一种工装设备及其使用方法与流程

本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种集氮气回收与冷媒灌注于一体的工装设备及其使用方法。

背景技术：

空调生产多联内机蒸发器部件在完成氦检操作后需要将蒸发器部件内部氦气进行回收再利用，同时在蒸发器内部填充冷煤；根据班组传统作业模式，氦气回收与冷媒灌注岗位为人工操作，在氦检下线到预装岗位之间需要配置1名氦气回收与冷媒灌注操作人员；此岗位需要人工完成回收管道、冷媒灌注管道与蒸发器部件压力开关对接，简单动作需要重复执行，且劳动强度较大。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

在人为进行氦气回收和灌注冷媒时，由于人工操作时对时长、操作规范等把握不恰当或不规范易造成本工序不符合工艺规范，导致空调系统性能下降的问题；而且由于人工操作节拍较慢，单件操作耗时较长，生产效率低下；氦气是一种稀有资源，我国氦气资源稀缺，氦气价格昂贵，如若氦气回收不彻底，造成的浪费，随之而来的是成本浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种集氦气回收与冷媒灌注于一体的工装设备及其使用方法，以解决现有技术中存在的作业员劳动强度大、生产效率低、氦气成本浪费的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种工装设备，包括物料输送线、以及设置在所述物料输送线旁侧的用以对蒸发器组件进行氦气回收和冷媒灌注的自动处理装置，所述自动处理装置为无人操作模式。

作为本发明的进一步改进，所述自动处理装置包括氦气回收组件、冷媒灌注组件、限位组件及自动对接组件，所述限位组件位于所述物料输送线上，用以对输送过来的蒸发器组件进行定位，所述自动对接组件通过水平移动组件和升降组件活动设置在所述物料输送线旁侧，用以与蒸发器组件上的铜管接头进行自动对接，所述氦气回收组件和所述冷媒灌注组件通过切换组件与所述自动对接组件连通，用以对蒸发器组件进行氦气回收或冷媒灌注。

作为本发明的进一步改进，所述工装设备还包括安装架，所述自动处理装置设置在所述安装架上。

作为本发明的进一步改进，所述安装架为l形，包括长臂和短臂，所述长臂设置在所述物料输送线旁侧，所述短臂横跨在所述物料输送线上方，所述升降组件活动设置在所述短臂上能相对于所述短臂竖直升降，所述水平移动组件固定在所述升降组件上能相对于所述升降组件水平移动，所述限位组件设置在所述升降组件上，所述自动对接组件设置在所述水平移动组件上。

作为本发明的进一步改进，所述升降组件包括第一安装板、导向结构、升降气缸和第二安装板，所述第一安装板固定在所述短臂上，所述第二安装板平行设置在所述第一安装板下方，所述导向结构设置在所述第一安装板和所述第二安装板之间，所述升降气缸一端与所述第一安装板连接，另一端与所述第二安装板连接，所述水平移动组件安装在所述第二安装板底部，所述限位组件安装在所述第二安装板远离所述长臂的一端。

作为本发明的进一步改进，所述水平移动组件包括第三安装板、移动气缸和固定结构，所述移动气缸通过所述第三安装板与所述第二安装板连接，所述自动对接组件通过所述固定结构与所述移动气缸的输出端连接，所述固定结构通过滑块滑轨与所述第二安装板滑动连接。

作为本发明的进一步改进，所述自动对接组件包括固定座、第一连接管、第二连接管和对接接头，所述对接接头连接在所述固定座的出口上，所述固定座内具有与所述出口均连通的第一流体通道和第二流体通道，所述氦气回收组件通过所述第一连接管与所述第一流体通道连通，所述冷媒灌注组件通过所述第二连接管与所述第二流体通道连通；所述切换组件设置在所述第一流体通道和所述第二流体通道上，用以控制两条流体通道的开启或关闭。

作为本发明的进一步改进，所述切换组件为电磁阀，所述电磁阀的数量为两个，分别设置在所述第一流体通道和所述第二流体通道内用以控制两条通道的开启或关闭。

作为本发明的进一步改进，所述对接接头包括套筒、设置在所述套筒内的顶针、设置在所述套筒外用以对铜管接头进行定位的定位件，所述套筒连接在所述出口上，所述顶针与所述套筒内壁之间具有流体通过的空间。

作为本发明的进一步改进，所述对接接头还包括设置在所述套筒内的压力传感器。

作为本发明的进一步改进，所述定位件为喇叭口形结构，所述定位件端部规格大于铜管接头规格。

作为本发明的进一步改进，所述限位组件包括行程开关和压头结构，所述压头结构设置在所述升降组件上能在竖直方向升降用以对到达指定位置的蒸发器组件进行压紧定位，所述行程开关设置在所述压头结构上用以对传输过来的蒸发器组件感应定位。行程开关采用市场上现有产品经外购获得，为柔性接近开关。

作为本发明的进一步改进，所述压头结构包括压头固定板、设置在所述压头固定板上的压头、以及穿设在所述第二安装板上的压头气缸，所述压头固定板设置在所述第二安装板底部，所述压头气缸的输出端与所述压头传动连接，用以调节所述压头上开口部的开口大小。

作为本发明的进一步改进，所述工装设备还包括与所述自动处理装置电性连接的电控箱。

作为本发明的进一步改进，所述工装设备还包括设置在所述自动处理装置上方的安全防护罩。

作为本发明的进一步改进，所述氦气回收组件包括抽气器和回收氦气储存器。

作为本发明的进一步改进，冷媒灌注组件包括冷媒存储器和灌注器。

本发明提供的一种所述工装设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤a：启动准备：接通电源、气源开关，电源指示灯亮，气压表打开，工装设备处于待机状态，所有的气缸处于0行程位置；

步骤b：物料输送及定位：按下启动按钮，待处理的蒸发器组件被物料输送线输送到工装设备处并触发行程开关，升降气缸向下动作，当压头结构向下运动并且压头顶到蒸发器组件的铜管时进行铜管的初定位，然后夹头气缸向下动作，调整夹头开口部的开口大小以确保铜管被夹头夹稳定位；

步骤c：定位对接：移动气缸带动对接接头水平动作，确保蒸发器组件的铜管接头与对接接头准确对接，对接接头内的顶针将铜管接头上的压力预警封帽里面的橡胶密封圈挤压推动使里面的阀芯移动，从而实现了对接接头与蒸发器组件内腔的连通；

步骤d：氦气回收：对接完成后，对接接头内的压力传感器向电控箱内的plc控制部件发送压力信号，plc控制部件控制氦气回收组件运行进行氦气回收；

步骤e：冷媒灌注：当对接接头内的压力传感器检测到氦气回收完毕后，即压力达到设定的真空度时，plc控制部件控制冷媒灌注组件运行进行冷媒灌注，冷媒注满后通过对接接头内的压力传感器反馈信号给plc控制部件，plc控制部件控制压头气缸返回初始位置，移动气缸返回初始位置，升降气缸返回初始位置，下一个蒸发器组件通过物料输送线流动过来，进入下一个循环动作。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供了一种用于空调器的氦气回收和冷媒灌注集于一体的简易工装设备，通过自动处理装置分别进行蒸发器部件内的氦气回收抽真空和冷媒灌注；通过自动对接组件以择一的方式使现有技术中的氦气回收组件和冷媒灌注组件与蒸发器组件连通，当组件运行到限位组件处时，压头气缸动作夹住蒸发器组件，利用自动对接组件完成蒸发器组件的铜管接头与氦气回收组件或冷媒管组组件的自动对接，当氦气回收组件抽出蒸发器组件内的氦气和空气后，再对蒸发器组件内部进行冷媒灌注；当灌注冷媒完成后，蒸发器组件运行走，并将新的待处理的蒸发器组件运行到工装设备下方进行氦气回收和冷媒灌注，本发明提供的工装设备采用自动化设备搭配流水线生产，流程无需人员参加，节约人力、降低作业人员的劳动强度，提高生产效率、降低生产成本，既能保证生产节拍又能保证生产过程中的质量和工艺控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明工装设备的立体结构示意图；

图2是本发明工装设备的主视图；

图3是本发明工装设备的左视图；

图4是本发明工装设备中升降组件去掉第二安装板后的立体结构示意图；

图5是本发明工装设备中水平移动组件安装在第二安装板上时的立体结构示意图；

图6是本发明工装设备中自动对接组件的立体结构示意图；

图7是本发明工装设备中自动对接组件的前视图；

图8是本发明工装设备中自动对接组件的固定座的立体结构示意图；

图9是本发明工装设备中自动对接组件的套筒的立体结构示意图；

图10是本发明工装设备中自动对接组件的套筒的剖视图；

图11是本发明工装设备中自动对接组件的顶针的立体结构示意图；

图12是本发明工装设备中压头结构去掉压头气缸后的立体结构示意图；

图13是本发明工装设备中压头结构去掉压头气缸后的主视图。

图中1、物料输送线；2、自动处理装置；21、限位组件；211、行程开关；212、压头结构；2121、压头固定板；2122、压头；2123、压头气缸；2124、开口部；22、自动对接组件；221、固定座；222、第一连接管；223、第二连接管；224、对接接头；2241、套筒；2242、顶针；2243、定位件；225、入口；226、凹槽；23、水平移动组件；231、第三安装板；232、移动气缸；233、固定结构；234、滑块滑轨；24、升降组件；241、第一安装板；242、导向结构；243、升降气缸；244、第二安装板；2421、导向杆；2422、直线轴承；25、切换组件；26、电控箱；3、安装架；31、长臂；32、短臂；4、安全防护罩。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1-图3所示，本发明提供了一种工装设备，包括物料输送线1、以及设置在物料输送线1旁侧的用以对蒸发器组件进行氦气回收和冷媒灌注的自动处理装置2，自动处理装置2为无人操作模式。

本发明提供的工装设备采用自动化设备搭配流水线生产，流程无需人员参加，节约人力、降低作业人员的劳动强度，提高生产效率、降低生产成本，既能保证生产节拍又能保证生产过程中的质量和工艺控制。

如图3所示，作为可选的实施方式，自动处理装置2包括氦气回收组件、冷媒灌注组件、限位组件21及自动对接组件22，限位组件21位于物料输送线1上，用以对输送过来的蒸发器组件进行定位，自动对接组件22通过水平移动组件23和升降组件24活动设置在物料输送线1旁侧，用以与蒸发器组件上的铜管接头进行自动对接，氦气回收组件和冷媒灌注组件通过切换组件25与自动对接组件22连通，用以对蒸发器组件进行氦气回收或冷媒灌注。需要说明的是，在本发明中，氦气回收组件和冷媒灌注组件均为现有技术中的产品，采用现有的人工手工操作时的设备通过管路与切换组件25连接，通过切换组件25的切换功能使氦气回收组件或者是冷媒灌注组件与蒸发器组件连通，从而实现氦气回收功能或冷媒灌注功能。当然，为了实现自动化处理，本发明提供的工装设备中，还包括与自动处理装置2电性连接的电控箱26，电控箱26内设置有plc控制部件，以及启动电源按钮、气源开关按钮、气压表、设备气动按钮等。气压表用以显示压力传感器传输的压力值。

为了增加设备使用时的安全性，工装设备还包括设置在自动处理装置2上方的安全防护罩4。

作为可选的实施方式，工装设备还包括安装架3，自动处理装置2设置在安装架3上。

需要说明的是，在本发明提供的一种实施例中，安装架3为l形框架结构，采用铝型材制成，包括长臂31和短臂32，长臂31结构类似于梯子，长臂31竖直设置在物料输送线1旁侧，短臂32与长臂31呈90度角，横跨在物料输送线1上方，短臂32包括两根平行设置的撑臂，升降组件24活动设置在短臂32上能相对于短臂32竖直升降，水平移动组件23固定在升降组件24下端能相对于升降组件24水平移动，限位组件21设置在升降组件24上，自动对接组件22设置在水平移动组件23上。升降组件24升降时能带动限位组件21、自动对接组件22和水平移动组件23一起升降，水平移动组件23水平移动时能带动自动对接组件22水平移动。通过升降组件24和水平移动组件23能够使自动对接组件22在水平和竖直方向移动以对接蒸发器组件中的铜管接头。

如图4和图5所示，作为一种可选的实施方式，升降组件24包括第一安装板241、导向结构242、升降气缸243和第二安装板244，第一安装板241固定在短臂32的两根撑臂之间，第二安装板244平行设置在第一安装板241下方，导向结构242设置在第一安装板241和第二安装板244之间，升降气缸243的缸体固定在第一安装板241中间，升降气缸243的输出端穿过第一安装板241后与第二安装板244连接，通过导向结构242使得当升降气缸243运行时，第二安装板244能稳定的竖直升降，导向结构242包括导向杆2421和直线轴承2422，导向杆2421的数量为四根，每根导向杆2421上均穿设有两个直线轴承2422，且两个直线轴承2422分别固定在第一安装板241和第二安装板244上，位于第一安装板241和第二安装板244之间的导向杆2421上还设置有浮动接头，该浮动接头采用现有技术产品经外购获得，四根导向杆2421呈矩形设置，水平移动组件23安装在第二安装板244底部，限位组件21安装在第二安装板244远离长臂31的一端，即限位组件21位于物料输送线1上。。

如图5所示，作为可选的实施方式，水平移动组件23包括第三安装板231、移动气缸232和固定结构233，第三安装板231垂直连接在第二安装板244底部，移动气缸232水平设置，并通过第三安装板231与第二安装板244连接，移动气缸233的缸体固定在第三安装板231上，移动气缸233的输出端穿过第三安装板231后与固定结构233连接，自动对接组件22通过固定结构233与移动气缸232的输出端连接，固定结构233通过滑块滑轨234与第二安装板244滑动连接。当移动气缸232运行时，固定结构233在滑块滑轨234的导向作用下水平移动，自动对接组件22由于安装在固定结构233上也跟随一起左右水平移动。

如图6和图7所示，作为一种可选的实施方式，自动对接组件22包括固定座221、第一连接管222、第二连接管223和对接接头224，对接接头224连接在固定座221的出口上，固定座221内具有与出口均连通的第一流体通道和第二流体通道，氦气回收组件通过第一连接管222与第一流体通道连通，冷媒灌注组件通过第二连接管223与第二流体通道连通；切换组件25设置在第一流体通道和第二流体通道上，用以控制两条流体通道的开启或关闭。如图8所示，固定座221为四方座，四方座顶部具有两个入口225，这两个入口225分别与第一流体通道和第二流体通道连通，第一连接管222和第二连接管223分别连接在一个入口225上，四方座相对的两侧壁上分别设置有用于放置切换组件的凹槽226，两个入口225分别与两个凹槽226连通，第一流体通道和第二流体通道分别与两个凹槽226底部连通，切换组件25设置两个凹槽226内，通过切换组件25的开启或关闭实现入口225与第一流体通道或第二流体通道的连通或切断。使用前，第一流体通道和第二流体通道同时关闭，使用时，两个流体通道一个开启，一个关闭，不能同时开启。

需要说明的是，在本发明中，切换组件25为电磁阀，电磁阀的数量为两个，分别设置在第一流体通道和第二流体通道内用以控制两条通道的开启或关闭。

如图9和图10所示，作为可选的实施方式，对接接头224包括套筒2241、设置在套筒2241内的顶针2242、设置在套筒2241端部用以对铜管接头进行定位的定位件2243，套筒2241连接在出口上，顶针2242与套筒2241内壁之间具有流体通过的空间。使用时，定位件2243将铜管接头包覆住，然后顶针2242将铜管接头上的压力预警封帽里面的橡胶密封圈挤压推动使里面的阀芯移动，从而实现了对接接头224的套筒2241内腔与蒸发器组件内腔的连通，蒸发器组件和铜管接头均为现有技术产品，顶针2242的设置是用于将铜管接头打开。顶针2242长度大于套筒2241长度。

如图11所示，顶针2242右端与套筒2241内的定位槽卡合连接，顶针2242左端为针状用以顶起密封圈。

为了使设备能自动化运行，对接接头224还包括设置在套筒2241内的压力传感器。该压力传感器与电控箱26内的plc控制部件电性连接，并通过电控箱26内的压力表实时显示压力值。

需要说明的是，在本发明中，定位件2243为喇叭口形结构，定位件2243端部规格大于铜管接头规格，从而能够在对接接头224与铜管接头对接时，定位件2243将铜管接头包覆定位。

如图12所示，作为可选的实施方式，限位组件21包括行程开关211和压头结构212，压头结构212设置在升降组件24上能在竖直方向升降用以对到达指定位置的蒸发器组件进行压紧定位，行程开关211设置在压头结构212上用以对传输过来的蒸发器组件感应定位。行程开关211采用市场上现有产品经外购获得，为柔性接近开关。使用时，通过物料输送线1输送过来的蒸发器组件与行程开关211接触，行程开关211发送信号给plc控制部件，plc控制部件控制物料输送线1停止运行，并控制升降组件24和水平移动组件23移动使对接接头224与铜管接头对接，并通过切换组价25实现路径切换进行氦气回收或冷媒灌注。

如图12和图13所示，作为可选的实施方式，压头结构212包括压头固定板2121、设置在压头固定板2121上的压头2122、以及穿设在第二安装板244上的压头气缸2123，压头固定板2121设置在第二安装板244底部，压头气缸2123的输出端与压头2122传动连接，用以调节压头2122上开口部2124的开口大小。压头固定板2121垂直连接在第二安装板244远离长臂31一端的底部，压头2122安装在压头固定板2121朝向长臂31的一侧，压头2122包括第一夹头、第二夹头、连杆、座体、连接头，第一夹头固定在压头固定板2121上，第二夹头通过销转动连接在压头固定板2121上，第一夹头和第二夹头交叉设置形成v字形开口部2124，且第二夹头与第一夹头上具有弧形接触部，使得第二夹头抬起或放下时能顺利运动，不会形成卡死状态，连杆一端与第二夹头铰接，另一端通过销与座体铰接，座体固定在压头固定板2121上，连接头一端与座体铰接，另一端与压头气缸2123的输出端连接。压头气缸2123的缸体固定在第二安装板244上部，压头气缸2123的输出端穿过第二安装板244后与连接头连接。

需要说明的是，氦气回收组件采用现有技术中的产品，包括抽气器和回收氦气储存器。冷媒灌注组件采用现有技术中的产品包括冷媒存储器和灌注器。

本发明提供的一种工装设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤a：启动准备：接通电源、气源开关，电源指示灯亮，气压表打开，工装设备处于待机状态，所有的气缸处于0行程位置；

步骤b：物料输送及定位：按下启动按钮，待处理的蒸发器组件被物料输送线输送到工装设备处并触发行程开关，升降气缸向下动作，当压头结构向下运动并且压头顶到蒸发器组件的铜管时进行铜管的初定位，然后夹头气缸向下动作，调整夹头开口部的开口大小以确保铜管被夹头夹稳定位；

步骤c：定位对接：移动气缸带动对接接头水平动作，确保蒸发器组件的铜管接头与对接接头准确对接，对接接头内的顶针将铜管接头上的压力预警封帽里面的橡胶密封圈挤压推动使里面的阀芯移动，从而实现了对接接头与蒸发器组件内腔的连通；

步骤d：氦气回收：对接完成后，对接接头内的压力传感器向电控箱内的plc控制部件发送压力信号，plc控制部件控制氦气回收组件运行进行氦气回收；

步骤e：冷媒灌注：当对接接头内的压力传感器检测到氦气回收完毕后，即压力达到设定的真空度时，plc控制部件控制冷媒灌注组件运行进行冷媒灌注，冷媒注满后通过对接接头内的压力传感器反馈信号给plc控制部件，plc控制部件控制压头气缸返回初始位置，移动气缸返回初始位置，升降气缸返回初始位置，下一个蒸发器组件通过物料输送线流动过来，进入下一个循环动作。

本发明提供的工装设备在使用时，当行程开关检测到蒸发器组件，但是没有正确定位夹紧导致移动气缸、升降气缸没有动作到气缸预设行程位置时，将会反馈至电控箱内的plc控制部件，引发设备装置蜂鸣器报警；在抽氦气、以及灌注冷媒过程中，如果因为对接接头与铜管接头对接气密性、预设工作时间不达标导致的压力传感器压力低于预设标准，则铜管接头内压力开关预紧封帽内的橡胶密封圈无法顶出或顶出不到位，反馈到对接接头上导致装置蜂鸣器将主动报警；当蒸发器组件位置定位、在对接接头与蒸发器组件的铜管接头对接开始抽氦气or灌注冷媒后，如遇到以下情况：①对接接头和铜管接头对接出现松动或对接角度偏差导致漏气或未对接成功；②压力传感器检测到系统内部压力低于预设置的要求值，而设备停止工作；③工作过程中的意外情况导致的过程中断；都会反馈到对接接头上导致蜂鸣器主动报警。在工装设备工作过程中，任何因为气缸行程未到达预设位置、气压达不到预设值、控制时间达不到预设时长等情况造成的不符合要求都会导致装置报警，防止任何不合格导致的隐患流入下工序。

本工装设备中采用三菱fx系列plc控制部件，并设置有急停、复位、异常报警等功能；按下急停按钮，工装设备立即停止所有动作，经异常解除，按下复位按钮后所有电器元件和控制程序回归预设点；在行程开关检测到铜管，但是对接接头和蒸发器组件铜管接头连接失效或对接不到位导致气密性达不到要求，导致移动气缸、升降气缸没有动作到设定位置时，工装蜂鸣器必须报警；在抽氦气、以及灌注冷媒过程中，如果检测压力开关没有检测到正常范围值，工装蜂鸣器报警；所有由plc带动的气缸动作无法到达预设的行程位置时，蜂鸣器均能得到正确、有效地报警提示；所有气缸均需安装类似于接近开关原理的感应开关；所有线路均需正确地套好线码管，强电、弱电线路不允许混扎；电控箱内部的配线要求需符合相关的规范要求，保持美观、整洁；所有经过过线孔引入、引出的线路均需加装保护套进行保护，防止线路刮破。

本发明提供了一种用于空调器的氦气回收和冷媒灌注集于一体的简易工装设备，通过自动处理装置分别进行蒸发器部件内的氦气回收抽真空和冷媒灌注；通过自动对接组件以择一的方式使现有技术中的氦气回收组件和冷媒灌注组件与蒸发器组件连通，当蒸发器组件运行到限位组件处时，压头气缸动作夹住蒸发器组件，利用自动对接组件完成蒸发器组件的铜管接头与氦气回收组件或冷媒管组组件的自动对接，当氦气回收组件抽出蒸发器组件内的氦气和空气后，再对蒸发器组件内部进行冷媒灌注；当灌注冷媒完成后，蒸发器组件运行走，并将新的待处理的蒸发器组件运行到工装设备下方进行氦气回收和冷媒灌注，本发明提供的工装设备采用自动化设备搭配流水线生产，流程无需人员参加，节约人力、降低作业人员的劳动强度，提高生产效率、降低生产成本，既能保证生产节拍又能保证生产过程中的质量和工艺控制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。