 凝器动作的自动夹爪浮动机构,所述自动夹爪浮动机构的初始位置与所述筛选整形机构的 行程终端相对应,所述自动夹爪浮动机构的终止位置与所述在线定位机构的行程终端相对 应; 所述筛选整形机构包括 一振动基座, 和一设置在所述振动基座上、用于运送短U管的滑道; 并沿短U管运动方向依次设有用于对短U管进行合格检测的质检组件;用于对短U管进 行条件筛选的筛选组件;以及用于对短U管进行拼装整形的整形组件; 所述在线定位机构包括对称设置在线体两侧的调正部件、沿线体传送方向设置在调正 部件一端的水平限位部件、与所述调正部件对应设置的夹紧部件、以及设置在所述夹紧部 件底座、对夹紧部件进行水平提升的提升部件; 所述自动夹爪浮动机构包括 一操作手臂; 通过一安装孔与操作手臂的执行端套装连接的安装部; 通过一导向轴与所述安装部活动连接的夹爪固定板; 与所述夹爪固定板固定连接的气爪安装板;所述气爪安装板内设有T型通孔;配合设置 在所述T型通孔中的T型气爪浮动轴;与所述T型气爪浮动轴的轴部自由端固定连接的气动 夹爪组件;以及通过分气板固定螺钉固定在气爪安装板的分气板,用于对气动夹爪组件的 工作气体进行配送; 所述操作手臂的初始位置与所述整形组件的行程终端相对应,终止位置与所述提升部 件的行程终端相对应。
2. 根据权利要求1所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述质检组件包括分别设 置在滑道两侧的焊环检测部件与中心距检测部件,所述焊环检测部件与中心距检测部件的 检测端分别伸入滑道对滑道上的短U管进行检测; 所述筛选组件包括设置在所述滑道一侧的除料部件,以及与滑道的侧壁活动连接的除 料翻转部件,所述除料部件具有一伸缩端,所述除料翻转部件的翻转方向与除料部件的伸 缩方向一致; 所述整形组件包括设置在所述滑道上方的整形下压部件、与所述整形下压部件相对设 置在所述滑道下方的整形拼装部件,所述滑道设于整形下压部件与整形拼装部件之间的位 置设有一纵向连接通孔。
3. 根据权利要求2所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述焊环检测部件包括焊 环检测气缸和固定设置在焊环检测气缸的推杆上的焊环检测手指,所述焊环检测手指包括 检测基座、设置在检测基座上的焊环检测滑槽;一端设置在焊环检测滑槽中的左、右焊环检 测夹;设置在左、右焊环检测夹之间的焊环检测弹簧;以及焊环检测传感器,所述焊环检测 传感器用于通过识别焊环检测弹簧的伸缩长度判断短U管上的焊环是否合格; 所述中心距检测部件包括中心距检测气缸和固定设置在中心距检测气缸的推杆上的 中心通规,以及中心距检测传感器,所述中心距检测传感器用于根据中心通规是否直接穿 过短U管来检测短U管的管口中心距是否合格。
4. 根据权利要求2所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述整形下压部件还包括 一沿滑道延伸方向垂直设置在滑道路径终点的导料侧板,所述导料侧板相对滑道对称铰接 设有U管活动导料块,所述U管活动导料块之间间隔设有一条U管通道,所述U管通道设有焊 环卡接口,对所述短U管进行卡接; 所述整形拼装部件包括与所述滑道对应设置的拼装导轨,通过滑块设置在所述拼装导 轨上的整形下模;以及均匀并列设置在所述整形下模上的锥形导向柱,所述锥形导向柱的 直径与所述短U管的内径相配合。
5. 根据权利要求1所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述在线定位机构包括横 跨于线体上的位姿调整组件,所述位姿调整组件包括对称设置在所述于线体两侧的第一位 姿调整分部和第二位姿调整分部,所述第一位姿调整分部与第二位姿调整分部上对称设 有: 垂直于线体纵向设置的提升气缸,所述提升气缸的推送端向上推送; 设置在所述提升气缸的推送端的夹紧气缸,所述夹紧气缸的自由端相对设置; 设置在所述夹紧气缸的自由端的调正气缸,所述调正气缸的自由端亦相对设置。
6. 根据权利要求5所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述在线定位机构还包括 一横跨于线体上、且纵向高度大于位姿调整组件的二次提升组件,所述二次提升组件包括 对称设置在所述于线体两侧的第一提升分部和第二提升分部,所述第一提升分部和第二提 升分部上对称设有: 垂直于线体纵向设置的二次提升导轨; 活动设置于所述二次提升导轨的二次夹紧气缸,所述二次夹紧气缸的自由端设有夹紧 板,所述夹紧板相对设置; 所述二次夹紧气缸通过提升滑块设置于所述二次提升导轨上,且所述提升滑块与二次 提升导轨之间还设有一直角支撑部件,所述直角支撑部件的一直角边与所述提升滑块固定 连接,另一直角边与所述二次夹紧气缸固定连接。
7. 根据权利要求6所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述位姿调整组件与所述 二次提升组件设置在同一固定基座上,所述固定基座上设有一同步带,所述位姿调整组件 活动设置在所述同步带上,所述同步带的行程终端位于所述二次提升组件的正下方。
8. 根据权利要求1所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述T型气爪浮动轴包括帽 端和轴部,所述帽端直径大于所述T型通孔的纵向部孔径,且帽端的轴向宽度小于所述T型 通孔的横向部孔深,所述轴部的直径小于T型通孔的纵向部孔径。
9.根据权利要求8所述的在线自动插U管系统,其特征在于,所述T型气爪浮动轴与所述 夹爪固定板之间设有轴向伸缩的弹性部件;所述夹爪固定板相对所述T型气爪浮动轴设有 一盲孔,所述T型气爪浮动轴的顶端相对盲孔设有一凹槽,所述弹性部件的两端分别设置在 所述盲孔和凹槽内。
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