JP7842432B1 - 熱交換器生産ライン - Google Patents

熱交換器生産ライン

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JP7842432B1 JP2025161904A JP2025161904A JP7842432B1 JP 7842432 B1 JP7842432 B1 JP 7842432B1 JP 2025161904 A JP2025161904 A JP 2025161904A JP 2025161904 A JP2025161904 A JP 2025161904A JP 7842432 B1 JP7842432 B1 JP 7842432B1
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志剛 周
雨迪 費
万▲帥▼ 許
長河 李
明 李
宵 馬
北 劉
本▲凱▼ 李
鋭 張
明政 劉
廷紅 徐
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Qingdao University of Technology
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Qingdao Hisense Hitachi Air Conditioning System Co Ltd
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Abstract

【課題】熱交換器の生産効率を向上させることができる熱交換器生産ラインを提供する。
【解決手段】支持フレーム、フィン搬送ライン、及びフィン搬送ラインの対応位置に設置されるフィン出し入れデバイス、端板取付デバイス、管挿入デバイス、及び窒素充填デバイスを含む熱交換器生産ラインに関し、フィン出し入れデバイスは、フィン搬送ラインの一端に設置され、フィン出し入れデバイスは、出し入れ支持ホルダ、支持底板、昇降支持板、及びダウンラインロボットを含み、フィンスタックはフィン出し入れデバイスによってフィン搬送ライン上に転送され、その後フィン搬送ラインに沿って対応する作業位置に順次搬送されて加工され、最終的に熱交換器が成形される。
【選択図】図1

Description

(関連出願の相互参照)
本願は、2025年3月27日に中国国家知識産権局に提出され、出願番号が202510378193.2であり、名称が「熱交換器生産ライン」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、その全ての内容は、参照により本願に組み込まれる。
本願は空気調和機製造技術分野に属し、特に熱交換器生産ラインに関する。
空気調和機業界において、熱交換器とは、蒸発器と凝縮器を指し、蒸発、放熱、熱交換の役割を果たし、冷房システムの重要な構成部分である。
熱交換器の製造過程には、銅管の挿入、窒素充填、溶接など多くの工程が含まれる。作業者は一時保管区域に保管されているフィンスタックを運搬車で対応する作業台に移し、手作業による配管取り付け、窒素充填、溶接などの工程を行う。1つの熱交換器が加工完了するごとに、作業者が腰をかがめてフィンスタックを運び取り、腕を上げて持ち上げる必要があり、この間に大量の無効な段取り・運搬が発生し、生産効率が大幅に低下し、労働強度が高い。
本願のいくつの実施例は、熱交換器の加工時及び異なる作業位置間の移動時における人手への依存度が過度に高く、機械化・知能化の程度が低く、人件費が高い等の関連技術に存在する問題を解決するための熱交換器生産ラインを提供する。
本願のいくつの実施例は、熱交換器生産ラインを提出し、当該熱交換器生産ラインは、
支持フレームと、
前記支持フレームに設置され、搬送方向に沿って少なくともフィン出し入れ位置、端板取付位置、管挿入作業位置、及び窒素充填作業位置が設けられるフィン搬送ラインと、
前記フィン搬送ラインの一端に設置され、
内部に収納位置が形成された出し入れ支持ホルダと、
前記出し入れ支持ホルダの前記収納位置に水平に設置された支持底板であって、前記支持底板上に複数の落しピンが垂直に設置され、各前記落しピンの第1端が前記支持底板に固定されている支持底板と、
前記支持底板の上方に平行に設置されるとともに前記出し入れ支持ホルダに垂直する方向に往復移動可能に構成された昇降支持板であって、前記昇降支持板上に複数の貫通孔が形成され、前記複数の落しピンがそれぞれに前記複数の貫通孔を貫通し、且つ各前記落しピンの第2端が前記昇降支持板の支持底板からから離れた側に突出しており、各前記落しピンは、複数のフィンが収納位置に落下したときに、前記落しピンの第2端が対応するフィンの挿入孔内に挿入されるように構成され、各落しピンにより連結された複数のフィンが1つのフィンスタックを形成する昇降支持板と、
前記昇降支持板がフィンスタックを目標高さまで移動させたときに、フィンスタックをフィン出し入れ位置へ移動させるように構成されたダウンラインロボットと、を含むフィン出し入れデバイスと、
前記端板取付位置に対応して設けられ、前記フィン搬送ラインの両側に対称に設置される少なくとも2つの端板取付ロボットを含み、前記フィン搬送ラインが前記フィンスタックを前記フィン出し入れ位置から前記端板取付位置までに搬送された際に、端板部材をフィンスタックの両端に接続するように構成される端板取付デバイスと、
前記管挿入作業位置に対応して設けられる管挿入デバイスであって、前記管挿入デバイスは管挿入ロボットを含み、前記端板部材の取付が完了した後、前記フィン搬送ラインが前記フィンスタックを前記管挿入作業位置までに搬送し、管挿入ロボット本体及び管挿入治具を含む前記管挿入ロボットが熱交換管部材を前記フィンスタック内に挿入し、前記管挿入治具は前記管挿入ロボット本体に接続され、間隔をあけて設置された2つの管挿入アセンブリを含み、各前記管挿入アセンブリは中間接続部及び前記中間接続部に設置された少なくとも1つの管路把持チャックを含み、前記管挿入デバイスは前記管路把持チャックによって管路部材を把持し、前記管挿入ロボット本体の駆動により、前記管路部材を前記フィンスタック内に挿入する管挿入デバイスと、
前記窒素充填作業位置に対応して設けられ、窒素充填装置、窒素充填ドッキング部材、及び窒素充填ロボットを含み、前記窒素充填ロボットは前記窒素充填ドッキング部材を把持してフィンスタックの管路部材にドッキングするように構成され、前記窒素充填装置は前記窒素充填ドッキング部材を介して前記管路部材に窒素を充填する窒素充填装置と、を含み、
前記ダウンラインロボットは、
ダウンラインロボット本体と、
前記ダウンラインロボット本体に設置されたダウンライン治具であって、把持駆動部材と、対称に設置された第1ダウンライン把持部材及び第2ダウンライン把持部材を含み、前記把持駆動部材は、前記第1ダウンライン把持部材と前記第2ダウンライン把持部材との間の距離を制御するように構成され、前記第1ダウンライン把持部材は第1ダウンライン把持爪を含み、前記第2ダウンライン把持部材は第2ダウンライン把持爪を含み、前記第1ダウンライン把持爪には前記第2ダウンライン把持爪に向かって開口する第1位置決め凹部が形成され、前記第2ダウンライン把持爪には前記第1ダウンライン把持爪に向かって開口する第2位置決め凹部が形成され、前記第1ダウンライン把持爪と前記第2ダウンライン把持爪とが前記把持駆動部材の作用によりフィンスタックを把持するとき、フィンスタックに設置された、前記フィンスタックが形成された後に位置決めピンロボットによってフィンスタック内の各フィンの挿入口に挿入されるものである位置決めピンの両端が、それぞれに前記第1位置決め凹部と前記第2位置決め凹部内に挿入され、前記位置決めピンがフィンスタック内の各フィンの挿入口を貫通した後、前記位置決めピンの第1端が前記昇降支持板上に支持され、第2端が前記フィンスタックの上方に露出されて、これにより前記位置決めピンの第1端と第2端とがそれぞれに前記第1位置決め凹部と前記第2位置決め凹部とに把持可能になるダウンライン治具と、を含み、
各前記端板取付ロボットは、
端板ロボット本体と、
前記端板ロボット本体に設置された連結センタビームであって、前記連結センタビーム内に把持駆動部材が設置され、前記把持駆動部材の両端にそれぞれ第1伸縮端と第2伸縮端が形成される連結センタビームと、
それぞれに前記第1伸縮端と前記第2伸縮端に設置され、前記把持駆動部材の作用により相対的に移動して前記端板部材を把持又は解放するように構成された2つの端板治具と、
前記連結センタビームに設置され、端板治具に把持された端板部材を押し出して端板部材をフィンスタックに取付けるように構成された押出部材と、を含む、
熱交換器生産ライン。
本願に係る熱交換器生産ラインは、フィン搬送ラインを含み、フィン搬送ライン上には、熱交換器の加工過程に従って少なくともフィン出し入れ位置、端板取付位置、管挿入作業位置、及び窒素充填作業位置が設けられ、フィンスタックはフィン出し入れデバイスによってフィン搬送ライン上に転送され、その後フィン搬送ラインに沿って対応する作業位置に順次搬送されて加工され、最終的に熱交換器が成形される。当該熱交換器生産ライン上の各加工デバイスの協調作業により、熱交換器生産過程における材料転送の手順を節約し、熱交換器の生産効率を向上させることができる。
さらに、フィン出し入れ位置では、加工成形されたフィンが積層されて落しピンと位置決めピンを介して昇降支持板上に配置され、フィンスタックが完成すると、昇降支持板がフィンスタックと位置決めピンを上昇させ、ダウンラインロボットによる把持され、フィン搬送ライン上に配置される。これにより、フィンスタックの完全性が保持され、フィンスタック内のフィンの移動、位置ずれなどの問題が減少し、機械化と知能化の程度がさらに高くなる。
図面を参照して本願の具体的な実施形態を読んだ後、本願の他の特徴と利点はより明確になる。
本願の実施例又は従来技術の技術的解決策をより明確に説明するために、以下では実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、以下に説明する図面は本願のいくつの実施例であり、当業者にとっては、創造的労力を払うことなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
いくつの実施例に係る熱交換器生産ラインの概略図である。 いくつの実施例に係るフィン出し入れデバイスの部分構成図である。 いくつの実施例に係る昇降支持板の部材収納状態における位置図である。 いくつの実施例に係る昇降支持板の部材取出状態における位置図である。 いくつの実施例に係る昇降支持板の構成図である。 いくつの実施例に係るダウンラインロボットの構成図である。 いくつの実施例に係るダウンライン治具の構成図である。 実施例に係るダウンライン把持部材の別の構成図である。 図8のA部分の拡大図である。 端板取付デバイスの部分構成図である。 端板取付デバイス上のフィンスタックの搬送状態の図である。 端板取付デバイス上のジャッキアップ部材の位置概略の図である。 端板取付ロボットの構成図である。 図13のB部分の接続概略図である。 端板治具が端板部材を把持する状態の図である。 熱交換器の構成図である。 管挿入ロボットの構成図である。 管挿入治具の構成図である。 転送治具の構成図である。 窒素充填デバイスの構成図である。 管挿入ロボットの構成図である。 管路把持チャックの構成図である。 窒素充填ドッキング部材と管路部材と接続する図のその1である。 図23のC-C断面図である。 窒素充填ドッキング部材と管路部材と接続する図のその2である。 弾性部材の接続図である。 いくつの実施例による熱交換器塗装作業位置の構成図である。 カプセル部がフィン上に分散されることを示す概略図である。 空気調和機全自動知能化スマートメンテナンスシステムのレイアウト概略図である。 空気調和機全自動知能化生産方法のフローチャートである。
以下では、本願の実施例の図面を参照して、本願の実施例の技術的解決策を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は本願の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的労力を払うことなく得る他の全ての実施例は、本願の保護範囲に属する。
本願の説明において、「中心」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂部」、「底部」、「内側」、「外側」などの用語で示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本願の説明を容易にし、記述を簡素化するためのものであり、装置又は要素が特定の方位を持ち、特定の方位で構成及び操作されなければならないことを示す、又は暗示するものではないため、本願に対する制限と理解されるべきではない。
用語「第1」、「第2」は、説明の目的でのみ使用され、相対的な重要性を示す、又は暗示する、又は示される技術的特徴の数を暗黙的に指定するものと理解されるべきではない。したがって、「第1」、「第2」で限定される特徴は、明示的又は暗黙的に1つ又は複数のその特徴を含むことができる。本願の説明において、特に断りのない限り、「複数」の意味は2つ以上である。
本願の説明において、特に明確な規定と限定がない限り、用語「取付」、「接続」、「連結」は広義に解釈されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能な接続、又は一体型接続であってもよいし、機械的接続又は電気的接続であってもよいし、直接接続又は中間媒体を介した間接接続であってもよいし、2つの要素内部の接続であってもよい。当業者にとっては、具体的な状況に応じて上記の用語が本願で持つ具体的な意味を理解することができる。
本願において、特に明確な規定と限定がない限り、第1特徴が第2特徴の「上」又は「下」にあることは、第1と第2特徴が直接接触することを含むことができ、また、第1と第2特徴が直接接触するのではなく、それらの間の別の特徴を介して接触することを含むことができる。さらに、第1特徴が第2特徴の「上」、「上方」、「上面」にあることは、第1特徴が第2特徴の真上及び斜め上にあることを含み、又は単に第1特徴の水平高さが第2特徴より高いことを示す。第1特徴が第2特徴の「下」、「下方」、「下面」にあることは、第1特徴が第2特徴の真下及び斜め下にあることを含み、又は単に第1特徴の水平高さが第2特徴より低いことを示す。
以下の開示は、本願の異なる構造を実現するための多くの異なる実施形態又は例を提供する。本願の開示を簡素化するために、以下では特定の例の部品と設定について説明する。もちろん、それらは単なる例示であり、本願を制限することを意図しない。さらに、本願は、異なる例で参照番号及び/又は参照文字を繰り返し参照することができ、この繰り返しは簡素化と明確化の目的であり、それ自体が議論される様々な実施形態及び/又は設定間の関係を示すものではない。さらに、本願は、様々な特定のプロセスと材料の例を提供するが、当業者は他のプロセスの応用及び/又は他の材料の使用を認識することができる。
図1を参照すると、本願のいくつの実施例は、支持フレーム50、フィン搬送ライン40、及びフィン搬送ライン40の搬送方向に沿って設置された複数の加工デバイスを含む熱交換器生産ラインを提出する。
フィン搬送ライン40は支持フレーム50に設置され、フィン搬送ライン40の搬送方向に沿って、少なくともフィン出し入れ位置、端板取付位置、管挿入作業位置、及び窒素充填作業位置が設けられる。
加工デバイスは、フィン出し入れ位置に対応して設けられるフィン出し入れデバイス400、端板取付位置に対応して設けられる端板取付デバイス500、管挿入作業位置に対応して設けられる管挿入デバイス600、及び窒素充填作業位置に対応して設けられる窒素充填デバイス700を含む。
図9を組み合わせると、具体的には、フィン搬送ライン40は上流搬送ライン41と下流搬送ライン42を含み、上流搬送ライン41は上流搬送ライン41の搬送方向に沿って間隔をあけて設置された複数のローラ4101を含み、各ローラ4101はモーターに接続され、モーターによってローラ4101が回転し、フィンスタック60の搬送を実現する。
下流搬送ライン42は搬送駆動部材及び搬送ベルトを含み、搬送駆動部材が搬送ベルトを動かすことで、フィンスタック60を各作業位置間で搬送する目的を達成する。フィンスタック60が対応する加工作業位置に搬送されると、搬送駆動部材は停止する。該加工作業位置に対応する作業が完了すると、搬送駆動部材は再始動し、次の作業位置への搬送を続ける。
フィン出し入れデバイス400はフィン搬送ライン40の端部に設置され、アルミシート開巻機及び打抜機で加工成形されたフィンからなるフィンスタック60をフィン搬送ライン40上に移転するために使用され、フィンスタック60は後続の各工程を経て、熱交換器又は蒸発器を形成する。
端板取付位置と管挿入作業位置は上流搬送ライン41上に位置し、窒素充填作業位置は下流搬送ライン42上に位置する。
上流搬送ライン41と下流搬送ライン42との間にはさらに拡管デバイス43と乾燥デバイス44が設置され、フィンスタック60は転送ロボット45によって上流搬送ライン41と拡管デバイス43との間、拡管デバイス43と乾燥デバイス44との間、及び乾燥デバイス44と下流搬送ライン42との間で搬送される。
下流搬送ライン42上にはさらに管曲げ作業位置、溶接作業位置、及び窒素充填作業位置が設置され、管曲げ作業位置は窒素充填作業位置の上流に設置され、溶接作業位置と窒素充填作業位置は下流搬送ライン42の搬送方向に沿って順に窒素充填作業位置の下流に設置される。
下流搬送ライン42は搬送駆動部材によるオンオフ制御が行われるため、各作業位置の配置は、搬送駆動部材が停止状態で各工程が対応する加工操作を行い、搬送駆動部材が始動して伝送する際に対応するフィンスタック60を次の加工位置に同時に搬送することを満たす必要がある。
以下、関連する加工デバイスについて詳細に説明する。
図2から図4を参照すると、フィン出し入れデバイス400は出し入れ支持ホルダ410を含む。出し入れ支持ホルダ410は全体的にフレーム構造であり、その内部に収納位置が形成される。前記収納位置は、出し入れ支持ホルダ410内に形成された、フィンスタックを収容できる格納空間である。
例示的に、図2に示すように、前記出し入れ支持ホルダ410はほぼ直方体状である。以下の説明において、前記出し入れ支持ホルダ410の底部は使用状態で床面に向かう側を指し、頂部は底部に対向する側を指す。前記出し入れ支持ホルダ410の頂部から底部への方向が高さ方向である。
フィン出し入れデバイス400はさらに支持底板420を含む。支持底板420は水平に出し入れ支持ホルダ410上に設置され、出し入れ支持ホルダ410内に形成された収納位置の底部に位置する。
支持底板420には複数の落しピン61が垂直に設置され、各落しピン61の底部は支持底板420に固定され、落しピン61の頂部は垂直上方に延び、加工成形後収納位置内に落下するフィンを位置決めするように構成される。
図3を参照すると、使用状態では、フィンがフィン出し入れデバイス400内に配置されるとき、フィンの長さ方向を第1方向、フィンの幅方向を第2方向、フィンの厚さ方向を第3方向と定義し、第2方向に沿って、収納位置内のフィンは複数のグループのフィンスタック60を形成し、各グループのフィンスタック60は第3方向に沿って落しピン61上に積層された複数のフィンを含む。この第3方向は出し入れ支持ホルダ410の高さ方向でもある。
フィン出し入れデバイス400はさらに昇降支持板430を含む。昇降支持板430は支持底板420の上方に位置し、出し入れ支持ホルダ410に可動接続され、出し入れ支持ホルダ410の高さ方向に往復移動可能である。例示的に、前記昇降支持板430は支持底板420と平行に設置される。昇降支持板430には複数の貫通孔432が形成され、前記複数の落しピン61を通すように構成される。
理解できるように、前記複数の落しピンは前記複数の貫通孔に対応する。前記複数の落しピンはそれぞれに前記複数の貫通孔を貫通し、且つ各前記落しピンの頂部が前記昇降支持板の支持底板から離れた側に突出する。
昇降支持板430はフィンを配置するように構成される。各フィンには貫通する挿入孔(図示せず)が形成され、フィンが昇降支持板430上に配置されるとき、落しピン61が対応する貫通孔432を貫通した後、対応する挿入孔内に接続される。各落しピンは複数の積層されたフィンを貫通することができ、1つの落しピンに貫通されたフィンが1つのフィンスタックを形成する。
出し入れ支持ホルダ410には駆動装置440が設置され、昇降支持板430が出し入れ支持ホルダ410の高さ方向に上下移動するように駆動する。
いくつの実施例では、前記駆動装置440はシリンダである。他の実施例では、駆動装置440はモーターであってもよい。
昇降支持板430が出し入れ支持ホルダ410の高さ方向に上下移動すると、フィンスタックを上下に移動させることができ、落しピン61は固定されたままであり、挿入孔と貫通孔432は落しピン61に対して上下移動する。
フィンスタック60が収納位置内で形成された後、フィンスタック60にはさらに位置決めピン62が設置される。前記位置決めピン62は、前記フィンスタックが形成された後、位置決めピンロボット(図示せず)によってフィンスタック内の各フィンの挿入口に挿入される。
位置決めピン62の一端は昇降支持板430上で支持され、他端はフィンスタック60内の各フィンの予め用意された挿入孔を貫通し、フィンスタック60の上方に延びる。
昇降支持板430と位置決めピン62が対応する位置には貫通孔432が設計されておらず、昇降支持板430の上下移動に伴って位置決めピン62も移動し、常に同一グループのフィンスタック60内の各フィンを貫通して保持する。
前記熱交換器生産ラインはさらにダウンラインロボット450を含む。図6を組み合わせると、ダウンラインロボット450は各グループのフィンスタック60を上流搬送ライン41上に移転するように構成される。ダウンラインロボット450はダウンラインロボット本体451及びダウンライン治具452を含み、ダウンライン治具452はダウンラインロボット本体451上に設置される。
ダウンラインロボット本体451は順次接続されたダウンラインロボット基部4511、ダウンラインロボットアーム4512、及びダウンラインロボットフォアアーム4513を含む。
これに加えて、ダウンラインロボット450はさらにロボットモーターとビジョンカメラを含み、ダウンラインロボット基部4511はボルトで床面に固定され、ロボットモーターは(例えばボルトで)ダウンラインロボット基部4511に接続され、ダウンラインロボット基部4511、ダウンラインロボットアーム4512、及びダウンラインロボットフォアアーム4513は全てスライド関節を介して接続され、ビジョンカメラはダウンライン治具452上に設置され、フィンスタック60の位置情報を取得するために使用される。
図7から図9を参照すると、ダウンライン治具452は対称に設置された第1ダウンライン把持部材4521と第2ダウンライン把持部材4522を含み、第1ダウンライン把持部材4521と第2ダウンライン把持部材4522にはそれぞれ把持部が設置され、位置決めピン62の両端を把持するために使用される。
ダウンラインロボット450は昇降支持板430上のフィンスタック60の両端を把持し目標位置に移転するように構成され、即ち、上流搬送ライン41までにフィンスタック60を把持して移転する。
各フィンの長さ方向に沿って、フィンスタック60の両端にはそれぞれ少なくとも1つの位置決めピン62が挿入され、位置決めピン62の底部は昇降支持板430と接触し、位置決めピン62の頂部はフィンスタック60の上端まで延び、第1ダウンライン把持部材4521と第2ダウンライン把持部材4522はそれぞれに位置決めピン62の上端と位置決めピン62の下端を把持するために使用される。
前記第1ダウンライン把持爪には前記第2ダウンライン把持爪に向かって開口する第1位置決め凹部が形成され、前記第2ダウンライン把持爪には前記第1ダウンライン把持爪に向かって開口する第2位置決め凹部が形成され、前記第1ダウンライン把持爪と前記第2ダウンライン把持爪とが前記把持駆動部材の作用によりフィンスタックを把持するとき、フィンスタックに設置された位置決めピンの両端がそれぞれに前記第1位置決め凹部と前記第2位置決め凹部内に挿入される。
例示的に、第1ダウンライン把持部材4521と第2ダウンライン把持部材4522はそれぞれに把持駆動部材を介してダウンラインロボットフォアアーム4513の末端に接続され、第1ダウンライン把持部材4521は間隔をあけて設置された2つの第1ダウンライン把持爪を含み、第2ダウンライン把持部材4522は間隔をあけて設置された2つの第2ダウンライン把持爪を含み、第1ダウンライン把持爪は位置決めピン62の上端を把持するために使用され、第2ダウンライン把持爪は位置決めピン62の下端を把持するために使用される。理解できるように、ダウンライン把持爪の数は他の値であってもよく、本願はこれに限定されない。
把持駆動部材の数は2つであってもよく、各把持駆動部材は1つの出力端を含み、それぞれに第1ダウンライン把持爪と第2ダウンライン把持爪に接続される。
又は、把持駆動部材の数は1つであり、2つの出力端を設け、2つの出力端が把持駆動部材の両側にそれぞれ位置して第1ダウンライン把持爪と第2ダウンライン把持爪に接続される。
第1ダウンライン把持爪と第2ダウンライン把持爪はそれぞれにアダプタプレート4523を介して把持駆動部材に接続される。即ち、把持駆動部材の出力端はアダプタプレート4523に接続され、第1ダウンライン把持爪と第2ダウンライン把持爪はそれぞれに対応する側のアダプタプレート4523に接続固定される。
第1ダウンライン把持爪にはアダプタプレート4523と垂直する第1位置決めクランプ板が形成され、第1位置決めクランプ板には第2ダウンライン把持爪に向かって開口する少なくとも1つの第1位置決め凹部が形成される。
第2ダウンライン把持爪にはアダプタプレート4523と垂直する第2位置決めクランプ板4524が形成され、第2位置決めクランプ板4524には第1ダウンライン把持爪に向かって開口する少なくとも1つの第2位置決め凹部4525が形成される。
把持状態である際に、位置決めピン62の上端は第1位置決め凹部内に挿入され、位置決めピン62の下端は第2位置決め凹部4525内に挿入される。
第1ダウンライン把持爪はさらに第1接続板を含み、第1接続板は第1位置決めクランプ板と垂直するように設置され、第1位置決めクランプ板は第1接続板を介してアダプタプレート4523に着脱可能に接続される。
第2ダウンライン把持爪はさらに第2接続板4527を含み、第2接続板4527は第2位置決めクランプ板4524と垂直するように設置され、第2位置決めクランプ板4524は第2接続板4527を介してアダプタプレート4523に着脱可能に接続される。
前記第1ダウンライン把持爪と前記第2ダウンライン把持爪は位置決めクランプ板を介してアダプタプレートに着脱可能に接続されており、位置決めクランプ板が摩耗して使用に影響を与える場合、ロボット全体を交換することなく容易に交換でき、保守コストを節約する。
第1接続板と第1位置決めクランプ板は一体に構成されたものであり、第2接続板4527と第2位置決めクランプ板4524は一体に構成されたものであり、第1接続板と第1位置決めクランプ板の間、第2接続板4527と第2位置決めクランプ板4524の間にはそれぞれ補強部4528が設置され、第1接続板と第1位置決めクランプ板、第2接続板4527と第2位置決めクランプ板4524間の接続強度を高める。
フィンスタック60の下端に対応する第2位置決めクランプ板4524の端部には案内斜面4526が形成され、案内斜面4526は第2ダウンライン把持爪がフィンスタック60の底部に移動する過程で、フィンスタック60の最下部のフィンを持ち上げ、位置決めピン62の下端を第2位置決め凹部4525内に案内するために使用される。
第2位置決めクランプ板4524の把持を容易にするために、本願のいくつの実施例では、昇降支持板430上に上方に延びる支持凸部431が形成され、支持凸部431の第1方向に沿った長さはフィンの長さより短い。
各フィンスタック60は支持凸部431上で支持され、支持凸部431の作用により、各フィンスタック60の底部と昇降支持板430との間に把持間隙が形成され、第2ダウンライン把持部材4522は把持間隙からフィンスタック60の底部に移動し、位置決めピン62を把持する。
把持過程において、第2位置決めクランプ板4524上のアダプタプレート4523と支持凸部431との間に干渉が生じるのを避けるために、本願では第2接続板4527の長さを第1接続板から離れる方向にアダプタプレート4523の端部を超えて延ばすように設計し、第2位置決めクランプ板4524の把持過程でアダプタプレート4523が支持凸部431の上方に位置し、干渉を回避する。
次に、端板取付デバイス500について説明する。
図10から図11を参照すると、フィン搬送ライン40には端板取付位置が形成され、端板取付デバイス500は端板取付位置に適合する。
端板取付デバイス500は端板取付ロボット510を含む。端板取付ロボット510はフィン搬送ライン40の両側に対称に設置され、フィンスタック60の両端に同時に端板部材63を取り付けるために使用される。
各端板取付ロボット510は端板ロボット本体511、連結センタビーム512、把持駆動部材、及び2つの端板治具513を含み、連結センタビーム512は端板ロボット本体上に設置され、把持駆動部材は連結センタビーム512上に設置され、2つの端板治具513は把持駆動部材上に設置され、把持駆動部材の作用により、2つの端板治具513は互いに相対的に又は相向的に移動し、端板部材63を把持又は解放する。
把持駆動部材は連結センタビーム512の長さ方向に沿い、把持駆動部材には第1伸縮端と第2伸縮端が形成され、2つの端板治具513はそれぞれに第1伸縮端と第2伸縮端に設置される。
又は、他の実施例では、把持駆動部材は端板治具513に対応し、2つの把持駆動部材はそれぞれに連結センタビーム512上に対称に設置され、端板治具513は把持駆動部材の出力端に設置される。
前記端板取付デバイス500はさらに昇降止め部材520を含む。昇降止め部材520はフィン搬送ライン40上に設置され、フィンスタック60が端板取付位置に搬送される前に、昇降止め部材520が上昇し、フィンスタック60を止める。
昇降止め部材520は具体的に昇降駆動部材521とストッパー部522を含み、昇降駆動部材521はフィン搬送ライン40の下方に設置するために使用され、ストッパー部522は昇降駆動部材521の出力端に設置され、昇降駆動部材521の作用により、ストッパー部522はフィン搬送ライン40上で対応する隣接するローラ4101の間で昇降し、フィン搬送ライン40上で対応する位置のフィンスタック60を止め、位置補正するために使用される。
ストッパー部522はローラ4101の軸方向に沿って間隔をあけて設置された2つ又はそれ以上のストッパーブロック5221を含み、2つのストッパーブロック5221はともに昇降駆動部材521の出力端に接続され、昇降駆動部材521は2つのストッパーブロック5221を同時に上昇させ、フィンスタック60が端板取付位置に搬送される前に、2つのストッパーブロック5221がローラ4101の上方に上昇し、フィンスタック60の前方への搬送を止める。
フィンスタック60とローラ4101との間に角度の偏りがある場合、ストッパーブロック5221はフィンスタック60をローラ4101の軸方向と平行になるように正し、端板ロボットが端板部材63を取り付けやすくする。
端板取付ロボット510の2つの端板治具513の間には端板把持位置が形成され、連結センタビーム512には端板把持位置方向に延びる押出部材514が設置される。押出部材514は押出動力部材と押出端部を含み、押出動力部材は連結センタビーム512に固定され、押出端部は押出動力部材の出力端に固定される。前記押出部材514は端板治具に把持された端板部材63を押し出して端板部材63をフィンスタックに取付けるように構成される。
フィン搬送ライン40にはさらにパレット部材4102が設置され、前記ダウンラインロボットはフィンスタック60をパレット部材4102上に配置し、前記フィンスタック内に設置された位置決めピンが前記フィン搬送ラインの幅方向と平行であり、且つ前記パレット部材と平行になるようにする。前記フィン搬送ラインは前記パレット部材4102を介して前記フィンスタックを前記搬送ラインの走行方向に沿って搬送する。
前記端板取付デバイス500はさらにジャッキアップ部材530を含む。ジャッキアップ部材530は昇降止め部材520の上流に設置され、ジャッキアップ駆動部材とジャッキアップブロックを含み、ジャッキアップ駆動部材は端板取付位置の下方に設置され、ジャッキアップブロックはジャッキアップ駆動部材の出力端に設置され、ジャッキアップ駆動部材の作用により、ジャッキアップブロックは対応するローラ4101の間で昇降し、ジャッキアップブロック設置位置に搬送されたパレットを持ち上げるために使用される。いくつの実施例では、ジャッキアップ駆動部材はシリンダである。
フィン搬送ライン40の搬送方向をX方向、フィン搬送ライン40の幅方向をY方向、フィン搬送ライン40の高さ方向をZ方向と定義し、端板部材63のZ方向に沿った寸法を端板部材63の幅、フィンスタック60のZ方向に沿った寸法をフィンスタック60の幅とすると、端板部材63の幅L1はフィンスタック60の幅L2より大きく、パレット部材4102の厚さL3はL3>(L1-L2)/2を満たし、端板部材63がフィンスタック60の両端に取り付けられる際にローラ4101と干渉しないようにする。
端板取付位置の上流にはさらに検出部材550が設置され、検出部材550は支持フレーム50上に設置され、ローラ4101の一側に位置される。前記検出部材550はフィンスタックを載せたパレット部材の位置を検出し、フィンスタックを載せたパレット部材が所定位置に到達したことを検出すると検出信号を生成するように構成される。検出部材550はコントローラ70に接続され、コントローラ70は昇降駆動部材521及びジャッキアップ駆動部材と通信接続され、コントローラ70は検出部材550の検出信号を受信し、当該検出信号に基づいて昇降駆動部材521及びジャッキアップ駆動部材の動作を制御する。
コントローラ70は加工ライン全体を制御するものであり、フィン搬送ライン40の始動・停止、各ロボットの作業、及び各デバイスのスイッチを制御するために使用され、コントローラ70の動作原理は関連技術を参照でき、ここでは展開して説明しない。
他の実施例では、フィン搬送ライン40にはさらにセンタリングアセンブリ540が設置され、センタリングアセンブリ540はフィン搬送ライン40上に対称に設置された2つのセンタリングビーム541を含み、センタリングビーム541は端板取付位置の下流に位置し、センタリングビーム541の間にはセンタリング通路が形成され、パレットをフィン搬送ライン40の中間位置にセンタリングするために使用される。
各センタリングビーム541の端板取付位置に近い一端には案内セクション542が設置され、2つの案内セクション542の間にはフィンスタック60の搬送方向に沿って徐々に狭まる案内チャネルが形成される。
センタリングビーム541はセンタリングブラケット543を介して支持フレーム50に固定され、センタリングビーム541の高さはフィンスタック上の位置決めピン62より低い。
端板取付が完了した後、昇降止め部材520上のストッパーブロック5221が下降し、フィンスタック60はフィン搬送ライン40に沿って下流へ搬送を続ける。
フィンスタック60両端の端板部材63が案内チャネルを通過した後、案内セクション542の作用により、フィンスタック60はフィン搬送ライン40の中間位置に向かって移動し、フィンスタック60の搬送時の位置精度を高め、後続の管挿入する時に管挿入ロボット610が操作しやすくする。
2つの端板治具513の対向する側にはそれぞれ複数のリミット凸部が設置され、各端板治具513のリミット凸部の間には端板部材63を制限する把持位置が形成され、把持時には端板部材63の端部がリミット凸部の間に位置し、端板部材63の位置を制限し、端板部材63が端板治具513から脱落するのを防ぐ。
図13から図16を参照すると、ダウンラインロボット本体451と同様に、端板ロボット本体511は順次接続された端板ロボット基部、端板ロボットアーム、及び端板ロボットフォアアームを含む。
これに加えて、端板ロボットがロボットモーターとビジョンカメラも含み、端板ロボット基部はボルトで床面に固定され、ロボットモーターはボルトを介して端板ロボット基部に接続され、端板ロボット基部、端板ロボットアーム、及び端板ロボットフォアアームは全てスライド関節を介して接続され、ビジョンカメラは端板治具513上に設置され、フィンスタック60及び位置決めピン62の位置情報を取得するために使用される。端板ロボットは当該位置情報に基づいて端板部材の取付けを行う。
端板部材63上にもフィンに対応する貫通孔が設けられており、端板部材63は対応する貫通孔を介して位置決めピン62上に挿入される。端板部材63の挿入が完了した後、押出動力部材が押出端部を駆動して端板部材63を前方に押し出し、両側の端板部材63を同時に中間に向かって押し出し、端板部材63を所定位置に取り付け、フィン間の隙間をなくし、フィン同士を密接に接続させる。
端板部材の取付が完了した後、フィンスタック60はフィン搬送ライン40に沿って下流へ搬送され、管挿入作業位置に到達する。
管挿入作業位置の側方には管挿入デバイス600が設置され、管挿入デバイス600は管路部材64を把持し、管路部材64をフィンスタック60内の挿入孔に挿入するように構成される。
図17、図18を参照すると、管挿入デバイス600は管挿入ロボット610を含み、管挿入ロボット610は管挿入ロボット本体611及び管挿入治具612を含み、管挿入治具612は管挿入ロボット本体611に接続され、間隔をあけて設置された2つの管挿入アセンブリを含み、各管挿入アセンブリは中間接続部613及び中間接続部613に設置された少なくとも1つの管路把持チャック614を含み、管挿入デバイス600は管路把持チャック614によって管路部材64を把持し、管挿入ロボット本体611の駆動により、管路部材64をフィンスタック60内に挿入する。
これに加えて、管挿入ロボット610がロボットモーターとビジョンカメラも含み、管挿入ロボット基部は(例えばボルトで)床面に固定され、ロボットモーターは(例えばボルトで)管挿入ロボット基部に接続され、管挿入ロボット基部、管挿入ロボットアーム、及び管挿入ロボットフォアアームは全てスライド関節を介して接続され、ビジョンカメラは管挿入治具612上に設置され、フィンスタック60及び挿入孔の位置情報を取得するために使用される。
各管路把持チャック614は把持チャック駆動部材6141及び把持チャック端部6142を含み、把持チャック駆動部材6141の両端にはそれぞれ第1伸縮端と第2伸縮端が形成され、把持チャック端部6142の数は2つであり、それぞれ第1伸縮端と第2伸縮端に設置され、各把持チャック端部6142には把持チャック凹部6143が形成され、管路部材64は2つの把持チャック凹部6143によって形成される把持位置内に把持されるために使用される。いくつの実施例では、前記把持チャック駆動部材6141はシリンダである。
管路部材64は全体としてU字形構造であり、管路部材64の両端は同時にフィンスタック60の対応する挿入孔内に挿入される。管路部材64の把持安定性を高めるために、各管挿入治具612は間隔をあけて設置された2つの管路把持チャック614を含み、各管挿入治具612上の管路把持チャック614は管路部材64の一側の管路を把持して挿入するために使用される。
フィン搬送ライン40の搬送方向に沿って間隔をあけて少なくとも2つの管挿入デバイス600が設置され、管路部材64の挿入効率を高める。
管挿入ロボット610は管路部材64の挿入に加えて、位置決めピン62の取り外しも行うことができる。例えば、これに限定されるわけではないが、上流の管挿入ロボット610が一部の管路部材64の挿入を行った後、該フィンスタック60は下流の管挿入ロボット610の対応位置に搬送され、下流の管挿入ロボット610はまず位置決めピン62を取り外した後、残りの管挿入部材を挿入する。
位置決めピン62を取り外すとき、管挿入ロボット610の管挿入ロボットフォアアームは90度回転でき、位置決めピン62を押し出すようにする。この場合、1つの管路把持チャック614のみを使用して単一の位置決めピン62を取り外すことができる。
管挿入ロボットフォアアームの動作は関連技術を参照でき、本願の設計重点ではないため、ここでは詳しく説明しない。
管挿入が完了した後、フィンスタック60はさらに下流へ搬送され、拡管作業位置に到達し、拡管デバイス43によって管路部材64の拡管操作が行われる。
拡管終了後、フィンスタック60は転送ロボット45によってフィン搬送ライン40から乾燥デバイス44に転送され、乾燥操作が行われる。乾燥が完了した後、転送ロボット45によってフィンスタック60が下流搬送ライン42に転送される。
図19を参照すると、転送ロボット45は転送ロボット本体及び転送治具を含み、転送治具は転送ロボット本体に設置され、転送治具は転送センタビーム4501、転送駆動部材4502、及び転送クランプ板4503を含み、転送センタビーム4501は転送ロボット本体に接続され、転送駆動部材4502は転送センタビーム4501に設置され、転送駆動部材4502には第1伸縮端と第2伸縮端が形成され、転送クランプ板4503の数は2つであり、それぞれに第1伸縮端と第2伸縮端に設置され、転送クランプ板4503は転送駆動部材4502の駆動により互いに接近する方向又は互いに離れる方向に移動し、フィンスタック60両端の端板部材63を把持又は解放するために使用される。
下流搬送ライン42上では、フィンスタック60は管曲げデバイス46によって曲げ管接続が行われる。管曲げデバイス46は管曲げロボットを含み、その構造は管挿入ロボット610と類似しており、管曲げロボットはU字管を把持し、機械視覚による位置決めにより、U字管をフィンスタック60上の管路部材64に挿入する。
注意すべき点は、熱交換器が室外熱交換器である場合、最終段階で熱交換器をL字形に折り曲げる必要があるため、曲げ管挿入工程では、折り曲げられた室外熱交換器の2枚のフィン端部には一定の高低差が生じる。したがって、曲げ管挿入時には一定の角度で傾ける必要がある。蒸発器の場合、折り曲げる必要がないため、蒸発器を構成する2枚のアルミシートには高低差がなく、曲げ管挿入時には傾ける必要がない。
室外熱交換器の曲げ管挿入時、管挿入ロボット610の管挿入治具612は管挿入ロボットフォアアームによって自動的に所定角度に傾けられ、曲げ管を管路部材64に挿入する。
フィンスタック60端部への曲げ管取付後、フィンスタックは窒素充填作業位置に搬送され、窒素充填操作が行われる。
図20を参照すると、窒素充填デバイス700は窒素充填装置710、窒素充填ドッキング部材720、及び窒素充填ロボット730を含み、窒素充填装置710は外部の窒素充填管路711に接続され、窒素充填ドッキング部材720は窒素充填管路711の端部に設置される。いくつの実施例では、窒素充填ドッキング部材720内には窒素充填管路711から離れる方向に徐々に拡がる結合チャネルが形成される。当該結合チャネルは、窒素充填管路711と管路部材64の結合過程において案内作用を果たすように構成される。
図21を参照すると、窒素充填ロボット730は窒素充填ロボット本体731及び窒素充填治具732を含み、窒素充填ロボット730はフィン搬送ライン40上の窒素充填作業位置の側方に設置され、窒素充填治具732は窒素充填ロボット730上に設置され、窒素充填治具732は窒素充填ドッキング部材720を把持してフィンスタック60上の管路部材64に結合し、管路部材64内に窒素を充填するように構成される。
いくつの実施例では、窒素充填装置710は窒素充填室740内に設置され、窒素充填室740には取付口が設けられ、窒素充填管路711は取付口から窒素充填室740の外側に延びる。
窒素充填室740は脚によって窒素充填作業位置の真上に支持され、取付口は窒素充填室740の底壁に設置され、窒素充填管路711は窒素充填室740の真下から延び出し、窒素充填ドッキング部材720は窒素充填管路711に接続される。
具体的には図23、図24を参照すると、本願のいくつの実施例では、窒素充填ドッキング部材720は窒素充填管路711に着脱可能に接続され、窒素充填ドッキング部材720の窒素充填管路711に接続する一端には接続端部が設けられ、接続端部の内壁には内ねじが形成され、窒素充填管路711の端部には外ねじが形成され、窒素充填管路711は接続端部内にねじ接続される。
窒素充填過程中、窒素充填ロボット730は窒素充填ドッキング部材720上方の窒素充填管路711を把持し、窒素充填管路711を下方に引いて管路部材64上に移動させ、管路部材64は窒素充填ドッキング部材720を介して窒素充填管路711内に導かれ、窒素充填管路711に接続する。その後、窒素充填装置710が窒素ガスを管路部材64内に送り込む。
管路部材64を確実に窒素充填管路711内に案内するために、結合チャネル内の最小内径寸法は窒素充填管路711の内径寸法以下である。
図25を参照すると、他の実施例では、窒素充填ドッキング部材720と窒素充填管路711は一体成形され、窒素充填ドッキング部材720は全体としてラッパ形である。
図26を参照すると、他の実施例では、窒素充填後、窒素充填管路711が自動的に窒素充填室方向に復帰するように、窒素充填管路711と窒素充填室740との間に弾性部材750が設置されるように設計する。弾性部材750の一端は窒素充填室740の内壁に固定され、他端は窒素充填室740内にある窒素充填管路711に接続される。窒素充填管路711が外側に移動して管路部材64に結合する状態では、弾性部材750は圧縮され、窒素充填が完了した後、窒素充填ロボット730が窒素充填管路711を解放すると、弾性部材750は自身の復元力の作用により、窒素充填管路711を上昇させ復帰させる。
他の実施例では、窒素充填管路711と窒素充填室740との間に弾性部材750が設置され、弾性部材750の一端は取付口の外側に固定され、他端は窒素充填室740外にある窒素充填管路711に接続される。窒素充填管路711が窒素充填室から離れる方向に移動して管路部材64に結合する状態では、弾性部材750は引張られ、窒素充填終了後、窒素充填ロボット730が窒素充填管路711を解放すると、弾性部材750は自身の復元力の作用により窒素充填管路711を上昇させ復帰させる。
他の実施例では、窒素充填管路711には弾性管路部が形成され、取付口に対して窒素充填管路711が伸縮可能であることを実現する。
弾性管路部は窒素充填管路711の少なくとも一部であり、窒素充填状態では弾性管路部は伸長され、窒素充填終了後、弾性管路部は自身の弾性作用により収縮し、窒素充填ドッキング部材720を上昇させ復帰させる。
図22を参照すると、窒素充填治具732は把持駆動部材及び把持駆動部材に接続された把持爪アセンブリ733を含み、把持爪アセンブリ733は対称に設置された第1把持爪7331と第2把持爪7332とを含み、第1把持爪7331と第2把持爪7332にはそれぞれ把持凹部7333が形成され、把持凹部7333の寸法は窒素充填管路711の外径に適合し、窒素充填管路711は把持凹部7333の間に把持されるために使用される。
把持駆動部材と第1把持爪7331及び第2把持爪7332の具体的な接続及び第1把持爪7331と第2把持爪7332の開閉の実現は関連技術を参照でき、ここでは展開して説明しない。
同様に、窒素充填ロボット本体731は順次接続された窒素充填ロボット730の基部、窒素充填ロボット730のアーム、及び窒素充填ロボット730のフォアアームを含む。
これに加えて、窒素充填ロボット730もロボットモーターとビジョンカメラを含み、窒素充填ロボット730の基部は(例えばボルトで)床面に固定され、ロボットモーターは(例えばボルトで)窒素充填ロボット730の基部に接続され、窒素充填ロボット730の基部、窒素充填ロボット730のアーム、及び窒素充填ロボット730のフォアアームは全てスライド関節を介して接続され、ビジョンカメラは窒素充填治具732上に設置され、フィンスタック60及び位置決めピン62の位置情報を取得するために使用される。
窒素充填が完了した後、フィン搬送ライン40はフィンスタック60を前方に搬送し、溶接作業位置で溶接を行い、その後ヘリウム検査作業位置までに搬送して溶接状態を検査する。
該熱交換器が室外熱交換器である場合、ヘリウム検査が完了した後、さらに曲げ装置49によってフィンスタック60を曲げる必要があり、最終的に熱交換器が成形される。
以下、フィンスタック60が加工され熱交換器を形成する具体的な手順について展開して説明する。
まず、未開巻のアルミシートをアルミシート開巻機の開巻機フレームに置き、コイル状のアルミシートの端部を開巻ローラ中間に入れ、その後モーターを始動し、アルミシートが開巻される。開巻されたアルミシートはプレス機に接続される。
プレス機では、多くの工程が行われる。第1段階は矯正と油塗布である。ストリップ材がローラ群で矯正された後、油浸タンクに入り、タンク出口には一対のローラ軸が設けられ、ストリップ材表面の埃や余分な油を除去し、材料表面に均一な油膜を形成させ、金型の潤滑とプレスを容易にする。
第2段階は材料引き出しである。引き出し機構はホスト機と一体設計され、プレス主軸の回転は歯付ベルト、歯付輪軸、スライド板、引き棒、揺動板、引き出し軸を介して金型に連結され、材料引き出しと主軸のプレスを同期運動させる。スライド板と引き棒の長さを調整することで、材料引き出しのピッチを正確に設定できる。第3段階は切断とカウントである。切断は上下の剪断刃と非接触カムコントローラ70で制御されるシリンダによって実行され、その動作回数を記録する。最後の段階は材料落しであり、指定された位置に落下する。
打抜機での金型によるプレス作用により、熱交換器フィンが打ち抜かれる。フィンの長さは500mmから1000mmの間、幅は50mmから100mmの間、厚さは0.2mmから0.5mmの間、フィン間隔は8mmから12mmであり、その寸法は金型の寸法に従って決定できる。
打抜機のプレス過程は既存技術であり、本願の設計重点ではないため、技術方案の完全性を考慮し、簡単に説明する。
打抜機はフィン30を打ち出し、鋼製落しピン上に落とす。その後、位置決めピンロボットが位置決めピン62を挿入する。
位置決めピンロボットは位置決めピン62を把持し、各フィンに対応する挿入口に挿入する。位置決めピンロボットのビジョンカメラが写真を撮り(RGB-Dカメラ、RGB画像と深度情報を提供可能)、得られた写真は中央処理装置で認識、処理、位置決めされ、位置決めピン62の挿入を容易にする。
複数の位置決めピン62を挿入した後、熱交換器を構成するアルミ薄板は依然として垂直方向に移動可能だが、X軸方向の移動、Y軸方向の移動、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転は位置決めピン62によって制限される。つまり、Z軸方向の移動のみが制限されていない。
位置決めピン62挿入後、ダウンラインロボット450が始動する。ダウンラインロボット450のマニピュレータはその治具を指定位置で停止させ、把持すべき熱交換器に対向させる。ダウンライン治具452が熱交換器に接触すると、その移動は一定の抵抗を受け、抵抗が一定値に達すると、把持駆動部材は運動を停止し、この時点で熱交換器の把持が完了する。その後、ダウンラインロボットアーム4512がダウンラインロボットフォアアーム4513を動かし、それをフィン搬送ライン40上に配置する。
端板部材63の取付時、端板ロボットアームは端板ロボットフォアアームを駆動し、端板治具513を介して後方から端板を把持する。その後、端板ロボット上のビジョンカメラが写真を撮り、ビジョンカメラが位置決めピン62と挿入孔の位置を認識し、プロセッサは認識された位置に基づいてアームとフォアアームの運動を制御し、端板部材63を目標高さまで持ち上げてフィンスタック60の側部に対向させ、端板部材63を位置決めピン62を有するフィンスタック60に挿入する。端板治具513は力を解放し、その後、押出端部がゆっくりと押し出し、端板部材63を押し込む。
熱交換器の搬送に関して、関連技術では熱交換器の両側を把持するが、把持過程中、把持力の維持は厳密ではなく、そのため本願では熱交換器両側の端板を把持する方式を採用し、熱交換器の形状をより良く保持する。
フィン搬送ライン40はフィンスタック60を次の操作位置に搬送する。管挿入ロボット610が使用する治具は位置決めピンロボットと一致する。まず、ロボットは後方の原料領域から管路部材64を把持する。その後、ロボット治具は熱交換器の両側近くに移動し、ビジョンカメラが写真を撮る。上述した位置決め方法と把持力維持方法に従い、管路部材64をゆっくりと熱交換器に挿入する。挿入が完了した後、治具は力を解放する。
管挿入が完了した後、管挿入ロボット610は位置決めピン62を熱交換器から抜き取る。この時、挿入された管路部材64が位置決めピン62に代わって熱交換器フィンを位置決め拘束する。同様に、X軸方向の移動、Y軸方向の移動、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転を制限する。
管挿入ロボット610が位置決めピン62を抜き取った後、管挿入ロボット610は原料領域から管路部材64を把持し、再び上述の過程を繰り返し、管路部材64を位置決めピン62を抜いた挿入孔に挿入する。
管挿入が完了した後、転送ロボット45は熱交換器を拡管作業位置までに搬送し、拡管操作を行う。
拡管機は金属管と管板を緊密に固定するための専用デバイスであり、冷房、熱交換器、ボイラーなどの分野で広く応用されている。その核心原理は、機械的又は油圧的方式により管材を拡張し、管板孔壁に塑性変形を生じさせ、しまりばめを形成することで、密閉性と接続強度を保証することである。本願では油圧拡管機を採用し、その動作原理は、作動油を管材内部に注入し、液体圧力によって管壁を均一に拡張させ、管板孔に密着させるものであり、その圧力値は正確に制御できる。
まず、拡管機の油圧ヘッドを管材内部に挿入し、管板孔位置に位置決めする。その後、油圧ポンプを始動し、管材内に高圧油を注入し、管壁を均一に膨張させて管板孔に密着させる。拡管終了後、油圧式拡管機は減圧後、油圧ヘッドを抜き取る必要がある。
拡管工程が完了した後、転送ロボット45はフィンスタック60を乾燥作業位置に移し、乾燥を行う。
乾燥機が運転を開始する。乾燥機の役割は熱交換器内の潤滑油を乾燥させることである。後で使用する際に、潤滑油を乾燥しないと、空気中に蒸発し、人体に損害を与える可能性がある。
まず乾燥機は熱交換器を予備洗浄する。温水スプレーを使用し、表面に付着した大粒子の潤滑油をまず除去し、主脱脂負担を軽減する目的である。その後、主脱脂処理を行い、1.スプレー脱脂:スプレーシステムが0.3~0.8MPaの圧力で脱脂液をワーク表面に均一に覆い、時間は5~15分とする。2.温度制御:脱脂槽を50~70℃(アルカリ性脱脂の場合)に加熱する。3.循環ろ過:脱脂液はフィルター又は遠心分離機で不純物を除去した後循環使用され、使用寿命を延ばす。
脱脂が完了した後、多段洗浄を行う。一段洗浄は温水(60~80℃)を使用し、残留脱脂剤を洗い流し、結晶化を防止する。二段洗浄は常温水を使用し、微量残留物をさらに除去し、中性pH値を確保する。その後、乾燥処理を行い、熱風乾燥を使用し、80~120℃の熱風で部品を素早く乾燥させ、水跡の残留を防止する。管路部材64に対しては中性脱脂剤又は弱アルカリ性脱脂剤を使用し、腐食を防止する。
乾燥操作が完了した後、フィンスタック60はフィン搬送ライン40に沿って乾燥機末端から送出され、この時、別の転送ロボット45が上述のプロセスに従ってフィンスタック60のダウンライン過程を完了する。
次の操作は曲げ管の挿入である。ここで室外熱交換器と室内熱交換器では工程に差がある。室外熱交換器の場合、最終段階で折り曲げが必要であるため、曲げ管挿入工程では、熱交換器を構成するアルミシートに一定の高低差が生じる。したがって、曲げ管挿入時には一定の角度で傾ける必要がある。室内熱交換器の場合、折り曲げが必要ないため、高低差は生じない。
曲げ管挿入ロボットは管挿入ロボット610と同じであり、その位置決め方法と把持力の維持は上述の記述と一致する。曲げ管挿入時、高低差が存在するため、ロボット治具は一定の傾斜角度を設定する。その傾斜角度は熱交換器の高低差に関係する。
上述の操作が完了した後、次の段階として熱交換器に窒素を充填する。溶接前の窒素充填の主目的は、管路部材64内壁が高温下で酸化皮膜を生成するのを防止することである。窒素の化学的性質は非常に安定しており、管路部材64と酸素の接触を遮断することができ、これにより管路部材64が溶接過程中に酸化反応を起こし酸化物を生成するのを防止する。
窒素充填ロボット730上のビジョンカメラはフィンスタック60の写真を撮り、窒素充填が必要な管路部材64口の位置を特定する。その後、窒素充填治具732を制御して窒素充填管路711を把持し、窒素充填管路711を下方に引いて管路部材64に接続する。窒素充填管路711は伸縮可能であり、窒素充填ドッキング部材720を管路部材64口に対向させ、その後窒素充填を行う。窒素充填が完了した後、窒素充填治具732は把持した窒素充填管路711を管路部材64口から取り出す。
熱交換器は引き続き搬送ベルトで溶接デバイス47に搬送される。上述の曲げ管挿入工程において、曲げ管自体にはんだ材料が付いており、自動溶接デバイス47では3~5秒間溶接し、はんだ材料を溶融するだけでよい。自動溶接デバイス47の制御キャビネットの制御下で完了し、その温度制御範囲は180°~250°である。
溶接が完了した後、次の工程であるヘリウム検査が行われる。ヘリウム検査前、まず前工程で充填された保護ガスである窒素を抜き取り、その後ヘリウムガスを注入する。当該過程は上述の窒素充填過程と一致する。
ヘリウムガスは不活性ガスであり、検出によく使用される。なぜならヘリウム分子は小さく、狭い隙間を通りやすいからである。ヘリウム検査室にはヘリウム質量分析計が設けられ、周囲環境中のヘリウム濃度変化を監視でき、同時にセンサーを備え、漏洩点を正確に特定できる。
ヘリウム検査後、室外熱交換器はさらに曲げ加工が必要である。曲げ機がフィンスタック60を90°回転させ、熱交換器をL字型に曲げる。これで、熱交換器生産過程は全て完了する。
熱交換器加工が完了した後、熱交換器を空調器の底板に取付ける。取付が完了した後、その表面に塗装を行う。
図27、図28を参照すると、熱交換器塗装システム10は塗装ロボット20を含み、塗装ロボット20のマニピュレータの末端にはスプレーヘッド部21が設置され、スプレーヘッド部21はフィン30に塗装するように構成される。床面には第1レール230が設置され、塗装ロボット20は第1レール230に沿って運動する。
塗装時、スプレーヘッド部21は熱交換器の一側に位置し、熱交換器の一側から他側へ塗料をスプレーする。スプレーヘッド部21の運動範囲、幅、スプレーヘッド部21のスプレー圧力、及びスプレーヘッド部21と熱交換器間の距離などのパラメータを制御することで、塗装区域を制御する。
スプレーヘッド部21は二流体霧化ノズルであり、ノズル口径は0.3mmで、霧化粒子直径≦10μmを保証し、フィン30表面への均一な塗装を確保する。
塗装システムはさらに塗料タンクを含み、塗料タンクはスプレーヘッド部21に塗料を供給するように構成され、塗料中にはカプセル部300が混合され、カプセル部300内部には修復剤が充填されている。
塗装システムはさらに視覚装置100を含み、視覚装置100は熱交換器の画像情報を取得するように構成される。
塗装システムはさらに制御システムを含み、制御システムは塗装ロボット20、視覚装置100と通信し、制御システムは熱交換器の画像情報に基づいて分析し熱交換器の寸法データ情報を得て、スプレーヘッド部21の運動を制御するように構成される。
塗装システムはさらに磁界発生装置220を含み、磁界発生装置220は熱交換器に磁界を放射するように構成される。
カプセル部300は磁界の作用下で挿入孔31に近づく方向に運動するように構成され、カプセル部300はさらに外力を受けた時に破裂して内部の修復剤を放出し、フィン30を塗装修復するように構成される。
具体的には、スプレーヘッド部21から噴出される塗料は修復機能を有し、塗料中にはカプセル部300が混合され、カプセル部300内部には修復剤が充填され、修復剤はシロキサンと触媒を含む。
カプセル部300の外径寸法はナノレベルであり、カプセル部300の粒径は5~20μmである。図13はカプセル部300の構成図であり、カプセル部300の外殻は球形のコアシェル構造を呈し、磁界作用下で均一に力を受けることを確保する。
カプセル部300は四酸化三鉄と二酸化ケイ素から作られる。カプセル部300は四酸化三鉄ナノ粒子を使用し、ゾル-ゲル法により二酸化ケイ素でコーティングしてコアシェル構造を形成する。四酸化三鉄はカプセル部300に高い磁化率を持たせ、外部磁界による正確な運動軌道制御を容易にする。二酸化ケイ素はカプセル部300に化学的不活性と一定の機械的強度を与え、内核が環境腐食から保護されると同時に、架橋度を調整することで外殻の破裂閾値を制御する。
マイクロ流体技術により修復剤をカプセル部300の内腔に封入する。フィン30が腐食又は機械的負荷により亀裂が生じると、亀裂先端に高応力領域が形成され、亀裂拡大により生じる局部応力、引張、せん断応力などがカプセル部300外殻の機械的強度閾値を超えると、カプセル部300の外殻が破裂し修復剤を放出する。
カプセル部300外殻の厚さ、架橋度の調整又は増靭剤の添加により、外殻の機械的強度と感度のバランスを取り、カプセル部300をフィン30の根部、塗装中で応力集中を受けやすい領域に予め埋め込み、トリガー効率を向上させる。
磁界発生装置220は電磁アレイ装置を採用し、電磁アレイ装置は勾配磁界を生成し、カプセル部300は磁界中で磁力駆動を受け、磁界強度の高いフィン30根部(即ち挿入孔31の位置)領域に集合する。式は次のとおりである。
F=▽(M×B)
Fはカプセル部を移動させる磁力(単位N)、Mはカプセル部300の磁化強度(単位A/m)、Bは電磁アレイ装置が生成する勾配磁界の磁気誘導強度(単位T)である。
電磁アレイ装置はフィン間隙に応じて磁界勾配を調整し、カプセル部300がフィン30の腐食しやすい根部領域に限定的に沈着することを確保する。磁界調整は以下の式を満たす。
▽B=k/d
▽Bは磁界勾配(単位T/m)、kは材料-プロセス係数(単位T.m)、dはフィン間隙幅、即ち隣接するフィン間の最小距離(単位m)である。
フィン30加工時、挿入孔31周辺にはフランジが形成され、フランジの存在により隣接する2枚のフィン30の挿入孔31位置での距離が最小となる。そのため、挿入孔31、即ちフィン30根部における磁界強度が最大となるので、カプセル部300は磁界の作用下で挿入孔31に近づく方向に運動し、挿入孔31付近に沈着することができる。
フィン30の根部は腐食が発生しやすい位置であり、フィン30腐食後、表面に亀裂が生じ、亀裂拡大により生じる局部応力、引張、せん断応力などがカプセル部300外殻の機械的強度閾値を超えると、カプセル部300の外殻が破裂し修復剤を放出し、さらにフィン30の腐食位置を修復する。
本願のいくつの実施例では、スプレーヘッド部21は熱交換器の一側に位置し、スプレーヘッド部21は正弦波軌道に沿って熱交換器の長さ方向Xに運動すると同時に、熱交換器の幅方向Yにも運動する。従来のセグメント塗装方式に比べ、当該塗装経路は効率がより高い。
本願のいくつの実施例では、スプレーヘッド部21がY方向に運動する時、スプレーヘッド部21はY方向に往復揺動し、スプレーヘッド部21の揺動振幅は隣接する2枚のフィン30の間隙に正比例する。式は次のとおりである。
Aはスプレーヘッド部21の横方向の揺動振幅(単位mm)、kAは比例係数(無単位)、dはフィン30間隙、即ち隣接するフィン30間の最小距離(単位mm)である。フィン30間隙が小さいほど、スプレーヘッド部21の揺動振幅は低下し、塗料による間隙の詰まりを回避する。
スプレーヘッド部21の揺動振幅の下限値は0.5mmであり、d≦0.8mmの高密度区域に適用される。
スプレーヘッド部21の揺動振幅の上限値は3.0mmであり、d≧2.5mmの低密度区域に適用される。
本願のいくつの実施例では、スプレーヘッド部21がY方向に運動する時、スプレーヘッド部21はY方向に往復揺動し、スプレーヘッド部21の揺動周波数はフィン30の密度に正比例する。式は次のとおりである。
f=kf*ρ
fはスプレーヘッド部21の揺動周波数(単位hz)、kfは密度-周波数係数(単位hz mm/フィン30)、ρはフィン30密度、即ち単位長さ当たりのフィン30数量(単位フィン30/mm)である。フィン30密度が高いほど、スプレーヘッド部21の揺動周波数は増大し、塗装被覆効率を高める。
塗装圧力が上昇すると、スプレーヘッド部の揺動周波数は同期して増加し、霧化粒子出力速度と一致する。
スプレーヘッド部21の揺動基本周波数は5Hzであり、ρ≦10フィン30/cmの低密度区域に適用される。
スプレーヘッド部21の揺動周波数の上限は20Hzであり、ρ≧30フィン30/cmの高密度区域に適用される。
本願のいくつの実施例では、熱交換器には直線区域と曲げ区域があり、スプレーヘッド部21は直線区域と曲げ区域の塗装を分けて行う。
言い換えれば、U字型の熱交換器の場合、スプレーヘッド部21は熱交換器を区域に分けて塗装する。例えば、まず直線区域を塗装し、その後曲げ区域を塗装する。スプレーヘッド部21が曲げ区域を通過する時、スプレーヘッド部21は曲げ区域の外縁に沿って円弧状又は折れ線の迂回経路を生成し、スプレーヘッド部21と曲げ区域が所定の安全距離を保持することを確保する。
本願のいくつの実施例では、スプレーヘッド部21の移動経路は熱交換器の投影範囲内に位置し、スプレーヘッド部21が熱交換器の境界に近づくと移動速度と揺動振幅を低下させる。
言い換えれば、視覚装置100はフィン30境界をリアルタイムで抽出し、動的塗装禁止区域を生成する。スプレーヘッド部21の移動経路はフィン30投影範囲内に厳密に制限され、エッジ領域では勾配減速戦略を採用し、境界に近づくと移動速度を低下させ振幅を減少させ、塗料の飛散を防止する。
本願のいくつの実施例では、熱交換器塗装システム10はさらにUV硬化装置200を含み、塗装後の熱交換器を塗装硬化するように構成される。UV硬化装置200は既存技術であり、本案では詳述しない。
熱交換器塗装システム10はさらに塗装搬送ライン240を含み、磁界発生装置220とUV硬化装置200は塗装搬送ライン240の長さ方向に沿って間隔をあけて配置され、磁界発生装置220は塗装搬送ライン240上に配置された熱交換器に磁界を発生する。
本願のいくつの実施例では、熱交換器塗装システム10の塗装過程は以下を含む。
視覚装置100が熱交換器フィン30の点群データを取得し、フィン30傾斜角、間隔、高さなどのトポロジーパラメータを抽出する。
グラフニューラルネットワーク(GNN)に基づいてフィン30空間トポロジー関係モデルを構築し、フィン30表面曲率分布及び間隙幅データを生成する。
モデルに基づき塗装経路を「スプレーヘッド部21が熱交換器の長さ方向Xに運動すると同時に、熱交換器の幅方向Yに揺動し掃引塗装する」ように分解する。スプレーヘッド部21は正弦波軌道に沿って熱交換器長さ方向Xに移動し、スプレーヘッド部21の振幅と周波数はフィン30間隙に応じて適応的に調整され、塗装がフィン30根部に浸透し間隙を詰まらせないことを確保する。
PIDアルゴリズムによりスプレーヘッド部21の圧縮空気圧力をリアルタイムで調整し、異なるフィン30密度区域に適応する。高密度区域では圧力を高め、低密度区域では圧力を低下させる。
質量流量計110は塗料流量をリアルタイムで監視し、偏差が±5%を超えると警報をトリガーし塗装を一時停止し、MESシステムが異常を記録する。
塗装ロボット20は第1レール230に沿って経路を計画して移動し、スプレーヘッド部21は0.3mm口径で霧化粒子を噴出し、フィン30表面を均一に覆う。
塗装が完了した後、熱交換器はUV硬化装置200に入り、365nm波長、500W/m出力で30秒間照射し、塗装架橋硬化を完了する。
塗装パラメータ(塗装厚さ、修復剤含有量など)はOPC UAプロトコルを介してIoTプラットフォームにアップロードされ、MESシステムと連携し、全ライフサイクルにわたる品質追跡を実現する。
図29から図30を参照すると、上述の熱交換器生産システムで生産された熱交換器はさらに空気調和機全自動知能化スマートメンテナンスシステムに使用される。
空気調和機全自動知能化スマートメンテナンスシステムは熱交換器汎用生産システム101、室内機生産システム102、室外機生産システム103、材料保管システム105、搬送システム及び制御システム(図示せず)を含む。
熱交換器汎用生産システム101は熱交換器を生産するために使用される。
熱交換器汎用生産システム101は室内熱交換器フィン生産ユニット、室外熱交換器フィン生産ユニット、及びいくつの室内・室外熱交換器汎用生産ユニットを含む。
室内熱交換器フィン生産ユニットは室内熱交換器フィンを生産するために使用される。
室外熱交換器フィン生産ユニットは室外熱交換器フィンを生産するために使用される。
室内熱交換器フィンと室外熱交換器フィンの仕様が異なるため、フィン生産ユニットを室内熱交換器フィン生産ユニットと室外熱交換器フィン生産ユニットに分ける。
フィンの仕様は、例えば、フィン長さとフィン孔の間隔などを含むことができる。
汎用生産ユニットの曲げ管ユニットは第1切断作業位置と第2切断作業位置を含み、第1切断作業位置は室外熱交換器管を切断するために使用され、第2切断作業位置は室内熱交換器管を切断するために使用される。
汎用生産ユニットの拡管ユニットの運転周波数は第1周波数と第2周波数を含み、第1周波数は室外熱交換器の生産に使用され、第2周波数は室内熱交換器の生産に使用される。
いくつの室内・室外熱交換器汎用生産ユニットは、室外熱交換器フィンと熱交換器材料から曲げられていない室外熱交換器を生産するために使用され、室内熱交換器フィンと熱交換器材料から室内熱交換器を生産するために使用される。
室内機生産システム102は室内熱交換器と室内機材料から室内機を生産するために使用される。室内機生産システムはいくつの室内機生産ユニットを含む。
曲げユニットは曲げられていない室外熱交換器を曲げて室外熱交換器にするために使用される。
室外機生産システム103は室外熱交換器と室外機材料から室外機を生産するために使用される。
室外機生産システム103はいくつの室外機生産ユニットを含む。
曲げユニットは室外機生産システムに位置し、室外機生産システムの制御を受ける。
いくつの実施例では、曲げユニットは室内機生産システムに位置してもよく、室内機生産システムの制御を受ける。
材料保管システム105は熱交換器材料、室内機材料、室外機材料を保管するために使用される。
搬送システムは熱交換器材料を熱交換器汎用生産システムまでに搬送し、室内機材料を室内機生産システムまでに搬送し、室外機材料を室外機生産システムに搬送するために使用される。
制御システムは熱交換器汎用生産システム、室内機生産システム、室外機生産システム、材料保管システム及び搬送システムと通信する。制御システムは全てのシステムの運転状態を統一調整制御し、全てのシステムの関連情報を取得するために使用される。
制御システムは搬送システムを制御して材料を搬送し、室内熱交換器フィン生産ユニットと汎用生産ユニットを制御して室内熱交換器を生産し、室内機生産システムを制御して室内熱交換器と室内機材料から室内機を生産し、室外熱交換器フィン生産ユニット、汎用生産ユニット、曲げユニットを制御して室外熱交換器を生産し、室外機生産システムを制御して室外熱交換器と室外機材料から室外機を生産するように構成される。
熱交換器汎用生産システム101を通じて室内熱交換器と室外熱交換器を生産し、室内機と室外機の生産ニーズに基づいて熱交換器汎用生産システムを制御し、室外熱交換器又は室内熱交換器を生産することにより、生産システム全体の空間レイアウトとレイアウトコストを効果的に削減できる。
いくつの実施例では、熱交換器汎用生産システム101、室内機生産システム102、室外機生産システム103は全てサブ制御システムを含み、サブ制御システムは制御システムと通信してデータ伝送相互作用を行うために使用され、サブ制御システムはそれぞれの生産ユニットの検出情報を受信し、それぞれの関連する生産ユニットの動作状態を制御するために使用される。
各サブ制御システムはデータを処理した後制御システムにアップロードし、情報伝送量と制御システムの計算負荷を減らすことができる。
いくつの例では、熱交換器汎用生産システムは熱交換器サブ制御システムを含み、室内機生産システムは室内機サブ制御システムを含み、室外機生産システムは室外機サブ制御システムを含む。
いくつの実施例では、搬送システムは搬送サブ制御システムを含み、搬送サブ制御システムは制御システムと通信する。
いくつの実施例では、搬送システムは制御システムを設置せず、材料管理システムによって管理制御される。
搬送システムは天井クレーンシステムを含み、いくつの実施例では、室内機生産システム102と室外機生産システム103は熱交換器汎用生産システム101と材料保管システム105の間に並列に配置される。
図1の例では、生産ライン方向に、順に熱交換器汎用生産システム、並列の室内機生産システムと室外機生産システム、材料保管システムが配置される。
室内機生産システムと室外機生産システムは熱交換器汎用生産システムの下流に並列に設置され、熱交換器をそれぞれに室内機生産システムと室外機生産システムに搬送しやすくする。
レールは材料レールセクション、熱交換器レールセクション、室内機レールセクション、室外機レールセクション、第1から第6レールセクションを含む。
材料レールセクションは材料保管システムの上方に位置し、熱交換器レールセクションは熱交換器汎用生産システムの上方に位置し、室内機レールセクションは室内機生産システムの上方に位置し、室外機レールセクションは室外機生産システムの上方に位置する。
第1レールセクション8061は材料レールセクションと熱交換器レールセクション802を接続し、第1レールセクション8061は前記室内機レールセクション803と室外機レールセクション804の間に位置する。
第2レールセクション8052は熱交換器レールセクション802と室内機レールセクション803を接続する。
第3レールセクション8053は第1レールセクション8061と室内機レールセクション803を接続する。
第4レールセクション8054は室内機レールセクション803と材料レールセクションを接続する。
第5レールセクション8055は第1レールセクション8061と室外機レールセクション804を接続する。
第6レールセクション8056は室外機レールセクション804と材料レールセクションを接続する。
天井クレーンは以下のように構成される。即ち、材料レールセクションまで運行し熱交換器材料を入れた材料箱を把持し、第1レールセクション8061を経由して熱交換器レールセクション802に到達し熱交換器材料を熱交換器汎用生産システム101に解放した後、第2レールセクション8052、室内機レールセクション803を経由して第4レールセクション8054に到達する。材料レールセクションまで運行し室内機材料を入れた材料箱を把持し、第1レールセクション8061、第3レールセクション8053を経由して室内機レールセクション803に到達し室内機材料を室内機生産システム102に解放した後、第4レールセクション8054に到達する。材料レールセクションまで運行し室外機材料を入れた材料箱を把持し、第1レールセクション8061、第5レールセクション8055を経由して室外機レールセクション804に到達し室外機材料を室外機生産システム103に解放した後、第6レールセクション8056に到達する。
いくつの実施例では、レールは天井クレーン待機レールセクション806を含み、第4レールセクションと材料レールセクション、第6レールセクションと材料レールセクションの間に位置する。
第4レールセクション8054と第6レールセクション8056は接続されていても接続されていなくてもよい。
天井クレーンは材料搬送が完了した後天井クレーン待機レールセクション806に到達し、天井クレーン待機レールセクション806で待機するように構成される。
いくつの実施例では、材料保管システムは材料管理システムを含み、材料情報を管理するために使用され、材料管理システムは制御システムと通信し、材料情報を制御システムにアップロードする。
図29の例では、空気調和機全自動知能化スマートメンテナンスシステムはさらに梱包システム104を含み、室内機と室外機を受け入れそれらを梱包するために使用される。天井クレーンシステムは梱包材料を梱包システムに搬送するために使用される。
梱包材料は室内機梱包材料と室外機梱包材料に分かれ、両者は同時又は別々に梱包システムに搬送される。地上転送装置は室内機と室外機を梱包システムに搬送するために使用される。
制御システムは室外機生産システムと室内機生産システムの生産状態に基づいて梱包システムに到着するのが室内機か室外機かを判定し、関連情報を梱包システムに送信する。梱包システムに到着するのが室内機である場合、梱包システムは室内機梱包材料を投入し室内機梱包を行い、梱包システムに到着するのが室外機である場合、梱包システムは室外機梱包材料を投入し室外機梱包を行う。
いくつの実施例では、梱包材料は材料保管システム105に保管される。
いくつの実施例では、梱包システムは搬送システムの第6レールセクション8056の下方に位置し、材料レールセクションと第6レールセクション8056の間は第7レールセクション8057で接続される。
天井クレーンは、材料レールセクションまで運行し梱包材料を入れた材料箱を把持し、第7レールセクション8057を経由して第6レールセクション8056の梱包システム上方に到達したとき梱包材料を梱包システムに解放した後、天井クレーン待機レールセクションに到達するように構成される。
いくつの実施例では、梱包システム104は室外機生産システム103の下流に位置し、材料保管システム105は室内機生産システム102の下流に位置する。
搬送システムの第7レールセクション8057は室外機生産システム103と梱包システム104の間に位置する。
当該レイアウト方式により、生産システム全体の構造レイアウトがより合理的になり、材料搬送がよりスムーズになり、生産効率を向上させることができる。
全自動知能化生産システムはさらに完成機保管システムを含み、梱包システムで梱包完了した完成機を保管するために使用される。
いくつの実施例では、完成機保管システムと材料保管システムは2つの独立したシステムである。
完成機保管システムは、完成機入庫情報取得ユニットと完成機管理システムを含む。
完成機入庫情報取得ユニットは完成機入庫情報を取得し完成機管理システムに送信するために使用される。
完成機管理システムは完成機情報を管理するために使用され、完成機管理システムは制御システムと通信し、完成機情報を制御システムにアップロードする。
いくつの実施例では、地上転送装置は梱包システムで梱包完了した完成機を完成機保管システムに搬送するために使用される。
いくつの実施例では、地上転送装置はAGVである。
いくつの実施例では、梱包完了した完成機も材料保管システムに保管し、材料管理システムは完成機情報を管理し、完成機情報を制御システムにアップロードする。
いくつの実施例では、完成機を保管するための材料保管システムは倉庫を形成する。
倉庫、熱交換器汎用生産システム、室内機生産システム、室外機生産システム、梱包システムの配置方式は1つの最終組立生産ラインを形成し、生産ライン周囲に天井クレーン搬送システムを設置し、システム間は地上転送装置を使用し、システム内部はローラ搬送ラインを使用する。
地上転送装置は制御システムの制御情報を受信し、制御情報に従って転送するために使用される。
地上転送装置は室内熱交換器を室内機生産システムに搬送し、室外熱交換器を室外機生産システムに搬送し、室外機と室内機を梱包システムに搬送し、梱包システムで梱包完了した完成機を完成機保管システムに搬送するために使用される。
いくつの実施例では、地上転送装置は汎用的であり、任意の2つのシステム間の転送は地上転送装置によって行うことができる。
いくつの実施例では、地上転送装置は2つのシステム間の転送のみを担当し、熱交換器汎用生産システムと室内機生産システム間の第1地上転送装置、熱交換器汎用生産システムと室外機生産システム間の第2地上転送装置、室内機生産システムと梱包システム間の第3地上転送装置、室外機生産システムと梱包システム間の第4地上転送装置、及び梱包システムと完成機保管システム間の第5地上転送装置を含む。
いくつの実施例では、生産ユニットは生産ユニット状態検出モジュールを含む。
生産ユニット状態検出モジュールは生産ユニット装置の運転状態情報を検出するために使用される。
制御システムは運転状態情報に基づいて装置故障を判断又は予測し、装置故障を判断又は予測した場合、警告メッセージを発し、保守担当者に通知してメンテナンスを行い、装置運転が異常ないことを確保するために使用される。
いくつの実施例では、サブ制御システムは運転状態情報に基づいて装置故障を判断又は予測し、装置故障を判断又は予測した場合、制御システムに通知し、制御システムが警告メッセージを発し、保守担当者に通知してメンテナンスを行い、装置運転が異常ないことを確保する。
いくつの実施例では、生産ユニット状態検出モジュールは温度、圧力、振動、湿度、気密性、圧電抵抗などのセンサーを含む。
いくつの実施例では、生産ユニットはユニット照明装置を含み、常時消灯状態であり、大量のエネルギーを節約し、生産システムのエネルギー消費を大幅に削減できる。
ユニット照明装置は各生産ユニット上に位置し、ユニット照明装置が点灯時、対応する生産ユニットを照明する。
制御システムは生産ユニット装置故障を判断又は予測した時、生産ユニットに対応するユニット照明装置を点灯させ、保守担当者によるメンテナンスを容易にするように構成される。
本願のいくつの実施例は空気調和機全自動知能化生産方法を提供し、以下のステップを含む。
空気調和機需要情報を取得する。
空気調和機需要情報に基づいて生産プロセスを決定する。
生産プロセスに基づいて熱交換器汎用生産システム、室内機生産システム、室外機生産システムの動作状態を制御する。生産プロセスで室外機を生産する時、室外熱交換器フィン生産ユニット、汎用生産ユニットと曲げユニットを制御して室外熱交換器を生産し、室外機生産システムを制御して室外機を生産する。生産プロセスで室内機を生産する時、室内熱交換器フィン生産ユニットと汎用生産ユニットを制御して室内熱交換器を生産し、室内機生産システムを制御して室内機を生産する。
上述の制御方法により、空気調和機の需要情報に基づいて動的に生産プロセスを決定することができ、生産ラインがより多くの生産シナリオに適応でき、且つ各生産ユニットのアイドル時間を減少させ、生産システムの効率と資源利用率を向上させることができる。
いくつの実施例では、空気調和機需要情報に基づいて生産する空気調和機機種に対応する室内機の必要台数と室外機の必要台数を決定し、連続生産する室内熱交換器の台数nを決定する。生産プロセスは以下のとおりである。
熱交換器汎用生産システムを制御して、まず1台の室外熱交換器を室外機生産システムのために生産し、その後n台の室内熱交換器を室内機生産システムのために生産する。
室内機の台数が室内機の必要台数に達し室外機の台数が室外機の必要台数に達していない時、生産プロセスを変更し、熱交換器汎用生産システムを制御して室外熱交換器を室外機生産システムのために生産する。
室外機の台数が室外機の必要台数に達し室内機の台数が室内機の必要台数に達していない時、生産プロセスを変更し、熱交換器汎用生産システムを制御して室内機熱交換器を室内機生産システムのために生産する。nは自然数である。
上述の制御方法により、生産ラインの無負荷運転によるエネルギー消費増加を効果的に減少させ、入庫と出庫を容易にし、管理効率を向上させる。
いくつの実施例では、連続生産する室内熱交換器の台数nを決定する方法は、連続生産する室内熱交換器の台数nを1つの空調システムに含まれる室内機台数nとする。
いくつの実施例では、連続生産する室内熱交換器の台数nを決定する方法は、
生産する空気調和機機種に基づいて室内機の生産時間t3と室外機の生産時間t4を決定し、室外機の生産時間t4を室内機の生産時間t3で割った後整数化してnを決定する。
いくつの実施例では、生産プロセスが室外熱交換器を生産する時、室外熱交換器フィン生産ユニットを制御して室外熱交換器フィンを生産し、汎用生産ユニットの曲げ管ユニットは第1切断作業位置で管を切断し、汎用生産ユニットの拡管ユニットの運転周波数は第1周波数とし、曲げユニットは曲げられていない室外熱交換器を曲げる。
生産プロセスが室内熱交換器を生産する時、室内熱交換器フィン生産ユニットを制御して室内熱交換器フィンを生産し、汎用生産ユニットの曲げ管ユニットは第2切断作業位置で管を切断し、汎用生産ユニットの拡管ユニットの運転周波数は第2周波数とし、曲げユニットは動作しない。
第1切断作業位置で切断する管の長さは室外熱交換器管の長さであり、第2切断作業位置で切断する管の長さは室内熱交換器管の長さであり、第2周波数は第1周波数以下である。
図30を参照すると、空気調和機全自動知能化生産方法は以下のステップを含む。
S1:空気調和機需要情報を取得する。
S2:空気調和機需要情報に基づいて生産プロセスを決定する。
生産プロセスは熱交換器汎用生産システムの生産プロセスを含み、いくつの実施例では、1台の室外熱交換器を生産した後n台の室内熱交換器を生産し、1台の室外熱交換器を生産した後n台の室内熱交換器を生産することを順次循環し、室内機の台数又は室外機の台数が必要台数に達した時、生産プロセスを変更する。
室内機の台数が室内機の必要台数に達し室外機の台数が室外機の必要台数に達していない時、生産プロセスを変更し、熱交換器汎用生産システムを制御して室外熱交換器を室外機生産システムのために生産し、室外機の台数が必要台数に達した時停止する。
室外機の台数が室外機の必要台数に達し室内機の台数が室内機の必要台数に達していない時、生産プロセスを変更し、熱交換器汎用生産システムを制御して室内機熱交換器を室内機生産システムのために生産し、室内機の台数が室内機の必要台数に達した時停止する。
S3:搬送システムが材料を搬送する。
S4:生産プロセスに基づいて室外機を生産すると判定された場合、ステップS5へ進み、それ以外の場合、ステップS9へ進む。
S5:室外熱交換器生産工程に従って順次材料を投入し室外熱交換器を生産する。
S6:AGVが室外熱交換器を室外機生産システムに転送し、室外機生産工程に従って順次材料を投入し室外機を生産する。
S7:AGVが室外機を梱包システムに転送し、梱包工程に従って室外機梱包材料を順次投入し梱包を行う。
S8:AGVが梱包完了した室外機を完成機保管システムに転送する。
ステップS4へ進む。
S9:室内熱交換器生産工程に従って順次材料を投入し室内熱交換器を生産する。
S10:AGVが室内熱交換器を室内機生産システムに転送し、室内機生産工程に従って順次材料を投入し室内機を生産する。
S11:AGVが室内機を梱包システムに転送し、梱包工程に従って室内機梱包材料を順次投入し梱包を行う。
S12:AGVが梱包完了した室内機を完成機保管システムに転送する。
ステップS4へ進む。
可能な限り、明細書に記載され図示された様々な態様と特徴は単独で適用することができ、これらの単独の態様は分割出願の主題とすることができる。
上記実施形態の説明において、具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の1つ又は複数の実施例又は例において適切な方法で組み合わされることができる。
以上は本願の具体的な実施形態であるが、本願の保護範囲はこれに限定されない。当業者が本願で開示された技術的範囲内で容易に想到し得る変更又は置換は、全て本願の保護範囲に含まれるべきである。したがって、本願の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲によるべきである。

Claims (18)

  1. 熱交換器生産ラインであって、
    支持フレームと、
    前記支持フレームに設置され、搬送方向に沿って少なくともフィン出し入れ位置、端板取付位置、管挿入作業位置、及び窒素充填作業位置が設けられるフィン搬送ラインと、
    前記フィン搬送ラインの一端に設置され、
    内部に収納位置が形成された出し入れ支持ホルダと、
    前記出し入れ支持ホルダの前記収納位置に水平に設置された支持底板であって、前記支持底板上に複数の落しピンが垂直に設置され、各前記落しピンの第1端が前記支持底板に固定されている支持底板と、
    前記支持底板の上方に平行に設置されるとともに前記出し入れ支持ホルダに垂直する方向に往復移動可能に構成された昇降支持板であって、前記昇降支持板上に複数の貫通孔が形成され、前記複数の落しピンがそれぞれに前記複数の貫通孔を貫通し、且つ各前記落しピンの第2端が前記昇降支持板の支持底板からから離れた側に突出し、フィンが表面上に配置された昇降支持板と、
    前記昇降支持板がフィンスタックを目標高さまで移動させたときに、フィンスタックをフィン出し入れ位置へ移動させるように構成されたダウンラインロボットと、を含むフィン出し入れデバイスと、
    前記端板取付位置に対応して設けられ、前記フィン搬送ラインの両側に対称に設置される少なくとも2つの端板取付ロボットを含み、前記フィン搬送ラインが前記フィンスタックを前記フィン出し入れ位置から前記端板取付位置までに搬送する際に、端板部材をフィンスタックの両端に接続するように構成される端板取付デバイスと、
    前記管挿入作業位置に対応して設けられる管挿入デバイスであって、前記管挿入デバイスは管挿入ロボットを含み、前記端板部材の取付が完了した後、前記フィン搬送ラインが前記フィンスタックを前記管挿入作業位置までに搬送し、管挿入ロボット本体及び管挿入治具を含む前記管挿入ロボットが管路部材を前記フィンスタック内に挿入し、前記管挿入治具は前記管挿入ロボット本体に接続され、間隔をあけて設置された2つの管挿入アセンブリを含み、各前記管挿入アセンブリは中間接続部及び前記中間接続部に設置された少なくとも1つの管路把持チャックを含み、前記管挿入デバイスは前記管路把持チャックによって管路部材を把持し、前記管挿入ロボット本体の駆動により、前記管路部材を前記フィンスタック内に挿入する管挿入デバイスと、
    前記窒素充填作業位置に対応して設けられ、窒素充填装置、窒素充填ドッキング部材、及び窒素充填ロボットを含み、前記窒素充填ロボットは前記窒素充填ドッキング部材を把持してフィンスタックの管路部材にドッキングするように構成され、前記窒素充填装置は前記窒素充填ドッキング部材を介して前記管路部材に窒素を充填する窒素充填デバイスと、を含み、
    前記ダウンラインロボットは、
    ダウンラインロボット本体と、
    前記ダウンラインロボット本体に設置されたダウンライン治具であって、把持駆動部材と、対称に設置された第1ダウンライン把持部材及び第2ダウンライン把持部材を含み、前記把持駆動部材は、前記第1ダウンライン把持部材と前記第2ダウンライン把持部材との間の距離を制御するように構成され、前記第1ダウンライン把持部材は第1ダウンライン把持爪を含み、前記第2ダウンライン把持部材は第2ダウンライン把持爪を含み、前記第1ダウンライン把持爪には前記第2ダウンライン把持爪に向かって開口する第1位置決め凹部が形成され、前記第2ダウンライン把持爪には前記第1ダウンライン把持爪に向かって開口する第2位置決め凹部が形成され、前記第1ダウンライン把持爪と前記第2ダウンライン把持爪とが前記把持駆動部材の作用によりフィンスタックを把持するとき、フィンスタックに設置された、前記フィンスタックが形成された後に位置決めピンロボットによってフィンスタック内の各フィンの挿入口に挿入されるものである位置決めピンの両端が、それぞれに前記第1位置決め凹部と前記第2位置決め凹部内に挿入され、前記位置決めピンがフィンスタック内の各フィンの挿入口を貫通した後、前記位置決めピンの第1端が前記昇降支持板上に支持され、第2端が前記フィンスタックの上方に露出されて、これにより前記位置決めピンの第1端と第2端とがそれぞれに前記第1位置決め凹部と前記第2位置決め凹部とに把持可能になるダウンライン治具と、を含み、
    各前記端板取付ロボットは、
    端板ロボット本体と、
    前記端板ロボット本体に設置された連結センタビームであって、前記連結センタビーム内に把持駆動部材が設置され、前記把持駆動部材の両端にそれぞれ第1伸縮端と第2伸縮端が形成される連結センタビームと、
    それぞれに前記第1伸縮端と前記第2伸縮端に設置され、前記把持駆動部材の作用により相対的に移動して前記端板部材を把持又は解放するように構成された2つの端板治具と、
    前記連結センタビームに設置され、端板治具に把持された端板部材を押し出して端板部材をフィンスタックに取付けるように構成された押出部材と、を含み、
    各前記落しピンは、複数のフィンが収納位置に落下したときに、前記落しピンの第2端が対応するフィンの挿入孔内に挿入されるように構成され、各落しピンにより連結された複数のフィンが1つのフィンスタックを形成する
    熱交換器生産ライン。
  2. 前記昇降支持板上に上方に延びる支持凸部が形成され、前記支持凸部が各前記フィンスタックを支持することにより前記フィンスタックの底部と前記昇降支持板との間に把持間隙が形成されるように構成されている、請求項1に記載の熱交換器生産ライン。
  3. 前記第1ダウンライン把持爪と前記第2ダウンライン把持爪とは、それぞれにアダプタプレートを介して前記把持駆動部材に接続され、前記第1ダウンライン把持爪には前記アダプタプレートと垂直する第1位置決めクランプ板が形成され、前記第1位置決めクランプ板には前記第2ダウンライン把持爪に向かって開口する少なくとも1つの前記第1位置決め凹部が形成され、前記第2ダウンライン把持爪には前記アダプタプレートと垂直する第2位置決めクランプ板が形成され、前記第2位置決めクランプ板には前記第1ダウンライン把持爪に向かって開口する少なくとも1つの前記第2位置決め凹部が形成されている、請求項2に記載の熱交換器生産ライン。
  4. 前記第2位置決めクランプ板の端部には案内斜面が形成され、前記案内斜面は、前記第2ダウンライン把持爪が前記把持間隙に移動する過程で、前記位置決めピンの第1端を前記第2位置決め凹部内に案内するように構成されている、請求項3に記載の熱交換器生産ライン。
  5. 前記第1ダウンライン把持爪はさらに第1接続板を含み、前記第1接続板は前記第1位置決めクランプ板と垂直するように設置され、前記第1位置決めクランプ板は第1接続板を介して前記アダプタプレートに着脱可能に接続され、
    前記第2ダウンライン把持爪はさらに第2接続板を含み、前記第2接続板は前記第2位置決めクランプ板と垂直するように設置され、前記第2位置決めクランプ板は前記第2接続板を介して前記アダプタプレートに着脱可能に接続されている、請求項3に記載の熱交換器生産ライン。
  6. 前記第2接続板は、第1接続板から離れる方向に前記アダプタプレートの端部を超えて延びている、請求項5に記載の熱交換器生産ライン。
  7. 前記フィン搬送ラインは、第1方向に沿って間隔をあけて設置された複数のローラを含み、フィン搬送ライン上にはパレット部材が設置され、前記ダウンラインロボットは前記フィンスタックを前記パレット部材上に配置し、前記フィンスタック内に設置された位置決めピンが前記フィン搬送ラインの幅方向及び前記パレット部材と平行になり、前記フィン搬送ラインは前記パレット部材を介して前記フィンスタックを前記フィン搬送ラインの走行方向に沿って搬送する、請求項1に記載の熱交換器生産ライン。
  8. 前記端板取付デバイスはさらに昇降止め部材を含み、前記端板取付ロボットは前記フィン搬送ラインの両側に対称に設置され、前記昇降止め部材は昇降駆動部材とストッパー部とを含み、前記昇降駆動部材は前記端板取付位置の下方に設置され、前記ストッパー部は前記昇降駆動部材の出力端に接続され、前記ストッパー部は前記昇降駆動部材の作用により、隣接する前記ローラの間で昇降するように構成されている、請求項7に記載の熱交換器生産ライン。
  9. 前記ストッパー部は、前記ローラの軸方向に沿って間隔をあけて設置された少なくとも2つのストッパーブロックを含み、前記パレット部材が前記端板取付位置に搬送されるとき、前記昇降駆動部材は前記ストッパー部を前記ローラの上方まで上昇させ、前記パレット部材を止める、請求項8に記載の熱交換器生産ライン。
  10. 前記端板取付デバイスはさらにジャッキアップ部材を含み、前記ジャッキアップ部材は前記昇降止め部材の上流に位置し、前記フィン搬送ラインの下方に設置されたジャッキアップ駆動部材と、前記ジャッキアップ駆動部材の出力端に接続されたジャッキアップブロックとを含み、前記ジャッキアップブロックは前記ジャッキアップ駆動部材の作用により隣接する前記ローラの間で昇降し、前記ストッパーブロックによって矯正されたパレット部材を目標高さまで持ち上げて、端板取付ロボットが端板部材を前記フィンスタックの両端に取付けるのを容易にする、請求項9に記載の熱交換器生産ライン。
  11. 各前記管路把持チャックは、把持チャック駆動部材及び把持チャック端部を含み、前記把持チャック駆動部材には第1伸縮端と第2伸縮端が形成され、把持チャック端部の数は2つであり、それぞれに前記第1伸縮端と第2伸縮端に設置され、各前記把持チャック端部には把持チャック凹部が形成され、管路部材は2つの前記把持チャック凹部によって形成される把持位置内に把持される、請求項1に記載の熱交換器生産ライン。
  12. 前記窒素充填装置は窒素充填室内に設置され、前記窒素充填室は前記窒素充填作業位置に設置され、前記窒素充填室には取付口が設けられ、窒素充填管路は前記取付口から前記窒素充填室の外側に延び、前記窒素充填ドッキング部材は前記窒素充填管路に接続されている、請求項1に記載の熱交換器生産ライン。
  13. 前記窒素充填管路と前記窒素充填室との間には弾性部材が設置され、前記弾性部材の一端は窒素充填室の側壁に固定され、他端は窒素充填室内にある窒素充填管路に接続され、窒素充填管路が窒素充填室の外側方向に移動して管路部材に結合する状態では、弾性部材は弾性変形を生じ、窒素充填が完了した後、前記窒素充填ロボットが前記窒素充填管路を解放すると、弾性復元力の作用により、前記窒素充填管路を復帰させる、請求項12に記載の熱交換器生産ライン。
  14. 前記窒素充填管路には弾性管路部が形成されている、請求項12に記載の熱交換器生産ライン。
  15. 前記窒素充填ロボットは窒素充填ロボット本体及び前記窒素充填ロボット本体に設置された窒素充填治具を含み、前記窒素充填治具は把持駆動部材及び把持駆動部材に接続された把持爪アセンブリを含み、前記把持爪アセンブリは対称に設置された第1把持爪と第2把持爪とを含み、前記第1把持爪と前記第2把持爪にはそれぞれ把持凹部が形成され、前記把持凹部は窒素充填管路を把持するように構成されている、請求項1に記載の熱交換器生産ライン。
  16. 前記窒素充填ドッキング部材には、前記窒素充填管路から離れる方向に徐々に拡がる結合チャネルが形成され、前記結合チャネルは前記窒素充填管路と連通している、請求項15に記載の熱交換器生産ライン。
  17. フィン搬送ラインは上流搬送ラインと下流搬送ラインとを含み、前記上流搬送ラインは前記上流搬送ラインの搬送方向に沿って間隔をあけて設置された複数のローラを含み、前記下流搬送ラインは搬送駆動部材及び搬送ベルトを含み、前記端板取付位置と前記管挿入作業位置は前記上流搬送ライン上に位置し、前記窒素充填作業位置は前記下流搬送ライン上に位置し、
    前記上流搬送ラインと前記下流搬送ラインとの間にはさらに拡管デバイスと乾燥デバイスが設置され、フィンスタックは転送ロボットによって前記上流搬送ラインと前記拡管デバイスとの間、前記拡管デバイスと前記乾燥デバイスとの間、及び前記乾燥デバイスと前記下流搬送ラインとの間で搬送される、請求項1に記載の熱交換器生産ライン。
  18. 前記転送ロボットは転送ロボット本体及び転送治具を含み、前記転送治具は前記転送ロボット本体に設置され、前記転送治具は転送センタビーム、転送駆動部材、及び転送クランプ板を含み、転送センタビームは転送ロボット本体に接続され、転送駆動部材は転送センタビームに設置され、前記転送駆動部材には第1伸縮端と第2伸縮端が形成され、前記転送クランプ板の数は2つであり、それぞれに前記第1伸縮端と第2伸縮端に設置され、前記転送クランプ板は前記フィンスタック両端の端板部材を把持するために使用される、請求項17に記載の熱交換器生産ライン。
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