高效率冷凝器装配工装的制作方法

本实用新型涉及冷凝器装配技术领域，具体而言，涉及一种高效率冷凝器装配工装。

背景技术：

冷凝器为制冷系统的机件，属于换热器的一种。冷凝器能把气体或蒸气转变成液体，将管子中的热量以很快的方式传到管子附近的空气中。冷凝器作为空调必不可少的重要部件，其材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主。

在现有技术中，空调冷凝器重量一般为8kg左右，目前空调厂家生产时冷凝器上线一般需人工搬运冷凝器并进行装配(需将冷凝器安装至空调外机底托上)。由于冷凝器叶片锋利，安装过程中工人容易被划伤，并且这种作业方式效率低下、劳动强度高。此外，人工操作不可控因素太多冷凝器易损坏，对冷凝器质量造成影响。

技术实现要素：

本实用新型实施例中提供一种高效率冷凝器装配工装，以解决现有技术中的人工搬运装配容易划伤、效率低下、劳动强度高、冷凝器易损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种冷凝器装配工装，包括：控制器；用于运输冷凝器的第一装配线，第一装配线上设有第一定位装置，通过第一定位装置将冷凝器定位至第一装配线上的夹取等候区；用于运输底托的第二装配线，第二装配线上设有第二定位装置，通过第二定位装置将底托定位至第二装配线上的装配进行区；机器人，机器人具有夹取装置，控制器与机器人信号连接以控制机器人通过夹取装置将位于夹取等候区的冷凝器移动至装配进行区并与底托装配。

进一步地，夹取装置包括：夹取气缸，夹取气缸与控制器信号连接，夹取气缸的活塞端设有夹料部；第一挡件，第一挡件与夹料部相对设置；夹取压杆及驱动气缸，驱动气缸与控制器信号连接，驱动气缸与夹取压杆连接以驱动夹取压杆上下移动。

进一步地，第一定位装置包括：第一定位气缸，第一定位气缸与控制器信号连接，第一定位气缸的活塞平行于第一装配线移动并且第一定位气缸的活塞端设有第一推料部；定位压杆及旋转气缸，旋转气缸与控制器信号连接，旋转气缸与定位压杆连接以驱动定位压杆在竖直平面内转动。

进一步地，第一定位装置还包括第一传感器，第一传感器靠近第一定位气缸设置，第一传感器与控制器信号连接，当第一传感器感应到冷凝器时，控制器控制第一定位气缸动作以使第一推料部推动冷凝器。

进一步地，第一定位装置还包括第二传感器，第二传感器靠近定位压杆设置，第二传感器与控制器信号连接，当第二传感器感应到冷凝器时，控制器控制旋转气缸动作以使定位压杆向下压紧冷凝器。

进一步地，第二定位装置包括：第一阻挡器及第二阻挡器，第一阻挡器与第二阻挡器间隔设置，第一阻挡器和第二阻挡器均与控制器信号连接，控制器能够分别控制第一阻挡器和第二阻挡器阻挡或放行；第二定位气缸，第二定位气缸与控制器信号连接，第二定位气缸的活塞平行于第二装配线移动并且第二定位气缸的活塞端设有第二推料部；第二挡件，第二挡件与第二推料部相对设置。

进一步地，第二定位装置还包括第三传感器，第三传感器位于第一阻挡器和第二阻挡器之间并靠近第一阻挡器，第三传感器与控制器信号连接，当第三传感器感应到底托时，控制器控制第一阻挡器对底托进行阻挡。

进一步地，冷凝器装配工装还包括升降装置及平移装置，平移装置设置在升降装置上，升降装置与控制器信号连接，控制器能够控制升降装置上下移动以使平移装置具有与冷凝器输送线齐平的第一位置以及与第一装配线齐平的第二位置。

进一步地，冷凝器装配工装还包括第四传感器，第四传感器位于冷凝器输送线与平移装置的衔接处，第四传感器与控制器信号连接，冷凝器输送线与控制器信号连接，当第四传感器感应到冷凝器时，控制器控制冷凝器输送线停止运行。

进一步地，冷凝器装配工装还包括第五传感器，第五传感器位于升降装置和/或平移装置上，第五传感器与控制器信号连接，当第五传感器感应到冷凝器时，控制器控制升降装置动作以使平移装置向第二位置移动。

进一步地，控制器为plc控制器。

应用本实用新型的技术方案，通过第一定位装置将冷凝器定位至第一装配线上的夹取等候区，通过第二定位装置将底托定位至第二装配线上的装配进行区，控制器控制机器人通过夹取装置抓取位于夹取等候区的冷凝器，并将其移动至装配进行区与底托装配。上述方式实现了冷凝器上线及装配一体化，避免划伤工人，劳动强度低，装配效率更高，并且对冷凝器进行机械化装配不易造成损坏，冷凝器质量能够得到保障。

附图说明

图1是本实用新型实施例的高效率冷凝器装配工装的结构示意图；

图2是图1的高效率冷凝器装配工装的俯视示意图；以及

图3是图1的高效率冷凝器装配工装的侧视示意图。

附图标记说明：

10、第一装配线；20、第二装配线；30、机器人；31、夹取气缸；311、夹料部；32、第一挡件；33、夹取压杆；34、驱动气缸；41、第一定位气缸；411、第一推料部；42、定位压杆；43、旋转气缸；44、第一传感器；45、第二传感器；51、第一阻挡器；52、第二阻挡器；53、第二定位气缸；531、第二推料部；54、第二挡件；55、第三传感器；61、升降装置；62、平移装置；63、第四传感器；64、第五传感器；70、冷凝器输送线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

如图1至图3所示，本实施例的冷凝器装配工装用于将冷凝器整体装配至底托上。具体地，冷凝器装配工装包括控制器、第一装配线10、第二装配线20以及机器人30。其中，第一装配线10用于运输冷凝器，第一装配线10上设有第一定位装置，通过第一定位装置将冷凝器定位至第一装配线10上的夹取等候区。第二装配线20用于运输底托，第二装配线20上设有第二定位装置，通过第二定位装置将底托定位至第二装配线20上的装配进行区。机器人30具有夹取装置，控制器与机器人30信号连接以控制机器人30通过夹取装置将位于夹取等候区的冷凝器移动至装配进行区并与底托装配。

应用本实施例的冷凝器装配工装，通过第一定位装置将冷凝器定位至第一装配线10上的夹取等候区，通过第二定位装置将底托定位至第二装配线20上的装配进行区，控制器控制机器人30通过夹取装置抓取位于夹取等候区的冷凝器，并将其移动至装配进行区与底托装配。上述方式实现了冷凝器上线及装配一体化，避免划伤工人，劳动强度低，装配效率更高，并且对冷凝器进行机械化装配不易造成损坏，冷凝器质量能够得到保障。

如图1和图2所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，机器人30包括底座、夹取装置以及用于连接底座和夹取装置的多节控制臂。夹取装置包括框架及安装在该框架内的夹取气缸31、第一挡件32、夹取压杆33及驱动气缸34。其中，夹取气缸31、驱动气缸34与控制器信号连接，夹取气缸31的活塞端设有夹料部311。第一挡件32与夹料部311相对设置。在本实施例中，第一挡件32为胶板，夹取气缸31和胶板分别安装在框架相对的两个侧板上，驱动气缸34和夹取压杆33设置在安装胶板的侧板上并位于胶板的上方，驱动气缸34与夹取压杆33连接以驱动夹取压杆33上下移动。

当冷凝器被定位至夹取等候区后，控制器传递信号给机器人30，机器人30通过控制臂控制夹取装置移动至夹取等候区，夹取气缸31、第一挡件32、夹取压杆33动作进行冷凝器预夹紧。具体地，夹取气缸31朝向第一挡件32移动，最终使夹取气缸31的夹料部311与第一挡件32共同夹紧冷凝器，夹取压杆33在驱动气缸34的带动下向下移动对冷凝器进行压紧。由于冷凝器形状不规则，普通夹具无法进行定位，根据六点定位原理以及冷凝器独特形状设计了上述三个装置(夹取气缸31、第一挡件32、夹取压杆33)协同对冷凝器进行完全定位夹取，通过对夹取气缸31、第一挡件32、夹取压杆33、驱动气缸34的调整能够对不同种类的冷凝器进行自动上线装配且实现快速切换，且在装配过程中不会出现冷凝器划片、破损等质量问题。

如图1至图3所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，第一定位装置包括第一定位气缸41、定位压杆42及旋转气缸43。第一定位气缸41、旋转气缸43与控制器信号连接。在本实施例中，第一定位气缸41安装在第一装配线10的平行于运输冷凝器方向延伸的侧边上，旋转气缸43和定位压杆42安装在第一装配线10的垂直于运输冷凝器方向延伸、且远离冷凝器输送线70的侧边上。第一定位气缸41的活塞平行于第一装配线10移动并且第一定位气缸41的活塞端设有第一推料部411。定位压杆42包括直杆以及与直杆第一端弯折连接的按压杆，该按压杆的自由端具有压料部，直杆第二端与旋转气缸43连接，旋转气缸43能够驱动定位压杆42在竖直平面内转动，最终使压料部压紧冷凝器。上述装置能够将冷凝器定位至夹取等候区，并且结构简单，易于控制，适用于不同种类的冷凝器。

如图2所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，第一定位装置还包括第一传感器44和第二传感器45，第一传感器44、第二传感器45与控制器信号连接，实现了对冷凝器的自动定位。具体地，第一传感器44靠近第一定位气缸41设置，第二传感器45靠近定位压杆42设置。冷凝器在第一装配线10上输送过程中，当第一传感器44感应到冷凝器时发出信号，控制器控制第一定位气缸41动作以使第一推料部411推动冷凝器，当第二传感器45感应到冷凝器时发出信号，控制器控制旋转气缸43动作以使定位压杆42旋转，定位压杆42的压料部与冷凝器的侧面(冷凝器形状为类似u形)接触并向下压紧冷凝器，通过上述定位后，冷凝器到达夹取等候区。

如图1和图2所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，第二定位装置包括第一阻挡器51、第二阻挡器52、第二定位气缸53以及第二挡件54。在本实施例中，第一阻挡器51与第二阻挡器52沿第二装配线20上底托的运输方向间隔设置，第一阻挡器51和第二阻挡器52均为可升降结构。第二定位气缸53、第二挡件54分别安装在第二装配线20的平行于底托运输方向的两个侧边上，第二定位气缸53的活塞平行于第二装配线20移动并且第二定位气缸53的活塞端设有第二推料部531，第二挡件54与第二推料部531相对设置。第一阻挡器51、第二阻挡器52、第二定位气缸53均与控制器信号连接，控制器能够分别控制第一阻挡器51和第二阻挡器52阻挡或放行。第一阻挡器51和第二阻挡器52能够将底托围在一个区域内，第二定位气缸53朝向第二挡件54移动，最终使第二定位气缸53的第二推料部531与第二挡件54共同夹紧底托。上述装置能够实现将底托定位至第二装配线20上的装配进行区内，并且可以根据底托大小自动调节宽度，可以满足不同大小的底托自动定位。

如图2所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，第二定位装置还包括第三传感器55。第三传感器55位于第一阻挡器51和第二阻挡器52之间并靠近第一阻挡器51。第三传感器55与控制器信号连接。当第三传感器55感应到底托时，控制器控制第一阻挡器51对底托进行阻挡。底托在第二装配线20上运输时先通过第二阻挡器52，再到达第一阻挡器51。当第三传感器55感应到底托时第一阻挡器51升起将底托挡住。为确保底托完全停止，第三传感器55延时1s发出信号控制器，控制器控制第二定位气缸53将底托推向第二挡件54，推到位后向机器人30发出底托定位完成信号(可以通过第三传感器55感应底托是否到位并通过控制器发出底托定位完成信号，也可以单独再设置其他传感装置)，机器人30接收信号后通过示教运行轨迹完成冷凝器放置装配。完成装配后机器人30发出信号给控制器，控制器控制第一阻挡器51放行。需要说明的是，当有一个底托通过第二阻挡器52但未通过第一阻挡器51时，第二阻挡器52会上升挡住后方底托，禁止后方底托通行。

如图2所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，冷凝器装配工装还包括升降装置61及平移装置62。在本实施例中，第一装配线10和第二装配线20为滚筒线，升降装置61为板状，处于两根滚筒之间，平移装置62为平移皮带，其设置在升降装置61上。升降装置61与控制器信号连接，控制器能够控制升降装置61上下移动以使平移装置62具有与冷凝器输送线70齐平的第一位置以及与第一装配线10齐平的第二位置。当平移装置62位于第一位置时，冷凝器输送线70上的冷凝器移动至平移装置62上，当平移装置62位于第二位置时，平移装置62冷凝器随着第一装配线10向前移动。

如图2所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，冷凝器装配工装还包括第四传感器63。第四传感器63位于冷凝器输送线70与平移装置62的衔接处。第四传感器63、冷凝器输送线70与控制器信号连接。当平移装置62位于第一位置时，冷凝器输送线70与平移装置62齐平，冷凝器输送线70上的冷凝器移动至平移装置62上。当第四传感器63感应到冷凝器刚运动到平移装置62上时会发出信号给控制器，控制器控制冷凝器输送线70停止运行。

如图2所示，在本实施例的冷凝器装配工装中，冷凝器装配工装还包括第五传感器64。第五传感器64位于升降装置61(或平移装置62)上。第五传感器64与控制器信号连接。当第五传感器64感应到冷凝器完全运动至平移装置62中间时，从第五传感器64能够感应到冷凝器时开始升降装置61延时1s下降。升降装置61开始下降时，冷凝器已经完全运动至平移装置62中间，升降装置61下降至与第一装配线10齐平的第二位置后，冷凝器随第一装配线10向前流动。上述第四传感器63和第五传感器64的设置能够保证冷凝器自动上线的准确度。

需要说明的是，在本实施例中，控制器为plc控制器，各个传感器均为光电传感器。整个控制流程通过控制电箱内plc控制器及与其信号连接的各个电器原件实现。

具体工作过程如下：

1、冷凝器从冷凝器输送线70到平移装置62的转移：

升降装置61为竖直方向运动，平移装置62为水平方向运动，平移装置62安装在升降装置61上方。冷凝器通过冷凝器输送线70运输至平移装置62，此时平移装置62运作，冷凝器在平移装置62的带动下向第一装配线10移动，当第五传感器64感应到冷凝器完全运动至平移装置62中间时，从第五传感器64能够感应到冷凝器时开始升降装置61延时1s下降。升降装置61开始下降时，冷凝器已经完全运动至平移装置62中间，升降装置61下降至与第一装配线10齐平的第二位置后，冷凝器随第一装配线10向前流动。当第四传感器63感应到冷凝器刚运动到平移装置62上时会发出信号给控制器，控制器控制冷凝器输送线70停止运行。

2、冷凝器从平移装置62到夹取等候区：

平移装置62下降到第二位置后冷凝器随着第一装配线10移动，当第一传感器44感应到冷凝器时发出信号，控制器控制第一定位气缸41动作以使第一推料部411推动冷凝器，当第二传感器45感应到冷凝器时发出信号，控制器控制旋转气缸43动作以使定位压杆42旋转，定位压杆42的压料部与冷凝器的侧面接触并向下压紧冷凝器，通过上述定位后，冷凝器到达夹取等候区。此时，控制器传递信号给机器人30，机器人30通过控制臂控制夹取装置移动至夹取等候区，夹取气缸31、第一挡件32、夹取压杆33动作进行冷凝器预夹紧。

3、机器人30的夹取装置夹取冷凝器与底托进行装配

保证冷凝器夹取准确后，机器人30的夹取装置夹紧冷凝器，通过示教轨迹运行到底托定位区域(装配进行区)的上方。底托通过第二装配线20运输，当第三传感器55感应到底托时第一阻挡器51升起将底托挡住。为确保底托完全停止，第三传感器55延时1s发出信号控制器，控制器控制第二定位气缸53将底托推向第二挡件54，推到位后向机器人30发出底托定位完成信号，机器人30接收信号后通过示教运行轨迹完成冷凝器放置装配。完成装配后机器人30发出信号给控制器，控制器控制第一阻挡器51放行。整个流程完成机器人30返回冷凝器夹取等候区等待下个流程开始。机器人示教运行轨迹通过触摸屏控制程序实现一键快速切换。

本实施例的冷凝器装配工装包括8个气缸，其中，1个用于升降装置61，3个用于冷凝器第一定位气缸41，1个用于冷凝器旋转气缸43，2个用于底托阻挡器，1个用于底托第二定位气缸53。此外，冷凝器装配工装还包括以下部件：

1个plc(三菱fx3u)，用于控制程序编写；

1个三菱触摸屏，用于产品选型，快速切换；

1个接触器，用于控制横向滚筒电机，横向滚筒电机安装在滚筒线下面，用于控制滚筒线；

1个三菱变频器，用于平移装置62的皮带运行电机；

12个中间辅助继电器，用于所有气缸控制，及与机器人信号转换；

1个24伏开关电源，用于控制原件电源供电；

1个4极漏电保护开关，用于主电源供电；

电源线、气管及接头若干，用于电源，气源的接通；

欧姆龙光电开关7个用于触发气缸动作。

本实施例中的冷凝器输送线70为皮带运输线，采用空中皮带运输线输送冷凝器，设计升降、平移装置对冷凝器进行输送，利用电气元件设计自动化装置对冷凝器进行定位，通过特有的机械手臂夹取装置对冷凝器进行抓取、放置，最终实现冷凝器自动上线及装配一体化，装配效率高，单工位提效50％，实现单班减员1人，双班减员2人的目的。若通过本实施例的冷凝器装配工装的应用能够直接减员2人，按人平年支出(包括保险及所有副利)7万元计算，每年可节省人工工资支出14万元，大大节省了成本。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。