CN109458863B - 超导热管的自动生产线 - Google Patents

Abstract

一种超导热管的自动生产线，包括多工位转盘机构、第一抓取转移装置、缩头机构、第二抓取转移装置和加热排气装置；多工位转盘机构包括支架和多工位转盘，沿多工位转盘周向设有冷凝头输送工位、插管工位、焊接工位、注液工位及出料工位，与每个工位相对的多工位转盘上安装有冷凝头夹紧机构，冷凝头输送工位处设有冷凝头输送装置，在焊接工位处安装有第一焊接机，支架上设有第一焊接机的水平推动机构，注液工位处安装有自动灌注装置。本发明将冷凝头与导热管管体之间的焊接、注液集结于多工位转盘上，节省生产空间，通过多条输送装置，将超导热管的缩口及加热排气与前期加工制作成一条完整的生产线，极大的提高生产效率和生产质量。

Description

超导热管的自动生产线

技术领域

本发明涉及一种太阳能热管生产设备，特别涉及一种超导热管的自动生产线。

背景技术

超导热管作为一种良好的导热部件，依靠其内部工质在一个抽成一定的真空的封闭壳体中循环相变而传递热量，超导热管一般由冷凝头和管体组成。现有的超导热管主要依靠人工操作，制作完一根超导热管至少需要7道工序，每道工序至少一人，则至少需要7人，而有的工序使用一个人还不能完全处理好。因此，现有超导热管的生产成本高，同时，人工操作还会造成产品的报废及质量差等问题。现有技术中还未出现有针对超导热管的自动化生产设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，工作效率高，生产成本低的超导热管的自动生产线。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种超导热管的自动生产线，其特点是，包括多工位转盘机构、缩头机构和加热排气装置，多工位转盘机构与缩头机构之间设有第一抓取转移装置，缩头机构与加热排气装置之间设有第二抓取转移装置；

所述多工位转盘机构包括支架和多工位转盘，多工位转盘上设有用于固定超导热管管体的管体固定架，沿多工位转盘的周向依次设置有冷凝头输送工位、插管工位、焊接工位、注液工位及出料工位，与每个工位相对的多工位转盘上安装有开口朝上设置的冷凝头夹紧机构，冷凝头输送工位处设有冷凝头输送装置，在焊接工位处安装有第一焊接机，支架上设有驱动第一焊接机朝多工位转盘的中心做往复运动的第一推送机构，注液工位处安装有自动灌注装置，自动灌注装置通过升降机构装在支架上；

所述的自动灌注装置包括注液口朝下设置的注液头和用于引导超导热管的顶端开口与注液头的注液口正对的定位对中夹具，定位对中夹具装在支架上，注液头装在升降机构上，注液头通过管道与注液机相连，所述的定位对中夹具设有左、右两只夹爪，夹爪通过活动臂装在支架上，在支架上装有驱动活动臂转动从而使左、右夹爪将超导热管合抱于注液口正下方的第一动力机构；

所述的加热排气装置包括内置加热主体的加热箱和设在加热箱上方的环形输送轨道，环形输送轨道通过支撑架装在加热箱顶部，沿环形输送轨道的周向设有固定超导热管的若干弹性夹片，环形输送轨道上设有弹性夹片的安装座，加热箱顶部开有供超导热管穿过的通道，通道两端的加热箱上开有与通道相连通的热管入口和热管出口，靠近热管出口的通道处装有用于封闭超导热管管口的第二焊接机，靠近热管入口的通道处装有用于调整超导热管与第二焊接机之间的高度的定高机构。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的缩头机构设有缩头机本体，缩头机本体的前方设有超导热管的水平推送机构，所述的水平推送机构设有推送平台，推送平台上方设有移动座，移动座上设有放置超热导管的卡具，推送平台上设有驱动移动座朝缩头机本体来回运动的第二推送机构；

所述卡具由左、右两块夹板组成，其中一块夹板固定在移动座，另一夹板与装在移动座上的伸缩气缸的活塞杆相接；

所述的第一推送机构和第二推送机构均设有推送滑轨，第一焊接机和移动座的底部设有与推送滑轨相配合的滑块，在推送滑轨外端装有推动第一焊接机和移动座的推送动力机构。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的冷凝头夹紧机构包括沿多工位转盘的径向并排设置的两块夹紧块，其中一块为固定夹紧块，另一块为活动夹紧块，固定夹紧块与活动夹紧块的配合面上设有开口相向设置的凹槽，两块夹紧块上的凹槽组成了太阳能热管冷凝头的夹紧口，活动夹紧块与固定夹紧块之间设有用于引导活动夹紧块向固定夹紧块靠拢的导向机构。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的导向机构包括设在活动夹紧块上的导向杆，在固定夹紧块上设有与导向杆相配合的导向孔，固定夹紧块外端的导向杆上装有用于驱动活动夹紧块向固定夹紧块靠拢的复位弹簧，冷凝头输送工位处设有用于顶住导向杆将夹紧口打开的顶推气缸，顶推气缸装在支架上。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述热管入口和热管出口的宽度大于超导热管的管径且小于超导热管管径的2倍。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，在所述热管入口和热管出口处均设有封闭热管入口和热管出口的移动门，加热箱外壁上设有安置移动门上门框的上滑槽和安置移动门下门框的下滑槽，加热箱上装有驱动移动门在上、下滑槽内运动的移动门动力装置。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的定高机构包括用于下压超导热管的定高压板和驱动定高压板上下运动的升降动力装置，升降动力装置装在支撑架上，支撑架上设有定高压板的限位机构。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的冷凝头输送装置包括冷凝头输送管，冷凝头输送管的上端口与装在支架上的振动盘相连，冷凝头输送管的下端口与冷凝头夹紧机构的开口正对设置，冷凝头输送管的下端口处设有控制冷凝头输送的闸门。

所述的移动门动力装置和升降动力装置为升降气缸，所述第一动力机构和第二动力机构均为手指气缸，所述的第一抓取转移装置和第二抓取转移装置为抓取转移机器人。

与现有技术相比，本发明通过将冷凝头与导热管管体的焊接、注液集结于多工位转盘上，节省生产空间和成本，并通过设抓取转移装置，将超导热管的缩口及加热排气与前期加工制作成一条完整的生产线，极大的提高生产效率和生产质量，降低了人工成本，提高了生产安全性，设计合理，使用方便，生产效率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是冷凝头夹紧机构的结构示意图；

图3是第一焊接机的结构示意图；

图4是第一焊接机的工作图；

图5是定位对中情况下自动灌注装置的结构示意图；

图6是自动灌注装置的工作图；

图7是水平推送机构的结构示意图；

图8是加热排气装置的结构示意图；

图9是图8的主视图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，参照图1-9，一种超导热管的自动生产线，包括多工位转盘机构1、缩头机构3和加热排气装置5，多工位转盘机构1与缩头机构3之间设有第一抓取转移装置2，缩头机构3与加热排气装置5之间设有第二抓取转移装置4；

所述多工位转盘机构包括支架和多工位转盘6，多工位转盘上设有用于固定超导热管管体的管体固定架37，管体固定架37呈盘状，盘状管体固定架与多工位转盘共轴，沿多工位转盘6的周向依次设置有冷凝头输送工位7、插管工位33、焊接工位8、注液工位9及出料工位10，与每个工位相对的多工位转盘上安装有开口朝上设置的冷凝头夹紧机构，冷凝头输送工位处7设有冷凝头输送装置，在焊接工位8处安装有第一焊接机20，支架上设有驱动第一焊接机朝多工位转盘6的中心做往复运动的第一推送机构，注液工位9处安装有自动灌注装置，自动灌注装置通过升降机构装在支架上；

所述的自动灌注装置包括注液口朝下设置的注液头36和用于引导超导热管的顶端开口与注液头的注液口正对的定位对中夹具，定位对中夹具装在支架上，注液头装在升降机构上，注液头通过管道与注液机相连，所述的定位对中夹具设有左、右两只夹爪22，夹爪22通过活动臂23装在支架上，在支架上装有驱动活动臂23转动从而使左、右夹爪22将超导热管合抱于注液口正下方的第一动力机构；

所述的加热排气装置包括内置加热主体的加热箱11和设在加热箱11上方的环形输送轨道29，环形输送轨道29通过支撑架装在加热箱11顶部，沿环形输送轨道29的周向设有固定超导热管的若干弹性夹片13，环形输送轨道29上设有弹性夹片13的安装座，加热箱11顶部开有供超导热管穿过的通道12，通道12两端的加热箱11上开有与通道12相连通的热管入口和热管出口，靠近热管出口的通道处装有用于封闭超导热管管口的第二焊接机30，靠近热管入口的通道处装有用于调整超导热管与第二焊接机之间的高度的定高机构31。

实施例2，实施例1所述超导热管的自动生产线，所述的缩头机构设有缩头机本体，缩头机本体的前方设有超导热管的水平推送机构，所述的水平推送机构设有推送平台24，推送平台24上方设有移动座28，移动座28上设有放置超热导管的卡具，推送平台24上设有驱动移动座28朝缩头机本体来回运动的第二推送机构；

所述卡具由左、右两块夹板25、26组成，其中一块夹板25固定在移动座，另一夹板26与装在移动座28上的伸缩气缸27的活塞杆相接；

所述的第一推送机构和第二推送机构均设有推送滑轨21，第一焊接机20和移动座28的底部设有与推送滑轨21相配合的滑块，在推送滑轨外端装有推动第一焊接机20和移动座的推送动力机构。

实施例3，实施例1所述超导热管的自动生产线，所述的冷凝头夹紧机构包括沿多工位转盘的径向并排设置的两块夹紧块，其中一块为固定夹紧块16，另一块为活动夹紧块15，固定夹紧块16与活动夹紧块15的配合面上设有开口相向设置的凹槽，两块夹紧块上的凹槽组成了太阳能热管冷凝头的夹紧口17，活动夹紧块15与固定夹紧块16之间设有用于引导活动夹紧块15向固定夹紧块16靠拢的导向机构；

所述的导向机构包括设在活动夹紧块15上的导向杆18，在固定夹紧块15上设有与导向杆18相配合的导向孔，固定夹紧块16外端的导向杆18上装有用于驱动活动夹紧块15向固定夹紧块16靠拢的复位弹簧19，冷凝头输送工位7处设有用于顶住导向杆18将夹紧口打开的顶推气缸，顶推气缸装在支架上。

实施例4，实施例1所述超导热管的自动生产线，所述热管入口和热管出口的宽度大于超导热管的管径且小于超导热管管径的2倍。

实施例5，实施例1所述超导热管的自动生产线，在所述热管入口和热管出口处均设有封闭热管入口和热管出口的移动门14，加热箱外壁上设有安置移动门14上门框的上滑槽31和安置移动门下门框的下滑槽32，加热箱11上装有驱动移动门在上、下滑槽内运动的移动门动力装置。

实施例6，实施例1所述超导热管的自动生产线，所述的定高机构包括用于下压超导热管的定高压板34和驱动定高压板34上下运动的升降动力装置，升降动力装置装在支撑架上，支撑架上设有定高压板的限位机构35，所述的限位机构为与定高压板34相配合的限位块，限位块设在与焊接高度平齐的位置。

实施例7，实施例1所述超导热管的自动生产线，所述的冷凝头输送装置包括冷凝头输送管，冷凝头输送管的上端口与装在支架上的振动盘相连，冷凝头输送管的下端口与冷凝头夹紧机构的开口正对设置，冷凝头输送管的下端口处设有控制冷凝头输送的闸门。

实施例8，实施例1所述超导热管的自动生产线，所述推送动力机构、移动门动力装置和升降动力装置为升降气缸，所述第一动力机构和第二动力机构均为手指气缸，所述的第一抓取转移装置和第二抓取转移装置为抓取转移机器人。

工作时，通过振动盘将超导热管所需的冷凝头一一送至冷凝头夹紧机构处，当冷凝头掉至冷凝头输送管的下端口处，顶推气缸伸出，推动导向杆18，复位弹簧19压缩，活动夹紧块15与固定夹紧块16分离，夹紧口增大，打开闸门，冷凝头掉入夹紧口内，顶推气缸收回，在复位弹簧19的作用下，活动夹紧块15复位，与固定夹紧块16配合，将冷凝头夹住，同时，多工位转盘6转动至插管工位，人工将超导热管的下端口与冷凝头的上端口对接，并将上部管体夹在管体固定架37；多工位转盘6继续转动，当转动到焊接工位处时， 第一焊接机20在推送动力机构的作用下，向冷凝头靠拢至第一焊接机20的焊接头夹在超导热管与冷凝头的对接处，高温焊接，焊接完成后，第一焊接机20退出，多工位转盘6继续转动，当转动到注液工位处时，定位对中夹具工作，第一动力机构驱动活动臂23转动，从而使左、右夹爪将超导热管合抱于注液口正下方，升降动力机构工作，将注液头36向下推动至超导热管的上端开口处，注液机工作，注液完成后，注液头36主动向上归位，活动臂23张开；多工位转盘6继续转动，转动至出料工位，第一抓取转移装置2开始工作；

注液后的超导热管通过第一抓取转移装置2送至缩头机构，安放在两块夹板25、26之间，在伸缩气缸27的作用下，两块夹板将超导热管夹紧，同时，推送动力机构工作，移动座28朝缩口机本体的缩口处运动，缩口完成后退出；

待移动座28复位后，第二抓取转移装置4开始工作，将缩口后的超导热管竖向卡装在环形输送轨道上5，超导热管的冷凝头朝下，缩口端朝上，使得超导热管的一部分管体位于加热箱11内，超导热管的另一部分管体位于加热箱11外，环形输送轨道5转动，超导热管从加热箱11的热管入口处进入，进入加热箱11内的超导热管在高温下进行排气，并通过定高机构，调整超导热管的高度，方便后面对排气完成后的导热管进行封口，封口后的导热管从热管出口处输出，则完成对超导热管的自动生产。

本发明通过在各工作工位处设传感器，如设在多工位转盘的每个工位处、加热箱的热管入口处、定高机构处、第二焊接机焊接处的位置传感器以及设在注液口处的液位传感器等，各传感器通过主控制器与各动力机构及相关机器相连，实现对各动力机构及相关机器的控制；另外，本发明中所述的第一焊接机、注液机、缩口机本体、第二焊接机均为现有技术中公开或市售的设备。

Claims (8)

1.一种超导热管的自动生产线，其特征在于：包括多工位转盘机构、缩头机构和加热排气装置，多工位转盘机构与缩头机构之间设有第一抓取转移装置，缩头机构与加热排气装置之间设有第二抓取转移装置；

所述多工位转盘机构包括支架和多工位转盘，多工位转盘上设有用于固定超导热管管体的管体固定架，沿多工位转盘的周向依次设置有冷凝头输送工位、插管工位、焊接工位、注液工位及出料工位，与每个工位相对的多工位转盘上安装有开口朝上设置的冷凝头夹紧机构，冷凝头输送工位处设有冷凝头输送装置，在焊接工位处安装有第一焊接机，支架上设有驱动第一焊接机朝多工位转盘的中心做往复运动的第一推送机构，注液工位处安装有自动灌注装置，自动灌注装置通过升降机构装在支架上；

所述的自动灌注装置包括注液口朝下设置的注液头和用于引导超导热管的顶端开口与注液头的注液口正对的定位对中夹具，定位对中夹具装在支架上，注液头装在升降机构上，注液头通过管道与注液机相连，所述的定位对中夹具设有左、右两只夹爪，夹爪通过活动臂装在支架上，在支架上装有驱动活动臂转动从而使左、右夹爪将超导热管合抱于注液口正下方的第一动力机构；

所述的加热排气装置包括内置加热主体的加热箱和设在加热箱上方的环形输送轨道，环形输送轨道通过支撑架装在加热箱顶部，沿环形输送轨道的周向设有固定超导热管的若干弹性夹片，环形输送轨道上设有弹性夹片的安装座，加热箱顶部开有供超导热管穿过的通道，通道两端的加热箱上开有与通道相连通的热管入口和热管出口，靠近热管出口的通道处装有用于封闭超导热管管口的第二焊接机，靠近热管入口的通道处装有用于调整超导热管与第二焊接机之间高度的定高机构；

所述的定高机构包括用于下压超导热管的定高压板和驱动定高压板上下运动的升降动力装置，升降动力装置装在支撑架上，支撑架上设有定高压板的限位机构；

所述的缩头机构设有缩头机本体，缩头机本体的前方设有超导热管的水平推送机构，所述的水平推送机构设有推送平台，推送平台上方设有移动座，移动座上设有放置超热导管的卡具，推送平台上设有驱动移动座朝缩头机本体来回运动的第二推送机构。

2.根据权利要求1所述的超导热管的自动生产线，其特征在于：所述卡具由左、右两块夹板组成，其中一块夹板固定在移动座，另一夹板与装在移动座上的伸缩气缸的活塞杆相接。

3.根据权利要求1所述的超导热管的自动生产线，其特征在于：所述的第一推送机构和第二推送机构均设有推送滑轨，第一焊接机和移动座的底部设有与推送滑轨相配合的滑块，在推送滑轨外端装有推动第一焊接机和移动座的推送动力机构。

4.根据权利要求1所述的超导热管的自动生产线，其特征在于：所述的冷凝头夹紧机构包括沿多工位转盘的径向并排设置的两块夹紧块，其中一块为固定夹紧块，另一块为活动夹紧块，固定夹紧块与活动夹紧块的配合面上设有开口相向设置的凹槽，两块夹紧块上的凹槽组成了太阳能热管冷凝头的夹紧口，活动夹紧块与固定夹紧块之间设有用于引导活动夹紧块向固定夹紧块靠拢的导向机构。

5.根据权利要求4所述的超导热管的自动生产线，其特征在于：所述的导向机构包括设在活动夹紧块上的导向杆，在固定夹紧块上设有与导向杆相配合的导向孔，固定夹紧块外端的导向杆上装有用于驱动活动夹紧块向固定夹紧块靠拢的复位弹簧，冷凝头输送工位处设有用于顶住导向杆将夹紧口打开的顶推气缸，顶推气缸装在支架上。

6.根据权利要求1所述的超导热管的自动生产线，其特征在于：所述热管入口和热管出口的宽度大于超导热管的管径且小于超导热管管径的2倍。

7.根据权利要求1所述的超导热管的自动生产线，其特征在于：在所述热管入口和热管出口处均设有封闭热管入口和热管出口的移动门，加热箱外壁上设有安置移动门上门框的上滑槽和安置移动门下门框的下滑槽，加热箱上装有驱动移动门在上、下滑槽内运动的移动门动力装置。

8.根据权利要求1所述超导热管的自动生产线，其特征在于：所述的冷凝头输送装置包括冷凝头输送管，冷凝头输送管的上端口与装在支架上的振动盘相连，冷凝头输送管的下端口与冷凝头夹紧机构的开口正对设置，冷凝头输送管的下端口处设有控制冷凝头输送的闸门。