一种压缩机生产装配线用平衡块热压装配设备

摘要

一种压缩机生产装配线用平衡块热压装配设备，属于压缩机生产装配技术领域，该设备包括垂直移动机构、水平移动机构、垂直定位机构、水平定位机构、送料机构、取料装配机构及加热机构；所述垂直移动机构、水平移动机构分别用于控制取料装配机构竖直方向和水平方向的运动；所述的垂直定位机构、水平定位机构分别用于完成压缩机转子竖直方向和水平方向的定位；所述送料机构用于存储和输送平衡块；所述取料装配机构用于夹持和压紧平衡块；所述加热机构用于对平衡块进行加热。本发明的平衡块热压装配设备效率高、稳定可靠，实现了压缩机转子平衡片装配的自动化；且结构简单占地空间小、控制系统简单，制造成本低，操作维护方便。

说明书

技术领域

本发明属于压缩机生产装配技术领域，具体涉及一种压缩机生产装配线用平衡块热压装配设备。

背景技术

压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器)及冷却系统组成。冷却方式有油冷和自然冷却两种。一般家用冰箱压缩机是以单相交流电作为电源。

压缩机是以流水线方式生产的。在机械加工车间(包括铸造)制造出缸体、活塞(转轴)、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件；在电机车间组装出转子、定子；在冲压车间制造出壳体等。然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干，最后经检验合格包装出厂。

目前，全国各个冰箱压缩机生产商，越来越重视冰箱压缩机的生产过程检验工作，以保证冰箱压缩机生产各个环节质量，提高产品竞争力，同时也提高经济效益。其中，在冰箱压缩机生产过程中，转子平衡片的装配成为越来越多厂家注重的质量控制节点。机芯转子是冰箱压缩机核心部件，其质量的高低，直接决定了冰箱压缩机性能的高低；国内冰箱压缩机生产厂商都采用加热平衡块后人工装配的生产方式，由于受工人技术水平、平衡块加热时间等因素的影响，人工装配后的平衡块质量一致性差，进而影响压缩机整机的产品质量，同时造成生产效率低。因此，一种通用型平衡块热压装配设备是冰箱压缩机生产装配技术领域的重点和热点。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种压缩机生产装配线用平衡块热压装配设备，可替代传统的人工装配的生产方式，效率高、稳定可靠，实现了压缩机转子平衡片装配的自动化。

为了解决上述问题,本发明采用以下技术方案：

一种压缩机生产装配线用平衡块热压装配设备，包括垂直移动机构、水平移动机构、垂直定位机构、水平定位机构、送料机构、取料装配机构及加热机构；所述垂直移动机构、水平移动机构分别用于控制取料装配机构竖直方向和水平方向的运动；所述的垂直定位机构、水平定位机构分别用于完成压缩机转子竖直方向和水平方向的定位；所述送料机构用于存储和输送平衡块；所述取料装配机构用于夹持和压紧平衡块；所述加热机构用于对平衡块进行加热。

优选的，该设备还包括安装支架，所述安装支架包括支腿、安装底板、立柱、安装顶板；所述安装底板通过立柱连接安装顶板；所述支腿连接支撑安装底板。

优选的，所述垂直移动机构包括固定板、直线轴承滑套、电缸Ⅰ，所述电缸Ⅰ安装在安装顶板上，电缸Ⅰ的活塞杆连接固定板，所述固定板与安装在立柱上的直线轴承滑套相连接。

优选的，所述水平移动机构包括电缸Ⅱ、滚珠丝杠及安装板Ⅰ；所述滚珠丝杠安装在固定板上，滚珠丝杠的驱动端与电缸Ⅱ连接，安装板Ⅰ安装在滚珠丝杠的丝套上。

优选的，所述垂直定位机构包括双导杆气缸、顶升定位板；所述双导杆气缸安装在安装底板上，所述顶升定位板安装在双导杆气缸上，双导杆气缸推动顶升定位板上下移动。

优选的，所述水平定位机构包括哈弗安装板、爪手气缸，所述哈弗安装板安装在立柱上，所述爪手气缸安装在哈弗安装板上，所述爪手气缸两边各有一个爪手，爪手气缸驱动两个爪手夹紧或松开压缩机转子曲轴。

优选的，所述送料机构包括送料板、储料槽、水平滑台气缸及安装板Ⅱ，所述安装板Ⅱ安装在支腿上，其上表面开设有与送料板相配合的楔形导向槽，所述储料槽安装在安装板Ⅱ上，所述水平滑台气缸安装在安装板Ⅱ上，用于推动送料板水平移动。

进一步，优选的所述的储料槽上部设置有料位检测孔。

优选的，所述取料装配机构包括夹爪、气缸、安装板Ⅲ、电缸Ⅲ；所述安装板Ⅲ安装在安装板Ⅰ上，所述气缸安装在安装板Ⅲ上，用于驱动夹爪夹持平衡块，所述电缸Ⅲ安装在安装板Ⅰ上，电缸Ⅲ活塞杆端部安装有压板，电缸Ⅲ通过压板向平衡块加压。

优选的，所述垂直移动机构、水平移动机构、垂直定位机构、水平定位机构、送料机构、取料装配机构及加热机构均采用PLC控制系统进行控制，所述加热机构包括加热电源及辅助系统；所述加热电源用于加热平衡块，并设置有温度监控元件；所述辅助系统包括水冷系统，用于冷却加热电源的内部元器件。

优选的，所述立柱设置有4根。

优选的，所述哈弗安装板通过轴孔配合安装在立柱上，且沿立柱上下位置可调整。

优选的，所述顶升定位板上设计有定位销轴。

优选的，所述夹爪分为固定爪和运动爪，固定爪安装在安装板Ⅲ上，运动爪安装在气缸的活塞杆上。

优选的，所述的加热电源采用热辐射的传导形式对平衡块进行加热。

优选的，该设备设计有两个平衡块热压装配单元，并沿着输送线体输送方向依次布置。

本发明的有益效果在于：

1)安装底板与安装顶板将若干根立柱连接成整体，保证设备安装支架的强度和稳定性，立柱也是整机设备的支撑基础，可以设置4根立柱连接安装顶板和安装底板，增加设备的结构稳定性。

2)直线轴承滑套安装在立柱上，使垂直机构可以在电缸的驱动作用下沿着立柱上下移动，实现其相应功能，确保了设备上下位置移动的准确性和稳定性。

3)水平移动机构由于采用电缸作为动力驱动，传动机构采用滚珠丝杠，实现设备水平位置的精确控制，更好的实现设备的设计功能。

4)双导杆气缸更可靠、更经济、更安全、更简单，不仅满足了定位精确导向的要求，同时使结构更加简单、维护方便。

5)气缸直线运动使两个爪手夹紧或松开，从而可以夹紧压缩机转子曲轴，使其转动到合适角度，满足平衡块装配的定位要求。

6)安装板Ⅱ安装在支腿上，其上表面开设有与送料板相配合的楔形导向槽，保证送料板在运动过程中可靠性和稳定性。

7)储料槽安装在安装板Ⅱ上，用于存储平衡块，以使设备运转效率提高，同时在储料槽一定高度处设置有料位检测孔，以方便平衡块缺料报警，及时上料使设备正常运行。

8)水平滑台气缸直线运动准确性高，保证了送料板位置运动的准确性，从而保证了平衡块以生产实际需要来定位，满足后续的工序。

9)顶升定位板结合工件工装板实际情况，设计定位销轴，与工件工装板准确定位，从而完成工件的准确定位，更好的实现转子平衡片在线装配的功能。

10)送料板可根据平衡块的外形，采用仿形原理进行设计制作，以保证在推到平衡块的过程中，平衡块位置的稳定。

11)加热电源设置有温度监控元件，将平衡块加热温度反馈到设备控制系统中，以方便在合适温度完成平衡块与转子曲轴的装配工序；水冷系统用来冷却加热电源内部元器件，以使加热机构工作稳定。

12)本发明的平衡块热压装配设备效率高、稳定可靠，实现了压缩机转子平衡片装配的自动化；且结构简单占地空间小、控制系统简单，制造成本低，操作维护方便；系统针对不同型号的压缩机转子设置了几组参数，只需在运行前选择需要装配的型号，并校对平衡块装配的原点即可，就可以实现不同型号压缩机之间的快速切换，极大提高了工作效率，同时也实现了设备的通用性。

13)本发明设计成两个平衡块热压装配单元，可以提高工作效率和可靠性。

附图说明

图1为本发明平衡块热压装配设备的主视图。

图2为本发明平衡块热压装配设备的侧视图。

图3为平衡块取料示意图。

图4为平衡块加热示意图。

图5为平衡块定位示意图。

图6为平衡块压力装配示意图。

图7为送料机构的结构示意图。

图8为图7的右视图。

图9为图7的俯视图。

图10、11均为送料状态示意图，其中图10为平衡块处于送料中间位置示意图，图11为平衡块处于送料到位位置示意图。

附图标记：

11-支腿12-安装底板13-立柱14-安装顶板

21-固定板22-直线轴承滑套23-电缸Ⅰ

31-电缸Ⅱ32-安装板Ⅰ

41-双导杆气缸42-顶升定位板

51-哈弗安装板52-爪手气缸

61-储料槽62-水平滑台气缸621-滑台63-安装板Ⅱ

64-连接板65-送料板66-燕尾槽板661-燕尾槽

71-夹爪72-气缸73-安装板Ⅲ74-电缸Ⅲ741-活塞杆

81-加热电源

A-平衡块B-压缩机转子工件

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图1、2所示，一种压缩机生产装配线用平衡块热压装配设备，包括安装支架、垂直移动机构、水平移动机构、垂直定位机构、水平定位机构、送料机构、取料装配机构及加热机构。

所述安装支架包括支腿11、安装底板12、立柱13、安装顶板14；所述安装底板12通过立柱13连接安装顶板14；所述支腿11连接支撑安装底板12。

所述垂直移动机构包括固定板21、直线轴承滑套22、电缸Ⅰ23，所述电缸Ⅰ23安装在安装顶板14上，电缸Ⅰ23的活塞杆连接固定板21，所述固定板21与安装在立柱13上的直线轴承滑套22相互连接，电缸Ⅰ23通过固定板21带动直线轴承滑套22沿立柱13上下移动。

所述水平移动机构包括电缸Ⅱ31、滚珠丝杠及安装板Ⅰ32；所述滚珠丝杠安装在固定板21上，滚珠丝杠的驱动端与电缸Ⅱ31连接，安装板Ⅰ32安装在滚珠丝杠的丝套即螺母上。

所述垂直定位机构包括双导杆气缸41、顶升定位板42；所述双导杆气缸41安装在安装底板12上，所述顶升定位板42安装在双导杆气缸41上，双导杆气缸41推动顶升定位板42上下移动。

所述水平定位机构包括哈弗安装板51、爪手气缸52，所述哈弗安装板51安装在立柱13上，所述爪手气缸52安装在哈弗安装板51上，所述爪手气缸52两边各有一个爪手，爪手气缸52驱动两个爪手夹紧或松开压缩机转子工件B的曲轴。

如图7-11所示，所述送料机构包括送料板65、储料槽61、水平滑台气缸62及安装板Ⅱ63，所述送料板65、储料槽61、水平滑台气缸62均安装在安装板Ⅱ63上，所述安装板Ⅱ63安装在支腿11上；安装板Ⅱ63上表面开设有与送料板65相配合的楔形导向槽即燕尾槽661；所述储料槽61安装在安装板Ⅱ63的上部，储料槽61上开设有圆弧形槽口；所述储料槽61的侧边设置有料位检测口，储料槽61上还安装有料位报警装置及故障报警装置；如图7、8所示，若干块平衡块A自上而下放置在储料槽61中。所述水平滑台气缸62上的滑台621与连接板64相连，所述连接板64与送料板3固定联接；所述送料板65为可拆卸结构，且送料板65与平衡块A按照仿形缺口接触配合；所述水平滑台气缸62通过滑台621驱动送料板65沿着燕尾槽661限定的方向作直线运动，所述送料板65则将储料槽61中的平衡块A沿着燕尾槽661往送料方向推动。所述储料槽61上设置有自动上料机构。

如图1所示，所述取料装配机构包括夹爪71、气缸72、安装板Ⅲ73、电缸Ⅲ74；所述安装板Ⅲ73和所述电缸Ⅲ74均安装在安装板Ⅰ32上，且安装板Ⅲ73和电缸Ⅲ74均可随滚珠丝杠上的丝套即螺母运动，所述气缸72安装在安装板Ⅲ73上，用于驱动夹爪71夹持平衡块A，电缸Ⅲ74活塞杆端部安装有压板，电缸Ⅲ74通过压板向平衡块A加压。

所述垂直移动机构、水平移动机构、垂直定位机构、水平定位机构、送料机构、取料装配机构及加热机构均采用PLC控制系统进行控制，所述加热机构包括加热电源81及辅助系统；所述加热电源81用于加热平衡块A，并设置有温度监控元件；所述辅助系统包括水冷系统，用于冷却加热电源81的内部元器件。

下面结合附图1-6对本发明的工作过程做进一步说明。

如图1-2所示，平衡块热压装配设备采用PLC控制，外接气源以驱动气缸，执行设计动作，完成相关使用功能。在设备运行前，针对不同型号压缩机的平衡块，更换送料机构中的相对应的送料板65。

设备启动后，系统按设计程序的顺序进行执行。系统自检各个机构是否处于初始位置，使送料机构处于启动就绪状态。

系统工作开始后，PLC控制电磁阀工作，驱动水平滑台气缸62从初始位置运动，带动送料板65沿着燕尾槽661限定的方向作直线运动。

如图9所示，送料板65运动到一定位置时，与储料槽61中最下面的平衡块A接触，此时送料板65与平衡块A二者按照仿形缺口接触配合，实现运动过程的定位；送料板65随即在滑台621的带动下将储料槽61中的最下面的平衡块A从储料槽61中推出，并沿着燕尾槽661往送料方向推动，使储料槽61中的最下面的平衡块A与上面的平衡块A分离。

如图10所示，水平滑台气缸62继续动作，带动送料板65运动将平衡块A继续沿着送料方向推动。

如图11所示，水平滑台气缸62带动送料板65运动到设定位置，将平衡块A推动到指定位置，完成平衡块A的送料。平衡块A送料到位后，由取料装配机构将平衡块A取走，系统检测取料完成后，送料装置复位，进行下一平衡块A的送料工作。

当平衡块A送料过程中出现故障报警时，只需一键复位后再启动设备，送料机构即可继续平衡块的送料工序；储料槽61出现料位报警时，需通过自动上料机构配合上料。

如图3所示，系统控制垂直移动机构向下运动、水平移动机构向送料机构一侧运动，按程序设定位置将取料装配机构移动到合适的位置。

如图4所示，取料装配机构到位后，系统控制气缸72运动，带动夹爪71运动，将运送到指定位置的平衡块A夹紧取料；系统控制垂直移动机构和水平移动机构运动，按照程序设计将平衡块A移动到加热电源81的加热板上等待加热。

压缩机转子工件B沿着图2所示箭头方向运行，进入工位时，控制系统判断设备处于工作就绪状态，并控制平衡块热压装配设备前端的第一阻挡装置放行，将压缩机转子工件B输送到垂直定位机构。

压缩机转子工件B经设置在垂直定位机构的第二阻挡装置阻挡，停在垂直定位机构，经检测元件检测到位后，系统启动垂直定位机构，驱动双导杆气缸41将压缩机转子工件B顶起定位，使其与输送线链条脱离。

垂直定位机构中双导杆气缸41运行到位后，系统控制水平定位机构中的爪手气缸52运动，定位校正转子到合适位置；水平定位机构完成转子的定位后，系统控制爪手气缸52运动回到初始位置，完成转子的定位要求。

系统控制加热电源81对平衡块A进行加热，按照控制程序设定值并通过监测元件，控制平衡块A的加热温度。

如图5所示，平衡块A加热温度达到设置值时，加热电源81停止工作，系统控制垂直移动机构和水平移动机构，将取料装配机构移动程序设定位置处，即完成平衡块A装配前在压缩机转子工件B的曲轴中心的定位。

如图6所示，系统控制电缸Ⅲ74运动，电缸Ⅲ74的活塞杆741对加热后的平衡块A施加压力，使平衡块A与压缩机转子B的曲轴进行装配，完成平衡块A的热压装配工作。

系统控制气缸72运动，将夹爪71打开，完成平衡块A的夹持取料过程；系统控制垂直移动机构和水平移动机构运动，将取料装配机构移动到取料位置处，进行下一个平衡块A的取料工作；同时系统控双导杆气缸41运动，将装配完成的压缩机转子工件B及工装板放置到输送机，第二阻挡装置阻挡放行，压缩机转子工件B及工装板进入到下一个工序；此时，系统处于工作等待状态，待下一个压缩机转子工件B进入工位后，重复进行以上动作，完成平衡块热压装配的工作。

如图2所示，考虑设备的工作效率和可靠性，本设备设计成两个平衡块热压装配单元，沿着输送线体输送方向依次布置；两个平衡块热压装配单元既可以同时开启运行，也可以单独开启其中一个单元工作：两个单元同时开启运行时，当有两个工件同时进入设备时，两个单元依次开始平衡块的热压装配工作；当只有一个工件进入设备时，系统设置优先启用沿工件输送方向第二个单元，第一个单元处于等待状态，避免下一个工件进入设备，处于等待状态，造成设备的闲置，降低效率；

系统针对不同型号压缩机转子设置了几组参数，只需在运行前选择需要装配的型号，并校对平衡块装配的原点即可，就可以实现不同型号压缩机之间快速切换，极大提高了工作效率，同时也实现了设备的通用性。