CN105015130B - 一种正负压真空覆膜机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种正负压真空覆膜机，属于机械设备技术领域，由主机、液压系统、加热系统、电气系统、正负压系统组成。主机包括上缸、上横梁、上真空室、薄膜压紧板、下真空室、下横梁、立柱、薄膜压紧缸和下缸，液压系统位于主机后侧，加热系统安装在上真空室内部顶端，电气系统位于主机的右侧，正负压系统位于机身左侧。主体为密闭腔体，装饰薄膜将密闭腔体分隔为两个独立气室，成型过程均在同一密闭空间进行，不易受外部环境影响，可提升制程的稳定度，以达到提高定位精度的目的；采用预拉伸可提升薄膜的延伸量，使薄膜能顺利包覆至塑件的内部，得到高质量的薄膜装饰塑件。

Description

一种正负压真空覆膜机

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及覆膜机，尤其是一种正负压真空覆膜机(TOM)。

背景技术

覆膜机广泛应用于家电外观装饰、食品包装、建筑装潢、家具制作等行业，伴随着人们生活品质提高，对于上述行业产品广大消费者已经不满足于对产品绿色、环保的要求，同时对产品的外观装饰要求不断提高。多样化的产品市场需求，对传统的覆膜工艺提出新的挑战，传统的真空覆膜技术采用吸塑原理，用于产品表面覆膜会因排气不畅产生气泡，而且工时长，安全性能低，效率低。近年来，正负压真空覆膜技术逐步走向成熟，加工过程中将薄膜和制品放置在同一真空环境下进行覆膜包裹，避免产生气泡和褶皱，可以实现制品的多方位包裹，满足消费者对产品外观和性能的要求。

申请号201310311809.1的发明专利，公开一种真空覆膜机，通过两个密封的空腔，一个压气一个抽气，对海绵提供向下压和拉的力，使膜可以均匀的被压紧在工件上，并且因为抽气的原因，使覆膜和工件之间的气泡被即时的排出，相比于单面的热风吹拂式的覆膜方式，效率更高，效果更好。申请号201220688059.0的实用新型专利，公开一种真空覆膜机，包括机架、工作槽、真空泵、滑盖、硅胶板和搁板，机架上有工作槽和真空泵，滑盖通过导轨安装在机架上，工作槽上方有硅胶板，工作槽内有搁板，搁板上分布着气孔，利用硅胶柔软易变形的特性，将其做压板，在面板下方吸力的作用下，硅胶能陷到面板上所有凹陷的沟槽内，将木皮与基材完全覆合。上述公开专利产品通过不同的技术手段，实现产品的真空覆膜，但是，上述技术手段在真空覆膜过程不是在同一个密闭空间中进行，易受外界环境的影响，产品质量稳定性很难保证，产品一致性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种正负压真空覆膜机，设备主体为一密闭腔体，使用装饰薄膜将密闭腔体分隔为两个独立气室，在成型前先将两个气室进行分别抽真空再进行加热、预拉伸、加压、冷却等程序，解决目前覆膜机因覆膜工作环境变化引发的产品质量问题。

本发明的技术方案如下：

一种正负压真空覆膜机(TOM)，由主机、液压系统、加热系统、电气系统、正负压系统五大部分组成。主机包括上缸、上横梁、上真空室、薄膜压紧板、下真空室、下横梁、立柱、薄膜压紧缸和下缸等；液压系统包括能源转换装置(电机、油泵、油缸)及能量输送装置(油箱、管路)等；电气系统包括控制机构及电气控制箱、电气操纵箱等，其中控制机构包括限程装置和增压管路等；加热系统由圆棒加热管和固定装置组成；正负压系统包括真空阀、切换阀、真空泵、高压气泵等。

TOM(Three demission overlay method)有手动和半自动两种操作方式，机身采用Q235全钢板焊接结构，所用金属结构件均经热处理，并且所有焊接件均采用二氧化碳气体保护焊施焊，确保焊接质量。机身为四柱式结构，上下横梁均安装有油缸，上缸用于密封真空室，下缸用于提升工件，其中上横梁上还安装有用于薄膜压紧板升降用薄膜压紧缸。液压系统位于机身后侧，油泵通过管路与安装在机身处的油缸相连，通过液压系统实现机身动作，并且保证各油缸压力在一定范围内可调。加热系统安装在正负压室的顶部，以电加热方式，采用圆棒加热管进行加热。电气系统使用的独立控制柜、操作控制台位于主机的右侧，通过油管、导线与主机连接成一整体，实现正负压真空覆膜机的动作程序。正负压系统位于机身左侧，通过通气管路、真空阀和切换阀将真空泵、高压气泵与正负压室连接。

液压系统元件全部采用市场上易于采购的优质液压件，系统流阻小、通油能力大，响应速度快，性能可靠，便于维护，成本低。液压系统动力装置采用自动变量泵，执行器油缸下腔设有安全回路，能可靠防止下腔超压及活塞杆意外下行保护。液压油缸采用45#钢加工而成，内部密封件采用市场采购标准产品，油缸结构采用活塞缸，单缸驱动；柱塞杆表面镀硬铬，其运动导向采用非金属耐磨环，避免金属接触可能造成的拉缸现象。液压系统借助于电气系统的控制，驱动油缸柱塞杆伸长或收缩。油泵的进油口设吸油滤油器，空气滤清装置，以防杂质进入液压系统，以确保油路的正常运行。液压系统管路中设有高精度油液过滤器，能确保系统的油液清洁度，从而保证系统的正常可靠运行。满足液压系统长时间循环工作，液压系统装有风(水)冷装置，并且油箱设有液位、油温显示等安全防护措施。

电气系统采用“PLC+触控屏编程”集中控制方式，低压电控制各电器元件，系统安装有安全保险机构并接地线，触控屏可现实合模压力、温度、油缸行程(滑块位置)等参数控制，使设备操作安全、工作可靠、动作直观、维修方便。同时，安装在上下移动装置上的位移传感器监测油缸行程并反馈在触摸屏上，用于显示调节，电气系统实现“控制-执行-反馈”的闭环控制模式，提高了控制系统的可靠性和安全性。

机身的上、下真空室分别为正压室和负压室，真空泵和高压气泵来抽取真空和提供高压气体，分别实现两个真空腔的负压和上真空腔的正压，各真空腔有良好的密封，均可以保证良好的密封性能，中间通过需要包覆的薄膜隔开。为了保证真空室的密封性，各线路穿过真空室采用密封处理，可以耐高温、不漏气；真空室内活动部位(如下缸活塞杆)采用气动密封件密封，保证下缸活动时的密封；两室和薄膜压紧板接触面均采用耐高温密封。

正负压真空覆膜机产品工艺流程：安放治具和工件、手动放置薄膜；薄膜压紧板下行、正负压室下行；抽取真空并加热正负压室；达到温度后下缸顶出；到位后正负压室充入高压气，变为高压腔；停止加热，完成覆膜，上缸上行，薄膜压紧板上升，取出工件。用户可以根据自身需求制作不同样式的治具，同时，在工艺流程中“抽取真空并加热正负压室”可以通过调节上下真空室内的压差对薄膜进行预拉伸，以增强其延伸量。

作为优选，为方便操作者对真空室内产品状态的把控，两个真空室前后均有透明观察窗口，用于观测内部产品的状态。

作为优选，设备颜色可选，根据生产现场的需要可以选择不同色彩设备。

本发明的效果和益处是该正负压真空覆膜机，主体为密闭腔体，由装饰薄膜将密闭腔体分隔为两个独立气室，成型过程均在同一密闭空间进行，不易受到外在环境的影响，可大幅提升制程的稳定度，以达到提高定位精度的目的；采用预拉伸可提升薄膜的延伸量，使薄膜能顺利包覆至塑件的内部，不会有断差的产生，可以得到高质量的薄膜装饰塑件。

附图说明

图1正负压真空覆膜机机身结构示意图。

图2正负压真空覆膜机机身平面示意图。

图3正负压真空覆膜机工作原理示意图。

图4工艺流程步骤一示意图。

图5工艺流程步骤二示意图。

图6工艺流程步骤三示意图。

图7工艺流程步骤四示意图。

图8工艺流程步骤五示意图。

图9工艺流程步骤六示意图。

图中：1上缸；2上横梁；3上真空室；4薄膜压紧板；5下真空室；6下横梁；7立柱；8薄膜压紧缸；9下缸；10薄膜；11塑件；12真空泵；13高压气泵；31加热系统；51承载平台；52承载治具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种正负压真空覆膜机，由主机、液压系统、加热系统、电气系统、正负压系统五大部分组成。主机如说明书附图1～3所示，包括上缸1、上横梁2、上真空室3、薄膜压紧板4、下真空室5、下横梁6、立柱7、薄膜压紧缸8和下缸9等，上真空室3内部固定有加热系统31，下真空室5内部安装有承载平台51，承载治具52安装在承载平台51之上。液压系统位于机身后侧，包括能源转换装置(电机、油泵、油缸)及能量输送装置(油箱、管路)等。电气系统位于主机的右侧，包括控制机构及电气控制箱、电气操纵箱等。正负压系统位于机身左侧，包括真空阀、切换阀、真空泵12、高压气泵13等。

上横梁2与下横梁6的四角位置安装有四根立柱7，立柱7两端为阶梯圆柱结构，并且两端头为螺纹。上、下横梁立柱安装孔一端与立柱7阶梯圆柱端面定位，一端通过立柱7的安装螺母将上、下横梁与立柱7安装在一起。上缸1固定在上横梁2处，通过活塞杆与上真空室3连接，上真空室3的上端为导向活动板，导向活动板使用四个导向孔安装在四根立柱7上，使上真空室3在上缸1活塞杆伸长和收缩时可以沿立柱7的上下方向移动。固定在上横梁2上还有两个薄膜压紧缸8，薄膜压紧缸8的活塞杆穿过上真空室3的导向活动板，与位于上真空室3下端的薄膜压紧板4连接。薄膜压紧板4为矩形环结构，主要实现薄膜10的初始位置固定并在整个真空覆膜过程中对薄膜10进行边缘固定。下真空室5直接安装在下横梁6上，下横梁6为内凹槽结构，在其凹槽中安装有下缸9。下真空室5内部安装有位置可以上下移动的承载平台51，承载平台51与下缸9的活塞杆连接，当下缸活塞杆伸长或收缩时可以实现承载平台51的上升或下降。承载治具52根据塑件11的结构进行制作，承载治具52安装固定在承载平台51后，塑件11可以直接固定在承载治具上。薄膜10的起始安装位置为下真空室5的上端开口，并通过薄膜压紧板4对其周边固定。真空泵12和高压气泵13通过真空阀、切换阀、通气管路与上、下真空室连接，通过真空阀和切换阀控制可以对上真空室3进行正负压变换。在上、下真空室构成的密闭空间内，通过气室压力变化实现塑件11真空覆膜。

本发明的具体实施步骤如下：

第一步：安放治具和工件、手动放置薄膜

如说明书附图4所示，首先电气系统、液压系统控制上缸1和薄膜压紧缸8的活塞杆向上运动，分别带动上真空室3和薄膜压紧板4向上运动，与下真空室5分开。操作者将承载治具52安装在承载平台51上，并将塑件11与承载治具52固定。手动将薄膜10覆盖在下真空室5的上端口处。

第二步：薄膜压紧板下行、正负压室下行

如说明书附图5所示，液压系统首先控制薄膜压紧缸8的活塞杆伸长，薄膜压紧板4下行将薄膜10的周边进行固定。然后，液压系统控制上缸1活塞杆动作，上真空室3向下运动使上、下真空室的端口对接密封。

第三步：抽取真空并加热正负压室

如说明书附图6所示，电气系统控制真空泵12工作，一路通过真空阀、切换阀和通气管路对上真空室3进行抽真空，另一路通过真空阀和通气管路对下真空室5进行抽真空，此时上、下真空室保持相同的真空度。此时打开加热系统31，对上真空室3进行加热，上真空室3中的气体受热膨胀压强变大使下真空室5内的气体压强小于上真空室3内的气体压强，此时薄膜10在气压作用下会向下真空室5的方向凸起，对薄膜10起到一定的预拉伸作用。

第四步：达到温度后下缸顶出

如说明书附图7所示，加热系统31工作一段时间后，当温度上升到阈值后，下缸9的活塞杆伸长，承载平台51连同承载治具52和塑件11一起向上运动，塑件11在上升运动过程中与薄膜10接触，并带动薄膜10向上运动，最终会将预拉伸过的薄膜10与塑件11张紧。

第五步：到位后正负压室充入高压气，变为高压腔

如说明书附图8所示，电气系统控制高压气泵13工作同时控制切换阀动作，通过通气管路高压气泵13与上真空室连通，并对上真空室3进行充压。在高压以及加热系统加热的环境下，张紧后的薄膜10发生塑性变形，完全与塑件11、承载治具52和承载平台51构成的组件贴合，高压气体将薄膜10全方位的压紧。

第六步：停止加热，完成覆膜，上缸上行，薄膜压紧板上升，取出工件

如说明书如图9所示，加热系统31停止加热，上、下真空室恢复到正常气压，覆膜工作结束；液压系统控制薄膜压紧缸8和上缸1活塞杆上行，带动薄膜压紧板4和上真空室3向上运动与下真空室5脱离。操作者手动取出工件，此时薄膜10完全覆膜在塑件11的表面，完成一次性真空覆膜。至此，整个真空覆膜流程结束。

说明书附图只作为产品的结构、原理示意图，实际产品结构和尺寸以设计生产图纸为准。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种正负压真空覆膜机，由主机、液压系统、加热系统、电气系统、正负压系统五大部分组成，其特征在于，所述主机包括上缸(1)、上横梁(2)、上真空室(3)、薄膜压紧板(4)、下真空室(5)、下横梁(6)、立柱(7)、薄膜压紧缸(8)和下缸(9)，所述液压系统位于主机后侧，所述加热系统(31)安装在上真空室(3)内部顶端，所述电气系统位于主机的右侧，所述正负压系统位于机身左侧，所述上真空室(3)和下真空室(5)前后均有透明观察窗口，所述薄膜压紧板(4)处在真空室之外，且为矩形环结构，所述薄膜压紧板(4)在整个真空覆膜过程中对薄膜(10)的周遭边缘进行固定，所述上横梁(2)和下横梁(6)通过四根立柱(7)连接构成主机的固定框架，所述上真空室(3)通过活塞杆与上缸(1)连接，所述下真空室(5)中安装有承载平台(51)，所述承载平台(51)通过活塞杆与下缸(9)连接，所述薄膜压紧板(4)通过活塞杆与薄膜压紧缸(8)连接，所述薄膜压紧板穿过四根立柱(7)，所述上真空室的上端为导向活动板，所述导向活动板使用四个导向孔安装在四根立柱(7)上，所述上缸(1)、薄膜压紧缸(8)和下缸(9)可以实现上真空室(3)、薄膜压紧板(4)和下真空室(5)沿立柱(7)轴向方向上、下运动。

2.根据权利要求1所述的一种正负压真空覆膜机，其特征在于，所述液压系统包括由电机、油泵、油缸组成的能源转换装置和由油箱、管路组成的能量输送装置。

3.根据权利要求1所述的一种正负压真空覆膜机，其特征在于，所述加热系统(31)由圆棒加热管和固定装置组成。

4.根据权利要求1所述的一种正负压真空覆膜机，其特征在于，所述电气系统包括控制机构及电气控制箱、电气操纵箱，其中控制机构包括限程装置和增压管路。

5.根据权利要求1所述的一种正负压真空覆膜机，其特征在于，所述正负压系统包括真空阀、切换阀、真空泵、高压气泵。

6.根据权利要求1所述的一种正负压真空覆膜机，其特征在于，所述承载平台(51)上安装有承载治具(52)，并在所述的承载治具(52)上固定有塑件(11)。