CN105058779A - 脉冲快速熔接装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种脉冲快速熔接装置，包括设备机架及控制器，还包括用于将待加工零件移动至加工工位的旋转机构，用于完成待加工零件热熔的熔接机构，以及用于装置安全性检测的红外感应机构；所述旋转机构、熔接机构及红外感应机构均与所述控制器电性连接。本发明采用脉冲瞬间加热并借助温度传感器确认温度的方式，保证了熔接质量的一致性。同时，采用瞬间气压冷却的方式使熔接头急速冷却，延长了加工产品的使用寿命。此外，红外感应组件避免了因操作人员误操作而导致的生产事故的发生，使装置的安全性能大幅提高，保证了热熔加工能够持续顺利进行。

Description

脉冲快速熔接装置

技术领域

本发明涉及一种脉冲快速熔接装置，尤其适用于塑料零件的熔接组合，属于机械加工设备领域。

背景技术

相较于金属材质而言，塑料材质具有造价低廉，加工方便等优点，因此越来越多的塑料零件被设计和加工出来。

常见的塑料零件间的组合加工方式包括卡槽插接、胶水粘接以及热熔连接，其中，热熔连接由于其可以在塑料零件完全拼接好后再进行统一操作，且可同时对多个装接点进行熔接，大幅提高了塑料零件的组合效率，因此在目前的塑料零件加工中得到了普遍应用。但是目前所广泛应用的热熔装置仍然存在着以下几个方面的问题。

其一，由于塑料零件是先拼接后熔接，因此在目前的熔接操作的过程中主要还是以人工控制热熔机器为主。由于操作人员无法直接观察到塑料零件的连接情况，只能根据经验判断塑料零件是否连接，因此整个熔接操作对操作人员的经验和操作熟练度有很高的要求。这样一来也就导致了操作复杂、熔接质量一致性差等技术问题。

其二，由于要完成塑料零件的熔接就需要熔接头达到一个很高的目标温度（常见的目标温度为120℃），因此目前常见的热熔设备在加工过程中为了使熔接头能够快速加热，熔接头在待机状态的温度会一直保持在一个较高的标准（如90℃附近）。这样一来，当熔接头与塑料零件接触以完成热熔时，当熔接头停止加热后，塑料零件则仍会受到熔接头的余热影响、发生融化。融化后的塑料零件极易变形，导致其内部结构露出，在日后的使用中很容易发生损坏，降低产品的使用寿命。

其三，由于目前常见的热熔设备的加工工位均采用的是一种开放式的结构，且热熔连接需要使熔接头达到一个很高的目标温度，因此对于操作人员而言，整个热熔操作具备一定的危险性。在操作过程中，很容易发生因操作人员误判断或误操作而导致烫伤一类的生产事故。目前常见的热熔设备均没有考虑到这一问题、没有设置相应的安全防护装置。因此，如何实现在危急情况下装置整体的紧急制动也成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种适用于塑料零件熔接组合的脉冲快速熔接装置。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种脉冲快速熔接装置，包括设备机架及控制器，所述设备机架包括借助两侧支撑杆相互固接的机架底板与机架顶板，所述控制器设置于所述机架顶板上；

还包括设置于所述机架底板上方、用于将待加工零件移动至加工工位的旋转机构，设置于所述机架顶板下方、用于完成待加工零件热熔的熔接机构，以及设置于所述设备机架上、用于装置安全性检测的红外感应机构；所述旋转机构、熔接机构及红外感应机构均与所述控制器电性连接并由其驱动。

优选地，所述旋转机构包括垂直固设于所述机架底板上的旋转气缸，以及固定连接于所述旋转气缸的气缸轴末端的转台；所述旋转气缸与所述控制器电性连接并由其驱动。

优选地，所述转台上端面还均布有用于盛放待加工零件的定位治具。

优选地，所述熔接机构包括固定设置于所述机架顶板下端面的升降气缸，以及固定设置于所述升降气缸的气缸轴上的热熔组件及冷却组件；所述升降气缸与所述控制器电性连接并由其驱动。

优选地，所述热熔组件包括固定设置于所述升降气缸的气缸轴上的熔接头，套设固定于所述熔接头上、用于加热的脉冲加热头，以及与所述脉冲加热头电性连接并驱动其发热的电机；所述升降气缸及所述电机均与所述控制器电性连接并由其驱动。

优选地，所述冷却组件包括套设固定于所述熔接头上、用于降温的冷却头，以及与所述冷却头连接的压缩气缸；所述冷却头与所述压缩气缸借助通气管连接；所述冷却头外侧还开设有用于气体流通的通气孔。

优选地，所述熔接头上还设置有用于温度检测的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电性连接。

优选地，所述红外感应机构包括设置于所述机架顶板外侧边缘位置的红外线发射器，以及与所述红外线发射器向匹配的、设置于所述机架底板外侧边缘位置的红外线接收器；所述红外线发射器与所述红外线接收器均与所述控制器电性连接。

优选地，所述控制器上设置有用于人机交互的开关按键及显示屏。

本发明突出效果为：本发明采用脉冲瞬间加热并借助温度传感器确认温度的方式，实现了热熔过程中的温度及时间的可控化操作，保证了熔接质量的一致性。同时，本发明采用瞬间气压冷却的方式使熔接头急速冷却，从而保证了塑料零件熔接位置的结构完整性，延长了加工产品的使用寿命。此外，本发明加入了红外感应组件，避免了因操作人员误操作而导致的生产事故的发生，使装置的安全性能大幅提高，保证了热熔加工能够持续顺利进行。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明熔接机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1~2所示，本发明揭示了一种适用于塑料零件熔接组合的脉冲快速熔接装置，包括设备机架、控制器3、旋转机构、熔接机构以及红外感应机构。

所述设备机架包括借助两侧支撑杆相互固接的机架底板1与机架顶板2。

所述控制器3设置于所述机架顶板2上，且与所述旋转机构、熔接机构及红外感应机构分别电性连接。所述控制器3上还设置有用于人机交互的开关按键及显示屏，当装置开始工作时，装置各部分的工作状态及操作参数均能够借助所述显示屏显示出来，以便操作者实时监测装置的工作状态、并及时完成装置的调整。

所述旋转机构设置于所述机架底板1上方，主要用于将待加工零件移动至加工工位。具体而言，所述旋转机构包括固定设置于所述机架底板1上的旋转气缸4，以及固定连接于所述旋转气缸4的气缸轴末端的转台5。所述旋转气缸4与所述控制器3电性连接并由其驱动。为了保证所述旋转机构运行的稳定性，所述旋转气缸4应垂直设置于所述机架底板1上。

所述转台5上端面还均布有用于盛放待加工零件的定位治具6。所述定位治具6借助连接件可拆卸地固定于所述转台5上，所述连接件可以是卡接件、螺栓等。将所述定位治具6设置为可拆卸式的意义在于操作者可根据不同的待加工零件对所述定位治具6进行更换，从而进一步扩大了本装置的适用范围。

所述熔接机构设置于所述机架顶板2下方，主要用于完成待加工零件的热熔操作。具体而言，所述熔接机构包括固定设置于所述机架顶板2下端面的升降气缸7，以及固定设置于所述升降气缸7的气缸轴上的热熔组件及冷却组件。在本实施例中，为了保证所述升降气缸7运行的稳定性，所述升降气缸7选用双轴气缸。所述升降气缸7与所述控制器3电性连接并由其驱动。

所述热熔组件包括固定设置于所述升降气缸7的气缸轴上的熔接头8，套设固定于所述熔接头8上、用于加热的脉冲加热头9，以及与所述脉冲加热头9电性连接并驱动其发热的电机10。所述升降气缸7及所述电机10均与所述控制器3电性连接并由其驱动。在实际的热熔操作过程中，所述控制器3能够发送脉冲信号以驱动所述电机10完成瞬间加热。

所述冷却组件包括套设固定于所述熔接头8上、用于降温的冷却头11，以及与所述冷却头11连接的压缩气缸12；所述冷却头11与所述压缩气缸12借助通气管连接。在操作过程中，当所述熔接头8达到目标温度，且熔接过程达到规定时长，所述控制器即判定熔接完成，随即发送脉冲信号驱动所述压缩气缸12释放2~3倍于大气压的压缩气体，已完成所述熔接头8的急速冷却。为了保证所述冷却头11不会因为持续承受气体冲击而发生损坏，所述冷却头11外侧还开设有用于气体流通的通气孔。

此外，所述熔接头8上还设置有用于温度检测的温度传感器13，所述温度传感器13与所述控制器3电性连接。所述温度传感器13能够持续监测所述熔接头8的温度，并将数值反应于所述控制器3的显示屏上，以便操作人员及时掌握装置的运行状态。

所述红外感应机构设置于所述设备机架上，主要用于装置的安全性检测。具体而言，所述红外感应机构包括设置于所述机架顶板2外侧边缘位置的红外线发射器14，以及与所述红外线发射器14向匹配的、设置于所述机架底板1外侧边缘位置的红外线接收器15；所述红外线发射器14与所述红外线接收器15均与所述控制器3电性连接。在所述装置的运行过程中，所述红外线发射器14会持续发送红外信号给所述红外线接收器15，且这一过程会被所述控制器3监测。一旦出现所述红外线接收器15接收信号中断，而装置仍在运行的情况，所述控制器3会立即判定为有异物进入操作区域，随即立刻向所述冷却组件发送脉冲信号，完成所述熔接头8的冷却，并停止装置的全部运动。

以下简述本发明的工作过程：

首先将待加工零件放置于定位治具6上，装置启动，转台5将待加工零件送至加工工位。随后，升降气缸7向下运动，将熔接机构送至加工工位。控制器3随即发出脉冲信号，所述熔接机构开始瞬间加热，完成产品熔接，随后立即冷却。熔接过程完毕后，所述升降气缸7复位，所述转台5也随之复位。至此，一次熔接作业完毕，可进行待加工零件的更换。需要特别说明的是，在熔接作业过程中，一旦红外感应机构间的红外信号接收发生中断，装置整体立即停止运行。

本发明采用脉冲瞬间加热并借助温度传感器确认温度的方式，实现了热熔过程中的温度及时间的可控化操作，保证了熔接质量的一致性。同时，本发明采用瞬间气压冷却的方式使熔接头急速冷却，从而保证了塑料零件熔接位置的结构完整性，延长了加工产品的使用寿命。此外，本发明加入了红外感应组件，避免了因操作人员误操作而导致的生产事故的发生，使装置的安全性能大幅提高，保证了热熔加工能够持续顺利进行。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种脉冲快速熔接装置，包括设备机架及控制器（3），所述设备机架包括借助两侧支撑杆相互固接的机架底板（1）与机架顶板（2），所述控制器（3）设置于所述机架顶板（2）上；其特征在于：还包括设置于所述机架底板（1）上方、用于将待加工零件移动至加工工位的旋转机构，设置于所述机架顶板（2）下方、用于完成待加工零件热熔的熔接机构，以及设置于所述设备机架上、用于装置安全性检测的红外感应机构；所述旋转机构、熔接机构及红外感应机构均与所述控制器（3）电性连接并由其驱动。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述旋转机构包括垂直固设于所述机架底板（1）上的旋转气缸（4），以及固定连接于所述旋转气缸（4）的气缸轴末端的转台（5）；所述旋转气缸（4）与所述控制器（3）电性连接并由其驱动。

3.根据权利要求2所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述转台（5）上端面还均布有用于盛放待加工零件的定位治具（6）。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述熔接机构包括固定设置于所述机架顶板（2）下端面的升降气缸（7），以及固定设置于所述升降气缸（7）的气缸轴上的热熔组件及冷却组件；所述升降气缸（7）与所述控制器（3）电性连接并由其驱动。

5.根据权利要求4所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述热熔组件包括固定设置于所述升降气缸（7）的气缸轴上的熔接头（8），套设固定于所述熔接头（8）上、用于加热的脉冲加热头（9），以及与所述脉冲加热头（9）电性连接并驱动其发热的电机（10）；所述升降气缸（7）及所述电机（10）均与所述控制器（3）电性连接并由其驱动。

6.根据权利要求5所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述冷却组件包括套设固定于所述熔接头（8）上、用于降温的冷却头（11），以及与所述冷却头（11）连接的压缩气缸（12）；所述冷却头（11）与所述压缩气缸（12）借助通气管连接；所述冷却头（11）外侧还开设有用于气体流通的通气孔。

7.根据权利要求5所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述熔接头（8）上还设置有用于温度检测的温度传感器（13），所述温度传感器（13）与所述控制器（3）电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述红外感应机构包括设置于所述机架顶板（2）外侧边缘位置的红外线发射器（14），以及与所述红外线发射器（14）向匹配的、设置于所述机架底板（1）外侧边缘位置的红外线接收器（15）；所述红外线发射器（14）与所述红外线接收器（15）均与所述控制器（3）电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种脉冲快速熔接装置，其特征在于：所述控制器（3）上设置有用于人机交互的开关按键及显示屏。