一种翅片总成小u形管无序自动抓管插管系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种翅片总成自动插管系统，具体是一种适用于空调器的散热器、冷凝器翅片总成插管工序的翅片总成小U形管无序自动抓管插管系统，属于空调制造技术领域。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]目前空调器制造商在散热器和冷凝器的翅片总成插管工序上依然大量采用人工作业，即将串好长“U”型铜管的翅片总成待插管端向上搬放在工位器具架上或流水线传送带上，然后人工将散装在集装箱中的小“U”型铜管一个一个插接在翅片总成的各长“U”型铜管端部，完成人工插管后的翅片总成再进入下道工序。
[0006]这种传统的生产方式存在以下缺陷:
[0007]1.由于采用人工进行插管操作，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，且由于前道胀管工序是通过胀管机进行，效率较高，因此为满足后续的烘干焊接工序的正常进行，往往需要设置多人进行人工插管工序，操作人员劳动强度大、效率低；
[0008]2.虽然前道胀管工序、后道烘干焊接工序已实现自动化操作，但插管工序仍采用人工操作，因此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；
[0009]3.由于插管工序采用人工操作，因此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。
【发明内容】
[0010]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种翅片总成小U形管无序自动抓管插管系统，能够实现自动化操作，降低人为因素对生产进度的影响，生产效率高，同时可以保证插管工序的产品质量。
[0011]为了实现上述目的，本翅片总成小U形管无序自动抓管插管系统包括机械臂、机械手、循环供应物料的托架及小U形管承载托盘和电控装置；
[0012]所述的机械臂固定安装在地面上，包括左右水平方向的X坐标驱动机构、前后水平方向的Y坐标驱动机构、竖直方向的Z坐标驱动机构；
[0013]所述的机械手包括本体、夹取指和托取指，本体的顶端通过安装座与机械臂的末端连接，安装座内设有C坐标旋转机构，本体底端的宽度尺寸小于小U形管的U形开口的外端宽度尺寸，且本体底端面设有与小U形管的管外径及U形弧度尺寸配合的弧形凹槽I，本体上还设置有位置传感器和距离传感器；夹取指设置为两件，左右对称于本体的弧形凹槽I的对称中心线设置、并通过导向机构分别对称与本体连接，夹取指上设置有传动连接机构，夹取指的传动连接机构一端与本体连接，另一端连接在夹取指上，夹取指面向本体的弧形凹槽I的内侧面上设有与小U形管的管外径尺寸配合的弧形凹槽II，弧形凹槽I和弧形凹槽II共同围成小U形管的U形顶端的部分外形；托取指呈L形或弧形，设置为两件，前后对称于本体的弧形凹槽I设置，托取指顶端铰接连接于本体，指端垂直方向面向弧形凹槽I，托取指上也设置有传动连接机构，托取指的传动连接机构一端与托取指连接，另一端与本体连接，托取指指端面向弧形凹槽I的表面设置成与小U形管的U形端的U形内圈尺寸配合的弧形结构，弧形结构至弧形凹槽I的槽底的距离尺寸与小U形管的管直径尺寸配合；
[0014]所述的循环供应物料的托架及小U形管承载托盘包括多层托架、小U形管承载托盘、动力装置和电控机构；多层托架包括架体和托盘支撑机构，架体是长方形框架结构，其内部沿其长度方向前后设置有两个互相连通的容纳腔，架体的内部沿其长度方向两端设有限位板；托盘支撑机构沿架体长度方向左右对称、前后均匀布置在架体的两个容纳腔的内侧面上，托盘支撑机构包括支撑竖梁、支撑爪、竖连杆I和竖连杆II，支撑竖梁是竖直设置的管状结构，支撑竖梁的管体上面向架体的两个容纳腔的内侧面上沿同一轴向方向上设有能允许支撑爪伸出的导向孔；支撑爪、竖连杆I和竖连杆II均设置在支撑竖梁内，支撑爪设置为多件，其纵截面呈菱形或三角形，沿竖连杆I的长度方向上均布间隔设置、且支撑爪中部与竖连杆I铰接连接，支撑爪前端为伸出端，支撑爪后端与竖连杆II铰接连接；托盘支撑机构分为定点支撑机构和移动支撑机构，定点支撑机构和移动支撑机构沿架体长度方向间隔设置，移动支撑机构的导向孔是支撑爪的均布间隔尺寸总和的一个长孔，移动支撑机构的竖连杆I和竖连杆II均可上下移动；定点支撑机构的导向孔是均布间隔的多个长孔，定点支撑机构的导向孔的均布间隔与支撑爪的均布间隔尺寸配合，定点支撑机构的竖连杆I是与支撑竖梁固定连接的，定点支撑机构的竖连杆II可上下移动；小U形管承载托盘设置为多个，分层架设在架体的一个容纳腔内壁的支撑爪上，包括托盘体和支撑架；动力装置包括支撑爪伸缩控制机构、托盘推移伸缩机构和动力控制机构，支撑爪伸缩控制机构设置在支撑竖梁的顶端，定点支撑机构的竖连杆II顶端与支撑爪伸缩控制机构连接，移动支撑机构的竖连杆I和竖连杆II与支撑爪伸缩控制机构连接；托盘推移伸缩机构设置在对应自上向下数位于第一层的小U形管承载托盘的位置，其伸缩方向沿架体长度方向；动力控制机构设置在架体上；电控机构设置于多层托架的外部，包括电源盒、无线发射接收模块、动力控制模块和电子标识芯片，电源盒与无线发射模块、动力控制模块和电子标识芯片电连接，动力控制模块与动力控制机构电连接；
[0015]所述的电控装置包括工业控制计算机、电源回路、模式识别回路、计数回路、拨动干扰回路、小U形管抓取回路、插管控制回路等，工业控制计算机与机械手上的位置传感器和距离传感器电连接，工业控制计算机分别与机械臂的X坐标驱动机构、Y坐标驱动机构和Z坐标驱动机构及安装座内的C坐标旋转机构、夹取指的传动连接机构、托取指的传动连接机构电连接。
[0016]作为本发明的优选方案，所述的机械臂还包括支撑框架、横梁和滑轨，支撑框架架设在插管流水线上方，其底部固定安装于地面，其顶部前后方向上设有沿Y坐标方向平行设置的导轨，在导轨上X坐标方向上架设有横梁，横梁上设有驱动机构；
[0017]横梁上设有沿Z坐标方向上安装在横梁上的滑轨，滑轨上设置有升降机构和横向行走机构，所述的机械手的本体的顶端安装在滑轨的底端；
[0018]所述的循环供应物料的托架及小U形管承载托盘设置于支撑框架内部；
[0019]所述的电控装置的工业控制计算机与横梁的驱动机构电连接，工业控制计算机与滑轨的升降机构电连接，工业控制计算机与滑轨的横向行走机构电连接。
[0020]作为本发明的进一步改进方案，所述的安装座内还包括A坐标旋转机构或B坐标旋转机构，所述的电控装置的工业控制计算机与A坐标旋转机构或B坐标旋转机构电连接。
[0021]作为本发明的进一步改进方案，所述的小U形管承载托盘的托盘体和支撑架之间设置低频振动机构，所述的电控机构还包括低频振动回路。
[0022]作为本发明的进一步改进方案，所述的托取指的指端截面呈顶边是圆弧形的梯形结构。
[0023]作为本发明的优选方案，所述的夹取指和托取指的传动连接机构是气缸。
[0024]作为本发明的优选方案，所述的支撑爪伸缩控制机构和托盘推移伸缩机构是气缸，所述的动力控制机构是电磁气动阀组。
[0025]与现有技术相比，本翅片总成小U形管无序自动抓管插管系统由于采用机械臂和机械手对无序的小U形管进行抓取与插接，替代人工插管，可降低操作人员的劳动强度，且通过循环供应物料的托架及小U形管承载托盘进行供应小U形管，可一次连续供应多个小U形管承载托盘、且小U形管承载托盘自动罗列，因此抓取与插管效率较高；根据产能计算可设置一个或多个机械臂和机械手同时抓取与插管来满足生产需要，设备自动化程度高，设备利用率高；本自动插管单元根据设定好的程序运行，可完全规避人为因素对生产进度的影响，进而实现保证产品质量；由于机械臂设置有X坐标驱动机构、Y坐标驱动机构、Z坐标驱动机构，机械手顶端的安装座内设有C坐标驱动机构，还可以根据需要设置A坐标旋转机构或B坐标旋转机构坐标控制，因此可以根据程序设定使机械手实现自适应抓取和插接小U形管，实现自动化的同时保证翅片总成在插管的过程中的精确操作，防止质量事故，保证产品质量。
【附图说明】
[0026]图1是本发明采用多关节集中控制机械臂时的结构示意图；
[0027]图2是本发明采用框架式分体控制机械臂结构时的结构示意图；
[0028]图3是本发明机械手部分的三维结构示意图；
[0029]图4是本发明机械手的正视图；
[0030]图5是图4的左视图；
[0031]图6是本发明的循环供应物料的托架及小U形管承载托盘的三维结构示意图；
[0032]图7是本发明的托盘支撑机构的结构示意图；
[0033]图8是本发明的托取指指端的截面剖视图。
[0034]图中:1、机械臂，11、支撑框架，12、导轨，13、横梁，14、滑轨，2、机械手，21