本发明涉及一种加工设备，特别涉及一种自动加工装置及胀管方法。

背景技术：

如图1所示，在蒸发冷却式冷水机组中使用冷凝盘管来换热对机组系统内的制冷剂降温，为了提高换热的效果，增加制冷剂与冷却水的接触面积和接触的时间。盘管采用往复式设计，这种设计可以使制冷剂在有限的空间内达到最大的循环距离，从而增加与冷却水的接触时间和接触面积以达到最大的换热效果，效果如图1所示。

换热盘管的生产是通过截取等长的铜管，再通过u型套管1a将各个单独的铜管连接成一个整体，铜管的连接主要是通过焊接完成，由于u型套管1a与铜管1b为等径铜管，如图2中(a)图所示，由于受到加工技术的影响，导致铜管1b与u型套管1a相互的接口存在这一定的尺寸误差，会出现两边接口无法对齐的情况无法对接焊接。为了能够稳定的进行对接焊接，需对铜管进行工艺处理，使原来的点对点对接更改为现在的插入式对接固定如图2中(b)图所示。

传统对盘管的铜管的工艺处理是采用一个圆锥形的模具4使用人工逐个对铜管进行扩大开口管径的操作，由于换热盘管每组都有上百个铜管需要进行扩孔处理，如图3所示，使用人工效率低下，扩口的管径完全是通过操作人员的经验进行控制，因此盘管胀管扩口的质量难以控制。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种自动加工装置，实现利用该装置实现自动胀管。本发明还提供了胀管方法。

技术方案：本发明所述的一种自动加工装置，包括若干个运动机构、用于工件加工的模具以及位置识别机构；若干个运动机构至少包括用于定位待加工工件轴向位置的第一运动机构、用于定位模具横向位置的第二运动机构以及用于定位模具径向位置的第三运动机构，所述第一运动机构上设置有用于放置待加工工件的运载机构，所述模具固定于所述第三运动机构；所述位置识别机构包括用于待加工工件轴向初始位置识别的第一识别机构以及用于待加工工件横向初始位置识别的第二识别机构。

所述第一识别机构包括第一光电开关以及第二光电开关；所述第二识别机构包括第三光电开关和第四光电开关。

所述第一运动机构包括第一电机，与所述第一电机连接的第一丝杠，设置于所述第一丝杠两侧的与所述第一丝杠平行设置的第一滑动导向组件，所述运载机构设置于所述第一滑动导向组件上方。

所述第二运动机构包括第二电机、与所述第二电机连接的第二丝杆，通过所述第二丝杆带动的第一托架，所述第三运动机构安装于第一托架上。

所述第三运动机构包括第三电机，所述模具安装于所述第三电机的输出端。

本发明所述的一种用于盘管胀管的加工装置，包括若干个运动机构、用于冲压盘管的模具以及位置识别机构；若干个运动机构至少包括用于定位待加工盘管轴向位置的第一运动机构、用于定位模具横向位置的第二运动机构以及用于定位模具径向位置的第三运动机构，所述第一运动机构上设置有用于放置待加工盘管的运载机构，所述模具固定于所述第三运动机构；所述位置识别机构包括用于待加工工件轴向初始位置识别的第一识别机构以及用于待加工工件横向初始位置识别的第二识别机构。

所述模具的直径大于盘管单管的直径，所述模具下端设置有倒圆锥面。

本发明所述的利用上述的加工装置进行盘管自动胀管方法，包括以下步骤：

(a)待加工盘管固定于运载机构，启动后第一运动机构将待加工盘管移动到工作位置起点，待加工盘管的初始轴向位置通过第一识别机构识别；

(b)第二运动机构将固定有模具的第三运动机构移动至初始横向位置，横向初始位置通过第二识别机构识别；

(c)设定第三运动机构径向移动行程，通过第三运动机构设置的运行距离进行胀管动作，模具冲压盘管单管后，完成胀管，随后模具复位，完成单管胀管；

(d)再由第一运动机构运行将运载机构动到下一盘管单管位置，并重复胀管动作，直到整行的铜管胀管完毕；

(e)再由第二运动机构将固定有模具的第三运动机构定位到第二行盘管单管的开始位置，以此重复直到完成所有的铜管的胀管工作。

有益效果：(1)本发明通过三维的运动机构实现了自动加工装置的三维加工；(2)本发明通过识别机构完成加工时加工工件的位置识别，实现精准加工；(3)本发明通过该自动加工装置，解决了盘管加工中效率低，胀管质量无法保证的问题，实现了盘管加工的精准控制。

附图说明

图1为盘管结构示意图；

图2为盘管的铜管与u型接头的加工流程示意图；

图3为现有技术中对铜管胀管的流程示意图；

图4为本发明自动加工装置的结构示意图；

图5为本发明中自动加工装置的结构示意图；

图6为本发明中盘管加工流程示意图。

具体实施方式

实施例1：如图4所示，本发明所述的一种自动加工装置，包括若干个运动机构、用于工件加工的模具以及位置识别机构；若干个运动机构至少包括用于定位待加工工件轴向位置的第一运动机构1、用于定位模具横向位置的第二运动机构2以及用于定位模具径向位置的第三运动机构3，本实施例中的所述的轴向为图4中的东西方向，所述的横向为图4中的南北方向，所述的径向为图4中的上下方向。

第一运动机构1上设置有用于放置待加工工件的运载机构101，第一运动机构1包括第一电机102，与第一电机102连接的第一丝杠103，设置于第一丝杠103两侧的与第一丝杠103平行设置的第一滑动导向组件104，运载机构101设置于第一滑动导向组件104上方，该结构与中国专利2019208380577中的轴向轨道运动装置相同，运载机构101在本实施例中为盘管托架，第一电机102带动第一丝杠103转动，第一丝杠103带动设置于上方的运载机构101运动，两侧的第一滑动导向组件104为两个导轨，作为运载机构101的导向机构，固定运载机构101的运动方向。

第二运动机构2通过第一支架6架设于第一运动机构1上方，第二运动机构2包括第二电机201、与第二电机201连接的第二丝杆202，通过第二丝杆202带动的第一托架203。第三运动机构3安装于第一托架203上，第三运动机构3包括第三电机301，模具4固定于第三运动机构3的第三电机301的输出端。

如图5所示，本发明中通过位置识别机构5实现代加工工件的初始定位，包括用于待加工工件轴向初始位置识别的第一识别机构501以及用于待加工工件横向初始位置识别的第二识别机构502，第一识别机构501包括第一光电开关501a以及第二光电开关501b；第二识别机构502包括第三光电开关502a和第四光电开关502b。

自动加工装置用于盘管胀管时，用于盘管加工的模具4的直径略大于盘管单管的直径，模具下端设置有倒圆锥面，在本实施例中可以为倒圆台面。

工作方法：

(a)待加工盘管7固定于运载机构101，启动后第一运动机构1将待加工盘管移动到工作位置起点，待加工盘管的初始轴向位置通过第一识别机构501识别；

(b)第二运动机构2将固定有模具的第三运动机构3移动至初始横向位置，横向初始位置通过第二识别机构502识别；

(c)设定第三运动机构3径向移动行程，通过第三运动机构3设置的运行距离进行胀管动作，模具冲压盘管单管后，完成胀管，随后模具复位，完成单管胀管；

(d)再由第一运动机构1运行将运载机构101动到下一盘管单管位置，并重复胀管动作，直到整行的铜管胀管完毕；

(e)再由第二运动机构2将固定有模具的第三运动机构3定位到第二行盘管单管的开始位置，以此重复直到完成所有的铜管的胀管工作。

通过自动加工设备可以自动对铜管进行胀管的工艺处理，提高胀管的精度，减少因人为因素而产生的误差和损耗，提高生产效率，整个胀管的过程自动进行，减少人工成本。

实施例2：作为一种可选方式，本实施例中提供了一种盘管自动胀管的方法，第一电机102、第二电机201以及第三电机301可以为伺服电机或者步进电机。

如图6所示，设计专用的用于铜管胀管的模具4，使用伺服电机操作运行机构实现对铜管孔位的自动定位，通过伺服电机控制胀管模具对铜管进行胀管处理。

在对盘管自动胀管的时候，需要考虑以下因素：

在模具4的设计：考虑到要使u型套管1a能够稳定固定在铜管1b端，用于胀管的模具4的直径应该稍大于u型套管1a的外径，过大的直径会使u型套管1a在焊接的过程中位置无法对齐铜管1b中心出现错位的情况导致后续的加工无法进行。模具4的前端采用锥形(或者倒圆台形)的设计，这样在胀管的过程中可以有效减少阻力，再配合模具的旋转使扩出的口更加平滑不易出现不规则的变形。

胀管方式：对铜管1b的一头进行胀管处理方式采取用模具冲压的方式进行。通过模具对铜管的一头进行冲压使铜管胀大定型。为防止冲压胀管使铜管变形，冲压模具固定在旋转的调速电机上，通过推进旋转的模具来对铜管进行胀管。模具4的冲压距离也是根据试验在下沉5mm的距离正好合适，在这个下沉深度下u型套管1a接头正好插上后不松动，可以满足后续的加工需要。

在本实施例中，胀管轨迹示意如图6所示，图6为组成盘管的铜管阵列俯视图，箭头为用于胀管的模具4的运动轨迹，整个设备的运动控制系统主要分成上下两个部分：

下部半部分是东西向主轴移动轴，由第一运动机构1控制，东西向运动轴主要负责运送作为第一运载机构101的盘管托架使其从摆放工件位置移动到开始胀管位置。

上部是胀孔模具的南北和上下方向移动装置，其中南北方向轴负责铜管的纵向换道定位，由第二运动机构2负责，上下方向轴负责胀管模具的上下移动进行胀管动作，由第三运动机构3负责，整个设备通过上下两个部分组成一个三轴移动的系统。

在自动胀管机组启动前的准备工作：将穿好铜管的盘管组件放置在专用的支架(盘管托架)上进行锁紧固定，在盘管组件上各个铜管之间的距离相同高度相同，检查各铜管是否按照要求进行排列，减少运动系统定位的时间，提高定位的精度。

自动起始点定位控制系统：在盘管组件放到指定位置后，系统开始定位起始点，通过安装在机组东西方向光电传感器501a和光电传感器501b检测确定盘管组件的起始位置：在启动定位后东西向第一电机102自东向西方向运动当盘管组件触碰到东西向光电位置传感器后停止。南北方向轴的第二电机201自南向北运动，当南北向光电位置传感器502a和502b检测到盘管组件时停止。当东西向轴和南北方向轴都定位完成后此时就为起始点o，在定位起始点后上下向轴开始根据系统设置的参数运动到胀管的起始动作原点，在三个轴都运动到起始位置后系统自动起始定位完成。

装置启动后东西向主轴步进电机101将待加工的盘管7移动到工作位置起点(盘管组件的西侧第一列铜管上方)，第二电机201将胀管的模具4定位到起始第一个铜管(起始位置o)的上方，第三电机301向下运行系统预设置的运行距离进行胀管动作，在胀管完成后上下第三电机301复位，再由东西方向轴第一电机102运行将盘管托架移动到下一铜管位置，并重复上下方向轴的胀管动作，直到一整行的铜管胀管完毕，再由第二电机201将胀管的模具4定位到第二行铜管开始位置，以此重复直到完成所有的铜管的胀管工作。在完成所有的工序后，第一电机102将整个盘管托架移动出胀管加工区结束当次的胀管动作。