CN204700876U - 一种铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置 - Google Patents

Abstract

一种铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置，所述的装置主要由定位轨道、伸缩及折叠杆机构、真空系统、驱动系统、测厚系统、安全锁紧气缸、吸盘机构以及报警系统构成，所述的定位轨道至少有两条平行布置在车间部装台位两侧；所述的伸缩及折叠杆机构与机械手分别被配置在一可行走在定位轨道上的门型架上，根据不同长度复合板，所述伸缩及折叠杆机构可进行机械手臂的长短控制；所述的机械手由多个伸展的、下部带有由多个吸盘构成的吸盘机构的机械手臂，所述的吸盘机构配套有真空系统，同时还配置有在吸盘吸紧复合板后锁紧复合板的、由带有安全锁紧气缸的锁紧杆或板块构成的锁死机构；所述的机械手还配置有测厚系统；另在机械手运行的位移方向布置了位移检测装置，所述厚度检测装置与位移检测装置分别与所述的报警系统连接。

Description

一种铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置

技术领域

本发明涉及的是一种铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置，尤其是复合板部装自动上料装置及方法，属于复合板上下料自动化技术领域。

背景技术

复合板是铝制板翅式换热器中的基本换热单元，厚度0.8～2.0mm，宽度400～1500mm，长度在8000mm以内，复合板经清洗车间自动清洗设备清洗整理后，叠放整齐的进入部装车间进行下道工序后，装配成板式换热器芯体。过去，板翅式换热器复合板进入部装车间后，部装芯体之前，操作需要6～8人协作，上下翻板，对块复合板进行再次检验，然而对于更大复合板，需要更多人工加以配合。在复检时，操作过程需要加倍小心，避免磕、碰、伤，影响板式换热器的整体质量。复合板复检完成后，行车将其吊挂至部装台位，进行人工翻板部装。

随着空分、天然气、石化等行业的快速发展，板翅式换热器的结构尺寸、压力等级随之大幅提高，板式换热器的复合板尺寸及厚度也随之增大，目前最大的复合板尺寸达2mm×8000mm×1400mm，不久，厚度将增加到3.0mm，质量超过90KG。传统的部装技术，手工作业不仅强度大，且效率低，已难以满足工业化生产的需要。研制铝制板翅式换热器铝合金复合板自动装配装置，不仅能有效预防人为因素造成的外表质量问题，而且有利于减轻工人的劳动负担，提高劳动生产效率。同时，符合国家“机器换人”的产业政策。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术村子的不足，而提供一种能替换传统的人工翻板、人工装配工艺，将复合板进行翻板检验、自动定位上下料，实现复合板装配自动化的铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置及装配方法。

本发明的是通过如下技术方案来完成的，一种铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置，它主要由定位轨道、伸缩及折叠杆机构、真空系统、驱动系统、测厚系统、安全锁紧气缸、吸盘机构以及报警系统构成，所述的定位轨道至少有两条平行布置在车间部装台位两侧，以适应不同规格的复合板型号及车间空间摆放合理性和人为操作过程中的简便性；所述的伸缩及折叠杆机构与机械手分别被配置在一可行走在定位轨道上的门型架上，根据不同长度复合板，所述伸缩及折叠杆机构可进行机械手臂的长短控制，以适应不同长度复合板的操作要求；

所述的机械手由多个伸展的、下部带有由多个吸盘构成的吸盘机构的机械手臂，所述的吸盘机构配套有真空系统，同时还配置有在吸盘吸紧复合板后锁紧复合板的、由带有安全锁紧气缸的锁紧杆或板块构成的锁死机构；

所述的机械手还配置有测厚系统，且所述测厚系统布置有厚度检测装置；另在机械手运 行的位移方向布置了位移检测装置，所述厚度检测装置与位移检测装置分别与所述的报警系统连接。

本发明所述的定位轨道为非固定式设置，将定位轨道的整体固定于Y轴方向，并在X轴方向用遥控进行控制和移动，以适应操作不同型号，不同摆放位置的换热器装配要求；所述的吸盘机构配置有左右两套真空系统，所述的吸盘机构中的每个吸盘均采用柔软性硅胶吸盘及不锈钢管路构成；

本发明所述真空系统中的真空管路布置有真空检测装置，该真空检测装置连接于一直在检测吸盘真空度的报警系统；在机械手上设置有由四只气缸组成的、整齐复合板用的自动精整装置。

一种利用上述复合板自动装配装置进行复合板自动装配方法，该方法是：

a根据部装台位，芯体部装位置及铝合金复合板的长度，遥控控制电机通过定位轨道对机械手进行固定；

b根据复合板长短伸缩折叠杆机构进行调节，启动两套真空系统3工作，当真空系统3负压达到要求时，真空报警系统解除，机械手能正常运行下降，吸盘吸附复合板，上升到安全高度，测厚系统5对复合板进行厚度测量，如果无异常机械手臂继续上升至2000mm高度停止，然后水平移动到部装台位上面，机械手根据数控命令下降到台位底放掉复合板，机械手复位进行下次操作；

c测厚完成后如果复合板厚度异常(超过设定值时)，机械手报警系统启动，机械手停止工作，并开启抖动装置，使粘连的复合板脱离，检测厚度合格，恢复工作。；

d机械手吸附复合板运行过程中，报警系统一直在检测吸盘真空度，如果发现吸盘真空度发生异常，机械手会第一时间发出警报，停止水平及上下运作，但是真空系统3会保持工作状态，保证吸盘吸附着复合板。

本发明通过自主设计、集成，将各工序合成在一个部装台位上，本发明所述的机械手上下料与普通人工操作相比，普通人力抬板进行装配，一张1.6mm×6000mm×1300mm的复合板至少需8个人，左右4人进行安全装配，配备自动机械手后，部装芯体左右至多2人就可对换热器零部件进行装配，而且在复合板运送过程中，减少人为触碰，所以减少了复合板在翻板过程中的损伤概率，提高板式换热器的芯体的装配精度，减轻劳动者劳动强度，劳动效率提高50％以上，具有极高的社会和经济效益。

附图说明

图1是本发明所述复合板自动装配装置装置的结构示意图。

图2是图1的A向示意图

图3是本发明所述复合板自动装配装置装置装配复合板的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1-3所示，本发明所述的一种铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置，它主要由定位轨道1、伸缩及折叠杆机构2、真空系统3、驱动系统4、测厚系统5、安全锁紧气缸6、吸盘机构7以及报警系统8构成，其特征在于所述的定位轨道1至少有两条平行布置在车间部装台位两侧，以适应不同规格的复合板型号及车间空间摆放合理性和人为操作过程中的简便性；所述的伸缩及折叠杆机构2与机械手分别被配置在一可行走在定位轨道1上的门型架上，根据不同长度复合板，所述伸缩及折叠杆机构2可进行机械手臂的长短控制，以适应不同长度复合板的操作要求；

所述的机械手由多个伸展的、下部带有由多个吸盘构成的吸盘机构7的机械手臂，所述的吸盘机构配套有真空系统3，同时还配置有在吸盘吸紧复合板后锁紧复合板的、由带有安全锁紧气缸6的锁紧杆或板块构成的锁死机构；

所述的机械手还配置有测厚系统5，且所述测厚系统5布置有厚度检测装置；另在机械手运行的位移方向布置了位移检测装置，所述厚度检测装置与位移检测装置分别与所述的报警系统8连接。

本发明所述的定位轨道为非固定式设置，将定位轨道的整体固定于Y轴方向，并在X轴方向用遥控进行控制和移动，以适应操作不同型号，不同摆放位置的换热器装配要求；所述的吸盘机构7配置有左右两套真空系统，所述的吸盘机构中的每个吸盘均采用柔软性硅胶吸盘及不锈钢管路构成；

本发明所述真空系统3中的真空管路布置有真空检测装置，该真空检测装置连接于一直在检测吸盘真空度的报警系统8；在机械手上设置有由四只气缸组成的、整齐复合板用的自动精整装置。

一种利用上述复合板自动装配装置进行复合板自动装配方法，该方法是：

a根据部装台位，芯体部装位置及铝合金复合板的长度，遥控控制电机通过定位轨道对机械手进行固定；

b根据复合板长短伸缩折叠杆机构进行调节，启动两套真空系统3工作，当真空系统3负压达到要求时，真空报警系统解除，机械手能正常运行下降，吸盘吸附复合板，上升到安全高度，测厚系统5对复合板进行厚度测量，如果无异常机械手臂继续上升至2000mm高度停止，然后水平移动到部装台位上面，机械手根据数控命令下降到台位底放掉复合板，机械手复位进行下次操作；

c测厚完成后如果复合板厚度异常(超过设定值时)，机械手报警系统启动，机械手停止 工作，并开启抖动装置，使粘连的复合板脱离，检测厚度合格，恢复工作。；

d机械手吸附复合板运行过程中，报警系统一直在检测吸盘真空度，如果发现吸盘真空度发生异常，机械手会第一时间发出警报，停止水平及上下运作，但是真空系统3会保持工作状态，保证吸盘吸附着复合板。

实施例：

图1-2所示，本发明所述的部装车间铝合金复合板自动上下料装置，主要包括有①定位轨道1、伸缩及折叠杆机构2、真空系统3、驱动系统4、测厚系统5、安全锁紧气缸6、吸盘机构7及报警系统8构成。

所述复合板自动装配装置装置定位轨道为了适应不同规格的复合板型号及车间空间摆放的合理性，且又考虑到人为操作过程中简便性，设置了定位轨道1。因考虑到复合板宽度及长度的各不相同，机械手轨道进行非固定式设置，将整体固定于Y轴方向，在X轴方向用遥控进行控制移动来实现适应操作不同型号，不同摆放位置换热器的装配要求。将自动机械手固定后，调节机械手臂的长度来适应复合板的长度，做到更准确，更精细的操作要求。

所述的伸缩杆机构2是为了适应从3m～8m长度的复合板，根据不同长度复合板，进行机械手壁的长短控制，来适应不同长度复合板操作要求。伸缩折叠杆机构由高强度的不锈钢材质制作，来支撑吸附较长的复合板产生的力矩，同时在机械手停止工作时，收缩机械手壁，用轨道移动至墙边，减少车间占用空间，给行车吊挂施展空间，提高车间操作的安全性。

所述的复合板自动装配装置的自动精整装置，是指复合板通过36米长的复合板清洗线后，受到超声波的震动及吹风的干扰后，一定会产生偏移，导致下料码垛的不整齐。研制气缸整理装置，在吸盘吸附下料前，将输送装置短时间暂停，通过四只气缸的运动，整齐复合板，以实现后期的自动装配。

所述的复合板自动装配装置真空系统机械手采用两套真空系统3，最大限度的提高设备的安全性，因复合板的发展趋势为越来越大，越来越重，配备双套真空系统来提高整体机械手吸盘的吸附能力，经过测试现在每个吸盘的吸附力达15KG以上。在工作过程中复合板运送需经过操作员头顶，增加其安全性，保护操作员的人身安全是势不可少的。机械手在吸附复合板开始阶段，对上升一定高度的复合板进行测厚，测厚无异常时，机械手正常运行，反之停止报警。

本发明设置有专有锁死装置，当吸盘吸紧复合板，并检测厚度合格，无粘板问题时，机械连杆上升到可以平移位置，即上死点位置，气缸启动，伸出锁死机构锁死，保证平移时不下降。同时，如果机械连杆上升不到上死点位置，程序锁死，将无法平移，以保证侧面人员的绝对安全。

所述的测厚系统5是对机械手吸盘吸附的复合板进行厚度检测，因为清洁干净整齐叠放的复合板相互有吸附作用，在被机械手吸附上升中，复合板有时会连同两张或者更多复合板一起上升，所以在一定高度设置测厚功能，对测厚异常数据进行报警处理，保证在安全高度距离检测出异常，在运行过程中提高安全性。

所述的吸盘机构7采用柔软性硅胶吸盘及不锈钢管路构成，柔软性材质吸盘保证在强力吸附复合板时，不造成对复合板的损伤，保护复合板表面钎料层。高强度不锈钢真空吸管提高整体机械手的吸附能力。

所述的报警系统8是指机械手的每条真空管路布置了真空检测装置，测厚系统5布置了厚度检测装置，在机械手运行的位移方向布置了位移检测装置等，一旦这些系统发生故障，报警系统第一时间发出蜂鸣信号，在机械手每根立柱上设有急停按钮，出现意外时，操作人员能迅速找到急停，按下急停。机械手吸附复合板运行过程中，报警系统一直在检测吸盘真空度，如果发现吸盘真空度发生异常，机械手会第一时间发出警报，停止水平及上下运作，但是真空系统会保持工作状态，保证吸盘吸附着复合板。

本发明所述的复合板自动装配装置对铝合金复合板装配的方法是：根据部装台位，芯体部装位置及铝合金复合板的长度，遥控控制电机通过定位轨道对机械手进行固定。根据复合板长短伸缩折叠杆机构进行调节，启动两套真空系统3工作，当真空系统负压达到要求时，真空报警系统解除，机械手能正常运行下降，吸盘吸附复合板，上升到安全高度测厚系统5对复合板进行厚度测量，如果无异常机械手臂继续上升至2000mm高度停止，然后水平移动到部装台位上面，机械手根据数控命令下降到台位底放掉复合板，机械手复位进行下次操作。测厚完成后如果复合板厚度异常(超过设定值时)，机械手报警系统启动，机械手停止工作，并开启抖动装置，使粘连的复合板脱离，检测厚度合格，恢复工作。机械手吸附复合板运行过程中，报警系统一直在检测吸盘真空度，如果发现吸盘真空度发生异常，机械手会第一时间发出警报，停止水平及上下运作，但是真空系统3会保持工作状态，保证吸盘吸附着复合板。

复合板自动装配装置装置能够自动运行，不需要人工监控。

装配流程如图3所示，本发明通过吸盘机构将复合板牢牢固定在机械手臂上，通过机械手臂做上下及水平移动，将复合板精确安放在部装台位上。在全过程中，自动机械手的报警系统一直检测机械手在运行过程中的异常数据，保证整个系统运行安全及精确，整个过程反复进行，直到设定好复合板数全部部装完成，整个复合板自动装配装置装置操作完毕。

Claims (3)

1.一种铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置，它主要由定位轨道（1）、伸缩及折叠杆机构（2）、真空系统（3）、驱动系统（4）、测厚系统（5）、安全锁紧气缸（6）、吸盘机构（7）以及报警系统（8）构成，其特征在于所述的定位轨道（1）至少有两条平行布置在车间部装台位两侧，以适应不同规格的复合板型号及车间空间摆放合理性和人为操作过程中的简便性；所述的伸缩及折叠杆机构（2）与机械手分别被配置在一可行走在定位轨道（1）上的门型架上，根据不同长度复合板，所述伸缩及折叠杆机构（2）可进行机械手臂的长短控制，以适应不同长度复合板的操作要求；

所述的机械手由多个伸展的、下部带有由多个吸盘构成的吸盘机构（7）的机械手臂，所述的吸盘机构配套有真空系统（3），同时还配置有在吸盘吸紧复合板后锁紧复合板的、由带有安全锁紧气缸（6）的锁紧杆或板块构成的锁死机构；

所述的机械手还配置有测厚系统（5），且所述测厚系统（5）布置有厚度检测装置；另在机械手运行的位移方向布置了位移检测装置，所述厚度检测装置与位移检测装置分别与所述的报警系统（8）连接。

2.根据权利要求1所述的铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置，其特征在于所述的定位轨道为非固定式设置，将定位轨道的整体固定于Y轴方向，并在X轴方向用遥控进行控制和移动，以适应操作不同型号，不同摆放位置的换热器装配要求；所述的吸盘机构（7）配置有左右两套真空系统，所述的吸盘机构中的每个吸盘均采用柔软性硅胶吸盘及不锈钢管路构成。

3.根据权利要求1或2所述的铝制板翅式换热器的复合板自动装配装置，其特征在于所述真空系统（3）中的真空管路布置有真空检测装置，该真空检测装置连接于一直在检测吸盘真空度的报警系统（8）；在机械手上设置有由四只气缸组成的、整齐复合板用的自动精整装置。