CN110788583A - 热交换器的组装设备及其组装模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热交换器的组装设备及其组装模块。热交换器的组装设备适合用来将多个U型管组装至一热交换器本体，其包括一适用于供U型管放置的物料模块、一适用于供热交换器本体放置的承载模块以及一组装模块。组装模块包括一夹具以及一驱动单元。夹具包括相互间隔的至少两个夹持组件。驱动单元能驱使夹具旋转，并使夹持组件分别位于物料模块及承载模块的上方，且能使夹持组件同时在物料模块及承载模块上分别持取及安装U型管。因组装模块能够同时持取及安装U型管，借此能提升组装U型管的速度。

Description

热交换器的组装设备及其组装模块

技术领域

本发明涉及一种组装设备，特别是涉及一种热交换器的组装设备及其组装模块。

背景技术

参阅图1，现有的热交换器9包括一热交换器本体91，以及多个U型管92。热交换器本体91包括多个并排的鳍片911，以及多个穿设在鳍片911内的管件912。U型管92设置在两根管件912的末端。此类的热交换器9普遍应用于空调***或类似的产品之中。通过管件912与U型管92构成的通道，可以让冷媒在其内流动，并能同时让鳍片911将冷媒所含的热能导出到外界，以达到热交换的效果。

此种热交换器9在组配时，是先将多根管件912依序插设到鳍片911以构成一个热交换器本体91，随后再将U型管92依序安装到管件912的末端。过去多采用一般的通用设备(如：机械手臂)来安装U型管92，然而，这类设备的结构设计常不适用于组装U型管92，导致组装效率不佳，有改善的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种热交换器的组装设备及其组装模块。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种热交换器的组装设备，适合用来将多个U型管分别组装至一热交换器本体上的多个管件。所述热交换器的组装设备包括一物料模块、一承载模块以及一组装模块。所述物料模块适用于供所述U型管放置。所述承载模块适用于供所述热交换器本体放置。所述组装模块包括一夹具以及一驱动单元。所述夹具包括相互间隔的至少两个夹持组件。所述驱动单元包括一旋转机构以及一升降机构。所述旋转机构能驱使所述夹具旋转，并使至少两个所述夹持组件分别位于所述物料模块及所述承载模块的上方。所述升降机构能驱动所述夹具朝所述物料模块及所述承载模块移动，使至少两个所述夹持组件同时在所述物料模块及所述承载模块上分别持取及安装所述U型管。

优选地，所述夹具还进一步包括一基座以及一转轴，至少两个所述夹持组件分别设置在所述基座的相反两侧，所述转轴设置于所述基座并位于所述夹持组件之间，且所述转轴与所述驱动单元的所述旋转机构连接。

优选地，所述组装模块的所述驱动单元还进一步包括一调整机构，所述调整机构能驱动至少一个所述夹持组件绕自身轴线自旋。

优选地，每一个所述夹持组件包括一用来持取所述U型管的夹持器以及一与所述夹持器相对的导槽，所述调整机构包括一能分离地设置在所述导槽内的偏心块并包括一旋转马达，当所述偏心块受所述旋转马达驱动并旋转时，即带动所述夹持组件绕所述自身轴线自旋。

优选地，所述热交换器的组装设备还进一步包括一移动模块，所述移动模块包括一线轨组，以及一能动地设置在所述线轨组的载台，所述载台承载所述物料模块及所述组装模块，且所述载台能被控制地相对所述承载模块移动。

优选地，所述热交换器的组装设备还进一步包括一光学检测模块以及一控制单元，所述光学检测模块用来检测所述热交换器本体的所述管件的位置，所述控制单元接收所述光学检测模块输出的一位置信号，并对应输出一控制信号至所述组装模块。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种组装模块，适合用来在一物料模块上持取一U型管并移动至一承载模块以进行安装。所述组装模块包括一夹具以及一驱动单元。所述夹具包括相互间隔的至少两个夹持组件。所述驱动单元包括一旋转机构以及一升降机构。所述旋转机构能驱使所述夹具旋转，并使至少两个所述夹持组件分别位于所述物料模块及所述承载模块的上方。所述升降机构能驱动所述夹具朝所述物料模块及所述承载模块移动，使至少两个所述夹持组件同时在所述物料模块及所述承载模块上分别持取及安装所述U型管。

优选地，所述夹具还进一步包括一基座以及一转轴，至少两个所述夹持组件分别设置在所述基座的相反两侧，所述转轴设置于所述基座并位于所述夹持组件之间，且所述转轴与所述驱动单元的所述旋转机构连接。

优选地，所述驱动单元还进一步包括一调整机构，所述调整机构能驱动至少一个所述夹持组件绕自身轴线自旋。

优选地，每一个所述夹持组件包括一用来持取所述U型管的夹持器以及一与所述夹持器相对的导槽，所述调整机构包括一偏心块以及一旋转马达，当所述偏心块受所述旋转马达驱动并旋转时，即带动所述夹持组件绕所述自身轴线自旋。

本发明的其中一有益效果在于，组装模块能够同时在物料模块及承载模块上分别持取及安装U型管，借此提升U型管的组装速度。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为现有的热交换器的立体示意图。

图2为侧视示意图，说明本发明热交换器的组装设备。

图3为部分立体示意图，说明组装设备的组装模块。

图4为流程图，说明组装设备的操作步骤。

图5为部分立体示意图，说明组装模块的夹具下降，用以从物料模块中持取U型管。

图6为部分立体示意图，说明组装模块的夹具上升，用以从物料模块中移出U型管。

图7为部分立体示意图，说明组装模块的夹具旋转，用以将U型管移动到热交换器本体上方。

图8为部分立体示意图，说明组装模块的夹具下降且调整机构转动夹持组件的角度，用以将U型管安装到热交换器本体，且位于物料模块上方的夹持组件持取另一U型管。

图9为部分立体示意图，说明组装模块的夹具上升，用以从物料模块中移出另一U型管。

图10为部分立体示意图，说明组装模块移动到另一位置。

图11为俯视部分示意图，说明夹持组件持取U型管并位于相对于热交换器本体的位置，其中，U型管的位置未对应到管件的位置。

图12为俯视部分示意图，说明夹持组件被旋转并调整U型管的位置，以对应到管件的位置。

图13为部分立体示意图，说明本发明热交换器还包括一光学检测模块。

图14为方块图，说明本发明热交换器通过一控制单元接收光学检测模块的信号，以对应控制移动模块及组装模块。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“热交换器的组装设备及其组装模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件或者信号，但这些元件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

参阅图2及图3所示，本发明实施例提供一种热交换器9的组装设备，适合用来将多个U型管92组装至一热交换器本体91上的多个管件912。热交换器9的组装设备包括：一机台1、一移动模块2、一承载模块3、一物料模块4，以及一组装模块5。

机台1包括一底座11，以及一自底座11侧边向上沿伸的侧壁12。

移动模块2设置在机台1的底座11，并包括一线轨组21、一平台22、一载台23以及一动力源(图未示)。线轨组21包括二X轴线轨211以及二Y轴线轨212。X轴线轨211以及Y轴线轨212可以采用任何***台22。Y轴线轨212沿着第二方向Y延伸，且彼此间隔地设置在平台22。载台23设置在Y轴线轨212。动力源能驱动平台22及载台23分别沿着第一方向X及第二方向Y移动，其可例举如：伺服马达与链带的组合及马达与滚珠螺杆的组合，但并不以此为限。

承载模块3适用于供热交换器本体91放置，其设置在机台1的侧壁12。承载模块3包括一组用来固定热交换器本体91的夹持工具31。夹持工具31可例举如：夹块、平行夹爪、张角型夹爪或吸盘，但不限于此，仅要能够夹持固定热交换器本体91即可。在本实施例中是以二个夹块为例子来进行说明。

物料模块4适用于供U型管92放置，且其设置在移动模块2的载台23。物料模块4包括一盛料台41以及一输料带42。盛料台41沿着第二方向Y延伸。输料带42沿着第二方向Y配置在盛料台41上。U型管92可以依序地放置在输料带42，并通过输料带42来进行输送。

组装模块5设置在移动模块2的载台23，其包括一支撑架51、一夹具52以及一驱动单元53。支撑架51包括一架体511、一组Z轴线轨512，以及一工作头513。架体511设置在载台23，并包括二位于物料模块4的相反两侧的侧架部514，以及一位于物料模块4的上方并与侧架部514连接的承载部515。Z轴线轨512沿着一第三方向Z延伸并设置在承载部515。Z轴线轨512可以采用任何习知的线性滑轨，可例举但不限于：滚珠型线性滑轨、滚柱型线性滑轨及滚针型线性滑轨。工作头513可动地设置在Z轴线轨512，其形态概呈L型，但并不限于此，可以依据需要进行调整。第一方向X、第二方向Y，以及第三方向Z实质上正交。

夹具52设置在工作头513，且其包括一基座521、二夹持组件522以及一转轴523。基座521概呈长条板状，但其形状并没有一定，亦可以是矩型、圆盘型等型态。夹持组件522可自旋地分别设置在基座521的相反两侧。每一夹持组件522包括一平行于第三方向Z的自身轴线L、一位于上方的导槽524，以及一与导槽524相对的夹持器525。导槽524的形状概呈长条型。夹持器525是用来持取U型管92，且其类型并没一定，可以是平行夹爪，又或是吸头，但不限于此。在本实施例中，是采用具有一U形凹槽的吸头为例子，前述吸头通过与外部的抽气帮浦(图未示)连接，即可通过抽气与否来持取或不持取U型管92。转轴523设置于基座521并位于夹持组件522间，并沿着第三方向Z延伸。转轴523可转动地穿设在工作头513。

驱动单元53设置在支撑架51，其包括一旋转机构531、一调整机构532以及一升降机构533。旋转机构531设置在工作头513，并与夹具52的转轴523连接。旋转机构531用来驱使夹具52旋转，使夹持组件522分别位于物料模块4及承载模块3的上方。旋转机构531可例举但不限于：伺服马达、步进马达及可逆马达。旋转机构531与转轴523的连接方式没有限制，可例举但不限于：皮带、齿轮组及炼条。在本实施例中，是以皮带为例子来进行说明。

调整机构532设置在工作头513靠近承载模块3的一侧，且其包括一旋转马达534以及一偏心块535。旋转马达534设置在工作头513，并与偏心块535相连。旋转马达534可例举但不限于：伺服马达、步进马达及可逆马达。偏心块535具有一凸块部536。凸块部536偏离旋转马达534的旋转轴心，且能分离地设置在夹持组件522的导槽524。当偏心块535受旋转马达534驱动并旋转时，即能带动夹持组件522绕自身轴线L自旋。调整机构532亦可以采用其他种结构，例如：通过一可脱离地与夹持组件522连接的齿轮组，再通过一马达带动齿轮组以转动夹持组件522。制造者可以依据需要调整调整机构532的结构配置。

升降机构533设置在架体511的承载部515，并与工作头513连接。升降机构533用来推动工作头513沿着第三方向Z往复移动。升降机构533能驱动夹具52朝物料模块4及承载模块3移动，使夹持组件522同时在物料模块4及承载模块3上分别持取及安装U型管92。升降机构533可例举但不限于：马达与滚珠螺杆的组合、气压缸及油压缸。在本实施例中，是以滚珠螺杆为例子进行说明，然并未图示出马达。

参阅图2至图10，以上已将本发明组装设备的结构及构成元件说明完毕，以下将进一步说明其操作。

步骤S101：参阅图2至图4，于物料模块4中放入U型管92，并于承载模块3上放置热交换器本体91。

步骤S102：通过移动模块2移动组装模块5，使组装模块5的夹持组件522分别位在承载模块3及物料模块4的上方。

通过动力源来驱动载台23沿着第一方向X或第二方向Y移动，如此即可相对承载模块3位移，进一步调整组装模块5与物料模块4相对于热交换器本体91的位置。

步骤S103：参阅图4及图5，通过升降机构533下压工作头513以带着降下夹具52，使其中一夹持组件522的夹持器525持取U型管92。

步骤S104：参阅图4及图6，通过升降机构533抬升工作头513并带着夹具52升起。

步骤S105：参阅图2、图4及图7，通过旋转机构531转动夹具52，使U型管92从物料模块4的一侧移转到承载模块3的一侧。

值得一提的是，夹持组件522受旋转机构531驱动时形成一旋转轨迹，且夹持组件522上的导槽524即是顺沿着夹持组件522的旋转轨迹配置；此外，调整机构532的偏心块535的凸块部536同样是配制在旋转轨迹上。通过此种配置，当夹持组件522移动到承载模块3上方时，偏心块535的凸块部536就会位在导槽524内。

步骤S106：请参阅图4及图8，通过调整机构532来调整夹持组件522旋转的角度，以使U型管92的两末端能分别对准二个管件912。

通过转动偏心块535，使凸块部536旋转带动夹持组件522自旋，借以调整U型管92相对于管件912的方位。参阅图8、图11及图12，二个管件912间的延长线与第一方向X之间的夹角呈一第一角度θ1。只要通过调整机构532转动夹持组件522，就能够调整位于夹持器525上的U型管92的方位，使U型管92两端的延长线与第一方向X之间的夹角从一第二角度θ2调整至与第一角度θ1相同，此时U型管92的两末端就能分别对准二个管件912。

步骤S107：参阅图4及图8，通过升降机构533下压工作头513以带着降下夹具52，使U型管92装设到管件912上，并使另一个夹持组件522的夹持器525持取另一个U型管92。

步骤S108：参阅图4、图9及图10，通过升降机构533抬升工作头513并带着夹具52升起，并启动移动模块2(见图2)，使组装模块5移动到另一位置。

当通过升降机构533抬升工作头513并带着夹具52升起时，调整机构532就会通过转动偏心块535使夹持组件522回复原位。并且，再一次通过动力源来驱动载台23沿着第一方向X或第二方向Y移动，以让组装模块5与物料模块4移动相对于承载模块3的另一位置。

参阅图2及图3，移动模块2移动组装模块5的方式可以依据需要进行调整，例如，可以仅沿着第一方向X移动载台23，使组装模块5安装U型管92到沿着第一方向X间隔的管件912上；亦可以仅沿着第二方向Y移动载台23，使组装模块5安装U型管92到沿着第二方向Y间隔的管件912上；又可以同时沿着第一方向X及第二方向Y移动载台23，以进行后续的安装。其移动方式并没有任何限制。

如此，只要重复执行步骤S105至步骤S108，即可在热交换器本体91上依序装设U型管92。其中，步骤S106与步骤S107可以同步执行，也就是说，当通过升降机构533下压工作头513时，可以同时通过调整机构532来调整夹持组件522旋转的角度，以将U型管92安装到对应的管件912上。需注意的是，但如果管件912的位置让U型管92不需要进一步调整方位即可直接安装时，则可以将步骤S106省略，而仅执行其余步骤。

得一提的是，夹持组件522的数量亦可以为三个或四个以上，可以依据需要而调整。也就是说，只要在步骤S104及步骤S107中让夹具52能够同时在物料模块4及承载模块3上分别持取及安装U型管92即可，故并不以本发明所公开者为限制。

参阅图13及图14，值得一提的是，热交换器9的组装设备还可以进一步包括一光学检测模块6以及控制单元7。光学检测模块6设置在支撑架51的工作头513，并用来检测热交换器本体91的管件912的位置，可例举但不限于：CCD电脑影像自动对位器。控制单元7接收光学检测模块6输出的一位置信号，并对应输出一移动信号至移动模块2，以及对应输出一控制信号至组装模块5，如此即可实现前述步骤S102至步骤S108的操作。控制单元7可采用电脑搭配商用控制软体，但并不以此为限。

通过上述说明，可再将本发明的优点归纳如下：

一、组装模块5能够同时在物料模块4及承载模块3上分别持取及安装U型管92，借此提升U型管92的组装速度。

二、调整机构532能够调整夹持组件522的角度，以调整U型管92的位置，如此即可对应热交换器本体91上的管件912的位置来组装U型管92。

三、光学检测模块6能够检测热交换器本体的管件的位置，再通过控制单元7的控制，能够实行自动化地组装U型管。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热交换器的组装设备，适合用来将多个U型管分别组装至一热交换器本体上的多个管件，其特征在于，所述热交换器的组装设备包括：

一物料模块，适用于供所述U型管放置；

一承载模块，适用于供所述热交换器本体放置；以及

一组装模块，包括一夹具以及一驱动单元，所述夹具包括相互间隔的至少两个夹持组件，所述驱动单元包括一旋转机构以及一升降机构，所述旋转机构能驱使所述夹具旋转，并使至少两个所述夹持组件分别位于所述物料模块及所述承载模块的上方，所述升降机构能驱动所述夹具朝所述物料模块及所述承载模块移动，使至少两个所述夹持组件同时在所述物料模块及所述承载模块上分别持取及安装所述U型管。

2.根据权利要求1所述的热交换器的组装设备，其特征在于，所述夹具还进一步包括一基座以及一转轴，至少两个所述夹持组件分别设置在所述基座的相反两侧，所述转轴设置于所述基座并位于所述夹持组件之间，且所述转轴与所述驱动单元的所述旋转机构连接。

3.根据权利要求1所述的热交换器的组装设备，其特征在于，所述组装模块的所述驱动单元还进一步包括一调整机构，所述调整机构能驱动至少一个所述夹持组件绕自身轴线自旋。

4.根据权利要求3所述的热交换器的组装设备，其特征在于，每一个所述夹持组件包括一用来持取所述U型管的夹持器以及一与所述夹持器相对的导槽，所述调整机构包括一能分离地设置在所述导槽内的偏心块并包括一旋转马达，当所述偏心块受所述旋转马达驱动并旋转时，即带动所述夹持组件绕所述自身轴线自旋。

5.根据权利要求1所述的热交换器的组装设备，其特征在于，所述热交换器的组装设备还进一步包括一移动模块，所述移动模块包括一线轨组以及一能动地设置在所述线轨组的载台，所述载台承载所述物料模块及所述组装模块，且所述载台能被控制地相对所述承载模块移动。

6.根据权利要求1所述的热交换器的组装设备，其特征在于，所述热交换器的组装设备还进一步包括一光学检测模块以及一控制单元，所述光学检测模块用来检测所述热交换器本体的所述管件的位置，所述控制单元接收所述光学检测模块输出的一位置信号，并对应输出一控制信号至所述组装模块。

7.一种组装模块，适合用来在一物料模块上持取一U型管并移动至一承载模块以进行安装，其特征在于，所述组装模块包括：

一夹具，包括相互间隔的至少两个夹持组件；以及

一驱动单元，包括一旋转机构以及一升降机构，所述旋转机构能驱使所述夹具旋转，并使至少两个所述夹持组件分别位于所述物料模块及所述承载模块的上方，所述升降机构能驱动所述夹具朝所述物料模块及所述承载模块移动，使至少两个所述夹持组件同时在所述物料模块及所述承载模块上分别持取及安装所述U型管。

8.根据权利要求7所述的组装模块，其特征在于，所述夹具还进一步包括一基座以及一转轴，至少两个所述夹持组件分别设置在所述基座的相反两侧，所述转轴设置于所述基座并位于所述夹持组件之间，且所述转轴与所述驱动单元的所述旋转机构连接。

9.根据权利要求7所述的组装模块，其特征在于，所述驱动单元还进一步包括一调整机构，所述调整机构能驱动至少一个所述夹持组件绕自身轴线自旋。

10.根据权利要求9所述的组装模块，其特征在于，每一个所述夹持组件包括一用来持取所述U型管的夹持器以及一与所述夹持器相对的导槽，所述调整机构包括一偏心块以及一旋转马达，当所述偏心块受所述旋转马达驱动并旋转时，即带动所述夹持组件绕所述自身轴线自旋。

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