CN104441625A - 一种美式型材塑料门窗焊接机以及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种美式型材塑料门窗焊接机，包括沿X轴移动的前机体、沿Y轴移动的后机体和沿A轴移动的加热板，A轴为∠XOY角平分线，B轴垂直于平面AOZ，导向件沿B轴延伸，前机体包括前立柱和前下压钳部，前包覆式垫板位于前下压钳部上方，前包覆式垫板包括前夹具体和前压板，后机体包括后立柱和后下压钳部，后包覆式垫板包括的后夹具体和后压板，加热板处于平面AOZ上，加热板能够位于型材定位工位、型材加热工位和型材共挤工位，每对限位挡体Ⅰ分别固定于加热板两侧面上且相对设置，控制型材熔量的每对限位挡体Ⅱ分别固定于加热板两侧面上且相对设置。本发明还提供一种上述塑料门窗焊接机的控制方法。

Description

一种美式型材塑料门窗焊接机以及其控制方法

技术领域    

本发明涉及一种美式型材塑料门窗焊接机，还涉及美式型材塑料门窗焊接机的控制方法。

背景技术   

以往的焊机都是针对于欧式型材设计的，美式型材壁厚很薄，腔室很复杂，端面形状和欧式有很大区别，用普通焊机没法固定，壁薄容易变形。没有专门针对于美式型材焊接的设备。塑料门窗焊接机是将锯切后的塑料型材通过定位、加热融熔、挤压对接、冷却等阶段将塑料型材连接为一体的机械设备。

发明内容   

本发明要解决的技术问题是提供一种美式型材塑料门窗焊接机。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种美式型材塑料门窗焊接机，包括相对底板沿X轴移动的前机体、相对底板沿Y轴移动的后机体和相对底板沿A轴移动的加热板，X轴、Y轴和Z轴相交于O点且互相垂直，A轴为∠XOY角平分线，B轴垂直于平面AOZ，控制前机体和后机体同步运动的导向件沿B轴延伸，前机体包括前立柱和承托型材Ⅰ的前下压钳部，实现型材Ⅰ夹紧的前包覆式垫板位于前下压钳部上方，前包覆式垫板包括安装于前立柱上的前夹具体和位于前夹具体上方且沿Z轴移动的前压板，前压板下移靠近前夹具体将型材Ⅰ上部夹紧，后机体包括后立柱和承托型材Ⅱ的后下压钳部，实现型材Ⅱ夹紧的后包覆式垫板位于后下压钳部上方，后包覆式垫板包括安装于后立柱上的后夹具体和位于后夹具体上方且沿Z轴移动的后压板，后压板下移靠近后夹具体将型材Ⅱ上部夹紧，加热板处于平面AOZ上，加热板能够位于型材定位工位、型材加热工位和型材共挤工位，型材定位用的每对限位挡体Ⅰ分别固定于加热板两侧面上且相对设置，控制型材熔量的每对限位挡体Ⅱ分别固定于加热板两侧面上且相对设置，限位挡体Ⅰ和限位挡体Ⅱ在A轴方向上顺次布置，在B轴方向上限位挡体Ⅰ高于限位挡体Ⅱ，每个机体具有限位接触体；当加热板位于型材定位工位时，限位接触体能够与限位挡体Ⅰ接触，当加热板位于型材加热工位时，限位接触体能够与限位挡体Ⅱ接触。

上述美式型材塑料门窗焊接机，加热板驱动装置驱动加热板在A轴方向移动，型材共挤工位、型材定位工位和型材加热工位顺次沿A轴方向布置，定义型材共挤工位到型材加热工位方向为从左到右方向；

限位挡体Ⅰ位于限位挡体Ⅱ右方；

加热板驱动装置包括均与A轴平行设置的第一驱动缸和第二驱动缸，第一驱动缸和第二驱动缸均包括能相对移动的第一部件和第二部件，第一驱动缸的第一部件为缸体或活塞杆，第二驱动缸的第一部件为缸体或活塞杆，第一驱动缸的第一部件与底板相对固定，第二驱动缸的第一部件与第一驱动缸的第二部件相对固定，第二驱动缸的第二部件与加热板固定；

相对底板，第一驱动缸的第二部件能够位于左工位和右工位；相对第二驱动缸的第一部件，第二驱动缸的第二部件能够位于左工位和右工位；

第一驱动缸的第二部件处于右工位以及第二驱动缸的第二部件处于左工位，加热板处于型材定位工位；第一驱动缸的第二部件处于右工位以及第二驱动缸的第二部件处于右工位，加热板处于型材加热工位；第一驱动缸的第二部件处于左工位以及第二驱动缸的第二部件处于左工位，加热板处于型材共挤工位。

上述美式型材塑料门窗焊接机，前立柱上固定有挂板和X轴方向设置的挂销，挂销头部位于挂销自由端，前夹具体上设置有用于容纳挂板的挂槽和供挂销伸入实现前夹具体悬挂于挂销上的挂孔，挂板和挂槽配合实现前夹具体相对前立柱的Y向限位、周向限位和下限位，挂销与挂孔配合实现X向限位；后立柱上固定有挂板和Y轴方向设置的挂销，挂销头部位于挂销自由端，后夹具体上设置有用于容纳挂板的挂槽和供挂销伸入实现后夹具体悬挂于挂销上的挂孔，挂板和挂槽配合实现后夹具体相对后立柱的X向限位、周向限位和下限位，挂销与挂孔配合实现Y向限位。

上述美式型材塑料门窗焊接机，前夹具体上设置为前压板沿Z轴移动提供导向的导向结构，前夹具体和前压板之间布置使前压板复位的压簧；后夹具体上设置为后压板沿Z轴移动提供导向的导向结构，后夹具体和后压板之间布置使后压板复位的压簧。

上述美式型材塑料门窗焊接机，包括两对限位挡体Ⅰ和两对限位挡体Ⅱ，其中一对限位挡体Ⅰ和一对限位挡体Ⅱ在Z轴方向上与前下压钳部和后下压钳部处于同一高度，前下压钳部和后下压钳部为限位接触体；另一对限位挡体Ⅰ和另一对限位挡体Ⅱ设置于加热板上部。

上述美式型材塑料门窗焊接机，导向件与一机体滑动连接与另一机体固定连接，或者，导向件与前机体和后机体均滑动连接；导向件为导轨或导柱。

上述美式型材塑料门窗焊接机，还包括焊接完毕后将成品抬起的顶升气缸。

上述美式型材塑料门窗焊接机，还包括焊接完毕后将成品推出的推料气缸。

上述美式型材塑料门窗焊接机，前机体和后机体分别由进给缸驱动，前压板的下移与后压板的下移分别由前压板驱动缸和后压板驱动缸驱动，前压板驱动缸布置于前压板正上方，前压板驱动缸的活塞杆下伸后接触前压板并将前压板下压；后压板驱动缸布置于后压板正上方，后压板驱动缸的活塞杆下伸后接触后压板并将后压板下压。

一种上述塑料门窗焊接机的控制方法，加热板移动到型材定位工位，前机体和后机体靠近直至限位接触体与限位挡体Ⅰ接触，放置型材，前包覆式垫板实现型材Ⅰ夹紧，后包覆式垫板实现型材Ⅱ夹紧，型材实现定位，前机体和后机体远离，加热板移动到型材加热工位，前机体和后机体靠近，型材与加热板接触受热熔融，直至限位接触体与限位挡体Ⅱ接触，前机体和后机体远离，加热板移动到型材共挤工位，前机体和后机体靠近，进行型材共挤。

沿B轴延伸的导向件控制前机体和后机体同步运动，保证运动精度。限位接触体分别与限位挡体Ⅰ和限位挡体Ⅱ接触，实现型材定位以及型材熔量的控制，结构简单。

附图说明   

下面结合附图对本发明进一步详细的说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明的结构示意图，加热板处于型材定位工位。

图4为本发明的结构示意图，加热板处于型材加热工位。

图5为本发明的结构示意图，加热板处于型材共挤工位。

图6为后包覆式垫板的结构示意图。

图7为后包覆式垫板与后立柱的连接结构示意图。

图8为图7的局部图。

图中：1型材Ⅱ,2限位挡体Ⅰ,3限位挡体Ⅱ,4导向件,5进给缸,6第一驱动缸,7加热板,8导轨,9限位接触体,10第二驱动缸,11前立柱,12后立柱,13前压板驱动缸,14顶升气缸,15推料气缸, 16挂板,17挂销,18挂槽,19挂孔,20后夹具体，61前压板,62后压板,101前下压钳部,102后下压钳部。

具体实施方式

如图所示，美式型材塑料门窗焊接机包括相对底板沿X轴移动的前机体、相对底板沿Y轴移动的后机体和相对底板沿A轴移动的加热板7，机体由进给气缸5驱动，导轨8为机体的移动导向。为了方便描述，现定义X轴、Y轴和Z轴相交于O点且互相垂直，A轴为∠XOY角平分线，B轴垂直于平面AOZ。控制前机体和后机体同步运动的导向件4沿B轴延伸，导向件与一机体滑动连接与另一机体固定连接，或者，导向件与前机体和后机体均滑动连接。导向件实现前机体和后机体同步运动，保证运动精度，具体地，导向件为导轨或导柱。

前机体包括前立柱11和承托型材Ⅰ的前下压钳部101，实现型材Ⅰ夹紧的前包覆式垫板位于前下压钳部上方。前包覆式垫板包括安装于前立柱上的前夹具体和位于前夹具体上方且沿Z轴移动的前压板61，前压板下移靠近前夹具体将型材Ⅰ上部夹紧。后机体包括后立柱12和承托型材Ⅱ1的后下压钳部102，实现型材Ⅱ夹紧的后包覆式垫板位于后下压钳部上方。后包覆式垫板包括安装于后立柱上的后夹具体20和位于后夹具体上方且沿Z轴移动的后压板62，后压板下移靠近后夹具体将型材Ⅱ上部夹紧。

加热板处于平面AOZ上，加热板相对底板沿A轴移动，加热板具有三个工位，分别为型材定位工位（图3）、型材加热工位（图4）和型材共挤工位（图5）。型材定位用的每对限位挡体Ⅰ2分别固定于加热板两侧面上且相对设置。控制型材熔量的每对限位挡体Ⅱ3分别固定于加热板两侧面上且相对设置。限位挡体Ⅰ和限位挡体Ⅱ在A轴方向上顺次布置。在B轴方向上限位挡体Ⅰ高于限位挡体Ⅱ，其高度差根据型材熔量确定。每个机体具有限位接触体（9、101和102）。当加热板位于型材定位工位时，限位接触体能够与限位挡体Ⅰ接触，使得前机体和后机体运动停止。当加热板位于型材加热工位时，限位接触体能够与限位挡体Ⅱ接触，使得前机体和后机体运动停止。

下面介绍一种具体的加热板驱动装置：

加热板驱动装置驱动加热板在A轴方向移动，型材共挤工位、型材定位工位和型材加热工位顺次沿A轴方向布置，为了描述方便，定义型材共挤工位到型材加热工位方向为从左到右方向。限位挡体Ⅰ位于限位挡体Ⅱ右方。

加热板驱动装置包括均与A轴平行设置的第一驱动缸6和第二驱动缸10，第一驱动缸和第二驱动缸均包括能相对移动的第一部件和第二部件。第一驱动缸的第一部件为缸体或活塞杆，第二驱动缸的第一部件为缸体或活塞杆，对应地，第一驱动缸的第二部件为活塞杆或缸体，第二驱动缸的第二部件为活塞杆或缸体。第一驱动缸的第一部件与底板相对固定，第二驱动缸的第一部件与第一驱动缸的第二部件相对固定，第二驱动缸的第二部件与加热板固定。

相对底板（第一驱动缸的第一部件），第一驱动缸的第二部件具有两个工位，分别为左工位和右工位。相对第二驱动缸的第一部件，第二驱动缸的第二部件具有两个工位，分别为左工位和右工位。

第一驱动缸的第二部件处于右工位以及第二驱动缸的第二部件处于左工位，加热板处于型材定位工位，即限位接触体能够与限位挡体Ⅰ接触。第一驱动缸的第二部件处于右工位以及第二驱动缸的第二部件处于右工位，加热板处于型材加热工位，即限位接触体能够与限位挡体Ⅱ接触。第一驱动缸的第二部件处于左工位以及第二驱动缸的第二部件处于左工位，加热板处于型材共挤工位，即加热板从型材对焊部之间抽出。

在图中，第一驱动缸采用双出杆驱动缸，活塞杆与底板相对固定。采用双出杆驱动缸是活塞杆能够为缸体运动导向。第二驱动缸采用单出杆驱动缸，其缸体与第一驱动缸缸体相对固定，其活塞杆与加热板固定连接。

前立柱上固定有挂板和X轴方向设置的挂销，挂销头部位于挂销自由端。前夹具体上设置有用于容纳挂板的挂槽和供挂销伸入实现前夹具体悬挂于挂销上的挂孔。挂板和挂槽配合实现前夹具体相对前立柱的Y向限位、周向限位和下限位，挂销与挂孔配合实现X向限位。后立柱上固定有挂板16和Y轴方向设置的挂销17，挂销头部位于挂销自由端。后夹具体上设置有用于容纳挂板的挂槽18和供挂销伸入实现后夹具体悬挂于挂销上的挂孔19。挂板和挂槽配合实现后夹具体相对后立柱的X向限位、周向限位和下限位，挂销与挂孔配合实现Y向限位。这种结构实现了包覆式垫板能根据不同型材快速更换。

塑料门窗焊接机包括两对限位挡体Ⅰ和两对限位挡体Ⅱ，其中一对限位挡体Ⅰ和一对限位挡体Ⅱ在Z轴方向上与前下压钳部和后下压钳部处于同一高度，前下压钳部和后下压钳部为限位接触体。另一对限位挡体Ⅰ和另一对限位挡体Ⅱ设置于加热板上部。这种上下夹持定位的方式，能避免只有底下夹持出现上面张口的现象，能避免只有底下夹持出现的下面融化多上面融化少的现象，提高了两型材的定位精度和加热熔量精度。

塑料门窗焊接机还包括焊接完毕后将成品抬起的顶升气缸14。

塑料门窗焊接机还包括焊接完毕后将成品推出的推料气缸15。

前机体和后机体分别由进给缸5驱动，前压板的下移与后压板的下移分别由前压板驱动缸13和后压板驱动缸驱动。前压板驱动缸布置于前压板正上方，前压板驱动缸的活塞杆下伸后接触前压板并将前压板下压。后压板驱动缸布置于后压板正上方，后压板驱动缸的活塞杆下伸后接触后压板并将后压板下压。

上述塑料门窗焊接机的控制方法，具体为：加热板移动到型材定位工位，前机体和后机体靠近直至限位接触体与限位挡体Ⅰ接触，放置型材，前包覆式垫板实现型材Ⅰ夹紧，后包覆式垫板实现型材Ⅱ夹紧，型材实现定位；前机体和后机体远离，加热板移动到型材加热工位，前机体和后机体靠近，型材与加热板接触受热熔融，直至限位接触体与限位挡体Ⅱ接触，型材加热熔融完毕；前机体和后机体远离，加热板移动到型材共挤工位，即加热板从型材对焊部之间抽出，前机体和后机体靠近，进行型材共挤，冷却结束，顶升气缸将成品抬起，推料气缸将成品推出。

以往的焊机都是针对于欧式型材设计的，美式型材壁厚很薄，腔室很复杂，端面形状和欧式有很大区别，用普通焊机没法固定，壁薄容易变形。没有专门针对于美式型材焊接的设备，本发明适用于美式型材焊接。型材定位工位、型材加热工位均通过限位挡体实现，结构简单。本发明提高了加工质量和工作效率，缩短了加工周期、降低生产成本，减少了劳动强度。

Claims (10)

1.一种美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：包括相对底板沿X轴移动的前机体、相对底板沿Y轴移动的后机体和相对底板沿A轴移动的加热板，X轴、Y轴和Z轴相交于O点且互相垂直，A轴为∠XOY角平分线，B轴垂直于平面AOZ，控制前机体和后机体同步运动的导向件沿B轴延伸，前机体包括前立柱和承托型材Ⅰ的前下压钳部，实现型材Ⅰ夹紧的前包覆式垫板位于前下压钳部上方，前包覆式垫板包括安装于前立柱上的前夹具体和位于前夹具体上方且沿Z轴移动的前压板，前压板下移靠近前夹具体将型材Ⅰ上部夹紧，后机体包括后立柱和承托型材Ⅱ的后下压钳部，实现型材Ⅱ夹紧的后包覆式垫板位于后下压钳部上方，后包覆式垫板包括安装于后立柱上的后夹具体和位于后夹具体上方且沿Z轴移动的后压板，后压板下移靠近后夹具体将型材Ⅱ上部夹紧，加热板处于平面AOZ上，加热板能够位于型材定位工位、型材加热工位和型材共挤工位，型材定位用的每对限位挡体Ⅰ分别固定于加热板两侧面上且相对设置，控制型材熔量的每对限位挡体Ⅱ分别固定于加热板两侧面上且相对设置，限位挡体Ⅰ和限位挡体Ⅱ在A轴方向上顺次布置，在B轴方向上限位挡体Ⅰ高于限位挡体Ⅱ，每个机体具有限位接触体；当加热板位于型材定位工位时，限位接触体能够与限位挡体Ⅰ接触，当加热板位于型材加热工位时，限位接触体能够与限位挡体Ⅱ接触。

2.根据权利要求1所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：加热板驱动装置驱动加热板在A轴方向移动，型材共挤工位、型材定位工位和型材加热工位顺次沿A轴方向布置，定义型材共挤工位到型材加热工位方向为从左到右方向；

限位挡体Ⅰ位于限位挡体Ⅱ右方；

加热板驱动装置包括均与A轴平行设置的第一驱动缸和第二驱动缸，第一驱动缸和第二驱动缸均包括能相对移动的第一部件和第二部件，第一驱动缸的第一部件为缸体或活塞杆，第二驱动缸的第一部件为缸体或活塞杆，第一驱动缸的第一部件与底板相对固定，第二驱动缸的第一部件与第一驱动缸的第二部件相对固定，第二驱动缸的第二部件与加热板固定；

相对底板，第一驱动缸的第二部件能够位于左工位和右工位；相对第二驱动缸的第一部件，第二驱动缸的第二部件能够位于左工位和右工位；

第一驱动缸的第二部件处于右工位以及第二驱动缸的第二部件处于左工位，加热板处于型材定位工位；第一驱动缸的第二部件处于右工位以及第二驱动缸的第二部件处于右工位，加热板处于型材加热工位；第一驱动缸的第二部件处于左工位以及第二驱动缸的第二部件处于左工位，加热板处于型材共挤工位。

3.根据权利要求1所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：前立柱上固定有挂板和X轴方向设置的挂销，挂销头部位于挂销自由端，前夹具体上设置有用于容纳挂板的挂槽和供挂销伸入实现前夹具体悬挂于挂销上的挂孔，挂板和挂槽配合实现前夹具体相对前立柱的Y向限位、周向限位和下限位，挂销与挂孔配合实现X向限位；后立柱上固定有挂板和Y轴方向设置的挂销，挂销头部位于挂销自由端，后夹具体上设置有用于容纳挂板的挂槽和供挂销伸入实现后夹具体悬挂于挂销上的挂孔，挂板和挂槽配合实现后夹具体相对后立柱的X向限位、周向限位和下限位，挂销与挂孔配合实现Y向限位。

4.根据权利要求1、2或3所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：前夹具体上设置为前压板沿Z轴移动提供导向的导向结构，前夹具体和前压板之间布置使前压板复位的压簧；后夹具体上设置为后压板沿Z轴移动提供导向的导向结构，后夹具体和后压板之间布置使后压板复位的压簧。

5.根据权利要求1所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：包括两对限位挡体Ⅰ和两对限位挡体Ⅱ，其中一对限位挡体Ⅰ和一对限位挡体Ⅱ在Z轴方向上与前下压钳部和后下压钳部处于同一高度，前下压钳部和后下压钳部为限位接触体；另一对限位挡体Ⅰ和另一对限位挡体Ⅱ设置于加热板上部。

6.根据权利要求1所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：导向件与一机体滑动连接与另一机体固定连接，或者，导向件与前机体和后机体均滑动连接；导向件为导轨或导柱。

7.根据权利要求1所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：还包括焊接完毕后将成品抬起的顶升气缸。

8.根据权利要求1所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：还包括焊接完毕后将成品推出的推料气缸。

9.根据权利要求1、2或3所述的美式型材塑料门窗焊接机，其特征在于：前机体和后机体分别由进给缸驱动，前压板的下移与后压板的下移分别由前压板驱动缸和后压板驱动缸驱动，前压板驱动缸布置于前压板正上方，前压板驱动缸的活塞杆下伸后接触前压板并将前压板下压；后压板驱动缸布置于后压板正上方，后压板驱动缸的活塞杆下伸后接触后压板并将后压板下压。

10.一种权利要求1-9任一所述塑料门窗焊接机的控制方法，其特征在于：加热板移动到型材定位工位，前机体和后机体靠近直至限位接触体与限位挡体Ⅰ接触，放置型材，前包覆式垫板实现型材Ⅰ夹紧，后包覆式垫板实现型材Ⅱ夹紧，型材实现定位，前机体和后机体远离，加热板移动到型材加热工位，前机体和后机体靠近，型材与加热板接触受热熔融，直至限位接触体与限位挡体Ⅱ接触，前机体和后机体远离，加热板移动到型材共挤工位，前机体和后机体靠近，进行型材共挤。