CN107378216A - 水加热管自动化包检方法、系统及其控制方法 - Google Patents

水加热管自动化包检方法、系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水加热管自动化包检方法、系统及其控制方法，包括以下步骤：引棒校正定位、打标处理、电阻焊接螺柱、气密性检测、打胶处理、固化处理、电阻检测、耐压绝缘检测。本发明具有工艺步骤安排合理、自动化程度高、包检效率高等优点，采用自动化设备取代传统的人工单管包检和双管包检操作，降低了用工成本，保证了产品的一致性，自动化检测在检测误差相对更小，检测精度更高，提高了产品的质量。

Description

水加热管自动化包检方法、系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及水加热管生产加工技术领域，具体的说是水加热管自动化包检方法、系统及其控制方法。
背景技术
水加热管是电热水器中的主要元件，目前市场需求量巨大。传统的水加热管的生产过程包含20多个工位，从空管上料到成品下料都依靠人工操作完成，严重影响了生产效率，加大了生产成本。而且，人工包检时的判断均是人主观进行，这样人工的误差就加入到产线最终的合格品的产量中，无法确保产品的质量，因此迫切需要一种既可以降低成本又可以提高生产效率的工艺方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供水加热管自动化包检方法、系统及其控制方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
水加热管自动化包检方法，包括以下步骤：
S1、电阻焊接螺柱：通过机械手夹取螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
S2、气密性检测：采用在线式氦质谱检漏仪对水加热管进行气密性检测；
S3、打胶处理：采用自动点胶机对水加热管进行自动定量打硅胶；
S4、固化处理：选用隧道式烘干炉设备对水加热管进行烘干处理，使硅胶定型；
S5、电阻检测：通过电阻分析仪的检测头对水加热管引棒的电阻进行检测；
S6、耐压绝缘检测：利用耐压检测工装配合绝缘分析仪对水加热管进行测试。
作为本发明的进一步改进，在S1步骤电阻焊接螺柱之前还包括引棒校正定位：通过输送带将水加热管输送至校直机处，对水加热管的引棒进行校直处理。
作为本发明的进一步改进，在S1步骤电阻焊接螺柱之前还包括打标处理：通过输送带输送水加热管至打标机处进行激光打标。并可增加二维码打标，实现产品追踪和数据采集。
所述电阻焊接螺柱时采用的机械手为龙门式三坐标机械手。
对于单管包装，在S6步骤的耐压绝缘检测合格后进行插片或插线焊接。
所述插片或插线焊接步骤如下：
第一步：由理料器将无序的插片理料成有序，定向、准确地输送到出料口；
第二步：输送带上的水加热管输送到设定位置，SCARA机器人抓取插片并放置于焊接圆柱处；
第三步：插片放好后焊钳进行焊接动作；
第四步：完成焊接后焊钳电极张开并且松开插片。
水加热管自动化包检系统，包括控制系统、与控制系统相连的输送带、沿着输送带输送方向依次分布且通过总线与控制系统相连的校直机、打标机、振动理料盘、理料器、机械手、氦质谱检漏仪、自动点胶机、隧道式烘干炉设备、SCARA机器人、电阻分析仪、耐压检测工装、绝缘分析仪。
控制系统包括上位机、PLC、与PLC相连且用以控制耐压检测、绝缘检测、电阻检测的485通讯模块，所述PLC还连接有变频器、PROFINET网络、HMI触摸屏，所述上位机，所述上位机获取PLC的数据。通过外界的扫码器扫二维码即可获取上位机数据库的中数据。
PROFINET网络包括RFID数据写入模块、现场分布式I/O通道模块，产品在各工位信息可通过RFID采集并经PLC发送给上位机数据库。
水加热管自动化包检系统的控制方法，包括以下控制步骤：
第一步、振动理料盘将螺柱理料后输出，并被输送至指定位置进行定位，分布在机械手处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制机械手夹取螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
第二步：分布在氦质谱检漏仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制氦质谱检漏仪进行气密性检测，判断被检工件的合格与不合格；
第三步：分布在自动点胶机处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制自动点胶机进行自动定量打硅胶；
第四步：分布在隧道式烘干炉设备处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制隧道式烘干炉设备进行烘干；
第五步：分布在电阻分析仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制电阻分析仪进行电阻检测；
第六步：分布在绝缘分析仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制绝缘分析仪进行耐压绝缘检测。
作为本发明的进一步改进，在第一步之前还包括分布在校直机处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制校直机对引棒进行校直处理。
作为本发明的进一步改进，分布在打标机处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制打标机对水加热管打标，并将打标的信息反馈给控制系统。
对于单管包装，在第六步之后，分布在SCARA机器人处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制SCARA机器人抓取插片并放置于焊接圆柱处，插片放好后发送信号给焊钳，焊钳控制电极闭合进行焊接动作，完成焊接后焊钳电极张开并发送信号于SCARA机器人以松开插片。
本发明的有益效果是：本发明具有工艺步骤安排合理、自动化程度高、包检效率高等优点，采用自动化设备取代传统的人工单管包检和双管包检操作，降低了用工成本，保证了产品的一致性，自动化检测在检测误差相对更小，检测精度更高，提高了产品的质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体工艺流程主视示意图；
图2为本发明的整体工艺流程俯视示意图；
图3为本发明的整体工艺流程立体示意图；
图4为本发明的耐压检测工装的结构示意图；
图5为本发明的控制原理图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
如图1至图5所示，对于单管包检，包括以下步骤：
S1、引棒校正定位：通过输送带将水加热管输送至校直机处对水加热管的引棒进行校直处理；
S2、打标处理：通过输送带继续输送水加热管至打标机处进行激光打标；
S3、电阻焊接螺柱：在完成激光打标后，输送带将水加热管输送至机械手所在位置，机械手夹取到位的螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
S4、气密性检测：完成电阻焊接螺柱后，输送带将水加热管输送至氦质谱检漏仪所在位置，采用在线式氦质谱检漏仪对水加热管进行气密性检测；
S5、打胶处理：经过气密性检测后，输送带将水加热管输送至自动点胶机所在位置，采用自动点胶机对水加热管进行自动定量打硅胶；
S6、固化处理：经过打胶处理后的水加热管在输送带的输送下，经过隧道式烘干炉设备对水加热管进行烘干处理，使硅胶定型；
S7、电阻检测：固化完成之后，输送带继续输送水加热管至电阻分析仪所在位置，电阻分析仪的检测头对水加热管引棒的电阻进行检测，测试通过的认为是合格品，否则视为废品需要进行检修等操作；
S8、耐压绝缘检测：电阻检测合格之后的水加热管会在输送带的带动下运动至耐压检测工装处，利用耐压检测工装配合绝缘分析仪对水加热管进行测试，测试通过的认为是合格品，否则视为废品需要进行检修等操作；
在S8电阻检测合格之后进行插片或插线焊接。
所述插片或插线焊接工艺步骤如下：
第一步：由理料器将无序的插片理料成有序，定向、准确地输送到出料口；
第二步：输送带上的水加热管输送到设定位置，SCARA机器人抓取插片并放置于焊接圆柱处；
第三步：插片放好后焊钳进行焊接动作；
第四步：完成焊接后焊钳电极张开且松开插片。
S9、人工套热缩管；
S10、自动吹热缩管；
S11、人工下料及分选；
S12、人工打包。
所述S2步骤中增加二维码打标，实现产品追踪和数据采集，便于EMS系统的实施。
水加热管自动化包检系统，包括控制系统、与控制系统相连的输送带13、沿着输送带13输送方向依次分布且通过总线与控制系统相连的校直机1、打标机2、振动理料盘3a、理料器9a、机械手3、氦质谱检漏仪4、自动点胶机5、隧道式烘干炉设备6、SCARA机器人9、电阻分析仪7、耐压检测工装8、绝缘分析仪。
所述耐压检测工装包括用于放置水加热管的定位托盘10、用于定位托盘10上的水加热管进行夹紧定位的夹钳11、用以将夹钳11的端部下压至水平位置的下压气缸12，定位托盘10、夹钳11、下压气缸12均安装有检测架，通过下压气缸12的下压或上升运动，从而控制夹钳11夹紧或松开水加热管。
所述电阻焊接螺柱时采用的机械手为龙门式三坐标机械手。
控制系统包括上位机、PLC、与PLC相连且用以控制耐压检测、绝缘检测、电阻检测的485通讯模块，即电阻分析仪7、耐压检测工装8、绝缘分析仪受到485通讯模块控制，并可在检测过程中将水加热管实时通过485通讯模块反馈给PLC，所述PLC还连接有变频器、PROFINET网络、HMI触摸屏，所述上位机获取PLC的数据，变频器用以连接和控制在输送带设置的电机运转，这样可保证输送带间断式的运转，从而使水加热管在输送带的运输下依次经过各个工位。
PROFINET网络包括RFID数据写入模块、现场分布式I/O通道模块，产品在各工位信息可通过RFID采集并经PLC发送给上位机数据库。
对于单管包检的系统的控制方法，包括以下控制步骤：
第一步：分布在校直机处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制校直机对引棒进行校直处理；
第二步：分布在打标机处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制打标机对水加热管打标，并将打标的信息反馈给控制系统；
第三步：振动理料盘将螺柱理料后输出，并被输送至指定位置进行定位，分布在机械手处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制机械手夹取螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
第四步：分布在氦质谱检漏仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制氦质谱检漏仪进行气密性检测，判断被检工件的合格与不合格；
第五步：分布在自动点胶机处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制自动点胶机进行自动定量打硅胶；
第六步：分布在隧道式烘干炉设备处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制隧道式烘干炉设备进行烘干；
第七步：分布在电阻分析仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制电阻分析仪进行电阻检测；
第八步：分布在绝缘分析仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制绝缘分析仪进行耐压绝缘检测。
在第八步检测合格之后，分布在SCARA机器人处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制SCARA机器人抓取插片并放置于焊接圆柱处，插片放好后发送信号给焊钳，焊钳控制电极闭合进行焊接动作，完成焊接后焊钳电极张开并发送信号于SCARA机器人以松开插片。
实施例二：
如图1至图5所示，对于双管包检，包括以下步骤：
S1、引棒校正定位：输送带将水加热管输送至校直机处对水加热管的引棒进行校直处理；
S2、打标处理：输送带继续输送水加热管至打标机处进行激光打标；
S3、电阻焊接螺柱：机械手夹取到位的螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
S4、气密性检测：采用在线式氦质谱检测对水加热管进行气密性检测；
S5、打胶处理：采用自动点胶机对水加热管进行自动定量打硅胶；
S6、固化处理：选用隧道式烘干炉设备对水加热管进行烘干处理，使硅胶定型；
S7、电阻检测：电阻分析仪的检测头对水加热管引棒的电阻进行检测，测试通过的认为是合格品，否则视为废品需要进行检修等操作；
S8、耐压绝缘检测：利用耐压检测工装配合绝缘分析仪对水加热管进行测试，测试通过的认为是合格品，否则视为废品需要进行检修等操作；
S9、人工套热缩管；
S10、自动吹热缩管；
S11、人工下料及分选；
S12、人工打包。
所述S2步骤中增加二维码打标，实现产品追踪和数据采集，便于EMS系统的实施。
水加热管自动化包检系统，包括控制系统、与控制系统相连的输送带、沿着输送带输送方向依次分布且通过总线与控制系统相连的校直机、打标机、振动理料盘、机械手、氦质谱检漏仪、自动点胶机、隧道式烘干炉设备、理料器、SCARA机器人、电阻分析仪、绝缘分析仪。
所述电阻焊接螺柱时采用的机械手为龙门式三坐标机械手。
控制系统包括上位机、PLC、与PLC相连且用以控制耐压检测、绝缘检测、电阻检测的485通讯模块，所述PLC还连接有变频器、PROFINET网络、HMI触摸屏，所述上位机获取PLC的数据。
PROFINET网络包括RFID数据写入模块、现场分布式I/O通道模块，产品在各工位信息可通过RFID采集并经PLC发送给上位机数据库。
对于双管包检的系统的控制方法，包括以下控制步骤：
第一步：分布在校直机处的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制校直机对引棒进行校直处理；
第二步：分布在打标机处的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制打标机对水加热管打标，并将打标的信息反馈给控制系统；
第三步：振动理料盘将螺柱理料后输出，并被输送至指定位置进行定位，分布在机械手处的的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制机械手夹取螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
第四步：分布在氦质谱检漏仪处的的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制氦质谱检漏仪进行气密性检测，判断被检工件的合格与不合格；
第五步：分布在自动点胶机处的的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制自动点胶机进行自动定量打硅胶；
第六步：分布在隧道式烘干炉设备处的的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制隧道式烘干炉设备进行烘干；
第七步：分布在电阻分析仪处的的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制电阻分析仪进行电阻检测；
第八步：分布在绝缘分析仪处的的现场分布式IO传感器感应到信号后传递给现场分布式I/O通道模块，控制系统控制绝缘分析仪进行耐压绝缘检测。
本发明采用自动化操控，排除了人为因素对水加热管包检的影响，保证了水加热管的质量，极大的提高了生产效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.水加热管自动化包检方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、电阻焊接螺柱：通过机械手夹取螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
S2、气密性检测：采用在线式氦质谱检漏仪对水加热管进行气密性检测；
S3、打胶处理：采用自动点胶机对水加热管进行自动定量打硅胶；
S4、固化处理：选用隧道式烘干炉设备对水加热管进行烘干处理，使硅胶定型；
S5、电阻检测：通过电阻分析仪的检测头对水加热管引棒的电阻进行检测；
S6、耐压绝缘检测：利用耐压检测工装配合绝缘分析仪对水加热管进行测试。
2.根据权利要求1所述的水加热管自动化包检方法，其特征在于：在S1步骤电阻焊接螺柱之前还包括引棒校正定位：通过输送带将水加热管输送至校直机处，对水加热管的引棒进行校直处理。
3.根据权利要求1所述的水加热管自动化包检方法，其特征在于：在S1步骤电阻焊接螺柱之前还包括打标处理：通过输送带输送水加热管至打标机处进行激光打标。
4.根据权利要求1所述的水加热管自动化包检方法，其特征在于：对于单管包装，在S6步骤的耐压绝缘检测合格后进行插片或插线焊接。
5.根据权利要求4所述的水加热管自动化包检方法，其特征在于：所述插片或插线焊接步骤如下：
第一步：由理料器(9a)将无序的插片输送到出料口；
第二步：输送带上的水加热管输送到设定位置，SCARA机器人抓取插片并放置于焊接圆柱处；
第三步：插片放好后焊钳进行焊接动作；
第四步：完成焊接后焊钳电极张开并且松开插片。
6.水加热管自动化包检系统，其特征在于：包括控制系统、与控制系统相连的输送带(13)、沿着输送带(13)输送方向依次分布且通过总线与控制系统相连的校直机(1)、打标机(2)、振动理料盘(3a)、理料器(9a)、机械手(3)、氦质谱检漏仪(4)、自动点胶机(5)、隧道式烘干炉设备(6)、SCARA机器人(9)、电阻分析仪(7)、耐压检测工装(8)、绝缘分析仪。
7.根据权利要求6所述的水加热管自动化包检系统，其特征在于：控制系统包括上位机、PLC、与PLC相连且用以控制耐压检测、绝缘检测、电阻检测的485通讯模块，所述PLC还连接有变频器、PROFINET网络、HMI触摸屏，所述上位机，所述上位机获取PLC的数据。
8.根据权利要求7所述的水加热管自动化包检系统，其特征在于：PROFINET网络包括RFID数据写入模块、现场分布式I/O通道模块，产品在各工位信息可通过RFID采集并经PLC发送给上位机数据库。
9.水加热管自动化包检系统的控制方法，其特征在于：包括以下控制步骤：
第一步、振动理料盘将螺柱理料后输出，并被输送至指定位置进行定位，分布在机械手处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制机械手夹取螺柱至水加热管法兰盘的焊接位置进行焊接；
第二步：分布在氦质谱检漏仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制氦质谱检漏仪进行气密性检测，判断被检工件的合格与不合格；
第三步：分布在自动点胶机处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制自动点胶机进行自动定量打硅胶；
第四步：分布在隧道式烘干炉设备处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制隧道式烘干炉设备进行烘干；
第五步：分布在电阻分析仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制电阻分析仪进行电阻检测；
第六步：分布在绝缘分析仪处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制绝缘分析仪进行耐压绝缘检测。
10.根据权利要求9所述的水加热管自动化包检系统的控制方法，其特征在于：对于单管包装，在第六步之后，分布在SCARA机器人处的现场分布式I/O通道模块获取到信号后，控制系统控制SCARA机器人抓取插片并放置于焊接圆柱处，插片放好后发送信号给焊钳，焊钳控制电极闭合进行焊接动作，完成焊接后焊钳电极张开并发送信号于SCARA机器人以松开插片。
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