薄壁短U彎管自動套焊環裝置的製作方法

2023-06-02 01:27:47 1

本實用新型涉及自動化設備技術領域，尤其涉及一種薄壁短U彎管自動套焊環裝置。

背景技術：

目前像空調、冰箱、換熱器等熱交換設備的換熱管道，是由長U彎管和短U彎管焊接固定而成的，如圖12、圖13所示，其焊接固定所需的焊料一般套接在短U彎管的直管段處，稱為焊環，焊環的套接位置要求準確，不能偏斜，否則將會影響管道焊接質量，導致熱交換設備可靠性下降。

現有短U彎管套焊環基本採用手工或半自動作業方式，在實際生產過程中中存在勞動強度，效率低，套接準確度差等問題。為了解決該問題，國內有些企業雖然採用自動上料+導向槽落料進而通過套環杆組件進行定位套環，但其中導向槽設計採用連續式落料，且套環杆組件對應的出料口採用無擋板設計，在實際套焊環工作中，掉焊環現象普遍存在；同時由於焊環在出料口的位置容易出現偏斜，造成焊環的在薄壁短U彎管的套接位置偏斜，影響管道焊接質量。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是克服上述背景技術的不足，提供一種薄壁短U彎管自動套焊環裝置，應能解決掉焊環及焊環套接位置偏斜等現象，提高生產效率，降低勞動強度，而且具有自動化程度高、套環精確度高的特點。

本實用新型採用的技術方案是：一種薄壁短U彎管自動套焊環裝置，其特徵在於，所述自動套焊環裝置包括：

一焊環上料單元，該單元具有至少一個上料裝置，上料裝置的出料口水平布置，焊環有序排列後從出料口水平送出；

一焊環導向單元，該單元具有一個導向裝置，導向裝置的正面制有至少兩條導向槽，各導向槽的頂端通過橫槽與所述出料口連接，橫槽處安裝有推焊環機構，將焊環從橫槽推入導向槽，各導向槽底端制有焊環的出口，該出口處開設有貫通至導向裝置背面的通孔，導向裝置的正面設有防止出口內的焊環掉落的擋板機構；

一套焊環單元，該單元設置在導向裝置的背面，具有至少兩個推桿、驅動推桿的推桿氣缸組件以及帶動推桿、推桿氣缸組件的整體驅動機構，兩個推桿組件的推桿沿著所述通孔從導向裝置的背面插入到焊環的出口，並將出口的焊環套設到短U彎管兩端的直管段。

作為優選，所述上料裝置為振動盤。

作為優選，所述導向裝置包括固定架、導向板以及蓋板；導向板通過固定架豎直固定在機架上，導向板的頂部開設有所述橫槽，橫槽正面的槽壁開設有至少兩條推料槽，推料槽延伸到導向板的正面；導向板的正面開設有至少兩條所述導向槽，所述蓋板固定在導向板的正面並開設有與導向槽對應的觀察調整槽。

作為優選，所述推焊環機構包括分別位於橫槽正面和背面的兩個推爪，每個推爪各具有至少兩個手指且手指與所述推料槽一一對應，兩個推爪的手指相對布置且之間的距離與焊環的直徑相適應；兩個推爪之間通過連接塊固定連接從而同步運動，固定架上安裝有一推爪氣缸，推爪氣缸的頂杆與其中一個推爪連接，從而驅動推爪沿推料槽前後水平滑移，滑移方向與橫槽垂直。

作為優選，所述擋板機構包括擋板氣缸、固定槽板以及擋板；擋板氣缸豎直固定在機架上；固定槽板固定在導向裝置的正面，導向板以及固定槽板上均開設有與焊環的出口對應的通孔，固定槽板的背面豎直開設有限位導槽，擋板通過限位導槽插入到固定槽板與導向板之間，擋板的底部通過連杆與擋板氣缸的頂杆連接；所述擋板上開設有與焊環直徑相適應的大通孔以及與位於大通孔頂部的小通孔，還開設有與導向槽對應的觀察調整槽，大通孔直徑大於焊環外徑，小通孔直徑小於焊環外徑。

作為優選，所述整體驅動機構包括電機、絲杆螺母副、導軌滑塊副以及滑動座；滑動座通過導軌滑塊副安裝在機架上，電機通過絲杆螺母副驅動滑動座滑動，滑動方向與導向裝置的通孔平行。

作為優選，所述推桿包括外套管、推環芯杆以及彈簧；外套管的後端固定在所述滑動座上，外套管的前端水平懸伸並從導向裝置的背面插入其通孔內；推環芯杆可滑動地插入到外套管內，推環芯杆前段與外套管以及焊環的內孔相適應，推環芯杆的最前端制有一個圓柱狀的插頭，插頭與短U彎管的內孔相適應，且插頭的外徑小於推環芯杆前段的外徑；推環芯杆後段的外徑小於前段，所述彈簧套設在推環芯杆後段，彈簧的一端抵靠在推環芯杆前段的後端面，另一端抵靠在外套管的後端。

作為優選，所述推桿氣缸組件包括推桿氣缸以及滑動定位塊，所述滑動定位塊通過至少兩條滑杆可滑動地定位在滑動座的背面，滑杆與推桿平行布置，推桿氣缸固定在滑動定位塊的背面，滑動定位塊上開設有與推桿氣缸的頂杆對應的開口，推桿氣缸的頂杆可從開口內穿過並頂壓到滑動座的背面；推環芯杆的後端穿過滑動座後與滑動定位塊連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型採用焊環上料單元有序上料、焊環導向單元導向落料、套焊環單元進行定位套環的設計，通過推焊環機構實現焊環間歇式落料，保證出料口的焊環無其他焊環擠壓現象，焊環位置精確；通過擋板的大通孔與小通孔相交的組合設計，實現套焊環動作沒發生時，外套管與擋板的小通孔中心對應，由於小通孔直徑小於焊環外徑，且焊環可以被推料芯杆定位，因此焊環不會出現掉料的情況，當需套焊環時，擋板動作，外套管與擋板的大通孔中心對應，此時外套管可以推動焊環無阻礙套入短U彎管的直管段進行定點套環；本實用新型可實現精確自動套焊環，解決了掉料及焊環套接位置偏斜等現象，具有自動化程度高、套環精確度高等特點。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體結構示意圖。

圖2是焊環導向單元的立體結構示意圖。

圖3是導向板的立體結構示意圖。

圖4是擋板的結構示意圖。

圖5是頂板的立體結構示意圖。

圖6是推爪的立體結構示意圖。

圖7是套焊環單元的立體結構示意圖。

圖8是推桿及推桿氣缸組件的立體結構示意圖。

圖9是省略焊環上料單元後本實用新型的立體結構示意圖。

圖10是推桿的剖視結構示意圖。

圖11.1到圖11.6是本實用新型的工作原理示意圖。

圖12是短U彎管的放大結構示意圖。

圖13是套焊環後短U彎管的放大結構示意圖。

具體實施方式

下面對本實用新型作進一步說明，但本實用新型並不局限於以下實施例。

如圖1所示，本實用新型所述的一種薄壁短U彎管自動套焊環裝置，所述自動套焊環裝置包括：

一焊環上料單元1，該單元具有至少一個上料裝置，上料裝置的出料口水平布置，焊環4有序排列後從出料口水平送出；

一焊環導向單元2，該單元具有一個導向裝置，導向裝置的正面制有至少兩條導向槽234(圖中有4條導向槽，可以為兩個薄壁短U彎管進行套焊環)，各導向槽的頂端通過橫槽231與所述出料口連接，橫槽處安裝有推焊環機構，將焊環從橫槽推入導向槽，各導向槽底端制有焊環的出口235，該出口處開設有貫通至導向裝置背面的通孔，導向裝置的正面設有防止出口內的焊環掉落的擋板機構；

一套焊環單元3，該單元設置在導向裝置的背面，具有至少兩個推桿31(圖中有4個推桿)、驅動推桿的推桿氣缸組件以及帶動推桿、推桿氣缸組件的整體驅動機構，兩個推桿組件的推桿沿著所述通孔從導向裝置的背面插入到焊環的出口，並將出口的焊環套設到短U彎管4.1兩端的直管段4.1.1。

所述上料裝置一般是振動盤。如圖2所示，所述導向裝置包括固定架3-1、導向板23以及蓋板27。導向板23通過固定架豎直固定在機架上，如圖3所示，導向板的頂部開設有所述橫槽231，橫槽正面的槽壁開設有至少兩條推料槽232，推料槽延伸到導向板的正面。導向板的正面開設有至少兩條所述導向槽，導向槽的頂部與推料槽連接且連接處制有利於焊環推入的斜口233。所述蓋板固定在導向板的正面並開設有與導向槽對應的觀察調整槽28。另外，所述導向板的頂部固定有頂板30，如圖5所示，該頂板30上也開設有與所述橫槽231以及推料槽232對應的觀察調整槽28。觀察調整槽用於觀察焊環的情況，當焊環出現卡住或堆疊等故障時，可以通過該槽人工進行調整。

如圖2、圖6所示，所述推焊環機構包括分別位於橫槽正面和背面的兩個推爪22，每個推爪各具有至少兩個手指22.1且手指與所述推料槽一一對應，兩個推爪的手指相對布置且之間的距離與焊環的直徑相適應。兩個推爪之間通過連接塊29固定連接從而同步運動，固定架上安裝有一推爪氣缸21，推爪氣缸的頂杆與其中一個推爪連接，從而驅動推爪沿推料槽232的頂部前後水平滑移，滑移方向與橫槽垂直。

如圖2、圖4所示，所述擋板機構包括擋板氣缸25、導向杆25.1、固定槽板24以及擋板26。擋板氣缸豎直固定在機架上，擋板氣缸的側面豎直設有導向杆。固定槽板固定在導向裝置的正面，導向板以及固定槽板上均開設有與焊環的出口235對應的通孔，固定槽板的背面豎直開設有限位導槽，擋板通過限位導槽插入到固定槽板與導向板之間，擋板的底部通過連杆與擋板氣缸25的頂杆連接，連杆開設有與所述導向杆配合的導向孔。所述擋板上開設有與焊環直徑相適應的大通孔242以及與位於大通孔頂部的小通孔241，還開設有與導向槽對應的觀察調整槽，大通孔直徑大於焊環外徑，小通孔直徑小於焊環外徑。因此，當小通孔對準焊環時，焊環無法掉落，當大通孔對準焊環時，焊可以從大通孔中被推出。

如圖7、圖8、圖9所示，所述整體驅動機構包括電機32、絲杆螺母副314、導軌滑塊副316以及滑動座315；滑動座通過導軌滑塊副安裝在機架上，電機通過絲杆螺母副驅動滑動座沿導軌滑動副往復滑動，滑動方向與導向裝置的通孔平行。

如圖10所示，所述推桿包括外套管312、推環芯杆311以及彈簧318。外套管的後端固定在所述滑動座上，外套管的前端水平懸伸並從導向裝置的背面插入其通孔內，外套管的外徑大於焊環4的內徑。推環芯杆可滑動地插入到外套管內，推環芯杆前段與外套管以及焊環的內孔相適應，推環芯杆的最前端制有一個圓柱狀的插頭311.1(前端為球面或錐面以方便導向)，插頭與短U彎管的內孔相適應，且插頭的外徑小於推環芯杆前段的外徑。推環芯杆後段的外徑小於前段，所述彈簧套設在推環芯杆後段，彈簧的一端抵靠在推環芯杆前段的後端面，另一端抵靠在外套管後端固定的頂緊套312.1上。

如圖9所示，所述推桿氣缸組件包括推桿氣缸313以及滑動定位塊317。所述滑動定位塊317通過至少兩條滑杆319可滑動地定位在滑動座315的背面，滑杆與推桿平行布置，推桿氣缸313固定在滑動定位塊的背面，滑動定位塊317上開設有與推桿氣缸的頂杆313.1對應的開口。推環芯杆311的後端穿過滑動座315後與滑動定位塊317連接。推桿氣缸的頂杆313.1可從開口內穿過並頂壓到滑動座315的背面，從而使滑動定位塊317相對於滑動座315向後滑動，拉動推環芯杆311相對外套管向後運動。

本實用新型的工作原理是：

1)如圖11.1所示，初始狀態下，外套管312位於焊環的出口後側；推桿氣缸313的頂杆313.1向前伸出，一直頂到滑動座315的背面，使滑動定位塊317相對於滑動座315向後滑動，拉動推環芯杆311相對外套管向後運動，縮進到外套管312內；擋板氣缸25的頂杆處於向下伸出的狀態，擋板處於最下端，小通孔241對準焊環的出口235；

2)啟動焊環上料單元1的振動盤，使得焊環依次單層排列，並從振動盤的出口逐個進入到橫槽231內，焊環沿著橫槽231運動，然後推爪氣缸21啟動，使推爪22的手指22.1沿著推料槽232將焊環4推送至斜口233內，斜口233的焊環在重力作用下沿著導向槽234掉落到底部的焊環4的出口235；兩個相對的手指之間只能進入一個焊環，每個周期內，推爪氣缸通過推爪推一個焊環進入導向槽內；

3)如圖11.2所示，焊環4掉落到出口235後，推桿氣缸313的頂杆回縮，在彈簧318的作用下，推環芯杆311以及滑動定位塊317向前滑動直到滑動定位塊317抵靠到滑動座的背面(此時外套管312不動)，推環芯杆311前端的插頭311.1穿過焊環，並將焊環套到推環芯杆311上，確保焊環不會掉落；

4)如圖11.3所示，完成步驟3)後，擋板機構工作，擋板氣缸的頂杆回縮，擋板24沿著垂直方向向上滑動，直至外套管312以及焊環與擋板24的大通孔242中心對應；然後整體驅動機構工作，通過滑動座315驅動外套管312以及推環芯杆311向前滑動，此時推環芯杆311的插頭311.1插入到短U彎管4.1的直管段4.1.1內，推環芯杆311受阻不再繼續前進；此過程中，短U彎管4.1的圓弧段4.1.2被其它機構夾持固定；

5)如圖11.4所示，整體驅動機構繼續工作，外套管312隨著滑動座315繼續前進，推環芯杆311壓縮彈簧318並回縮到外套管312內，短U彎管的直管段4.1.1插入到外套管312中，推環芯杆311上的焊環4被套入到短U彎管4.1的直管段4.1.1上；在此過程中，滑動定位塊317被推環芯杆311向後推離滑動座315的背面；

6)如圖11.5以及圖11.6所示，推桿氣缸313的頂杆伸出並頂壓到滑動座315的背面，同時，整體驅動機構反向工作，驅動滑動座315帶動推桿以及推桿氣缸313向後運動，直到復位；然後擋板氣缸25帶動擋板24向下復位，推爪氣缸21帶動推爪22復位，等待下一組待套環的短U彎管及焊環到位。

最後，需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用新型不限於以上實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護範圍。