CN112025325A - 一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其包括产品上料单元、第一称重单元、对管腔进行密封检测的密封性检测单元、在管腔注入工作流体的介质注入单元、将热管从所述第一称重单元上抓取至所述介质注入单元上的第一移载单元、对管腔抽真空后进行封口的抽真空封口单元、将热管抓入所述抽真空封口单元中的第二移载单元、将热管从所述抽真空封口单元中取走的第三移载单元、承接所述第三移载单元上的产品并放入至一第二称重单元上的第四移载单元、对热管封口处进行焊接密封与下料的焊接下料单元。本发明大大提高了热管的自动生产效率，提高了产品的性能可靠性与质量稳定性。

Description

一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备

【技术领域】

本发明属于热管生产技术领域，特别是涉及一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备。

【背景技术】

热管是一种高效的均温元件，广泛应用于各类电子器件散热之需。热管在很多加热设备中是必不可少的部件，通过管内的工作流体实现热量的传递，从而实现温度控制。热管在生产过程中需要在里面注入工作流体形成加热管，目前热管制造行业中缺少多工艺整合的自动化设备，尤其是一些对热管性能影响大的关键工艺，导致热管的生产效率非常低，且生产质量不稳定。

因此，有必要提供一种新的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，实现了热管自动供料、密封性检测、工作流体注入、除气封口、焊接密封以及自动下料等一系列自动化操作，大大提高了热管的自动生产效率，提高了产品的性能可靠性与质量稳定性。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其包括产品上料单元、第一称重单元、对管腔进行密封检测的密封性检测单元、在管腔注入工作流体的介质注入单元、将产品从所述第一称重单元上抓取至所述介质注入单元上的第一移载单元、对管腔内部抽真空后进行封口的抽真空封口单元、将产品抓入所述抽真空封口单元中的第二移载单元、将产品从所述抽真空封口单元中取走的第三移载单元、承接所述第三移载单元上的产品并放入至一第二称重单元上的第四移载单元、对产品封口处进行焊接密封与下料的焊接下料单元。

进一步的，所述产品上料单元包括前端底部设置有一出料口的料仓、将单个产品从所述出料口处送出的送料板、驱动所述送料板进行水平直线运动的送料气缸，所述送料板上设置有一承载产品的限位槽。

进一步的，所述介质注入单元与所述密封性检测单元包括承接所述第一移载单元上的产品且将其移载与一密封对接头对接的支撑移载机构、穿过所述密封对接头在产品内部注入工作流体的注入针管、驱动所述注入针管前后运动的第十一气缸；所述支撑移载机构包括第二气缸、受所述第二气缸驱动进行前后运动的第一活动板、固定在所述第一活动板上且支撑住产品两端的一对第二支撑座、随所述第一活动板同步移动且夹持产品一端的夹爪机构。

进一步的，在所述介质注入单元与所述第二移载单元之间还设置有一产品中转支撑单元，所述产品中转支撑单元包括一对第三支撑座；所述第一移载单元包括第四伺服电机、受所述第四伺服电机驱动进行左右移动的第八气缸、受所述第八气缸驱动进行上下运动的第七活动板、固定在所述第七活动板上的一对夹持机构。

进一步的，所述第二移载单元与所述第三移载单元均包括第一伺服电机、受所述第一伺服电机驱动进行左右移动的第二活动板、固定在所述第二活动板上的第三气缸、受所述第三气缸驱动进行前后运动的第三活动板、固定在所述第三活动板上的第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下运动的第四活动板、固定在所述第四活动板上的旋转气缸、受所述旋转气缸驱动进行产品夹持的夹爪机构。

进一步的，所述抽真空封口单元沿所述第二活动板移动方向上设置有若干组；每组所述抽真空封口单元中均设置有一产品加热装置，所述产品加热装置包括第二伺服电机、受所述第二伺服电机驱动进行上下运动的加热水槽，所述加热水槽与一温控装置连通；所述抽真空封口单元包括对产品端口进行封口的封口模具、设置在所述封口模具下方且包裹密封产品端部的密封对接头、与所述封口模具内部连通的真空抽气装置。

进一步的，所述第四移载单元包括第五伺服电机、受所述第五伺服电机驱动进行左右移动的第六气缸、受所述第六气缸驱动进行上下运动的夹爪机构。

进一步的，所述焊接下料单元包括第七气缸、受所述第七气缸驱动进行左右移动的第五活动板、固定在所述第五活动板上的第九气缸、受所述第九气缸驱动进行上下运动的且支撑产品两端的一对第一支撑板、压住产品端部的端部压紧组件、对产品封口处进行焊接密封的焊接组件、以及对产品进行收料的收料盒。

进一步的，所述第一支撑板上设置有对产品位置进行限定的限位凹槽。

进一步的，所述端部压紧组件包括第五气缸、受所述第五气缸驱动进行上下运动的第六活动板、固定在所述第六活动板上的第三伺服电机、受所述第三伺服电机驱动进行旋转的且压紧产品带着一起旋转的旋转驱动轮、位于所述旋转驱动轮下方的且支撑产品的一对支撑滚轮。

与现有技术相比，本发明一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备的有益效果在于：实现了热管关键工艺的自动化生产，其包括热管自动供料、密封性检测、工作流体注入、除气封口、焊接密封以及自动下料等一系列自动化操作，大大提高了生产效率；通过对产品进行注入工作流体前后的称重操作，检测注入工作流体量是否符合设定要求，进一步的保障了产品性能品质；在工作流体注入与抽真空封口两个工站之间，通过设置具有旋转功能的夹持移载机构，实现产品在各自工艺要求的最佳状态自如切换；通过设置自动焊接下料单元，在满足焊接单元产品支撑需求的同时还实现了自动下料与收料，节省了额外的下料移载机构，节约了成本。

【附图说明】

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中产品上料单元、第一称重单元与第一移载单元的结构示意图；

图3为本发明实施例中产品上料单元、第一称重单元、第一移载单元与介质注入单元的结构示意图；

图4为本发明实施例中密封检测介质注入单元与第二移载单元、第三移载单元、产品中转支撑单元的结构示意图；

图5为本发明实施例中第二称重单元、第四移载单元与焊接下料单元的结构示意图；

图中数字表示：

100热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备；200产品；

1产品上料单元，11料仓，12出料口；13送料板；

2第一称重单元，21第一支撑座，22物料转接单元，221第十气缸，222转接板；

3介质注入单元，31密封对接头，32支撑移载机构，321第二支撑座，322夹爪机构，33第一气缸，34注入针管，35第十一气缸；

4第一移载单元，41第八气缸，42第七活动板，43夹持机构；

5抽真空封口单元，51产品加热装置，511加热水槽，52封口模具，53密封对接头，54真空抽气装置；

6第二移载单元；

7第三移载单元，71第一伺服电机，72第二活动板，73第三气缸，74第三活动板，75第四气缸，76第四活动板，77旋转气缸，78夹爪机构；

8第二称重单元；

9第四移载单元，91第六气缸，92夹爪机构，93废料接料盒；

10焊接下料单元，101第五活动板，102第一支撑板，1021限位凹槽，103端部压紧组件，1031第五气缸，1032第六活动板，1033第三伺服电机，1035支撑滚轮，1036第二支撑板，1037导向斜面，104焊接组件，105收料盒，106第九气缸；

110产品中转支撑单元，1101第三支撑座。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图4，本实施例一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备100，其包括产品上料单元1、对产品上料单元1输出的产品进行称重的第一称重单元2、对管腔进行密封检测的密封性检测单元(图中未标示)、在产品内部注入工作流体的介质注入单元3、将产品从第一称重单元2上抓取至介质注入单元3上的第一移载单元4、对产品内部抽真空后进行封口的抽真空封口单元5、将产品抓入抽真空封口单元5中的第二移载单元6、将产品从抽真空封口单元5中取走的第三移载单元7、承接第三移载单元7上的产品并放入至一第二称重单元8上的第四移载单元9、对产品封口处进行焊接密封的焊接下料单元10。

产品上料单元1包括前端底部设置有一出料口12的料仓11、将单个产品从所述出料口处送出的送料板13、驱动送料板13进行水平直线运动的送料气缸(图中未标示)，送料板13上设置有一承载产品的限位槽(图中未标示)，热管呈水平状态位于送料板13上送出至第一称重单元2上。

第一称重单元2与第二称重单元8上均设置有一承载水平摆放状态下的产品的第一支撑座21。第一支撑座21为一对上端设置有V型或U型或半圆形凹槽的支撑板。第一称重单元2主要称取产品注入工作流体之前的重量，第二称重单元8主要用于称取注入工作流体后的产品重量，通过这两个重量的差值计算，便可获得工作流体注入的量，从而判断工作流体注入是否符合要求。送料板13在伸出位置状态下与第一支撑座21对接。本实施例中，送料板13设置有两个，托着产品的两端，第一支撑座21位于两个送料板13之间，且送料板13的高度高于第一支撑座21的高度，第一承重单元2一侧设置有承接送料板13上的热管将其转移至第一支撑座21上的物料转接单元22，物料转接单元22包括第十气缸221、受第十气缸221驱动进行上下运动的转接板222，转接板222通过上下运动将送料板13上的热管托起，然后送料板13退回，转接板222下降低于第一支撑座21，将热管转移到第一支撑座21上。第一支撑座21具有上下弹性浮动功能。

介质注入单元3包括承接第一移载单元4上的产品且将其移载与一密封对接头31对接的支撑移载机构32、驱动密封对接头31进行前后运动的第一气缸33、穿过密封对接头31在产品内部注入工作流体的注入针管34、驱动注入针管34前后运动的第十一气缸35。支撑移载机构32包括第二气缸(图中未标示)、受所述第二气缸驱动进行前后运动的第一活动板(图中未标示)、固定在所述第一活动板上且支撑住产品两端的一对第二支撑座321、随所述第一活动板同步移动且夹持产品一端的夹爪机构322。产品的端部插入密封对接头31内实现密封，然后注入针管34插入与产品端口对接，注入工作流体。第一移载单元4从第一称重单元2上抓取产品放置到第二支撑座321上，然后通过夹爪机构322夹持住产品的端部，在所述第二气缸的驱动作用下，将产品向后移动，同时，第一气缸33驱动密封对接头33向前移动，使得产品的端口端与密封对接头33对接，注入针管34注入工作流体。介质注入完毕后，密封对接头33和产品分别退回分开，夹爪机构322松开对产品的夹持，然后被第一移载单元4取走。本实施例中，所述密封性检测单元整合集成设置在介质注入单元3中，实现密封性检测与工作流体介质注入在同一工站中完成。

本实施例中，在介质注入单元3与第二移载单元6之间还设置有一产品中转支撑单元110，产品中转支撑单元110包括一对第三支撑座1101。第一移载单元4将密封测试好的产品抓取至产品中转支撑单元110上，然后等待第二移载单元6将其取走。

第一移载单元4包括第四伺服电机(图中未标示)、受所述第四伺服电机驱动进行左右移动的第八气缸41、受第八气缸41驱动进行上下运动的第七活动板42、固定在第七活动板42上的一对夹持机构43。第一移载单元4的下方还设置有一NG收料盒(图中未标示)。

第二移载单元6与第三移载单元7结构原理相同且均包括第一伺服电机71、受第一伺服电机71驱动进行左右移动的第二活动板72、固定在第二活动板72上的第三气缸73、受第三气缸73驱动进行前后运动的第三活动板74、固定在第三活动板74上的第四气缸75、受第四气缸75驱动进行上下运动的第四活动板76、固定在第四活动板76上的旋转气缸77、受旋转气缸77驱动进行产品夹持的夹爪机构78。第二移载单元7夹取水平状态放置的产品然后将其旋转至竖直状态，再送入到抽真空封口单元5中。同理的，第三移载单元9夹取竖直状态放置的产品然后将其旋转至水平状态，再送入到焊接下料单元10中。

本实施例中抽真空封口单元5沿第二活动板72移动方向上设置有若干组，可以同时完成多根热管的介质注入封口操作。每个抽真空封口单元5中均设置有一产品加热装置51，产品加热装置51包括第二伺服电机(图中未标示)、受所述第二伺服电机驱动进行上下运动的加热水槽511，加热水槽511与一温控装置(图中未标示)连通，实现恒温控制。当产品在进行抽真空封口时，加热水槽511上升让产品部分浸入，对产品进行加热。抽真空封口单元5包括对产品端口进行封口的封口模具52、设置在封口模具52下方且包裹密封产品端部的密封对接头53、与封口模具52内部连通的真空抽气装置54。产品通过第二移载单元6夹取旋转成竖直状态后将产品上端插入密封对接头53中，且顶端进入封口模具52内，再通过真空抽气装置54抽真空，是的产品内部形成真空，同时配合产品加热装置51对产品进行加热；抽真空后，封口模具52内的封口压头挤压产品端口，将产品端口压平实现封口。

第四移载单元9包括第五伺服电机(图中未标示)、受所述第五伺服电机驱动进行左右移动的第六气缸91、受第六气缸91驱动进行上下运动的夹爪机构92。第四移载单元9的下方设置有一废料接料盒93。

焊接下料单元10包括第七气缸(图中未标示)、受所述第七气缸驱动进行左右移动的第五活动板101、固定在第五活动板101上的第九气缸106、受第九气缸106驱动进行上下运动的且支撑产品两端的一对第一支撑板102、压住产品端部的端部压紧组件103、对产品封口处进行焊接密封的焊接组件104、以及对产品进行收料的收料盒105。

第一支撑板102上设置有对产品位置进行限定的限位凹槽1021，限位凹槽1021包括但不限于V形、U形、或半圆形。

端部压紧组件103包括第五气缸1031、受第五气缸1031驱动进行上下运动的第六活动板1032、固定在第六活动板1032上的第三伺服电机1033、受第三伺服电机1033驱动进行旋转的且压紧产品带着一起旋转的旋转驱动轮(图中未标示)、位于旋转驱动轮下方的且支撑产品的一对支撑滚轮1035。支撑滚轮1035设置有两对，分别支撑产品的两端。每对支撑滚轮1035设置在一第二支撑板1036上，两个第二支撑板1036位于两个第一支撑板102的外侧，且第二支撑板1036的一端设置有所述收料盒105，第二支撑板1036的上表面设置有将产品导入至收料盒105中的导向斜面1037。在焊接时，产品被放置在两个支撑滚轮1035形成的V形凹槽中，并通过旋转驱动轮压紧产品端部驱动其旋转，当焊接结束后，第一支撑板102支撑产品向上顶起，然后向右移动后落下，将产品从两个支撑滚轮1035中取出并放置到第二支撑板1036的导向斜面1037处，然后产品在导向斜面1037的导向作用下滑入收料盒105内，实现自动收料。

本实施例中第一支撑板102上设置有两个限位凹槽1021，一个用于承接第四移载单元9放下的产品，另一个同步的将支撑滚轮1035上的产品顶出转移到导向斜面1037处。

本实施例中的所有夹持机构均包括夹爪气缸、受所述夹爪气缸驱动进行张开或夹持动作的夹爪。

本实施例中，所述工作流体可为纯水、醇类、酮类或其他相变潜热大的物质。

本实施例一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备100的工作原理为：

1)热管呈堆叠状放置在产品上料单元1中，并通过送料板13将产品逐个推出，并放置到第一称重单元2上进行称重；

2)称重结束后，第一移载单元4将产品抓取至第二支撑座321上，然后通过介质注入单元3进行工作流体注入操作；然后被第一移载单元4夹取放置到产品中转支撑单元110的第三支撑座1101上；

3)第二移载单元6从第三支撑座1101上夹取产品然后旋转呈竖直状态，再移动至抽真空封口单元5中，第二移载单元6将产品输入至抽真空封口单元组中，第三移载单元7将注入介质并封口后的产品从抽真空封口单元组中取走，两个移载单元配合实现自动输进输出；抽真空封口单元5上的密封对接头会固定住产品的上端，然后产品加热装置51中的加热水槽511上升对产品进行加热；加热至设定温度的同时，抽真空封口单元5对产品内部抽真空，使得产品内部形成真空，然后进行封口；

4)封口后，第三移载单元7抓取竖直状态的产品然后旋转至水平状态并移动设定位置，第四移载单元9承接第三移载单元7上的产品，然后放入到第三称重单元8上的第一支撑座21上；

5)通过第三称重单元8称重，检测注入的工作流体的量是否符合要求；并通过第四移载单元9将其抓取至废料接料盒93中或焊接下料单元10中的第一支撑板102上；

6)合格的产品被放入到第一支撑板102上后，通过水平移动和向下移动，将产品放置到支撑滚轮1035上，然后通过旋转驱动轮下降压住产品端部，并驱动产品进行旋转，同步的，焊接组件104对产品的封口处进行焊接，实现密封；在焊接操作的过程中，第一支撑板102水平移动恢复至初始承接物料位置；焊接完成后，旋转驱动轮104推出，第一支撑板102上升将产品顶起，同时，承接下一个产品，然后向右移动后下降，将焊接好的产品放在第二支撑板1036的导向斜面1037上再滑入收料盒105中；同时，承接的下一个产品被放入到支撑滚轮1035中。

本实施例一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备100，实现了热管关键工艺的自动化生产，其包括热管自动供料、密封性检测、工作流体注入、除气封口、焊接密封以及自动下料等一系列自动化操作，大大提高了生产效率，另一方面，通过将上述各个工艺整合为一体化设备，大大的缩短了热管内腔的在注入的工作流体暴露在空气中的时间，从而提升了热管的可靠性；通过对产品进行注入工作流体前后的称重操作，检测注入工作流体量是否符合设定要求，进一步的保障了产品性能品质；在工作流体注入与抽真空封口两个工站之间，通过设置具有旋转功能的夹持移载机构，实现产品在各自工艺要求的最佳状态自如切换；通过设置自动焊接下料单元，在满足焊接单元产品支撑需求的同时还实现了自动下料与收料，节省了额外的下料移载机构，节约了成本。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：其包括产品上料单元、第一称重单元、对管腔进行密封检测的密封性检测单元、在管腔注入工作流体的介质注入单元、将产品从所述第一称重单元上抓取至所述介质注入单元上的第一移载单元、对管腔内部抽真空后进行封口的抽真空封口单元、将产品抓入所述抽真空封口单元中的第二移载单元、将产品从所述抽真空封口单元中取走的第三移载单元、承接所述第三移载单元上的产品并放入至一第二称重单元上的第四移载单元、对产品封口处进行焊接密封与下料的焊接下料单元。

2.如权利要求1所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述产品上料单元包括前端底部设置有一出料口的料仓、将单个产品从所述出料口处送出的送料板、驱动所述送料板进行水平直线运动的送料气缸，所述送料板上设置有一承载产品的限位槽。

3.如权利要求1所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述介质注入单元与所述密封性检测单元包括承接所述第一移载单元上的产品且将其移载与一密封对接头对接的支撑移载机构、穿过所述密封对接头在产品内部注入工作流体的注入针管、驱动所述注入针管前后运动的第十一气缸；所述支撑移载机构包括第二气缸、受所述第二气缸驱动进行前后运动的第一活动板、固定在所述第一活动板上且支撑住产品两端的一对第二支撑座、随所述第一活动板同步移动且夹持产品一端的夹爪机构。

4.如权利要求1所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：在所述介质注入单元与所述第二移载单元之间还设置有一产品中转支撑单元，所述产品中转支撑单元包括一对第三支撑座；所述第一移载单元包括第四伺服电机、受所述第四伺服电机驱动进行左右移动的第八气缸、受所述第八气缸驱动进行上下运动的第七活动板、固定在所述第七活动板上的一对夹持机构。

5.如权利要求1所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述第二移载单元与所述第三移载单元均包括第一伺服电机、受所述第一伺服电机驱动进行左右移动的第二活动板、固定在所述第二活动板上的第三气缸、受所述第三气缸驱动进行前后运动的第三活动板、固定在所述第三活动板上的第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下运动的第四活动板、固定在所述第四活动板上的旋转气缸、受所述旋转气缸驱动进行产品夹持的夹爪机构。

6.如权利要求1所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述抽真空封口单元沿所述第二活动板移动方向上设置有若干组；每组所述抽真空封口单元中均设置有一产品加热装置，所述产品加热装置包括第二伺服电机、受所述第二伺服电机驱动进行上下运动的加热水槽，所述加热水槽与一温控装置连通；所述抽真空封口单元包括对产品端口进行封口的封口模具、设置在所述封口模具下方且包裹密封产品端部的密封对接头、与所述封口模具内部连通的真空抽气装置。

7.如权利要求1所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述第四移载单元包括第五伺服电机、受所述第五伺服电机驱动进行左右移动的第六气缸、受所述第六气缸驱动进行上下运动的夹爪机构。

8.如权利要求1所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述焊接下料单元包括第七气缸、受所述第七气缸驱动进行左右移动的第五活动板、固定在所述第五活动板上的第九气缸、受所述第九气缸驱动进行上下运动的且支撑产品两端的一对第一支撑板、压住产品端部的端部压紧组件、对产品封口处进行焊接密封的焊接组件、以及对产品进行收料的收料盒。

9.如权利要求8所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述第一支撑板上设置有对产品位置进行限定的限位凹槽。

10.如权利要求8所述的热管除气、流体注入及焊接封口一体自动化设备，其特征在于：所述端部压紧组件包括第五气缸、受所述第五气缸驱动进行上下运动的第六活动板、固定在所述第六活动板上的第三伺服电机、受所述第三伺服电机驱动进行旋转的且压紧产品带着一起旋转的旋转驱动轮、位于所述旋转驱动轮下方的且支撑产品的一对支撑滚轮。

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