CN109719960A - 碟管式膜片自动化焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碟管式膜片自动化焊接设备，至少包括有用来存放物料的部分、用来将成品物料与半成品物料来回移送的移动部分、承载物料并供其进行焊接与裁切处理的物料加工部分、具有焊接功能的部分和具有裁切功能的部分，物料加工部分采用自身运动的方式推送物料进行不同的工序，即将物料推送进具有焊接功能的部分与具有裁切功能的部分进行加工。本发明通过自动化控制来实现半成品膜片自动上料、膜片自动焊接、自动裁切、自动下料等功能，自动化程度高，定位及控制精准，生产效率高等特点；不仅满足市场的需求同时具有生产效率及自动化程度高等特点，满足市场庞大的需求量，填补国产碟管式膜片自动化焊接设备研发上的空白。

Description

碟管式膜片自动化焊接设备

技术领域

本发明涉及水处理工业设备，尤其涉及碟管式膜片的处理设备。

背景技术

目前国内在碟管式膜片自动焊接设备上的研发一直处于空白；碟管式膜是普通卷式反渗透基础上升级的新型反渗透技术，在国内外海水淡化、污水处理等领域应用广泛，但膜片自动化焊接生产设备一直依赖进口，国内在设备研发一直处于空白状态，针对市场需求，有必要发明一种管式膜片生产设备，打破国内碟长期依赖进口的窘况，填补国内市场的空白。

发明内容

为解决上述技术问题，提供了碟管式膜片自动化焊接设备，所提供的技术方案如下，至少包括有以下功能部分：

用来存放物料的部分、用来将成品物料与半成品物料来回移送的移动部分、承载物料并供其进行焊接与裁切处理的物料加工部分、具有焊接功能的部分和具有裁切功能的部分，物料加工部分采用自身运动的方式推送物料进行不同的工序，即将物料推送进具有焊接功能的部分与具有裁切功能的部分进行加工。

在上述技术方案的基础上，所述功能部分具体为放料模组、物料转盘模组、物料移送模组、超声波焊接模组和膜片裁切模组；

放料模组包括有放料底座，放料底座上放置有膜片；

物料转盘模组包括有可转动公转盘与可转动的设置在公转盘上的自转盘，自转盘设置在公转盘边缘且其半径小于公转盘半径；

物料移送模组设置在放料模组和物料转盘模组之间，包括可滑动的物料吸盘，物料吸盘来回抓取放料底座和自转盘上的膜片；

超声波焊接模组设置在物料转盘模组的一侧，包括有焊接机本体、分别设置在本体上的焊接头与焊接底座，公转盘的转动可使自转盘上的膜片位于焊接头与焊接底座之间，供焊接头焊接膜片；

膜片裁切模组设置在物料转盘模组的另一侧，包括有从底部托住膜片的底刀和设置在底刀上方的裁刀，公转盘的转动可使自转盘上的膜片位于底刀与裁刀之间，供裁刀裁切膜片；

所述各模组均设置在机架上，各模组的各组件在各个方向上的滑动与转动的动力均可由动力装置提供。

在上述技术方案的基础上，放料底座可转动的设置在机架上。

在上述技术方案的基础上，放料底座上阵列的设置有多个安装柱与挡板，挡板以安装柱为中心阵列的布置，膜片通过自身的安装孔套在安装柱上。

在上述技术方案的基础上，公转盘底部设置有控制自转盘转动的同步旋转机构。

在上述技术方案的基础上，超声波焊接模组还包括有防粘装置，防粘装置包括分别设置在焊接机本体上的放卷机构、收卷机构、提拉机构、防粘部和多个起到导向作用的导向辊子，防粘部为带状且具有防止膜片与焊接头粘连的效果，防粘部的一端缠绕在放卷机构上，另一端缠绕在收卷机构上，位于放卷机构与收卷机构之间的那部分防粘部由导向辊子导向，并从焊接头与焊接底座之间穿过，用来提拉防粘部的提拉机构设置在靠近收卷机构的焊接机本体上，防粘部可从放卷机构抽出并由收卷机构收卷。

在上述技术方案的基础上，还包括有用来提拉防粘部的提拉机构，提拉机构设置在靠近收卷机构的焊接机本体上。

在上述技术方案的基础上，公转盘上还设置有用来压紧膜片的压盘，压盘可在公转盘上上下移动。

在上述技术方案的基础上，焊接机本体上还设置有用来检测焊接头温度的报警传感器，焊接机本体上还设置有为焊接头散热的散热风扇，当报警传感器检测到焊接头温度较高时，启动散热风扇为焊接头降温。

在上述技术方案的基础上，自转盘带动膜片转动，使膜片分别进行八次焊接与裁切，将膜片由四边形加工成八边形。

有益效果：本发明通过自动化控制来实现半成品膜片自动上料、膜片自动焊接、自动裁切、自动下料等功能，具有自动化程度高，定位及控制精准，生产效率高等特点；满足市场需求的同时具有生产效率及自动化程度高等特点，满足市场庞大的需求量，填补国产碟管式膜片自动化焊接设备研发上的空白。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的放料模组的结构示意立体图。

图4为本发明的物料移送模组的结构示意立体图。

图5为本发明的物料转盘模组的结构示意立体图。

图6为本发明的超声波焊接模组左前45度的结构示意立体图。

图7为本发明的超声波焊接模组侧视剖面图。

图8为本发明的膜片裁切模组的结构示意立体图。

具体实施方式

如附图所示的碟管式膜片自动化焊接设备，至少包括有以下功能部分：用来存放物料的部分、用来将成品物料与半成品物料来回移送的移动部分、承载物料并供其进行焊接与裁切处理的物料加工部分、具有焊接功能的部分和具有裁切功能的部分，物料加工部分采用自身运动的方式推送物料进行不同的工序，即将物料推送进具有焊接功能的部分与具有裁切功能的部分进行加工。

本实施例示出了碟管式膜片自动化焊接设备在功能上必不可少的部分，以功能进行划分得到①用来存放物料的部分；②用来将成品物料与半成品物料来回移送的移动部分、③承载物料并供其进行焊接与裁切处理的物料加工部分；④具有焊接功能的部分；⑤具有裁切功能的部分。

各功能部分可采用任何现有的可行方案。例如，找一平坦的储料盘作为①功能部分，该部分既能存放未加工的半成品物料，也能存放加工完毕的成品物料，因此也可看做是上、下料的功能部分。移送部分可采用现有的机械移送方案，例如机械抓手等现有技术。能将①功能部分的半成品物料移动到③功能部分上，也能将加工完毕的成品物料从③功能部分移送回①功能部分。③功能部分能将半成品物料在④、⑤部分之间推送，使半成品物料加工成成品物料；③功能部分运动的方式可采用现有技术，以直线运动举例，可设置一电动滑轨，在滑轨的滑块上安装一类似①功能部分的储料盘，半成品物料置于该储料盘上并随滑块移动，当物料置于④功能部分时进行焊接，同理还可进行裁切。④功能部分采用焊接设备，例如现有的焊接机，具体可采用激光焊接机等可行方案。同理的，⑤功能部分也可采用现有技术，例如现成的裁切机、剪切机等；也可采用类似与切纸机的方案，即采用一个可上下移动的闸刀来裁切物料。

焊接与裁切完毕的成品物料仍处于③功能部分上，由②功能部分移送到①功能部分上，即完成下料。

除此之外，还可包括其他必要的辅助部分，例如控制功能部分，其与大多数机床或车床的控制箱（台）具有相同功能，即控制各部分的运行，采用的技术方案也可类似。

优选的，所述功能部分具体为放料模组1、物料转盘模组2、物料移送模组3、超声波焊接模组4和膜片裁切模组5；放料模组1包括有放料底座11，放料底座11上放置有膜片100；物料转盘模组2包括有可转动公转盘21与可转动的设置在公转盘21上的自转盘22，自转盘22设置在公转盘21边缘且其半径小于公转盘21半径；物料移送模组3设置在放料模组1和物料转盘模组2之间，包括可滑动的物料吸盘31，物料吸盘31来回抓取放料底座11和自转盘22上的膜片100；超声波焊接模组4设置在物料转盘模组2的一侧，包括有焊接机本体41、分别设置在本体41上的焊接头42与焊接底座43，公转盘21的转动可使自转盘22上的膜片100位于焊接头42与焊接底座43之间，供焊接头42焊接膜片100；膜片裁切模组5设置在物料转盘模组2的另一侧，包括有从底部托住膜片100的底刀51和设置在底刀51上方的裁刀52，公转盘21的转动可使自转盘22上的膜片100位于底刀51与裁刀52之间，供裁刀52裁切膜片100；所述各模组均设置在机架上，各模组的各组件在各个方向上的滑动与转动的动力均可由动力装置提供。

参照图1和图2，根据功能的不同，主要由放料模组1、物料移送模组3、物料转盘模组2、超声波焊接模组4和膜片裁切模组5五部分组成。

参照图3至图8，使用时将待加工的膜片100放置于放料模组1的放料底座11上，启动物料移送模组3的动力装置，将物料吸盘31从后端向前滑动到待加工膜片100的上方，再启动动力装置使物料吸盘31向下运动并吸住该膜片100，然后将该膜片100抬起，运送到物料转盘模组2的自转盘22上。完成物料在模组之间的的一次输料运输。

当待加工膜片100“输送”至自转盘22后，启动公转盘21，自转盘22随公转盘21的转动而转动。当载有该膜片100的自转盘22转动到超声波焊接模组4的焊接头42与焊接底座43之间时公转盘21转动停止，焊接机本体41启动后焊接头42下压并进行焊接。由于需要对膜片100的四周边缘进行多次焊接，因此自转盘22在焊接头42工作一次后转动，将该膜片100未焊接的部分再次置于焊接头42与焊接底座43之间进行焊接，自转盘22在重复多次自转之后使得该膜片100的四周多次被焊接，至此焊接工序进行完毕。

当完成焊接工序后，公转盘21再次转动并使待加工的膜片100位于膜片裁切模组5的裁刀52与底刀51之间，此时承载该经过焊接膜片100的自转盘22位于膜片裁切模组5前。启动该模组使裁刀52向下裁切该膜片100，同理自转盘22同样需要多次自转以使得膜片100四周被多次裁切。为使该膜片100能符合的碟管式水处理系统的要求，需对该膜片100的四周边缘进行多次裁切；要实现上述效果仅需再次转动自转盘22即可使膜片100的四周均能被裁刀52裁切。待加工膜片100虽未离开物料转盘模组2，但在不同工序之间流转仍可认为是在模组之间的又一次物料运输。

经裁切工序处理之后的膜片100为成品膜片100，为输出该成品膜片100，公转盘21最后一次转动使该膜片100离开膜片裁切模组5，再次启动物料移送模组3的动力装置，使物料吸盘31将自转盘22上的成品膜片100抓取到放料模组1上，完成对膜片100的自动化加工，同时最后一次模组之间的物料运输。

除此之外，还可包括其他必要的辅助模组，例如控制模组，其与大多数机床或车床的控制箱（台）具有相同功能，即控制各模组的运行，采用的技术方案也可类似。

物料吸盘31的供气由真空发生器（未图示）提供真空吸力，且为物料吸盘31的横向与纵向的移动提供动力的动力装置，均可由任何现有技术实现，例如气缸或电机等方案，以气缸举例，横向移送时可采用无杆气缸35带动，纵向移动时可采用圆形气缸26带动。其中，采用使用无杆气缸35的目的是节省空间。

参考图8，膜片裁切模组5其设备本体包括有一外壳，底刀52与裁刀51均是设备本体的一部分并设置在外壳内，其底刀52固定设置，裁刀51的上下移动由液压或者电机带动。

优选的，放料底座11可转动的设置在机架上。转动的放料底座11可最大程度利用其自身空间，适应高速加工生产，提高生产效率。例如通过放料底座11的旋转，将码放整齐的半成品物料转动到移送区域，便于物料移送模组3抓取半成品物料；同时的，成品物料也通过放料底座11的旋转，离开移送区域，便于工作人员取出成品物料。

优选的，物料吸盘31的数量为多个。

优选的，放料底座11上阵列的设置有多个安装柱12与挡板13，挡板13以安装柱12为中心阵列的布置，膜片100通过自身的安装孔套在安装柱12上。安装柱12和挡板13的主要目的是起到膜片100定位作用，避免后续焊接和裁切时发生歪斜，致使外型焊接不合格。

优选的，公转盘21底部设置有控制自转盘22转动的同步旋转机构23。同步旋转机构23是通过伺服电机供自转盘22转动，其使每个自转盘22都由一个伺服电机带动，也可用一个伺服电机带动多个自转盘22，仅需增加传动机构即可实现，传动机构可采用任何现有技术，例如可采用类似齿轮或者拨杆实现。

优选的，超声波焊接模组4还包括有防粘装置，防粘装置包括分别设置在焊接机本体41上的放卷机构45、收卷机构44、提拉机构46、防粘部47和多个起到导向作用的导向辊子48，防粘部47为带状且具有防止膜片100与焊接头42粘连的效果，防粘部47的一端缠绕在放卷机构45上，另一端缠绕在收卷机构44上，位于放卷机构45与收卷机构44之间的那部分防粘部47由导向辊子48导向，并从焊接头42与焊接底座43之间穿过，防粘部47可从放卷机构45抽出并由收卷机构44收卷。

在焊接头42与焊接底座43之间设置防粘部47能够避免焊接过程中膜片100与焊接头42发生粘连，提高膜片100质量。同时防粘部47为能设置在焊接机本体41上，做出了适应性的改进。未经使用的防粘部47缠绕在放卷机构45上。放卷机构45与收卷机构44分别是用来放、收防粘部的，从放卷机构45上拉扯防粘部的动力主要来自于焊接头42向下的运动。该放卷机构45至少由一根可同轴滚动的轴和设置在焊接机本体41上的两个固定板（未图示）组成，该轴与固定板可转动连接，转动的轴能够实现防粘部的收放（同理，收卷机构44也是如此设置）。从放卷机构45上拉出的防粘部47经多个导向辊子48的导向后，从焊接头42与焊接底座43之间穿过。穿过后的防粘部47同样在导向辊子48的导向下缠绕在收卷机构44上。

在焊接机本体41上还可设置有专用于检测防粘部有无的报警传感器（未图示），当放卷机构45的防粘部47用完时，该报警传感器通过蜂鸣器（未图示）发出报警，提示操作人员添加新的防粘部47。该报警传感器可采用任何现有技术，例如光线传感器或者重量传感器，以光线传感器举例，防粘部47用完之前光线传感器无法感应到光线，当其用完后光线传感器暴露在光线下便发出警报。

防粘装置可以最大化提高防粘部47的使用率，通俗点说就是焊接一次后，防粘部仅移动焊接头宽度（约5mm）的距离，就可以最大程度上提高防粘部47的可焊接次数。

防粘部47上涂有防粘材料或防粘物质，该物质可采用任何能避免膜片100与焊头发生粘连的现有技术，例如防黏贴涂料、聚氨酯防粘涂层等。防粘部47也可直接采用直接具有防粘性能的现成产品，例如离型纸、防粘胶带等。

优选的，还包括有用来提拉防粘部47的提拉机构46，提拉机构46设置在靠近收卷机构44的焊接机本体41上。

提拉机构46的功能是在每完成一次焊接便提拉一次防粘部47，保证防粘部47不重复使用，防粘部47被提起后经过导向辊，由收卷机构44将已使用的防粘部47卷起。

提拉机构46提拉防粘部47时具有两个动作，一个是“夹紧防粘部”，另一个是“提拉防粘部”。要实现两个动作，均可采用任何现有技术。

首先是提拉防粘部47，提拉是在夹紧防粘部47的基础上进行，该动作主要是上下移动。实现方式有很多种，但均是可直线运动的机构或装置，例如直线推杆、电动滑轨（均未图示）等。

夹紧防粘部的动作，可采用的现有技术也有很多，例如该提拉机构的结构可采用如下方式，在防粘部左右各设置一个夹板，夹板可在一滑轨上滑动。夹板本质上是一种夹持装置或夹紧装置，可看做是一种夹具。该夹具可采用气动、液压动力、电磁等诸多动力方式实现夹板的夹紧。

当需要提拉防粘部47时，夹板在动力推动下夹紧防粘部47，并向上运动一段距离后松开防粘部，再复位即可。支持夹板运动的滑轨可设置在机架上，该机架也为整个提拉机构提供支撑与支持。

需要指出的是，本实施例的提拉机构46既可以是单独设置的提拉机构46，也可是直接设置在收卷机构44上的电机，使用电控转动的收卷机构44也能实现防止防粘部47重复利用的效果，仅需检测防粘部47每次移动量便可控制电机的启停。但经过比较与实验，优选方案仍是采用上述通过举例方式详细表述的提拉机构46，而非直接设置电机的方式。

优选的，公转盘21上还设置有用来压紧膜片100的压盘24，压盘24可在公转盘21上上下移动。压盘24的目的是在公转盘21转动时，向下压紧膜片100，防止转动的公转盘21将膜片100甩出或错位。上下移动的方式可采用任何现有技术，压盘24可由机架提供支撑与支持。由于膜片100具体放置与自转盘22上的，因此压盘24的数量与位置取决于自转盘22。

优选的，焊接机本体41上还设置有用来检测焊接头42温度报警传感器49，焊接机本体41上还设置有为焊接头42散热的散热风扇491，当温度报警传感器49检测到焊接头42温度较高时，启动散热风扇491为焊接头42降温。温度报警传感器49与散热风扇491的电路设置方式可采用任何现有技术布置。温度报警传感器49设置的位置可在靠近焊接头7附近，只要能检测到焊接头42的温度即可，当焊接头7温度升高时可直接蜂鸣报警。蜂鸣报警的蜂鸣器（未图示）可设置在焊接机本体41的任何位置，并与温度报警传感器49电连接。

在焊接机本体41上至少有两种用途的报警传感器，其中一个是检测防粘部余量的报警传感器，另一个是检测焊接头温度的温度报警传感器49，所有报警传感器均配套一个蜂鸣器并与其电连接，由蜂鸣器提供警报声。

优选的，自转盘22带动膜片100转动，使膜片100分别进行八次焊接与裁切，将膜片100由四边形加工成正八边形。

Claims (10)

1.碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，至少包括有以下功能部分：用来存放物料的部分、用来将成品物料与半成品物料来回移送的移动部分、承载物料并供其进行焊接与裁切处理的物料加工部分、具有焊接功能的部分和具有裁切功能的部分，物料加工部分采用自身运动的方式推送物料进行不同的工序，即把物料推送进具有焊接功能的部分与具有裁切功能的部分进行加工。

2.如权利要求1所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，所述功能部分具体为放料模组(1)、物料转盘模组(2)、物料移送模组(3)、超声波焊接模组(4)和膜片裁切模组(5)；

放料模组(1)包括有放料底座(11)，放料底座(11)上放置有膜片(100)；

物料转盘模组(2)包括有可转动公转盘(21)与可转动的设置在公转盘(21)上的自转盘(22)，自转盘(22)设置在公转盘(21)边缘且其半径小于公转盘(21)半径；

物料移送模组(3)设置在放料模组(1)和物料转盘模组(2)之间，包括可滑动的物料吸盘(31)，物料吸盘(31)来回抓取放料底座(11)和自转盘(22)上的膜片(100)；

超声波焊接模组(4)设置在物料转盘模组(2)的一侧，包括有焊接机本体(41)、分别设置在本体(41)上的焊接头(42)与焊接底座(43)，公转盘(21)的转动可使自转盘(22)上的膜片(100)位于焊接头(42)与焊接底座(43)之间，供焊接头(42)焊接膜片(100)；

膜片裁切模组(5)设置在物料转盘模组(2)的另一侧，包括有从底部托住膜片(100)的底刀(51)和设置在底刀(51)上方的裁刀(52)，公转盘(21)的转动可使自转盘(22)上的膜片(100)位于底刀(51)与裁刀(52)之间，供裁刀(52)裁切膜片(100)；

所述各模组均设置在机架上，各模组的各组件在各个方向上的滑动与转动的动力均可由动力装置提供。

3.如权利要求2所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，放料底座(11)可转动的设置在机架上。

4.如权利要求3所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，放料底座(11)上阵列的设置有多个安装柱(12)与挡板(13)，挡板(13)以安装柱(12)为中心阵列的布置，膜片(100)通过自身的安装孔套在安装柱(12)上。

5.如权利要求2所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，公转盘(21)底部设置有控制自转盘(22)转动的同步旋转机构(23)。

6.如权利要求2所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，超声波焊接模组(4)还包括有防粘装置，防粘装置包括分别设置在焊接机本体(41)上的放卷机构(45)、收卷机构(44)、提拉机构(46)、防粘部(47)和多个起到导向作用的导向辊子(48)，防粘部(47)为带状且具有防止膜片(100)与焊接头(42)粘连的效果，防粘部(47)的一端缠绕在放卷机构(45)上，另一端缠绕在收卷机构(44)上，位于放卷机构(45)与收卷机构(44)之间的那部分防粘部(47)由导向辊子(48)导向，并从焊接头(42)与焊接底座(43)之间穿过，用来提拉防粘部(47)的提拉机构(46)设置在靠近收卷机构(44)的焊接机本体(41)上，防粘部(47)可从放卷机构(45)抽出并由收卷机构(44)收卷。

7.如权利要求6所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，还包括有用来提拉防粘部(47)的提拉机构(46)，提拉机构(46)设置在靠近收卷机构(44)的焊接机本体(41)上。

8.如权利要求5所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，公转盘(21)上还设置有用来压紧膜片(100)的压盘(24)，压盘(24)可在公转盘(21)上上下移动。

9.如权利要求7所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，焊接机本体(41)上还设置有用来检测焊接头(42)温度报警传感器(49)，焊接机本体(41)上还设置有为焊接头(42)散热的散热风扇(491)，当温度报警传感器(49)检测到焊接头(42)温度较高时，启动散热风扇(491)为焊接头(42)降温。

10.如权利要求2-9任一项所述的碟管式膜片自动化焊接设备，其特征在于，自转盘(22)带动膜片(100)转动，使膜片(100)分别进行八次焊接与裁切，将膜片(100)由四边形加工成正八边形。