CN107584770A - 一种多工位塑料激光焊接玻璃压料设备 - Google Patents

Abstract

一种多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，包括两套以上玻璃压料装置；玻璃压料装置包括上料定位机构、输送机构和压料机构，输送机构经过上料工位和压料工位，且驱动上料定位机构在上料工位与压料工位之间往复运动，压料机构设置于压料工位处；所述上料定位机构包括用于容纳工件的定位仿形盒和用于定位作用玻璃的挡块；压料机构包括设置于压料工位上方的上压板和用于驱动上压板上下升降的升降气缸，激光焊接时，上压板压合在玻璃上。本发明具有以下有益的技术效果：能防止工件燃烧、提高良品率，还能实现持续式激光焊接，提高激光的利用率，提高生产率，自动化程度高，安全性高，工人劳动强度低。

Description

一种多工位塑料激光焊接玻璃压料设备

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，特别涉及一种多工位塑料激光焊接玻璃压料设备。

背景技术

随着科技的进步和工业的发展，塑料因其质轻，化学性稳定，导热性低，具有较好的透明性和耐摩耗性等，作为一种可代替金属材料的新型结构材料，越来越广泛地应用于工业生产中。

现有技术对塑料焊接有多种方法，相较于传统的摩擦焊接、热板焊接、超声波焊接等，激光焊接因其无碎屑、不产生污染，生成焊缝精密、牢固、密封性好等特点，越来越广泛地应用于电气工业、建筑、航天航空、汽车、玩具、日用化工、医学、工业设备等行业。

要实现塑料激光焊接，需满足：上层为透光塑料，下层为吸光材料，并在一定的夹紧力作用下进行，其中夹紧力一般通过夹具来实现；在实际生产中，焊接材料往往在确定后，改善空间很小，可见夹具的设计对激光焊接效果的好坏有重大影响，因此对于夹具的设计非常重要；此外，现有的激光焊接塑料技术普遍存在以下问题：1.基于常规塑料激光焊接，工件的激光穿透面裸露，表面有杂质时，激光照射会有燃烧现象，不良率高；2.另外传统的焊接方式，放料、取料时激光无法焊接，激光利用率低、产能低。

中国专利文献号CN102189684B于2013年3月20日公开了一种用于激光透射焊接塑料材料的焊接装置，具体公开了：包括支撑板和激光光源，还包括压力调节机构，所述压力调节机构包括压板机构、导向导轨和驱动机构，所述压板机构与驱动机构连接，且通过导向导轨与支撑板连接；所述压板机构上设有由透光窗口和透光窗体构成的透光窗；被焊接的塑料材料置于支撑板上，且对应地设置在透光窗的下方；激光光源通过激光束依次连接透光窗、被焊接的塑料材料；所述驱动机构包括气缸、电磁阀、调压阀和空气压缩机，所述气缸通过管道与所述空气压缩机连接，且其活塞杆与压板机构连接；所述电磁阀、调压阀依次连接在气缸与所述空气压缩机之间的管道上；所述压板机构包括上压板和底板，上压板设置在支撑板的上方，底板设置在支撑板的下方，导向导轨的一端与底板连接，其另一端穿过支撑板与上压板连接；所述上压板设有构成所述透光窗口的通孔，所述通孔内镶嵌有所述透光窗体；所述底板与驱动机构的活塞杆连接。该结构的压料性能较差，容易出现燃烧现象，此外，其上下料操作均需要人工完成，自动化程度低，劳动强度大；再有，由于上下料都是人工操作，导致容易出现安全事故。

因此，传统的激光焊接塑料技术有必要做进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种能防止工件燃烧、提高良品率，还能实现持续式激光焊接，提高激光的利用率，提高生产率，安全性高的多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，包括两套以上玻璃压料装置；其特征在于：所述玻璃压料装置包括上料定位机构、输送机构和压料机构，输送机构经过上料工位和压料工位，且驱动上料定位机构在上料工位与压料工位之间往复运动，压料机构设置于压料工位处；所述上料定位机构包括用于容纳工件的定位仿形盒和用于定位作用玻璃的挡块；所述压料机构包括设置于压料工位上方的上压板和用于驱动上压板上下升降的升降气缸，激光焊接时，上压板压合在玻璃上。

所述定位仿形盒包括定位托板和仿形侧环，仿形侧环呈环形设置，且固定于定位托板上，使彼此组成形成顶部开口的定位仿形腔。

所述挡块设置一块以上，且固定于定位托板上，该挡块略高于仿形侧环，各挡板位于于仿形侧环外侧。

所述定位托板上设有定位凹槽，仿形侧环底部嵌入该定位凹槽内。

所述输送机构包括线性导轨，该线性导轨设置一根或两根以上，两根以上的线性导轨相互并排设置，线性导轨上设置有带滑块的载板，滑块滑动在线性导轨上，载板通过滑块沿线性导轨滑动，上料定位机构设置于载板上。

所述输送机构还包括由输送气缸组成的驱动组件，或者由螺杆、螺母和驱动电机组成的驱动组件，或者由链条、传动轮和驱动电机组成的驱动组件；所述输送气缸的缸体相对线性导轨固定设置，输送气缸的杆体固定连接载板；所述螺杆沿线性导轨方向设置，螺母螺接于螺杆上并固定连接载板，驱动电机的输出轴传动连接螺杆并驱动其转动；所述链条连接载板，驱动电机通过传动轮驱动链条。

所述压料工位上设置有下压块，上压板与下压块上下对应设置。

所述上压板对应压料工位上方设有透光部。

所述玻璃压料装置并排设置两套，两套玻璃压料装置分别固定于一底板上，工作时，两套玻璃压料装置中的上料定位机构互逆运动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：为塑料激光焊接提供一种自动化程度高、无遮挡、良品率高、生产效率高的多工位塑料激光焊接玻璃压料设备。具体是，本设备通过设置上料定位机构和输送机构配合工作实现自动上下料，人工放料和启动开关后，工件即可自动往返于压料工位与上料工位之间，而且配合压料机构实现焊接前自动压紧，焊接完成后自动松开，可见本设备的自动化程度高，劳动强度低；通过上压板将玻璃与工件压紧，且上压板对应焊接位置设有透光部，防止上压板遮挡激光，同时可减少或隔绝了空气与工件焊接面接触，避免工件受热起燃，提高了良品率；通过设置多套玻璃压料装置，实现多工位焊接，各工位间歇配合工作，使得激光焊接工序一直处于进行中，有效提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例的装配结构示意图。

图2为本发明第一实施例的工作状态示意图。

图3为本发明第一实施例中上料定位机构的工作状态示意图。

图4为本发明第一实施例中上料定位机构、玻璃和工件的分解图。

图5为本发明第一实施例中上料定位机构的分解图。

图6为本发明第二实施例中上料定位机构的工作状态示意图。

图7为本发明第二实施例中上料定位机构、玻璃和工件的分解图。

图8为本发明第三实施例中上料定位机构输送原理图。

图9为本发明第四实施例中上料定位机构输送原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图4，本多工位塑料激光焊接玻璃压料设备包括两套相互并排设置的玻璃压料装置，两套玻璃压料装置分别固定于一底板1上；各玻璃压料装置包括上料定位机构、输送机构和压料机构，输送机构经过上料工位和压料工位，且驱动上料定位机构在上料工位与压料工位之间往复运动，压料机构设置于压料工位处，其中，输送机构驱动上料定位机构往复运动可便于送料、出料，实现全自动上下料，降低劳动强度；压料机构可对玻璃L和工件G进行相互压紧，使焊接时减少或隔绝空气与工件G的焊接面接触，避免工件G受热起燃。上料定位机构包括用于容纳工件G的定位仿形盒和用于定位作用玻璃L的挡块10；压料机构包括设置于压料工位上方的上压板8和用于驱动上压板8上下升降的升降气缸7，激光焊接时，上压板8压合在玻璃L 上，且两套玻璃压料装置中的上料定位机构互逆运动，实现一工位上料，另一工位下料的工作流程，使焊接工序能不间断进行，有效的提高焊接效率。此外，各机构通过控制开关实现控制工作进程，有效的保证设备循环工作。

进一步说，定位仿形盒包括定位托板5和仿形侧环6，仿形侧环6呈环形设置，且固定于定位托板5上，使彼此组成形成顶部开口的定位仿形腔a，工件G直接从定位仿形腔a顶部的开口放入，该定位仿形腔a形状与工件G 向匹配，使工件G无法晃动，工件G突出于定位仿形腔a顶部的开口，以保证玻璃L可支承在工件G顶部，确保玻璃L与工件G相互压紧，有效的减少或隔绝空气与工件G的焊接面接触，避免工件G受热起燃。

进一步说，挡块10设置四块，且固定于定位托板5上，该挡块10略高于仿形侧环6，保证四块挡块10分别能定位作用玻璃L的四个侧面，各挡板 10位于于仿形侧环6外侧。

进一步说，定位托板5上加工有定位凹槽5.1，该定位凹槽5.1是根据仿形侧环6的整体结构而设，仿形侧环6底部嵌入该定位凹槽5.1内；具体是，该仿形侧环6由两相互对称的侧板6.1和两相互对称的端板6.2组成，整体呈与工件G侧面匹配的长方形，各侧板6.1和各端板6.2底部分别嵌入相应的定位凹槽5.1内，以保证各侧板6.1和各端板6.2的位置稳定。

进一步说，输送机构通过滑台2固定于底板1上，该输送机构包括成对设置的线性导轨3和由输送气缸4组成的驱动组件；两线性导轨3相互并排的固定在滑台2上，线性导轨3上设置有带滑块13的载板12，滑块13滑动在线性导轨3上，载板12通过滑块13沿线性导轨3滑动，上料定位机构设置于载板12上，从而使上料定位机构沿线性导轨3滑动，实现上下料输送；输送气缸4的缸体相对固定在滑台2上，输送气缸4的杆体固定连接载板12，输送气缸4可有效的驱动上料定位机构往复运动，实现全自动上下料，降低劳动强度。

进一步说，压料机构包括四个升降气缸7，各升降气缸7的缸体分别竖向固定在底板1上，各升降气缸7的杆体分别连接矩形上压板8的四个角，压料时，四个升降气缸7同时同步工作，使上压板8实现升降运动，从而达到压紧工件G的效果；为避免压料过程中损坏线性导轨3或输送气缸4，压料工位上设置有下压块11，上压板8与下压块11上下对应设置。

进一步说，上压板8对应压料工位上方设有矩形的透光部8.1，透光部 8.1用于透过激光达到工件G的焊接面，不影响激光焊接效果。

具体工作原理：

第一次焊接：

(参见图4)将工件G放置于准备第一次焊接的定位仿形腔a内，在仿形侧环6的导向下工件G可自动到位，将玻璃L放置于工件G之上，玻璃L 通过各挡块10定位，启动准备第一次焊接的玻璃压料装置中的控制开关后，输送气缸4工作并将载有工件G和玻璃L的上料定位机构从上料工位移送到压料工位；上料定位机构到达压料工位后，上压板8在升降气缸7的作用下自动下来压紧玻璃L和工件G，并开始第一次激光焊接；

第一次焊接的同时，把另一工件G放置于准备第二次焊接的定位仿形腔 a内，将另一玻璃L放置于该工件G之上，该玻璃L通过相应的各挡块10 定位；

第一次焊接完成后，第一次焊接中的上压板8自动上升松开，载有第一次焊接成品的上料定位机构自动从压料工位退回上料工位，以便工人取出已焊好的成品。

第二次焊接：

启动准备第二次焊接的玻璃压料装置中的控制开关，相应的输送气缸4 工作并将载有工件G和玻璃L的上料定位机构从上料工位移送到压料工位；该上料定位机构到达压料工位后，上压板8在相应升降气缸7的作用下自动下来压紧相应的玻璃L和工件G，并开始第二次激光焊接。

第二次焊接的同时，继续把另一工件G和玻璃L分别放置于完成第一次焊接后空载的定位仿形腔a内，如此循环工作。

第二实施例

参见图6和图7，本多工位塑料激光焊接玻璃压料设备不同于第一实施例之处在于：根据不同的工件G采用相适应的上料定位机构，其中，定位托板5和仿形侧环6的形状结构都是根据相应工件G的结构开发，除形状尺寸有变化为，基本结构和设置原理与第一实施例一致。

其他未述部分同第一实施例，这里不再详细阐述。

第三实施例

参见图8，本多工位塑料激光焊接玻璃压料设备不同于第一实施例之处在于：输送机构包括由螺杆14、螺母15和驱动电机16组成的驱动组件，其中，螺杆14沿线性导轨3方向设置，且位于两线性导轨3之间，螺母15螺接于螺杆14上并固定连接载板12，驱动电机16的输出轴传动连接(可以是齿轮传动或其他)螺杆14并驱动其转动，螺杆14的转动使螺母15在螺纹的作用下相对往复移动，从而带动上料定位机构在上料工位与压料工位之间往复运动。

其他未述部分同第一实施例，这里不再详细阐述。

第四实施例

参见图9，本多工位塑料激光焊接玻璃压料设备不同于第一实施例之处在于：输送机构包括由链条17、传动轮18和驱动电机16组成的驱动组件；其中，链条17连接载板12，驱动电机16通过传动轮18驱动链条17，进而带动上料定位机构在上料工位与压料工位之间往复运动。

其他未述部分同第一实施例，这里不再详细阐述。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，包括两套以上玻璃压料装置；其特征在于：所述玻璃压料装置包括上料定位机构、输送机构和压料机构，输送机构经过上料工位和压料工位，且驱动上料定位机构在上料工位与压料工位之间往复运动，压料机构设置于压料工位处；所述上料定位机构包括用于容纳工件(G)的定位仿形盒和用于定位作用玻璃(L)的挡块(10)；所述压料机构包括设置于压料工位上方的上压板(8)和用于驱动上压板(8)上下升降的升降气缸(7)，激光焊接时，上压板(8)压合在玻璃(L)上。

2.根据权利要求1所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述定位仿形盒包括定位托板(5)和仿形侧环(6)，仿形侧环(6)呈环形设置，且固定于定位托板(5)上，使彼此组成形成顶部开口的定位仿形腔(a)。

3.根据权利要求2所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述挡块(10)设置一块以上，且固定于定位托板(5)上，该挡块(10)略高于仿形侧环(6)，各挡板(10)位于于仿形侧环(6)外侧。

4.根据权利要求3所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述定位托板(5)上设有定位凹槽(5.1)，仿形侧环(6)底部嵌入该定位凹槽(5.1)内。

5.根据权利要求1所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述输送机构包括线性导轨(3)，该线性导轨(3)设置一根或两根以上，两根以上的线性导轨(3)相互并排设置，线性导轨(3)上设置有带滑块(13)的载板(12)，滑块(13)滑动在线性导轨(3)上，载板(12)通过滑块(13)沿线性导轨(3)滑动，上料定位机构设置于载板(12)上。

6.根据权利要求5所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述输送机构还包括由输送气缸(4)组成的驱动组件，或者由螺杆(14)、螺母(15)和驱动电机(16)组成的驱动组件，或者由链条(17)、传动轮(18)和驱动电机(16)组成的驱动组件；所述输送气缸(4)的缸体相对线性导轨(3)固定设置，输送气缸(4)的杆体固定连接载板(12)；所述螺杆(14)沿线性导轨(3)方向设置，螺母(15)螺接于螺杆(14)上并固定连接载板(12)，驱动电机(16)的输出轴传动连接螺杆(14)并驱动其转动；所述链条(17)连接载板(12)，驱动电机(16)通过传动轮(18)驱动链条(17)。

7.根据权利要求6所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述压料工位上设置有下压块(11)，上压板(8)与下压块(11)上下对应设置。

8.根据权利要求7所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述上压板(8)对应压料工位上方设有透光部(8.1)。

9.根据权利要求1-8任一项所述多工位塑料激光焊接玻璃压料设备，其特征在于：所述玻璃压料装置并排设置两套，两套玻璃压料装置分别固定于一底板(1)上，工作时，两套玻璃压料装置中的上料定位机构互逆运动。