[发明专利]一种翅片总成长U型管自动插管系统及其使用方法

摘要

本发明公开了一种翅片总成长U型管自动插管系统及其使用方法，本系统的支撑框架(1)设置为上、中、下三层结构，包括翅片总成随行工装转位工作单元(2)、翅片总成抓取码放单元(3)、翅片总成随行工装单元(4)、U型管随行工装转位工作单元(5)、U型管抓取单元(6)、U型管随行工装单元(7)、插管单元(8)和支撑钢板抓取码放单元(9)。本系统的各单元设置在不同层，各单元可以同时工作，生产效率较高；翅片总成随行工装(42)和U型管随行工装(72)可根据工作需要移动位置，合理设置翅片总成随行工装旋转工作台和U型管随行工装旋转工作台的回转时机可避免插管单元的停工待料状态、实现高效插管，适用于数字化两器工厂。

主权项

1.一种翅片总成长U型管自动插管系统，其特征在于，本翅片总成长U型管自动插管系统设置为上、中、下三层结构，包括支撑框架(1)、翅片总成随行工装转位工作单元(2)、翅片总成抓取码放单元(3)、翅片总成随行工装单元(4)、U型管随行工装转位工作单元(5)、U型管抓取单元(6)、U型管随行工装单元(7)、插管单元(8)、支撑钢板抓取码放单元(9)和电控单元；所述的翅片总成随行工装转位工作单元(2)设置在支撑框架(1)中部的中层，包括翅片总成随行工装旋转工作台(21)和翅片总成随行工装转位旋转驱动装置；翅片总成随行工装旋转工作台(21)通过翅片总成随行工装转位旋转驱动装置安装在支撑框架(1)上，包括竖直设置的翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)，翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)的左右两侧均设有面向外侧的翅片总成随行工装夹紧装置，翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)的内侧面上均设有竖直设置的、探出至旋转工作面外上部的定位针伸缩装置(213)，定位针伸缩装置(213)包括定位针和定位针导向驱动机构，定位针完全伸出后其长度大于旋转工作面的高度，翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)的底部还设有向外伸出的翅片总成随行工装伸缩托底装置；翅片总成随行工装转位旋转驱动装置设置在翅片总成随行工装旋转工作台(21)底部中央位置；所述的翅片总成抓取码放单元(3)设置在支撑框架(1)中前部，包括翅片组托架(31)、翅片总成托架(32)、翅片组抓取码放机械手(33)和翅片总成抓取码放机械手(34)；翅片组托架(31)设置在翅片总成随行工装转位工作单元(2)正下方，包括前后均布间隔设置并固定连接在翅片组托架(31)底架上的定位针和安装在翅片组托架(31)底部的步进驱动装置；翅片总成托架(32)设置为两件，分别设置在支撑框架(1)的下层、翅片总成随行工装转位工作单元(2)前方两侧；翅片组抓取码放机械手(33)和翅片总成抓取码放机械手(34)均设置在支撑框架(1)的中层、均包括坐标控制驱动装置和抓取控制装置，翅片组抓取码放机械手(33)设置在翅片总成随行工装转位工作单元(2)的正前方，翅片总成抓取码放机械手(34)设置在翅片总成托架(32)的上方；所述的翅片总成随行工装单元(4)设置在支撑框架(1)的中层、翅片总成随行工装转位工作单元(2)的前方，包括翅片总成随行工装道轨(41)、翅片总成随行工装(42)和翅片总成随行工装推拉装置(43)；翅片总成随行工装道轨(41)设置在支撑框架(1)的中层底端，平行于翅片总成随行工装旋转前工作面(211)水平设置，包括左、中、右三段，三段上均设有翅片总成随行工装定位装置，左、右两段设置在翅片总成托架(32)的后上方、固定连接在支撑框架(1)上，左、右两段前方还设有带有驱动的、平行于左、右两段道轨设置的翅片总成随行工装辅助滑移装置，中段为两件，分别固定安装在翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)的底端，相邻两段之间设有伸缩道轨和伸缩控制机构，伸缩道轨完全伸出后可以使三段道轨连接成一个整体水平道轨，伸缩道轨完全缩入后、翅片总成随行工装旋转工作台(21)旋转过程中不会产生干涉；翅片总成随行工装(42)是竖直设置的立板框架结构，立板框架结构沿竖直方向上设有贯穿立板框架结构顶平面与底平面的凹槽，凹槽的宽度尺寸与翅片总成的宽度尺寸配合，立板框架结构的底部设有导向轮，翅片总成随行工装(42)通过导向轮架设在翅片总成随行工装道轨(41)上，翅片总成随行工装(42)设置为三件，设置在翅片总成随行工装道轨(41)的两个中段上和左段或右段上；翅片总成随行工装推拉装置(43)数量为两件，左右对称设置在支撑框架(1)的中层左右两端、翅片总成随行工装转位工作单元(2)的前方，包括左右方向上的坐标控制驱动机构和安装在坐标控制驱动机构上的伸缩夹取机构；所述的U型管随行工装转位工作单元(5)设置在支撑框架(1)上层中后部，数量为两件，分别空间设置在翅片总成随行工装转位工作单元(2)两侧，U型管随行工装转位工作单元(5)包括U型管随行工装旋转工作台(51)和U型管随行工装转位旋转驱动装置；U型管随行工装旋转工作台(51)通过U型管随行工装转位旋转驱动装置安装在支撑框架(1)上，包括竖直设置的U型管随行工装旋转前工作面(511)和U型管随行工装旋转后工作面(512)，U型管随行工装旋转前工作面(511)和U型管随行工装旋转后工作面(512)的左右两侧均设有面向外侧的U型管随行工装夹紧装置，底部还设有U型管随行工装伸缩托底装置；U型管随行工装转位旋转驱动装置设置在U型管随行工装旋转工作台(51)底部中央位置；所述的U型管抓取单元(6)设置在支撑框架(1)中后部，包括U型管托架(61)和U型管抓取装置(62)；U型管托架(61)设置为两件，分别设置在支撑框架(1)的下层、翅片总成随行工装转位工作单元(2)两侧，包括多个前后方向均布并排设置的U型管支撑梁和安装在U型管托架(61)底部的步进驱动装置；U型管抓取装置(62)设置为两件，分别设置在支撑框架(1)的上层顶部、两件U型管托架(61)的后部正上方，包括多个水平排列、竖直设置的U型管抓取机械手(621)和坐标控制伸缩机构，坐标控制伸缩机构固定安装在支撑框架(1)上，U型管抓取机械手(621)安装在坐标控制伸缩机构的伸缩端上；所述的U型管随行工装单元(7)设置在U型管随行工装转位工作单元(5)的后方，包括U型管随行工装道轨(71)、U型管随行工装(72)和U型管随行工装抓取推动装置(73)；U型管随行工装道轨(71)设置在支撑框架(1)的上层后部底端、U型管随行工装转位工作单元(5)的后下方，平行于U型管随行工装旋转后工作面(512)水平设置，U型管随行工装道轨(71)上设有U型管随行工装定位装置；U型管随行工装(72)是竖直设置的立板框架结构，立板框架结构沿竖直及水平方向上阵列设有多个U型管导向块(721)和U型管定位卡(722)，U型管导向块(721)的横截面是带有开口的槽型结构，槽型结构的尺寸与U型管横截面的宽度尺寸及圆弧尺寸配合，U型管定位卡(722)的宽度尺寸与U型管的内档宽度尺寸配合，U型管导向块(721)开口向外安装在U型管随行工装(72)的立板框架结构上，立板框架结构沿水平方向上的多个U型管导向块(721)之间的间距与翅片总成水平方向上的U型管之间的间距尺寸配合，U型管定位卡(722)正对U型管导向块(721)可伸缩地安装在U型管随行工装(72)的立板框架结构上，U型管定位卡(722)包括伸缩控制机构，U型管随行工装(72)的立板框架结构的底部设有导向轮，U型管随行工装(72)设置为三件，分别通过U型管随行工装夹紧装置和U型管随行工装伸缩托底装置、U型管导向块(721)和U型管定位卡(722)向外设置安装在U型管随行工装旋转前工作面(511)和U型管随行工装旋转后工作面(512)上；U型管随行工装抓取推动装置(73)设置在支撑框架(1)的上层、U型管随行工装转位工作单元(5)的正后方，包括U型管随行工装抓取码放机械手(731)和抓取坐标控制机构，抓取坐标控制机构包括前后和左右方向的坐标控制；所述的插管单元(8)设置在支撑框架(1)的中层、翅片总成随行工装转位工作单元(2)的正后方，包括翅片总成随行工装平移抓取装置(81)、支撑平台(82)、导向针推移装置(83)和插管装置(84)；翅片总成随行工装平移抓取装置(81)包括定位卡板(811)和坐标控制平移机构(812)，定位卡板(811)是竖直设置的立板框架结构，位于翅片总成随行工装旋转工作台(21)的回转半径之外、正对翅片总成随行工装旋转后工作面(212)设置，定位卡板(811)的立板框架结构前面板上沿竖直方向上设有贯穿立板框架结构顶平面与底平面的凹槽，凹槽的宽度尺寸与翅片总成的宽度尺寸配合，定位卡板(811)的立板框架结构的高度尺寸与翅片总成随行工装(42)的立板框架结构的高度尺寸相同，定位卡板(811)的立板框架结构左右两侧均设有面向翅片总成随行工装旋转后工作面(212)的、并与翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)上的翅片总成随行工装夹紧装置空间交错设置的翅片总成随行工装夹紧装置，定位卡板(811)的立板框架结构底部还设有面向翅片总成随行工装旋转后工作面(212)的、并与翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)上的翅片总成随行工装伸缩托底装置空间交错设置的翅片总成随行工装伸缩托底装置，定位卡板(811)的凹槽可以与翅片总成随行工装(42)的凹槽合并成容纳翅片组的定位空间，定位卡板(811)的立板框架结构后面板与坐标控制平移机构(812)安装连接，坐标控制平移机构(812)安装在支撑框架(1)上，坐标控制平移机构(812)包括前后方向上的坐标控制；支撑平台(82)固定安装在支撑框架(1)的中层下部，位于翅片总成随行工装平移抓取装置(81)的后方、U型管随行工装道轨(71)的正下方，支撑平台(82)上设有翅片总成随行工装定位机构；导向针推移装置(83)固定安装在支撑框架(1)的下层、支撑平台(82)的正下方，包括数量与U型管的铜管数量配合的、竖直并排设置的导向针(831)和导向针导向伸缩驱动机构(832)；插管装置(84)设置在支撑框架(1)的上层顶部、支撑平台(82)的正上方，包括多个水平排列、竖直设置的U型管加压机械手(841)和坐标控制伸缩机构，坐标控制伸缩机构固定安装在支撑框架(1)上，U型管加压机械手(841)安装在坐标控制伸缩机构的伸缩端上；所述的支撑钢板抓取码放单元(9)设置在插管单元(8)的正后方，包括支撑钢板托架(91)和支撑钢板抓取码放装置(92)；支撑钢板托架(91)设置在支撑框架(1)的下层后部；支撑钢板抓取码放装置(92)设置在支撑框架(1)的中层后上部，包括坐标控制驱动机构、抓取控制机构和抓取机械手；所述的电控单元包括工业控制计算机、电源控制回路、翅片总成抓取码放控制回路、定位针伸缩控制回路、翅片总成随行工装转位工作控制回路、翅片组托架步进控制回路、翅片总成随行工装控制回路、U型管抓取控制回路、U型管托架步进控制回路、U型管随行工装控制回路、翅片总成交接控制回路、支撑钢板抓取码放控制回路、导向针伸缩控制回路、插管控制回路、翅片总成随行工装辅助滑移装置控制回路、计数回路；工业控制计算机分别与翅片组抓取码放机械手(33)和翅片总成抓取码放机械手(34)的坐标控制驱动装置和抓取控制装置电连接，工业控制计算机与翅片组托架(31)的步进驱动装置电连接；工业控制计算机分别与翅片总成随行工装转位旋转驱动装置、翅片总成随行工装旋转前工作面(211)和翅片总成随行工装旋转后工作面(212)的翅片总成随行工装夹紧装置、翅片总成随行工装伸缩托底装置和定位针伸缩装置(213)的定位针导向驱动机构电连接；工业控制计算机分别与翅片总成随行工装道轨(41)的伸缩控制机构和翅片总成随行工装辅助滑移装置、翅片总成随行工装推拉装置(43)的坐标控制驱动机构和伸缩夹取机构电连接；工业控制计算机分别与U型管随行工装转位旋转驱动装置、U型管随行工装旋转前工作面(511)和U型管随行工装旋转后工作面(512)的U型管随行工装夹紧装置、U型管随行工装伸缩托底装置电连接；工业控制计算机分别与U型管抓取装置(62)、U型管托架(61)的步进驱动装置电连接；工业控制计算机分别与U型管随行工装道轨(71)的U型管随行工装定位装置、U型管随行工装抓取推动装置(73)的抓取坐标控制机构电连接；工业控制计算机分别与坐标控制平移机构(812)、导向针导向伸缩驱动机构(832)、插管装置(84)的坐标控制伸缩机构电连接；工业控制计算机分别与支撑钢板抓取码放装置(92)的坐标控制驱动装置和抓取控制装置电连接。