CN106181097B - 一种薄壁短u弯管自动套焊环装置 - Google Patents

一种薄壁短u弯管自动套焊环装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，涉及自动化设备技术领域，能解决掉焊环及焊环套接位置偏斜现象。包括焊环上料单元，具有至少一个上料装置，焊环有序排列后从上料装置的出料口水平送出；焊环导向单元，具有一个导向装置，导向装置的正面制有至少两条导向槽，各导向槽的顶端通过横槽与所述出料口连接，横槽处安装有推焊环机构，各导向槽底端制有焊环的出口，出口处开设有贯通至导向装置背面的通孔，导向装置的正面设有防止出口内的焊环掉落的挡板机构；套焊环单元，设置在导向装置的背面，具有至少两个推杆、驱动推杆的推杆气缸组件以及带动推杆、推杆气缸组件的整体驱动机构，两个推杆组件的推杆将出口的焊环套设到短U弯管两端的直管段。

Description

一种薄壁短U弯管自动套焊环装置
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种薄壁短U弯管自动套焊环装置。
背景技术
目前像空调、冰箱、换热器等热交换设备的换热管道，是由长U弯管和短U弯管焊接固定而成的，如图12、图13所示，其焊接固定所需的焊料一般套接在短U弯管的直管段处，称为焊环，焊环的套接位置要求准确，不能偏斜，否则将会影响管道焊接质量，导致热交换设备可靠性下降。
现有短U弯管套焊环基本采用手工或半自动作业方式，在实际生产过程中中存在劳动强度，效率低，套接准确度差等问题。为了解决该问题，国内有些企业虽然采用自动上料+导向槽落料进而通过套环杆组件进行定位套环，但其中导向槽设计采用连续式落料，且套环杆组件对应的出料口采用无挡板设计，在实际套焊环工作中，掉焊环现象普遍存在；同时由于焊环在出料口的位置容易出现偏斜，造成焊环的在薄壁短U弯管的套接位置偏斜，影响管道焊接质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，应能解决掉焊环及焊环套接位置偏斜等现象，提高生产效率，降低劳动强度，而且具有自动化程度高、套环精确度高的特点。
本发明采用的技术方案是：一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于，所述自动套焊环装置包括：
一焊环上料单元，该单元具有至少一个上料装置，上料装置的出料口水平布置，焊环有序排列后从出料口水平送出；
一焊环导向单元，该单元具有一个导向装置，导向装置的正面制有至少两条导向槽，各导向槽的顶端通过横槽与所述出料口连接，横槽处安装有推焊环机构，将焊环从横槽推入导向槽，各导向槽底端制有焊环的出口，该出口处开设有贯通至导向装置背面的通孔，导向装置的正面设有防止出口内的焊环掉落的挡板机构；
一套焊环单元，该单元设置在导向装置的背面，具有至少两个推杆、驱动推杆的推杆气缸组件以及带动推杆、推杆气缸组件的整体驱动机构，两个推杆组件的推杆沿着所述通孔从导向装置的背面插入到焊环的出口，并将出口的焊环套设到短U弯管两端的直管段。
作为优选，所述上料装置为振动盘。
作为优选，所述导向装置包括固定架、导向板以及盖板；导向板通过固定架竖直固定在机架上，导向板的顶部开设有所述横槽，横槽正面的槽壁开设有至少两条推料槽，推料槽延伸到导向板的正面；导向板的正面开设有至少两条所述导向槽，所述盖板固定在导向板的正面并开设有与导向槽对应的观察调整槽。
作为优选，所述推焊环机构包括分别位于横槽正面和背面的两个推爪，每个推爪各具有至少两个手指且手指与所述推料槽一一对应，两个推爪的手指相对布置且之间的距离与焊环的直径相适应；两个推爪之间通过连接块固定连接从而同步运动，固定架上安装有一推爪气缸，推爪气缸的顶杆与其中一个推爪连接，从而驱动推爪沿推料槽前后水平滑移，滑移方向与横槽垂直。
作为优选，所述挡板机构包括挡板气缸、固定槽板以及挡板；挡板气缸竖直固定在机架上；固定槽板固定在导向装置的正面，导向板以及固定槽板上均开设有与焊环的出口对应的通孔，固定槽板的背面竖直开设有限位导槽，挡板通过限位导槽插入到固定槽板与导向板之间，挡板的底部通过连杆与挡板气缸的顶杆连接；所述挡板上开设有与焊环直径相适应的大通孔以及与位于大通孔顶部的小通孔，还开设有与导向槽对应的观察调整槽，大通孔直径大于焊环外径，小通孔直径小于焊环外径。
作为优选，所述整体驱动机构包括电机、丝杆螺母副、导轨滑块副以及滑动座；滑动座通过导轨滑块副安装在机架上，电机通过丝杆螺母副驱动滑动座滑动，滑动方向与导向装置的通孔平行。
作为优选，所述推杆包括外套管、推环芯杆以及弹簧；外套管的后端固定在所述滑动座上，外套管的前端水平悬伸并从导向装置的背面插入其通孔内；推环芯杆可滑动地插入到外套管内，推环芯杆前段与外套管以及焊环的内孔相适应，推环芯杆的最前端制有一个圆柱状的插头，插头与短U弯管的内孔相适应，且插头的外径小于推环芯杆前段的外径；推环芯杆后段的外径小于前段，所述弹簧套设在推环芯杆后段，弹簧的一端抵靠在推环芯杆前段的后端面，另一端抵靠在外套管的后端。
作为优选，所述推杆气缸组件包括推杆气缸以及滑动定位块，所述滑动定位块通过至少两条滑杆可滑动地定位在滑动座的背面，滑杆与推杆平行布置，推杆气缸固定在滑动定位块的背面，滑动定位块上开设有与推杆气缸的顶杆对应的开口，推杆气缸的顶杆可从开口内穿过并顶压到滑动座的背面；推环芯杆的后端穿过滑动座后与滑动定位块连接。
本发明的有益效果是：本发明采用焊环上料单元有序上料、焊环导向单元导向落料、套焊环单元进行定位套环的设计，通过推焊环机构实现焊环间歇式落料，保证出料口的焊环无其他焊环挤压现象，焊环位置精确；通过挡板的大通孔与小通孔相交的组合设计，实现套焊环动作没发生时，外套管与挡板的小通孔中心对应，由于小通孔直径小于焊环外径，且焊环可以被推料芯杆定位，因此焊环不会出现掉料的情况，当需套焊环时，挡板动作，外套管与挡板的大通孔中心对应，此时外套管可以推动焊环无阻碍套入短U弯管的直管段进行定点套环；本发明可实现精确自动套焊环，解决了掉料及焊环套接位置偏斜等现象，具有自动化程度高、套环精确度高等特点。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是焊环导向单元的立体结构示意图。
图3是导向板的立体结构示意图。
图4是挡板的结构示意图。
图5是顶板的立体结构示意图。
图6是推爪的立体结构示意图。
图7是套焊环单元的立体结构示意图。
图8是推杆及推杆气缸组件的立体结构示意图。
图9是省略焊环上料单元后本发明的立体结构示意图。
图10是推杆的剖视结构示意图。
图11.1到图11.6是本发明的工作原理示意图。
图12是短U弯管的放大结构示意图。
图13是套焊环后短U弯管的放大结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，所述自动套焊环装置包括：
一焊环上料单元1，该单元具有至少一个上料装置，上料装置的出料口水平布置，焊环4有序排列后从出料口水平送出；
一焊环导向单元2，该单元具有一个导向装置，导向装置的正面制有至少两条导向槽234(图中有4条导向槽，可以为两个薄壁短U弯管进行套焊环)，各导向槽的顶端通过横槽231与所述出料口连接，横槽处安装有推焊环机构，将焊环从横槽推入导向槽，各导向槽底端制有焊环的出口235，该出口处开设有贯通至导向装置背面的通孔，导向装置的正面设有防止出口内的焊环掉落的挡板机构；
一套焊环单元3，该单元设置在导向装置的背面，具有至少两个推杆31(图中有4个推杆)、驱动推杆的推杆气缸组件以及带动推杆、推杆气缸组件的整体驱动机构，两个推杆组件的推杆沿着所述通孔从导向装置的背面插入到焊环的出口，并将出口的焊环套设到短U弯管4.1两端的直管段4.1.1。
所述上料装置一般是振动盘。如图2所示，所述导向装置包括固定架3-1、导向板23以及盖板27。导向板23通过固定架竖直固定在机架上，如图3所示，导向板的顶部开设有所述横槽231，横槽正面的槽壁开设有至少两条推料槽232，推料槽延伸到导向板的正面。导向板的正面开设有至少两条所述导向槽，导向槽的顶部与推料槽连接且连接处制有利于焊环推入的斜口233。所述盖板固定在导向板的正面并开设有与导向槽对应的观察调整槽28。另外，所述导向板的顶部固定有顶板30，如图5所示，该顶板30上也开设有与所述横槽231以及推料槽232对应的观察调整槽28。观察调整槽用于观察焊环的情况，当焊环出现卡住或堆叠等故障时，可以通过该槽人工进行调整。
如图2、图6所示，所述推焊环机构包括分别位于横槽正面和背面的两个推爪22，每个推爪各具有至少两个手指22.1且手指与所述推料槽一一对应，两个推爪的手指相对布置且之间的距离与焊环的直径相适应。两个推爪之间通过连接块29固定连接从而同步运动，固定架上安装有一推爪气缸21，推爪气缸的顶杆与其中一个推爪连接，从而驱动推爪沿推料槽232的顶部前后水平滑移，滑移方向与横槽垂直。
如图2、图4所示，所述挡板机构包括挡板气缸25、导向杆25.1、固定槽板24以及挡板26。挡板气缸竖直固定在机架上，挡板气缸的侧面竖直设有导向杆。固定槽板固定在导向装置的正面，导向板以及固定槽板上均开设有与焊环的出口235对应的通孔，固定槽板的背面竖直开设有限位导槽，挡板通过限位导槽插入到固定槽板与导向板之间，挡板的底部通过连杆与挡板气缸25的顶杆连接，连杆开设有与所述导向杆配合的导向孔。所述挡板上开设有与焊环直径相适应的大通孔242以及与位于大通孔顶部的小通孔241，还开设有与导向槽对应的观察调整槽，大通孔直径大于焊环外径，小通孔直径小于焊环外径。因此，当小通孔对准焊环时，焊环无法掉落，当大通孔对准焊环时，焊可以从大通孔中被推出。
如图7、图8、图9所示，所述整体驱动机构包括电机32、丝杆螺母副314、导轨滑块副316以及滑动座315；滑动座通过导轨滑块副安装在机架上，电机通过丝杆螺母副驱动滑动座沿导轨滑动副往复滑动，滑动方向与导向装置的通孔平行。
如图10所示，所述推杆包括外套管312、推环芯杆311以及弹簧318。外套管的后端固定在所述滑动座上，外套管的前端水平悬伸并从导向装置的背面插入其通孔内，外套管的外径大于焊环4的内径。推环芯杆可滑动地插入到外套管内，推环芯杆前段与外套管以及焊环的内孔相适应，推环芯杆的最前端制有一个圆柱状的插头311.1(前端为球面或锥面以方便导向)，插头与短U弯管的内孔相适应，且插头的外径小于推环芯杆前段的外径。推环芯杆后段的外径小于前段，所述弹簧套设在推环芯杆后段，弹簧的一端抵靠在推环芯杆前段的后端面，另一端抵靠在外套管后端固定的顶紧套312.1上。
如图9所示，所述推杆气缸组件包括推杆气缸313以及滑动定位块317。所述滑动定位块317通过至少两条滑杆319可滑动地定位在滑动座315的背面，滑杆与推杆平行布置，推杆气缸313固定在滑动定位块的背面，滑动定位块317上开设有与推杆气缸的顶杆313.1对应的开口。推环芯杆311的后端穿过滑动座315后与滑动定位块317连接。推杆气缸的顶杆313.1可从开口内穿过并顶压到滑动座315的背面，从而使滑动定位块317相对于滑动座315向后滑动，拉动推环芯杆311相对外套管向后运动。
本发明的工作原理是：
1)如图11.1所示，初始状态下，外套管312位于焊环的出口后侧；推杆气缸313的顶杆313.1向前伸出，一直顶到滑动座315的背面，使滑动定位块317相对于滑动座315向后滑动，拉动推环芯杆311相对外套管向后运动，缩进到外套管312内；挡板气缸25的顶杆处于向下伸出的状态，挡板处于最下端，小通孔241对准焊环的出口235；
2)启动焊环上料单元1的振动盘，使得焊环依次单层排列，并从振动盘的出口逐个进入到横槽231内，焊环沿着横槽231运动，然后推爪气缸21启动，使推爪22的手指22.1沿着推料槽232将焊环4推送至斜口233内，斜口233的焊环在重力作用下沿着导向槽234掉落到底部的焊环4的出口235；两个相对的手指之间只能进入一个焊环，每个周期内，推爪气缸通过推爪推一个焊环进入导向槽内；
3)如图11.2所示，焊环4掉落到出口235后，推杆气缸313的顶杆回缩，在弹簧318的作用下，推环芯杆311以及滑动定位块317向前滑动直到滑动定位块317抵靠到滑动座的背面(此时外套管312不动)，推环芯杆311前端的插头311.1穿过焊环，并将焊环套到推环芯杆311上，确保焊环不会掉落；
4)如图11.3所示，完成步骤3)后，挡板机构工作，挡板气缸的顶杆回缩，挡板24沿着垂直方向向上滑动，直至外套管312以及焊环与挡板24的大通孔242中心对应；然后整体驱动机构工作，通过滑动座315驱动外套管312以及推环芯杆311向前滑动，此时推环芯杆311的插头311.1插入到短U弯管4.1的直管段4.1.1内，推环芯杆311受阻不再继续前进；此过程中，短U弯管4.1的圆弧段4.1.2被其它机构夹持固定；
5)如图11.4所示，整体驱动机构继续工作，外套管312随着滑动座315继续前进，推环芯杆311压缩弹簧318并回缩到外套管312内，短U弯管的直管段4.1.1插入到外套管312中，推环芯杆311上的焊环4被套入到短U弯管4.1的直管段4.1.1上；在此过程中，滑动定位块317被推环芯杆311向后推离滑动座315的背面；
6)如图11.5以及图11.6所示，推杆气缸313的顶杆伸出并顶压到滑动座315的背面，同时，整体驱动机构反向工作，驱动滑动座315带动推杆以及推杆气缸313向后运动，直到复位；然后挡板气缸25带动挡板24向下复位，推爪气缸21带动推爪22复位，等待下一组待套环的短U弯管及焊环到位。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于，所述自动套焊环装置包括：
一焊环上料单元(1)，该单元具有至少一个上料装置，上料装置的出料口水平布置，焊环(4)有序排列后从出料口水平送出；
一焊环导向单元(2)，该单元具有一个导向装置，导向装置的正面制有至少两条导向槽(234)，各导向槽的顶端通过横槽(231)与所述出料口连接，横槽处安装有推焊环机构，将焊环从横槽推入导向槽，各导向槽底端制有焊环的出口(235)，该出口处开设有贯通至导向装置背面的通孔，导向装置的正面设有防止出口内的焊环掉落的挡板机构；
一套焊环单元(3)，该单元设置在导向装置的背面，具有至少两个推杆(31)、驱动推杆的推杆气缸组件以及带动推杆、推杆气缸组件的整体驱动机构，两个推杆组件的推杆沿着所述通孔从导向装置的背面插入到焊环的出口(235)，并将出口(235)的焊环(4)套设到短U弯管(4.1)两端的直管段(4.1.1)。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于：所述上料装置为振动盘。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于：所述导向装置包括固定架(3-1)、导向板(23)以及盖板(27)；导向板(23)通过固定架(3-1)竖直固定在机架上，导向板(23)的顶部开设有所述横槽(231)，横槽正面的槽壁开设有至少两条推料槽(232)，推料槽延伸到导向板的正面；导向板的正面开设有至少两条所述导向槽(234)，所述盖板(27)固定在导向板的正面并开设有与导向槽对应的观察调整槽(28)。
4.根据权利要求3所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于：所述推焊环机构包括分别位于横槽正面和背面的两个推爪(22)，每个推爪各具有至少两个手指(22.1)且手指与所述推料槽(232)一一对应，两个推爪的手指相对布置且之间的距离与焊环(4)的直径相适应；两个推爪(22)之间通过连接块(29)固定连接从而同步运动，固定架上安装有一推爪气缸(21)，推爪气缸的顶杆与其中一个推爪连接，从而驱动推爪沿推料槽(232)前后水平滑移，滑移方向与横槽垂直。
5.根据权利要求3所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于：所述挡板机构包括挡板气缸(25)、固定槽板(24)以及挡板(26)；挡板气缸竖直固定在机架上；固定槽板固定在导向装置的正面，导向板以及固定槽板上均开设有与焊环的出口(235)对应的通孔，固定槽板的背面竖直开设有限位导槽，挡板通过限位导槽插入到固定槽板与导向板之间，挡板的底部通过连杆与挡板气缸的顶杆连接；所述挡板上开设有与焊环直径相适应的大通孔(242)以及与位于大通孔顶部的小通孔(241)，还开设有与导向槽对应的观察调整槽，大通孔直径大于焊环外径，小通孔直径小于焊环外径。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于：所述整体驱动机构包括电机(32)、丝杆螺母副(314)、导轨滑块副(316)以及滑动座(315)；滑动座通过导轨滑块副安装在机架上，电机通过丝杆螺母副驱动滑动座滑动，滑动方向与导向装置的通孔平行。
7.根据权利要求6所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于：所述推杆包括外套管(312)、推环芯杆(311)以及弹簧(318)；外套管的后端固定在所述滑动座(315)上，外套管(312)的前端水平悬伸并从导向装置的背面插入其通孔内；推环芯杆(311)可滑动地插入到外套管(312)内，推环芯杆(311)前段与外套管以及焊环的内孔相适应，推环芯杆的最前端制有一个圆柱状的插头(311.1)，插头与短U弯管的内孔相适应，且插头的外径小于推环芯杆前段的外径；推环芯杆后段的外径小于前段，所述弹簧套设在推环芯杆后段，弹簧的一端抵靠在推环芯杆前段的后端面，另一端抵靠在外套管的后端。
8.根据权利要求7所述的一种薄壁短U弯管自动套焊环装置，其特征在于：所述推杆气缸组件包括推杆气缸(313)以及滑动定位块(317)，所述滑动定位块(317)通过至少两条滑杆(319)可滑动地定位在滑动座(315)的背面，滑杆与推杆平行布置，推杆气缸(313)固定在滑动定位块的背面，滑动定位块(317)上开设有与推杆气缸的顶杆(313.1)对应的开口，推杆气缸的顶杆可从开口内穿过并顶压到滑动座(315)的背面；推环芯杆(311)的后端穿过滑动座(315)后与滑动定位块(317)连接。
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