專利名稱：一種自動脹接系統(tǒng)和自動脹接控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及殼管式換熱器制造領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種自動脹接系統(tǒng)和自動脹接控制方法。
背景技術(shù)：
隨著各類傳熱設(shè)備工藝流程中對流體溫度的規(guī)定日益嚴格，市面上用于將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，使流體溫度達到工藝流程規(guī)定的換熱器也越來越多。當前最為廣泛使用的為由殼體、換熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成的殼管式換熱器。目前，在殼管式換熱器制造時，管板與換熱管束的連接方式以強度脹接較為普遍。強度脹接是指保證換熱管束與管板連接的密封性能及抗拉脫強度的脹接。在強度脹接過程中，將脹管機脹頭插入換熱管束中需要脹接的某一換熱管管口旋轉(zhuǎn)，使穿入管板孔內(nèi)的換熱管管端部脹大而達到塑性變形，同時，管板孔被脹大產(chǎn)生彈性變形。脹管機退出后，換熱管的塑性變形不能恢復(fù)，而管板的彈性變形能夠恢復(fù)，在管板的彈性變形恢復(fù)時，換熱管與管板的接觸表面產(chǎn)生很大的擠壓力，使該換熱管與管板牢固地結(jié)合在一起。當所有需要脹接的換熱管脹接完畢后，就將換熱管束固定在管板上，達到既密封又能抗拉脫力兩個目的。在現(xiàn)有技術(shù)中，常見的脹管機為電動脹管機和氣動脹管機，且多為人工操作。雖然，采用上述電動脹管機和氣動脹管機進行強度脹接能夠?qū)崿F(xiàn)殼管式換熱器中管板與換熱管束的連接，但是，由于人工操作帶來的諸如勞動強度大、危險系數(shù)高、脹接準確率低的弊端以及上述脹管機自身的功能限制，脹接質(zhì)量受到影響從而影響殼管式換熱器的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種自動脹接系統(tǒng)和自動脹接控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于人工操作的弊端以及脹管機自身的功能限制，影響脹接質(zhì)量從而影響殼管式換熱器的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種自動脹接系統(tǒng),包括電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，用于存儲、顯示并打印殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息、脹接孔位圖、預(yù)先設(shè)置的脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息，并依據(jù)所述脹接相關(guān)信息和所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息控制脹管機脹接控制子系統(tǒng)和脹管機伺服控制子系統(tǒng)動作；其中，所述脹接相關(guān)信息包括脹接面、脹管器型號、脹管器編號、脹接長度、脹接力矩、脹接總孔數(shù)、脹接孔位、已脹接孔數(shù)和未脹接孔數(shù)；所述殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息包括產(chǎn)品型號、產(chǎn)品批次和產(chǎn)品編號；所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息包括空程速度Vxy、空程速度Vyz和空程速度Vzx。所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)，用于根據(jù)所述脹接孔位圖確定需要脹接的孔，以及根據(jù)所述需要脹接的孔的位置坐標、所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息和所述脹接相關(guān)信息控制脹管機主軸執(zhí)行各個方位的動作；所述脹管機脹接控制子系統(tǒng)，用于根據(jù)所述脹接力矩控制所述脹管機主軸的扭矩，以及根據(jù)所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息控制脹管機主軸在殼管式換熱器的換熱管內(nèi)正向旋擴和反向退出，使設(shè)置于所述脹管機主軸前端的脹管機脹頭對所述殼管式換熱器管板上需要脹接的孔和換熱管束執(zhí)行脹接。其中，所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)包括支撐軸、支撐軸驅(qū)動、橫梁、第三驅(qū)動和第四驅(qū)動；其中，所述支撐軸與地面垂直，且與所述支撐軸驅(qū)動相連接，所述支撐軸驅(qū)動用于控制所述脹管機主軸沿所述支撐軸的垂直方向上、下移動； 所述脹管機主軸與所述第三驅(qū)動相連，所述第三驅(qū)動控制所述脹管機主軸沿換熱管的水平方向前、后移動；所述橫梁與所述第四驅(qū)動相連，所述第四驅(qū)動控制所述脹管機主軸沿橫梁的水平方向左、右移動。其中，所述支撐軸包括單軸或雙軸；所述支撐軸驅(qū)動包括第一驅(qū)動和/或第二驅(qū)動；當所述支撐軸為單軸時，所述支撐軸與第一驅(qū)動或第二驅(qū)動相連；當所述支撐軸為雙軸時，所述雙軸包括第一軸和第二軸，其中，所述第一軸與所述第一驅(qū)動相連，所述第二軸與所述第二驅(qū)動相連。其中，所述脹管機脹接控制子系統(tǒng)包括第五驅(qū)動；所述第五驅(qū)動與所述脹管機主軸相連，用于驅(qū)動脹管機，控制所述脹管機主軸在換熱管內(nèi)的正向旋擴和反向退出。其中，所述支撐軸驅(qū)動、第三驅(qū)動、第四驅(qū)動和第五驅(qū)動為電機驅(qū)動；或者，氣體驅(qū)動；或者，液壓驅(qū)動。優(yōu)選地，所述自動脹接系統(tǒng)還包括與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)連接的自潤滑控制子系統(tǒng)，用于潤滑所述脹管機脹頭。其中，所述自潤滑控制子系統(tǒng)包括相連的儲油裝置和控制裝置，其中所述儲油裝置用于存放潤滑油；所述控制裝置用于控制對脹管機脹頭潤滑油的加壓、閥門打開、脹接時定量定時噴射潤滑、欠壓報警、油位低報警及自動補油。優(yōu)選地，所述自動脹接系統(tǒng)包括與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)相連接的孔位掃描控制子系統(tǒng)；所述孔位掃描控制子系統(tǒng)，用于掃描殼管式換熱器管板，確定殼管式換熱器管板上孔的位置坐標，并將各個孔的位置坐標反饋給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，以生成脹接孔位圖。一種自動脹接控制方法，包括
啟動電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，設(shè)定殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息；將脹接 孔位圖導入所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)；選擇合適的脹頭；啟動脹管機伺服控制子系統(tǒng)，根據(jù)所述脹接孔位圖確定需要脹接的孔，以及根據(jù)所述需要脹接的孔的位置坐標、所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息和所述脹接相關(guān)信息控制脹管機主軸執(zhí)行各個方位的動作；啟動脹管機脹接控制子系統(tǒng)，對脹管機進行調(diào)零，切換到模擬模式，實施試脹，若試脹有問題，則重新設(shè)定殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息；若試脹成功，則切換到自動模式，開始實施脹接；脹接完畢后，關(guān)閉自動脹接系統(tǒng)。優(yōu)選地，在選擇合適的脹頭之后，還包括啟動自潤滑控制子系統(tǒng)，潤滑所述脹管機脹頭。優(yōu)選地，將脹接孔位圖導入所述電腦集成控制子系統(tǒng)包括通過網(wǎng)絡(luò)接口或USB接口導入預(yù)先存儲的管板脹接孔的平面圖作為脹接孔位圖；或者，啟動孔位掃描控制子系統(tǒng)，利用紅外線掃描器或激光掃描器掃描殼管式換熱器管板，確定殼管式換熱器管板上孔的位置坐標，并將各個孔的位置坐標反饋給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，以生成脹接孔位圖。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了一種自動脹接系統(tǒng)和自動脹接控制方法，通過電腦集成控制顯示子系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品相關(guān)信息、脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息、脹接孔位圖來控制脹管機脹接控制子系統(tǒng)以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)，實現(xiàn)脹頭自動定位、脹頭自動推入管端、脹頭自動拉出管端，降低勞動強度，確保生產(chǎn)安全，提高脹接準確率，保證了脹接質(zhì)量，提高了殼管式換熱器的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例一公開的一種自動脹接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一公開的電腦集成控制顯示子系統(tǒng)的顯示界面示意圖；圖3為本發(fā)明實施例二公開的脹管機脹接控制子系統(tǒng)以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例三公開的另一種自動脹接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例四公開的另一種自動脹接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例五公開的一種自動脹接控制方法流程圖；圖7為本發(fā)明實施例五公開的旋轉(zhuǎn)平臺結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例五公開的孔位處理過程示意圖9為本發(fā)明實施例五公開的脹接孔位圖；圖10為本發(fā)明實施例五公開的脹接過程示意圖；圖11為本發(fā)明實施例六公開的另一種自動脹接控制方法流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了一種自動脹接系統(tǒng)和自動脹接控制方法，通過電腦集成控制顯示子系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品相關(guān)信息、脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息、脹接孔位圖來 控制脹管機脹接控制子系統(tǒng)以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)，實現(xiàn)脹頭自動定位、脹頭自動推入管端、脹頭自動拉出管端，降低勞動強度，確保生產(chǎn)安全，提高脹接準確率，保證了脹接質(zhì)量，提高了殼管式換熱器的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。實施例一請參閱附圖1，為本發(fā)明公開的一種自動脹接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該自動脹接系統(tǒng)包括電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI以及分別與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI相連接的脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2和脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3。所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI，是整個自動脹接系統(tǒng)的核心，能存儲、顯示并打印脹接各項參數(shù)。另外，該子系統(tǒng)配備有自動控制軟件，能依據(jù)所述脹接相關(guān)信息和所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息自動控制所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2和所述脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3動作。需要說明的是，請參閱附圖2，為本發(fā)明提供的所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI的顯示界面，該界面能夠顯示所述脹接各項參數(shù)，具體包括殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息101、脹接相關(guān)信息102、脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息103和脹接孔位圖104。所述殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息101包括產(chǎn)品型號、產(chǎn)品批次和產(chǎn)品編號；所述脹接相關(guān)信息102包括脹接面、脹管器型號、脹管器編號、脹接長度、脹接力矩、脹接總孔數(shù)、脹接孔位、已脹接孔數(shù)和未脹接孔數(shù)；所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息103包括空程速度Vxy、空程速度Vyz和空程速度Vzx。所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2，能夠根據(jù)所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI中顯示的脹接孔位圖確定需要脹接的孔，以及根據(jù)所述需要脹接的孔的位置坐標、所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息和所述脹接相關(guān)信息控制脹管機主軸執(zhí)行上下左右前后六個方位的動作，實現(xiàn)孔位的變更和脹管機主軸的推入和拉出。所述脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3，能夠根據(jù)所述脹接力矩控制所述脹管機主軸的扭矩，以及根據(jù)所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息控制脹管機主軸在殼管式換熱器的換熱管內(nèi)正向旋擴和反向退出，使設(shè)置于所述脹管機主軸前端的脹管機脹頭對所述殼管式換熱器管板上需要脹接的孔和換熱管束執(zhí)行脹接。本實施例公開的自動脹接系統(tǒng)通過電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI中的自動控制軟件根據(jù)脹接各項參數(shù)對脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2和脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3進行自動控制，實現(xiàn)需脹接孔位自動篩選、脹管機主軸自動尋找需脹接孔位、脹接時脹管機脹頭自動定位、自動變換需脹接孔位，整個過程不需要人工操作，勞動強度低，脹接質(zhì)量有保證，生產(chǎn)效率高，且安全有保證；另外，電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI能動態(tài)顯示、記錄和存儲脹接各項參數(shù)，并能打印輸出，信息化程度高，極大的方便了生產(chǎn)管理。為了更加清楚地描述上述實施例一公開的自動脹接系統(tǒng)，本發(fā)明還公開了各個子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，下面，將通過以下實施例進行詳細介紹。實施例二請參閱附圖3，為本發(fā)明公開的自動脹接系統(tǒng)中所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2和脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3的具體結(jié)構(gòu)示意圖。所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2包括第一軸H1、第二軸H2、橫梁H4以及第一驅(qū)動Ml、第二驅(qū)動M2、第三驅(qū)動M3和第四驅(qū)動M4，其中所述第一軸Hl和第二軸H2與地面垂直,所述第一軸Hl與所述第一驅(qū)動Ml相連，所述第二軸H2與所述第二驅(qū)動M2相連，所述第一驅(qū)動Ml和所述第二驅(qū)動M2同步控制所述脹管機主軸沿所述第一軸Hl和所述第二軸H2的垂直方向上、下移動；所述脹管機主軸與所述第三驅(qū)動M3相連，所述第三驅(qū)動M3控制所述脹管機主軸沿換熱管的水平方向前、后移動；所述橫梁H4與所述第四驅(qū)動M4相連，所述第四驅(qū)動M4控制脹管機主軸沿橫梁H4的水平方向左、右移動。所述脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3包括第五驅(qū)動M5 ；所述第五驅(qū)動M5與所述脹管機主軸相連，用于驅(qū)動脹管機，控制所述脹管機主軸在換熱管內(nèi)的正向旋擴和反向退出。需要說明的是，本實施例公開的脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2具有雙支撐軸，即第一軸Hl和第二軸H2，相應(yīng)的，該子系統(tǒng)包括兩個支撐軸驅(qū)動，即第一驅(qū)動Ml和第二驅(qū)動M2。此類結(jié)構(gòu)能夠滿足較高的脹接要求。但是，對于要求不是很高的脹接，采用上述結(jié)構(gòu)就不可避免地造成了資源浪費，為此，本發(fā)明還公開了另一種脹管機伺服控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2只具有一個支撐軸，該支撐軸為上述所述的第一軸Hl或第二軸H2中的任意一個，同時具有一個與該支撐軸相對應(yīng)的支撐軸驅(qū)動，該支撐軸驅(qū)動具體為與第一軸Hl相連的第一驅(qū)動Ml，或者與第二軸H2相連的第二驅(qū)動M2。同樣的，采用一個支撐軸時，在其對應(yīng)的支撐軸驅(qū)動的驅(qū)動下，使所述脹管機主軸沿這一個支撐軸的垂直方向上、下移動。進一步需要說明的是，為了適應(yīng)不同的脹接環(huán)境，以上所述第一驅(qū)動Ml、第二驅(qū)動M2、第三驅(qū)動M3、第四驅(qū)動M4和第五驅(qū)動M5可以為電機驅(qū)動，也可以氣體驅(qū)動或者液壓驅(qū)動。本實施例中，提供了脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2的多種具體結(jié)構(gòu)及多種驅(qū)動方式，能夠使本發(fā)明公開的自動脹接系統(tǒng)應(yīng)用于不同的脹接環(huán)境，在一定程度上保證了脹接質(zhì)量，進而保證了生產(chǎn)效率。在上述本發(fā)明公開的實施例一和實施例二的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開了另一種自動脹接系統(tǒng)，將通過以下實施例進行說明。實施例三、
請參閱附圖4，為本發(fā)明公開的另一種自動脹接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該自動脹接系統(tǒng)包括電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI以及分別與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI相連接的脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2、脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3和自潤滑控制子系統(tǒng)L4。其中，電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI以及分別與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI相連接的脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2、脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3的結(jié)構(gòu)和功能描述請參照實施例一和實施例二的相關(guān)描述，這里不再贅述。所述自潤滑控制子系統(tǒng)L4控制對脹管機脹頭的潤滑。所述自潤滑控制系統(tǒng)L4包括相連的儲油裝置201和控制裝置202，其中，所述儲油裝置201用于存放潤滑油，所述控制裝置202用于控制對脹管機脹頭潤滑油的加壓、閥門打開、脹接時定量定時噴射潤滑、欠壓報警、油位低報警及自動補油。
在本實施例中公開的自動脹接系統(tǒng)，除了具有實施例一及實施例二中所述脹接系統(tǒng)的優(yōu)點之外，還具有自潤滑的功能。在脹接過程中，脹管機脹頭自潤滑，使其發(fā)熱減小，增加其使用壽命從而降低生產(chǎn)成本?；谏鲜鰧嵤├_的自動脹接系統(tǒng)，本發(fā)明還公開了另一種自動脹接系統(tǒng)，下面將通過以下實施例進行詳細描述。實施例四請參閱附圖5，為本發(fā)明公開的另一種自動脹接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該自動脹接系統(tǒng)包括電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI以及分別與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI相連接的脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2、脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3、自潤滑控制子系統(tǒng)L4和孔位掃描控制子系統(tǒng)L5。其中，電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI以及分別與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI相連接的脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2、脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3、自潤滑控制子系統(tǒng)L4的結(jié)構(gòu)和功能描述請參照實施例一、實施例二和實施例三的相關(guān)描述，這里不再贅述。所述孔位掃描控制子系統(tǒng)L5，能夠通過紅外線掃描器或者激光掃描器掃描殼管式換熱器管板，確定殼管式換熱器管板上孔的位置坐標，并將各個孔的位置坐標反饋給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，以生成脹接孔位圖。需要說明的是，所述脹接孔位圖除了能夠通過所述孔位掃描控制子系統(tǒng)L5掃描殼管式換熱器管板生成以外，還能夠通過網(wǎng)絡(luò)接口或USB接口導入預(yù)先存儲的管板脹接孔的平面圖作為脹接孔位圖。當脹接孔位圖由網(wǎng)絡(luò)接口或USB接口導入時，所述孔位掃描控制子系統(tǒng)L5依然會在脹接的過程中對殼管式換熱器的管板進行掃描，并把掃描的動態(tài)數(shù)據(jù)實時傳送給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI，以便于及時更新脹接孔位圖。當脹接孔位圖由所述孔位掃描控制子系統(tǒng)L5掃描生成時，在后續(xù)的脹接過程中，所述孔位掃描控制子系統(tǒng)L5依然對殼管式換熱器管板進行掃描，并把掃描的動態(tài)數(shù)據(jù)實時傳送給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI，以便于及時更新脹接孔位圖。本實施例公開的自動脹接系統(tǒng)，能夠通過所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI以及分別與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI相連接的脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2、脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3、自潤滑控制子系統(tǒng)L4和孔位掃描控制子系統(tǒng)L5協(xié)調(diào)工作，達到最好的脹接效果。所述孔位掃描控制子系統(tǒng)L5不僅能夠?qū)崿F(xiàn)脹接孔位圖的導入，更能完成脹接孔位圖的更新，方便了脹接控制者對脹接全過程的清晰監(jiān)測，進而保證了脹接質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率?；谏鲜鰧嵤├兴峁┑淖詣用浗酉到y(tǒng)，本發(fā)明還公開了一種自動脹接控制方法，下面將通過以下實施例進行詳細描述。實施例五請參閱附圖6，為本發(fā)明公開的一種自動脹接控制方法流程圖。具體步驟為步驟SlOl :放置工件。將殼管式換熱器工件放置于旋轉(zhuǎn)平臺上，旋轉(zhuǎn)平臺具體結(jié)構(gòu)如圖7所示，此時，需要脹接的管板A、B面與地面是垂直的。如果換熱管兩端均未脹接，需要對管板B面用工裝 板頂住，避免脹接管板A面的換熱管時，脹頭推入頂出換熱管。步驟S102 :啟動自動脹接系統(tǒng)，開啟電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI。設(shè)定殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息，以便對脹接對象做記錄。步驟S103 :將脹接孔位圖導入所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)。需要說明的是，將脹接孔位圖導入所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)有兩種方法，下面將詳細說明。方法一啟動孔位掃描控制子系統(tǒng)L5,通過紅外線掃描器或者激光掃描器掃描殼管式換熱器管板，確定殼管式換熱器管板上孔的位置坐標，并將各個孔的位置坐標反饋給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，以生成脹接孔位圖。需要說明的是，所述位置坐標為三維坐標ni (Xi, Yi, Zi)，請參閱圖8，為本發(fā)明提供的掃描后孔位處理過程示意圖，在電腦集成控制顯示子系統(tǒng)上能生成脹接平面排列圖，在剔除圖面上的非脹接孔位(即打叉孔位)后才最終生成脹接孔位圖如圖9所示。在后續(xù)的脹接過程中，所述孔位掃描控制子系統(tǒng)L5依然對殼管式換熱器管板進行掃描，并把掃描的動態(tài)數(shù)據(jù)實時傳送給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI，以便于及時更新脹接孔位圖。方法二通過網(wǎng)絡(luò)接口或USB接口導入預(yù)先存儲的管板脹接孔的平面圖作為脹接孔位圖。需要說明的是，該方法同方法一的不同之處只在于，脹接孔位圖的來源不同，但是，后續(xù)因為選擇脹接孔以及脹接過程中對脹接孔位圖的處理是相同的，具體處理過程可參考方法一中的相關(guān)描述。步驟S104 :選擇合適的脹頭。需要說明的是，本發(fā)明和公開的自動脹接系統(tǒng)自帶脹頭庫，能根據(jù)脹接的工件輸入的管板厚度、管板孔經(jīng)、換熱管孔徑和壁厚等相關(guān)信息自動選則合適的脹頭。步驟S105 :啟動脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2。根據(jù)所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)生成的所述脹接孔位圖確定需要脹接的孔，以及根據(jù)所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息和所述脹接相關(guān)信息控制脹管機主軸執(zhí)行上、下、左、右、前、后各個方位的動作。
步驟S106 :啟動脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3。對脹管機進行調(diào)零，切換到模擬模式，實施試脹，觀察脹頭與孔模擬脹接情形，如果試脹有問題，則重新設(shè)定殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息；如果試脹沒有問題，則退出模擬模式，切換到自動模式，開始實施脹接。需要進行說明的是，脹管機按預(yù)定管板孔位置坐標ni (Xi, Yi, Zi)進行脹接，包括移動到指定位置。如附圖10所示，脹管機主軸移動到Xi、Zi后，y軸快速移動到到脹管器頂尖距離管板面Ls距離處，脹管機主軸再緩慢推入LI距離，使脹頭端面與管板端面平齊，然后，脹管機主軸再推入L2距離，此時啟動第五驅(qū)動M5使脹管機主軸正向驅(qū)動，圓錐形脹頭芯桿在軸向拉力作用下逐漸推入脹管器并帶動滾珠擴張，此時彈簧同步被壓縮，達到預(yù)設(shè)的脹接力矩以后(此時彈簧被壓縮至距離L2)，第五驅(qū)動M5反向驅(qū)動脹管機主軸使脹頭 退出同時脹頭芯桿被壓縮彈簧頂開恢復(fù)到無壓縮狀態(tài)，脹管機主軸再沿I軸反向移動LI距離并快速移動到下一個脹接位置。如此循環(huán)作業(yè)，在電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI上能實時動態(tài)顯示脹接相關(guān)參數(shù)。步驟S107 :保存記錄,更換脹接面。A面脹接完畢保存A面脹接過程記錄，旋轉(zhuǎn)操作平臺使B面處于脹接位置，按上述步驟對B面進行脹接。B面脹接完畢，保存B面脹接過程記錄。如有需要，可以打印A、B兩面脹接過程記錄存檔。至此，此殼管式換熱器工件脹接完畢，轉(zhuǎn)入下一個工件，按照上述步驟進行脹接。步驟S108 :脹接完畢后,關(guān)閉自動脹接系統(tǒng)。本實施例中描述的自動脹接控制方法，在所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI設(shè)定好脹接各項參數(shù)以后，所述其他各個子系統(tǒng)就會執(zhí)行相關(guān)控制，脹接全程不需要人工把持操作，勞動強度低，生產(chǎn)效率高且安全有保障；并且，能夠自動存儲、顯示脹接過程記錄，信息化程度高，極大地方便了生產(chǎn)管理，提高了產(chǎn)品質(zhì)量?；谏鲜鰧嵤├兴峁┑淖詣用浗酉到y(tǒng)及脹接方法，本發(fā)明還公開了另外一種自動脹接方法，下面將通過以下實施例進行詳細描述。實施例六請參閱附圖11，為本發(fā)明提供的另一種自動脹接控制方法流程圖。需要說明的是，本實施例中提供的自動脹接控制方法與實施例五中描述的自動脹接控制方法大致相同，只是在選擇合適的脹頭之后，還包括啟動自潤滑控制子系統(tǒng)L4，潤滑所述脹管機脹頭，具體步驟請為步驟S201:放置工件。此步驟具體過程與實施例五中的步驟SlOl相同，相關(guān)描述請參閱步驟S101。步驟S202 :啟動自動脹接系統(tǒng)，開啟電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI。此步驟具體過程與實施例五中的步驟S102相同，相關(guān)描述請參閱步驟S102。步驟S203 :將脹接孔位圖導入所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)。此步驟具體過程與實施例五中的步驟S103相同，相關(guān)描述請參閱步驟S103。步驟S204 :選擇合適的脹頭。此步驟具體過程與實施例五中的步驟S104相同，相關(guān)描述請參閱步驟S104。
步驟S205 :啟動自潤滑控制系統(tǒng)L5。檢查儲油裝置中的油位情況，油位低于下限時自動補油，設(shè)定合適的油壓和噴油時間，手動脹頭處噴油情況良好后，切換到自動。步驟S206 :啟動脹管機伺服控制子系統(tǒng)L2。此步驟具體過程與實施例五中的步驟S105相同，相關(guān)描述請參閱步驟S105。步驟S207 :啟動脹管機脹接控制子系統(tǒng)L3。需要進行說明的是，此步驟具體過程與實施例五中的步驟S106大致相同，只是在脹接過程中該實施例提供的方法包括自潤滑脹頭，其他相關(guān)描述請參閱實施例五中的步驟S106。
步驟S208 :保存記錄,更換脹接面。此步驟具體過程與實施例五中的步驟S107相同，相關(guān)描述請參閱步驟S107。步驟S209 :脹接完畢后,關(guān)閉自動脹接系統(tǒng)。本實施例中描述的自動脹接控制方法，在所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)LI設(shè)定好脹接各項參數(shù)以后，所述其他各個子系統(tǒng)就會執(zhí)行相關(guān)控制，脹接全程不需要人工把持操作，勞動強度低，生產(chǎn)效率高且安全有保障；并且，能夠自動存儲、顯示脹接過程記錄，信息化程度高，極大地方便了生產(chǎn)管理；加入自動潤滑的功能增加了脹管機的使用壽命從而降低生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。綜上所述，該自動脹接系統(tǒng)及自動脹接控制方法整個過程不需要人工操作，勞動強度低，生產(chǎn)效率高，且安全有保障；脹管孔位的變化靠伺服機構(gòu)自動控制，不會出現(xiàn)漏脹的情況，有利于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定脹接質(zhì)量；能動態(tài)顯示、記錄和存儲脹接各項參數(shù)，并能打印輸出，信息化程度高，極大的方便了生產(chǎn)管理；脹接過程中，脹管機脹頭自潤滑，使其發(fā)熱減小，增加其使用壽命從而降低生產(chǎn)成本；系統(tǒng)能統(tǒng)計每個脹頭的脹接次數(shù)；同時能設(shè)定每個規(guī)格脹頭的脹接次數(shù)，提示到期更換，有效避免脹頭磨損導致的脹接不合格。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動脹接系統(tǒng)，其特征在于，包括 電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，用于存儲、顯示并打印殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息、脹接孔位圖、預(yù)先設(shè)置的脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息，并依據(jù)所述脹接相關(guān)信息和所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息控制脹管機脹接控制子系統(tǒng)和脹管機伺服控制子系統(tǒng)動作； 其中，所述脹接相關(guān)信息包括脹接面、脹管器型號、脹管器編號、脹接長度、脹接力矩、脹接總孔數(shù)、脹接孔位、已脹接孔數(shù)和未脹接孔數(shù)； 所述殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息包括產(chǎn)品型號、產(chǎn)品批次和產(chǎn)品編號； 所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息包括空程速度Vxy、空程速度Vyz和空程速度Vzx ； 所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)，用于根據(jù)所述脹接孔位圖確定需要脹接的孔，以及根據(jù)所述需要脹接的孔的位置坐標、所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息和所述脹接相關(guān)信息控制脹管機主軸執(zhí)行各個方位的動作； 所述脹管機脹接控制子系統(tǒng)，用于根據(jù)所述脹接力矩控制所述脹管機主軸的扭矩，以及根據(jù)所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息控制脹管機主軸在殼管式換熱器的換熱管內(nèi)正向旋擴和反向退出，使設(shè)置于所述脹管機主軸前端的脹管機脹頭對所述殼管式換熱器管板上需要脹接的孔和換熱管束執(zhí)行脹接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)包括支撐軸、支撐軸驅(qū)動、橫梁、第三驅(qū)動和第四驅(qū)動； 其中，所述支撐軸與地面垂直，且與所述支撐軸驅(qū)動相連接，所述支撐軸驅(qū)動用于控制所述脹管機主軸沿所述支撐軸的垂直方向上、下移動； 所述脹管機主軸與所述第三驅(qū)動相連，所述第三驅(qū)動控制所述脹管機主軸沿換熱管的水平方向前、后移動； 所述橫梁與所述第四驅(qū)動相連，所述第四驅(qū)動控制所述脹管機主軸沿橫梁的水平方向左、右移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐軸包括單軸或雙軸；所述支撐軸驅(qū)動包括第一驅(qū)動和/或第二驅(qū)動； 當所述支撐軸為單軸時，所述支撐軸與第一驅(qū)動或第二驅(qū)動相連； 當所述支撐軸為雙軸時，所述雙軸包括第一軸和第二軸，其中，所述第一軸與所述第一驅(qū)動相連，所述第二軸與所述第二驅(qū)動相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述脹管機脹接控制子系統(tǒng)包括第五驅(qū)動； 所述第五驅(qū)動與所述脹管機主軸相連，用于驅(qū)動脹管機，控制所述脹管機主軸在換熱管內(nèi)的正向旋擴和反向退出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4中的任意項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐軸驅(qū)動、第三驅(qū)動、第四驅(qū)動和第五驅(qū)動為電機驅(qū)動；或者，氣體驅(qū)動；或者，液壓驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求廣5中的任意項所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括 與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)連接的自潤滑控制子系統(tǒng)，用于潤滑所述脹管機脹頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自潤滑控制子系統(tǒng)包括相連的儲油裝置和控制裝置，其中 所述儲油裝置用于存放潤滑油； 所述控制裝置用于控制對脹管機脹頭潤滑油的加壓、閥門打開、脹接時定量定時噴射潤滑、欠壓報警、油位低報警及自動補油。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣7中的任意項所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 與所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)相連接的孔位掃描控制子系統(tǒng)； 所述孔位掃描控制子系統(tǒng)，用于掃描殼管式換熱器管板，確定殼管式換熱器管板上孔的位置坐標，并將各個孔的位置坐標反饋給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，以生成脹接孔位圖。
9.一種自動脹接控制方法，其特征在于，包括 啟動電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，設(shè)定殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息； 將脹接孔位圖導入所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)； 選擇合適的脹頭； 啟動脹管機伺服控制子系統(tǒng)，根據(jù)所述脹接孔位圖確定需要脹接的孔，以及根據(jù)所述需要脹接的孔的位置坐標、所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息和所述脹接相關(guān)信息控制脹管機主軸執(zhí)行各個方位的動作； 啟動脹管機脹接控制子系統(tǒng)，對脹管機進行調(diào)零，切換到模擬模式，實施試脹，若試脹有問題，則重新設(shè)定殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息以及脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息；若試脹成功，則切換到自動模式，開始實施脹接； 脹接完畢后，關(guān)閉自動脹接系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在選擇合適的脹頭之后，還包括 啟動自潤滑控制子系統(tǒng)，潤滑所述脹管機脹頭。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，將脹接孔位圖導入所述電腦集成控制子系統(tǒng)包括 通過網(wǎng)絡(luò)接口或USB接口導入預(yù)先存儲的管板脹接孔的平面圖作為脹接孔位圖； 或者，啟動孔位掃描控制子系統(tǒng)，利用紅外線掃描器或激光掃描器掃描殼管式換熱器管板，確定殼管式換熱器管板上孔的位置坐標，并將各個孔的位置坐標反饋給所述電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，以生成脹接孔位圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動脹接系統(tǒng)，其中，電腦集成控制顯示子系統(tǒng)，存儲、顯示并打印殼管式換熱器的產(chǎn)品相關(guān)信息、脹接相關(guān)信息、脹接孔位圖、預(yù)先設(shè)置的脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息，并依據(jù)所述脹接相關(guān)信息和所述脹管機伺服控制子系統(tǒng)的相關(guān)信息控制脹管機脹接控制子系統(tǒng)和脹管機伺服控制子系統(tǒng)動作。一種自動脹接控制方法，通過電腦集成控制顯示子系統(tǒng)控制脹管機脹接控制子系統(tǒng)和脹管機伺服控制子系統(tǒng)自動執(zhí)行脹接，使殼管式換熱器管板上需要脹接的孔和換熱管束脹接在一起。利用該系統(tǒng)和方法脹接換熱管束，不需要人工操作，提高了脹接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
文檔編號B21D39/00GK102728730SQ20121023214
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者周艷彬, 封 波, 溫彩鳳, 王曉彬, 陳建國 申請人:格力電器(合肥)有限公司, 珠海格力電器股份有限公司