一种换热器智能自动穿管生产线制造技术

本发明专利技术公开了一种换热器智能自动穿管生产线，包括在该穿管设备前用于放置和驱动换热器旋转的变位滚轮架、以及用于快速装配管板与折流板和快速将换热器管芯导入筒体中的装配工装，换热器前端管板前方安装有两个前后对称分布的伺服水平移动机构，其水平滑板上安装有伺服垂直移动机构，两个伺服垂直移动机构之间安装有取管与强送装置，靠近换热器端的伺服垂直移动机构上安装有滚轮驱动穿管与推管装置，其前端安装有视觉传感器以及光源，在视觉系统的辅助下，能实现管子自动上料、自动搬运数根管子、自动寻找管板孔位、自动将搬运的数根管子逐根翻入滚道、通过强送装置驱动将管子穿入管板孔内、自动逐根将管子推送到位、实现智能自动穿管过程。自动穿管过程。自动穿管过程。

【技术实现步骤摘要】
一种换热器智能自动穿管生产线


[0001]本申请属于列管式换热器制造
，具体涉及一种换热器智能自动穿管生产线。

技术介绍

[0002]列管式换热器是石油、化工、核电、特种锅炉系统、轻工、食品等行业的常用设备。列管式换热器主要有壳体、管束、管板、折流板和封头组成，壳体一般为圆形，管束少则有几百根管子，多则有上千根管子，管束两端固定于管板上，中间穿过多块折流板上的小孔。由于管子细长、管子数量多、折流板数量多，使管子穿进时阻力大，需要多名操作人员抬起一根管子并将管子端部对准管板孔，然后通过人力推送管子，需要消耗很大的体力，操作人员劳动强度大，生产效率低，严重制约换热器的制造速度，在固定管板列管式换热器的制造中，管束的穿管是影响生产效率的一个重要工序。
[0003]现有技术一般采用一些简单的机械装置辅助穿管,现有技术的自动穿管机不适合大直径、大长度的大型列管式换热器的穿管。
[0004]现有技术采用激光传感器辅助控制，采用视觉系统取代激光扫描传感器辅助控制，可获得更高精度以及使用的便利性。
[0005]现有技术中管子抓取以及穿管驱动装置每次只能抓取一根管子，在抓管与穿管之间往返次数较多，可以通过优化设计，减少往返次数提高穿管效率。
[0006]现有技术中管子上料不够方便，需要人工将管子从包装箱中取出，行车将整捆管子吊放在管子自动供料装置上，靠人工将管子推到管子自动供料装置的斜面上。
[0007]换热器管芯穿管有“明穿”和“盲穿”两种方式，当换热器管芯在该穿管机前采用“明穿”方式穿管，应避免在其他地方装配换热器管芯，然后用行车吊运到穿管机前，这样容易造成管芯变形，且费工费时，穿管之后的换热器管芯也不便于用行车吊运以及穿入筒体中。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种换热器智能自动穿管生产线，适用于不同长度、不同直径、不同管孔分布状态的换热器，以及不同管径、不同壁厚、不同材质的换热管的穿管，能实现从管子上料、自动翻管、自动抓取多根管子、自动寻找管板孔、自动将多根管子推送到位，实现穿管过程自动化；针对换热器管芯穿管“明穿”方式，为了避免在其他地方装配换热器管芯，然后用行车吊运到穿管机前，以及穿管之后的换热器管芯也不便于用行车吊运以及穿入筒体中，在换热器智能自动穿管生产线的前端布置有一种列管式换热器管芯快速装配工装。
[0009]为了实现上述目的，提出一种换热器智能自动穿管生产线，包括换热器、变位滚轮架、换热器管芯快速装配工装、换热器前端管板、伺服水平移动机构、伺服垂直移动机构、滚轮驱动穿管与推管装置、取管与强送装置、管子自动供料装置、视觉系统、导引头及换热管；
[0010]所述变位滚轮架包括安装架，所述安装架上连接设置有主动滚轮与主动滚轮驱动机构，且所述主动滚轮的数量为两个，所述主动滚轮驱动机构驱动主动滚轮旋转带动换热器旋转；
[0011]所述换热器管芯快速装配工装的表面前端安装有换热器前端管板，在所述换热器前端管板的后方安装有若干换热器折流板，所述换热器前端管板以及若干换热器折流板之间通过定距管与拉杆固定，在所述换热器前端管板以及若干换热器折流板上穿入少量换热管，使换热器前端管板以及若干换热器折流板上的孔系保持基本同心结构；
[0012]所述换热器或换热器管芯前端安装有两个前后对称分布的底座与伺服水平移动机构，所述伺服水平移动机构的水平滑板上安装有伺服垂直移动机构，位于同侧的两个所述伺服垂直移动机构之间安装有取管与强送装置，靠近所述换热器或换热器管芯一端的伺服垂直移动机构上安装有滚轮驱动穿管与推管装置，所述滚轮驱动穿管与推管装置前端侧面安装有视觉系统，在两个所述底座以及伺服水平移动机构一侧对称安装有管子自动供料装置，所述伺服水平移动机构以及伺服垂直移动机构将所述取管与强送装置以及所述滚轮驱动穿管与推管装置移动到管子自动供料装置前端下方，平移将所述取管与强送装置上的取管支架插入到管子自动供料装置前端下方，所述垂直移动机构上升时，取走多根位于所述管子自动供料装置前端的换热管，在所述视觉系统的辅助下，所述伺服水平移动机构与伺服垂直移动机构驱动滚轮驱动穿管与推管装置与取管与强送装置到达任意指定的换热器前端管板的孔位，使被抓取的换热管与换热器前端管板的孔位同心，依次启动所述取管与强送装置与滚轮驱动穿管与推管装置完成自动穿管过程。
[0013]更进一步地，所述伺服水平移动机构设置有两个前后对称分布的底座，所述底座通过支撑脚安装于地面上，所述底座上安装有两条第一直线导轨，在所述两条第一直线导轨之间安装有第一齿条，所述第一直线导轨上安装有第一滑块，所述第一滑块上安装有水平滑板，所述水平滑板上设置有减速机安装座，所述减速机通过螺栓与安装座固定连接；所述减速机与主动齿轮的上方安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机与减速机与主动齿轮连接，所述减速机前端安装有主动齿轮，所述主动齿轮与第一齿条啮合连接，所述水平滑板上安装有伺服垂直移动机构，所述底座两端安装有限位块，所述底座侧面安装有第一拖链。
[0014]更进一步地，所述伺服垂直移动机构上设置有垂直立柱，所述垂直立柱安装于水平滑板上表面，所述垂直立柱侧面安装有两条第二直线导轨，在所述两条第二直线导轨之间安装有第二齿条，所述第二直线导轨上安装有第二滑块，在所述第二滑块表面安装有垂直滑板，所述垂直滑板上连接有安装支座；所述安装支座上表面安装有涡轮蜗杆减速机与主动齿轮，所述涡轮蜗杆减速机与主动齿轮的上方安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机与涡轮蜗杆减速机与主动齿轮连接，所述涡轮蜗杆减速机与主动齿轮和第二齿条啮合连接；在所述垂直立柱两端安装有限位块，所述垂直立柱侧面安装有第二拖链，所述安装支座前端与滚轮驱动穿管与推管装置上的第一连接法兰用螺栓固定连接，所述安装支座后端与取管与强送装置两端的第二连接法兰用螺栓固定连接。
[0015]更进一步地，所述视觉系统安装于滚轮驱动穿管与推管装置前端，所述视觉系统包括视觉传感器、光源与视觉系统安装支座，所述视觉系统安装支座上安装有视觉传感器与光源，所述光源安装于视觉传感器的外部，所述视觉系统中的视觉传感器与光源沿着规划的路径扫描，读取换热器折流板的空间位置信息以及换热器前端管板上目标管孔的空间
位置以及孔的特征信息，计算机通过软件对这些信息进行处理，自动产生所述换热器前端管板目标孔的坐标信息，控制伺服水平移动机构与伺服垂直移动机构将滚轮驱动穿管与推管装置和取管与强送装置运行到与换热器前端管板的目标孔位同心位置。
[0016]更进一步地，所述滚轮驱动穿管与推管装置包括驱动机构安装架，驱动机构安装架后端设有第一连接法兰，所述驱动机构安装架前方下端设有两个第三直线导轨，所述两个第三直线导轨中间对称安装有第三滑块，所述两个第三直线导轨中间对称安装的第三滑块上对称安装有两个滑板，两个所述滑板的上端两侧设有耳板，在两侧的所述耳板之间安装有升降板，所述升降板两侧设有对称耳板，在所述升降板与滑板上的耳板之间，安装有链板，所述升降板与两个第一带导杆气缸的活塞杆端部推板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热器智能自动穿管生产线，其特征在于：包括换热器(1)、变位滚轮架(2)、换热器管芯快速装配工装(12)、换热器前端管板(3)、伺服水平移动机构(4)、伺服垂直移动机构(5)、滚轮驱动穿管与推管装置(6)、取管与强送装置(7)、管子自动供料装置(8)、视觉系统(9)、导引头(10)及换热管(11)；所述变位滚轮架(2)包括安装架，所述安装架上连接设置有主动滚轮与主动滚轮驱动机构，且所述主动滚轮的数量为两个，所述主动滚轮驱动机构驱动主动滚轮旋转带动换热器(1)旋转；所述换热器管芯快速装配工装(12)的表面前端安装有换热器前端管板(3b)，在所述换热器前端管板(3b)的后方安装有若干换热器折流板(3a)，所述换热器前端管板(3b)以及若干换热器折流板(3a)之间通过定距管与拉杆固定，在所述换热器前端管板(3b)以及若干换热器折流板(3a)上穿入少量换热管(11)，使换热器前端管板(3b)以及若干换热器折流板(3a)上的孔系保持基本同心结构；所述换热器(1)或换热器管芯(3)前端安装有两个前后对称分布的底座(4a)与伺服水平移动机构(4)，所述伺服水平移动机构(4)的水平滑板(4e)上安装有伺服垂直移动机构(5)，位于同侧的两个所述伺服垂直移动机构(5)之间安装有取管与强送装置(7)，靠近所述换热器(1)或换热器管芯(3)一端的伺服垂直移动机构(5)上安装有滚轮驱动穿管与推管装置(6)，所述滚轮驱动穿管与推管装置(6)前端侧面安装有视觉系统(9)，在两个所述底座(4a)以及伺服水平移动机构(4)一侧对称安装有管子自动供料装置(8)，所述伺服水平移动机构(4)以及伺服垂直移动机构(5)将所述取管与强送装置(7)以及所述滚轮驱动穿管与推管装置(6)移动到管子自动供料装置(8)前端下方，平移将所述取管与强送装置(7)上的取管支架(7k)插入到管子自动供料装置(8)前端下方，所述垂直移动机构(5)上升时，取走多根位于所述管子自动供料装置(8)前端的换热管(11)，在所述视觉系统(9)的辅助下，所述伺服水平移动机构(4)与伺服垂直移动机构(5)驱动滚轮驱动穿管与推管装置(6)与取管与强送装置(7)到达任意指定的换热器前端管板(3b)的孔位，使被抓取的换热管(11)与换热器前端管板(3b)的孔位同心，依次启动所述取管与强送装置(7)与滚轮驱动穿管与推管装置(6)完成自动穿管过程。2.根据权利要求1所述的一种换热器智能自动穿管生产线，其特征在于：所述伺服水平移动机构(4)设置有两个前后对称分布的底座(4a)，所述底座(4a)通过支撑脚(4k)安装于地面上，所述底座(4a)上安装有两条第一直线导轨(4b)，在所述两条第一直线导轨(4b)之间安装有第一齿条(4c)，所述第一直线导轨(4b)上安装有第一滑块(4f)，所述第一滑块(4f)上安装有水平滑板(4e)，所述水平滑板(4e)上设置有减速机(4h)安装座，所述减速机(4h)通过螺栓与安装座固定连接；所述减速机与主动齿轮(4h)的上方安装有第一伺服电机(4g)，所述第一伺服电机(4g)与减速机与主动齿轮(4h)连接，所述减速机(4)前端安装有主动齿轮(4i)，所述主动齿轮(4i)与第一齿条(4c)啮合连接，所述水平滑板(4e)上安装有伺服垂直移动机构(5)，所述底座(4a)两端安装有限位块(4d)，所述底座(4a)侧面安装有第一拖链(4j)；所述伺服水平移动机构(4)，采用滚珠丝杆传动方式代替齿轮齿条传动方式。3.根据权利要求1所述的一种换热器智能自动穿管生产线，其特征在于：所述伺服垂直移动机构(5)上设置有垂直立柱(5a)，所述垂直立柱(5a)安装于水平滑板(4e)上表面，所述
垂直立柱(5a)侧面安装有两条第二直线导轨(5d)，在所述两条第二直线导轨(5d)之间安装有第二齿条(5e)，所述第二直线导轨(5d)上安装有第二滑块(5b)，在所述第二滑块(5b)表面安装有垂直滑板(5c)，所述垂直滑板(5c)上连接有安装支座(5h)；所述安装支座(5h)上表面安装有涡轮蜗杆减速机与主动齿轮(5g)，所述涡轮蜗杆减速机与主动齿轮(5g)的上方安装有第二伺服电机(5f)，所述第二伺服电机(5f)与涡轮蜗杆减速机与主动齿轮(5g)连接，所述涡轮蜗杆减速机与主动齿轮(5g)和第二齿条(5e)啮合连接；在所述垂直立柱(5a)两端安装有限位块(4d)，所述垂直立柱(5a)侧面安装有第二拖链(5i)，所述安装支座(5h)前端与滚轮驱动穿管与推管装置(6)上的第一连接法兰(6q)用螺栓固定连接，所述安装支座(5h)后端与取管与强送装置(7)两端的第二连接法兰(7b)用螺栓固定连接。4.根据权利要求1所述的一种换热器智能自动穿管生产线，其特征在于：所述视觉系统(9)安装于滚轮驱动穿管与推管装置(6)前端，所述视觉系统(9)包括视觉传感器(9a)、光源(9b)与视觉系统安装支座(9c)，所述视觉系统安装支座(9c)上安装有视觉传感器(9a)与光源(9b)，所述光源(9b)安装于视觉传感器(9a)的外部，所述视觉系统(9)中的视觉传感器(9a)沿着规划的路径扫描，读取换热器折流板(3a)的空间位置信息以及换热器前端管板(3b)上目标管孔的空间位置以及孔的特征信息，计算机通过软件对这些信息进行处理，自动产生所述换热器前端管板(3b)目标孔的坐标信息，控制伺服水平移动机构(4)与伺服垂直移动机构(5)将滚轮驱动穿管与推管装置(6)和取管与强送装置(7)运行到与换热器前端管板(3b)的目标孔位同心位置。5.根据权利要求1所述的一种换热器智能自动穿管生产线，其特征在于：所述滚轮驱动穿管与推管装置(6)包括驱动机构安装架(6a)，驱动机构安装架(6a)后端设有第一连接法兰(6q)，所述驱动机构安装架(6a)前方下端设有两个第三直线导轨(6b)，所述两个第三直线导轨(6b)中间对称安装有第三滑块(6c)，所述两个第三直线导轨(6b)中间对称安装的第三滑块(6c)上对称安装有两个滑板(6e)，两个所述滑板(6e)的上端两侧设有耳板(6g)，在两侧的所述耳板(6g)之间安装有升降板(6k)，所述升降板(6k)两侧设有对称耳板(6g)，在所述升降板(6k)与滑板(6e)上的耳板(6g)之间，安装有链板(6h)，所述升降板(6k)与两个第一带导杆气缸(6j)的活塞杆端部推板连接，两个第一带导杆气...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凯，江国春，贺黎明，王海超，吴广，
申请(专利权)人：武汉凯比思电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：