换热器芯体胀管用自动上下搬运装置制造方法
【专利摘要】公开了一种换热器芯体胀管用自动上下搬运装置，包括穿片台、备料台、成品输送线、码垛输送线、双工位回转工作台胀管机，机器人及抓具处于整个生产线的中心位置，其它部件均被分别固定安装在机器人及抓具的前、后、左、右四个方向上，且均处于机器人及抓具的回转半径之内，工作时在相关设备的引导下，机器人及抓具能够得以顺利地将各工位装置上的换热器芯体抓起和放下，从而实现了换热器芯体胀管工艺的自动上下搬运。使用本装置可大幅提高劳动效率，降低工人劳动强度，提高产品成品率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于换热器芯体胀管用自动上下搬运装置。 换热器芯体胀管用自动上下搬运装置
【背景技术】
[0002] 在民用空调管片式换热器芯体生产中，被加工芯体的铜管上穿入翅片以后，需要 依靠人工将其搬运到胀管机上进行胀管加工，以此加固铜管与翅片间的结合牢固度，并为 换热器的脱脂、折弯等后续工序做好准备。然而在这种空调换热器芯体生产中所采用的人 工搬运方式存在着生产效率低下、工人的劳动强度大等缺点，已经无法适应当今时代大规 模制造的新形势，尤其对国内各大型民用空调器制造企业来说，改造这种落后的人工生产 方式已经势在必行。 实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于，在不改变原有的生产工艺流程及原有胀管 机的条件下，通过增加一些辅助设备来取代人工搬运，进而提高整个生产工艺中的自动化 水平，达到提高生产效率、降低工人劳动强度的目的。
[0004] 本实用新型的技术解决方案可依如下方式实现，换热器芯体胀管用自动上下搬运 装置包括穿片台、备料台、工件托盘、成品输送线、码垛输送线、双工位回转工作台胀管机， 同时增设有备料辊筒输送线、隔垫板回收输送线、隔垫板移送回收及视觉成像装置、拆垛辊 筒输送线、芯体自动归正定位台、横移输送线、机器人及抓具、隔垫板及不合格品回收输送 线和隔垫板。一定数量的换热器芯体呈井字形码在工件托盘上，每个换热器芯体之间垫有 隔垫板，其中：机器人及抓具处于整个生产线的中心位置，拆垛辊筒输送线、双工位回转工 作台胀管机、芯体自动归正定位台和隔垫板及不合格品回收输送线、码垛输送线均被分别 固定安装在机器人及抓具的前、后、左、右四个方向上，且均处于机器人及抓具的机械手的 回转半径之内，使其能够得以顺利地将各工位装置上的换热器芯体抓起和放下；备料台与 备料辊筒输送线相邻而设，保证彼此相距有利于叉车将备料台上装满换热器芯体的工件托 盘轻松转运到备料辊筒输送线上，备料辊筒输送线和处于机器人及抓具前面的拆垛辊筒输 送线彼此相接，隔垫板移送回收及视觉成像装置置于备料辊筒输送线和拆垛辊筒输送线之 上，芯体自动归正定位台垂直于备料辊筒输送线并放在其旁适当位置，隔垫板回收输送线 平行于芯体自动归正定位台并摆放在其左侧，隔垫板及不合格品回收输送线和隔垫板回收 输送线相垂直，和芯体自动归正定位台同样置于机器人及抓具的左侧且均处于机器人及抓 具机械手的回转半径之内，横移输送线设在拆垛辊筒输送线的纵向延长线上，置于机器人 及抓具右侧的码垛输送线与成品输送线相连，成品输送线同脱脂炉相邻。
[0005] 进一步，备料辊筒输送线设有无动力辊筒区域，备料辊筒输送线的末端安装有工 件托盘的备料输送挡停装置。
[0006] 进一步，拆垛辊筒输送线内设有用于工件托盘归正作用的拆垛输送托盘归正装 置、拆垛辊筒输送线的末端设有工件托盘的拆垛输送挡停装置。
[0007] 进一步，横移输送线的后部设有工件托盘的顶升横移输送装置，横移输送线的末 端设有工件托盘的横移输送挡停装置。
[0008] 进一步，码垛输送线的端部设有工件托盘的码垛输送挡停装置、码垛前端托盘归 正装置、码垛后端托盘归正装置、工件托盘的顶升横移输送装置。
[0009] 进一步，成品输送线的末端设有装载成品的工件托盘的成品输送挡停装置。
[0010] 芯体自动归正定位台具体可根据实际工件品种自动调整，其中定位台床身由矩形 钢管焊接而成，芯体左右同步规整装置、芯体尾端规整装置和芯体前端规整装置均采用单 轴机器人进行规整和定位。芯体自动归正定位台工作方式如下：机器人及抓具抓取换热器 芯体至芯体自动归正定位台，机器人及抓具松开换热器芯体在双工位回转工作台胀管机上 进行卸料码垛工序。与此同时，芯体自动归正定位台上芯体左右同步规整装置在芯体左右 同步归正定位单轴机器人的带动下，同步向换热器芯体运动，直至将换热器芯体两侧夹紧、 定位。随后，芯体尾端规整装置在芯体尾部归正定位用单轴机器人的带动下、芯体前端规整 装置在芯体前部归正定位用单轴机器人的带动下，同时向换热器芯体移动，直至将换热器 芯体前后定位。此时，换热器芯体在芯体自动归正定位台上完成归正定位。归正定位后，芯 体尾端规整装置和芯体前端规整装置反向退回，已完成卸料码垛工序的机器人及抓具将换 热器芯体前后抓紧。抓紧后芯体左右同步规整装置也同步反向退回，进而机器人及抓具将 换热器芯体两侧抓紧。机器人及抓具将换热器芯体从芯体自动归正定位台移至双工位回转 工作台胀管机进行胀管工序。
[0011] 隔垫板移送回收及视觉成像装置内设有机器人及抓具智能引导相机、隔垫板真空 吸放装置、芯体摆放方向辨别相机，其中隔垫板移送回收及视觉成像装置的框架结构由铝 合金型材组合而成，顶部装有分别沿着X轴方向和Z轴方向运动的直线运动单元，X轴方向 的直线运动单元负责将Z轴直线运动单元运动到在X轴方向（左右方向）所要求的的不同 工作位置；Z轴方向的直线运动单元下端装有机器人及抓具智能引导相机和隔垫板真空吸 放装置，负责将机器人及抓具智能引导相机和隔垫板真空吸放装置运动到在Z轴方向（上 下方向）所要求的不同工作位置；隔垫板移送回收及视觉成像装置尾端装有芯体摆放方向 辨别相机。
[0012] 穿片台为两个，摆放在备料台的正前方。
[0013] 双工位回转工作台胀管机为具有双工位回转工作台的全自动立式液压胀管机，其 中，一个工位在进行胀管工作时，另一个工位可进行胀管后换热器芯体的卸下码垛及待胀 管换热器芯体的上装。
[0014] 进入备料台的工件托盘之上码有呈井字形摆放的25个换热器芯体，每个换热器 芯体之间垫有隔垫板。
[0015] 机器人及抓具为市场出售的带有抓具的六轴机器人，与其连有中央控制器，在机 器人及抓具智能引导相机的引导下接受中央控制器的统一指令进行工作。
[0016] 工作中，该实用新型的具体使用按如下工序步骤进行操作：
[0017] 1.穿片一2.码垛一3.叉车运送上料一4.换热器芯体摆放方向辨别一5.备料 在备料辊筒输送线上（三托盘换热器芯体）一6.工件托盘自动上料至拆垛辊筒输送线位 -7.托盘在拆垛辊筒输送线位挡停、归正定位一8.图像视觉智能系统检测及引导机器人 及抓具一9.机器人及抓具抓取换热器芯体至芯体自动归正定位台一10.隔垫板移送至隔 垫板回收输送线回收利用一11.同时芯体自动归正定位台对换热器芯体归正定位一12.对 不满足胀管条件的换热器芯体抓取至隔垫板及不合格品回收输送线回收一13.机器人及 抓具抓取胀管后的换热器芯体至码垛输送线码垛一14.同时胀管机胀管一15.机器人及 抓具由芯体自动归正定位台抓取换热器芯体至胀管机上料一16.重复8-15操作步骤直至 将托盘上的最后一个换热器芯体被抓取走一17.空托盘的挡停及归正定位装置撤离，经输 送、挡停在横移输送线端一18.此时码垛输送线上的托盘码够25个换热器芯体后，挡停及 归正定位装置撤离一19.带成品料托盘经输送、挡停在成品输送线端一20.在横移输送线 端空托盘经顶升、横移流转至码垛输送线位一21.空托盘在码垛输送线位经挡停、落座在 辊筒线体上，归正定位后等待码垛用一22.重复1-21操作步骤即可连续生产一后续工位 (脱脂炉）。
[0018] 本实用新型与现有技术相比的突出优点是：
[0019] 1.使生产过程中实现了由人工到自动化的转换，极大地降低了工人的劳动强度， 提商了生广效率。
[0020] 2.由于胀管机上、下料及成品码垛整个过程采用由机器人及抓具构成的机械手单 件夹持和转运，减少了人工搬运对换热器芯体所带来的损伤，保证了换热器芯体在转运过 程中铜管尤其是翅片不受损伤。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为本实用新型的整体平面结构布局示意图；
[0022] 图2为本实用新型输送线结构布局示意图；
[0023] 图3为本实用新型自动归正定位台结构示意图；
[0024] 图4为本实用新型隔垫板移送回收及视觉成像装置的整体结构示意图；
[0025] 图5为本实用新型隔垫板移送回收及视觉成像装置的局部结构示意图。
[0026] 图中：1为穿片台、2为换热器芯体、3为备料台、4为工件托盘、5为备料辊筒输送 线、6为隔垫板回收输送线、7为隔垫板移送回收及视觉成像装置、8为拆垛辊筒输送线、9为 芯体自动归正定位台、10为横移输送线、11为成品输送线、12为码垛输送线、13为机器人及 抓具、14为双工位回转工作台胀管机、15为隔垫板及不合格品回收输送线、16为隔垫板、17 为无动力辊筒区域、18为备料输送挡停装置、19为拆垛输送托盘归正装置、20为拆垛输送 挡停装置、21为码垛前端托盘归正装置、22为码垛输送挡停装置、23为顶升横移输送装置、 24为码垛后端托盘归正装置、25为顶升横移输送装置、26为横移输送挡停装置、27为成品 输送挡停装置、28为芯体尾端规整装置、29为芯体左右同步规整装置、30为定位台床身、31 为芯体前端规整装置、32为机器人及抓具智能引导相机、33为隔垫板真空吸放装置、34为 芯体摆放方向辨别相机、35为芯体左右同步归正定位用单轴机器人、36为芯体尾部归正定 位用单轴机器人、37为芯体前部归正定位用单轴机器人、38为X轴直线运动单元、39为Z轴 直线运动单元。
【具体实施方式】
[0027] 本实用新型所提供的换热器芯体胀管用自动上下搬运装置的结构和布置与实用 新型内容的描述完全相同，在此不再重复。
[0028] 下面参照附图1-附图5,结合本实用新型具体实施情况对本实用新型的使用方法 作进一步说明。
[0029] 1.工件准备：在穿片台1上人工完成换热器芯体2的铜管穿片后码于工件托盘4 上，每一个工件托盘4上呈井字形码有25个换热器芯体2,每个换热器芯体2之间都垫有一 个隔垫板16,码好待胀管换热器芯体2的工件托盘4要放置在备料台3上待运。
[0030] 2.转运与摆正：叉车工人将码好待胀管换热器芯体2的工件托盘4,按照生产节 拍，连续不断地自备料台3上取出并放在待取料工位即备料辊筒输送线5之上，处于芯体摆 放方向辨别工位的芯体摆放方向辨别相机34对来料进行摆放方向辨别，发现工件摆放方 向错误时会自动报警，提示工人将其摆放成正确方向。
[0031] 3.位置归正：备料辊筒输送线5将码有换热器芯体2的工件托盘4自动输送到拆 垛辊筒输送线8的托盘归正定位工位，工件托盘4经拆垛输送挡停装置20的挡停后拆垛辊 筒输送线8停止输送，拆垛输送托盘归正装置19对工件托盘4进行位置归正。
[0032] 4.形状检测：由X轴直线运动单元38和Z轴直线运动单元39将隔垫板移送回收 及视觉成像装置7上的机器人及抓具智能引导相机32移送到工作位置，自动检测已经被准 确归正定位于拆垛辊筒输送线8上的工件托盘4中最上面的换热器芯体2的平面位置、其 内部铜管与散热片体的相对位置关系及散热片体的整体形状，初次判断其是否适合后续加 工，如不适合后续加工则报警提示人工移除。
[0033] 5.规整定位：智能引导机器人及抓具13将初次判断认为适合后续加工的换热器 芯体2抓运到芯体自动归正定位台9上，经过芯体尾端规整装置28、芯体左右同步规整装 置29、芯体前端规整装置31的联动自动完成换热器芯体的归正和定位。具体地，机器人及 抓具13抓取换热器芯体2至芯体自动归正定位台9,机器人及抓具13松开换热器芯体2在 双工位回转工作台胀管机14上进行卸料码垛工序。与此同时，芯体自动归正定位台9上芯 体左右同步规整装置29在芯体左右同步归正定位单轴机器人35的带动下，同步向换热器 芯体2运动，直至将换热器芯体2两侧夹紧、定位。随后，芯体尾端规整装置28在芯体尾部 归正定位用单轴机器人36的带动下、芯体前端规整装置31在芯体前部归正定位用单轴机 器人37的带动下，同时向换热器芯体2移动，直至将换热器芯体2前后定位。此时，换热器 芯体2在芯体自动归正定位台9上完成归正定位。如遇无法准确规整定位的换热器芯体2， 机器人及抓具13会自动将其夹运到隔垫板及不合格品回收输送线15上，经该输送线输送 到指定位置；与此同时隔垫板移送回收及视觉成像装置7上的隔垫板真空吸放装置33,在 X轴直线运动单元38和Z轴直线运动单元39的共同运动下，将隔垫板16吸附后移送到隔 垫板回收输送线6上，输送到指定收集位置。
[0034] 6.胀管码垛：归正定位后的换热器芯体2由机器人及抓具13抓运到双工位回转 工作台胀管机14的两个工作位置中的一个处于闲置的工作位置，此时胀管机的一个工作 位置正在进行胀管工作，胀管结束后，移出到位，将已抓运到双工位回转工作台胀管机14 闲置工作位置的待胀管换热器芯体2,移入胀管机胀管位开始胀管工作，此时，机器人及抓 具13将已胀管后的换热器芯体2,抓运到落座在码垛输送线12的辊筒上的工件托盘4上， 呈井字形码垛，完毕再去将芯体自动归正定位台9上已归正定位好的换热器芯体2,抓运到 双工位回转工作台胀管机14的外部处于闲置工作位置；完毕再在视觉图像矫正系统的智 能引导下，将换热器芯体2由工件托盘4抓运到芯体自动归正定位台9上，自动完成换热器 芯体的归正和定位，待下一轮的机器人及抓具13的抓取。此时，一个胀管机胀管工作循环 结束。
[0035] 7.工件托盘回用：反复循环轮回25次，将坐落在拆垛辊筒输送线8上的工件托盘 4上的最后一个待胀管换热器芯体2抓运完毕，此后拆垛辊筒输送线8的拆垛输送托盘归正 装置19松开，拆垛输送挡停装置20收回，拆垛辊筒输送线8启动将工件托盘4输送至横移 输送线10上，再经横移输送线10的输送、横移输送挡停装置26的挡停以及顶升横移输送 装置25和顶升横移输送装置23的横移送至码垛输送线12位置，经码垛输送挡停装置22 的挡停及顶升横移输送装置23的下降，工件托盘4落座在码垛输送线12的辊筒上，经码垛 前端托盘归正装置21、码垛后端托盘归正装置24的归正定位后用于胀管后成品换热器的 井字形码垛使用。
[0036] 8.成品转运：将胀管后的所有25个换热器芯体2码垛在落座在码垛输送线12辊 筒上的工件托盘4上，此后码垛输送线12的码垛输送挡停装置22下降、码垛前端托盘归正 装置21松开、码垛后端托盘归正装置24松开，码垛输送线12启动将已装满胀管后的换热 器芯体2的工件托盘4输送至成品输送线11，成品输送线11继续输送其至成品输送挡停装 置27停止，此时进入下一工序位。
[0037] 将上述8个工艺过程写成具体的使用操作流程，可表示如下22个步骤：
[0038] 1.穿片一2.码垛一3.叉车运送上料一4.芯体摆放方向辨别一5.备料在备料 辊筒输送线上（三托盘芯体）一6.工件托盘自动上料至拆垛辊筒输送线位一7.工件托 盘在拆垛辊筒输送线位挡停、归正定位一8.图像视觉智能系统检测及引导机器人及抓具 -9.机器人及抓具抓取换热器芯体至芯体自动归正定位台一10.隔垫板移送至隔垫板回 收输送线回收利用一11.同时芯体自动归正定位台对换热器芯体归正定位一12.对不满足 胀管条件的换热器芯体抓取至隔垫板及不合格品回收输送线回收一13.机器人及抓具抓 取胀管后的芯体至码垛输送线码垛一14.同时胀管机胀管一15.机器人及抓具由芯体自动 归正定位台抓取换热器芯体至胀管机上料一16.重复8-15操作步骤直至将托盘上的最后 一个换热器芯体被抓取走一17.空托盘的挡停及归正定位装置撤离，经输送、挡停在横移 输送线端一18.此时码垛输送线上的托盘码够25个换热器芯体后，挡停及归正定位装置撤 离一19.带成品料托盘经输送、挡停在成品输送线端一20.在横移输送线端空托盘经顶升、 横移流转至码垛输送线位一21.空托盘在码垛输送线位经挡停、落座在辊筒线体上，归正 定位后等待码垛用一22.重复1-21操作步骤即可连续生产一后续工位（脱脂炉）。
【权利要求】
1. 一种换热器芯体胀管用自动上下搬运装置，包括穿片台（1)、备料台（3)、工件托盘 (4)、成品输送线（11)、码垛输送线（12)和双工位回转工作台胀管机（14)，其特征是，还包 括备料辊筒输送线（5)、隔垫板回收输送线（6)、隔垫板移送回收及视觉成像装置（7)、拆垛 辊筒输送线（8)、芯体自动归正定位台（9)、横移输送线（10)、机器人及抓具（13)、隔垫板及 不合格品回收输送线（15)和隔垫板（16)，被加工的换热器芯体（2)呈井字形码在工件托盘 (4)上，每个换热器芯体（2)之间垫有隔垫板（16)，其中：机器人及抓具（13)处于整个生产 线的中心位置，拆垛辊筒输送线（8)、双工位回转工作台胀管机（14)、芯体自动归正定位台 (9)、隔垫板及不合格品回收输送线（15)和码垛输送线（12)均被分别固定安装在机器人及 抓具（13)的前、后、左、右四个方向上，且均处于机器人及抓具（13)的机械手的回转半径之 内，使其能够将各方位上的换热器芯体（2)抓起和放下；备料台（3)与备料辊筒输送线（5) 相邻而设，保证彼此间的距离使叉车能够将备料台（3)上装满换热器芯体（2)的工件托盘 (4) 转运到备料辊筒输送线（5)上，备料辊筒输送线（5)和处于机器人及抓具（13)前面的 拆垛辊筒输送线（8)彼此相接，隔垫板移送回收及视觉成像装置（7)置于备料辊筒输送线 (5) 和拆垛辊筒输送线（8)之上，芯体自动归正定位台（9)垂直于备料辊筒输送线（5)并放 在其旁位置，隔垫板回收输送线（6)平行于芯体自动归正定位台（9)并摆放在其左侧，隔垫 板及不合格品回收输送线（15)和隔垫板回收输送线（6)相垂直并置于机器人及抓具（13) 的左侧且处于机器人及抓具（13)的机械手的回转半径之内，横移输送线（10)设在拆垛辊 筒输送线（8)的纵向延长线上，置于机器人及抓具（13)右侧的码垛输送线（12)与成品输 送线（11)相接，成品输送线（11)同脱脂炉相邻。
2. 根据权利要求1所述的换热器芯体胀管用自动上下搬运装置，其特征是，备料辊筒 输送线（5)设有无动力辊筒区域（17)，备料辊筒输送线（5)的末端安装有工件托盘（4)的 备料输送挡停装置（18)。
3. 根据权利要求1所述的换热器芯体胀管用自动上下搬运装置，其特征是，拆垛辊筒 输送线（8)内设有用于工件托盘（4)归正作用的拆垛输送托盘归正装置（19)，拆垛辊筒输 送线（8)的末端设有工件托盘（4)的拆垛输送挡停装置（20)。
4. 根据权利要求1所述的换热器芯体胀管用自动上下搬运装置，其特征是，横移输送 线（10)的后部设有工件托盘（4)的顶升横移输送装置（25)，横移输送线（10)的末端设有 工件托盘（4)的横移输送挡停装置（26)。
5. 根据权利要求1所述的换热器芯体胀管用自动上下搬运装置，其特征是，码垛输送 线（12)的端部设有工件托盘（4)的码垛输送挡停装置（22)、码垛前端托盘归正装置（21)、 码垛后端托盘归正装置（24)以及工件托盘（4)的顶升横移输送装置（23)。
6. 根据权利要求1所述的换热器芯体胀管用自动上下搬运装置，其特征是，成品输送 线（11)的末端设有装载成品的工件托盘（4)的成品输送挡停装置（27)。
【文档编号】B21D43/02GK203900322SQ201420266038
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】张二强, 程冬梅, 张常勤, 崔中文, 王晓刚, 李玉琢, 孙伟奎, 白鸿飞 申请人:辽宁省机械研究院有限公司