[发明专利]一种换热器穿管设备控制系统及方法

权利要求书

1.一种换热器穿管设备控制系统，其特征在于：

所述穿管设备包括由两个相互平行的机座和一个主梁共同构成的龙门式结构，所述主梁上设有托架，所述穿管设备还包括机座移动机构、主梁升降机构、托架平移机构、导向机构和机械手上料机构；

所述机座移动机构驱动所述机座沿第一方向移动，所述第一方向为水平方向；所述主梁升降机构驱动所述主梁沿第三方向移动，所述第三方向为竖直方向；所述托架平移机构驱动所述托架在所述主梁上沿第二方向移动，所述第二方向垂直于第一方向且与第一方向在同一水平面；所述机械手上料机构设置于所述主梁上，所述主梁上还设有存放换热管的料槽；所述导向机构设置于所述托架上，所述导向机构上设有若干由滚轮组件围成的穿管导向通道，所述滚轮组件包括主动滚轮组，所述主动滚轮组由电机驱动；

所述控制系统包括龙门行走模块、主梁升降模块、托架平移模块、主动滚轮模块、机械手上料模块和工作站PLC；

所述龙门行走模块控制所述机座移动机构的运动，所述主梁升降模块控制所述主梁升降机构的运动，所述托架平移模块控制所述托架平移机构的运动，所述主动滚轮模块控制所述主动滚轮组电机的启停；所述机械手上料模块控制所述机械手上料机构用于换热管的取料和上料；所述工作站PLC用于信息存储、采集，执行软件中的逻辑运算、顺序控制指令，控制各模块实现系统指定的工艺动作；所述穿管设备还包括压齐机构，所述压齐机构设置于所述导向机构上，所述控制系统还包括压齐模块，所述压齐模块控制所述压齐机构压板的伸出和缩回。

2.根据权利要求1所述一种换热器穿管设备控制系统，其特征在于：所述托架上设有两个感应式限位开关分别布置在所述托架的第一位置和第二位置上；将第一方向定义为列，所述第一位置和第二位置的设定与换热器上相邻列的管板孔在第二方向上的位置对应；所述托架平移模块采用所述感应式限位开关实现所述托架在这两个位置上的位置反馈。

3.根据权利要求1所述一种换热器穿管设备控制系统，其特征在于：所述主动滚轮模块采用感应开关对换热管的位置进行信号反馈，配合PLC完成相应的工艺动作。

4.根据权利要求1所述一种换热器穿管设备控制系统，其特征在于：所述工作站PLC采用PLC作为主要控制载体、操作屏作为人机互动载体，实现对各模块的顺序控制，并在需要的时候进行人工干预。

5.一种换热器穿管设备控制方法，其特征在于：应用于权利要求1-4任意一项的所述控制系统，按照一定的工艺流程，使用PLC对各模块进行顺序控制，各模块分别对穿管设备的各动作机构进行控制，完成换热器穿管工艺。

6.根据权利要求5所述一种换热器穿管设备控制方法，其特征在于：所述方法包括：

步骤1：所述工作站PLC根据换热器数据和环境数据进行运算，得出所述穿管设备上主梁最合理的第三方向高度数据和机座最合理的第一方向坐标数据，将所述数据分别传递给所述主梁升降模块和龙门行走模块，使所述主梁和机座达到这一高度和坐标；

步骤2：所述工作站PLC切换至人工操作模式，调整所述托架平移机构到第一位置并锁定所述托架平移机构，调整所述机座移动机构到相应的位置确定在第一方向上相邻的两个管板孔的位置坐标，并由所述工作站PLC将确定的两个所述位置坐标记录为第一坐标和第二坐标；

步骤3：所述工作站PLC切换至自动模式，所述龙门行走模块控制所述机座移动机构动作，使所述穿管设备回到所述第一坐标；

步骤4：所述工作站PLC将信号传递给所述主梁升降模块、龙门行走模块、主动滚轮模块、机械手上料模块和托架平移模块，所述主梁升降模块控制所述主梁升降机构锁定，所述龙门行走模块控制所述机座移动机构使所述机座在第一坐标和第二坐标之间按照设定轨迹移动，所述主动滚轮模块控制所述主动滚轮组电机的启停，所述主动滚轮模块上的感应开关对换热管的位置反馈，所述机械手上料模块控制所述机械手上料机构按照设定的偏移量进行换热管取料和上料动作，所述托架平移模块控制所述托架平移机构使所述托架在第一位置和第二位置之间按照设定轨迹移动，从而完成换热器所有孔位的穿管。