CN110509023B - 一种焊环插入装置及焊环自动插入方法 - Google Patents

一种焊环插入装置及焊环自动插入方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种焊环插入装置及焊环自动插入方法,包括分料设备,还包括导轨、推进插入设备;分料设备用于将焊环逐个输出;导轨用于承接分料设备输出的焊环,并将焊环向推进插入设备输送;推进插入设备包括滚轮、第一推进设备、第二推进设备,滚轮用于将焊环逐个拨动至第一推进设备上,第一推进设备用于将焊环推进至第二推进设备的作用区域内,第二推进设备用于将焊环插入至工件内;其中,第一推进设备的推进方向水平,第二推进设备的推进方向竖直。本发明的目的在于提供一种焊环插入装置及焊环自动插入方法,以解决现有技术中热交换器生产过程中焊环装配效率低下的问题,实现自动、高效的将焊环插入工件内的目的。

Description

一种焊环插入装置及焊环自动插入方法
技术领域
本发明涉及热交换器领域,具体涉及一种焊环插入装置及焊环自动插入方法。
背景技术
在空调,供暖,燃气等热交换行业,大量需求五管、六管热交换器,特别是国家煤改气政策引导,北方热交换器市场需求猛增,整个热交换器生产行业订单已经排到了3年后,市场严重供不应求,甚至出现了有订单不敢接,生产不出来的情况,导致这种情况除了市场良好外,另一个原因就是现有市场上生产设备匮乏,导致生产效率低下,现热交换器行业仍然是一个劳动密集型行业,大部分采用人工装配生产,导致生产效率低下,产品质量不稳定,劳动成本过高,生产环境恶劣对生产人员职业健康产生危害,因此,急需自动化设备提高生产效率,减少人员数量,降低劳动成本,减轻劳动强度,提高质量稳定性,减少返工时间等。
对整个热交换器生产工艺流程分析,可以得出效率最慢的是在焊环的装配环节,现在焊环装配全部采用人工装配,一个热交换器需要分3次,一共90秒才能装配完焊环,这中间还涉及人工装配质量的不稳定性,导致焊接质量无法保证,从而返工浪费更多的人力物力,因此,急需开发一套全自动焊环装配装置,即提高效率,也提高产品质量稳定性,减少返工及零件报废率等,综合分析后,得出现有装配技术存在以下缺点
(1)生产效率低下,一个工件需要90秒左右;
(2)质量不稳定:因焊环卡入工件要将金属焊环胀大才能卡入,因此对人工来说用力较大,比较费体力,同时容易造成人工装配位置不固定,容易偏离,导致焊接质量不好,从而导致工件返工或者报废,浪费更多人力物力,大大降低效率。
(3)作业人员数量多,人工成本高:因为效率低下,需要更多的人工,导致成本大大升高,企业利润降低
(4)环保成本高:因生产加工环境恶劣,劳保用品等耗材消费巨大,导致企业在这方面成本过高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焊环插入装置及焊环自动插入方法,以解决现有技术中热交换器生产过程中焊环装配效率低下的问题,实现自动、高效的将焊环插入工件内的目的。
本发明通过下述技术方案实现:
一种焊环插入装置,包括分料设备,还包括导轨、推进插入设备;
所述分料设备用于将焊环逐个输出;
所述导轨用于承接分料设备输出的焊环,并将焊环向推进插入设备输送;
所述推进插入设备包括滚轮、第一推进设备、第二推进设备,所述滚轮用于将焊环逐个拨动至第一推进设备上,所述第一推进设备用于将焊环推进至第二推进设备的作用区域内,所述第二推进设备用于将焊环插入至工件内;
其中,所述第一推进设备的推进方向水平,所述第二推进设备的推进方向竖直。
针对现有技术中热交换器生产过程中焊环装配效率低下的问题,本发明提出一种焊环插入装置,焊环提前放入分料设备中,分料设备将焊环逐个输出。其中分料设备为现有技术。分料设备将焊环输出至导轨上,导轨为焊环提供引导,将焊环朝向推进插入设备方向进行输送。
推进插入设备上的滚轮首先通过自身的转动,将导轨上的焊环逐个拨落,使得焊环逐个掉落至第一推进设备内,第一推进设备将焊环向前推进,直至焊环到达第二推进设备的作用区域内,此时由第二推进设备将焊环向下推动。由于工件位于第二推进设备的下方,因此第二推进设备能够驱动焊环直接插入至工件内,完成热交换器中焊环的插入作业。本发明使用时,工人只需提前将工件摆放就位,使得工件上需要插入焊环的位置正对第二推进设备的下方即可,操作十分简单,能够显著的提高生产效率、降低人力消耗。
所述分料设备、导轨、推进插入设备均安装在台面上,所述台面上还设置输送模组,所述输送模组用于将工件输送至焊环插入位置。通过输送模组来将工件稳定的输送至正对第二推进设备下方的位置,避免每次人工摆放工件位置存在误差,确保对每个工件而言焊环插入位置能够保持稳定。
所述台面上设置两个相互正对的焊环插入装置,两个焊环插入装置之间的间距由距离调节装置调节。
所述分料设备、导轨均通过震动将焊环往前输送;所述第一推进设备为丝杠或/和气缸,所述第二推进设备为气缸。第一推进设备优选的包括了依次设置的丝杠和水平气缸,分别依次推进有利于确保推进稳定性。
所述分料设备、导轨、推进插入设备均位于隔音罩内。隔音设备可有效降低分料设备、导轨、推进插入设备的噪音。
一种焊环自动插入方法,包括以下步骤:
(a)装置初始化;
(b)手动将工件放置在输送模组上,输送模组将工件输送至焊环插入位置;
(c)启动分料设备,分料设备将焊环逐个输送至导轨上,导轨将焊环向推进插入设备所在方向输送;
(d)推进插入设备中的滚轮转动,拨动一个焊环掉落至第一推进设备内的丝杠上,丝杠转动,使焊环从丝杠端部向下掉落至下方工位处;
(e)第一推进设备内的水平气缸前推,将焊环推至第二推进设备的正下方,第二推进设备下推,使焊环插入工件中。
本方法操作简单,自动化程度高:操作人员只需将焊环全部倒进分料设备即可,非常简单方便,然后放入工件取下工件,就能全自动安装焊环;并且本申请可扩展性强:后期可根据需要扩展到全自动生产线中,操作人员只需补充焊环就行,工件都不用手动放置。
还包括与所述滚轮相匹配的滚轮计数器;当滚轮计数器检测到滚轮拨动了焊环掉落时,停止滚轮转动,否则,滚轮继续转动直至滚轮计数器检测到有焊环掉落。
还包括与第一推进设备内的丝杠相匹配的丝杠计数器;当丝杠计数器检测到丝杠上的焊环掉落时,停止丝杠转动,否则,丝杠继续转动直至丝杠计数器检测到有焊环掉落。
所述装置初始化包括以下步骤:
(I)将输送模组移动至初始位置,检测是否到位;若不到位,重复移动输送模组,若到位,进入下一步;
(II)将第一推进设备内的水平气缸前推,检测是否前推到位;若不到位,重复前推水平气缸,若到位,进入下一步;
(III)将第二推进设备下推,检测是否下推到位;若不到位,重复下推第二推进设备,若到位,进入下一步;
(IV)收回水平气缸、第二推进设备,检测是否收回到位;若不到位,重复收回,若到位,进入下一步;
(V)转动滚轮、第一推进设备内的丝杠,检测是否有焊环掉落;若没有掉落,重复转动,若掉落,则停止转动,完成初始化。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明一种焊环插入装置及焊环自动插入方法,焊环插入位置固定,不会因人为因素导致位置偏差,从而影响焊接质量,现有人工方式通常造成一次焊接成功率只有70%左右,后期配有3人对不合格工件进行补充焊接,采用本申请能够有效克服上述缺陷。
2、本发明一种焊环插入装置及焊环自动插入方法,生产效率大幅提高:由原来一个工件需要90秒,提高到了12秒,效率提升7.5倍,相应产能也提高7.5倍。并且本申请只需一个工人操作维护,显著降低了人力消耗。
3、本发明一种焊环插入装置及焊环自动插入方法,大大减轻劳动强度:因焊环为金属件,卡入工件需让焊环胀型卡入,因此对人工操作来说很费体力,采用本申请后,操作人员只需放入工件,踩脚踏开关,取下工件,因此,大大节省了体力,降低了劳动强度。
4、本发明一种焊环插入装置及焊环自动插入方法,操作简单,自动化程度高:操作人员只需将焊环全部倒进分料设备即可,非常简单方便,然后放入工件取下工件,就能全自动安装焊环;并且本申请可扩展性强:后期可根据需要扩展到全自动生产线中,操作人员只需补充焊环就行,工件都不用手动放置。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明具体实施例的结构示意图;
图2为本发明具体实施例去掉隔音罩的结构示意图;
图3为图2中A处的局部放大图;
图4为本发明具体实施例的工作流程图;
图5为本发明具体实施例的初始化流程图;
图6为本发明具体实施例中综合控制柜的控制系统示意图;
图7为本发明具体实施例中推进插入设备的局部示意图;
图8为本发明具体实施例中喇叭形式导向块的局部示意图;
图9为本发明具体实施例中结构限位块的安装示意图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-分料设备,2-导轨,3-滚轮,4-第一推进设备,5-第二推进设备,6-台面,7-距离调节装置,8-隔音罩,9-滚轮计数器,10-输送模组,11-报警装置,12-推进装置,13-插入装置,14-喇叭形式导向块,15-结构限位块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1:
如图1至图3所示的一种焊环插入装置,包括分料设备1,还包括导轨2、推进插入设备;
所述分料设备1用于将焊环逐个输出;
所述导轨2用于承接分料设备1输出的焊环,并将焊环向推进插入设备输送;
所述推进插入设备包括滚轮3、第一推进设备4、第二推进设备5,所述滚轮3用于将焊环逐个拨动至第一推进设备4上,所述第一推进设备4用于将焊环推进至第二推进设备5的作用区域内,所述第二推进设备5用于将焊环插入至工件内;
其中,所述第一推进设备4的推进方向水平,所述第二推进设备5的推进方向竖直。
实施例2:
如图1至图3所示的一种焊环插入装置,在实施例1的基础上,所述分料设备1、导轨2、推进插入设备均安装在台面6上,所述台面6上还设置输送模组,所述输送模组用于将工件输送至焊环插入位置。所述台面6上设置两个相互正对的焊环插入装置,两个焊环插入装置之间的间距由距离调节装置7调节。所述分料设备1、导轨2均通过震动将焊环往前输送;所述第一推进设备4为丝杠或/和气缸,所述第二推进设备5为气缸。所述分料设备1、导轨2、推进插入设备均位于隔音罩8内。
本实施例中:
台面:安装桌面用于支撑设备,并且要求具有较高的稳定刚度,以达到降低台面振动效果;
距离调节装置7,具体到本实施例中为调节丝杆:用于调节左右两边分料设备、导轨、推进插入设备之间的间距,以使用不同规格工件,达到通用性要求;
分料设备:分料设备包括了振动设备,隔音设备:分料设备基于震动原理,通过设备震动将焊环往前推进,推进过程中使焊环有序排列输出来。
振动设备:操作人员将焊环倒入振动设备,由该设备自动将焊环排序,按照要求姿态有序的输送出来;
隔音设备:因振动设备噪音较大,隔音设备可有效降低噪音,将噪音控制在65db以内。
导轨:衔接自动分料设备,将分料设备排序好的焊环继续向前推进,有序的进入自动推进插入设备;本实施例中为直震导轨,通过给轨道施加震动作为动力,将焊环推进。
推进插入设备:将进入的焊环推进,并且插入工件,完成焊环组装;通过气缸将焊环推进,且有限位结构件保证焊环竖直状态不歪曲,能够实现高效快速的推进焊环。所述推进插入设备具体如图7所示,推进装置12前端设置结构导向,保证焊环不偏移,推进装置12将焊环推到最前端,由插入装置13将焊环插入工件。本实施例中推进装置12、插入装置13均为气缸。
状态显示及报警装置11:显示设备状态,包括自动模式,手动模式,当设备异常可报警,焊环缺料也可报警,提示操作人员补充原料等;
输送模组:用于工件安装定位,操作人员将工件可方便的放入;
气动控制柜:用于控制设备所有启动元器件动作;
电器控制柜:用于单套设备所有电器控制
综合控制柜:如图6所示,适用于多套设备联机工作,可同时控制多台设备的操作,并且显示多套设备工作状态。
本实施例操作台面长度为3米,宽度为1米,均采用型材焊接工艺,大大降低成本,增加支撑台面稳定性,台面下方左边为气动控制柜,右边为电器控制柜,操作维护简单易懂,并且布线均可在台面下方,做到简洁美观,规矩整齐,控制柜采用钣金折弯,成本低,可扩展性强,控制柜门均采用成熟把手配打孔形式,操作简单方便,操作台面上方分为左右两部分,左右两部分组成一致,只是镜像对称的,均由距离调节装置7、分料设备1、导轨、推进插入设备组成,其中分料设备、导轨、推进插入设备放置在一个平板上,可通过距离调节装置7的丝杆进行前后位置移动,以适应不同规格工件,在移动模组后面安装有状态显示及报警装置11,不同设备之间线缆规整后均采用盖板遮挡,外表干净美观。
整套设备通过合理的结构设计和优选的器件来减小设备的尺寸,在不影响强度的情况下尽可能对结构件进行减重。设置方便搬运移动的叉车臂位置,以方便搬运和调试,整个设备无论是在调试,安装,使用及后期维护,都非常符合人机工程学,能够很方便的进行。
工件采用伺服电机驱动的方式,同时添加位置传感器,对工件位置实施精确控制,自动推进插入设备采用气动装置,可方便的调节力的大小,根据不同工件选择最优力度。即满足要求,也满足经济性,更能更好的适应多规格,多品种工件的差异性。
因焊环差异性太大,同时要求12个位置要能够准确的插入焊环,因此对设计精度及焊环位置纠正提出了较高的要求,位置保证通过结构限位,在调解时能够很方便的确定需要的位置,焊环位置纠正通过如图8所示的喇叭形式导向块14,将不竖直的焊环纠正成竖直状态,从而保证精度。
整个设备安装方便,通过叉车直接放置在地面即可,无需地锚,对地面没有特别要求,在选择某一型号工件时,首先要确定该型号横向和纵向间距,横向间距通过丝杆调节,具体位置通过相应刻度尺进行观察,纵向间距通过如图9所示的结构限位块15进行调节确认。向内和向外均通过结构限位块15进行调节间距,以满足不同规格工件。
本实施例能够取得的有益效果包括:
1、生产效率大幅提高:由原来一个工件需要90秒,提高到了12秒,效率提升7.5倍,相应产能也提高7.5倍,大大解决了生产订单忙不过来的现状;
2、质量稳定性高:全自动设备焊环插入位置固定,不会因人为因素导致位置偏差,从而影响焊接质量,现有人工方式通常造成一次焊接成功率只有70%左右,后期配有3人对不合格工件进行补充焊接,采用全自动设备后,一次焊接成功率可提高到95%以上,一个人员就足够了,而且工作量大大减少;
3、大大节省企业成本:全自动设备只需一个人操作维护,效率提升7.5倍,相当于省下了6.5个操作工人,同时节省了后期补充焊接2个人员,合计节省8.5个人,对企业来说,节省人工每年接近100万;
4、大大减轻劳动强度:因焊环为金属件,卡入工件需让焊环胀型卡入,因此对人工操作来说很费体力,采用自动化设备后,操作人员只需放入工件,踩脚踏开关,取下工件,因此,大大节省了体力,降低了劳动强度;
5、降低环保耗材成本:因企业工作环境恶劣,操作人员手工操作时,需配备隔音耳机,手套,口罩等多项耗材,全自动设备大大减少了人工,同时也大大减少了环保耗材成本;
6、本发明结构紧凑、尺寸小、安装简单、维护方便,环境适应性强,具有良好的稳定性和可靠性。
7、本发明通过开机自检功能,初始化功能,检查状态并反馈到控制终端,并在显示终端上显示当前状态,方便操作人员检查,避免出现位置错误和安全事故。
实施例3:
一种焊环自动插入方法,如图4与图5所示,包括以下步骤:
(a)装置初始化;
(b)手动将工件放置在输送模组上,输送模组将工件输送至焊环插入位置;
(c)启动分料设备1,分料设备1将焊环逐个输送至导轨2上,导轨2将焊环向推进插入设备所在方向输送;
(d)推进插入设备中的滚轮3转动,拨动一个焊环掉落至第一推进设备4内的丝杠上,丝杠转动,使焊环从丝杠端部向下掉落至下方工位处;
(e)第一推进设备4内的水平气缸前推,将焊环推至第二推进设备5的正下方,第二推进设备5下推,使焊环插入工件中。
优选的,还包括与所述滚轮3相匹配的滚轮计数器9;当滚轮计数器9检测到滚轮3拨动了焊环掉落时,停止滚轮3转动,否则,滚轮3继续转动直至滚轮计数器9检测到有焊环掉落。
优选的,还包括与第一推进设备4内的丝杠相匹配的丝杠计数器;当丝杠计数器检测到丝杠上的焊环掉落时,停止丝杠转动,否则,丝杠继续转动直至丝杠计数器检测到有焊环掉落。
优选的,所述装置初始化包括以下步骤:
(I)将输送模组移动至初始位置,检测是否到位;若不到位,重复移动输送模组,若到位,进入下一步;
(II)将第一推进设备4内的水平气缸前推,检测是否前推到位;若不到位,重复前推水平气缸,若到位,进入下一步;
(III)将第二推进设备5下推,检测是否下推到位;若不到位,重复下推第二推进设备5,若到位,进入下一步;
(IV)收回水平气缸、第二推进设备5,检测是否收回到位;若不到位,重复收回,若到位,进入下一步;
(V)转动滚轮3、第一推进设备4内的丝杠,检测是否有焊环掉落;若没有掉落,重复转动,若掉落,则停止转动,完成初始化。
以上所述的具体实施方式,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方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,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)

1.一种焊环插入装置,包括分料设备(1),其特征在于,还包括导轨(2)、推进插入设备;
所述分料设备(1)用于将焊环逐个输出;
所述导轨(2)用于承接分料设备(1)输出的焊环,并将焊环向推进插入设备输送;
所述推进插入设备包括滚轮(3)、第一推进设备(4)、第二推进设备(5),所述滚轮(3)用于将焊环逐个拨动至第一推进设备(4)上,所述第一推进设备(4)用于将焊环推进至第二推进设备(5)的作用区域内,所述第二推进设备(5)用于将焊环插入至工件内;
其中,所述第一推进设备(4)的推进方向水平,所述第二推进设备(5)的推进方向竖直;
所述第二推进设备(5)包括用于将焊环推到工件前端的推进装置(12),还包括用于将焊环插入工件的插入装置(13);
推进装置(12)的前端设置用于焊环纠偏的结构导向,所述结构导向为:位于插入装置(13)下方且位于推进装置(12)前方的喇叭形式导向块(14),用于将不竖直的焊环纠正成竖直状态。
2.根据权利要求1所述的一种焊环插入装置,其特征在于,所述分料设备(1)、导轨(2)、推进插入设备均安装在台面(6)上,所述台面(6)上还设置输送模组(10),所述输送模组用于将工件输送至焊环插入位置。
3.根据权利要求2所述的一种焊环插入装置,其特征在于,所述台面(6)上设置两个相互正对的焊环插入装置,两个焊环插入装置之间的间距由距离调节装置(7)调节。
4.根据权利要求1所述的一种焊环插入装置,其特征在于,所述分料设备(1)、导轨(2)均通过震动将焊环往前输送;所述第一推进设备(4)为丝杠或/和气缸,所述第二推进设备(5)为气缸。
5.根据权利要求1所述的一种焊环插入装置,其特征在于,所述分料设备(1)、导轨(2)、推进插入设备均位于隔音罩(8)内。
6.一种焊环自动插入方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)装置初始化;
(b)手动将工件放置在输送模组上,输送模组将工件输送至焊环插入位置;
(c)启动分料设备(1),分料设备(1)将焊环逐个输送至导轨(2)上,导轨(2)将焊环向推进插入设备所在方向输送;
(d)推进插入设备中的滚轮(3)转动,拨动一个焊环掉落至第一推进设备(4)内的丝杠上,丝杠转动,使焊环从丝杠端部向下掉落至下方工位处;
(e)第一推进设备(4)内的水平气缸前推,将焊环推至第二推进设备(5)的正下方,第二推进设备(5)下推,使焊环插入工件中。
7.根据权利要求6所述的一种焊环自动插入方法,其特征在于,还包括与所述滚轮(3)相匹配的滚轮计数器(9);当滚轮计数器(9)检测到滚轮(3)拨动了焊环掉落时,停止滚轮(3)转动,否则,滚轮(3)继续转动直至滚轮计数器(9)检测到有焊环掉落。
8.根据权利要求6所述的一种焊环自动插入方法,其特征在于,还包括与第一推进设备(4)内的丝杠相匹配的丝杠计数器;当丝杠计数器检测到丝杠上的焊环掉落时,停止丝杠转动,否则,丝杠继续转动直至丝杠计数器检测到有焊环掉落。
9.根据权利要求6所述的一种焊环自动插入方法,其特征在于,所述装置初始化包括以下步骤:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
)将输送模组移动至初始位置,检测是否到位;若不到位,重复移动输送模组,若到位,进入下一步;
Figure DEST_PATH_IMAGE004
)将第一推进设备(4)内的水平气缸前推,检测是否前推到位;若不到位,重复前推水平气缸,若到位,进入下一步;
Figure DEST_PATH_IMAGE006
)将第二推进设备(5)下推,检测是否下推到位;若不到位,重复下推第二推进设备(5),若到位,进入下一步;
Figure DEST_PATH_IMAGE008
)收回水平气缸、第二推进设备(5),检测是否收回到位;若不到位,重复收回,若到位,进入下一步;
Figure DEST_PATH_IMAGE010
)转动滚轮(3)、第一推进设备(4)内的丝杠,检测是否有焊环掉落;若没有掉落,重复转动,若掉落,则停止转动,完成初始化。
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