CN117260220B - 一种铜管导引插入系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铜管导引插入系统，涉及铜管插装技术领域，主要包括：导向针以及机械手组件；其中，所述导向针的一端为插入端，用于插入翅片通道中，所述导向针的另一端为对接端，用于与铜管对接；所述机械手组件用于抓取所述铜管，并带动所述铜管对接于所述导向针的对接端，以使所述铜管能够跟随所述导向针插入所述翅片通道中；其中，所述机械手组件能够带动所述铜管倾斜，以使所述铜管能够倾斜插入所述翅片通道中。本发明中通过导向针和机械手组件的配合，能够实现铜管快速准确的插装。

Description

一种铜管导引插入系统

技术领域

本发明涉及铜管插装技术领域，特别是涉及一种铜管导引插入系统。

背景技术

铜管(U型管)是一种空调散热装置中承装冷凝剂的部件，若没有治具控制，铜管前端会产生外张形变，而翅片通道直径与铜管外径差距又特别小，同时，由翅片累积组成的通道可能会出现微小的参差不齐的情况，导致铜管插入过程阻力较大，这使得铜管插装工作变得困难。

目前，绝大部分厂商均是采取人工插管，即先由一个精度很高的、长度很长的长针穿过翅片，之后铜管跟随长针穿过翅片，而上述长针的精度要求特别高，加上长度很长，使长针的造价很高，而且插管的动作并不轻松，人工插管使生产效率很低，且人工插管的力度和准度掌握不好，在插管过程中会损坏铜管及翅片，使产品的不良率也在直线上升。

因此，用机器人代替人工是势在必行的，但是翅片有很多种类，每种翅片的插孔是不一样的，有部分铜管需要倾斜60°插入翅片中，目前没有机械手可以做得到。

因此，亟待提供一种铜管插装装置，以解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明目的是提供一种铜管导引插入系统，以解决现有技术中所存在的上述问题，能够实现铜管快速准确的插装。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种铜管导引插入系统，包括：

导向针，所述导向针的一端为插入端，用于插入翅片通道中，所述导向针的另一端为对接端，用于与铜管对接；

机械手组件，所述机械手组件用于抓取所述铜管，并带动所述铜管对接于所述导向针的对接端，以使所述铜管能够跟随所述导向针插入所述翅片通道中；其中，所述机械手组件能够带动所述铜管倾斜，以使所述铜管能够倾斜插入所述翅片通道中。

优选的，所述导向针的插入端为锥形结构，其直径由前至后逐渐增大；所述导向针的对接端包括相连接的圆柱部和圆锥部，所述圆柱部靠近所述插入端设置，所述圆锥部的直径沿远离所述插入端的方向逐渐减小。

优选的，还包括导向针固定装置，所述导向针固定装置包括安装板、限位板和卡板，所述限位板设置有两个，两个所述限位板平行设置，且两个所述限位板的同一端均与所述安装板垂直连接，所述卡板设置于两个所述限位板之间，并与所述限位板平行；

其中，所述卡板以及两个所述限位板上均对应开设有限位孔，所述限位孔用于供所述导向针穿过，且所述限位孔的直径大于所述导向针的直径；所述安装板上还设置有推动机构，所述推动机构用于推动所述卡板沿垂直于所述导向针的方向移动，以固定所述导向针。

优选的，所述导向针固定装置安装于一移动机构上，通过所述移动机构能够实现所述导向针固定装置的移动；

其中，所述移动机构包括第一滑轨，所述第一滑轨与所述导向针的插入方向平行，所述导向针固定装置通过第一滑块滑动安装于所述第一滑轨上；且，所述第一滑块上安装有升降机构，所述升降机构用于带动所述导向针固定装置上下移动。

优选的，所述机械手组件包括机械臂、机械手头部以及夹爪组件；其中，所述夹爪组件用于抓取所述铜管，且所述夹爪组件安装于所述机械手头部上，所述机械手头部安装于所述机械臂上，通过所述机械臂能够带动所述机械手头部以及所述夹爪组件运动。

优选的，所述夹爪组件包括安装架、第一夹爪和第二夹爪，所述安装架安装于所述机械手头部上，所述第一夹爪安装于安装架的后端，所述安装架上还设置有第二滑轨，所述第二滑轨的后端靠近所述第一夹爪设置，所述第二滑轨的前端靠近所述安装架的前端设置，且所述第二滑轨平行于所述铜管的插入方向，所述第二夹爪通过第二滑块滑动安装于所述第二滑轨上；

当所述第二夹爪向后运动时，松开所述铜管；当所述第二夹爪向前运动时，抓紧所述铜管，并带动所述铜管同步向前运动，以使所述铜管插入所述翅片通道。

优选的，所述机械手头部上还安装有伺服电机，所述伺服电机与所述安装架连接，能够带动所述夹爪组件绕所述伺服电机的输出轴转动；其中，所述伺服电机的输出轴平行于所述铜管的插入方向。

优选的，还包括视觉相机，所述视觉相机用于对所述导向针的对接端进行定位，以使所述铜管能够准确对接于所述导向针的对接端上。

优选的，还包括推板组件，所述推板组件用于在所述铜管的后端推动所述铜管，以推动所述铜管在所述翅片通道中移动。

优选的，所述推板组件包括相对设置的第一推板和第二推板，且所述第一推板和所述第二推板之间设置有缓冲弹簧；其中，所述第二推板靠近所述铜管设置，且所述第二推板靠近所述铜管的一侧设置有弧形槽，用于与所述铜管的后端贴合；

所述推板组件安装于推板移动机构上，所述推板移动机构包括沿所述铜管的插入方向设置的第三滑轨，所述推板组件通过第三滑块滑动安装于所述第三滑轨上。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明中铜管导引插入系统包括导向针和机械手组件，通过导向针搭配机械手组件取代人工插管，节约劳动力；而且由于铜管在进入翅片通道前有导向针在前面引领，能够使铜管精准地插入，即使翅片通道有细微参差不齐也可以由导向针进行补正；另外，通过机械手组件还能够带动铜管倾斜，实现倾斜插铜管，且倾斜角度可以控制，满足不同的工作需要，提高适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中导向针的结构示意图；

图2为本发明实施例中导向针固定装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中机械手组件抓取铜管示意图；

图4为本发明实施例中第二夹爪移动到后端的示意图；

图5为本发明实施例中推板组件的结构示意图；

图6为本发明实施例中导向针插入翅片通道示意图；

图7为本发明实施例中铜管插入翅片通道示意图；

图8为本发明实施例中铜管导引插入系统工作示意图；

图9为本发明实施例中推板组件推动铜管示意图。

附图标记说明：1-导向针，101-对接端，102-插入端，2-导向针固定装置，201-推动机构，202-卡板，203-限位板，204-限位孔，205-安装板，206-立柱，207-横梁，208-第一滑块，209-升降气缸，3-机械手组件，301-机械手头部，302-第一夹爪，303-安装架，304-第二夹爪，4-铜管，5-推板组件，501-第一推板，502-缓冲弹簧，503-第二推板，504-弧形槽，505-第三滑轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明目的是提供一种铜管导引插入系统，以解决现有技术中所存在的上述问题，能够实现铜管快速准确的插装。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图9所示，本实施例中提供一种铜管导引插入系统，主要包括：导向针1以及机械手组件3，其中，所述导向针1的一端为插入端102，用于插入翅片通道中，所述导向针1的另一端为对接端101，用于与铜管4对接，本实施例中以铜管4为U型管为例进行说明，U型管开口端的两个管口分别对接于两根导向针1上；所述机械手组件3用于抓取所述铜管4，并带动所述铜管4对接于所述导向针1的对接端101，以使所述铜管4能够跟随所述导向针1插入所述翅片通道中；而且，所述机械手组件3能够带动所述铜管4倾斜，以使所述铜管4能够倾斜插入所述翅片通道中。

本实施例中通过导向针1搭配机械手组件3取代人工插管，节约劳动力；而且由于铜管4在进入翅片通道前有导向针1在前面引领，能够使铜管4精准地插入，即使翅片通道有细微参差不齐也可以由导向针1进行补正；另外，通过机械手组件3还能够带动铜管4倾斜，实现倾斜插铜管4，且倾斜角度可以控制，满足不同的工作需要，提高适用性。

在本实施例中，如图1所示，导向针1包括圆柱形的主针体，其前端设置有插入端102，后端设置有对接端101，其中，导向针1的前端即为其率先插入翅片通道的一端；进一步地，本实施例中所述导向针1的插入端102为锥形结构，其直径由前至后逐渐增大，即插入端102直径较小的一端先插入到翅片通道，在插入过程中，即使翅片通道有细微参差不齐，亦可以通过插入端102的圆锥形结构进行补正；所述导向针1的对接端101包括相连接的圆柱部和圆锥部，所述圆柱部靠近所述主针体设置，所述圆锥部的直径沿远离所述插入端102的方向逐渐减小，以便于铜管4能够套接于对接端101。

在本实施例中，所述铜管导引插入系统还包括导向针固定装置2，如图2所示，所述导向针固定装置2主要包括安装板205、限位板203和卡板202，所述限位板203设置有两个，两个所述限位板203平行设置，且两个所述限位板203的同一端均与所述安装板205垂直连接，所述卡板202设置于两个所述限位板203之间，并与所述限位板203平行；

其中，所述卡板202以及两个所述限位板203上均沿厚度方向对应开设有限位孔204，所述限位孔204用于供所述导向针1穿过，且所述限位孔204的直径大于所述导向针1的直径，即导向针1穿入限位孔204后仍能够活动；为了实现对导向针1的固定，本实施例在所述安装板205上还设置有推动机构201，所述推动机构201用于推动所述卡板202沿垂直于所述导向针1的方向移动，以使导向针1能够抵接于限位孔204的一侧，实现固定，其中，推动机构201可以根据需要选择推动气缸或直线电机等。

在本实施例中，所述卡板202以及两个所述限位板203上均对应开设有多个限位孔204，可以同时固定多根导向针1，从而通过导向针固定装置2能够将多根导向针1同时插入到翅片通道中。

在本实施例中，所述导向针固定装置2安装于一移动机构上，通过所述移动机构能够实现所述导向针固定装置2的移动；具体地，如图6所示，所述移动机构包括第一滑轨，第一滑轨安装于一支撑架上，且所述第一滑轨与所述导向针1的插入方向平行；其中，所述支撑架包括两根立柱206和一根横梁207，所述横梁207的两端分别与两根立柱206的顶部固定，第一滑轨则设置于该横梁207上，所述导向针固定装置2通过第一滑块208滑动安装于所述第一滑轨上；且，所述第一滑块208上安装有升降机构，所述升降机构用于带动所述导向针固定装置2上下移动，升降机构可以根据具体需要进行选择，如选择升降气缸209或者丝杠螺母机构等。

进一步地，需要进行说明的是，在导向针1插入翅片通道的过程中，翅片位于两个立柱206之间，且位于横梁207的下方；当导向针固定装置2在翅片的一端将导向针1插入翅片通道后，此时可以通过推动机构201使卡板202复位，松开导向针1，然后将导向针固定装置2沿第一滑轨向后移动，脱离导向针1，再通过升降机构带动导向针固定装置2上升，并使其沿第一滑轨向前移动到翅片的另一端，可以接收从翅片通道推出的导向针1。其中，可以通过丝杠螺母机构等驱动导向针固定装置2在第一滑轨上进行移动，下文中，第二夹爪304在第二滑轨上的移动，以及推板组件5在第三滑轨505上的移动同样可以采用类似结构实现，此为本领域的成熟现有技术，本实施例中便不再进行赘述。

在本实施例中，如图3、图4和图8所示，所述机械手组件3主要包括机械臂、机械手头部301以及夹爪组件；其中，所述夹爪组件用于抓取所述铜管4，且所述夹爪组件安装于所述机械手头部301上，所述机械手头部301安装于所述机械臂上，通过所述机械臂能够带动所述机械手头部301以及所述夹爪组件运动。

在本实施例中，所述夹爪组件主要包括安装架303、第一夹爪302和第二夹爪304，所述安装架303安装于所述机械手头部301，所述第一夹爪302安装于安装架303的后端，所述安装架303上还设置有第二滑轨，所述第二滑轨的后端靠近所述第一夹爪302设置，所述第二滑轨的前端靠近所述安装架303的前端设置，且所述第二滑轨平行于所述铜管4的插入方向，所述第二夹爪304通过第二滑块滑动安装于所述第二滑轨上；

当所述第二夹爪304向后运动时，松开所述铜管4；当所述第二夹爪304向前运动时，抓紧所述铜管4，并带动所述铜管4同步向前运动，以使所述铜管4插入所述翅片通道。

在本实施例中，所述机械手头部301上还安装有伺服电机，所述伺服电机与所述安装架303连接，能够带动所述夹爪组件绕所述伺服电机的输出轴转动，从而可以使铜管4倾斜；其中，所述伺服电机的输出轴平行于所述铜管4的插入方向。进一步地，需要进行说明的是，本实施例中使铜管4倾斜的方式并不局限于上述一种方式，还可以根据工作需要选择其它方式，例如可以直接通过机械臂带动铜管4进行倾斜。

在本实施例中，所述铜管导引插入系统还包括视觉相机，所述视觉相机用于对所述导向针1的对接端101进行定位，以使所述铜管4能够准确对接于所述导向针1的对接端101上；具体地，视觉相机与铜管导引插入系统的控制器信号连接，通过视觉相机采集导向针1的对接端101的头像，并传输至控制器，并通过控制器中相应的视觉软件对导向针1的对接端101进行定位，确保铜管4可以准确地与导向针1对接。进一步地，还可以靠近视觉相机设置一照明光源，用于在光线不足的情况下进行照明，方便视觉相机采集图像。其中，视觉相机和照明光源均可以设置于夹爪组件的安装架303前端，或者根据工作需要设置于其它位置。

在本实施例中，所述铜管导引插入系统还包括推板组件5，所述推板组件5用于在所述铜管4的后端推动所述铜管4，以推动所述铜管4在所述翅片通道中移动；如图5所示，所述推板组件5包括相对设置的第一推板501和第二推板503，且所述第一推板501和所述第二推板503之间设置有缓冲弹簧502，其中，所述第二推板503靠近所述铜管4设置，且所述第二推板503靠近所述铜管4的一侧设置有弧形槽504，用于与所述铜管4的后端贴合，便于推动铜管4。

进一步地，如图9所示，本实施例中所述推板组件5安装于推板移动机构上，所述推板移动机构包括沿所述铜管4的插入方向设置的第三滑轨505，所述推板组件5通过第三滑块滑动安装于所述第三滑轨505上。

本实施例中上述铜管导引插入系统的工作流程如下：

1、翅片随治具从倍速链传送到固定位置；

2、通过导向针固定装置2将导向针1全部插入对应的翅片通道中，随后将导向针固定装置2抽出，从上方传送到翅片后端收集导向针1，如图5所示；

3、由视觉相机搭配视觉软件对导向针1的对接端101进行定位，确保铜管4可以准确地与导向针1衔接；

4、视觉定位后，如有需要倾斜插入翅片的铜管4，在机械手组件3带动铜管4对接于导向针1的对接端101之前，通过伺服电机带动夹爪组件转动，控制铜管口的倾斜角度，使铜管4倾斜插入翅片中，如图7所示；

5、在机械手组件3带动铜管4对接于导向针1的对接端101之后，由位于前端的第二夹爪304先将铜管口随导向针1送入翅片内，之后第二夹爪304松开铜管4并向后移动到第一夹爪302处，然后抓紧铜管4继续将铜管4插入翅片，使铜管4的前半部进入到翅片中，如图8所示；

6、机械手组件3去取下一个铜管4，上一铜管4未插入部分由推板组件5推入，使插管过程更快速，节拍更快，如图9所示。

最后，还需要进行说明的是，本实施例中可以根据不同的翅片设置不同机种，只需要切换机种即可以完成所有种类翅片的插入工作，过程简便快捷，大大提高了插管的成功率和效率，使产品的直通率变高，同时节省了人工成本。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种铜管导引插入系统，其特征在于：包括：

导向针，所述导向针的一端为插入端，用于插入翅片通道中，所述导向针的另一端为对接端，用于与铜管对接；

机械手组件，所述机械手组件用于抓取所述铜管，并带动所述铜管对接于所述导向针的对接端，以使所述铜管能够跟随所述导向针插入所述翅片通道中；其中，所述机械手组件能够带动所述铜管倾斜，以使所述铜管能够倾斜插入所述翅片通道中；

还包括导向针固定装置，所述导向针固定装置包括安装板、限位板和卡板，所述限位板设置有两个，两个所述限位板平行设置，且两个所述限位板的同一端均与所述安装板垂直连接，所述卡板设置于两个所述限位板之间，并与所述限位板平行；

其中，所述卡板以及两个所述限位板上均对应开设有限位孔，所述限位孔用于供所述导向针穿过，且所述限位孔的直径大于所述导向针的直径；所述安装板上还设置有推动机构，所述推动机构用于推动所述卡板沿垂直于所述导向针的方向移动，以固定所述导向针。

2.根据权利要求1所述的铜管导引插入系统，其特征在于：所述导向针的插入端为锥形结构，其直径由前至后逐渐增大；所述导向针的对接端包括相连接的圆柱部和圆锥部，所述圆柱部靠近所述插入端设置，所述圆锥部的直径沿远离所述插入端的方向逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的铜管导引插入系统，其特征在于：所述导向针固定装置安装于一移动机构上，通过所述移动机构能够实现所述导向针固定装置的移动；

其中，所述移动机构包括第一滑轨，所述第一滑轨与所述导向针的插入方向平行，所述导向针固定装置通过第一滑块滑动安装于所述第一滑轨上；且，所述第一滑块上安装有升降机构，所述升降机构用于带动所述导向针固定装置上下移动。

4.根据权利要求1所述的铜管导引插入系统，其特征在于：所述机械手组件包括机械臂、机械手头部以及夹爪组件；其中，所述夹爪组件用于抓取所述铜管，且所述夹爪组件安装于所述机械手头部上，所述机械手头部安装于所述机械臂上，通过所述机械臂能够带动所述机械手头部以及所述夹爪组件运动。

5.根据权利要求4所述的铜管导引插入系统，其特征在于：所述夹爪组件包括安装架、第一夹爪和第二夹爪，所述安装架安装于所述机械手头部上，所述第一夹爪安装于安装架的后端，所述安装架上还设置有第二滑轨，所述第二滑轨的后端靠近所述第一夹爪设置，所述第二滑轨的前端靠近所述安装架的前端设置，且所述第二滑轨平行于所述铜管的插入方向，所述第二夹爪通过第二滑块滑动安装于所述第二滑轨上；

当所述第二夹爪向后运动时，松开所述铜管；当所述第二夹爪向前运动时，抓紧所述铜管，并带动所述铜管同步向前运动，以使所述铜管插入所述翅片通道。

6.根据权利要求5所述的铜管导引插入系统，其特征在于：所述机械手头部上还安装有伺服电机，所述伺服电机与所述安装架连接，能够带动所述夹爪组件绕所述伺服电机的输出轴转动；其中，所述伺服电机的输出轴平行于所述铜管的插入方向。

7.根据权利要求1所述的铜管导引插入系统，其特征在于：还包括视觉相机，所述视觉相机用于对所述导向针的对接端进行定位，以使所述铜管能够准确对接于所述导向针的对接端上。

8.根据权利要求1所述的铜管导引插入系统，其特征在于：还包括推板组件，所述推板组件用于在所述铜管的后端推动所述铜管，以推动所述铜管在所述翅片通道中移动。

9.根据权利要求8所述的铜管导引插入系统，其特征在于：所述推板组件包括相对设置的第一推板和第二推板，且所述第一推板和所述第二推板之间设置有缓冲弹簧；其中，所述第二推板靠近所述铜管设置，且所述第二推板靠近所述铜管的一侧设置有弧形槽，用于与所述铜管的后端贴合；

所述推板组件安装于推板移动机构上，所述推板移动机构包括沿所述铜管的插入方向设置的第三滑轨，所述推板组件通过第三滑块滑动安装于所述第三滑轨上。