CN205085974U - 翅片总成抓取码放机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种翅片总成抓取码放机械手，包括翅片总成抓取坐标控制驱动装置(1)和翅片总成抓取控制装置(2)；翅片总成抓取控制装置背面与翅片总成抓取坐标控制驱动装置连接，翅片总成抓取控制装置包括定位立面(21)和夹持部件(22)，夹持部件包括弯管端夹取装置(221)和直管端夹取装置(222)，弯管端夹取装置和直管端夹取装置中至少有一个具有沿翅片总成U型管轴向方向伸缩的伸缩机构，弯管端夹取装置包括弯管定位块(2211)，直管端夹取装置包括直管定位块(2221)。本抓取码放机械手能够实现自动化操作、杜绝人为因素对生产进度的影响，同时可以保证产品质量，适用于数字化两器工厂的翅片总成自动加工系统。

Description

翅片总成抓取码放机械手

技术领域

本实用新型涉及一种抓取码放机械手，具体是一种适用于空调器的散热器、冷凝器翅片总成抓取与码放的翅片总成抓取码放机械手，属于空调器制造技术领域。

背景技术

通常在需要进行热传递的换热装置表面通过增加导热性较强的金属片，增大换热装置的换热表面积，提高换热效率，具有此功能的金属片称之为翅片。

空调器中有两个主要换热器，即散热器和冷凝器，这两大换热器的一侧工作介质是制冷剂，另一侧是空气，为了强化换热器的传热，一般在空气侧采取紧凑布置换热面积，空调器大多采用紧凑管翅式换热器。

紧凑管翅式换热器的翅片上一般设有多个能与铜管外径配合的安装孔，制作过程一般是先将翅片冲压成型，然后将长U型铜管并排穿入多个翅片上的安装孔，最后在长U型铜管的开口端进行胀管，长U型铜管内部烘干后再插接并焊接小U型铜管将各个长U型铜管依次连通，即将全部长U型铜管连通成一个通道。

目前空调器制造商在散热器和冷凝器的生产过程中的插管、胀管、烘干、焊接等工序的翅片总成码放作业依然大量采用人工作业，即人工将翅片总成一个一个码放在设定工位或输送带上。

现有技术中出现有翅片总成抓取码放机械手，通常是夹取或松开翅片总成的翅片以完成抓取和码放。

这种人工码放和现有的翅片总成抓取码放机械手还存在以下缺陷：

1.由于采用人工进行码放操作，因此操作人员责任心、情绪等人为因素对生产进度的影响较大，操作人员劳动强度大、效率低，且往往会因人员安排不合理造成前道工序积累太多的产出、后道工序停工待料的情况，设备自动化程度低，设备利用率低，产能不能保证；

2.由于翅片总成中的翅片极易发生磕碰变形，采用人工码放操作需非常小心，对操作人员的技能及熟练程度要求较高，多个操作人员的操作熟练程度参差不齐也在不同程度上影响生产进度，且易造成产品质量不稳定；

3.现有的翅片总成抓取码放机械手通常在抓取翅片总成时是稳固夹持翅片总成两端的翅片进而实现稳固夹持翅片总成，由于翅片极易变形，进而易造成翅片总成被夹持端的翅片变形、翅片总成翅片之间的间隙不均匀，影响产品质量。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种翅片总成抓取码放机械手，能够实现自动化操作、杜绝人为因素对生产进度的影响，生产效率高，同时可以保证产品质量。

为了实现上述目的，本翅片总成抓取码放机械手包括翅片总成抓取坐标控制驱动装置和翅片总成抓取控制装置；

所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置包括竖直上下方向的Z坐标控制、水平左右方向的X坐标控制和/或水平前后方向的Y坐标控制，翅片总成抓取坐标控制驱动装置与电控单元的工业控制计算机电连接；

所述的翅片总成抓取控制装置的背面与翅片总成抓取坐标控制驱动装置连接，包括定位立面和夹持部件；定位立面的高度尺寸与翅片总成的高度尺寸配合；夹持部件包括弯管端夹取装置和直管端夹取装置，弯管端夹取装置和直管端夹取装置中至少有一个具有沿翅片总成U型管轴向方向伸缩的伸缩机构，伸缩机构与电控单元的工业控制计算机电连接；弯管端夹取装置设置在对应翅片总成U型管U型弯管段位置的定位立面的顶端，包括弯管定位块，弯管定位块垂直设置在定位立面上，其下端面上设有与翅片总成U型管U型弯管尺寸配合的内凹结构Ⅰ；直管端夹取装置设置在对应翅片总成U型管直管段位置的定位立面的底端，包括直管定位块，直管定位块垂直设置在定位立面上，其上端面上设有与翅片总成U型管直管尺寸配合的内凹结构Ⅱ。

作为本实用新型的优选方案，所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置是门架式分体控制机械臂结构。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置还包括沿左右水平方向的轴线为旋转轴的A坐标旋转控制和/或沿前后水平方向的轴线为旋转轴的B坐标旋转控制和/或沿竖直轴线为旋转轴的C坐标旋转控制。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的弯管端夹取装置通过伸缩机构安装在定位立面的顶端，所述的弯管定位块与伸缩机构的伸缩端连接，所述的直管端夹取装置固定安装在定位立面的底端。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述的弯管端夹取装置和所述的直管端夹取装置均通过伸缩机构分别安装在定位立面的顶端和底端，所述的弯管定位块和所述的直管定位块分别与伸缩机构的伸缩端连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的弯管端夹取装置和直管端夹取装置的数量至少分别设置为两件。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的内凹结构Ⅰ和内凹结构Ⅱ是具有跨越多个翅片总成U型管U型弯管段和直管段的结构。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的定位立面上设有距离传感器，距离传感器与翅片总成自动插管系统电控单元的工业控制计算机电连接。

作为本实用新型的优选方案，所述的伸缩机构是气缸，气缸分别通过管路与控制阀连接，控制阀与电控单元的工业控制计算机电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的定位立面采用框架结构。

与现有技术相比，本翅片总成抓取码放机械手由于采取工业控制计算机控制翅片总成抓取坐标控制驱动装置及翅片总成抓取控制装置，能够实现自动化操作，生产效率较高，因此可完全消除人为因素对生产进度及产品质量的影响；由于采用弯管端夹取装置和直管端夹取装置对翅片总成的U型管外露端进行夹持，不对翅片进行夹持，因此不会对翅片损伤，进而能够保证翅片总成翅片之间的间隙均匀、保证产品质量；下端面上设有与翅片总成U型管U型弯管尺寸配合的内凹结构Ⅰ的弯管定位块和上端面上设有与翅片总成U型管直管尺寸配合的内凹结构Ⅱ的直管定位块可以稳固夹持翅片总成的U型管外露端，防止移动码放翅片总成过程中位置变换时翅片总成脱落，且安装在翅片总成自动加工系统中不易造成与其他工作单元的工作干涉，适用于数字化两器工厂的翅片总成自动加工系统。

附图说明

图1是本实用新型安装在翅片总成自动插管系统内的结构示意图；

图2是本实用新型翅片总成抓取控制装置的背面结构示意图；

图3是本实用新型翅片总成抓取控制装置的正面结构示意图；

图4是本实用新型翅片总成抓取控制装置夹持翅片总成时的结构示意图。

图中：1、翅片总成抓取坐标控制驱动装置，2、翅片总成抓取控制装置，21、定位立面，22、夹持部件，221、弯管端夹取装置，2211、弯管定位块，2212、内凹结构Ⅰ，222、直管端夹取装置，2221、直管定位块，2222、内凹结构Ⅱ，3、支撑框架，4、翅片总成托架，5、翅片总成随行工装，6、翅片总成随行工装转位工作单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明(以下描述以左右水平方向为X坐标，以前后水平方向为Y坐标，以竖直方向为Z坐标，以沿左右水平轴线为旋转轴旋转的方向为A坐标，以沿前后水平轴线为旋转轴旋转的方向为B坐标，以沿竖直轴线为旋转轴旋转的方向为C坐标)。

如图1至图4所示，本翅片总成抓取码放机械手包括翅片总成抓取坐标控制驱动装置1和翅片总成抓取控制装置2。

所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置1包括竖直上下方向的Z坐标控制、水平左右方向的X坐标控制和/或水平前后方向的Y坐标控制，翅片总成抓取坐标控制驱动装置1与电控单元的工业控制计算机电连接。

所述的翅片总成抓取控制装置2的背面与翅片总成抓取坐标控制驱动装置1连接，包括定位立面21和夹持部件22；

定位立面21的高度尺寸与翅片总成的高度尺寸配合，抓取状态时，翅片总成可贴合在定位立面上以实现竖直方向的定位，便于稳固抓取；

夹持部件22包括弯管端夹取装置221和直管端夹取装置222，弯管端夹取装置221和直管端夹取装置222中至少有一个具有沿翅片总成U型管轴向方向伸缩的伸缩机构，伸缩机构与电控单元的工业控制计算机电连接；

弯管端夹取装置221设置在对应翅片总成U型管U型弯管段位置的定位立面21的顶端，包括弯管定位块2211，弯管定位块2211垂直设置在定位立面21上，其下端面上设有与翅片总成U型管U型弯管尺寸配合的内凹结构Ⅰ2212，内凹结构Ⅰ2212可以容纳翅片总成U型管U型弯管段；

直管端夹取装置222设置在对应翅片总成U型管直管段位置的定位立面21的底端，包括直管定位块2221，直管定位块2221垂直设置在定位立面21上，其上端面上设有与翅片总成U型管直管尺寸配合的内凹结构Ⅱ2222，内凹结构Ⅱ2222可以容纳翅片总成U型管直管段。

所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置1可以采用多关节集中控制式机械臂结构，也可以采用门架式分体控制机械臂结构，由于第一种方案的坐标控制较复杂，需经过工业控制计算机大量的计算、软件控制程序复杂，且制造成本较高，电脑控制负担重，易出现故障，而第二种方案采用分体控制，即几个坐标系分别控制，控制相对简单、直接，不易出现故障，因此优选第二种方案，即，作为本实用新型的优选方案，所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置1是门架式分体控制机械臂结构。

为了实现灵活调整翅片总成的抓取及码放方向、加大本翅片总成抓取码放机械手的适用范围，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置1还包括沿左右水平方向的轴线为旋转轴的A坐标旋转控制和/或沿前后水平方向的轴线为旋转轴的B坐标旋转控制和/或沿竖直轴线为旋转轴的C坐标旋转控制。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的弯管端夹取装置221通过伸缩机构安装在定位立面21的顶端，所述的弯管定位块2211与伸缩机构的伸缩端连接，所述的直管端夹取装置222固定安装在定位立面21的底端，抓取翅片总成时，伸缩机构处于完全缩入状态，翅片总成抓取坐标控制驱动装置1首先驱动本翅片总成抓取码放机械手略低于翅片总成并与之正对，前移设定距离使定位立面21与翅片总成贴合，然后翅片总成抓取坐标控制驱动装置1驱动整体上移设定距离使翅片总成U型管直管段套入直管定位块2221内，然后伸缩机构伸出、带动弯管定位块2211下移设定距离将翅片总成U型管U型弯管段抱合，完成抓取。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述的弯管端夹取装置221和所述的直管端夹取装置222均通过伸缩机构分别安装在定位立面21的顶端和底端，所述的弯管定位块2211和所述的直管定位块2221分别与伸缩机构的伸缩端连接，抓取翅片总成时，伸缩机构处于完全缩入状态，翅片总成抓取坐标控制驱动装置1首先驱动本翅片总成抓取码放机械手正对翅片总成，前移设定距离使定位立面21与翅片总成贴合，然后伸缩机构伸出，带动弯管定位块2211下移设定距离、直管定位块2221上移设定距离将翅片总成U型管U型弯管段和直管段抱合，完成抓取。

为保证稳固抓取，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的弯管端夹取装置221和直管端夹取装置222的数量至少分别设置为两件。

为保证稳固抓取，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的内凹结构Ⅰ2212和内凹结构Ⅱ2222是具有跨越多个翅片总成U型管U型弯管段和直管段的结构，跨越多个翅片总成U型管U型弯管段和直管段的结构可以更稳固夹持翅片总成U型管U型弯管位置和直管位置。

为了保证准确抓取，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的定位立面21上设有距离传感器，距离传感器与电控单元的工业控制计算机电连接，工业控制计算机根据距离传感器的反馈校正定位立面21的移动距离。

所述的伸缩机构可以采用液压控制，也可以采用气动控制，或者采用纯机械控制，由于气动控制机构简单、反应速度快、且车间内通常有丰富的气源，因此优选第二种方案，即，作为本实用新型的优选方案，所述的伸缩机构是气缸，气缸分别通过管路与控制阀连接，控制阀与电控单元的工业控制计算机电连接。

为了减小额定功率，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的定位立面21采用框架结构，重量较轻的定位立面21可以减小额定功率。

以下以翅片总成自动插管系统的翅片总成抓取码放单元为例描述本翅片总成抓取码放机械手的工作原理。

如图1所示，初始状态时三件翅片总成随行工装5定位在翅片总成随行工装道轨的左段或右段上、翅片总成随行工装转位工作单元6的前、后两工作面上；翅片组抓取码放机械手位于翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面的前方；本翅片总成抓取码放机械手设置在支撑框架3上，位于随行工装道轨的左段或右段上的翅片总成随行工装5的前方、翅片总成托架4的上方，处于面向翅片总成随行工装5的张开停滞状态。

翅片总成自动插管系统开始工作后，电控单元的工业控制计算机发出指令使翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面的定位针伸缩装置首先动作、定位针竖直伸出至设定距离，然后工业控制计算机发出指令使翅片组抓取码放机械手竖直下移至正对翅片组托架内第一排翅片组的设定位置抓取翅片组托架内的前部第一排翅片组后竖直上移，被抓取的第一排翅片组在上移的过程中脱离翅片组托架内的定位针、同时套在翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面的定位针伸缩装置的定位针上，上移至设定位置后被翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面承接，第一排翅片组即在翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面的定位针伸缩装置的定位针和翅片总成随行工装伸缩托底装置的定位作用下定位在位于翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面上的翅片总成随行工装5内，然后翅片组抓取码放机械手松开第一排翅片组、回撤至初始位置待命；

翅片总成随行工装转位工作单元6翻转180°并定位后，工业控制计算机发出指令使位于翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面上的定位针伸缩装置动作，定位针缩入上移至初始位置、脱离第一排翅片组，然后面对翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面的插管单元可以进行插管操作；同时，同上所述，可同步进行抓取翅片组托架内的第二排翅片组至翅片总成随行工装转位工作单元6后工作面上的翅片总成随行工装5内待命；

当翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面上的翅片总成随行工装5内的第一排翅片组完成插管后，工业控制计算机再次发出指令使翅片总成随行工装转位工作单元6旋转180°并定位，位于翅片总成随行工装转位工作单元6后工作面上的、带有第二排翅片组的翅片总成随行工装5可以进行插管操作；

同时，位于翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面上的载有已完成插管的第一排翅片组的翅片总成随行工装5被翅片总成随行工装辅助滑移装置夹紧后，在翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面的翅片总成随行工装夹紧装置松开，翅片总成随行工装推动装置夹紧位于翅片总成随行工装道轨左端或右端的空的翅片总成随行工装5并推动其沿翅片总成随行工装道轨向中部移动，空的翅片总成随行工装5即推动载有已完成插管的第一排翅片组的翅片总成随行工装5移动，将载有已完成插管的翅片组的翅片总成随行工装5推至翅片总成随行工装道轨的另一端并定位，空的翅片总成随行工装5同时定位在翅片总成随行工装转位工作单元6前工作面上，翅片组抓取码放机械手可进行抓取翅片组托架内的第三排翅片组；

然后工业控制计算机发出指令使翅片总成抓取坐标控制驱动装置1动作，使翅片总成抓取控制装置2沿Y坐标向后平移贴近载有已完成插管的第一排翅片组的翅片总成随行工装5，至定位立面21贴合在第一排翅片组上的设定距离后停止平移，此时弯管定位指2211卡入到已完成插管的第一排翅片组顶端的U型管弯管内圈中、直管定位指2221卡入到已完成插管的第一排翅片组底端两侧的U型管直管中；然后工业控制计算机发出指令使夹取指张合控制机构动作，使弯管夹取指2212和直管夹取指2222合毕，弯管端夹取装置221和直管端夹取装置222即将已完成插管的第一排翅片组U型管的两端夹持住；然后翅片总成随行工装辅助滑移装置松开载有已完成插管的第一排翅片组的翅片总成随行工装5后回到初始位置待命，此时已完成插管的第一排翅片组即被夹持部件22稳固定位在定位立面21上；然后工业控制计算机发出指令使翅片总成抓取坐标控制驱动装置1动作使翅片总成抓取控制装置2沿Y坐标前移至设定距离使已完成插管的第一排翅片组脱离翅片总成随行工装5，翅片总成抓取坐标控制驱动装置1继续动作使翅片总成抓取控制装置2继续沿Y坐标前移至程序设定的翅片总成托架4的码放位置的上方，然后翅片总成抓取坐标控制驱动装置1的A坐标旋转坐标控制动作，使翅片总成抓取控制装置2载着已完成插管的第一排翅片组沿左右水平方向的轴线为旋转轴旋转90°，已完成插管的第一排翅片组即面向翅片总成托架4，翅片总成抓取坐标控制驱动装置1动作使翅片总成抓取控制装置2沿Z坐标竖直下移至设定位置、已完成插管的第一排翅片组贴合在翅片总成托架4上，然后工业控制计算机发出指令使夹取指张合控制机构动作，使弯管夹取指2212和直管夹取指2222张开释放已完成插管的第一排翅片组后本翅片总成抓取码放机械手回到初始位置待命，已完成插管的第一排翅片组即码放在翅片总成托架4上；

以此类推，实现不间断进行翅片组的上料及已完成插管的翅片组的码放。

本翅片总成抓取码放机械手可以根据需要在翅片总成抓取坐标控制驱动装置1中设置不同的坐标控制，安装在翅片总成自动插管系统、翅片总成自动胀管系统、翅片总成自动烘干焊接系统等翅片总成自动加工系统中实现翅片总成的自动抓取与码放。

本翅片总成抓取码放机械手由于采取工业控制计算机控制翅片总成抓取坐标控制驱动装置1及翅片总成抓取控制装置2，能够实现自动化操作，生产效率较高，因此可完全消除人为因素对生产进度及产品质量的影响；由于采用弯管端夹取装置221和直管端夹取装置222对翅片总成的U型管外露端进行夹持，不对翅片进行夹持，因此不会对翅片损伤，进而能够保证翅片总成翅片之间的间隙均匀、保证产品质量；下端面上设有与翅片总成U型管U型弯管尺寸配合的内凹结构Ⅰ2212的弯管定位块2211和上端面上设有与翅片总成U型管直管尺寸配合的内凹结构Ⅱ2222的直管定位块2221可以稳固夹持翅片总成的U型管外露端，防止移动码放翅片总成过程中位置变换时翅片总成脱落，且安装在翅片总成自动加工系统中不易造成与其他工作单元的工作干涉，适用于数字化两器工厂的翅片总成自动加工系统。

Claims (10)

1.一种翅片总成抓取码放机械手，包括翅片总成抓取坐标控制驱动装置(1)和翅片总成抓取控制装置(2)；翅片总成抓取坐标控制驱动装置(1)包括竖直上下方向的Z坐标控制、水平左右方向的X坐标控制和/或水平前后方向的Y坐标控制，翅片总成抓取坐标控制驱动装置(1)与电控单元的工业控制计算机电连接；其特征在于，

所述的翅片总成抓取控制装置(2)的背面与翅片总成抓取坐标控制驱动装置(1)连接，包括定位立面(21)和夹持部件(22)；定位立面(21)的高度尺寸与翅片总成的高度尺寸配合；夹持部件(22)包括弯管端夹取装置(221)和直管端夹取装置(222)，弯管端夹取装置(221)和直管端夹取装置(222)中至少有一个具有沿翅片总成U型管轴向方向伸缩的伸缩机构，伸缩机构与电控单元的工业控制计算机电连接；弯管端夹取装置(221)设置在对应翅片总成U型管U型弯管段位置的定位立面(21)的顶端，包括弯管定位块(2211)，弯管定位块(2211)垂直设置在定位立面(21)上，其下端面上设有与翅片总成U型管U型弯管尺寸配合的内凹结构Ⅰ(2212)；直管端夹取装置(222)设置在对应翅片总成U型管直管段位置的定位立面(21)的底端，包括直管定位块(2221)，直管定位块(2221)垂直设置在定位立面(21)上，其上端面上设有与翅片总成U型管直管尺寸配合的内凹结构Ⅱ(2222)。

2.根据权利要求1所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置(1)是门架式分体控制机械臂结构。

3.根据权利要求1所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的翅片总成抓取坐标控制驱动装置(1)还包括沿左右水平方向的轴线为旋转轴的A坐标旋转控制和/或沿前后水平方向的轴线为旋转轴的B坐标旋转控制和/或沿竖直轴线为旋转轴的C坐标旋转控制。

4.根据权利要求1或2或3所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的弯管端夹取装置(221)通过伸缩机构安装在定位立面(21)的顶端，所述的弯管定位块(2211)与伸缩机构的伸缩端连接，所述的直管端夹取装置(222)固定安装在定位立面(21)的底端。

5.根据权利要求1或2或3所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的弯管端夹取装置(221)和所述的直管端夹取装置(222)均通过伸缩机构分别安装在定位立面(21)的顶端和底端，所述的弯管定位块(2211)和所述的直管定位块(2221)分别与伸缩机构的伸缩端连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的弯管端夹取装置(221)和直管端夹取装置(222)的数量至少分别设置为两件。

7.根据权利要求1或2或3所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的内凹结构Ⅰ(2212)和内凹结构Ⅱ(2222)是具有跨越多个翅片总成U型管U型弯管段和直管段的结构。

8.根据权利要求1或2或3所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的定位立面(21)上设有距离传感器，距离传感器与电控单元的工业控制计算机电连接。

9.根据权利要求1或2或3所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的伸缩机构是气缸，气缸分别通过管路与控制阀连接，控制阀与电控单元的工业控制计算机电连接。

10.根据权利要求1或2或3所述的翅片总成抓取码放机械手，其特征在于，所述的定位立面(21)采用框架结构。