CN116586841A - 一种高效能电热管生产系统及其生产方式 - Google Patents

Abstract

本发明提供了应用于热水器配件生产领域的一种高效能电热管生产系统，包括：铜管上件模块、机架和均设置在机架上的铜管固定模块、配管固定模块、焊接模块和视觉识别模块；通过设置移动机构可带动焊接机构环绕安装口的焊接路径进行移动，可满足对双筒式铜管的配管焊接安装需求；通过设置视觉识别模块可对焊接过程进行实时监测与反馈，同时通过高穿透性的照射灯与第一摄像头配合可对焊接完整性与密闭性进行可视性的辅助监测，以及时对焊接缝进行完善修补，提升了本生产系统的智能化；通过设置铜管固定模块可对铜管进行稳固固定，同时可带动双筒式铜管进行翻转以对两侧同一高度的安装口进行便捷性安装。

Description

一种高效能电热管生产系统及其生产方式

技术领域

本发明涉及热水器配件生产领域，尤其涉及一种高效能电热管生产系统及其生产方式。

背景技术

热水器电热铜管是热水器中常见的加热配件，主要结构是在铜管中加装电热棒以对从铜管内流经的水进行加热。

而成形后的双筒式铜管作为安装主体往往还需要在进水口与出水口处进行安装密封连接的进水管与出水管，现有的这两种水管往往采用人工进行焊接安装，智能化程度低，而人工安装往往对进水管和出水管这两种配管稳定和定位效果较差，安装位置具有一定的偏移，导致产品的使用寿命下降。

发明内容

本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种高效能电热管生产系统及其生产方式。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种高效能电热管生产系统，包括：铜管上件模块、机架和均设置在机架上的铜管固定模块、配管固定模块、焊接模块和视觉识别模块；

铜管上件模块，用于将铜管送入；

铜管固定模块，用于将铜管进行固定；

配管固定模块，用于将配管进行固定；

焊接模块，用于将铜管与配管进行焊接连接加工；

视觉识别模块，用于进行视觉辅助分析；

控制模块，与铜管上件模块、铜管固定模块、配管固定模块、焊接模块和视觉识别模块通讯连接；

配管包括进水管与出水管，所述铜管分别设置有进水管安装口和出水管安装口；

所述铜管上件模块包括第一底架、输送带、驱动机构和侧栏板，所述驱动机构设置在第一底架上，且用于带动输送带进行运转以将放置在输送带上的铜管进行运送，所述侧栏板设置在第一底架上且设置在输送带的两侧，且侧栏板用于将移动中的铜管进行限位防止铜管侧翻；

所述铜管上件模块在第一底架的顶部且靠近输送带的尾端设置有停留台；

所述侧栏板的高度高于铜管的总宽度，且侧栏板在停留台的一端设置有缺口段，通过设置缺口段以供铜管固定模块伸入对铜管进行锁定；

所述机架包括第二底架、安装架和机壳，所述安装架设置在第二底架上，所述机壳设置在安装架上；

所述铜管固定模块包括翻转机构、第一平移机构、第二平移机构和固定机构，所述翻转机构设置在机架上，且被构造成带动固定机构进行翻转，所述第一平移机构设置在翻转机构上，且被构造成带动固定机构沿X轴方向进行平移以使得固定机构靠近或远离加工工位上的铜管，所述第二平移机构设置在第一平移机构上，且被构造成带动固定机构沿Y轴方向平移以使得固定机构靠近或远离，所述固定机构用于将铜进行锁定；

所述固定机构包括开闭型气爪、限位顶块，所述开闭型气爪设置在第二安装台上，所述限位顶块设置在开闭型气爪的爪部外侧，且被构造成当开闭型气爪张开时，带动限位顶块张开从而与双筒式的铜管外壁贴合以将铜管锁定；

所述焊接模块包括移动机构和焊接执行机构，所述移动机构用于带动焊接执行机构沿焊接规划路径进行移动，所述焊接执行机构用于对铜管与水管进行焊接；

所述移动机构包括第三驱动电机、齿轮、弧形齿条、弧形导轨、导轨滑块和第三安装台，所述弧形齿条与弧形导轨连接，所述导轨滑块滑动设置在弧形导轨上，所述第三安装台设置在所述导轨滑块上，所述齿轮安装在所述第三驱动电机的主轴上，且齿轮与所述弧形齿条啮合；

所述焊接模块设置有两个，且分别对称设置在加工工位的两侧，且所述弧形齿条与弧形导轨的圆弧角度数大于180°；

所述视觉识别模块包括均设置在安装架上的第一摄像头、分析单元和设置在焊接模块上的第二摄像头，所述第一摄像头用于拍摄铜管管内，所述第二摄像头用于拍摄加工工位上的铜管安装口位，所述分析单元分别与第一摄像头、第二摄像头通讯连接；

所述电热管生产系统的生产方式：

S1、铜管上件，铜管上件模块将铜管运送至停留台后，控制模块控制带动固定机构靠近停留台上的铜管，然后将铜管进行夹持固定，将铜管运送至加工工位；

S2、配管上件，将进水管采用人工或上件装置送至配管固定模块进行定位固定，使得进水管的焊接端与铜管的进水管安装口端对齐；

S3、焊接与检测，启动焊接模块对铜管与配管进行焊接，焊接过程中控制启用视觉识别模块对焊接执行程度进行监测；

S4、翻转与再加工，当识别到进水管的焊接完成后，关闭焊接执行机构，控制开闭型气缸夹指进行完全打开，然后控制铜管固定模块的翻转机构启动将铜管进行翻转，使得铜管的出水管安装口朝上，然后重复步骤S1-S2将出水管进行上件与焊接；

S5、退件，当识别到出水管的安装也完成后，控制铜管固定模块的固定机构收缩从而将铜管进行释放，即可打开侧开窗门，将焊接组装完成后的成品取出，此为一个工件加工完成，关闭侧开窗门即可重新执行下一工件的加工。

本发明所取得的有益效果是：

通过设置移动机构可带动焊接机构环绕安装口的焊接路径进行移动，可满足对双筒式铜管的配管焊接安装需求；

通过设置视觉识别模块可对焊接过程进行实时监测与反馈，同时通过高穿透性的照射灯与第一摄像头配合可对焊接完整性与密闭性进行可视性的辅助监测，以及时对焊接缝进行完善修补，提升了本生产系统的智能化；

通过设置铜管固定模块可对铜管进行稳固固定，同时可带动双筒式铜管进行翻转以对两侧同一高度的安装口进行便捷性安装。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的内部结构示意图。

图3为本发明的铜管上件模块的结构示意图。

图4为本发明的铜管固定模块的结构示意图。

图5为本发明的第二平移机构去除支撑杆臂后的结构示意图。

图6为本发明的焊接模块的结构示意图。

图7为本发明的配管上件模块的结构示意图。

图8为本发明的工作方式的流程示意图。

图9为本发明的安装完成后的成品结构示意图。

图中：1铜管上件模块、11第一底架、12输送带、13驱动机构、14侧栏板、2机架、21第二底架、22安装架、23机壳、3铜管固定模块、31翻转机构、32第一平移机构、33第二平移机构、34固定机构、4配管固定模块、6焊接模块、61移动机构、62焊接执行机构、71第一摄像头、72第二摄像头。

具体实施方式

为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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组件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一。

如图1、图2、图3所示，所示一种高效能电热管生产系统，包括：铜管上件模块1、机架2和均设置在机架2上的铜管固定模块3、配管固定模块4、焊接模块6和视觉识别模块；

铜管上件模块1，用于将铜管送入；

铜管固定模块3，用于将铜管进行固定；

配管固定模块4，用于将配管进行固定；

焊接模块6，用于将铜管与配管进行焊接连接加工；

视觉识别模块，用于进行视觉辅助分析；

控制模块，与铜管上件模块1、铜管固定模块3、配管固定模块4、焊接模块6和视觉识别模块通讯连接；

配管包括进水管与出水管，所述铜管分别设置有进水管安装口和出水管安装口；

所述铜管上件模块1包括第一底架11、输送带12、驱动机构13和侧栏板14，所述驱动机构13设置在第一底架11上，且用于带动输送带12进行运转以将放置在输送带12上的铜管进行运送，所述侧栏板14设置在第一底架11上且设置在输送带12的两侧，且侧栏板14用于将移动中的铜管进行限位防止铜管侧翻；

所述铜管上件模块1在第一底架11的顶部且靠近输送带12的尾端设置有停留台；

所述侧栏板14的高度高于铜管的总宽度，且侧栏板14在停留台的一端设置有缺口段，通过设置缺口段以供铜管固定模块3伸入对铜管进行锁定；

所述机架2包括第二底架21、安装架22和机壳23，所述安装架22设置在第二底架21上，所述机壳23设置在安装架22上；

所述铜管固定模块3包括翻转机构31、第一平移机构32、第二平移机构33和固定机构34，所述翻转机构31设置在机架2上，且被构造成带动固定机构34进行翻转，所述第一平移机构32设置在翻转机构31上，且被构造成带动固定机构34沿X轴方向进行平移以使得固定机构34靠近或远离加工工位上的铜管，所述第二平移机构33设置在第一平移机构32上，且被构造成带动固定机构34沿Y轴方向平移以使得固定机构34靠近或远离，所述固定机构34用于将铜进行锁定；

所述固定机构34包括开闭型气爪、限位顶块，所述开闭型气爪设置在第二安装台上，所述限位顶块设置在开闭型气爪的爪部外侧，且被构造成当开闭型气爪张开时，带动限位顶块张开从而与双筒式的铜管外壁贴合以将铜管锁定；

所述焊接模块6包括移动机构61和焊接执行机构62，所述移动机构61用于带动焊接执行机构62沿焊接规划路径进行移动，所述焊接执行机构62用于对铜管与水管进行焊接；

所述移动机构61包括第三驱动电机、齿轮、弧形齿条、弧形导轨、导轨滑块和第三安装台，所述弧形齿条与弧形导轨连接，所述导轨滑块滑动设置在弧形导轨上，所述第三安装台设置在所述导轨滑块上，所述齿轮安装在所述第三驱动电机的主轴上，且齿轮与所述弧形齿条啮合；

所述焊接模块6设置有两个，且分别对称设置在加工工位的两侧，且所述弧形齿条与弧形导轨的圆弧角度数大于180°；

所述视觉识别模块包括均设置在安装架22上的第一摄像头71、分析单元和设置在焊接模块6上的第二摄像头72，所述第一摄像头71用于拍摄铜管管内，所述第二摄像头72用于拍摄加工工位上的铜管安装口位，所述分析单元分别与第一摄像头71、第二摄像头72通讯连接。

配管包括进水管与出水管。

实施例二，本实施例为上述实施例的进一步描述应当理解本实施例包括前述全部技术特征并作进一步具体描述：

进一步结合图4、图5、图6、图7所示；所述机壳23设置有前进口、顶揭盖和侧开窗门，所述顶揭盖设置有配管进口；

还设置有行程开关，所述行程开关设置在安装架22上且与控制模块通讯连接，且被构造成当铜管被铜管固定模块3夹持至加工工位的指定位置时与行程开关接触从而触发行程开关；

所述翻转机构31包括第一驱动电机、延伸杆臂，所述第一驱动电机设置在所述安装架22上，所述延伸杆臂与第一驱动电机的主轴固定连接；

所述第一平移机构32包括第二驱动电机、第一导轨滑块组件、丝杆滑块组件和第一安装台，所述第一导轨滑块组件、丝杆滑块组件均平行设置在延伸杆臂上，所述第一安装台分别与第一导轨滑块组件的滑块以及丝杆滑块组件的滑块连接；所述第二驱动电机固定设置在延伸杆臂上，且与丝杆滑块模组的丝杆传动连接，所述第二驱动电机用于带动丝杆滑块模组进行运转从而带动第一安装台沿第一导轨滑块组件的导轨进行平移；

所述第二平移机构33包括支撑杆臂、伸缩杆、第二导轨滑块组件和第二安装台，所述支撑杆臂设置在第一安装台上，所述伸缩杆和第二导轨滑块组件均设置在支撑杆臂上，所述第二安装台设置在第二导轨滑块组件的滑块上，且与伸缩杆的活塞杆端连接，被构造成通过伸缩杆的伸缩运动带动第二安装台沿第二导轨滑块组件的导轨进行移动；

所述固定机构34包括开闭型气爪、限位顶块，所述开闭型气爪设置在第二安装台上，所述限位顶块设置在开闭型气爪的爪部外侧，且被构造成当开闭型气爪张开时，带动限位顶块张开从而将双筒式的铜管进行夹持固定；

所述限位顶块的外接触面的轮廓设置为弧形；

所述配管固定模块4设置为开闭型气缸夹指；

所述焊接执行机构62包括可调节安装架22和焊枪，所述可调节安装架22设置在所述第三安装台上，所述焊枪安装在所述可调节安装架22上；

所述视觉识别模块还包括照射灯，所述照射灯设置在第三安装台上；

还包括配管上件模块，用于将配管从放料架运送至加工工位以供配管固定模块4进行固定，所述配管上件模块包括桁架、第三平移机构、升降机构和夹持机构，所述第三平移机构设置在桁架上，且被构造成带动夹持机构进行平移从而使夹持机构在放料架与加工工位之间进行往复运动，所述升降机构设置在第三平移机构上，且被构造成带动夹持机构进行升降，所述夹持机构设置在升降机构上，且被构造成将配管进行夹持固定；

所述第三平移机构设置为丝杆滑块模组，所述升降机构设置为伸缩气缸，所述夹持机构设置为气缸夹指；

本系统通过设置移动机构61可带动焊接机构环绕安装口的焊接路径进行移动，以符合对双筒式铜管的配管焊接安装需要；通过设置视觉识别模块可对焊接过程进行实时监测与反馈，同时通过高穿透性的照射灯与第一摄像头71配合可对焊接完整性与密闭性进行可视性的辅助监测，以及时对焊接缝进行完善修补，提升了本生产系统的智能化；通过设置铜管固定模块3可对铜管进行稳固固定，同时可带动双筒式铜管进行翻转以对两侧同一高度的安装口进行便捷性安装。

实施例三，本实施例为上述实施例的进一步描述应当理解本实施例包括前述全部技术特征并作进一步具体描述：

进一步结合图8、图9所示，所述电热管生产系统的生产方式：

S1、铜管上件，铜管上件模块1将铜管运送至停留台后，控制模块控制带动固定机构34靠近停留台上的铜管，然后将铜管进行夹持固定，将铜管运送至加工工位；

所述运送至加工工位时，可通过第二摄像头72与行程开关进行监测铜管是否到达指定位置；

所述固定机构34对铜管的具体固定方式为：铜管上件模块1将固定机构34的限位顶块移动至双筒式铜管的中缝位后，控制模块控制开闭型气爪将限位顶块进行打开从而使得两个限位顶块的弧形接触面分别与U形铜管的两个管身接触从而对铜管进行限制；

S2、配管上件，将进水管采用人工或上件装置送至配管固定模块4进行定位固定，使得进水管的焊接端与铜管的进水管安装口端对齐；

S3、焊接与检测，启动焊接模块6对铜管与配管进行焊接，焊接过程中控制启用视觉识别模块对焊接执行程度进行监测；

所述焊接模块6的具体焊接流程为：移动机构61带动可调节安装架22移动至弧形导轨的一端，然后启动焊接执行机构62实施焊接，焊接同时移动机构61带动焊枪进行环绕连接缝移动，直至移动至弧形导轨的另一端，停止焊接执行机构62与移动机构61；

所述视觉识别模块的具体监测方式为：焊接流程完成后，启动照射灯环绕对焊接缝进行环绕照射，通过第一摄像头71对铜管管内进行拍摄，然后通过分析单元进行分析是否存在从焊接缝透射出的光点，若没有则判定为焊接成功，若存在则控制打开第二摄像头72沿焊接缝进行环绕移动从而分析焊接漏点位；

S4、翻转与再加工，当识别到进水管的焊接完成后，关闭焊接执行机构62，控制开闭型气缸夹指进行完全打开，然后控制铜管固定模块3的翻转机构31启动将铜管进行翻转，使得铜管的出水管安装口朝上，然后重复步骤S1-S2将出水管进行上件与焊接；

S5、退件，当识别到出水管的安装也完成后，控制铜管固定模块3的固定机构34收缩从而将铜管进行释放，即可打开侧开窗门，将焊接组装完成后的成品取出，此为一个工件加工完成，关闭侧开窗门即可重新执行下一工件的加工；

本加工的双筒式铜管产品的进水管安装口与出水管安装口位于铜管的同一高度。虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种高效能电热管生产系统，其特征在于，包括：铜管上件模块、机架和均设置在机架上的铜管固定模块、配管固定模块、焊接模块和视觉识别模块；

铜管上件模块，用于将铜管送入；

铜管固定模块，用于将铜管进行固定；

配管固定模块，用于将配管进行固定；

焊接模块，用于将铜管与配管进行焊接连接加工；

视觉识别模块，用于进行视觉辅助分析；

控制模块，与铜管上件模块、铜管固定模块、配管固定模块、焊接模块和视觉识别模块通讯连接；

配管包括进水管与出水管，所述铜管分别设置有进水管安装口和出水管安装口；

所述铜管上件模块包括第一底架、输送带、驱动机构和侧栏板，所述驱动机构设置在第一底架上，且用于带动输送带进行运转以将放置在输送带上的铜管进行运送，所述侧栏板设置在第一底架上且设置在输送带的两侧，且侧栏板用于将移动中的铜管进行限位防止铜管侧翻；

所述机架包括第二底架、安装架和机壳，所述安装架设置在第二底架上，所述机壳设置在安装架上；

所述铜管固定模块包括翻转机构、第一平移机构、第二平移机构和固定机构，所述翻转机构设置在机架上，且被构造成带动固定机构进行翻转，所述第一平移机构设置在翻转机构上，且被构造成带动固定机构沿X轴方向进行平移以使得固定机构靠近或远离加工工位上的铜管，所述第二平移机构设置在第一平移机构上，且被构造成带动固定机构沿Y轴方向平移以使得固定机构靠近或远离，所述固定机构用于将铜进行锁定。

2.如权利要求1所述的一种高效能电热管生产系统，其特征在于，所述固定机构包括开闭型气爪、限位顶块，所述开闭型气爪设置在第二安装台上，所述限位顶块设置在开闭型气爪的爪部外侧，且被构造成当开闭型气爪张开时，带动限位顶块张开从而与双筒式的铜管外壁贴合以将铜管锁定。

3.如权利要求1所述的一种高效能电热管生产系统，其特征在于，所述焊接模块包括移动机构和焊接执行机构，所述移动机构用于带动焊接执行机构沿焊接规划路径进行移动，所述焊接执行机构用于对铜管与水管进行焊接。

4.如权利要求3所述的一种高效能电热管生产系统，其特征在于，所述移动机构包括第三驱动电机、齿轮、弧形齿条、弧形导轨、导轨滑块和第三安装台，所述弧形齿条与弧形导轨连接，所述导轨滑块滑动设置在弧形导轨上，所述第三安装台设置在所述导轨滑块上，所述齿轮安装在所述第三驱动电机的主轴上，且齿轮与所述弧形齿条啮合。

5.如权利要求3所述的一种高效能电热管生产系统，其特征在于，所述焊接模块设置有两个，且分别对称设置在加工工位的两侧，且所述弧形齿条与弧形导轨的圆弧角度数大于180°。

6.如权利要求1所述的一种高效能电热管生产系统，其特征在于，所述视觉识别模块包括均设置在安装架上的第一摄像头、分析单元和设置在焊接模块上的第二摄像头，所述第一摄像头用于拍摄铜管管内，所述第二摄像头用于拍摄加工工位上的铜管安装口位，所述分析单元分别与第一摄像头、第二摄像头通讯连接。

7.如权利要求1至6任一项所述的所述电热管生产系统的生产方式，其特征在于：

S1、铜管上件，铜管上件模块将铜管运送至停留台后，控制模块控制带动固定机构靠近停留台上的铜管，然后将铜管进行夹持固定，将铜管运送至加工工位；

S2、配管上件，将进水管采用人工或上件装置送至配管固定模块进行定位固定，使得进水管的焊接端与铜管的进水管安装口端对齐；

S3、焊接与检测，启动焊接模块对铜管与配管进行焊接，焊接过程中控制启用视觉识别模块对焊接执行程度进行监测；

S4、翻转与再加工，当识别到进水管的焊接完成后，关闭焊接执行机构，控制开闭型气缸夹指进行完全打开，然后控制铜管固定模块的翻转机构启动将铜管进行翻转，使得铜管的出水管安装口朝上，然后重复步骤S1-S2将出水管进行上件与焊接；

S5、退件，当识别到出水管的安装也完成后，控制铜管固定模块的固定机构收缩从而将铜管进行释放，即可打开侧开窗门，将焊接组装完成后的成品取出，此为一个工件加工完成，关闭侧开窗门即可重新执行下一工件的加工。