专利名称：多管集约式柔性高效自动穿管工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热交换器的生产工艺，尤其是涉及一种多管集约式柔性高效自动
穿管工艺。
背景技术：
很多行业(例如空调行业)热交换器生产都包括穿管工序，以空调的热交换器为例，热交换器的每列翅片中，一般有数百片极薄铝质翅片和数十根薄壁铜管，穿管过程中铜管极易变形，翅片极易损坏。目前，空调冷凝器、散热器等热交换器的翅片堆垛及穿管工序 大都依靠人工完成，国内还未见自动穿管机的成功案例。人工穿管虽然可以减少铜管变形，但是需要大量的劳动力，生产成本高，并且生产效率低，工人的劳动强度大，工人离职率高。
发明内容
本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种多管集约式柔性高效自动穿管工艺，在热交换器生产中实现自动化穿管，减少劳动力需求，降低生产成本，提高生产效率，降低工人的劳动强度。为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案
一种多管集约式柔性高效自动穿管工艺，其特征在于采用自动穿管机进行柔性穿管，所述自动穿管机包括机架、长U形铜管定位挂杆装置、夹送器、夹送器驱动机构、工作台，所述夹送器由夹送器驱动机构驱动上下移动；所述夹送器包括平行设置的上夹送器及下夹送器，所述上夹送器及所述下夹送器之间设有上下移动机构，由所述上下移动机构驱动所述上夹送器与所述下夹送器作相对移动；所述上夹送器及所述下夹送器分别由夹送杆及定位夹送杆构成，所述定位夹送杆上设有定位并梳理铜管的半圆槽，所述夹送杆及所述定位夹送杆中分别设有气囊，所述上夹送器及所述下夹送器分别设有开合驱动机构，由所述开合驱动机构分别驱动所述上夹送器及下夹送器的夹送杆与定位夹送杆之间的开合；
其步骤如下
A、一排长U形铜管悬挂于长U形铜管定位挂杆装置的挂钩上，翅片堆垛放置在工作台上，上夹送器及下夹送器的夹送杆与定位夹送杆打开，在夹送器驱动机构驱动下向上移动到接近铜管的长U形部位并合并，通过上夹送器及下夹送器的定位夹送杆上的半圆槽对铜管定位；
B、上夹送器及下夹送器一起下移至铜管端口附近，完成对铜管的梳理，上夹送器及下夹送器的气囊充气夹紧铜管的下端，长U形铜管定位挂杆装置上的挂钩通过旋转运动脱离铜管；
C、下夹送器保持位置和夹紧力不变，上夹送器气囊消气并由上下移动机构驱动向上移动一段距离；上夹送器气囊充气夹紧铜管，同时下夹送器的气囊消气，由上下移动机构驱动上夹送器夹持铜管做缓慢穿管动作；
D、重复步骤C的动作2—3次，当有一段铜管进入翅片孔后，上夹送器及下夹送器一起由夹送器驱动机构驱动同步作穿管运动，向上运动时气囊消气，完成向上空行程，向下运动时气囊充气，夹持铜管向下作穿管的动作；动作结束尚有一小段铜管未进入翅片堆垛；
E、上夹送器及下夹送器中的气囊消气，上夹送器及下夹送器的夹送杆与定位夹送杆打开；工作台进给一个铜管行距，在对下一排铜管梳理的同时，下夹送器的定位夹送杆将上一排铜管剩余部分压入翅片堆垛，完成一排铜管的穿管动作；
F、按上述步骤多次循环逐排地将多排长U形铜管插入翅片堆垛。进一步的
所述长U形铜管定位挂杆装置包括安装架，丝杆副及丝杆副驱动机构安装在所述安装架的侧面，导轨安装在所述安装架的底面，滑块滑动安装在所述导轨上，所述滑块通过连接板连接所述丝杆副的丝杆螺母，挂杆旋转驱动机构连接所述滑块，挂杆连接所述挂杆旋转驱动机构，所述挂杆与所述丝杆副的丝杆平行设置；至少一列挂钩轴向设置在所述挂杆上。所述夹送器的上夹送器与下夹送器相互垂直交叉形成矩阵网格，铜管呈矩阵悬挂于长U形铜管定位挂杆装置的挂钩上。本发明的技术效果在于
本发明公开的一种多管集约式柔性高效自动穿管工艺，在热交换器生产中实现自动化穿管，减少劳动力需求，降低生产成本，提高生产效率，降低工人的劳动强度；同时，夹送器中设置气囊用于柔性夹持铜管，避免铜管受压变形。
图I为穿管机的三维结构示意图。图2为穿管机的另一视角的三维结构示意图。图3为夹送器的主视图。图4为图3的俯视图。图5为图3的A-A剖视图。图6为长U形铜管定位挂杆装置的三维结构示意图。图7为图6的C向视图。图8为多管集约式柔性高效自动穿管工艺的另一实施例。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。实施例I
本发明采用自动穿管机进行柔性穿管，如图f 5所示，自动穿管机包括机架I、长U形铜管定位挂杆装置3、夹送器500、夹送器驱动机构2、工作台(未在图中画出)，夹送器500由夹送器驱动机构2驱动上下移动，夹送器驱动机构2包括伺服电机201、滚珠丝杠202及丝杠螺母203。夹送器500包括平行设置的上夹送器5及下夹送器6，上夹送器5及下夹送器6之间设有上下移动机构4，由上下移动机构4驱动上夹送器5与下夹送器6作相对移动。上夹送器5及下夹送器6分别由夹送杆7及定位夹送杆8构成，定位夹送杆8上设有定位并梳理铜管的半圆槽10 (图4)，半圆槽10的尺寸比铜管外径稍大，并有开口和圆角，用以引导铜管进入半圆槽10，避免了铜管与半圆槽10的刚性挤压。夹送杆7及定位夹送杆8中分、别设有气囊12，上夹送器5或下夹送器6中的一对气囊12同时充气或消气，用以夹持或放松铜管，气囊12由橡胶制成，柔性夹持铜管，避免铜管受压变形。上夹送器5及下夹送器6分别设有开合驱动机构9，由开合驱动机构9分别驱动上夹送器5及下夹送器6的夹送杆7与定位夹送杆8之间的开合。在上夹送器5、下夹送器6、开合驱动机构9、上下移动机构4、夹送器驱动机构2及气囊12的协同动作下，实现集约式拟人化渐进穿管工艺。铜管的自动穿管步骤如下
A、一排长U形铜管11悬挂于长U形铜管定位挂杆装置3的挂钩3-7上，翅片堆垛放置在工作台上，开合驱动机构9驱动上夹送器5及下夹送器6的夹送杆7与定位夹送杆8打开，在夹送器驱动机构2驱动下向上移动到接近铜管11的长U形部位(铜管11在夹送杆7与定位夹送杆8之间)，开合驱动机构9驱动上夹送器5及下夹送器6的夹送杆7与定位夹送杆8合并，通过上夹送器5及下夹送器6的定位夹送杆8上的半圆槽10对铜管定位；
B、在夹送器驱动机构2驱动下，上夹送器5及下夹送器6—起下移至铜管端口附近，完 成对铜管11的梳理；上夹送器5及下夹送器6的气囊12充气夹紧铜管11的下端，长U形铜管定位挂杆装置3上的挂钩3-7通过旋转运动脱离铜管11 ；
C、下夹送器6保持位置和夹紧力不变，上夹送器5的气囊消气，夹紧力降为零，上夹送器5由上下移动机构4驱动向上移动一段距离；上夹送器5的气囊充气夹紧铜管11，同时下夹送器6的气囊消气，由上下移动机构4驱动上夹送器5夹持铜管做缓慢穿管动作；
D、重复步骤C的动作2—3次，当有一段铜管进入翅片孔后，上夹送器5及下夹送器6一起由夹送器驱动机构2驱动同步做穿管运动，向上运动时气囊12消气，完成向上空行程(约10(T200mm)，向下运动时气囊12充气，夹持铜管向下作穿管的动作；动作结束尚有一小段铜管未进入翅片堆垛；
E、上夹送器5及下夹送器6中的气囊消气，上夹送器5及下夹送器6的夹送杆7与定位夹送杆8打开；工作台进给一个铜管行距，在对下一排铜管梳理的同时，下夹送器6的定位夹送杆8将上一排铜管剩余部分压入翅片堆垛，完成一排铜管的穿管动作；
F、按上述步骤多次循环逐排地将多排长U形铜管插入翅片堆垛，完成整个自动穿管动作。如图6、7所示，长U形铜管定位挂杆装置3包括安装架3-1，长U形铜管定位挂杆装置3通过安装架3-1安装在机架I的上部。丝杆副3-2及丝杆副驱动机构3-3安装在安装架3-1的侧面，丝杆副驱动机构3-3包括联轴器安装盒3-301及电机3-302，丝杆副3_2与联轴器安装盒3-301连接并安装在安装架3-1上，电机3-302固定在联轴器安装盒3-301上，由丝杆副驱动机构3-3驱动丝杆副3-2。导轨3-9安装在安装架3-1的底面，滑块3_10滑动安装在导轨3-9上，滑块3-10通过连接板3-5连接丝杆副3-2的丝杆螺母3-201，挂杆旋转驱动机构3-4连接滑块3-10，挂杆3-8连接挂杆旋转驱动机构3-4，挂杆3_8与丝杆副3-2的丝杆3-202平行设置，挂杆旋转驱动机构3-4包括电机3-402及减速器3-401，电机3-402及减速器3-401通过联轴器与挂杆3-8连接。至少一列挂钩轴向设置在挂杆3_8上，每列挂钩包括若干个挂钩3-7，挂钩3-7的数量及间距根据实际需要确定。挂钩3-7通过圆柱销3-701连接挂杆3-8，挂钩3-7与圆柱销3-701之间为紧配合，挂钩3-7上设有与长U形铜管弯头处相配匹的圆弧槽3-702，挂钩3-7后面设有防摆板3-6，当长U形铜管11挂上挂钩3-7后，防摆板3-6防止长U形铜管发生前后摆动，长U形铜管11的内侧与挂钩3-7的两侧接触，防止长U形铜管11左右摆动。在本实施例中，两列挂钩3-7反向设置在挂杆3-8的两侧(如图7)，两列挂钩3-7分别可采用不同型号的挂钩及间距，以适应不同型号翅片的穿管要求，其中一列挂钩处于使用状态时(如图7中左侧挂钩)，另一列挂钩处于待用状态，在挂杆3-8转过180°时，可用作另一型号翅片的穿管。在实际使用时，仅使用一侧的挂钩，用于一类型的翅片的穿管，具体动作过程如下丝杆副驱动机构3-3驱动丝杆副3-2的丝杆螺母3-201向左运动，通过连接板3-5带动滑块3-10、挂杆3-8及挂杆旋 转驱动机构3-4向左运动，实现挂杆3-8向左精确移动至长U形铜管悬挂位置后，丝杆副驱动机构3-3暂停工作；此时可以向挂钩3-7上挂长U形铜管，待挂钩3-7接住一排长U形铜管并保持长U形铜管稳定后，丝杆副驱动机构3-3带动丝杆副3-2的丝杆螺母3-201向右运动，挂杆3-8向右精确移动至原位(如图6中状态)。当长U形铜管下端被夹持固定后，挂杆旋转驱动机构3-4工作，带动挂杆3-8逆时针(如图6中箭头B)旋转90度，使挂钩3-7脱离长U形铜管11，长U形铜管脱钩后，长U形铜管可以按需求垂直向下作穿管运动；挂杆旋转驱动机构3-4驱动挂杆3-8再顺时针旋转90度，挂杆3-8回复到原位，进入下一个长U形铜管定位挂杆循环。实施例2
如图8所示为本发明的另一表现形式。夹送器500由上夹送器13与下夹送器14相互垂直交叉形成矩阵网格，铜管11呈矩阵悬挂于长U形铜管定位挂杆装置的挂钩上并精确定位，上夹送器13与下夹送器14对铜管11定位，使得每个网格只有一根铜管(注折弯的长U形铜管算两根)并从铜管长U形部位开始进行梳理，夹送器500梳理铜管至距铜管端口附近，下夹送器14保持位置和夹紧力不变，上夹送器13的气囊消气并向上移动一段距离，上夹送器13的气囊充气夹紧铜管，下夹送器14的气囊消气，上夹送器13开始夹持铜管做缓慢穿管动作，往复2— 3次。当有一段铜管进入翅片孔后，上夹送器13与下夹送器14的气囊同时消气减压，两夹送器同时上升(约100mm)，上夹送器13与下夹送器14的气囊充气加压，两夹送器同时下降进行穿管，如此循环往复，直到铜管阵列基本穿入翅片堆垛。提升上夹送器13与下夹送器14至长U形管上方，平移上夹送器13与下夹送器14半个行距，再下降将全部铜管压入到翅片堆垛中。
权利要求
1.一种多管集约式柔性高效自动穿管工艺，其特征在于采用自动穿管机进行柔性穿管，所述自动穿管机包括机架、长U形铜管定位挂杆装置、夹送器、夹送器驱动机构、工作台，所述夹送器由夹送器驱动机构驱动上下移动；所述夹送器包括平行设置的上夹送器及下夹送器，所述上夹送器及所述下夹送器之间设有上下移动机构，由所述上下移动机构驱动所述上夹送器与所述下夹送器作相对移动；所述上夹送器及所述下夹送器分别由夹送杆及定位夹送杆构成，所述定位夹送杆上设有定位并梳理铜管的半圆槽，所述夹送杆及所述定位夹送杆中分别设有气囊，所述上夹送器及所述下夹送器分别设有开合驱动机构，由所述开合驱动机构分别驱动所述上夹送器及下夹送器的夹送杆与定位夹送杆之间的开合； 其步骤如下 A、一排长U形铜管悬挂于长U形铜管定位挂杆装置的挂钩上，翅片堆垛放置在工作台上，上夹送器及下夹送器的夹送杆与定位夹送杆打开，在夹送器驱动机构驱动下向上移动到接近铜管的长U形部位并合并，通过上夹送器及下夹送器的定位夹送杆上的半圆槽对铜管定位； B、上夹送器及下夹送器一起下移至铜管端口附近，完成对铜管的梳理，上夹送器及下夹送器的气囊充气夹紧铜管的下端，长U形铜管定位挂杆装置上的挂钩通过旋转运动脱离铜管； C、下夹送器保持位置和夹紧力不变，上夹送器气囊消气并由上下移动机构驱动向上移动一段距离；上夹送器气囊充气夹紧铜管，同时下夹送器的气囊消气，由上下移动机构驱动上夹送器夹持铜管做缓慢穿管动作； D、重复步骤C的动作2—3次，当有一段铜管进入翅片孔后，上夹送器及下夹送器一起由夹送器驱动机构驱动同步作穿管运动，向上运动时气囊消气，完成向上空行程，向下运动时气囊充气，夹持铜管向下作穿管的动作；动作结束尚有一小段铜管未进入翅片堆垛； E、上夹送器及下夹送器中的气囊消气，上夹送器及下夹送器的夹送杆与定位夹送杆打开；工作台进给一个铜管行距，在对下一排铜管梳理的同时，下夹送器的定位夹送杆将上一排铜管剩余部分压入翅片堆垛，完成一排铜管的穿管动作； F、按上述步骤多次循环逐排地将多排长U形铜管插入翅片堆垛。
2.按照权利要求I所述的多管集约式柔性高效自动穿管工艺，其特征在于所述长U形铜管定位挂杆装置包括安装架，丝杆副及丝杆副驱动机构安装在所述安装架的侧面，导轨安装在所述安装架的底面，滑块滑动安装在所述导轨上，所述滑块通过连接板连接所述丝杆副的丝杆螺母，挂杆旋转驱动机构连接所述滑块，挂杆连接所述挂杆旋转驱动机构，所述挂杆与所述丝杆副的丝杆平行设置；至少一列挂钩轴向设置在所述挂杆上。
3.按照权利要求I所述的多管集约式柔性高效自动穿管工艺，其特征在于所述夹送器的上夹送器与下夹送器相互垂直交叉形成矩阵网格，铜管呈矩阵悬挂于长U形铜管定位挂杆装置的挂钩上。
全文摘要
本发明涉及多管集约式柔性高效自动穿管工艺，采用自动穿管机进行柔性穿管，自动穿管机包括机架、长U形铜管定位挂杆装置、夹送器、夹送器驱动机构、工作台，夹送器由夹送器驱动机构驱动上下移动；夹送器包括平行设置的上夹送器及下夹送器，由上下移动机构驱动上夹送器与下夹送器作相对移动；上夹送器及下夹送器分别由夹送杆及定位夹送杆构成，夹送杆及定位夹送杆中分别设有气囊，由开合驱动机构分别驱动上夹送器及下夹送器的夹送杆与定位夹送杆之间的开合。本发明在热交换器生产中实现自动化穿管，减少劳动力需求，降低生产成本，提高生产效率，降低工人的劳动强度；同时，夹送器中设置气囊用于柔性夹持铜管，避免铜管受压变形。
文档编号B23P19/00GK102744586SQ20121023302
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者华强, 张祥林, 戴品荣, 鲍剑斌 申请人:华中科技大学, 无锡国盛精密模具有限公司