專利名稱：多管集約式柔性高效自動穿管工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器的生產(chǎn)工藝，尤其是涉及一種多管集約式柔性高效自動
穿管工藝。
背景技術(shù)：
很多行業(yè)(例如空調(diào)行業(yè))熱交換器生產(chǎn)都包括穿管工序，以空調(diào)的熱交換器為例，熱交換器的每列翅片中，一般有數(shù)百片極薄鋁質(zhì)翅片和數(shù)十根薄壁銅管，穿管過程中銅管極易變形，翅片極易損壞。目前，空調(diào)冷凝器、散熱器等熱交換器的翅片堆垛及穿管工序 大都依靠人工完成，國內(nèi)還未見自動穿管機的成功案例。人工穿管雖然可以減少銅管變形，但是需要大量的勞動力，生產(chǎn)成本高，并且生產(chǎn)效率低，工人的勞動強度大，工人離職率高。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人針對上述的問題，進行了研究改進，提供一種多管集約式柔性高效自動穿管工藝，在熱交換器生產(chǎn)中實現(xiàn)自動化穿管，減少勞動力需求，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種多管集約式柔性高效自動穿管工藝，其特征在于采用自動穿管機進行柔性穿管，所述自動穿管機包括機架、長U形銅管定位掛桿裝置、夾送器、夾送器驅(qū)動機構(gòu)、工作臺，所述夾送器由夾送器驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動上下移動；所述夾送器包括平行設(shè)置的上夾送器及下夾送器，所述上夾送器及所述下夾送器之間設(shè)有上下移動機構(gòu)，由所述上下移動機構(gòu)驅(qū)動所述上夾送器與所述下夾送器作相對移動；所述上夾送器及所述下夾送器分別由夾送桿及定位夾送桿構(gòu)成，所述定位夾送桿上設(shè)有定位并梳理銅管的半圓槽，所述夾送桿及所述定位夾送桿中分別設(shè)有氣囊，所述上夾送器及所述下夾送器分別設(shè)有開合驅(qū)動機構(gòu)，由所述開合驅(qū)動機構(gòu)分別驅(qū)動所述上夾送器及下夾送器的夾送桿與定位夾送桿之間的開合；
其步驟如下
A、一排長U形銅管懸掛于長U形銅管定位掛桿裝置的掛鉤上，翅片堆垛放置在工作臺上，上夾送器及下夾送器的夾送桿與定位夾送桿打開，在夾送器驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動下向上移動到接近銅管的長U形部位并合并，通過上夾送器及下夾送器的定位夾送桿上的半圓槽對銅管定位；
B、上夾送器及下夾送器一起下移至銅管端口附近，完成對銅管的梳理，上夾送器及下夾送器的氣囊充氣夾緊銅管的下端，長U形銅管定位掛桿裝置上的掛鉤通過旋轉(zhuǎn)運動脫離銅管；
C、下夾送器保持位置和夾緊力不變，上夾送器氣囊消氣并由上下移動機構(gòu)驅(qū)動向上移動一段距離；上夾送器氣囊充氣夾緊銅管，同時下夾送器的氣囊消氣，由上下移動機構(gòu)驅(qū)動上夾送器夾持銅管做緩慢穿管動作；
D、重復(fù)步驟C的動作2—3次，當(dāng)有一段銅管進入翅片孔后，上夾送器及下夾送器一起由夾送器驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動同步作穿管運動，向上運動時氣囊消氣，完成向上空行程，向下運動時氣囊充氣，夾持銅管向下作穿管的動作；動作結(jié)束尚有一小段銅管未進入翅片堆垛；
E、上夾送器及下夾送器中的氣囊消氣，上夾送器及下夾送器的夾送桿與定位夾送桿打開；工作臺進給一個銅管行距，在對下一排銅管梳理的同時，下夾送器的定位夾送桿將上一排銅管剩余部分壓入翅片堆垛，完成一排銅管的穿管動作；
F、按上述步驟多次循環(huán)逐排地將多排長U形銅管插入翅片堆垛。進一步的
所述長U形銅管定位掛桿裝置包括安裝架，絲桿副及絲桿副驅(qū)動機構(gòu)安裝在所述安裝架的側(cè)面，導(dǎo)軌安裝在所述安裝架的底面，滑塊滑動安裝在所述導(dǎo)軌上，所述滑塊通過連接板連接所述絲桿副的絲桿螺母，掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)連接所述滑塊，掛桿連接所述掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述掛桿與所述絲桿副的絲桿平行設(shè)置；至少一列掛鉤軸向設(shè)置在所述掛桿上。所述夾送器的上夾送器與下夾送器相互垂直交叉形成矩陣網(wǎng)格，銅管呈矩陣懸掛于長U形銅管定位掛桿裝置的掛鉤上。本發(fā)明的技術(shù)效果在于
本發(fā)明公開的一種多管集約式柔性高效自動穿管工藝，在熱交換器生產(chǎn)中實現(xiàn)自動化穿管，減少勞動力需求，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度；同時，夾送器中設(shè)置氣囊用于柔性夾持銅管，避免銅管受壓變形。


圖I為穿管機的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為穿管機的另一視角的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為夾送器的主視圖。圖4為圖3的俯視圖。圖5為圖3的A-A剖視圖。圖6為長U形銅管定位掛桿裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6的C向視圖。圖8為多管集約式柔性高效自動穿管工藝的另一實施例。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細(xì)的說明。實施例I
本發(fā)明采用自動穿管機進行柔性穿管，如圖f 5所示，自動穿管機包括機架I、長U形銅管定位掛桿裝置3、夾送器500、夾送器驅(qū)動機構(gòu)2、工作臺(未在圖中畫出)，夾送器500由夾送器驅(qū)動機構(gòu)2驅(qū)動上下移動，夾送器驅(qū)動機構(gòu)2包括伺服電機201、滾珠絲杠202及絲杠螺母203。夾送器500包括平行設(shè)置的上夾送器5及下夾送器6，上夾送器5及下夾送器6之間設(shè)有上下移動機構(gòu)4，由上下移動機構(gòu)4驅(qū)動上夾送器5與下夾送器6作相對移動。上夾送器5及下夾送器6分別由夾送桿7及定位夾送桿8構(gòu)成，定位夾送桿8上設(shè)有定位并梳理銅管的半圓槽10 (圖4)，半圓槽10的尺寸比銅管外徑稍大，并有開口和圓角，用以引導(dǎo)銅管進入半圓槽10，避免了銅管與半圓槽10的剛性擠壓。夾送桿7及定位夾送桿8中分、別設(shè)有氣囊12，上夾送器5或下夾送器6中的一對氣囊12同時充氣或消氣，用以夾持或放松銅管，氣囊12由橡膠制成，柔性夾持銅管，避免銅管受壓變形。上夾送器5及下夾送器6分別設(shè)有開合驅(qū)動機構(gòu)9，由開合驅(qū)動機構(gòu)9分別驅(qū)動上夾送器5及下夾送器6的夾送桿7與定位夾送桿8之間的開合。在上夾送器5、下夾送器6、開合驅(qū)動機構(gòu)9、上下移動機構(gòu)4、夾送器驅(qū)動機構(gòu)2及氣囊12的協(xié)同動作下，實現(xiàn)集約式擬人化漸進穿管工藝。銅管的自動穿管步驟如下
A、一排長U形銅管11懸掛于長U形銅管定位掛桿裝置3的掛鉤3-7上，翅片堆垛放置在工作臺上，開合驅(qū)動機構(gòu)9驅(qū)動上夾送器5及下夾送器6的夾送桿7與定位夾送桿8打開，在夾送器驅(qū)動機構(gòu)2驅(qū)動下向上移動到接近銅管11的長U形部位(銅管11在夾送桿7與定位夾送桿8之間)，開合驅(qū)動機構(gòu)9驅(qū)動上夾送器5及下夾送器6的夾送桿7與定位夾送桿8合并，通過上夾送器5及下夾送器6的定位夾送桿8上的半圓槽10對銅管定位；
B、在夾送器驅(qū)動機構(gòu)2驅(qū)動下，上夾送器5及下夾送器6—起下移至銅管端口附近，完 成對銅管11的梳理；上夾送器5及下夾送器6的氣囊12充氣夾緊銅管11的下端，長U形銅管定位掛桿裝置3上的掛鉤3-7通過旋轉(zhuǎn)運動脫離銅管11 ；
C、下夾送器6保持位置和夾緊力不變，上夾送器5的氣囊消氣，夾緊力降為零，上夾送器5由上下移動機構(gòu)4驅(qū)動向上移動一段距離；上夾送器5的氣囊充氣夾緊銅管11，同時下夾送器6的氣囊消氣，由上下移動機構(gòu)4驅(qū)動上夾送器5夾持銅管做緩慢穿管動作；
D、重復(fù)步驟C的動作2—3次，當(dāng)有一段銅管進入翅片孔后，上夾送器5及下夾送器6一起由夾送器驅(qū)動機構(gòu)2驅(qū)動同步做穿管運動，向上運動時氣囊12消氣，完成向上空行程(約10(T200mm)，向下運動時氣囊12充氣，夾持銅管向下作穿管的動作；動作結(jié)束尚有一小段銅管未進入翅片堆垛；
E、上夾送器5及下夾送器6中的氣囊消氣，上夾送器5及下夾送器6的夾送桿7與定位夾送桿8打開；工作臺進給一個銅管行距，在對下一排銅管梳理的同時，下夾送器6的定位夾送桿8將上一排銅管剩余部分壓入翅片堆垛，完成一排銅管的穿管動作；
F、按上述步驟多次循環(huán)逐排地將多排長U形銅管插入翅片堆垛，完成整個自動穿管動作。如圖6、7所示，長U形銅管定位掛桿裝置3包括安裝架3-1，長U形銅管定位掛桿裝置3通過安裝架3-1安裝在機架I的上部。絲桿副3-2及絲桿副驅(qū)動機構(gòu)3-3安裝在安裝架3-1的側(cè)面，絲桿副驅(qū)動機構(gòu)3-3包括聯(lián)軸器安裝盒3-301及電機3-302，絲桿副3_2與聯(lián)軸器安裝盒3-301連接并安裝在安裝架3-1上，電機3-302固定在聯(lián)軸器安裝盒3-301上，由絲桿副驅(qū)動機構(gòu)3-3驅(qū)動絲桿副3-2。導(dǎo)軌3-9安裝在安裝架3-1的底面，滑塊3_10滑動安裝在導(dǎo)軌3-9上，滑塊3-10通過連接板3-5連接絲桿副3-2的絲桿螺母3-201，掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)3-4連接滑塊3-10，掛桿3-8連接掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)3-4，掛桿3_8與絲桿副3-2的絲桿3-202平行設(shè)置，掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)3-4包括電機3-402及減速器3-401，電機3-402及減速器3-401通過聯(lián)軸器與掛桿3-8連接。至少一列掛鉤軸向設(shè)置在掛桿3_8上，每列掛鉤包括若干個掛鉤3-7，掛鉤3-7的數(shù)量及間距根據(jù)實際需要確定。掛鉤3-7通過圓柱銷3-701連接掛桿3-8，掛鉤3-7與圓柱銷3-701之間為緊配合，掛鉤3-7上設(shè)有與長U形銅管彎頭處相配匹的圓弧槽3-702，掛鉤3-7后面設(shè)有防擺板3-6，當(dāng)長U形銅管11掛上掛鉤3-7后，防擺板3-6防止長U形銅管發(fā)生前后擺動，長U形銅管11的內(nèi)側(cè)與掛鉤3-7的兩側(cè)接觸，防止長U形銅管11左右擺動。在本實施例中，兩列掛鉤3-7反向設(shè)置在掛桿3-8的兩側(cè)(如圖7)，兩列掛鉤3-7分別可采用不同型號的掛鉤及間距，以適應(yīng)不同型號翅片的穿管要求，其中一列掛鉤處于使用狀態(tài)時(如圖7中左側(cè)掛鉤)，另一列掛鉤處于待用狀態(tài)，在掛桿3-8轉(zhuǎn)過180°時，可用作另一型號翅片的穿管。在實際使用時，僅使用一側(cè)的掛鉤，用于一類型的翅片的穿管，具體動作過程如下絲桿副驅(qū)動機構(gòu)3-3驅(qū)動絲桿副3-2的絲桿螺母3-201向左運動，通過連接板3-5帶動滑塊3-10、掛桿3-8及掛桿旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)3-4向左運動，實現(xiàn)掛桿3-8向左精確移動至長U形銅管懸掛位置后，絲桿副驅(qū)動機構(gòu)3-3暫停工作；此時可以向掛鉤3-7上掛長U形銅管，待掛鉤3-7接住一排長U形銅管并保持長U形銅管穩(wěn)定后，絲桿副驅(qū)動機構(gòu)3-3帶動絲桿副3-2的絲桿螺母3-201向右運動，掛桿3-8向右精確移動至原位(如圖6中狀態(tài))。當(dāng)長U形銅管下端被夾持固定后，掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)3-4工作，帶動掛桿3-8逆時針(如圖6中箭頭B)旋轉(zhuǎn)90度，使掛鉤3-7脫離長U形銅管11，長U形銅管脫鉤后，長U形銅管可以按需求垂直向下作穿管運動；掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)3-4驅(qū)動掛桿3-8再順時針旋轉(zhuǎn)90度，掛桿3-8回復(fù)到原位，進入下一個長U形銅管定位掛桿循環(huán)。實施例2
如圖8所示為本發(fā)明的另一表現(xiàn)形式。夾送器500由上夾送器13與下夾送器14相互垂直交叉形成矩陣網(wǎng)格，銅管11呈矩陣懸掛于長U形銅管定位掛桿裝置的掛鉤上并精確定位，上夾送器13與下夾送器14對銅管11定位，使得每個網(wǎng)格只有一根銅管(注折彎的長U形銅管算兩根)并從銅管長U形部位開始進行梳理，夾送器500梳理銅管至距銅管端口附近，下夾送器14保持位置和夾緊力不變，上夾送器13的氣囊消氣并向上移動一段距離，上夾送器13的氣囊充氣夾緊銅管，下夾送器14的氣囊消氣，上夾送器13開始夾持銅管做緩慢穿管動作，往復(fù)2— 3次。當(dāng)有一段銅管進入翅片孔后，上夾送器13與下夾送器14的氣囊同時消氣減壓，兩夾送器同時上升(約100mm)，上夾送器13與下夾送器14的氣囊充氣加壓，兩夾送器同時下降進行穿管，如此循環(huán)往復(fù)，直到銅管陣列基本穿入翅片堆垛。提升上夾送器13與下夾送器14至長U形管上方，平移上夾送器13與下夾送器14半個行距，再下降將全部銅管壓入到翅片堆垛中。
權(quán)利要求
1.一種多管集約式柔性高效自動穿管工藝，其特征在于采用自動穿管機進行柔性穿管，所述自動穿管機包括機架、長U形銅管定位掛桿裝置、夾送器、夾送器驅(qū)動機構(gòu)、工作臺，所述夾送器由夾送器驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動上下移動；所述夾送器包括平行設(shè)置的上夾送器及下夾送器，所述上夾送器及所述下夾送器之間設(shè)有上下移動機構(gòu)，由所述上下移動機構(gòu)驅(qū)動所述上夾送器與所述下夾送器作相對移動；所述上夾送器及所述下夾送器分別由夾送桿及定位夾送桿構(gòu)成，所述定位夾送桿上設(shè)有定位并梳理銅管的半圓槽，所述夾送桿及所述定位夾送桿中分別設(shè)有氣囊，所述上夾送器及所述下夾送器分別設(shè)有開合驅(qū)動機構(gòu)，由所述開合驅(qū)動機構(gòu)分別驅(qū)動所述上夾送器及下夾送器的夾送桿與定位夾送桿之間的開合； 其步驟如下 A、一排長U形銅管懸掛于長U形銅管定位掛桿裝置的掛鉤上，翅片堆垛放置在工作臺上，上夾送器及下夾送器的夾送桿與定位夾送桿打開，在夾送器驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動下向上移動到接近銅管的長U形部位并合并，通過上夾送器及下夾送器的定位夾送桿上的半圓槽對銅管定位； B、上夾送器及下夾送器一起下移至銅管端口附近，完成對銅管的梳理，上夾送器及下夾送器的氣囊充氣夾緊銅管的下端，長U形銅管定位掛桿裝置上的掛鉤通過旋轉(zhuǎn)運動脫離銅管； C、下夾送器保持位置和夾緊力不變，上夾送器氣囊消氣并由上下移動機構(gòu)驅(qū)動向上移動一段距離；上夾送器氣囊充氣夾緊銅管，同時下夾送器的氣囊消氣，由上下移動機構(gòu)驅(qū)動上夾送器夾持銅管做緩慢穿管動作； D、重復(fù)步驟C的動作2—3次，當(dāng)有一段銅管進入翅片孔后，上夾送器及下夾送器一起由夾送器驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動同步作穿管運動，向上運動時氣囊消氣，完成向上空行程，向下運動時氣囊充氣，夾持銅管向下作穿管的動作；動作結(jié)束尚有一小段銅管未進入翅片堆垛； E、上夾送器及下夾送器中的氣囊消氣，上夾送器及下夾送器的夾送桿與定位夾送桿打開；工作臺進給一個銅管行距，在對下一排銅管梳理的同時，下夾送器的定位夾送桿將上一排銅管剩余部分壓入翅片堆垛，完成一排銅管的穿管動作； F、按上述步驟多次循環(huán)逐排地將多排長U形銅管插入翅片堆垛。
2.按照權(quán)利要求I所述的多管集約式柔性高效自動穿管工藝，其特征在于所述長U形銅管定位掛桿裝置包括安裝架，絲桿副及絲桿副驅(qū)動機構(gòu)安裝在所述安裝架的側(cè)面，導(dǎo)軌安裝在所述安裝架的底面，滑塊滑動安裝在所述導(dǎo)軌上，所述滑塊通過連接板連接所述絲桿副的絲桿螺母，掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)連接所述滑塊，掛桿連接所述掛桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述掛桿與所述絲桿副的絲桿平行設(shè)置；至少一列掛鉤軸向設(shè)置在所述掛桿上。
3.按照權(quán)利要求I所述的多管集約式柔性高效自動穿管工藝，其特征在于所述夾送器的上夾送器與下夾送器相互垂直交叉形成矩陣網(wǎng)格，銅管呈矩陣懸掛于長U形銅管定位掛桿裝置的掛鉤上。
全文摘要
本發(fā)明涉及多管集約式柔性高效自動穿管工藝，采用自動穿管機進行柔性穿管，自動穿管機包括機架、長U形銅管定位掛桿裝置、夾送器、夾送器驅(qū)動機構(gòu)、工作臺，夾送器由夾送器驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動上下移動；夾送器包括平行設(shè)置的上夾送器及下夾送器，由上下移動機構(gòu)驅(qū)動上夾送器與下夾送器作相對移動；上夾送器及下夾送器分別由夾送桿及定位夾送桿構(gòu)成，夾送桿及定位夾送桿中分別設(shè)有氣囊，由開合驅(qū)動機構(gòu)分別驅(qū)動上夾送器及下夾送器的夾送桿與定位夾送桿之間的開合。本發(fā)明在熱交換器生產(chǎn)中實現(xiàn)自動化穿管，減少勞動力需求，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度；同時，夾送器中設(shè)置氣囊用于柔性夾持銅管，避免銅管受壓變形。
文檔編號B23P19/00GK102744586SQ20121023302
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者華強, 張祥林, 戴品榮, 鮑劍斌 申請人:華中科技大學(xué), 無錫國盛精密模具有限公司