CN110948207A - 换热器取管插管生产线 - Google Patents

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Abstract

一种换热器取管插管生产线，用于换热器组装过程中的U形管抓取和插入，包括自动抓管放管机构、插管平台以及双层运输平台，抓管机构位于插管平台一侧，插管平台设置在双层运输平台运输路线上，抓管机构本发明提供了一种可自动钩取U形管的取管装置。可以自动完成换热器组装生产过程中的U形管的取管和插管过程。该装置可以提高U形管的钩取效率，进而提高换热器的组装效率。

Description

换热器取管插管生产线
技术领域
本发明涉及组装机械技术领域，具体涉及一种换热器生产过程中取管和插管生产线。
背景技术
换热器是一种热交换产品，如图7所示，其结构包括翅片组和散热管，翅片组由组成，翅片为冲压成型，翅片上有相应的管孔，组成翅片组后让U形散热管穿过，并通过在U形散热管内通入流体以实现散热的效果。
由于换热器的翅片组翅片数目多，多为50-200片，每片散热片均较薄，而需要插管的管径小，管路多，如果插管过程控制不好，容易发生散热管破坏散热片的情况。现有技术中，换热器的组装是通过人工操作完成的，人工逐个取U形散热管然后插入到换热器散热片中，这种工作方式导致整个取管过程效率低，加工效率低，而且是不可控的，容易造成散热管的损坏。
现有技术中尚没有一种可以完成换热器取管和插管的平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以自动实现换热器插管的自动插管装置，可完成从抓取U形管、运送换热器、插入U形管的自动处理，从而可以提高换热器的生产效率。
为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案：
换热器取管插管生产线，用于换热器组装中的自动取管和插管，包括自动抓管放管机构、插管平台以及双层运输平台。抓管机构设置在插管平台一侧，负责将U形管抓取并放置到插管平台上。抓管机构包括U形管储管台和可运动的用以抓取U形管的二自由度活动抓取装置。U形管储管台进一步包括用以放置批量U形管的管架，以及并行安装用来分隔U形管的分隔柱，用来对齐U形管的止挡柱。所述分隔柱和止挡柱间进一步放置有成排累叠的U形管。
所述取管装置进一步包括横梁，所述横梁上安装有电动丝杠滑台，两副电动丝杠滑台通过丝杠滑块交叉连接；所述电动丝杠滑台末端连接有凹槽板，凹槽板一面有与U形管相配合的凹槽。凹槽板上进一步安装有齿条限位块、齿轮和齿条。
插管平台设置在双层运输平台运输路线上，插管平台的数量依所装配换热器需插管的层数而定，如果只需插一层管就只设置一个插管平台，两层管就设置两个插管平台，依次类推。插管平台包括定位针引导机构、换热器传送机构和插管机构。定位针引导机构包括定位针、定位针座、液压推杆以及导轨传动组件。定位针安装在定位针座上，定位针座进一步安装在丝杠导轨上。导轨传动组件由丝杠导轨、定位针导轨组件与滑动轨道装配而成。
作为优选，定位针前端采用圆滑过渡结构设计，有一个尖头，方便定位针插入到换热器翅片组孔中，在圆滑过渡之后，定位针还有一个圆角的肩，这是为了能够挡住散热管，为散热管的插入进行引导。
作为优选，为防止定位针过长导致前端弯曲下垂，在临近换热器端设置有定位针前端支撑，将定位针穿过定位针孔，防止定位针过长导致前端弯曲下垂导致的误差。
插管机构包括推管组件、U形管固定机构以及导轨传动组件。推管组件由U形板、槽板和压板装配而成。散热固定组件由支撑台、散热管夹持机构与压管机构装配而成。
作为优选，所述U形管固定机构进一步由支架梁、槽板液压机、上下宽槽板和导轨块装配而成；丝杠导轨由丝杠座、电机、丝杠、丝杠螺母装配而成；推杆组件由支撑座、定位针推块装配而成。
双层运输平台由运输平台和夹持平台组成。运输平台进一步包括升降平台和双层传输平台。沿着工作台工作顺序依次设置有用于夹持换热器半成品的夹持平台，夹持操作是通过夹持平台上的弹簧夹与卡槽相互作用来实现换热器的取放以及夹紧功能，确保换热器不会因移动产生插管误差。同时夹持位置正好相对于换热管插管方向，可保证整个插管过程在一条直线上运行，可防止因移动轨道而产生的错位现象。进一步是换热器的运输平台，当换热板夹持完成后，通过设置在运输平台下方的链轮在电机的带动下将其运输到插管平台相对位置使其完成插管操作。进一步当换热器完成插管操作之后，会被运输到上层运输平台末端即升降平台处，然后将其运输到下方运输通道中，再由该运输通道与最开始的升降平台将插管成品运输到初始位置，以实现插管操作。
作为优选：所换热管夹持平台包括运输板、运输板下方进一步安装有导向限制块，上方有固定限位块和换热器夹持机构，夹持机构靠近工人侧有弹簧夹紧杆和推杆支座。所述推杆支座上有凸形孔，配合压缩弹簧和弹簧夹紧杆上的凸起来完成换热管左右两侧的夹持工作。
作为优选：所述自动运输装置上设置有运输机构，包括设置在传输平台上的滚轮，滚轮由轴带动，轴由链轮带动，链轮由电机带动，链轮相互由链条连接。整个流水线的传动，都是单层传动，用导轨以及滚轮配合实现整体的传动。
作为优选，在每段插管机构对应位置的运输平台前端均有电动推杆限定夹持机构前进位置，当夹持平台将要被滚轮运送到插管位置时，系统自动检测并控制推杆升起，当运输板到达指定位置时与运输板前端的凹槽重合，使插管过程固定。当运输板停稳之后，位于其下方四角的液压升降杆会抬升使待插管换热器达到插管指定高度，完成插管操作。
本发明的优势在于：
(1)本发明提供了一种可自动抓取并放置到指定位置的抓管装置。该装置可以提高U形管的抓取效率，进而提高换热器的组装效率。
(2)本发明设计了一种换热器自动运输平台，可以实现换热器自动运输以及配合插管的操作，整个过程只需人工放置待插管换热器和搬离已插管换热器即可，极大的提高了插管效率以及准确性，进而提高了换热器的生产速度。
(3)本发明设计一种定位针引导机构，可以利用定位针疏通换热器翅片组的孔并引导U形管插入，提高U形管插管效率。
附图说明
图1为换热器取管插管生产线结构示意图(插两层管时的生产线)
图2为抓管机构结构示意图
图3为抓管机构凹槽板未抓管时结构示意图
图4为抓管机构凹槽板抓管时结构示意图
图5为插管平台结构示意图
图6为待插管换热器结构示意图
图7为插管完毕换热器结构示意图(为方便显示，翅片组用一个整体显示)
图8为定位针结构示意图
图9为U形管结构示意图
图10为推管组件结构示意图
图11为插管过程示意图
图12为双层运输平台结构示意图
图13为双层运输平台中的换热器夹持机构结构示意图
图14为双层运输平台中升降平台降低时示意图
其中100-抓管机构，200-插管平台，300-双层运输平台，1-工作台，2-导轨，3-推管组件，4-丝杠电机导轨，5-U形管，6-U形管固定组件，7-支架梁，8-U形管前端导向装置，9-待插管换热器，10-液压推杆，11-定位针前端支撑，12-液压支座，13-定位针，14-定位针座，201-电机，202-丝杠导轨，203-丝杠，204-丝杠滑块，205-电动导轨滑台，206-凹槽板，207-待抓取U形管，208-U形管储管台，209-横梁，301-抓管电机，302-主动齿轮，303-齿条，304-从动齿轮，305-齿条限位块，306-螺钉，307-撑管块，308-直槽口，3001-换热器夹持平台，3002-升降平台，3003-运输平台，401-运输板，402-固定限位块，403-换热器半成品，404-弹簧夹紧块，405-压缩弹簧，406-推杆支座，407-弹簧夹紧杆，408-半圆缺口，409-导向限制块，410-换热器插管孔，411-链轮，412-滚轮，501-电动推杆机杆，502-电动推杆杆身，601-升降托，602-液压座，701-U形板，702-液压压管槽，703-置管槽板，704-置管槽，705-推管槽口，706-推管板，801-换热器翅片组。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种可以实现换热器自动化插管的抓管、插管生产线。以下，将按换热器的插管组装流程来描述换热器插管生产线的结构。
首先是取管阶段，参考图2、U形管储管台208的作用是批量存放U形管207以及支撑横梁209。为了使U形管存放整齐，U形管储管台上设计有间隔排列的分隔柱101，相邻的分隔柱101间正好容纳1根U形管207，U形管207可累叠放置在分隔柱101之间。横梁209安装在U形管储管台208上，横梁209上进一步安装有丝杠导轨202，电机201的顺/逆时针转动带动丝杠203转动，使丝杠滑块204可以沿着丝杠203来回滑动。进一步的，丝杠滑块204同时还连接在与丝杠导轨交叉安装的电动导轨滑台205上，电动导轨滑台205工作原理与丝杠导轨202相同，由于丝杠滑块204上下方向被限制，则电动导轨滑台205顶端的电机转动可以使整个电动导轨滑台205上下运动，配合丝杠导轨202，则安装在电动导轨滑台205下面的凹槽板3可以实现上下方向和左右方向的二自由度运动。
参考图3、图4，凹槽板206的一面有与U形管储管台208上的U形管207相对应的凹槽，用来在抓取的过程中容纳U形管207。凹槽板206上进一步安装有抓管电机301、电机与主动齿轮302连接、主动齿轮302与齿条303啮合、齿条同时又与一排从动齿轮304啮合，从动齿轮304中间的轴穿过凹槽板3后连接有撑管块307。当抓管电机301转动时，主动齿轮302转动，带动齿条303滑动，进一步带动从动齿轮304转动，从而使撑管块307转动。为了使齿条303与齿轮紧密啮合，进一步在齿条303无齿的一侧安装有齿条限位块305，可以通过螺钉306和凹槽板3上开的直槽口308在一定范围内移动，可以保证齿条303可以顺利装卸并与齿轮的紧密啮合。进一步的，为了提升抓管的成功率，齿条限位块、齿条、抓管电机、主动齿轮、从动齿轮、撑管块在凹槽板上镜像排列，同一根U形管有两处同时抓管，抓管更加稳定。
参考图3、图4，未抓管时，撑管块与U形管平行，通过丝杠导轨202和电动导轨滑台205的配合，凹槽板移动到待抓取U形管正上方后，电动导轨滑台205上的电机转动，凹槽板3下移到贴住U形管4时，图4中抓管电机301顺时针转动90°，最终带动撑管块307顺时针转动90°。撑管块307最终将U形管挤在凹槽板3的凹槽内壁上。随后丝杠导轨202和电动导轨滑台205相互配合将U形管运送至指定位置后，图4中抓管电机307逆时针转动90°，最终带动撑管块307逆时针转动90°，撑管块307再次旋转至与U形管4平行的位置，U形管4没有支撑，下落到指定位置，即完成了U形管的抓取和放置。接下来凹槽板在程序控制的丝杠导轨的电机带动下继续抓取下一批管。
接下来是插管阶段，参考图5、图10，抓管机构将U形管抓取后最终放置在了图10中置管槽304和U形管固定组件6之间。此时双层运输平台也将待插管换热器9运输到了指定插管位置。定位针座14上的定位针13在丝杠电机导轨带动插入换热器9中，接下来丝杠电机导轨4带动推管组件3向待插管换热器9方向运动一段距离，液压压管槽702运动到图5中U形管5上方时，丝杠电机导轨停止运动，液压压管槽702压向U形管5，与置管槽704配合将U形管5垂直方向限制住。随后丝杠电机导轨4带动推管组件3向待插管换热器9方向运动，推管板306推动U形管5插入待插管换热器9。
在推管板306推U形管插入换热器的过程中，由于前方有置管槽板303的阻挡，不能将U形管完全插入换热器，进一步在置管槽板303上开有推管槽口305，当剩下的U形管无法推进的时候，推管装置后退，之后置管槽版303在液压推动下上移，用推管槽口305继续推动U形管5，直至将U形管5推入换热器，推管组件3再回撤，等待下一批U形管放置。
如图11所示，在U形管5插入换热器9过程中分为如下几步：
1、如图11.a所示，定位针13穿过翅片组，U形管5还未开始插入；
2、如图11.b所示，U形管5开始运动，定位针前端插入到U形管中，U形管外壁卡在定位针肩上；
3、如图11.c所示，U形管和定位针一起运动，U形管插入翅片组，定位针撤出翅片组，定位针给U形管引导，使其插入顺利；
4、如图11.d所示，U形管已将完整插入换热器。
在换热器插管的过程中，双层运输平台起到传输换热器的作用，参考图12，图13，换热器夹持机构3001贯穿于整个运输流水线，为了可以适合不同尺寸换热器的夹持，将至少一侧夹持板为非固定安装结构，可向另一侧夹持板的方向运动，以实现不同尺寸换热器的夹紧。首先按照,13箭头方向向左拉动弹簧夹紧杆后顺时针旋转，使位于弹簧夹紧杆407上的挡头414卡在推杆支座406上，这样弹簧夹紧块404与固定限位块402之间距离充足，可以放置换热器半成品或取出换热器成品。之后反向操作弹簧夹紧杆407，先逆时针旋转再向右推送，使挡头414穿过推杆支座上的孔，在压缩弹簧405的弹力下，弹簧夹紧块挤压换热器，达到夹紧换热器的作用。
参考图12，将待插管换热器夹紧好后，从图12左边开始，接下来就完全属于全自动阶段，滚轮412的转动，用来运输图13放置在上面的运输板401，运输板上设置有两个导向限位块409，卡在轨道上，防止在运输的过程中脱离轨道。
参考图12，运输板401在轨道上依靠滚轮运输，当运输板即将到达插管指定位置的时候，自动检测系统会产生反应并且将会抬升电动推杆，电动推杆机杆501上升，卡住图13运输板401上的半圆缺口408，实现运输板401插管工作位置的确定。为避免插管过程中滚轮滚动的振动对插管的精度的影响，设置有液压升降托，电动推杆机杆501卡住运输板401之后，升降托601将整个运输板抬升至脱离滚轮412，从而避免滚轮滚动的振动对插管精度的影响。完成插管之后，电动推杆机杆501下降，然后升降托601下降，将运输板401放在滚轮412上，滚轮412带动运输板401继续行进至下一工位并继续进行上述过程。完成插管的换热器在运输板401的下到达图12的右侧升降平台3002。
参考图1、图3和图7，完成插管的换热器在到达图1的右侧升降平台3002后，在液压缸的作用下运输板下移，如图14所示，使运输板401到达下层运输空间，升降平台上的滚轮反转，将运输板401从下层运输到图12左侧，图12左侧的升降平台通过升降来接应从下层运输来的换热器，提升到上层，最后由工人将成品换热器从运输板上取下，换上待插管的换热器，形成循环。
采用本发明提供的换热器取管插管生产线，实现了换热器组装过程中的自动取管和插管过程，除了手工放置待插管换热器和拿取成品换热器外全部自动操作，从而可以提高换热器的生产效率。

Claims (8)

1.换热器取管插管生产线，用于换热器组装过程中的U形管抓取和插入，其特征在于：包括自动抓管放管机构、插管平台以及双层运输平台，抓管机构位于插管平台一侧，插管平台设置在双层运输平台运输路线上。
2.如权利要求1所述的自动抓管放管机构，其特征在于：包括U形管储管台和可运动的用于抓取U形管的齿条齿轮式抓取装置。
3.如权利要求2中所述的齿条齿轮式抓取装置，其特征在于：使用电机连接齿轮后再啮合齿条，齿条由啮合一排从动齿轮，每个从动齿轮下都连接着一个椭球型橡胶材质的撑管块。
4.如权利要求1所述的插管平台，其特征在于：包括定位针引导机构、换热器传送机构和插管机构，定位针引导机构和插管机构相对，换热器传送机构在定位针引导机构和插管机构中间。
5.如权利要求4所述的定位针，其特征在于：为长圆棒，一端有圆滑过渡的尖头，在尖头逐渐变大至定位针直径的过程中，有一段用来挡住散热管壁的圆角的肩。
6.如权利要求1所述的双层运输平台，其特征在于：包括运输平台、升降平台和辅助插管平台，升降平台和双层运输平台相互配合，实现换热器的循环装载。
7.如权利要求6所述的辅助插管平台，其特征在于：包括换热器夹持机构和运输板。
8.如权利要求7所述的换热器夹持机构，其特征在于：包括压缩弹簧、弹簧夹紧杆、推杆支座和固定限位块，通过弹簧夹紧杆在压缩弹簧的弹力下实现夹紧换热器，通过后拉和旋转弹簧夹紧杆的位置使其卡在推杆支座上实现松开换热器。
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