一种换热器芯体扁管与成组翅片装配装置及方法

技术领域

本发明涉及冷柜换热器芯体装配技术领域，具体为一种换热器芯体扁管与成组翅片装配装置及方法。

背景技术

换热器是制冷系统中的重要部件，是决定设备制冷效果好坏的关键零件，换热器作用是用来增加热交换面积，换热器一般由散热管和翅片装配而成，将翅片依次套在散热管上，然后对散热管进行胀管，使散热管与翅片紧密接触；该种方式存在的问题是装配困难，生产效率低；不适用于自动售卖机和小冷柜制冷系统中换热器的装配工作。

自动售卖机和小冷柜制冷系统中换热器由折弯的扁管和翅片组成，然后通过钎焊工艺焊接而成，目前换热器的装配工作还主要依靠人工装配，人工先将扁管放到工装上，通过两个方管对扁管的两边进行限制，然后取出收集的翅片，将翅片一个一个手动放入扁管的间隙中，通过快速卡钳将方管锁紧，使扁管与翅片紧密接触，然后将铁丝从方管下方穿过并绕一周，并通过电动工具将铁丝锁紧，完成散热器芯体的装配，该种装配方式浪费人工，效率低，装配质量差，而且很容易造成人员手划伤，因此该种方式已不能满足企业的生产需求。

中国专利申请号202110977948.2公开了一种汽车空调用平行流蒸发器装配工艺及芯体装配机，包括送料小车，扁管放置在送料小车上设有的扁管料架，扁管机器人将扁管放置在扁管翅片排布机构上；扁管翅片排布机构，扁管翅片排布机构包括扁管排布机构、扁管排布机构和设置于芯体装配架上的扁管翅片排布支架，扁管翅片排布机构将扁管与逐个输送的翅片进行自动排布，翅片和扁管交错排布，同时扁管排布机构通过送管涡轮将其上端的扁管随着送管涡轮上的扁管同步推送至翅片输出板的位置处，且送管涡轮上的扁管和送管涡轮上的扁管被隔板上下分开，而翅片则在每列扁管之间；该翅片与扁管间隔交错排布，适用于单根扁管与翅片交错装配，不适用于折弯成蛇形的扁管与翅片装配；中国专利申请号201110209131.7公开了一种换热器的翅片侧向装配工装，先将组成换热器的扁管固定在管固定器上， 再将装有换热器翅片的翅片架与导轨连接， 然后用推送排将翅片架内的翅片经导轨推送到换热器框架内，该工位需要人工手动操作，而且适用于单根扁管与翅片的装配。

中国专利申请号201810090410.8一种用于换热器的装配机构及装配方法，括接料装置、输送装置、归纳装置及组装装置；换热翅片依次经过接料装置、输送装置及归纳装置，在归纳装置上进行换热翅片的翻转，方便后续程序中待压接扁管与换热翅片的压接，组装装置的扁管安装组件的扁管托盘朝向扁管安装组件的压板运动，以使扁管安装组件的待压接扁管被压入换热翅片的U形槽内，以形成换热器，该装配机构只适用于带有卡槽式换热器，不适用于自动售卖机和小冷柜制冷系统中换热器装配线。

针对上述存在的问题，提出了一种换热器芯体扁管与成组翅片装配装置及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种换热器芯体扁管与成组翅片装配装置及方法，该装置结构设计简单，制造成本低，采用旋转的方式切换工位，具有节省占地面积和降低设备尺寸的优点，可以代替人工装配折弯扁管与翅片，省去捆扎步骤，只要人工取放成型框架即可，简化装配流程，提高工作效率和装配质量，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种换热器芯体扁管与成组翅片装配装置及方法，包括整机框架、滚筒、转动支撑框和成型工装，滚筒设置在整机框架的左侧，滚筒沿圆周方向均匀设置有四个工位，每个工位上分别设置有支撑板Ⅰ，支撑板Ⅰ上设置有成组翅片接收组件和预压组件，预压组件设置在成组翅片接收组件的侧面，成组翅片接收组件包括底板和翅片定位隔板，翅片定位隔板在底板的表面等间距设置形成用于接收成组翅片的翅片接收通道，翅片接收通道中设置有定位橡胶板，翅片定位隔板上设置有预压槽，预压槽在翅片定位隔板上形成预压通道，预压组件包括弹性升降架、预压架和丝杠，预压架的一端与丝杠的滑块固定连接，预压架的另一端设置有斜面，该斜面穿过弹性升降架与预压通道对应，整机框架的右侧设置有回转支承，转动支撑框设置在回转支承上，转动支撑框上设置有相互对称的工位，每个工位上设置有成型工装，成型工装包括支撑台面和成型框架，成型框架由两块成型侧板组成，成型侧板之间通过活动套与活动杆插接在一起，活动套的外侧面上设置有限位长孔，活动杆上设置有螺杆，螺杆的一端穿至限位长孔的外侧，螺杆上设置有锁紧手轮。

进一步的，整机框架的侧面设置有用于驱动滚筒转动的伺服电机，滚筒圆周方向的工位分别为接收工位、等待装配工位、装配工位和接收等待工位，整机框架的外侧面设置有加强方钢，整机框架的上部设置有防护罩，防护罩用亚克力透明板制成。

进一步的，支撑板Ⅰ通过紧固板件与滚筒连接，紧固板件包括固定板和活动板，固定板沿滚筒圆周方向均匀设置四个，活动板通过螺栓与固定板连接，相邻固定板之间设置有加强筋板，固定板与活动板之间形成用于支撑板Ⅰ的夹紧通道，支撑板Ⅰ设置在固定板与活动板之间，活动板上设置有限位凸台，固定板与活动板的外侧面分别设置有延长支撑臂，该延长支撑臂分别与支撑板Ⅰ的上表面和下表面贴合，底板通过螺栓固定在支撑板Ⅰ上。

进一步的，丝杠两侧的弹性升降架上设置有导向滑杆Ⅰ，预压架与导向滑杆Ⅰ滑动连接，弹性升降架的下方设置有升降板，升降板的四角分别设置有导杆，弹性升降架的四角分别设置有导套，导杆插入至导套中，导套的外侧设置有弹簧，升降板的下表面四角设置有导柱Ⅰ，导柱Ⅰ穿至支撑板Ⅰ的下方，支撑板Ⅰ的下表面设置有升降气缸，升降气缸的伸缩端与升降板固定连接，成组翅片接收组件另一侧的支撑板Ⅰ上设置有限位支架，限位支架上设置有U形限位架，U形限位架与预压通道对应。

进一步的，还包括定位推板和定位气缸，定位推板与定位橡胶板之间通过推杆连接，支撑板Ⅰ上设置有导向支架，导向支架上设置有导向滑杆Ⅱ，定位推板与导向滑杆Ⅱ滑动连接，定位气缸的伸缩端与定位推板固定连接。

进一步的，成组翅片接收组件的外侧端设置有过渡滚轴，过渡滚轴安装在滚轴支架上，滚轴支架的侧面设置有Z形支撑板，Z形支撑板通过螺栓与支撑板Ⅰ固定连接，过渡滚轴的滚动面高于翅片接收通道的底面。

进一步的，成型框架的两侧面分别设置有定位侧板和活动压合架，定位侧板和活动压合架分别与支撑台面滑动连接，定位侧板的外侧面设置有侧面活动耳，成型框架其中一个成型侧板靠在定位侧板上，定位侧板的外侧面设置有成型气缸，该成型气缸为两段伸缩，支撑台面上表面设置有滑槽，支撑台面上表面一侧设置有定位靠山，定位靠山通过T形螺钉与支撑台面连接，定位靠山对称设置。

进一步的，整机框架上设置有横向支撑板，横向支撑板的上方设置有支撑板Ⅱ，回转支承的下端固定在支撑板Ⅱ上，支撑板Ⅱ的下表面四角设置有导柱Ⅱ，导柱Ⅱ的下端穿至横向支撑板的下方，横向支撑板上设置有调节气缸，调节气缸的伸缩端与支撑板Ⅱ固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该装置结构设计简单，制造成本低，采用旋转的方式切换工位，具有节省占地面积和降低设备尺寸的优点，可以代替人工装配折弯扁管与翅片，省去捆扎步骤，只要人工取放成型框架即可，简化装配流程，提高工作效率和装配质量。

2、丝杠带动预压架穿过预压通道进入到U形限位架的槽中，U形限位架对预压架的进入端进行左右限制，防止预压架在转动过程中发生晃动，确保结构安全，弹簧使得弹性升降架具有一定的弹性，在预压架对翅片施加压力的时候，不会与翅片硬性接触，避免损坏翅片，翅片在重力的作用下自由从上方落至翅片接收通道中，无需外力作用，不会对翅片造成损伤。

3、松动锁紧手轮，活动套与活动杆移动自由滑动，成型侧板之间的距离能够调节，锁紧锁紧手轮，活动套与活动杆之间的位置相对固定，这样就可以对组装好的散热器芯体固定，相对捆扎方式操作更加方便快捷。

4、通过限位凸台用于限制支撑板Ⅰ的安装位置，从而确保了每个支撑板Ⅰ的安装位相同，支撑板Ⅰ与滚筒的连接方式为可拆卸的方式，方便对设备进行检修和维护。

附图说明

图1为本发明去除防护罩结构示意图；

图2为本发明成组翅片接收组件位置结构示意图；

图3为本发明预压组件结构示意图；

图4为本发明翅片端部定位组件结构示意图；

图5为本发明预压组件正视结构示意图；

图6为本发明滚筒圆周安装组件结构示意图；

图7为本发明A处放大结构示意图；

图8为本发明成型工装俯视结构示意图；

图9为本发明成型工装轴测图；

图10为本发明去除防护罩仰视结构示意图；

图11为本发明过渡滚轴安装结构示意图；

图12为本发明带防护罩正视图；

图13为本发明带防护罩轴测图。

图中：1整机框架、2回转支承、3成型工装、4转动支撑框、5伺服电机、6滚筒、7预压组件、8成组翅片接收组件、9支撑板Ⅰ、10底板、11翅片定位隔板、12预压槽、13加强方钢、14丝杠、15导柱Ⅰ、16弹性升降架、17升降板、18导向滑杆Ⅰ、19预压架、20翅片接收通道、21限位支架、22 U形限位架、23导向滑杆Ⅱ、24导向支架、25定位推板、26推杆、27定位气缸、28定位橡胶板、29斜面、30升降气缸、31加强筋板、32固定板、33延长支撑臂、34活动板、35限位凸台、36定位靠山、37支撑台面、38成型框架、39侧面活动耳、40锁紧手轮、41活动压合架、42成型气缸、43滑槽、44限位长孔、45螺杆、46活动套、47活动杆、48成型侧板、49横向支撑板、50调节气缸、51支撑板Ⅱ、52导柱Ⅱ、53过渡滚轴、54滚轴支架、55 Z形支撑板、56防护罩、57导杆、58导套、59弹簧、60定位侧板。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：一种换热器芯体扁管与成组翅片装配装置及方法，包括整机框架1、滚筒6、转动支撑框4和成型工装3，滚筒6设置在整机框架1的左侧，滚筒6沿圆周方向均匀设置有四个工位，每个工位上分别设置有支撑板Ⅰ9，支撑板Ⅰ9上设置有成组翅片接收组件8和预压组件7，这样设计不仅对空间进行合理利用，而且可以增加了工位，降低本装置体积，节省厂房面积，预压组件7设置在成组翅片接收组件8的侧面，成组翅片接收组件8包括底板10和翅片定位隔板11，翅片定位隔板11在底板10的表面等间距设置形成用于接收成组翅片的翅片接收通道20，翅片接收通道20与成组翅片对应，成组翅片被外部的侧推结构推入，实现翅片的接收，翅片接收通道20中设置有定位橡胶板28，通过定位橡胶板28对翅片的一端定位，从而确定翅片在翅片接收通道20中的位置，翅片定位隔板11上设置有预压槽12，预压槽12在翅片定位隔板11上形成预压通道，预压组件7包括弹性升降架16、预压架19和丝杠14，预压架19的一端与丝杠14的滑块固定连接，电机驱动丝杠14转动，丝杠14上的滑块带动预压架19在预压通道前后移动，实现对翅片上方限制，这样滚筒6在转动中，翅片不会从翅片接收通道20中掉落，预压架19的另一端设置有斜面29，该斜面29穿过弹性升降架16与预压通道对应，整机框架1的右侧设置有回转支承2，转动支撑框4设置在回转支承2上，转动支撑框4上设置有相互对称的工位，每个工位上设置有成型工装3，其中一个工位上的折弯扁管与翅片装配，另一个工位用来放置折弯扁管，两个工位循环切换，成型工装3包括支撑台面37和成型框架38，成型框架38由两块成型侧板48组成，成型侧板48之间通过活动套46与活动杆47插接在一起，活动套46的外侧面上设置有限位长孔44，活动杆47上设置有螺杆45，螺杆45的一端穿至限位长孔44的外侧，螺杆45上设置有锁紧手轮40，松动锁紧手轮40，活动套46与活动杆47移动自由滑动，成型侧板48之间的距离能够调节，锁紧锁紧手轮40，活动套46与活动杆47之间的位置相对固定，这样就可以对组装好的散热器芯体固定。

整机框架1的侧面设置有用于驱动滚筒6转动的伺服电机5，伺服电机5驱动滚筒6每次转动九十度，实现工位之间的切换，滚筒6圆周方向的工位分别为接收工位、等待装配工位、装配工位和接收等待工位，接收工位与外部的间隔排片装置对接，间隔排片装置将成组翅片推出，接收工位用于接收被推出的成组成翅片，整机框架1的外侧面设置有加强方钢13，整机框架1的上部设置有防护罩56，防护罩56用亚克力透明板制成，防护罩56用于对滚筒6圆周方向四个工位进行防护。

支撑板Ⅰ9通过紧固板件与滚筒6连接，紧固板件包括固定板32和活动板34，固定板32沿滚筒6圆周方向均匀设置四个，活动板34通过螺栓与固定板32连接，相邻固定板32之间设置有加强筋板31，通过加强筋板31增加固定板32的结构强度，保证了滚筒6转动中结构稳定，固定板32与活动板34之间形成用于支撑板Ⅰ9的夹紧通道，支撑板Ⅰ9设置在固定板32与活动板34之间，活动板34上设置有限位凸台35，通过限位凸台35用于限制支撑板Ⅰ9的安装位置，从而确保了每个支撑板Ⅰ9的安装位相同，固定板32与活动板34的外侧面分别设置有延长支撑臂33，该延长支撑臂33分别与支撑板Ⅰ9的上表面和下表面贴合，起到对支撑板Ⅰ9在转动过程中支撑的作用，底板10通过螺栓固定在支撑板Ⅰ9上。

丝杠14两侧的弹性升降架16上设置有导向滑杆Ⅰ18，预压架19与导向滑杆Ⅰ18滑动连接，弹性升降架16的下方设置有升降板17，升降板17的四角分别设置有导杆57，弹性升降架16的四角分别设置有导套58，导杆57插入至导套58中，导杆57与导套58的滑动配合，起到对弹性升降架16上下导向的作用，使其弹性升降架16只能上下运动，导套58的外侧设置有弹簧59，弹簧59使得弹性升降架16具有一定的弹性，在预压架19对翅片施加压力的时候，不会与翅片硬性接触，避免损坏翅片，保证产品的质量，升降板17的下表面四角设置有导柱Ⅰ15，导柱Ⅰ15穿至支撑板Ⅰ9的下方，支撑板Ⅰ9的下表面设置有升降气缸30，升降气缸30的伸缩端与升降板17固定连接，通过升降气缸30的伸缩能够带动升降板17升降，进而带动弹性升降架16升降，弹性升降架16上的预压架19对翅片进行预压限制，成组翅片接收组件8另一侧的支撑板Ⅰ9上设置有限位支架21，限位支架21上设置有U形限位架22，U形限位架22与预压通道对应，丝杠14带动预压架19穿过预压通道进入到U形限位架22的槽中，U形限位架22对预压架19的进入端进行左右限制，防止预压架19在转动过程中发生晃动。

定位推板25与定位橡胶板28之间通过推杆26连接，支撑板Ⅰ9上设置有导向支架24，导向支架24上设置有导向滑杆Ⅱ23，定位推板25与导向滑杆Ⅱ23滑动连接，定位气缸27的伸缩端与定位推板25固定连接，通过定位气缸27能够推动定位推板25移动，定位推板25通过推杆26推动定位橡胶板28在翅片接收通道20内移动，这样可以调节定位橡胶板28在翅片接收通道20中的位置，对翅片一端定位的位置进行调节，满足使用的需求。

成组翅片接收组件8的外侧端设置有过渡滚轴53，过渡滚轴53安装在滚轴支架54上，滚轴支架54的侧面设置有Z形支撑板55，Z形支撑板55通过螺栓与支撑板Ⅰ9固定连接，过渡滚轴53的滚动面高于翅片接收通道20的底面，过渡滚轴53起到对翅片滚动支撑的作用，成组的翅片经过过渡滚轴53被顺利的推入至翅片接收通道20内，可以在Z形支撑板55与支撑板Ⅰ9之间增加垫片，这样可以调节过渡滚轴53的高度，调节到过渡滚轴53的滚动面略高于翅片接收通道20的底面即可。

成型框架38的两侧面分别设置有定位侧板60和活动压合架41，定位侧板60和活动压合架41分别与支撑台面37滑动连接，定位侧板60的外侧面设置有侧面活动耳39，侧面活动耳39与支撑台面37通过T形螺钉连接固定，这样对支撑台面37的位置调节，成型框架38其中一个成型侧板48靠在定位侧板60上，定位侧板60的外侧面设置有成型气缸42，该成型气缸42为两段伸缩，折弯的扁管放在成型框架38的内侧，折弯的扁管有弹力，在不受力的时候，折弯的扁管张开，折弯扁管上的间隙分散，成型框架38是用于折弯扁管保持一定的形态，成型气缸42一段伸出的时候，成型侧板48收缩，成型侧板48之间距离变小，使扁管初步定位，确保折弯扁管之间的间隙固定，用于与成组的翅片装配，定位后折弯扁管之间间隙与翅片接收通道20一一对应，翅片在重力的作用下自由从上方落至翅片接收通道20中，无需外力作用，不会对翅片造成损伤，支撑台面37上表面设置有滑槽43，支撑台面37上表面一侧设置有定位靠山36，定位靠山36通过T形螺钉与支撑台面37连接，定位靠山36对称设置，支撑台面37有T形槽与T形螺钉滑动连接，这样对定位靠山36可以调节，定位靠山36对活动套46进行定位，确定成型框架38的位置。

整机框架1上设置有横向支撑板49，横向支撑板49的上方设置有支撑板Ⅱ51，回转支承2的下端固定在支撑板Ⅱ51上，支撑板Ⅱ51的下表面四角设置有导柱Ⅱ52，导柱Ⅱ52的下端穿至横向支撑板49的下方，横向支撑板49上设置有调节气缸50，调节气缸50的伸缩端与支撑板Ⅱ51固定连接，通过调节气缸50的伸缩能够推动支撑板Ⅱ51上下移动，进而对转动支撑框4的高度进行调节，满足使用需求。

一种换热器芯体扁管与成组翅片装配方法，包括以下步骤：

S1：接收工位的成组翅片接收组件8接收成组翅片，成组翅片被推送至翅片接收通道20中，当成组翅片的一端抵触到定位橡胶板28时，成组翅片接收到位；

S2：丝杠14驱动预压架19插入至预压通道中，升降气缸30带动弹性升降架16下降，预压架19与成组翅片的上端接触，对成组翅片进行限制；

S3：伺服电机5带动滚筒6转动九十度，装有翅片的成组翅片接收组件8进入到等待装配工位，接收等待工位上的成组翅片接收组件8进入到接收工位继续接收成组翅片；

S4：将成型框架38放到成型工装3上，成型框架38的一端抵触在定位靠山36上，成型框架38的一侧抵触在定位侧板60上，将折弯扁管放到成型框架38中，成型气缸42一段伸出，成型框架38对折弯扁管初步定形；

S5：在等待装配工位上装有翅片的成组翅片接收组件8进入到装配工位前，回转支承2带动装有成型框架38的成型工装3转动至装配工位，伺服电机5继续带动等待装配工位上的成组翅片接收组件8进入到装配工位，此时装配工位上，成组翅片接收组件8的成组翅片垂直对应折弯扁管的间隙。

S6：成组翅片与扁管装配，丝杠14驱动预压架19从预压通道中脱离，翅片接收通道20中的翅片依次落至折弯扁管的间隙中，直至翅片全部落入；

S7：回转支承2带动装有成型框架38转动至一侧，此时伺服电机5带动滚筒6继续转动九十度，使装配工位上的成组翅片接收组件8进入到接收等待工位，等待装配工位上的成组翅片接收组件8进入到装配工位，回转支承2带动另一个装有折弯扁管的成型框架38进入到装配工位，重复S6；

S8：S6中的成型气缸42二段伸出，将折弯扁管定型，此时翅片与扁管表面接触，通过锁紧手轮40将活动套46与活动杆47锁紧，成型框架38成固定形态，换热器芯体完成装配，将成型框架38从成型工装3上取出，放入另一个新的成型框架38，依次重复进行装配。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。