一种钎焊板式换热器的板片智能装配设备

技术领域

本发明涉及换热器装配设备技术领域，具体是涉及一种钎焊板式换热器的板片智能装配设备。

背景技术

换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

中国专利：CN201920681799.3 公开了便于连接的钎焊板式换热器，属于换热器技术领域，在前加强板上的角孔处周向向外翻出形成翻边，并在翻边上同轴固定安装客户所需尺寸的铜管，不需要另外增加高成本的接管，减少了钎焊板式换热器的组件零件与步骤，降低了加工成本和组装成本，同时解决了客户铜管与不锈钢接管的焊接困难问题，降低了生产成本；翻边与前加强板为一体制造结构，增强了翻边与前加强板之间的连接关系，省去了翻边的安装步骤。

但是目前还没有用于此专利的自动装配设备，所以需要提出一种钎焊板式换热器的板片智能装配设备，可以对换热其零件进行运送和拼接，并且辅助换热器的焊接过程，提高生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种钎焊板式换热器的板片智能装配设备，本技术方案可以对换热其零件进行运送和拼接，并且辅助换热器的焊接过程，提高生产效率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种钎焊板式换热器的板片智能装配设备，包括：

工作台，工作台的中心设置有开口，开口用于盛载换热器的底部，工作台的开口处对称设置有载料条，载料条用于支撑换热器的底部；

校正机构，设置于工作台底部的开口处，校正机构的输出端设置有校正杆，校正杆用于校正换热器的位置；

物料支撑机构，设置于工作台底部的开口处，物料支撑机构用于支撑换热器的底部；

窄侧夹紧机构和侧部夹紧机构，窄侧夹紧机构和侧部夹紧机构各有两个，两个窄侧夹紧机构对称设置于工作台开口处的两侧，两个侧部夹紧机构对称设置于工作台开口处的两侧，两个窄侧夹紧机构和两个侧部夹紧机构呈十字排列于工作台的顶部；

送料机构，设置于工作台的旁侧，送料机构用于运送换热器的零件；

工业机器人和物料夹紧机构，工业机器人设置于工作台和送料机构之间，物料夹紧机构设置于工业机器人的输出端，物料夹紧机构用于将换热器零件夹紧，工业机器人用于通过物料夹紧机构将换热器零件移至工作台的开口处。

优选的，校正机构还包括：

纵移板，校正杆设置于纵移板顶部的四角，纵移板的底部设置有第一导向杆和第一螺纹杆，第一导向杆与纵移板固定连接，第一螺纹杆与纵移板可转动连接；

支撑板，设置于工作台的底部，第一导向杆和第一螺纹杆均贯穿支撑板；

升降驱动组件，设置于支撑板上，升降驱动组件的输出端与第一螺纹杆传动连接。

优选的，升降驱动组件包括：

第一伺服电机，设置于支撑板上；

第一皮带轮，设置于第一伺服电机的输出端；

第一螺母，套设于第一螺纹杆上并与其螺纹连接，第一螺母与支撑板可转动连接，第一皮带轮和第一螺母之间通过皮带传动连接。

优选的，物料支撑机构包括：

固定板，设置于工作台底部的一侧；

第一气缸，设置于固定板上；

承载板，设置于第一气缸的输出端，承载板上对称设置有第二导向杆，第二导向杆贯穿固定板并与其滑动连接。

优选的，窄侧夹紧机构包括：

立板，设置于工作台的顶部；

弧形板，弧形板上对称设置有第二螺纹杆和第三导向杆，第二螺纹杆和第三导向杆均贯穿立板；

夹紧驱动组件，设置于工作台的顶部，夹紧驱动组件的输出端与第二螺纹杆传动连接。

优选的，夹紧驱动组件包括：

第二伺服电机，设置于工作台的顶部；

第二皮带轮，设置于第二伺服电机的输出端；

第二螺母，套设于第二螺纹杆上并与其螺纹连接，第二螺母与立板可转动连接。

优选的，侧部夹紧机构包括：

背板，设置于工作台的顶部；

第二气缸，设置于背板的一侧；

推板，设置于第二气缸的输出端，推板上对称设置有限位杆，限位杆贯穿背板并与其滑动连接。

优选的，送料机构包括：

支撑架；

主动轮和从动轮，主动轮和从动轮分别设置于支撑架的两端，并且主动轮和从动轮均与支撑架可转动连接，主动轮和从动轮之间通过同步带传动连接；

第三伺服电机，设置于支撑架上，第三伺服电机的输出端与主动轮的受力端连接。

优选的，物料夹紧机构包括：

夹爪架，设置于工业机器人的工作端；

第一夹紧组件和第二夹紧组件，第一夹紧组件和第二夹紧组件对称设置于夹爪架的两侧，第一夹紧组件和第二夹紧组件用于将换热器零件夹持；

双轴双杆气缸，双轴双杆气缸有两个，两个双轴双杆气缸均设置于夹爪架上，双轴双杆气缸用于将换热器零件按压至工作台上。

优选的，第一夹紧组件和第二夹紧组件的结构一致，第一夹紧组件包括：

第三气缸，第三气缸的固定端与夹爪架的一侧铰接

弯爪杆，设置于夹爪架的一侧并与其铰接，第三气缸的输出端与弯爪杆的受力端铰接；

夹板，设置于弯爪杆的输出端。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：换热器包括有前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，并且前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板上均设置有角孔，前加强板的角孔翻边，并且铜管焊接与翻边处，最后再将不锈钢管通过铜管贯穿前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，通过焊接将不锈钢管的两端分别与铜管和后加强板的进行焊接，首先将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板按顺序放置于送料机构的输出端，然后送料机构开始对换热器的零件进行运送，工业机器人开始工作，工业机器人的输出端驱动物料夹紧机构到达送料机构的出料端，物料夹紧机构将换热器的零件夹紧，通过工业机器人和物料夹紧机构的配合依次将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板套设于校正机构的校正杆上，并且各个零件的角孔也共轴线，换热器的底部的两侧通过载料条支撑，两个窄侧夹紧机构和两个侧部夹紧机构同时开始工作，两个窄侧夹紧机构和两个侧部夹紧机构的输出端分别将换热器零件的四面同时夹紧，工作人员将铜管焊接于前加强板的翻边处，然后校正机构开始工作，校正机构的输出端带动校正杆下降使其脱离换热器零件，然后物料支撑机构开始工作，物料支撑机构的输出端移至后加强板的底部，通过物料支撑机构的输出端堵住后加强板的角孔处，工作人员将不锈钢管通过铜管贯穿前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，工作人员通过焊接将不锈钢管的一端与铜管连接，然后物料支撑机构的输出端离开换热器的底部，工作人员再将不锈钢管的另一端与后加强板焊接，最后两个窄侧夹紧机构和两个侧部夹紧机构的输出端松开对换热器的固定，工作人员将换热器取出；

1、通过校正机构的设置，可以将对换热器零件的各个角孔进行对正；

2、通过本设备的设置，可以对换热其零件进行运送和拼接，并且辅助换热器的焊接过程，提高生产效率。

附图说明

图1为换热器的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的立体结构示意图；

图4为本发明的工作台的立体结构示意图；

图5为本发明的工作台和校正机构的主视图；

图6为本发明的工作台和校正机构的侧视图；

图7为本发明的工作台和物料支撑机构的立体结构示意图；

图8为本发明的工作台、窄侧夹紧机构和侧部夹紧机构的立体结构示意图；

图9为本发明的窄侧夹紧机构的立体结构示意图；

图10为本发明的侧部夹紧机构的立体结构示意图；

图11为本发明的送料机构的立体结构示意图；

图12为本发明的物料夹紧机构的主视图；

图13为本发明的物料夹紧机构的立体结构示意图。

图中标号为：

1-工作台；1a-载料条；

2-校正机构；2a-校正杆；2b-纵移板；2b1-第一导向杆；2b2-第一螺纹杆；2c-支撑板；2d-升降驱动组件；2d1-第一伺服电机；2d2-第一皮带轮；2d3-第一螺母；

3-物料支撑机构；3a-固定板；3b-第一气缸；3c-承载板；3c1-第二导向杆；

4-窄侧夹紧机构；4a-立板；4b-弧形板；4b1-第二螺纹杆；4b2-第三导向杆；4c-夹紧驱动组件；4c1-第二伺服电机；4c2-第二皮带轮；4c3-第二螺母；

5-侧部夹紧机构；5a-背板；5b-第二气缸；5c-推板；5c1-限位杆；

6-送料机构；6a-支撑架；6b-主动轮；6c-从动轮；6d-第三伺服电机；

7-工业机器人；

8-物料夹紧机构；8a-夹爪架；8b-第一夹紧组件；8b1-第三气缸；8b2-弯爪杆；8b3-夹板；8c-第二夹紧组件；8d-双轴双杆气缸；

9-换热器；9a-前加强板；9a1-翻边；9b-前端板；9c-板片；9d-后端板；9e-后加强板；9f-铜管。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1至图5所示，一种钎焊板式换热器的板片智能装配设备，包括：

工作台1，工作台1的中心设置有开口，开口用于盛载换热器的底部，工作台1的开口处对称设置有载料条1a，载料条1a用于支撑换热器的底部；

校正机构2，设置于工作台1底部的开口处，校正机构2的输出端设置有校正杆2a，校正杆2a用于校正换热器的位置；

物料支撑机构3，设置于工作台1底部的开口处，物料支撑机构3用于支撑换热器的底部；

窄侧夹紧机构4和侧部夹紧机构5，窄侧夹紧机构4和侧部夹紧机构5各有两个，两个窄侧夹紧机构4对称设置于工作台1开口处的两侧，两个侧部夹紧机构5对称设置于工作台1开口处的两侧，两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5呈十字排列于工作台1的顶部；

送料机构6，设置于工作台1的旁侧，送料机构6用于运送换热器的零件；

工业机器人7和物料夹紧机构8，工业机器人7设置于工作台1和送料机构6之间，物料夹紧机构8设置于工业机器人7的输出端，物料夹紧机构8用于将换热器零件夹紧，工业机器人7用于通过物料夹紧机构8将换热器零件移至工作台1的开口处；

换热器包括有前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，并且前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板上均设置有角孔，前加强板的角孔翻边，并且铜管焊接与翻边处，最后再将不锈钢管通过铜管贯穿前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，通过焊接将不锈钢管的两端分别与铜管和后加强板的进行焊接，首先将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板按顺序放置于送料机构6的输出端，然后送料机构6开始对换热器的零件进行运送，工业机器人7开始工作，工业机器人7的输出端驱动物料夹紧机构8到达送料机构6的出料端，物料夹紧机构8将换热器的零件夹紧，通过工业机器人7和物料夹紧机构8的配合依次将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板套设于校正机构2的校正杆2a上，并且各个零件的角孔也共轴线，换热器的底部的两侧通过载料条1a支撑，两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5同时开始工作，两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5的输出端分别将换热器零件的四面同时夹紧，工作人员将铜管焊接于前加强板的翻边处，然后校正机构2开始工作，校正机构2的输出端带动校正杆2a下降使其脱离换热器零件，然后物料支撑机构3开始工作，物料支撑机构3的输出端移至后加强板的底部，通过物料支撑机构3的输出端堵住后加强板的角孔处，工作人员将不锈钢管通过铜管贯穿前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，工作人员通过焊接将不锈钢管的一端与铜管连接，然后物料支撑机构3的输出端离开换热器的底部，工作人员再将不锈钢管的另一端与后加强板焊接，最后两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5的输出端松开对换热器的固定，工作人员将换热器取出。

如图5所示校正机构2还包括：

纵移板2b，校正杆2a设置于纵移板2b顶部的四角，纵移板2b的底部设置有第一导向杆2b1和第一螺纹杆2b2，第一导向杆2b1与纵移板2b固定连接，第一螺纹杆2b2与纵移板2b可转动连接；

支撑板2c，设置于工作台1的底部，第一导向杆2b1和第一螺纹杆2b2均贯穿支撑板2c；

升降驱动组件2d，设置于支撑板2c上，升降驱动组件2d的输出端与第一螺纹杆2b2传动连接；

校正杆2a用于贯穿换热器零件的角孔，通过四个校正杆2a贯穿换热器零件的角孔以确定换热器的位置，升降驱动组件2d开始工作，升降驱动组件2d的输出端驱动第一螺纹杆2b2转动，第一螺纹杆2b2带动纵移板2b进行下降，纵移板2b带动校正杆2a从换热器零件的角孔内脱离，第一导向杆2b1用于对纵移板2b的移动方向进行引导，支撑板2c用于支撑固定。

如图6所示升降驱动组件2d包括：

第一伺服电机2d1，设置于支撑板2c上；

第一皮带轮2d2，设置于第一伺服电机2d1的输出端；

第一螺母2d3，套设于第一螺纹杆2b2上并与其螺纹连接，第一螺母2d3与支撑板2c可转动连接，第一皮带轮2d2和第一螺母2d3之间通过皮带传动连接；

升降驱动组件2d开始工作，第一伺服电机2d1的输出端带动第一皮带轮2d2转动，第一皮带轮2d2通过皮带带动第一螺母2d3转动，第一螺母2d3通过第一螺纹杆2b2带动纵移板2b进行下降。

如图7所示物料支撑机构3包括：

固定板3a，设置于工作台1底部的一侧；

第一气缸3b，设置于固定板3a上；

承载板3c，设置于第一气缸3b的输出端，承载板3c上对称设置有第二导向杆3c1，第二导向杆3c1贯穿固定板3a并与其滑动连接；

物料支撑机构3开始工作，第一气缸3b的输出端推动承载板3c，直至承载板3c移动至工作台1开口处的底部，通过承载板3c支撑不锈钢管的底部，固定板3a用于固定支撑，第二导向杆3c1用于限制承载板3c的移动方向。

如图8所示窄侧夹紧机构4包括：

立板4a，设置于工作台1的顶部；

弧形板4b，弧形板4b上对称设置有第二螺纹杆4b1和第三导向杆4b2，第二螺纹杆4b1和第三导向杆4b2均贯穿立板4a；

夹紧驱动组件4c，设置于工作台1的顶部，夹紧驱动组件4c的输出端与第二螺纹杆4b1传动连接；

窄侧夹紧机构4开始工作，夹紧驱动组件4c的输出端通过第二螺纹杆4b1驱动弧形板4b靠近换热器的窄侧，通过两个弧形板4b将换热器的两侧夹紧，立板4a用于固定支撑，第三导向杆4b2用于对弧形板4b的移动方向进行引导。

如图9所示夹紧驱动组件4c包括：

第二伺服电机4c1，设置于工作台1的顶部；

第二皮带轮4c2，设置于第二伺服电机4c1的输出端；

第二螺母4c3，套设于第二螺纹杆4b1上并与其螺纹连接，第二螺母4c3与立板4a可转动连接；

夹紧驱动组件4c开始工作，第二伺服电机4c1的输出端带动第二皮带轮4c2转动，第二皮带轮4c2通过皮带带动第二螺母4c3转动，第二螺母4c3通过第二螺纹杆4b1驱动弧形板4b靠近换热器的窄侧。

如图10所示侧部夹紧机构5包括：

背板5a，设置于工作台1的顶部；

第二气缸5b，设置于背板5a的一侧；

推板5c，设置于第二气缸5b的输出端，推板5c上对称设置有限位杆5c1，限位杆5c1贯穿背板5a并与其滑动连接；

侧部夹紧机构5开始工作，第二气缸5b的输出端带动推板5c靠近换热器零件的长边，通过两个推板5c将换热器长边两侧同时夹紧，背板5a用于固定支撑，限位杆5c1用于对推板5c的移动方向进行引导。

如图11所示送料机构6包括：

支撑架6a；

主动轮6b和从动轮6c，主动轮6b和从动轮6c分别设置于支撑架6a的两端，并且主动轮6b和从动轮6c均与支撑架6a可转动连接，主动轮6b和从动轮6c之间通过同步带传动连接；

第三伺服电机6d，设置于支撑架6a上，第三伺服电机6d的输出端与主动轮6b的受力端连接；

工作人员将换热器零件放置于同步带上，第三伺服电机6d开始工作，第三伺服电机6d的输出端带动主动轮6b转动，主动轮6b通过同步带带动换热器零件进行运送，支撑架6a用于固定支撑，从动轮6c用于支撑同步带和配合转动。

如图12所示物料夹紧机构8包括：

夹爪架8a，设置于工业机器人7的工作端；

第一夹紧组件8b和第二夹紧组件8c，第一夹紧组件8b和第二夹紧组件8c对称设置于夹爪架8a的两侧，第一夹紧组件8b和第二夹紧组件8c用于将换热器零件夹持；

双轴双杆气缸8d，双轴双杆气缸8d有两个，两个双轴双杆气缸8d均设置于夹爪架8a上，双轴双杆气缸8d用于将换热器零件按压至工作台1上；

物料夹紧机构8开始工作，第一夹紧组件8b和第二夹紧组件8c同时开始工作并将换热器零件进行夹紧，当工业机器人7带动夹爪架8a移动至工作台1的放置点时，第一夹紧组件8b和第一夹紧组件8b同时松开换热器零件，与此同时两个双轴双杆气缸8d的输出端同时将换热器零件按压至工作台1的放置点上。

如图13所示第一夹紧组件8b和第二夹紧组件8c的结构一致，第一夹紧组件8b包括：

第三气缸8b1，第三气缸8b1的固定端与夹爪架8a的一侧铰接

弯爪杆8b2，设置于夹爪架8a的一侧并与其铰接，第三气缸8b1的输出端与弯爪杆8b2的受力端铰接；

夹板8b3，设置于弯爪杆8b2的输出端；

第一夹紧组件8b和第二夹紧组件8c同时开始工作，两个第三气缸8b1的输出端同时推动弯爪杆8b2，两个弯爪杆8b2的输出端同时翻转，通过两个互相靠近的夹板8b3将换热器零件夹紧。

本发明的工作原理：换热器包括有前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，并且前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板上均设置有角孔，前加强板的角孔翻边，并且铜管焊接与翻边处，最后再将不锈钢管通过铜管贯穿前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，通过焊接将不锈钢管的两端分别与铜管和后加强板的进行焊接，首先将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板按顺序放置于同步带上，第三伺服电机6d开始工作，第三伺服电机6d的输出端带动主动轮6b转动，主动轮6b通过同步带带动换热器零件进行运送，工业机器人7开始工作，工业机器人7的输出端驱动物料夹紧机构8到达送料机构6的出料端，第一夹紧组件8b和第二夹紧组件8c同时开始工作，两个第三气缸8b1的输出端同时推动弯爪杆8b2，两个弯爪杆8b2的输出端同时翻转，通过两个互相靠近的夹板8b3将换热器零件夹紧，当工业机器人7带动夹爪架8a移动至工作台1的放置点时，第一夹紧组件8b和第一夹紧组件8b同时松开换热器零件，与此同时两个双轴双杆气缸8d的输出端同时将换热器零件按压至工作台1的放置点上，通过工业机器人7和物料夹紧机构8的配合依次将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板套设于校正机构2的校正杆2a上，并且各个零件的角孔也共轴线，换热器的底部的两侧通过载料条1a支撑，两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5同时开始工作，夹紧驱动组件4c开始工作，第二伺服电机4c1的输出端带动第二皮带轮4c2转动，第二皮带轮4c2通过皮带带动第二螺母4c3转动，第二螺母4c3通过第二螺纹杆4b1驱动弧形板4b靠近换热器的窄侧，通过两个弧形板4b将换热器的两侧夹紧，侧部夹紧机构5开始工作，第二气缸5b的输出端带动推板5c靠近换热器零件的长边，通过两个推板5c将换热器长边两侧同时夹紧，换热器零件的四面同时被夹紧，工作人员将铜管焊接于前加强板的翻边处，然后校正机构2开始工作，升降驱动组件2d开始工作，第一伺服电机2d1的输出端带动第一皮带轮2d2转动，第一皮带轮2d2通过皮带带动第一螺母2d3转动，第一螺母2d3通过第一螺纹杆2b2带动纵移板2b进行下降，纵移板2b带动校正杆2a从换热器零件的角孔内脱离，然后物料支撑机构3开始工作，物料支撑机构3开始工作，第一气缸3b的输出端推动承载板3c，直至承载板3c移动至工作台1开口处的底部，通过承载板3c支撑不锈钢管的底部，通过承载板3c的堵住后加强板底部的角孔处，工作人员将不锈钢管通过铜管贯穿前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，工作人员通过焊接将不锈钢管的一端与铜管连接，然后物料支撑机构3的输出端离开换热器的底部，工作人员再将不锈钢管的另一端与后加强板焊接，最后两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5的输出端松开对换热器的固定，工作人员将换热器取出。

本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、首先将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板按顺序放置于送料机构6的输出端，然后送料机构6开始对换热器的零件进行运送；

步骤二、工业机器人7开始工作，工业机器人7的输出端驱动物料夹紧机构8到达送料机构6的出料端，物料夹紧机构8将换热器的零件夹紧，通过工业机器人7和物料夹紧机构8的配合依次将后加强板、后端板、板片、前端板和前加强板套设于校正机构2的校正杆2a上，并且各个零件的角孔也共轴线，换热器的底部的两侧通过载料条1a支撑；

步骤三、两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5同时开始工作，两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5的输出端分别将换热器零件的四面同时夹紧；

步骤四、工作人员将铜管焊接于前加强板的翻边处；

步骤五、校正机构2开始工作，校正机构2的输出端带动校正杆2a下降使其脱离换热器零件；

步骤六、物料支撑机构3开始工作，物料支撑机构3的输出端移至后加强板的底部，通过物料支撑机构3的输出端堵住后加强板的角孔处；

步骤七、工作人员将不锈钢管通过铜管贯穿前加强板、前端板、板片、后端板和后加强板，工作人员通过焊接将不锈钢管的一端与铜管连接；

步骤八、物料支撑机构3的输出端离开换热器的底部，工作人员再将不锈钢管的另一端与后加强板焊接；

步骤九、最后两个窄侧夹紧机构4和两个侧部夹紧机构5的输出端松开对换热器的固定，工作人员将换热器取出。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。