CN114734268B - 换热管自动化生产线及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热管自动化生产线及方法。生产线包括轧齿机、矫直机、切割机和去氧化皮装置，还包括搬运装置、上料装置、第一缓存装置、第一输送线、第二输送线、第三输送线、定尺去皮联动装置、清洗系统、第二缓存装置、第四输送线以及风干检测系统。所述风干检测系统包括外吹水装置、探伤装置、第五输送线和内吹水试压装置。本发明通过搬运装置和输送线将换热管各加工工序、设备进行衔接，实现了轧齿高效换热管的全过程自动化、柔性生产，具有效率高、成本低、质量稳定性好等优点。

Description

换热管自动化生产线及方法

技术领域

本发明涉及管材加工领域，具体是涉及一种生产换热管的生产线装置，还涉及生产换热管的方法。

背景技术

轧齿高效换热管因为增加了介质扰动及换热面积，可以大幅提升换热效果，应用行业越来越广。

轧齿高效换热管需要经过轧齿、矫直、定尺切割、清洗、干燥、试压等多道加工工序，虽然其中轧齿、矫直、切割等工序已经实现了机械化，但是工件在不同设备之间的流转依然是靠人工完成，这大大影响了工序之间的衔接，降低了生产效率，提高了生产成本和工作人员的劳动强度，产品质量一致性差。

另一方面，换热管在库存中积压一段时间后，容易出现腐蚀，影响使用，理想的生产方式是根据订单需要快速、集中完成生产，缩短库存时间。因此，如何完成工件在设备之间的快速流转，实现自动化生产，是当前亟需解决的问题。

现有技术中虽然已提出了多种的管材生产线，如公开号为CN113681296A的发明专利《一种管材智能化自动生产线》等，但因为每种管材都有其特殊的加工工艺，这些生产线设备无法应用到换热管的生产当中。

发明内容

本发明提出了一种换热管自动化生产线及方法，其目的是：提高轧齿高效换热管的生产效率，保证产品质量的一致性。

本发明技术方案如下：

换热管自动化生产线，包括轧齿机、矫直机、切割机和去氧化皮装置，还包括搬运装置、上料装置、第一缓存装置、第一输送线、第二输送线、第三输送线、定尺去皮联动装置、清洗系统、第二缓存装置、第四输送线以及风干检测系统；

所述上料装置的下料端与所述搬运装置的第一上料端相衔接，所述搬运装置的第一下料端与轧齿机的上料端相衔接；轧齿机的下料端与所述搬运装置的第二上料端相衔接，搬运装置的第二下料端与第一缓存装置的上料端相衔接；

第一缓存装置的单根下料端与第一输送线的上料端相连接；第一输送线的下料端与矫直机的上料端相连接，矫直机的下料端通过第二输送线与切割机的上料端相连接，切割机的下料端通过第三输送线与定尺去皮联动装置的上料端相连接，定尺去皮联动装置的下料端与清洗系统的上料端相连接，清洗系统的下料端与第二缓存装置的上料端相连接，第二缓存装置的下料端通过第四输送线与风干检测系统的上料端相连接。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述风干检测系统包括外吹水装置、探伤装置、第五输送线和内吹水试压装置；

所述第五输送线的上料端与第四输送线的下料端相衔接；

所述外吹水装置和探伤装置设置在第四输送线的下料端或第五输送线的旁侧；

所述第五输送线的下料端与内吹水试压装置的上料端相衔接。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述上料装置包括第一机架，还包括安装在第一机架上的第一升降架、第一立柱、第一上料挡杆、第一导向架和第一出料挡杆；

所述第一升降架可相对于第一机架升降；所述第一升降架的顶面为倾斜设置；所述第一立柱位于第一升降架顶面较低的一侧；所述第一导向架的顶面同样为倾斜设置且倾斜方向与第一升降架相同，其较高的一端与第一立柱的上端相接；

所述第一上料挡杆以转动方式安装在第一机架或第一导向架上，并位于靠近第一导向架较高一端的位置；

所述第一出料挡杆安装在第一导向架的较低的一端。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述搬运装置包括桁架、移动横梁、第一移动座、升降座、上料抓手和下料抓手；

所述移动横梁安装在桁架上、沿桁架纵向移动，所述第一移动座安装移动横梁上、沿移动横梁进行横向移动，所述升降座安装在第一移动座的底部、可相对于第一移动座进行升降，所述上料抓手和下料抓手均安装在第一移动座上。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述第一移动座上还安装有竖直的固定齿条；

所述升降座上通过转动连接方式安装有随动齿轮，所述随动齿轮与固定齿条相啮合；随动齿轮还连接有凸轮，所述凸轮的外圆面上设有圆周均布的凸起；

所述第一移动座上还安装有竖直的止动条，所述止动条上具有间隔设置的止动槽，所述止动槽为倾斜设置，其槽口高于槽底；

所述升降座上还安装有摆动杆，所述摆动杆的上端与所述升降座转动连接，中部与所述凸轮相接触，下端用于插入止动槽中实现止动。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述第一缓存装置包括第二机架，还包括安装在第二机架上的第二升降架、第二立柱、第二导向架、第二上料挡杆和第二出料挡杆；

所述第二升降架可相对于第二机架升降；所述第二升降架的顶面为倾斜设置，用于放置经过轧齿的换热管；所述第二立柱位于第二升降架顶面较低的一侧；所述第二导向架的顶面同样为倾斜设置且倾斜方向与第二升降架相同，其较高的一端与第二立柱的上端相接，第二导向架的顶面用于盛放已越过第二立柱的换热管；

所述第二上料挡杆以转动方式安装在第二机架或第二导向架上，并位于靠近第二导向架较高一端的位置；

所述第二出料挡杆以转动方式安装在第二导向架的较低的一端。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述第一缓存装置与上料装置并排设置，上料装置的出料端与第一缓存装置的上料端之间的距离，与上料抓手和下料抓手之间的距离相匹配。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述第一输送线、第二输送线、第三输送线、第四输送线和第五输送线各自分别包括输送机架和若干沿输送机架安装的传送辊组件；

所述传送辊组件包括用于与输送驱动机构相连接的滚轴和安装在滚轴上的滚轮，所述滚轮的中部设有用于放置换热管的凹槽。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述第三输送线和第五输送线各自还分别包括出料机构；

所述出料机构包括固定安装在输送机架上的第三导向架，所述第三导向架的顶面为倾斜设置；

所述出料机构还包括可相对于输送机架升降的第一升降斜块，所述第一升降斜块的位置与滚轮中部的凹槽位置相对应，所述第一升降斜块的顶面的倾斜方向与第三导向架顶面的倾斜方向相一致；所述第一升降斜块升起后，其顶部较低的一端与第三导向架顶面较高的一端相衔接；

所述第三导向架在靠近第一升降斜块的一侧还具有竖直部。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：第一输送线的传送辊组件中的滚轮的内孔中还安装有铜套，所述铜套的内孔与所述滚轴相配合。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述定尺去皮联动装置包括第三机架、第一去氧化皮装置和第二去氧化皮装置；

第三机架上安装有滑轨，滑轨上安装有第二移动座；

所述第一去氧化皮装置固定安装在第一机架靠近切割机的一端，所述第二去氧化皮装置安装在第二移动座上，所述第二移动座位于第一机架上远离切割机的一端；

所述定尺去皮联动装置还包括安装在第二去氧化皮装置侧面的定尺板；

所述第三机架上还安装有位于第一去氧化皮装置和第二去氧化皮装置之间的换位机构；所述换位机构包括辅助支撑架，辅助支撑架的顶面中部具有阶梯槽，阶梯槽的两侧具有两个倾斜方向一致的斜面，其中第一斜面的较高一端与定尺板及切割机共线、较低一端与阶梯槽相接，第二斜面的较高一端与阶梯槽相接；

所述阶梯槽对应的位置为去氧化皮工位；

所述第三机架上还安装有与所述阶梯槽位置相对应的第二升降斜块，所述第二升降斜块顶面的倾斜方向与第一斜面及第二斜面的倾斜方向相同。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述辅助支撑架包括安装在滑轨上的第一辅助支撑架和固定设置在第三机架上靠近第一去氧化皮装置处的第二辅助支撑架，所述第一辅助支撑架、第二辅助支撑架和第二移动座通过柔性绳索串联，当第二移动座移动时，第一辅助支撑架在柔性绳索的驱动下沿滑轨移动，实现纵向自适应移动。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述定尺去皮联动装置还包括安装在第三机架上、位于第二斜面较低一端下方的下料缓存机构，所述下料缓存机构包括转动安装在第三机架上的第一翻转轴和安装在第一翻转轴上的第一翻转架，所述第一翻转架上设有用于放置换热管的放置槽。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：所述清洗系统包括四组清洗模块，四组清洗模块包括从定尺去皮联动装置的下料端到第二缓存装置的上料端依次并排设置的超声波清洗装置、第一漂洗装置、钝化装置和第二漂洗装置。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：各清洗模块分别包括水槽和移送机构；

所述移送机构包括翻转驱动气缸、驱动臂、第二翻转轴和第二翻转架；

所述第二翻转轴通过转动连接方式安装在水槽的侧壁顶端，所述第二翻转架为多组，沿第二翻转轴的长度方向并排设置；翻转架为弯曲状、一端与所述第二翻转轴相连接；所述驱动臂与所述第二翻转轴固定连接，所述翻转驱动气缸一端与水槽转动连接、另一端与所述驱动臂转动连接，用于通过驱动臂和第二翻转轴带动所有第二翻转架同步转动，将水槽中的换热管移动到旁侧的下一水槽里的第二翻转架上。

作为所述的换热管自动化生产线的进一步改进：清洗模块上还设有补液系统；所述补液系统包括设置在对应水槽底部的排液口，还包括阀门、第一循环管路、过滤装置、混合装置、加料装置、泵送装置和第二循环管路；

所述阀门设置在排液口处，所述排液口依次通过第一循环管路以及过滤装置与所述混合装置相连通；所述混合装置的出液口依次通过泵送装置和第二循环管路与所述水槽相连通。

作为上述换热管自动化生产线的进一步改进：所述外吹水装置包括若干风刀；相对于换热管平行设置的风刀与相对于换热管斜向布置的风刀间隔设置。

作为上述换热管自动化生产线的进一步改进：所述内吹水试压装置包括第四机架；

所述第四机架上设有若干内吹水工位和至少一个试压工位，第四机架上还设有换位支撑机构，所述换位支撑机构用于驱动上料端的换热管依次经过各内吹工位和试压工位后到达下料端；

所述第四机架上设有接水槽，所述接水槽的后侧壁板上通过伸缩机构安装有朝向前侧的竖直的对齐挡板；所述第四机架的前端设有顶升机构和第三移动座；

所述顶升机构位于第三移动座的后侧，顶部设有与各内吹水工位相对应的定位槽；

所述第三移动座可沿第四机架前后移动，第三移动座的后侧安装有与所述内吹水工位一一对应的吹水接头；

所述第四机架上还设有用于固定位于试压工位的换热管的夹紧固定机构；

所述第四机架上位于接水槽旁侧设置有与所述试压工位相对应的、用于与换热管后端相配合的试压接头，第三移动座的后侧同样设置有与所述试压工位相对应的、用于与换热管前端相配合的试压接头。

作为上述换热管自动化生产线的进一步改进：所述换位支撑机构包括固定安装在第四机架上的第一齿形板和活动安装在第四机架上、可相对于第四机架升降的第二齿形板；

所述第一齿形板顶部的第一齿槽与内吹水工位及试压工位的位置相对应，所述第二齿形板顶部的第二齿槽相对于第一齿槽交错设置，并且第二齿形板顶部设有与第一齿槽的位置相对应的第三斜面，所述第三斜面的倾斜方向为靠近上料端的一端高于靠近下料端的一端，从而在举升后将第一齿槽内的换热管向下料端方向移动。

作为上述换热管自动化生产线的进一步改进：所述第四机架上还设有用于支撑换热管的第三辅助支撑架；

所述第四机架的上料端处设有上料缓存机构；所述上料缓存机构包括若干沿换热管长度方向安装在第四机架上的第一缓存支撑板，所述第一缓存支撑板上设有用于放置换热管的第一缓存槽；所述上料缓存机构还包括与换热管长度方向相一致的、安装在第四机架上的第一升降梁，所述第一升降梁上设置有若干第三升降斜块，所述第三升降斜块的位置与所述第一缓存槽位置相对应；

所述第四机架的下料端处设有筛选机构；所述筛选机构包括通过升降机构安装在第四机架上的第二升降梁和位于第二升降梁顶端的若干第四升降斜块。

作为上述换热管自动化生产线的进一步改进：所述内吹水试压装置的下料一侧还设置有出料装置；

所述出料装置包括缓存架，所述缓存架靠近内吹水试压装置的上料端的外侧壁上安装有第二缓存支撑板，所述第二缓存支撑板上设有用于放置换热管的第二缓存槽；所述缓存架上料端外侧壁上还设置有若干第五升降斜块，所述第五升降斜块的位置与所述第二缓存槽位置相对应；

所述缓存架的内部隔板的顶部中间位置处还设置有U型槽，所述缓存架内部还安装有与所述U型槽位置相对应的升降斜板；所述升降斜板的倾斜方向与缓存架的内部隔板的顶部斜面的倾斜方向一致。

本发明还提供了一种基于上述换热管自动化生产线的生产方法：所述轧齿机为多组，各自分别根据自身的生产状态向控制系统发出上料请求和下料请求；所述控制系统将上料请求和下料请求分别排序，控制搬运装置在到达第一缓存装置及上料装置处时，使上料抓手和下料抓手同时分别完成最新上料请求的抓取操作和最新下料请求的释放操作。

本发明还提供了另一种基于上述换热管自动化生产线的生产方法：

当换热管在第二输送线的作用下前端经过切割机并向定尺板方向移动时，第一移动座从初始位置向切割机所在方向移动，将定尺板移动到目标位置进行定尺，移动过程中，第一去氧化皮装置和第二去氧化皮装置对位于去氧化皮工位上的换热管的两端进行去氧化皮操作；定尺板移动到目标位置、换热管的前端与定尺板接触、完成定尺后，切割机内部夹具将换热管固定，并开始切割；切割开始后，第一移动座向远离切割机的方向移动，回到初始位置；切割下的换热管落在第三输送线上，然后由第三输送线移动到辅助支撑架的第一斜面上并滚落到阶梯槽中，到达去氧化皮工位，等待下一段换热管进行定尺时同步被去除氧化皮。

本发明还提供了另一种基于上述换热管自动化生产线的生产方法：所述超声波清洗装置的第二翻转架在将清洗后的换热管移动到第一漂洗装置的过程中，当换热管离开超声波清洗装置的液面，翻转驱动气缸停止动作，经过预设的等待时间后，翻转驱动气缸继续动作，将换热管投入第一漂洗装置之中。

本发明还提供了另一种基于上述换热管自动化生产线的生产方法，所述补液系统按以下方式运行：

（一）标定阶段

设水槽中初始配比的溶液的浓度为N0，设溶液处于合格状态的浓度下限为NX；

将换热管投入清洗模块进行正常清洗中，当浓度降低至NX时，将已投入的换热管的总长度记为长度限值Lmax；

（二）生产阶段

生产过程中，当清洗模块从上一次补液完成后清洗过的换热管的总长度到达Lmax时，停止清洗系统的运行，然后启动该清洗模块的补液系统：打开阀门和过滤装置，先将溶液过滤，然后启动混合装置和加料装置，将过滤后的溶液与加料装置所加入的原液混合，最后通过泵送装置将混合后的溶液输送回水槽。

作为上述生产方法的进一步改进：补液系统工作时，加料装置加入的原液体积V1按以下方式计算而得到：

设工作时水槽中溶液的标准体积为V0，原溶液过滤后的浓度检测值为N，则：

V1=(N0-N)*V0/(1-N0)。

作为上述生产方法的进一步改进：清洗系统的补液系统工作时，轧齿机继续工作，轧齿后的换热管暂存在第一缓存装置，第一缓存装置暂停向第一输送线投放新的换热管，第一输送线及之后的设备的停止工作；

设补液系统进行过滤和补液的时间为Ta，轧齿机进行轧齿的速度即单位加工的坯管长度为Vb，当前换热管的切割后长度为L，假设补液系统关闭后清洗系统需要在T1时间内加速清洗、然后再恢复至正常工作速度，则清洗系统在T1时间内的清洗速度即单位时间清洗的换热管的根数Vc为：

Vc=(Ta+T1)*Vb/(T1*L)；

T1时间内，矫直机、切割机和去氧化皮装置的速度提升至与清洗系统相匹配；

T1时间后，清洗系统的清洗速度恢复至Vb/L，矫直机、切割机和去氧化皮装置的速度恢复至与清洗系统相匹配。

本发明还提供了另一种基于上述换热管自动化生产线的生产方法：当最靠近筛选机构的试压工位上的换热管试压合格时，所述第二升降梁处于高位，被换位支撑机构送入筛选机构处的换热管将沿第四升降斜块的顶面到达第四机架旁侧的出料装置处；当最靠近筛选机构的试压工位上的换热管试压不合格时，所述第二升降梁处于低位，被换位支撑机构送入筛选机构处的换热管将沿第四升降斜块的顶面离开本生产线。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：（1）本发明通过搬运装置和输送线将换热管各加工工序、设备进行衔接，实现了轧齿高效换热管的全过程自动化、柔性生产，效率高、成本低、质量稳定性好；（2）上料装置、第一缓存装置和第二缓存装置利用阶梯升降式结构和转动挡杆结构，可以将放入的批量管件按指定数量投入到下一道工序中；（3）搬运装置上设有同步移动的上料抓手和下料抓手，可以在一次往复移动过程中同时完成一次轧齿上料和一次轧齿下料，进一步配合多组轧齿机同步轧齿，显著提高了轧齿的效率；（4）升降座上设有防坠落机构，当升降座意外坠落时，摆动杆在惯性作用下插入止动槽，能够及时止动；（5）输送线滚轮和滚轴之间设有铜套，当输送线主动驱动换热管时，滚轴通过摩擦力带动滚轮转动，使换热管前行，当换热管在矫直机等设备的作用下快速移动时，换热管反向通过摩擦力推动滚轮相对于滚轴发生转动，可以自动适应矫直机的速度，同时铜套还能起到保护滚轮的作用；（6）定尺去皮联动装置可以在移动定尺板辅助切割机完成定尺的同时去除上一个完成切割的换热管的氧化皮层，简化了工序，提高了效率；（7）清洗系统设有多个可自动将换热管投入下一水槽中的清洗模块，相互配合，同步、依序完成各换热管的清洗-一次漂洗-钝化-二次漂洗工序；（8）清洗系统可以根据处理的换热管的总长度及时启动补液系统，过滤清洗溶液中的杂质并补充原液，使溶液恢复到初始配比的浓度；（9）补液完成后，自动提高矫直机、切割机和清洗系统等设备的运行速度，加快处理积攒的换热管；（10）内吹水试压装置可以依序完成换热管内部吹水和试压操作，提高风干和检测效率。

附图说明

图1为本生产线的俯视图；

图2为本生产线的立体图，图中省略了第二输送线、矫直机、切割机、第三输送线以及内吹水试压装置；

图3为图2中A部分的局部放大图；

图4为上料装置的原理示意图；

图5为搬运装置的结构示意图；

图6为搬运装置的凸轮、摆动杆、固定齿条、止动条和随动齿轮部分的结构示意图之一；

图7为搬运装置的凸轮、摆动杆、固定齿条、止动条和随动齿轮部分的结构示意图之二；

图8为第一缓存装置的原理示意图；

图9为第三输送线和第五输送线的结构示意图；

图10为图9中C部分的局部放大图；

图11为滚轴与滚轮部分的结构示意图；

图12为图2中B部分的局部放大图；

图13为定尺去皮联动装置的结构示意图；

图14为图13中D部分的局部放大图；

图15为清洗系统的结构示意图；

图16为内吹水试压装置的结构示意图；

图17为图16中E部分的局部放大图；

图18为图16中F部分的局部放大图；

图19为出料装置的结构示意图。

附图中各编号对应的部件名称：

1、轧齿机；2、搬运装置；3、上料装置；4、第一缓存装置；5、第一输送线；6、矫直机；7、第二输送线；8、切割机；9、第三输送线；10、定尺去皮联动装置；11、清洗系统；12、第二缓存装置；13、第四输送线；14、外吹水装置；15、探伤装置；16、第五输送线；17、内吹水试压装置；18、出料装置；19、包装箱；2-1、桁架；2-2、移动横梁；2-3、第一移动座；2-4、升降座；2-5、上料抓手；2-6、下料抓手；2-7、凸轮；2-8、摆动杆；2-9、固定齿条；2-10、止动条；2-11、随动齿轮；3-1、第一机架；3-2、第一升降架；3-3、第一立柱；3-4、第一上料挡杆；3-5、第一导向架；3-6、第一出料挡杆；4-1、第二升降架；4-2、第二立柱；4-3、第二导向架；4-4、第二上料挡杆；4-5、第二出料挡杆；101、输送机架；102、出料机构；103、传送辊组件；102-1、第一升降斜块；102-2、第三导向架；103-1、滚轴；103-2、滚轮；103-3、铜套；10-1、第三机架；10-2、第一去氧化皮装置；10-3、定尺板；10-4、第二去氧化皮装置；10-5、第二移动座；10-6、滑轨；10-7、第一辅助支撑架；10-8、下料缓存机构；10-9、第二升降斜块；10-10、第二辅助支撑架；10-8-1、第一翻转轴；10-8-2、第一翻转架；11-1、超声波清洗装置；11-2、第一漂洗装置；11-3、钝化装置；11-4、第二漂洗装置；111-1、水槽；111-2、翻转驱动气缸；111-3、驱动臂；111-4、第二翻转轴；111-5、第二翻转架；17-1、第四机架；17-2、上料缓存机构；17-3、换位支撑机构；17-4、第三辅助支撑架；17-5、第三移动座；17-6、顶升机构；17-7、夹紧固定机构；17-8、接水槽；17-9、对齐挡板；17-10、筛选机构；17-11、试压接头；17-12、吹水接头；17-2-1、第一缓存支撑板；17-2-2、第一升降梁；17-2-3、第三升降斜块；17-10-1、第二升降梁；17-10-2、第四升降斜块；17-3-1、第一齿形板；17-3-2、第二齿形板；18-1、缓存架；18-2、第二缓存支撑板；18-3、第五升降斜块；18-4、U型槽；18-5、升降斜板。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1和2，一种换热管自动化生产线及方法，所述生产线包括轧齿机1、搬运装置2、上料装置3、第一缓存装置4、第一输送线5、矫直机6、第二输送线7、切割机8、第三输送线9、定尺去皮联动装置10、清洗系统11、第二缓存装置12、第四输送线13以及风干检测系统。

所述上料装置3的下料端与所述搬运装置2的第一上料端相衔接，所述搬运装置2的第一下料端与轧齿机1的上料端相衔接；轧齿机1的下料端与所述搬运装置2的第二上料端相衔接，搬运装置2的第二下料端与第一缓存装置4的上料端相衔接；

第一缓存装置4的单根下料端与第一输送线5的上料端相连接；第一输送线5的下料端与矫直机6的上料端相连接，矫直机6的下料端通过第二输送线7与切割机8的上料端相连接，切割机8的下料端通过第三输送线9与定尺去皮联动装置10的上料端相连接，定尺去皮联动装置10的下料端与清洗系统11的上料端相连接，清洗系统11的下料端与第二缓存装置12的上料端相连接，第二缓存装置12的下料端通过第四输送线13与风干检测系统的上料端相连接。

所述轧齿机1用于对换热管进行轧齿。

所述上料装置3用于将坯管分组。

所述搬运装置2用于将上料装置3上成组的坯管运送到轧齿机1的上料端，还用于将轧齿机1下料端的换热管运送到第一缓存装置4上。

所述第一缓存装置4用于存放轧齿后的换热管，还用于将成组的换热管分成单根换热管并投放到第一输送线5上。

所述第一输送线5用于将换热管输送到矫直机6。

所述矫直机6用于矫直换热管。

所述第二输送线7用于将矫直后的换热管运送到切割机8处。

所述切割机8由于切割换热管。

所述第三输送线9用于将切割后的换热管运送到定尺去皮联动装置10处。

所述定尺去皮联动装置10用于为换热管确定切割位置，并同时通过去氧化皮装置将已切割的换热管的氧化皮去除。

所述清洗系统11用于清洗完成去氧化皮的换热管。

所述第二缓存装置12用于存放清洗后的换热管，并用于将清洗后的换热管按单根投放到第四输送线13上。

所述第四输送线13用于将换热管输送到风干检测系统。

所述风干检测系统用于去除换热管上的残留水，还用于对换热管进行检测。

进一步的，所述风干检测系统包括外吹水装置14、探伤装置15、第五输送线16和内吹水试压装置17。

所述第五输送线16的上料端与第四输送线13的下料端相衔接。

所述外吹水装置14和探伤装置15设置在第四输送线13的下料端或第五输送线16的旁侧，外吹水装置14用于去除换热管外侧的残留水，所述探伤装置15用于检测换热管是否存在缺陷。

所述第五输送线16的下料端与内吹水试压装置17的上料端相衔接，第五输送线16用于将经过外吹水装置14和探伤装置15的换热管输送到内吹水试压装置17上。

所述内吹水试压装置17用于去除换热管内的残留水，并对换热管进行试压检测。

上述装置设备的具体结构分别为：

如图3和4，所述上料装置3包括第一机架3-1，还包括安装在第一机架3-1上的第一升降架3-2、第一立柱3-3、第一上料挡杆3-4、第一导向架3-5和第一出料挡杆3-6。

所述第一升降架3-2可在气缸的作用下相对于第一机架3-1升降。所述第一升降架3-2的顶面为倾斜设置，用于放置初始投放的坯管；所述第一立柱3-3位于第一升降架3-2顶面较低的一侧，用于阻挡坯管沿第一升降架3-2下滑；所述第一导向架3-5的顶面同样为倾斜设置且倾斜方向与第一升降架3-2相同，其较高的一端与第一立柱3-3的上端相接，第一导向架3-5的顶面用于盛放已越过第一立柱3-3实现分组的坯管。

所述第一上料挡杆3-4以转动方式安装在第一机架3-1或第一导向架3-5上，并位于靠近第一导向架3-5较高一端的位置，它由气缸驱动动作，用于阻挡第一导向架3-5上的坯管下滑至底端。第一上料挡杆3-4抬起时是竖直的，或者向坯管侧稍微倾斜，其位置可保证第一导向架3-5的上端只能放置一根坯管。

所述第一出料挡杆3-6安装在第一导向架3-5的较低的一端，用于阻挡坯管离开第一导向架3-5。

上料的坯管都放在第一升降架3-2上。第一升降架3-2升起后，第一根坯管到达第一导向架3-5的上端，然后第一升降架3-2下落，其余坯管依然在第一升降架3-2上，被第一立柱3-3挡住。之后第一上料挡杆3-4动作，使第一导向架3-5上端仅有的一根坯管滚落到第一导向架3-5底部的第一出料挡杆3-6处。积攒到10根坯管后，即可等待被搬运装置2抓取至轧齿机1的上料端。

如图5，所述搬运装置2包括桁架2-1、移动横梁2-2、第一移动座2-3、升降座2-4、上料抓手2-5和下料抓手2-6。

所述移动横梁2-2安装在桁架2-1上、沿桁架2-1纵向移动，所述第一移动座2-3安装移动横梁2-2上、沿移动横梁2-2进行横向移动。纵向移动和横向移动可以通过齿轮齿条机构实现。

所述升降座2-4安装在第一移动座2-3的底部、可相对于第一移动座2-3进行升降（通过气缸控制）。所述上料抓手2-5和下料抓手2-6均安装在第一移动座2-3上，二者都是通过气缸实现抓取和松开动作。上料抓手2-5用于抓取位于上料装置3上已分组的坯管，下料抓手2-6用于抓取轧齿机1下料端的换热管。

进一步的，如图6和7，所述第一移动座2-3上还安装有竖直的固定齿条2-9。

所述升降座2-4上通过转动连接方式安装有随动齿轮2-11，所述随动齿轮2-11与固定齿条2-9相啮合；随动齿轮2-11还连接有凸轮2-7，所述凸轮2-7的外圆面上设有圆周均布的凸起。

所述第一移动座2-3上还安装有竖直的止动条2-10，所述止动条2-10上具有间隔设置的止动槽，所述止动槽为倾斜设置，其槽口高于槽底。

所述升降座2-4上还安装有摆动杆2-8，所述摆动杆2-8的上端与所述升降座2-4转动连接，中部与所述凸轮2-7相接触，下端用于插入止动槽中实现止动。

当升降座2-4以正常速度升降时，因为速度较慢，只有转动的凸轮2-7上的凸起触碰到摆动杆2-8时，摆动杆2-8才会上摆、插入止动槽中。而在摆动杆2-8到达止动槽边缘之前，凸起会完全经过摆动杆2-8，摆动杆2-8在自重下下摆，使得摆动杆2-8的下端可以及时离开止动槽。因此，正常缓速升降时，摆动杆2-8并不会与止动槽真正接触、阻碍运动。

而当升降座2-4意外下落时，用于速度较快，摆动杆2-8在惯性的作用下无法及时下摆，始终处于抬起状态，因此必然插入止动槽中，实现及时制动。

如图8，所述第一缓存装置4包括第二机架，还包括安装在第二机架上的第二升降架4-1、第二立柱4-2、第二导向架4-3、第二上料挡杆4-4和第二出料挡杆4-5。

所述第二升降架4-1在气缸的作用下可相对于第二机架升降；所述第二升降架4-1的顶面为倾斜设置，用于放置经过轧齿的换热管；所述第二立柱4-2位于第二升降架4-1顶面较低的一侧，用于阻挡换热管沿第二升降架4-1下滑；所述第二导向架4-3的顶面同样为倾斜设置且倾斜方向与第二升降架4-1相同，其较高的一端与第二立柱4-2的上端相接，第二导向架4-3的顶面用于盛放已越过第二立柱4-2的换热管。

所述第二上料挡杆4-4以转动方式安装在第二机架或第二导向架4-3上，并位于靠近第二导向架4-3较高一端的位置。第二上料挡杆4-4抬起时是竖直的，或者向换热管侧稍微倾斜，其位置可保证第二导向架4-3的上端只能放置一根换热管，并阻挡换热管下滑至底端。

所述第二出料挡杆4-5以转动方式安装在第二导向架4-3的较低的一端，受气缸控制动作，用于阻挡坯管离开第二导向架4-3。

第一缓存装置4的动作过程与上料装置3基本相同，利用阶梯升降结构将多根换热管分开。不同之处在于，第一缓存装置4一次只向外投放一根换热管。投放时，第二出料挡杆4-5转动，使原来阻挡的单根换热管滚落到第一输送线5上。

进一步的，如图3，所述第一缓存装置4与上料装置3并排设置，上料装置3的出料端与第一缓存装置4的上料端之间的距离，与上料抓手2-5和下料抓手2-6之间的距离相匹配，实现同时抓放。

所述轧齿机1为多组，各自分别根据自身的生产状态向控制系统发出上料请求和下料请求；所述控制系统将上料请求和下料请求分别排序，控制搬运装置2在到达第一缓存装置4及上料装置3处时，使上料抓手2-5和下料抓手2-6同时分别完成最新上料请求的抓取操作和最新下料请求的释放操作。

所述第一输送线5、第二输送线7、第三输送线9、第四输送线13和第五输送线16的基本结构相同，如图9，它们各自分别包括输送机架101和若干沿输送机架101安装的传送辊组件103。

所述传送辊组件103包括用于与输送驱动机构相连接的滚轴103-1和安装在滚轴103-1上的滚轮103-2，所述滚轮103-2的中部设有用于放置换热管的凹槽。

进一步的，如图9和10，所述第三输送线9和第五输送线16各自还分别包括出料机构102，用来实现向侧方移动换热管进行出料的动作。

所述出料机构102包括固定安装在输送机架101上的第三导向架102-2，所述第三导向架102-2的顶面为倾斜设置。

所述出料机构102还包括可相对于输送机架101升降的第一升降斜块102-1，所述第一升降斜块102-1的位置与滚轮103-2中部的凹槽位置相对应，所述第一升降斜块102-1的顶面的倾斜方向与第三导向架102-2顶面的倾斜方向相一致。所述第一升降斜块102-1升起后，其顶部较低的一端与第三导向架102-2顶面较高的一端相衔接。使得顶起的换热管沿第三导向架102-2滚落实现出料。

另一方面，所述第三导向架102-2为L型，在靠近第一升降斜块102-1的一侧还具有竖直部，所述竖直部用于阻挡第一升降斜块102-1所顶升的换热管离开第一升降斜块102-1的顶面。

进一步的，由于矫直机6的速度一般是要明显快于输送线的，因此如图11，在第一输送线5的传送辊组件103中的滚轮103-2的内孔中还安装有铜套103-3，所述铜套103-3的内孔与所述滚轴103-1相配合。在换热管到达矫直机6之前，换热管的重力使得第一输送线5中的铜套103-3与滚轴103-1接触，滚轴103-1带动滚轮103-2转动，将换热管向前运送。换热管进入矫直机6后，其速度快于滚轴103-1的运送速度，换热管将带动滚轮103-2相对于滚轴103-1转动，此时铜套103-3可以相对于滚轴103-1转动，起到保护滚轮103-2的作用。

如图12至14，所述定尺去皮联动装置10包括第三机架10-1、第一去氧化皮装置10-2和第二去氧化皮装置10-4。

第三机架10-1上安装有滑轨10-6，滑轨10-6上安装有第二移动座10-5。

所述第一去氧化皮装置10-2固定安装在第一机架3-1靠近切割机8的一端，所述第二去氧化皮装置10-4安装在第二移动座10-5上，所述第二移动座10-5位于第一机架3-1上远离切割机8的一端。

所述定尺去皮联动装置10还包括安装在第二去氧化皮装置10-4侧面的定尺板10-3。

所述第三机架10-1上还安装有位于第一去氧化皮装置10-2和第二去氧化皮装置10-4之间的换位机构；所述换位机构包括辅助支撑架，辅助支撑架的顶面中部具有阶梯槽，阶梯槽的两侧具有两个倾斜方向一致的斜面，其中第一斜面的较高一端与定尺板10-3及切割机8共线、较低一端与阶梯槽相接，第二斜面的较高一端与阶梯槽相接。

所述阶梯槽对应的位置为去氧化皮工位。

所述第三机架10-1上还安装有与所述阶梯槽位置相对应的第二升降斜块10-9，所述第二升降斜块10-9顶面的倾斜方向与第一斜面及第二斜面的倾斜方向相同。

当换热管在第二输送线7的作用下前端经过切割机8并向定尺板10-3方向移动时，第一移动座2-3从初始位置向切割机8所在方向移动，将定尺板10-3移动到目标位置进行定尺，移动过程中，第一去氧化皮装置10-2和第二去氧化皮装置10-4对位于去氧化皮工位上的换热管的两端进行去氧化皮操作；定尺板10-3移动到目标位置、换热管的前端与定尺板10-3接触、完成定尺后，切割机8内部夹具将换热管固定，并开始切割；切割开始后，第一移动座2-3向远离切割机8的方向移动，回到初始位置；切割下的换热管落在第三输送线9上，然后由第三输送线9的出料机构102移动到辅助支撑架的第一斜面上并滚落到阶梯槽中，到达去氧化皮工位，等待下一段换热管进行定尺时同步被去除氧化皮。因此，在第一移动座2-3往复移动的过程中，实质上对两根换热管同时完成了定尺和去氧化皮的操作，提高了生产效率。

进一步的，所述辅助支撑架包括安装在滑轨10-6上的第一辅助支撑架10-7和固定设置在第三机架10-1上靠近第一去氧化皮装置10-2处的第二辅助支撑架10-10，所述第一辅助支撑架10-7、第二辅助支撑架10-10和第二移动座10-5通过柔性绳索串联，当第二移动座10-5移动时，第一辅助支撑架10-7在柔性绳索的驱动下沿滑轨10-6移动，实现纵向自适应移动，可以应对不同切割长度的换热管，实现柔性化生产。

进一步的，所述定尺去皮联动装置10还包括安装在第三机架10-1上、位于第二斜面较低一端下方的下料缓存机构10-8，所述下料缓存机构10-8包括转动安装在第三机架10-1上的第一翻转轴10-8-1和安装在第一翻转轴10-8-1上的第一翻转架10-8-2，所述第一翻转架10-8-2上设有用于放置换热管的放置槽。下料缓存机构10-8用于临时存放去皮完成的换热管，等待后续的清洗系统11可以上料时，再将积攒的换热管一次性投放进去。

如图15，所述清洗系统11包括四组清洗模块，四组清洗模块包括从定尺去皮联动装置10的下料端到第二缓存装置12的上料端依次并排设置的超声波清洗装置11-1、第一漂洗装置11-2、钝化装置11-3和第二漂洗装置11-4。

具体的，各清洗模块分别包括水槽111-1和移送机构。

所述移送机构包括翻转驱动气缸111-2、驱动臂111-3、第二翻转轴111-4和第二翻转架111-5。

所述第二翻转轴111-4通过转动连接方式安装在水槽111-1的侧壁顶端，所述第二翻转架111-5为多组，沿第二翻转轴111-4的长度方向并排设置；翻转架为弯曲状、一端与所述第二翻转轴111-4相连接；所述驱动臂111-3与所述第二翻转轴111-4固定连接，所述翻转驱动气缸111-2一端与水槽111-1转动连接、另一端与所述驱动臂111-3转动连接，用于通过驱动臂111-3和第二翻转轴111-4带动所有第二翻转架111-5同步转动，将水槽111-1中的换热管移动到旁侧的下一水槽111-1里的第二翻转架111-5上。

进一步的，所述超声波清洗装置11-1的第二翻转架111-5在将清洗后的换热管移动到第一漂洗装置11-2的过程中，当换热管离开超声波清洗装置11-1的液面，翻转驱动气缸111-2停止动作，在经过预设的等待时间实现晾干后，再翻转驱动气缸111-2继续动作，将换热管投入第一漂洗装置11-2之中。

进一步的，清洗模块上还设有补液系统；所述补液系统包括设置在对应水槽111-1底部的排液口，还包括阀门、第一循环管路、过滤装置、混合装置、加料装置、泵送装置和第二循环管路。

所述阀门设置在排液口处，所述排液口依次通过第一循环管路以及过滤装置与所述混合装置相连通，所述加料装置用于向混合装置加入100%配比的原液；所述混合装置的出液口依次通过泵送装置和第二循环管路与所述水槽111-1相连通，泵送装置用于将混合装置中经过过滤的溶液与原液的混合溶液输送到水槽111-1中。

过滤装置中设有冲洗管路，及时冲洗滤芯等部件。

所述补液系统按以下方式运行：

（一）标定阶段

设水槽111-1中初始配比的溶液的浓度为N0，设溶液处于合格状态的浓度下限为NX；

将换热管投入清洗模块进行正常清洗中，当浓度降低至NX时，将已投入的换热管的总长度记为长度限值Lmax；

（二）生产阶段

生产过程中，当清洗模块从上一次补液完成后清洗过的换热管的总长度到达Lmax时，停止清洗系统11的运行，然后启动该清洗模块的补液系统：打开阀门和过滤装置，先将溶液过滤，然后启动混合装置和加料装置，将过滤后的溶液与加料装置所加入的原液混合，最后通过泵送装置将混合后的溶液输送回水槽111-1。

加料装置加入的原液体积V1按以下方式计算而得到：

设工作时水槽111-1中溶液的标准体积为V0，原溶液过滤后的浓度检测值为N，则：

V1=(N0-N)*V0/(1-N0)。

这种加料方式可以保证混合后的溶液的配比与初始的配比相同。

进一步的，清洗系统11的补液系统工作时，轧齿机1继续工作，轧齿后的换热管暂存在第一缓存装置4，第一缓存装置4暂停向第一输送线5投放新的换热管，第一输送线5及之后的设备的停止工作。

为了快速消耗掉积攒的换热管，保证生产效率，需要在补液系统恢复工作后，提高清洗系统11及其它设备的工作速度。具体方法为：

设补液系统进行过滤和补液的时间为Ta，轧齿机1进行轧齿的速度即单位加工的坯管长度为Vb，当前换热管的切割后长度为L，假设补液系统关闭后清洗系统11需要在T1时间内加速清洗、然后再恢复至正常工作速度，则清洗系统11在T1时间内的清洗速度即单位时间清洗的换热管的根数Vc为：

Vc=(Ta+T1)*Vb/(T1*L)；

T1时间内，矫直机6、切割机8、去氧化皮装置以及内吹水试压装置17等设备的速度都要提升至与清洗系统11相匹配。

T1时间后，清洗系统11的清洗速度恢复至Vb/L，矫直机6、切割机8和去氧化皮装置等设备的速度恢复至与清洗系统11相匹配。

清洗系统11的最后一个第二翻转架111-5可以将清洗完成的换热管投放到第二缓存装置12上。

所述第二缓存装置12的结构与动作原理与第一缓存装置4相同，可以将清洗系统11送出的多根换热管分成单根的换热管，逐根送到第四输送线13上。换热管继续在第四输送线13和第五输送线16的移动下依次经过外吹水装置14、探伤装置15和内吹水试压装置17。

所述外吹水装置14包括若干风刀，所述风刀用于向换热管吹送加热的压缩空气；相对于换热管平行设置的风刀与相对于换热管斜向布置的风刀间隔设置。前面的几道用于实现明水清理，后面的用于烘干。

所述探伤装置15为涡流探伤仪。

如图16至18，所述内吹水试压装置17包括第四机架17-1。所述第四机架17-1上设有若干内吹水工位和至少一个试压工位，第四机架17-1上还设有换位支撑机构17-3，所述换位支撑机构17-3用于驱动上料端的换热管依次经过各内吹工位和试压工位后到达下料端。

所述第四机架17-1上设有接水槽17-8，所述接水槽17-8的后侧壁板上通过伸缩机构安装有朝向前侧的竖直的对齐挡板17-9；所述第四机架17-1的前端设有顶升机构17-6和第三移动座17-5。

所述顶升机构17-6位于第三移动座17-5的后侧，顶部设有与各内吹水工位相对应的定位槽，用于在升起后将内吹水工位的换热管的前端抬起。

所述第三移动座17-5可沿第四机架17-1前后移动，第三移动座17-5的后侧安装有与所述内吹水工位一一对应的吹水接头17-12。

所述第四机架17-1上还设有用于固定位于试压工位的换热管的夹紧固定机构17-7。

所述第四机架17-1上位于接水槽17-8旁侧设置有与所述试压工位相对应的、用于与换热管后端相配合的试压接头17-11，第三移动座17-5的后侧同样设置有与所述试压工位相对应的、用于与换热管前端相配合的试压接头17-11。

具体的，所述换位支撑机构17-3包括固定安装在第四机架17-1上的第一齿形板17-3-1和活动安装在第四机架17-1上、可相对于第四机架17-1升降的第二齿形板17-3-2。

所述第一齿形板17-3-1顶部的第一齿槽与内吹水工位及试压工位的位置相对应，所述第二齿形板17-3-2顶部的第二齿槽相对于第一齿槽交错设置，并且第二齿形板17-3-2顶部设有与第一齿槽的位置相对应的第三斜面，所述第三斜面的倾斜方向为靠近上料端的一端高于靠近下料端的一端，从而在举升后将第一齿槽内的换热管向下料端方向移动。每次升降，所有的换热管同步移动一个工位。

进一步的，所述第四机架17-1上还设有用于支撑换热管的第三辅助支撑架17-4。

进一步的，所述第四机架17-1的上料端处设有上料缓存机构17-2；所述上料缓存机构17-2包括若干沿换热管长度方向安装在第四机架17-1上的第一缓存支撑板17-2-1，所述第一缓存支撑板17-2-1上设有用于放置换热管的第一缓存槽；所述上料缓存机构17-2还包括与换热管长度方向相一致的、安装在第四机架17-1上的第一升降梁17-2-2，所述第一升降梁17-2-2上设置有若干第三升降斜块17-2-3，所述第三升降斜块17-2-3的位置与所述第一缓存槽位置相对应，用于将缓存的换热管顶起并将换热管送到距离上料缓存机构17-2最近的内吹水工位上。

换热管被第五输送线16和上料缓存机构17-2送到内吹水工位上之后，在换位支撑机构17-3的作用下，依次经过所有的内吹水工位和试压工位。

每切换一次工位后，都需要对内吹水工位上的换热管进行吹水操作，并对试压工位的换热管进行试压。

内吹水操作的过程为：对齐挡板17-9向后移动，将所有内吹水工位上的换热管对齐，然后顶升机构17-6升起，使换热管倾斜，便于内部的水流到接水槽17-8中。之后第三移动座17-5移动，将吹水接头17-12插入换热管中，开始吹气，将管内的水吹到接水槽17-8中。完成后，第三移动座17-5、对齐挡板17-9以及顶升机构17-6回位，换热管等待进入下一个工位。

内吹水的同时，试压工位进行试压操作：第三移动座17-5移动的同时，会使换热管两端的试压接头17-11接到换热管的端部，同时夹紧固定机构17-7夹住换热管，开始通气试压。试压接头17-11内设有气压检测机构，检测气压是否出现明显下降，判断换热管的气密性是否存在问题。第三移动座17-5复位后，夹紧固定机构17-7打开，换热管等待进入下一个工位。

进一步的，所述第四机架17-1的下料端处设有筛选机构17-10；所述筛选机构17-10包括通过升降机构安装在第四机架17-1上的第二升降梁17-10-1和位于第二升降梁17-10-1顶端的若干第四升降斜块17-10-2。当最靠近筛选机构17-10的试压工位上的换热管试压合格时，所述第二升降梁17-10-1处于高位，被换位支撑机构17-3送入筛选机构17-10处的换热管将沿第四升降斜块17-10-2的顶面到达第四机架17-1旁侧的出料装置18处；当最靠近筛选机构17-10的试压工位上的换热管试压不合格时，所述第二升降梁17-10-1处于低位，被换位支撑机构17-3送入筛选机构17-10处的换热管将沿第四升降斜块17-10-2的顶面离开本生产线。

如图19，所述内吹水试压装置17的下料一侧还设置有出料装置18，所述出料装置18用于将内吹水试压装置17送出的换热管放置到包装箱19中。

具体的，所述出料装置18包括缓存架18-1，所述缓存架18-1靠近内吹水试压装置17的上料端的外侧壁上安装有第二缓存支撑板18-2，所述第二缓存支撑板18-2上设有用于放置换热管的第二缓存槽；所述缓存架18-1上料端外侧壁上还设置有若干第五升降斜块18-3，所述第五升降斜块18-3的位置与所述第二缓存槽位置相对应，用于将缓存的换热管顶起并使换热管沿缓存架18-1的内部隔板的顶部斜面向包装箱19滚动。

所述缓存架18-1的内部隔板的顶部中间位置处还设置有U型槽18-4，所述缓存架18-1内部还安装有与所述U型槽18-4位置相对应的升降斜板18-5；所述升降斜板18-5的倾斜方向与缓存架18-1的内部隔板的顶部斜面的倾斜方向一致；当U型槽18-4中存放的换热管数量达到预设数量时，升降斜板18-5将U型槽18-4中的换热管顶升、继续沿内部隔板的顶部斜面滚落至包装箱19中。

本实施例中的直线移动都是依靠电机-齿轮-齿条结构实现，也可以是依靠电机-丝杠-导轨的结构实现。本实施例中的转动可以是靠气缸驱动，也可以靠电机驱动。

本生产线的工作过程如下：

6000mm长的坯管从上料装置3批量上料，然后被上料装置3分组后，由搬运装置2送到轧齿机1进行轧齿，轧齿后的换热管放到第一缓存装置4缓存。第一缓存装置4将换热管逐根送到第一输送线5上，沿第一输送线5、第二输送线7和第三输送线9，依次完成矫直和定尺切割后，换热管到达定尺去皮联动装置10、去除氧化皮。去皮后，换热管批量送入清洗系统11，依次经过超声波清洗、一次漂洗、钝化和二次漂洗后，换热管到达第二缓存装置12暂时存放。然后，第二缓存装置12将换热管逐根送到第四输送线13上，通过第四输送线13和第五输送线16依次经过外吹水烘干和探伤检测，送到内吹水试压装置17上，再依次完成多轮内吹水和试压检测，最后不合格的换热管离开生产线，合格的换热管被逐根送到出料装置18上，由出料装置18积攒到指定数量后送到包装箱19中，至此完成从坯管到包装的全过程自动化加工。

Claims (25)

1.一种换热管自动化生产线，包括轧齿机（1）、矫直机（6）、切割机（8）和去氧化皮装置，其特征在于：还包括搬运装置（2）、上料装置（3）、第一缓存装置（4）、第一输送线（5）、第二输送线（7）、第三输送线（9）、定尺去皮联动装置（10）、清洗系统（11）、第二缓存装置（12）、第四输送线（13）以及风干检测系统；

所述上料装置（3）的下料端与所述搬运装置（2）的第一上料端相衔接，所述搬运装置（2）的第一下料端与轧齿机（1）的上料端相衔接；轧齿机（1）的下料端与所述搬运装置（2）的第二上料端相衔接，搬运装置（2）的第二下料端与第一缓存装置（4）的上料端相衔接；

第一缓存装置（4）的单根下料端与第一输送线（5）的上料端相连接；第一输送线（5）的下料端与矫直机（6）的上料端相连接，矫直机（6）的下料端通过第二输送线（7）与切割机（8）的上料端相连接，切割机（8）的下料端通过第三输送线（9）与定尺去皮联动装置（10）的上料端相连接，定尺去皮联动装置（10）的下料端与清洗系统（11）的上料端相连接，清洗系统（11）的下料端与第二缓存装置（12）的上料端相连接，第二缓存装置（12）的下料端通过第四输送线（13）与风干检测系统的上料端相连接；

所述搬运装置（2）包括桁架（2-1）、移动横梁（2-2）、第一移动座（2-3）、升降座（2-4）、上料抓手（2-5）和下料抓手（2-6）；

所述移动横梁（2-2）安装在桁架（2-1）上、沿桁架（2-1）纵向移动，所述第一移动座（2-3）安装移动横梁（2-2）上、沿移动横梁（2-2）进行横向移动，所述升降座（2-4）安装在第一移动座（2-3）的底部、可相对于第一移动座（2-3）进行升降，所述上料抓手（2-5）和下料抓手（2-6）均安装在第一移动座（2-3）上；

所述第一移动座（2-3）上还安装有竖直的固定齿条（2-9）；

所述升降座（2-4）上通过转动连接方式安装有随动齿轮（2-11），所述随动齿轮（2-11）与固定齿条（2-9）相啮合；随动齿轮（2-11）还连接有凸轮（2-7），所述凸轮（2-7）的外圆面上设有圆周均布的凸起；

所述第一移动座（2-3）上还安装有竖直的止动条（2-10），所述止动条（2-10）上具有间隔设置的止动槽，所述止动槽为倾斜设置，其槽口高于槽底；

所述升降座（2-4）上还安装有摆动杆（2-8），所述摆动杆（2-8）的上端与所述升降座（2-4）转动连接，中部与所述凸轮（2-7）相接触，下端用于插入止动槽中实现止动；

所述定尺去皮联动装置（10）包括第三机架（10-1）、第一去氧化皮装置（10-2）和第二去氧化皮装置（10-4）；

第三机架（10-1）上安装有滑轨（10-6），滑轨（10-6）上安装有第二移动座（10-5）；

所述第一去氧化皮装置（10-2）固定安装在第一机架（3-1）靠近切割机（8）的一端，所述第二去氧化皮装置（10-4）安装在第二移动座（10-5）上，所述第二移动座（10-5）位于第一机架（3-1）上远离切割机（8）的一端；

所述定尺去皮联动装置（10）还包括安装在第二去氧化皮装置（10-4）侧面的定尺板（10-3）；

所述第三机架（10-1）上还安装有位于第一去氧化皮装置（10-2）和第二去氧化皮装置（10-4）之间的换位机构；所述换位机构包括辅助支撑架，辅助支撑架的顶面中部具有阶梯槽，阶梯槽的两侧具有两个倾斜方向一致的斜面，其中第一斜面的较高一端与定尺板（10-3）及切割机（8）共线、较低一端与阶梯槽相接，第二斜面的较高一端与阶梯槽相接；

所述阶梯槽对应的位置为去氧化皮工位；

所述第三机架（10-1）上还安装有与所述阶梯槽位置相对应的第二升降斜块（10-9），所述第二升降斜块（10-9）顶面的倾斜方向与第一斜面及第二斜面的倾斜方向相同。

2.如权利要求1所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述风干检测系统包括外吹水装置（14）、探伤装置（15）、第五输送线（16）和内吹水试压装置（17）；

所述第五输送线（16）的上料端与第四输送线（13）的下料端相衔接；

所述外吹水装置（14）和探伤装置（15）设置在第四输送线（13）的下料端或第五输送线（16）的旁侧；

所述第五输送线（16）的下料端与内吹水试压装置（17）的上料端相衔接。

3.如权利要求1或2所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述上料装置（3）包括第一机架（3-1），还包括安装在第一机架（3-1）上的第一升降架（3-2）、第一立柱（3-3）、第一上料挡杆（3-4）、第一导向架（3-5）和第一出料挡杆（3-6）；

所述第一升降架（3-2）可相对于第一机架（3-1）升降；所述第一升降架（3-2）的顶面为倾斜设置；所述第一立柱（3-3）位于第一升降架（3-2）顶面较低的一侧；所述第一导向架（3-5）的顶面同样为倾斜设置且倾斜方向与第一升降架（3-2）相同，其较高的一端与第一立柱（3-3）的上端相接；

所述第一上料挡杆（3-4）以转动方式安装在第一机架（3-1）或第一导向架（3-5）上，并位于靠近第一导向架（3-5）较高一端的位置；

所述第一出料挡杆（3-6）安装在第一导向架（3-5）的较低的一端。

4.如权利要求1或2所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述第一缓存装置（4）包括第二机架，还包括安装在第二机架上的第二升降架（4-1）、第二立柱（4-2）、第二导向架（4-3）、第二上料挡杆（4-4）和第二出料挡杆（4-5）；

所述第二升降架（4-1）可相对于第二机架升降；所述第二升降架（4-1）的顶面为倾斜设置，用于放置经过轧齿的换热管；所述第二立柱（4-2）位于第二升降架（4-1）顶面较低的一侧；所述第二导向架（4-3）的顶面同样为倾斜设置且倾斜方向与第二升降架（4-1）相同，其较高的一端与第二立柱（4-2）的上端相接，第二导向架（4-3）的顶面用于盛放已越过第二立柱（4-2）的换热管；

所述第二上料挡杆（4-4）以转动方式安装在第二机架或第二导向架（4-3）上，并位于靠近第二导向架（4-3）较高一端的位置；

所述第二出料挡杆（4-5）以转动方式安装在第二导向架（4-3）的较低的一端。

5.如权利要求1所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述第一缓存装置（4）与上料装置（3）并排设置，上料装置（3）的出料端与第一缓存装置（4）的上料端之间的距离，与上料抓手（2-5）和下料抓手（2-6）之间的距离相匹配。

6.如权利要求2所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述第一输送线（5）、第二输送线（7）、第三输送线（9）、第四输送线（13）和第五输送线（16）各自分别包括输送机架（101）和若干沿输送机架（101）安装的传送辊组件（103）；

所述传送辊组件（103）包括用于与输送驱动机构相连接的滚轴（103-1）和安装在滚轴（103-1）上的滚轮（103-2），所述滚轮（103-2）的中部设有用于放置换热管的凹槽。

7.如权利要求6所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述第三输送线（9）和第五输送线（16）各自还分别包括出料机构（102）；

所述出料机构（102）包括固定安装在输送机架（101）上的第三导向架（102-2），所述第三导向架（102-2）的顶面为倾斜设置；

所述出料机构（102）还包括可相对于输送机架（101）升降的第一升降斜块（102-1），所述第一升降斜块（102-1）的位置与滚轮（103-2）中部的凹槽位置相对应，所述第一升降斜块（102-1）的顶面的倾斜方向与第三导向架（102-2）顶面的倾斜方向相一致；所述第一升降斜块（102-1）升起后，其顶部较低的一端与第三导向架（102-2）顶面较高的一端相衔接；

所述第三导向架（102-2）在靠近第一升降斜块（102-1）的一侧还具有竖直部。

8.如权利要求6所述的换热管自动化生产线，其特征在于：第一输送线（5）的传送辊组件（103）中的滚轮（103-2）的内孔中还安装有铜套（103-3），所述铜套（103-3）的内孔与所述滚轴（103-1）相配合。

9.如权利要求1所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述辅助支撑架包括安装在滑轨（10-6）上的第一辅助支撑架（10-7）和固定设置在第三机架（10-1）上靠近第一去氧化皮装置（10-2）处的第二辅助支撑架（10-10），所述第一辅助支撑架（10-7）、第二辅助支撑架（10-10）和第二移动座（10-5）通过柔性绳索串联，当第二移动座（10-5）移动时，第一辅助支撑架（10-7）在柔性绳索的驱动下沿滑轨（10-6）移动，实现纵向自适应移动。

10.如权利要求1所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述定尺去皮联动装置（10）还包括安装在第三机架（10-1）上、位于第二斜面较低一端下方的下料缓存机构（10-8），所述下料缓存机构（10-8）包括转动安装在第三机架（10-1）上的第一翻转轴（10-8-1）和安装在第一翻转轴（10-8-1）上的第一翻转架（10-8-2），所述第一翻转架（10-8-2）上设有用于放置换热管的放置槽。

11.如权利要求1或2所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述清洗系统（11）包括四组清洗模块，四组清洗模块包括从定尺去皮联动装置（10）的下料端到第二缓存装置（12）的上料端依次并排设置的超声波清洗装置（11-1）、第一漂洗装置（11-2）、钝化装置（11-3）和第二漂洗装置（11-4）。

12.如权利要求11所述的换热管自动化生产线，其特征在于：各清洗模块分别包括水槽（111-1）和移送机构；

所述移送机构包括翻转驱动气缸（111-2）、驱动臂（111-3）、第二翻转轴（111-4）和第二翻转架（111-5）；

所述第二翻转轴（111-4）通过转动连接方式安装在水槽（111-1）的侧壁顶端，所述第二翻转架（111-5）为多组，沿第二翻转轴（111-4）的长度方向并排设置；翻转架为弯曲状、一端与所述第二翻转轴（111-4）相连接；所述驱动臂（111-3）与所述第二翻转轴（111-4）固定连接，所述翻转驱动气缸（111-2）一端与水槽（111-1）转动连接、另一端与所述驱动臂（111-3）转动连接，用于通过驱动臂（111-3）和第二翻转轴（111-4）带动所有第二翻转架（111-5）同步转动，将水槽（111-1）中的换热管移动到旁侧的下一水槽（111-1）里的第二翻转架（111-5）上。

13.如权利要求12所述的换热管自动化生产线，其特征在于：清洗模块上还设有补液系统；所述补液系统包括设置在对应水槽（111-1）底部的排液口，还包括阀门、第一循环管路、过滤装置、混合装置、加料装置、泵送装置和第二循环管路；

所述阀门设置在排液口处，所述排液口依次通过第一循环管路以及过滤装置与所述混合装置相连通；所述混合装置的出液口依次通过泵送装置和第二循环管路与所述水槽（111-1）相连通。

14.如权利要求2所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述外吹水装置（14）包括若干风刀；相对于换热管平行设置的风刀与相对于换热管斜向布置的风刀间隔设置。

15.如权利要求2所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述内吹水试压装置（17）包括第四机架（17-1）；

所述第四机架（17-1）上设有若干内吹水工位和至少一个试压工位，第四机架（17-1）上还设有换位支撑机构（17-3），所述换位支撑机构（17-3）用于驱动上料端的换热管依次经过各内吹工位和试压工位后到达下料端；

所述第四机架（17-1）上设有接水槽（17-8），所述接水槽（17-8）的后侧壁板上通过伸缩机构安装有朝向前侧的竖直的对齐挡板（17-9）；所述第四机架（17-1）的前端设有顶升机构（17-6）和第三移动座（17-5）；

所述顶升机构（17-6）位于第三移动座（17-5）的后侧，顶部设有与各内吹水工位相对应的定位槽；

所述第三移动座（17-5）可沿第四机架（17-1）前后移动，第三移动座（17-5）的后侧安装有与所述内吹水工位一一对应的吹水接头（17-12）；

所述第四机架（17-1）上还设有用于固定位于试压工位的换热管的夹紧固定机构（17-7）；

所述第四机架（17-1）上位于接水槽（17-8）旁侧设置有与所述试压工位相对应的、用于与换热管后端相配合的试压接头（17-11），第三移动座（17-5）的后侧同样设置有与所述试压工位相对应的、用于与换热管前端相配合的试压接头（17-11）。

16.如权利要求15所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述换位支撑机构（17-3）包括固定安装在第四机架（17-1）上的第一齿形板（17-3-1）和活动安装在第四机架（17-1）上、可相对于第四机架（17-1）升降的第二齿形板（17-3-2）；

所述第一齿形板（17-3-1）顶部的第一齿槽与内吹水工位及试压工位的位置相对应，所述第二齿形板（17-3-2）顶部的第二齿槽相对于第一齿槽交错设置，并且第二齿形板（17-3-2）顶部设有与第一齿槽的位置相对应的第三斜面，所述第三斜面的倾斜方向为靠近上料端的一端高于靠近下料端的一端，从而在举升后将第一齿槽内的换热管向下料端方向移动。

17.如权利要求15所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述第四机架（17-1）上还设有用于支撑换热管的第三辅助支撑架（17-4）；

所述第四机架（17-1）的上料端处设有上料缓存机构（17-2）；所述上料缓存机构（17-2）包括若干沿换热管长度方向安装在第四机架（17-1）上的第一缓存支撑板（17-2-1），所述第一缓存支撑板（17-2-1）上设有用于放置换热管的第一缓存槽；所述上料缓存机构（17-2）还包括与换热管长度方向相一致的、安装在第四机架（17-1）上的第一升降梁（17-2-2），所述第一升降梁（17-2-2）上设置有若干第三升降斜块（17-2-3），所述第三升降斜块（17-2-3）的位置与所述第一缓存槽位置相对应；

所述第四机架（17-1）的下料端处设有筛选机构（17-10）；所述筛选机构（17-10）包括通过升降机构安装在第四机架（17-1）上的第二升降梁（17-10-1）和位于第二升降梁（17-10-1）顶端的若干第四升降斜块（17-10-2）。

18.如权利要求2所述的换热管自动化生产线，其特征在于：所述内吹水试压装置（17）的下料一侧还设置有出料装置（18）；

所述出料装置（18）包括缓存架（18-1），所述缓存架（18-1）靠近内吹水试压装置（17）的上料端的外侧壁上安装有第二缓存支撑板（18-2），所述第二缓存支撑板（18-2）上设有用于放置换热管的第二缓存槽；所述缓存架（18-1）上料端外侧壁上还设置有若干第五升降斜块（18-3），所述第五升降斜块（18-3）的位置与所述第二缓存槽位置相对应；

所述缓存架（18-1）的内部隔板的顶部中间位置处还设置有U型槽（18-4），所述缓存架（18-1）内部还安装有与所述U型槽（18-4）位置相对应的升降斜板（18-5）；所述升降斜板（18-5）的倾斜方向与缓存架（18-1）的内部隔板的顶部斜面的倾斜方向一致。

19.基于如权利要求5所述的换热管自动化生产线的生产方法，其特征在于：所述轧齿机（1）为多组，各自分别根据自身的生产状态向控制系统发出上料请求和下料请求；所述控制系统将上料请求和下料请求分别排序，控制搬运装置（2）在到达第一缓存装置（4）及上料装置（3）处时，使上料抓手（2-5）和下料抓手（2-6）同时分别完成最新上料请求的抓取操作和最新下料请求的释放操作。

20.基于如权利要求1所述的换热管自动化生产线的生产方法，其特征在于：

当换热管在第二输送线（7）的作用下前端经过切割机（8）并向定尺板（10-3）方向移动时，第一移动座（2-3）从初始位置向切割机（8）所在方向移动，将定尺板（10-3）移动到目标位置进行定尺，移动过程中，第一去氧化皮装置（10-2）和第二去氧化皮装置（10-4）对位于去氧化皮工位上的换热管的两端进行去氧化皮操作；定尺板（10-3）移动到目标位置、换热管的前端与定尺板（10-3）接触、完成定尺后，切割机（8）内部夹具将换热管固定，并开始切割；切割开始后，第一移动座（2-3）向远离切割机（8）的方向移动，回到初始位置；切割下的换热管落在第三输送线（9）上，然后由第三输送线（9）移动到辅助支撑架的第一斜面上并滚落到阶梯槽中，到达去氧化皮工位，等待下一段换热管进行定尺时同步被去除氧化皮。

21.基于如权利要求12所述的换热管自动化生产线的生产方法，其特征在于：所述超声波清洗装置（11-1）的第二翻转架（111-5）在将清洗后的换热管移动到第一漂洗装置（11-2）的过程中，当换热管离开超声波清洗装置（11-1）的液面，翻转驱动气缸（111-2）停止动作，经过预设的等待时间后，翻转驱动气缸（111-2）继续动作，将换热管投入第一漂洗装置（11-2）之中。

22.基于如权利要求13所述的换热管自动化生产线的生产方法，其特征在于：所述补液系统按以下方式运行：

（一）标定阶段

设水槽（111-1）中初始配比的溶液的浓度为N0，设溶液处于合格状态的浓度下限为NX；

将换热管投入清洗模块进行正常清洗中，当浓度降低至NX时，将已投入的换热管的总长度记为长度限值Lmax；

（二）生产阶段

生产过程中，当清洗模块从上一次补液完成后清洗过的换热管的总长度到达Lmax时，停止清洗系统（11）的运行，然后启动该清洗模块的补液系统：打开阀门和过滤装置，先将溶液过滤，然后启动混合装置和加料装置，将过滤后的溶液与加料装置所加入的原液混合，最后通过泵送装置将混合后的溶液输送回水槽（111-1）。

23.如权利要求22所述的生产方法，其特征在于：补液系统工作时，加料装置加入的原液体积V1按以下方式计算而得到：

设工作时水槽（111-1）中溶液的标准体积为V0，原溶液过滤后的浓度检测值为N，则：

V1=(N0-N)*V0/(1-N0)。

24.如权利要求22所述的生产方法，其特征在于：清洗系统（11）的补液系统工作时，轧齿机（1）继续工作，轧齿后的换热管暂存在第一缓存装置（4），第一缓存装置（4）暂停向第一输送线（5）投放新的换热管，第一输送线（5）及之后的设备的停止工作；

设补液系统进行过滤和补液的时间为Ta，轧齿机（1）进行轧齿的速度即单位加工的坯管长度为Vb，当前换热管的切割后长度为L，假设补液系统关闭后清洗系统（11）需要在T1时间内加速清洗、然后再恢复至正常工作速度，则清洗系统（11）在T1时间内的清洗速度即单位时间清洗的换热管的根数Vc为：

Vc=(Ta+T1)*Vb/(T1*L)；

T1时间内，矫直机（6）、切割机（8）和去氧化皮装置的速度提升至与清洗系统（11）相匹配；

T1时间后，清洗系统（11）的清洗速度恢复至Vb/L，矫直机（6）、切割机（8）和去氧化皮装置的速度恢复至与清洗系统（11）相匹配。

25.基于如权利要求17所述的换热管自动化生产线的生产方法，其特征在于：当最靠近筛选机构（17-10）的试压工位上的换热管试压合格时，所述第二升降梁（17-10-1）处于高位，被换位支撑机构（17-3）送入筛选机构（17-10）处的换热管将沿第四升降斜块（17-10-2）的顶面到达第四机架（17-1）旁侧的出料装置（18）处；当最靠近筛选机构（17-10）的试压工位上的换热管试压不合格时，所述第二升降梁（17-10-1）处于低位，被换位支撑机构（17-3）送入筛选机构（17-10）处的换热管将沿第四升降斜块（17-10-2）的顶面离开本生产线。

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