CN109807592A - 汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法，本发明将翅片机、切断机和穿带机联动起来，该设备节省了人工穿认扰流带的环节，降低了人工成本，免去了人为操作对人体带来的损害，齿条推料单元将两端翅片相向对穿入扁管内，由于步进电机工作时设有时间差，两端翅片对穿时其端部不易碰撞磨损，设备能够一天24小时不停的工作，提高了中冷管组装效率，提高生产效率，满足了扩大产量的要求。

Description

汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法

技术领域

本发明涉及汽车中冷器设备制造领域，特别涉及一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法。

背景技术

汽车中冷器是涡轮增压系统的一个关键部件，是用来冷却发动机进气温度的，随着涡轮增压技术的广泛应用，对中冷器产品的需求量也在增大，这样人工穿扰流带的落后生产方式就势必阻碍了生产需求，于是机械化自动穿带机就变得势在必行。

中冷器管子穿扰流带，最大的技术难度在于扰流带是为了散热用的，扁管式中冷器是在扁管内装翅片，以提高换热面积。所以铝箔制品非常轻薄，只有0.1mm厚度，在穿认时，稍有偏差，就会造成扰流带（即翅片）变形，产生废品，所以在这之前，主要是靠人工穿认扰流带，进行组装。

人工穿认扰流带，其存在的缺陷：

一、扁管的应用要求逐步提高，长度、壁厚尺寸均有了更高的要求，尤其是长度增长，目前客户要求扁管的长度为多少，其长度为传统扁管长度的两倍，而翅片以单纯的单侧穿入方式，则会增大翅片与扁管内侧的摩擦距离，甚至会产生翅片挤压变形情况的发生，严重影响产品质量。

二、是对人身听力和肩部肌肉的损伤比较大，原因是扰流带在生产中，翅片机设备的噪音很大，人员必须就在现场进行穿认，每天8到10 个小时的高强度工作，必然会对人体大脑造成损伤，同时穿认扰流带是一个极其简单的重复性工作，手臂每天需要长时间重复7~8千次一种动作，对人体的肩部肌肉和手臂也会造成劳损现象。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法，其技术方案为：

该穿带机包括：翅片进料单元、齿条推料单元、扁管储存单元和扁管推出单元；

翅片进料单元：为两组分别设置在机架的两端，与齿条推料单元对接，用以输送翅片给齿条推料单元；

齿条推料单元：为两组，分别设置在扁管储存单元的两侧,且齿条推料单元与扁管储存单元在同一水平线上，用于将翅片推入扁管储存单元内；

扁管储存单元：设置在齿条推料单元的推出端，用于放置扁管；

扁管推出单元：设置在扁管储存单元的水平推出一侧，用于将扁管储存单元最下端插装完成的扁管水平推出。

进一步地，还包括

机架；

传送带单元：设置在右翅片进料单元的下部,用于传送翅片；

翅片推料单元：设置在传送带单元的末端，且在传送带单元和齿条推料单元一侧，用于推送翅片。

进一步地，所述翅片进料单元包括斜向布置的翅片下滑板以及设置在翅片下滑板下端的翅片缓冲器，所述翅片缓冲器上设有两个气缸，一个气缸控制挡料闸门动作，另一个气缸控制限位预下降翅片；所述翅片下滑板的上端与翅片自动切断机出口对接，其下端设有传送带单元。

进一步地，所述传送带单元包括传送带、光电感应器和翅片分拣闸门，在传送带输送端的中部和尾部分别设有光电感应器，用于感应翅片是否到位，中部的光电感应器为缓冲器闸门控制传感器，用于控制翅片缓冲器上的挡料闸门，传送带的宽度大于翅片宽度，传送带长度大于翅片下滑板宽度与翅片推料单元的长度之和。

进一步地，所述齿条推料单元安装在翅片推料单元的推出侧，包括步进电机、齿轮和齿条，步进电机固定在机架上，且安装同轴齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条水平设置，步进电机转动齿轮转动，并带动齿条前进或者后退。

进一步地，所述扁管储存单元包括垂直于机架的下滑板和下滑板内放置的若干水平扁管，扁管两端开口，扁管储存单元两侧的齿条推料单元将翅片以对插的方式推入最下端的扁管内。

进一步地，扁管推出单元包括推料板和推料机构，所述推料板的后端固定推料机构，推料板的前端两侧分别设有推料挡块，推料挡块的底部设有小型气缸，小型气缸通过气缸支架固定在推料板上,小型气缸的伸出端与推料挡块连接，推料板上设有通孔，推料挡块穿过推料板通孔，推料挡块与推料板垂直。

进一步地，其穿带方法，包括以下步骤：

①将扁管放入扁管储存单元，打开设备启动开关；

②翅片进入翅片机，经由自动切断机将翅片送入翅片进料单元；

③经过翅片进料单元，左侧翅片进入左齿条推料单元，右侧翅片进入右齿条推料单元；

④齿条推料单元感应到扁管两侧均有翅片时，两步进电机运动，将翅片对穿入扁管内；

⑤步进电机回撤后，扁管推出单元运动，扁管推出单元将完成对穿翅片的扁管推出；

⑥重复步骤③~⑤；

⑦工作完成后，关闭开关。

进一步地，所述两个步进电机工作时设有时间差。

本发明的有益效果为：本发明为一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法，本发明将翅片机、切断机和穿带机联动起来，该设备节省了人工穿认扰流带的环节，降低了人工成本，免去了人为操作对人体带来的损害，齿条推料单元将两端翅片相向对穿入扁管内，由于步进电机工作时设有时间差，两端翅片对穿时其端部不易碰撞磨损，设备能够一天24小时不停的工作，提高了中冷管组装效率，提高生产效率，满足了扩大产量的要求。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1右侧结构示意图；

图3为本发明扁管推出单元和扁管储存单元俯视图；

图4为本发明扁管推出单元结构示意图;

图5为本发明电控原理图；

图6为图5局部放大图；

图7为PLC输入端电路图；

图8为图7局部放大图；

图9为PLC输出端电路图1；

图10为图9局部放大图；

图11为PLC输出端电路图2；

图12为图11局部放大图；

图13为本发明对穿流程图；

图14为本发明生产工艺流程图；

图15为本发明电控系统安装结构示意图；

如图所示：1翅片进料单元，2传送带单元，3翅片推料单元，4齿条推料单元，5扁管储存单元，6扁管推出单元，7扁管收集箱，8机架，9电控柜，11翅片下滑板，12翅片缓冲器，21翅片分拣闸门，22光电感应器，41直线滑轨，42步进电机，43齿轮，44齿条，45滑块I，51扁管，61滑轨，62推管气缸，63推管板，64滑块II，65导轨架，66推料挡块，67小型气缸。

a左齿条归零传感器，b左翅片到位传感器，c左翅片进入缓冲器传感器，d左翅片下滑准备传感器，e推料气缸归位传感器，f扩孔气缸电磁阀，g传送带翅片到位传感器，h右翅片到位传感器，i缓冲器闸门控制传感器，j步进电机，k右翅片进入缓冲器传感器，l右齿条归零传感器。

具体实施方式

如图所示，本发明为一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法，扁管采用长度为686mm，翅片（即扰流带）长度为342mm，步进电机采用名称为:百格拉，型号:86BYG250-C；PLC控制器安装在电控柜9内,采用品牌: PLC控制器 三菱，型号:FX3U-48MT-BG860。

齿条零点传感器，采用品牌 F&C 型号： F3L-18KN12-BR2M；

翅片到位传感器，采用品牌 欧姆龙（OMRON） 型号：E2E-X14MD1-Z；

翅片进入缓冲器传感器，采用品牌 欧姆龙（OMRON） 型号：E2E-X14MD1-Z；

翅片下滑准备传感器，采用品牌 欧姆龙（OMRON） 型号：E2E-X14MD1-Z；

推料气缸归位传感器，采用品牌 欧姆龙（OMRON） 型号：E2E-X14MD1-Z；

扩孔气缸电磁阀，采用品牌 欧姆龙（OMRON） 型号：E2E-X14MD1-Z；

传送带翅片到位传感器，采用品牌 F&C 型号： F3L-18KN12-BR2M`；

缓冲器闸门控制传感器，采用品牌 欧姆龙（OMRON） 型号：E2E-X14MD1-Z；

该穿带机包括机架8、翅片进料单元1、传送带单元2、翅片推料单元3、齿条推料单元4、扁管储存单元5、扁管推出单元6和扁管收集箱7，整套穿带机安装在机架上；机架上设有水平工作台，传送带单元2、翅片推料单元3、齿条推料单元4、扁管储存单元5、扁管推出单元6均设置在水平工作台上，所述齿条推料单元4和翅片进料单元1分别为两组，分别设置在扁管储存单元5的左右两侧，齿条推料单元运动方向相对，其中翅片进料单元1分别设置在机架的左右两端，其中左侧翅片进料单元的底部设有齿条推料单元，右侧翅片进料单元1的底部安装传送带单元，设置在右侧翅片进料单元的下部，用于传送下滑下来的翅片，传送带单元的传送方向和右侧齿条进料单元运动方向相同；

翅片推料单元和齿条推料单元：分别设置在传送带单元的前后两侧，且翅片推料单元安装在传送带单元的传送底端，且与传送带单元垂直，用于将传送底端的翅片推入齿条进料单元；齿条推料单元：设置在翅片推料单元的水平推出侧，且与传送带单元平行，用于将翅片推入扁管内；

扁管储存单元：设置在齿条推料单元的推出端，由两个垂直于机架工作台的下滑板组成，下滑板之间用于放置水平扁管51；

扁管推出单元：设置在机架8的中部，在扁管侧壁的水平推出侧，用于将扁管储存单元最下端插装完成的一个扁管水平推出。

进一步地，所述翅片进料单元包括斜向布置的翅片下滑板11以及设置在翅片下滑板下端的翅片缓冲器12，翅片缓冲器12上设有翅片进入缓冲器传感器k和c以及下滑板底部的翅片下滑准备传感器d，所述翅片缓冲器12上设有两个气缸，一个气缸控制挡料闸门，另一个气缸控制预下降翅片；所述翅片下滑板11的上端与翅片自动切断机出口对接，左翅片下滑板的底部设有齿条推料单元，右翅片下滑板的底部设有传送带单元。

进一步地，所述传送带单元包括传送带、光电感应器22和翅片分拣闸门21，在传送带输送端的中部和尾部分别设有光电感应器22，即传送带翅片到位传感器g，用于感应翅片是否到位，翅片分拣闸门21上设有缓冲器闸门控制传感器i，用于控制翅片缓冲器上的挡料闸门，传送带的宽度大于翅片宽度，传送带长度为翅片下滑板宽度和翅片推料单元的长度之和，即翅片从下滑板滑入传送带，传送带将翅片传送至传送带尾部，由翅片推料单元将翅片推入齿条推料单元。

进一步地，所述翅片推料单元包括气缸和推杆，推杆推动方向与传送带传送方向在同一水平面上，且相互垂直，推杆高度与翅片相匹配。

进一步地，所述齿条推料单元分别设有翅片到位传感器b和h、齿条归零传感器a和l，齿条推料单元包括步进电机42、齿轮43和齿条44，步进电机42固定在机架8上，且安装同轴齿轮43，齿轮水平设置，齿轮与齿条啮合，齿条水平设置，齿条44一侧设有直线滑轨41，直线滑轨41设置在机架8上，齿条底端固定滑块I45，滑块I45可在直线滑轨41上滑动，步进电机转动带动齿轮转动，齿轮转动带动齿条前进或者后退，齿条推动翅片进入扁管，然后在步进电机的作用下齿条复位。

扁管储存单元：设置在齿条推料单元的推出端，由两个垂直于机架工作台的下滑板组成，在下滑板的底部设有扩孔气缸电磁阀f，下滑板之间用于放置水平扁管51；

扁管推出单元：设置在机架8的中部，所述扁管推出单元设有推料气缸归位传感器e，扁管51侧壁的前后两侧分别安装扁管推出单元6和扁管收集箱7，用于将扁管储存单元最下端插装完成的一个扁管水平推出。

进一步地，扁管推出单元包括推料板63和推料机构，所述推料板63的后端固定推料机构，推料板63的前端两侧分别设有推料挡块66，推料挡块的底部设有小型气缸67，小型气缸67通过气缸支架固定在推料板63上,小型气缸67的伸出端与推料挡块连接，推料板上设有通孔，推料挡块穿过推料板通孔，推料挡块与推料板垂直。推料机构包括推管气缸62、滑轨61和导轨架65，推管气缸的伸出端固定在推料板63的中部，推管气缸的另一端固定在固定座上，导轨架65与推管气缸62平行，且分别固定在推料板63的两侧，导轨架的另一端固定滑块II64，并通过滑块II与滑轨连接，导轨架随推管气缸运动而在滑轨上滑动。所述推管气缸伸出端通过L型气缸连接板与推料板固定连接，推管气缸尾部安装气缸双耳环座，并通过销轴与气缸单耳环座固定在固定座上。所述推料挡块的伸出高度小于等于一个扁管高度。在扁管底部且在工作台上设有小型气缸来回运动的凹槽，保证推料板63上板面不与最底部的扁管有宽面接触,当翅片穿认完成后，将信号发送给推管气缸62和小型气缸67，在小型气缸的作用下，推料挡块66升起或者下降，升起时推料机构向前推动推料板，推料挡块接触下滑槽内最底部扁管侧壁，推料板上板面在最底部扁管下方,不与最底部扁管有宽面接触,从而将扁管推出，推管气缸回收时，推料挡块下降，推料板上板面复位时不会碰到下一个扁管底部，扁管底部无损伤，扁管侧壁无摩擦。

翅片进料单元1、传送带单元2、翅片推料单元3、齿条推料单元4、扁管储存单元5、扁管推出单元6工作顺序由PLC控制器进行控制。

该穿带机的穿带方法，其步骤为：

①将扁管放入扁管储存单元，打开设备启动开关；

②翅片料带进入翅片机，冲制成翅片后，经由自动切断机切制成翅片个体后，再将翅片送入自动穿带机的翅片下滑板上；

③翅片进入翅片下滑板，左右翅片缓冲器，分别分拣翅片，将单个翅片放下，左侧翅片进入左齿条推料单元，等待，右侧翅片进入传送带单元，右翅片随传送带传送至传送带底端，由翅片推料单元将翅片送入右齿条推料单元；

④齿条推料单元感应到扁管两侧均有翅片时，步进电机运动，将翅片对穿入扁管内；

⑤步进电机回撤后，将信号传递给扁管推出单元，扁管推出单元将装入翅片的扁管推出；

⑥重复步骤③~⑤；

⑦工作完成后，关闭开关。

进一步地，所述步进电机工作时设有时间差，两头步进电机设有时间差，即0.2-0.3s之间的差，由于有时间差，两端的翅片对穿时，不会形成相互挤压的情况，也解决了对接不上的问题。

本发明的电控系统：

1、包括：

PLC、设备开关、翅片进料单元、传送带单元、翅片推料单元、齿条推料单元和扁管推出单元，所述PLC分别与设备开关、翅片进料单元、传送带单元、翅片推料单元、齿条推料单元和扁管推出单元连接，所述翅片进料单元、传送带单元、翅片推料单元、齿条推料单元和扁管推出单元的输入端由设备开关控制，其输出端分别由PLC控制，所述翅片进料单元为左翅片进料单元和右翅片进料单元，所述齿条推料单元包括左齿条推料单元和右齿条推料单元，左、右齿条推料单元分别设有步进电机，PLC控制步进电机。

2、该电控系统的控制方法为：

打开设备开关，PLC向翅片进料单元发送信号，左翅片进入左齿条推料单元，右翅片进入传送带单元，PLC向左齿条推料单元发送等待信号，等待右齿条推料单元检测到右翅片，传送带单元检测到右翅片信号后，发送给PLC，PLC控制传送带单元运动，当翅片推料单元检测到右翅片信号后，将信号发送给PLC，PLC控制翅片推料单元将右翅片推入右齿条推料单元，左右齿条推料单元均检测到翅片信号后，将信息反馈给PLC，PLC同时连接步进电机，并向步进电机发送控制信号，PLC控制齿条推料单元相向运行，齿条推料单元归零时，将信号传递给PLC，PLC控制扁管推出单元运动，扁管被推出。

所述翅片进料单元、传送带单元、翅片推料单元、齿条推料单元和扁管推出单元工作顺序受PLC控制。

本发明工作过程：

①打开设备开关，翅片进料单元、传送带单元、翅片推料单元、齿条推料单元和扁管推出单元工作；

②将翅片进料单元切割好的左、右翅片分别下滑到左、右下滑板的缓冲器，左翅片进入缓冲器传感器c和右翅片进入缓冲器传感器k，PLC接收到翅片信号，左、右放料气缸进行工作，打开放料闸门，释放左、右翅片，即左翅片下滑准备传感器d接收到信号，控制左放料气缸进行找正放料，左翅片下滑到左齿条沟槽内；缓冲器闸门控制传感器i在没有感应到翅片信号时，将信号传递给PLC，PLC通知右压料气缸释放右翅片，接着压料气缸压下下一个预下降翅片，等待PLC发出另一个释放信号，右翅片进入缓冲器传感器k，右放料气缸工作，右放料闸门打开释放右翅片，同时传送带上的翅片分拣闸门开启；

③当右翅片下滑到传送带上，并且触碰到缓冲器闸门控制传感器i时，右翅片进入缓冲器传感器k关闭信号，当翅片继续前行，触碰到传送带翅片到位传感器g时，缓冲器闸门控制传感器i上的气缸闸门关闭，同时传送带翅片到位传感器g将信号传送给PLC，PLC控制翅片推料单元的推料气缸开始工作，推动右翅片下滑到右齿条沟槽内；

④当PLC接收到左翅片到位传感器b和右翅片到位传感器h发来的信号后，PLC将信号传递给左、右齿条推料单元的两台步进电机，两台步进电机j开始工作，将左、右翅片对穿认到中冷管（即扁管）内；

⑤组装工作完成后，左、右齿条回归，左齿条归零传感器a和右齿条归零传感器l将信号传递给PLC，PLC将信号传递给推料气缸归位传感器e，控制扁管推出单元的推料气缸进行工作，同时扩孔气缸电池阀f也要同时工作，f功能是：一要保证管型扩张到统一尺寸，二是减轻最底部管子的受压力量；

⑥扁管推出单元将扁管储存单元最底部的扁管水平推出后，当推料动作完成后，推料气缸回收，扩孔气缸回收，将回收后的信号传递给PLC；

⑦重复②~⑥，穿带机电控程序完成，关闭设备开关，整个穿带电控程序完成。

本发明为一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机及其穿带方法，本发明将翅片机、切断机和穿带机联动起来，该设备节省了人工穿认扰流带的环节，降低了人工成本，免去了人为操作对人体带来的损害，齿条推料单元将两端翅片相向对穿入扁管内，由于步进电机工作时设有时间差，两端翅片对穿时其端部不易碰撞磨损，设备能够一天24小时不停的工作，提高了中冷管组装效率，提高生产效率，满足了扩大产量的要求。

所述的预下降翅片的说明，挡料闸门用以阻挡下滑板上排列的翅片，一般一次需要放行一个翅片给下一流程单元，所以，下滑板最下端靠近挡料闸门的翅片会被第一个放行，而排列第二位的翅片，则被称为预下降翅片，需要挡料闸门开启时被限位，而缓冲器处第二个气缸的作用就是下压动作，压触预下降翅片。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、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.汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其特征在于，该穿带机包括：翅片进料单元、齿条推料单元、扁管储存单元和扁管推出单元；

翅片进料单元：为两组分别设置在机架的两端，与齿条推料单元对接，用以输送翅片给齿条推料单元；

齿条推料单元：为两组，分别设置在扁管储存单元的两侧,且齿条推料单元与扁管储存单元在同一水平线上，用于将翅片推入扁管储存单元内；

扁管储存单元：设置在齿条推料单元的推出端，用于放置扁管；

扁管推出单元：设置在扁管储存单元的水平推出一侧，用于将扁管储存单元最下端插装完成的扁管水平推出。

2.如权利要求1所述的汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其特征在于，还包括

机架；

传送带单元：设置在右翅片进料单元的下部,用于传送翅片；

翅片推料单元：设置在传送带单元的末端，且在传送带单元和齿条推料单元一侧，用于推送翅片。

3.如权利要求1或2所述的一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其特征在于，所述翅片进料单元包括斜向布置的翅片下滑板以及设置在翅片下滑板下端的翅片缓冲器，所述翅片缓冲器上设有两个气缸，一个气缸控制挡料闸门动作，另一个气缸控制限位预下降翅片；所述翅片下滑板的上端与翅片自动切断机出口对接，其下端设有传送带单元。

4.如权利要求3所述的一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其特征在于，所述传送带单元包括传送带、光电感应器和翅片分拣闸门，在传送带输送端的中部和尾部分别设有光电感应器，用于感应翅片是否到位，中部的光电感应器为缓冲器闸门控制传感器，用于控制翅片缓冲器上的挡料闸门，传送带的宽度大于翅片宽度，传送带长度大于翅片下滑板宽度与翅片推料单元的长度之和。

5.如权利要求2所述的一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其特征在于，所述齿条推料单元安装在翅片推料单元的推出侧，包括步进电机、齿轮和齿条，步进电机固定在机架上，且安装同轴齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条水平设置，步进电机转动齿轮转动，并带动齿条前进或者后退。

6.如权利要求2所述的一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其特征在于，所述扁管储存单元包括垂直于机架的下滑板和下滑板内放置的若干水平扁管，扁管两端开口，扁管储存单元两侧的齿条推料单元将翅片以对插的方式推入最下端的扁管内。

7.如权利要求2所述的一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其特征在于，扁管推出单元包括推料板和推料机构，所述推料板的后端固定推料机构，推料板的前端两侧分别设有推料挡块，推料挡块的底部设有小型气缸，小型气缸通过气缸支架固定在推料板上,小型气缸的伸出端与推料挡块连接，推料板上设有通孔，推料挡块穿过推料板通孔，推料挡块与推料板垂直。

8.如权利要求1所述的一种汽车水箱中冷器管扰流带自动穿带机，其穿带方法，包括以下步骤：

①将扁管放入扁管储存单元，打开设备启动开关；

②翅片进入翅片机，经由自动切断机将翅片送入翅片进料单元；

③经过翅片进料单元，左侧翅片进入左齿条推料单元，右侧翅片进入右齿条推料单元；

④齿条推料单元感应到扁管两侧均有翅片时，两步进电机运动，将翅片对穿入扁管内；

⑤步进电机回撤后，扁管推出单元运动，扁管推出单元将完成对穿翅片的扁管推出；

⑥重复步骤③~⑤；

⑦工作完成后，关闭开关。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述两个步进电机工作时设有时间差。