一種翅片總成小u形管無序自動抓管插管系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種翅片總成自動插管系統(tǒng)，具體是一種適用于空調(diào)器的散熱器、冷凝器翅片總成插管工序的翅片總成小U形管無序自動抓管插管系統(tǒng)，屬于空調(diào)制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]通常在需要進(jìn)行熱傳遞的換熱裝置表面通過增加導(dǎo)熱性較強(qiáng)的金屬片，增大換熱裝置的換熱表面積，提高換熱效率，具有此功能的金屬片稱之為翅片。
[0003]空調(diào)器中有兩個(gè)主要換熱器，即散熱器和冷凝器，這兩大換熱器的一側(cè)工作介質(zhì)是制冷劑，另一側(cè)是空氣，為了強(qiáng)化換熱器的傳熱，一般在空氣側(cè)采取緊湊布置換熱面積，空調(diào)器大多采用緊湊管翅式換熱器。
[0004]緊湊管翅式換熱器的翅片上一般設(shè)有多個(gè)能與銅管外徑配合的安裝孔，制作過程一般是先將翅片沖壓成型，然后將長“U”型銅管并排穿入多個(gè)翅片上的安裝孔，最后在長“U”型銅管的開口端進(jìn)行脹管，長“U”型銅管內(nèi)部烘干后再插接并焊接小“U”型銅管將各個(gè)長“U”型銅管依次連通，即將全部長“U”型銅管連通成一個(gè)通道。
[0005]目前空調(diào)器制造商在散熱器和冷凝器的翅片總成插管工序上依然大量采用人工作業(yè)，即將串好長“U”型銅管的翅片總成待插管端向上搬放在工位器具架上或流水線傳送帶上，然后人工將散裝在集裝箱中的小“U”型銅管一個(gè)一個(gè)插接在翅片總成的各長“U”型銅管端部，完成人工插管后的翅片總成再進(jìn)入下道工序。
[0006]這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式存在以下缺陷:
[0007]1.由于采用人工進(jìn)行插管操作，因此操作人員責(zé)任心、情緒等人為因素對生產(chǎn)進(jìn)度的影響較大，且由于前道脹管工序是通過脹管機(jī)進(jìn)行，效率較高，因此為滿足后續(xù)的烘干焊接工序的正常進(jìn)行，往往需要設(shè)置多人進(jìn)行人工插管工序，操作人員勞動強(qiáng)度大、效率低；
[0008]2.雖然前道脹管工序、后道烘干焊接工序已實(shí)現(xiàn)自動化操作，但插管工序仍采用人工操作，因此往往會因人員安排不合理造成前道工序積累太多的產(chǎn)出、后道工序停工待料的情況，設(shè)備自動化程度低，設(shè)備利用率低，產(chǎn)能不能保證；
[0009]3.由于插管工序采用人工操作，因此對操作人員的技能及熟練程度要求較高，多個(gè)操作人員的操作熟練程度參差不齊也在不同程度上影響生產(chǎn)進(jìn)度，且易造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種翅片總成小U形管無序自動抓管插管系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作，降低人為因素對生產(chǎn)進(jìn)度的影響，生產(chǎn)效率高，同時(shí)可以保證插管工序的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本翅片總成小U形管無序自動抓管插管系統(tǒng)包括機(jī)械臂、機(jī)械手、循環(huán)供應(yīng)物料的托架及小U形管承載托盤和電控裝置；
[0012]所述的機(jī)械臂固定安裝在地面上，包括左右水平方向的X坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、前后水平方向的Y坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、豎直方向的Z坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)；
[0013]所述的機(jī)械手包括本體、夾取指和托取指，本體的頂端通過安裝座與機(jī)械臂的末端連接，安裝座內(nèi)設(shè)有C坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，本體底端的寬度尺寸小于小U形管的U形開口的外端寬度尺寸，且本體底端面設(shè)有與小U形管的管外徑及U形弧度尺寸配合的弧形凹槽I，本體上還設(shè)置有位置傳感器和距離傳感器；夾取指設(shè)置為兩件，左右對稱于本體的弧形凹槽I的對稱中心線設(shè)置、并通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別對稱與本體連接，夾取指上設(shè)置有傳動連接機(jī)構(gòu)，夾取指的傳動連接機(jī)構(gòu)一端與本體連接，另一端連接在夾取指上，夾取指面向本體的弧形凹槽I的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有與小U形管的管外徑尺寸配合的弧形凹槽II，弧形凹槽I和弧形凹槽II共同圍成小U形管的U形頂端的部分外形；托取指呈L形或弧形，設(shè)置為兩件，前后對稱于本體的弧形凹槽I設(shè)置，托取指頂端鉸接連接于本體，指端垂直方向面向弧形凹槽I，托取指上也設(shè)置有傳動連接機(jī)構(gòu)，托取指的傳動連接機(jī)構(gòu)一端與托取指連接，另一端與本體連接，托取指指端面向弧形凹槽I的表面設(shè)置成與小U形管的U形端的U形內(nèi)圈尺寸配合的弧形結(jié)構(gòu)，弧形結(jié)構(gòu)至弧形凹槽I的槽底的距離尺寸與小U形管的管直徑尺寸配合；
[0014]所述的循環(huán)供應(yīng)物料的托架及小U形管承載托盤包括多層托架、小U形管承載托盤、動力裝置和電控機(jī)構(gòu)；多層托架包括架體和托盤支撐機(jī)構(gòu)，架體是長方形框架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部沿其長度方向前后設(shè)置有兩個(gè)互相連通的容納腔，架體的內(nèi)部沿其長度方向兩端設(shè)有限位板；托盤支撐機(jī)構(gòu)沿架體長度方向左右對稱、前后均勻布置在架體的兩個(gè)容納腔的內(nèi)側(cè)面上，托盤支撐機(jī)構(gòu)包括支撐豎梁、支撐爪、豎連桿I和豎連桿II，支撐豎梁是豎直設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)，支撐豎梁的管體上面向架體的兩個(gè)容納腔的內(nèi)側(cè)面上沿同一軸向方向上設(shè)有能允許支撐爪伸出的導(dǎo)向孔；支撐爪、豎連桿I和豎連桿II均設(shè)置在支撐豎梁內(nèi)，支撐爪設(shè)置為多件，其縱截面呈菱形或三角形，沿豎連桿I的長度方向上均布間隔設(shè)置、且支撐爪中部與豎連桿I鉸接連接，支撐爪前端為伸出端，支撐爪后端與豎連桿II鉸接連接；托盤支撐機(jī)構(gòu)分為定點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)和移動支撐機(jī)構(gòu)，定點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)和移動支撐機(jī)構(gòu)沿架體長度方向間隔設(shè)置，移動支撐機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向孔是支撐爪的均布間隔尺寸總和的一個(gè)長孔，移動支撐機(jī)構(gòu)的豎連桿I和豎連桿II均可上下移動；定點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向孔是均布間隔的多個(gè)長孔，定點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向孔的均布間隔與支撐爪的均布間隔尺寸配合，定點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)的豎連桿I是與支撐豎梁固定連接的，定點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)的豎連桿II可上下移動；小U形管承載托盤設(shè)置為多個(gè)，分層架設(shè)在架體的一個(gè)容納腔內(nèi)壁的支撐爪上，包括托盤體和支撐架；動力裝置包括支撐爪伸縮控制機(jī)構(gòu)、托盤推移伸縮機(jī)構(gòu)和動力控制機(jī)構(gòu)，支撐爪伸縮控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在支撐豎梁的頂端，定點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)的豎連桿II頂端與支撐爪伸縮控制機(jī)構(gòu)連接，移動支撐機(jī)構(gòu)的豎連桿I和豎連桿II與支撐爪伸縮控制機(jī)構(gòu)連接；托盤推移伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)置在對應(yīng)自上向下數(shù)位于第一層的小U形管承載托盤的位置，其伸縮方向沿架體長度方向；動力控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在架體上；電控機(jī)構(gòu)設(shè)置于多層托架的外部，包括電源盒、無線發(fā)射接收模塊、動力控制模塊和電子標(biāo)識芯片，電源盒與無線發(fā)射模塊、動力控制模塊和電子標(biāo)識芯片電連接，動力控制模塊與動力控制機(jī)構(gòu)電連接；
[0015]所述的電控裝置包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電源回路、模式識別回路、計(jì)數(shù)回路、撥動干擾回路、小U形管抓取回路、插管控制回路等，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與機(jī)械手上的位置傳感器和距離傳感器電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與機(jī)械臂的X坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、Y坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和Z坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)及安裝座內(nèi)的C坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾取指的傳動連接機(jī)構(gòu)、托取指的傳動連接機(jī)構(gòu)電連接。
[0016]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的機(jī)械臂還包括支撐框架、橫梁和滑軌，支撐框架架設(shè)在插管流水線上方，其底部固定安裝于地面，其頂部前后方向上設(shè)有沿Y坐標(biāo)方向平行設(shè)置的導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上X坐標(biāo)方向上架設(shè)有橫梁，橫梁上設(shè)有驅(qū)動機(jī)構(gòu)；
[0017]橫梁上設(shè)有沿Z坐標(biāo)方向上安裝在橫梁上的滑軌，滑軌上設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)和橫向行走機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)械手的本體的頂端安裝在滑軌的底端；
[0018]所述的循環(huán)供應(yīng)物料的托架及小U形管承載托盤設(shè)置于支撐框架內(nèi)部；
[0019]所述的電控裝置的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與橫梁的驅(qū)動機(jī)構(gòu)電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與滑軌的升降機(jī)構(gòu)電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與滑軌的橫向行走機(jī)構(gòu)電連接。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的安裝座內(nèi)還包括A坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或B坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的電控裝置的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與A坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或B坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電連接。
[0021]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的小U形管承載托盤的托盤體和支撐架之間設(shè)置低頻振動機(jī)構(gòu)，所述的電控機(jī)構(gòu)還包括低頻振動回路。
[0022]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的托取指的指端截面呈頂邊是圓弧形的梯形結(jié)構(gòu)。
[0023]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的夾取指和托取指的傳動連接機(jī)構(gòu)是氣缸。
[0024]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的支撐爪伸縮控制機(jī)構(gòu)和托盤推移伸縮機(jī)構(gòu)是氣缸，所述的動力控制機(jī)構(gòu)是電磁氣動閥組。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本翅片總成小U形管無序自動抓管插管系統(tǒng)由于采用機(jī)械臂和機(jī)械手對無序的小U形管進(jìn)行抓取與插接，替代人工插管，可降低操作人員的勞動強(qiáng)度，且通過循環(huán)供應(yīng)物料的托架及小U形管承載托盤進(jìn)行供應(yīng)小U形管，可一次連續(xù)供應(yīng)多個(gè)小U形管承載托盤、且小U形管承載托盤自動羅列，因此抓取與插管效率較高；根據(jù)產(chǎn)能計(jì)算可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)機(jī)械臂和機(jī)械手同時(shí)抓取與插管來滿足生產(chǎn)需要，設(shè)備自動化程度高，設(shè)備利用率高；本自動插管單元根據(jù)設(shè)定好的程序運(yùn)行，可完全規(guī)避人為因素對生產(chǎn)進(jìn)度的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保證產(chǎn)品質(zhì)量；由于機(jī)械臂設(shè)置有X坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、Y坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、Z坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，機(jī)械手頂端的安裝座內(nèi)設(shè)有C坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，還可以根據(jù)需要設(shè)置A坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或B坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)控制，因此可以根據(jù)程序設(shè)定使機(jī)械手實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)抓取和插接小U形管，實(shí)現(xiàn)自動化的同時(shí)保證翅片總成在插管的過程中的精確操作，防止質(zhì)量事故，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明采用多關(guān)節(jié)集中控制機(jī)械臂時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明采用框架式分體控制機(jī)械臂結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明機(jī)械手部分的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明機(jī)械手的正視圖；
[0030]圖5是圖4的左視圖；
[0031]圖6是本發(fā)明的循環(huán)供應(yīng)物料的托架及小U形管承載托盤的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明的托盤支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8是本發(fā)明的托取指指端的截面剖視圖。
[0034]圖中:1、機(jī)械臂，11、支撐框架，12、導(dǎo)軌，13、橫梁，14、滑軌，2、機(jī)械手，21