CN106273412A - 一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机及操作方法 - Google Patents

一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机及操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，焊接机主体上安装有多个联动式加热冷却结构；联动式加热冷却结构包括安装在焊板上的导向管和弯头式冷风管；在导向管内部安装有加热棒，中空式焊头安装在导向管下端，在中空式焊头下端安装有对焊点进行挤压的模具；弯头式冷风管下端的出冷风口位于模具上部对挤压后的焊点进行冷处理。本发明的有益效果为：通过冷风管和导向管使焊点快速加热冷却成型实现焊接，焊头加热和冷却方式，实现焊头温度精确控制，提高焊接质量；缩短焊头升温时间和冷却时间，加快焊点冷却成型，提高设备节拍；改进焊接单元调整方式，保证焊头在XYZ方向上牢固可靠，提高设备稳定性，从而提高产品质量。

Description

一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机及操作方法
技术领域
本发明涉及焊接装置技术领域，尤其涉及一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机及操作方法。
背景技术
热风焊接机工作原理是利用高温气体使塑料焊接件接缝处软化或达到熔融状态后转至迅速冷却定型，达到相互接合目的的塑料焊接工艺，加热冷却结构不同于其它焊接方式。不易精确控制焊头温度；焊接压力大，容易出现顶白，焊接质量低；现有焊接方式焊头升温时间长，焊头和焊点冷却效果不佳，影响设备节拍(热铆焊接60s；超声波焊接65s，其中PP焊点4.5s/EA，ABS焊点7s/EA)；超声波焊接在生产过程中焊头容易在X、Y、Z方向上发生窜动或移位，导致设备稳定性差，影响产品质量。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机及操作方法。
为实现上述目的，本发明提供一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，包括：
焊接机主体，在所述焊接机主体上安装有多个联动式加热冷却结构；
所述联动式加热冷却结构包括安装在焊板上的导向管和弯头式冷风管；
在所述导向管内部安装有加热棒，中空式焊头安装在所述导向管下端，在所述中空式焊头下端安装有对焊点进行挤压的模具；所述弯头式冷风管下端的出冷风口位于所述模具上部对挤压后的所述焊点进行冷处理。
作为本发明进一步改进，冷风机接口A设置在所述导向管上端，在所述中空式焊头下部圆周上的多个热风出风口，所述热风出风口排出的热风温度为350°至600°。
作为本发明进一步改进，滑动式套筒安装在所述中空式焊头的外部，所述滑动式套筒侧部为开放式结构。
作为本发明进一步改进，所述弯头式冷风管上端加工有冷风机接口B。
作为本发明进一步改进，所述焊板与所述导向管安装处还安装有焊板调整板。
作为本发明进一步改进，所述导向管上部安装有连接头。
作为本发明进一步改进，所述导向管内壁安装有两个用于固定所述加热棒的导通阀。
作为本发明进一步改进，所述加热棒的直径有小于所述导向管的直径，所述加热棒外壁与所述导向管内壁形成通风道。
作为本发明进一步改进，所述模具下部加工有将所述焊点挤压成蘑菇头形状的圆环形凹陷槽。
本发明还提供一种联动式加热冷却结构的使用方法，该方法包括以下步骤：
步骤101：首先将冷风机安装在冷风机接口A上，冷风经过加热棒加热，通过热风出风口排出，对模具和焊点进行加热；
步骤102：导向管向下运行当焊点进入滑动式套筒内部后，模具开始对焊点进行挤压成形；
步骤103：安装在弯头式冷风管上部的冷风机开始工作，冷风通过冷风出口排出对挤压成型后的焊点进行冷处理定形。
本发明的有益效果为：采用导向管、加热棒、移动式焊板、焊板调整块、导通阀、中空式焊头、滑动式套筒、弯头式金属冷风管和联动控制PLC模块，既能通过焊板调整块实现每个热风焊接单元XYZ方向独立可调，又能通过加热棒和热风使焊头快速升温实现焊点融化、通过冷风管和套筒使焊点快速冷却成型实现焊接，焊头加热和冷却方式，实现焊头温度精确控制，提高焊接质量；缩短焊头升温时间和冷却时间，加快焊点冷却成型，提高设备节拍；改进焊接单元调整方式，保证焊头在XYZ方向上牢固可靠，提高设备稳定性，从而提高产品质量。
附图说明
图1为本发明一个实施例中带有联动式加热冷却结构的热风焊接机的主视图；
图2为图1中A-A的剖面俯视图；
图3为图1中B-B的剖面俯视图；
图4为本发明一个实施例中联动式加热冷却结构的操作方法的步骤流程图。
图中：1、冷风机接口A；2、导向管；3、加热棒；4、焊板；5、焊板调整板；6、中空式焊头；7、热风出风口；8、滑动式套筒；9、焊点；10、模具；11、弯头式冷风管；12、冷风机接口B；13、连接头；14、导通阀。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例的一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，包括：焊接机主体，在焊接机主体上安装有多个联动式加热冷却结构。联动式加热冷却结构包括安装在焊板4上的导向管2和弯头式冷风管11。在导向管2内部安装有加热棒3，中空式焊头6安装在导向管2下端，在中空式焊头6下端安装有对焊点9进行挤压的模具10；弯头式冷风管11下端的出冷风口位于模具10上部对挤压后的焊点9进行冷处理。冷风机接口A1设置在导向管2上端，在中空式焊头6下部圆周上的多个热风出风口7，热风出风口7排出的热风温度为350°至600°。滑动式套筒8安装在中空式焊头6的外部，滑动式套筒8侧部为开放式结构，弯头式冷风管11上端加工有冷风机接口B12。焊板4与导向管2安装处还安装有焊板调整板5。加热棒3的直径有小于导向管2的直径，加热棒3外壁与导向管2内壁形成通风道。模具10下部加工有将焊点9挤压成蘑菇头形状的圆环形凹陷槽。
如图2所示，导向管2上部安装有连接头13。
如图3所示，导向管2内壁安装有两个用于固定加热棒3的导通阀14。
如图4所示，一种联动式加热冷却结构的操作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤101：首先将冷风机安装在冷风机接口A上，冷风经过加热棒加热，通过热风出风口排出，对模具和焊点进行加热；
步骤102：导向管向下运行当焊点进入滑动式套筒内部后，模具开始对焊点进行挤压成形；
步骤103：安装在弯头式冷风管上部的冷风机开始工作，冷风通过冷风出口排出对挤压成型后的焊点进行冷处理定形。
塑料件焊接方式常用的有热铆焊接和超声波焊接等形式，下面将分别对这些焊接方式的加热冷却结构进行描述。
热铆焊接工作原理：用热的铆头直接对塑料焊柱进行传到加热，使塑料焊柱融化成铆钉状包覆在焊接塑料件上，随后冷却固化将塑料件紧密的连接在一起。
加热冷却结构：采用固定式焊板、调整块、热电偶、实心式焊头、弯头式金属冷风管和PLC模块，加热焊头后压制成型，冷风管吹气冷却。通过调整块实现每个热铆焊接单元XYZ方向独立可调，生产过程中焊头容易在X、Y、Z方向上发生窜动。特点：低功率；焊接空间小；焊接压力大；设备成本低；焊接质量较低；焊接速率较低；焊接稳定性较低；气缸控制，光电开关控制到位，误差大，不稳定；故障率低；能耗低；焊头升温时间长；冷却效果差。
超声波焊接，工作原理：将超声波发生器产生的高频率声波作用于焊接件之间，转换为高频率机械振动而瞬间集中产生高热能，使焊接件接触面迅速融化。振动结束后热量迅速散去，塑料分子结合固化。
加热冷却结构：采用超声波发生器、机械手、调整块、热电偶和焊头，高频率声波转换为高频率机械振动而瞬间集中产生高热能融化BOSS柱迅速成型，振动结束后热量迅速散去、焊头自然冷却。通过机械手调整块实现每个焊接单元XYZ方向独立可调，生产过程中焊头容易在X、Y、Z方向上发生移位。特点：较低功率；焊接空间要求高；焊接压力适中；设备成本较高；焊接强度及外观好；焊接速率极高；设备维护费用较高；焊头形状多样；故障率较低；能耗较低；升温迅速；冷却效果差。改进焊头加热和冷却方式，实现焊头温度精确控制，提高焊接质量；缩短焊头升温时间和冷却时间，加快BOSS柱冷却成型，提高设备节拍；改进焊接单元调整方式，保证焊头在XYZ方向上牢固可靠，提高设备稳定性，从而提高产品质量。1、热风焊接工作原理：用高温气体使塑料焊接件接缝处软化或达到熔融状态后转至迅速冷却定型，达到相互接合目的的塑料焊接工艺。加热冷却结构：采用导向管、加热棒、K-type式热电偶、移动式焊板、焊板调整块、导通阀、经过Teflon处理的中空式焊头、滑动式套筒、弯头式金属冷风管和联动控制PLC模块。
通过加热棒加热后的热风使焊头快速升温实现焊点融化。导向管和加热棒通过焊板调整块固定在焊板上方，加热棒上端连接加热系统端口和冷风管路，焊头固定在焊板下方，套筒通过调整螺栓固定在焊头上。设备升温后，加热丝温度迅速升高到设定值后焊接单元开始下降，同时开始吹冷风，经过加热棒加热后变成热风，焊接单元与焊点接触后，热风通过中空式焊头作用于焊点使之快速融化，焊接单元下压到位后再保压一定时间。
通过冷风管和套筒使焊点快速冷却成型实现焊接，同时焊头也快速冷却到设定值。弯头式金属冷风管固定在焊板下方，弯头端口伸入套筒正对焊头，焊接单元保压一定时间后，弯头式金属冷风管通过焊板上方的冷风管路开始吹冷风，同时冷却焊头和焊点，使焊点快速成型，一定时间后焊接单元上升复位到原点，完成焊接。同时，每个焊接单元上都装有K-type式热电偶，可以实时反馈给PLC模块焊头实际温度，从而可以通过K-type式热电偶、PLC模块和控制面板实现加热冷却联动控制，实现焊头温度精确控制、提高了设备节拍(45s)。通过焊板调整块实现每个热风焊接单元XYZ方向独立可调。焊板和热风焊接单元设计成同上同下模式，焊板调整块可以牢牢固定焊板上面的加热棒和焊板下面的焊头，同时焊头外面的套筒可以通过限位螺栓Z向滑动，更加有利于焊点成型。
特点：较高功率；非接触式；整体加热；压力小；效率高；驱动功率大；融合度高；焊点外观好；焊接质量稳定；所需空间较大；环境温度略微影响；故障率较高；能耗较高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于，包括：
焊接机主体，在所述焊接机主体上安装有多个联动式加热冷却结构；
所述联动式加热冷却结构包括安装在焊板(4)上的导向管(2)和弯头式冷风管(11)；
在所述导向管(2)内部安装有加热棒(3)，中空式焊头(6)安装在所述导向管(2)下端，在所述中空式焊头(6)下端安装有对焊点(9)进行挤压的模具(10)；所述弯头式冷风管(11)下端的出冷风口位于所述模具(10)上部对挤压后的所述焊点(9)进行冷处理。
2.根据权利要求1所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：冷风机接口A(1)设置在所述导向管(2)上端，在所述中空式焊头(6)下部圆周上的多个热风出风口(7)，所述热风出风口(7)排出的热风温度为350°至600°。
3.根据权利要求1所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：滑动式套筒(8)安装在所述中空式焊头(6)的外部，所述滑动式套筒(8)侧部为开放式结构。
4.根据权利要求1所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：所述弯头式冷风管(11)上端加工有冷风机接口B(12)。
5.根据权利要求1所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：所述焊板(4)与所述导向管(2)安装处还安装有焊板调整板(5)。
6.根据权利要求5所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：所述导向管(2)上部安装有连接头(13)。
7.根据权利要求1所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：所述导向管(2)内壁安装有两个用于固定所述加热棒(3)的导通阀(14)。
8.根据权利要求7所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：所述加热棒(3)的直径有小于所述导向管(2)的直径，所述加热棒(3)外壁与所述导向管(2)内壁形成通风道。
9.根据权利要求1所述的带有联动式加热冷却结构的热风焊接机，其特征在于：所述模具(10)下部加工有将所述焊点(9)挤压成蘑菇头形状的圆环形凹陷槽。
10.一种联动式加热冷却结构的操作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤101：首先将冷风机安装在冷风机接口A上，冷风经过加热棒加热，通过热风出风口排出，对模具和焊点进行加热；
步骤102：导向管向下运行当焊点进入滑动式套筒内部后，模具开始对焊点进行挤压成形；
步骤103：安装在弯头式冷风管上部的冷风机开始工作，冷风通过冷风出口排出对挤压成型后的焊点进行冷处理定形。
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