【技术实现步骤摘要】
管式换热器换热管自动穿管系统及穿管方法
[0001]本专利技术涉及管式换热器自动焊接领域，尤其涉及管式换热器换热管自动穿管系统及穿管方法。
技术介绍
[0002]申请人为一家专为石油、石化类化工企业专门提供定制化大型生产设备、储罐、换热器等产品的企业，为华北地区最大的换热器生产基地，随着科技的不断进步与发展，自动化已逐渐渗入各个领域来代替人工操作，具有工作效率高、节约人力、工作强度小的优点。
[0003]对于大型换热器的制造，由于结构大、工艺复杂，目前国内普遍生产现状为大部分工序需人工操作，需要工人多，劳动强度大，且质量控制不稳定，目前市面上有一种自动穿管工艺，但针对的是如专利申请号202010925689.4，申请名称为换热器管束智能自动穿管机上那种：换热管横、纵位置关系简单、呈多排多列等距平行分布的换热管，针对我公司自主研发的高纯铁素体不锈钢换热器，专利号为：202010261568.4，此种管式换热器(图2)中的换热管呈不规则、不平行、不等距排布，通过简单移动现有自动穿管器的高度、水平位置根本没法来实现自动穿管，目前国内还没有一套自动化生产工艺，为提高公司的自动化水平及规模，也为以后的智能制造打下基础，因此急需研制一种管式换热器换热管自动穿管方法及生产线。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种能对管式换热器进行自动穿管的自动穿管方法及生产线。
[0005]为实现上述的专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种管式换热器换热管自动穿管系统，包...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种管式换热器换热管自动穿管系统，其特征在于：包括机器人单元，所述机器人单元包括导轨、在所述导轨上前后移动的六轴机器人以及固定在机器人上，通过控制所述机器人的机械臂可实现举升、平移的换热器穿管机机头装置，所述换热器穿管机机头装置包括夹持机构、输送机构及识别结构，通过所述识别机构识别换热器上穿装孔的位置，所述夹持机构夹持导向锥穿入换热管内，根据穿装孔的位置信息，所述输送机构抓取导向锥带动换热管穿入穿装孔内，则完成一根所述换热管的穿装，所述夹持机构夹持下一个导向锥穿入下一根换热管内，根据下一个所述穿装孔的位置信息或识别结构再次识别下一个穿装孔的位置信息，根据第二个穿装孔的位置信息，所述输送机构抓取第二个导向锥、换热管穿入第二个穿装孔内，以此类推，直至所述换热管穿装完毕。2.根据权利要求1所述的一种管式换热器换热管自动穿管系统，其特征在于：所述夹持机构包括两个夹持块，两个夹持块之间为镜像对称设置，两个夹持块中间部分均设有夹持槽，当一对夹持块贴近时，通过所述夹持槽可将换热管或导向锥夹持住；所述夹持块顶端与控制器通过电连接，所述控制器可控制一对夹持块打开和闭合；所述输送机构包括进管口、撵管装置及出管口，所述进管口与所述出管口之间设有背板，所述撵管装置固定设置在背板上，所述背板两侧面分别连接进管口固定板与出管口固定板，所述换热管自所述进管口进入到撵管装置中并由出管口出管；其中，所述进管口固定板通过连接架固定连接控制器，所述夹持块在闭合状态下的夹持槽位置与进管口在同一水平方向；所述控制器通过连接架固定连接输送机构；在所述出管口固定板上还连接有识别结构，所述识别结构为工业相机；进一步，所述撵管装置由上撵管和下撵管两部分组成，所述上撵管设有多个滚轮，所述滚轮通过滚轴固定在所述背板上，所述滚轮的滚动方向与换热管送管方向一致；所述下撵管上设有驱动器，所述驱动器固定设在所述背板上，所述驱动器通过齿轮连接链条，所述链条围绕齿轮呈“椭圆”型围绕转动，所述链条的转动方向与送管方向一致，换热管通过所述上撵管与所述下撵管之间的撵压滚动输送。3.根据权利要求2所述的一种管式换热器换热管自动穿管系统，其特征在于：所述滚轮为中间低两端高的“沙漏”型，所述滚轮的中间部分用于输送换热管；在所述链条上设有多个输送块，所述输送块为中间低两端高的“凹”型，所述输送块中间的部分用于输送换热管；所述上撵管固定设置在半包围上槽箱内，所述上槽箱的截面为底部为不密封的“口”字型，多个滚轮通过滚轴沿着水平方向依次排列设置在上槽箱内，所述上槽箱顶部通过顶板固定连接在所述背板上，所述上槽箱底部用于所述换热管输送；所述下撵管固定设置在半包围的下槽箱内，所述下槽箱的截面为顶部不密封的“口”字型，所述链条设置在下槽箱内并通过齿轮与下槽箱外侧的驱动器连接，所述下槽箱顶部与上槽箱底部对应并用于所述换热管输送，所述下槽箱底部通过底板固定连接在所述背板上；所述上槽箱与所述下槽箱可限定换热管在输送时的位置，确保换热管在输送时不发生脱落，不偏方向；所述顶板上还设有液压缸A，所述液压缸A的伸缩杆穿过顶板并与上槽箱连接，通过液压缸A的伸缩杆可调节上槽箱的上下位置；所述底板上还设有液压缸B，所述液压缸B的伸缩杆穿过底板并与下槽箱连接，所述下槽箱可通过液压缸B的伸缩杆实现上下位置调节；
所述背板与所述进口管固定板和所述出口管固定板之间为滑动连接，在进管口固定板顶端与出管口固定板顶端之间还设有连接板，在进管口固定板两侧上还分别设有进口管角板，所述进口管角板与所述连接板侧面相连；在出管口固定板两侧上还分别设有出口管角板，所述出口管角板同样与所述连接板侧面相连；在临近背板一侧的进口管角板上还设有液压缸C，所述液压缸C的伸缩杆固定设置在所述背板上；所述液压缸C的伸缩杆通过伸长或缩短将调节所述撵管装置的整体高度；进一步，所述夹持机构在闭合状态下夹持槽呈“菱形”通过夹持槽的边框将换热管夹持住，在所述连接架下方还设有传感器，所述传感器探头位置对准所述进管口。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种管式换热器换热管自动穿管系统，其特征在于：依次包括上料单元、导向锥导入单元、机器人单元；所述上料单元能实现单根换热管的自动上料，所述导向锥设置在导向锥导入单元上，所述机器人单元中的夹持机构夹持导向锥穿入换热管内。5.根据权利要求4所述的一种管式换热器换热管自动穿管系统，其特征在于：还包括顶入单元、尾部托起单元，所述出管口固定板上方设有顶入单元，所述顶入单元在竖直方向呈为“H”型，顶入单元的一侧面固定设在出管口的上方，所述顶入单元的另一侧面大于换热管直径，通过该侧面可将所述换热管顶入换热器的折流板中；所述尾部托起单元设置在上料单元上托举架的边部，当所述换热管被抓起后，所述尾部托起单元配合输送机构，将换热管托举使换热管与穿装孔同心设置。6.根据权利要求5所述的一种管式换热器换热管自动穿管系统，其特征在于：还包括上料单元，通过所述上料单元能实现单根换热管的自动上料，所述上料单元依次包括储料架、上料架；所述储料架包括支撑架Ⅰ、固定在所述支撑架Ⅰ上端且用于放置换热管的多块三角板Ⅰ、位于所述支撑架Ⅰ两端、高度高于所述三角板Ⅰ且用于限制三角板Ⅰ上换热管两端活动距离的两块挡板、位于所述储料架与上料架之间，固定在两块所述挡板上，与所述支撑架Ⅰ顶面具有一定间距的限制板；所述三角板Ⅰ成直角三角形，三角形的直角固定在所述支撑架Ⅰ的一侧，三角形的另一个角位于储料架与上料架之间，从所述支撑架Ⅰ的一侧至上料架方向三角板Ⅰ的顶面呈下倾趋势，所述换热管放到多块三角板Ⅰ上后，由于斜坡及重力作用，从所述三角板Ⅰ高处落入到三角板Ⅰ低处从支撑架Ⅰ与限制板之间的空隙滚出；所述上料架包括升降装置、支撑架Ⅱ、多块三角板Ⅱ、限位架，所述支撑架Ⅱ固定在升降装置上，所述升降装置可带动支撑架Ⅱ上下活动，多块直角三角型的所述三角板Ⅱ均依次固定在支撑架Ⅱ上，从所述储料架至上料架方向，所述三角板Ⅱ的支撑面呈下倾趋势，所述支撑面用于接收从支撑架Ⅰ与限制板之间的空隙滚出换热管，所述三角板Ⅱ的其中一条直角边靠近限制板并限制支撑架Ⅰ与限制板之间的换热管不掉落在支撑面上，通过控制所述升降装置带动支撑架Ⅱ、所述三角板Ⅱ上下活动，当所述三角板Ⅱ下降到三角板Ⅱ顶端与支撑架Ⅰ顶面平行的高度时，所述换热管不被直角边限制并从支撑架Ⅰ与限制板之间的空隙滚出后滚入到三角板Ⅱ的支撑面上，靠近所述托举架的支撑面上设有限位块，所述限位块限制换热管不从支撑面滚出；进一步，所述支撑架Ⅱ上设有多个助推装置，所述助推装置包括底座、多个液压缸Ⅱ及托板，所述底座固定在支撑架Ⅱ上且其位置靠近托举架，多个所述液压缸Ⅱ的缸筒均固定
在底座上，多个所述液压缸Ⅱ的活塞杆长度不同，从所述上料架至托举架方向，所述活塞杆的长度由长至短，所述托板固定在所有活塞杆上，固定后从所述上料架至托举架方向托板呈下倾趋势，通过驱动所述活塞杆带动托板向上活动，则多个所述托板共同托举三角板Ⅱ上的一根换热管，由于固定后从所述上料架至托举架方向托板呈下倾趋势，因此所述换热管按托板的下倾方向滑落到托举架上；所述导向锥包括所述导向锥的导头部为圆锥形，所述导头部圆面上设有一段同心等圆的圆柱形为持柄，所述持柄圆面直径与换热管外管径相当，所述持柄一端固定连接导头部，另一端固定连接穿管部；所述穿管部为与持柄同心的圆柱形，所述穿管部圆面直径与换热管内孔径相当；所述穿管部一端连接持柄，另一端连接管刷，所述管刷的刷头为圆柱形；工作时，为便于所述导向锥的拿取，多个所述导向锥固定设置在排列导向锥导入单元上；所述导向锥导入单元包括排列板及升降杆，所述排列板在竖直方向上设有多组导孔，每组导孔沿竖直方向等距等宽设置，所述导孔孔径与所述穿管部圆面直径相当；所述排列板通过固定框与所述升降杆连接，所述固定框通过框条内侧与所述排列板之间为可拆卸连接，所述固定框的框条外侧连接升降杆；将所述导向锥穿管部及管刷均插入导孔中，此时导向锥的导头部及持柄留在导孔外部，通过上述方式将多个所述导向锥一一固定在排列板上，排列板的上、下边缘通过固定框固定，将与所述固定框下框条外侧连接的升降杆调整至需要的高度，准备自动穿管。7.根据权利要求6所述的一种管式换热器换热管自动穿管系统，其特征在于：所述上料单元中，所述升降装置包括多个液压缸Ⅰ和/或齿轮驱动装置，所述液压缸Ⅰ包括缸筒及活塞杆，多个所述缸筒分别固定在地面上，所述活塞杆顶端固定连接多根支撑架Ⅱ的支腿，通过驱动所述活塞杆可...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建松，牛仲凯，白金中，符军，
申请(专利权)人：天津津滨石化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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