CN112872575A - 一种超声波双头封合装置及其封合工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一次性卫生用品生产领域，尤其涉及一种超声波双头封合装置，包括依流水线设置的第一安装板、设于第一安装板前端的第一焊接机构、第二安装板、设于第二安装板前端的第二焊接机构，所述第一安装板与第二安装板通过下连接板、上连接板紧固相连，所述第一焊接机构包括第一超声波焊头、设于第一超声波焊头下方的第一旋转底辊，所述第二焊接机构包括第二超声波焊头、设于第二超声波焊头下方的第二旋转底辊，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊。其解决了现有超声波双头封合装置在进行高速生产时存在封合效果不好、封口拉力较小的技术问题，相应的提出一种超声波双头封合工艺。

Description

一种超声波双头封合装置及其封合工艺

技术领域

本发明涉及一次性卫生用品生产领域，尤其涉及一种超声波双头封合装置及其封合工艺。

背景技术

目前，在一次性卫生用品领域中，很多部位的粘合、固定都是采用超声波焊接机构进行的，特别是拉拉裤的腰围焊接，往往都是通过超声波焊接机构进行的。在现有的拉拉裤中，其产品结构可以参考中国专利申请号：CN202010022624.9公开的一种拉拉裤，为了使得婴儿的穿着舒适度提高，腰围的长度往往都进行了加大，这样就使得超声波焊接的难度加大，也就是说利用一个超声波焊接头往往很难形成封合效果较好、封合拉力合格的结果，所以现有往往都是采用两个超声波焊接头进行拉拉裤腰围部位的焊接，如图1所示，其中A1为第一个超声波焊接头的焊接部位，A2为第二个超声波焊接头的焊接部位。

再参考图2，其为现有的超声波焊接流程，包括输入装置91、超声波焊接装置92、输出装置93，其中超声波焊接装置92包括安装座921、设于安装座921左侧的第一焊接机构922、设于安装座右侧的第二焊接机构923，其设置方式可以参考图3，其中922a为第一焊接头，923a为第二焊接头。

在本申请人进行超声波焊接时，速度在180RPM以下时，并没有任何异常。但是，当速度提高至180RPM以上时，就往往会出现封口拉力偏低的状况，特别是位于A2位置的焊接部位，拉力往往是不合格的。在前端生产线进行有效提速的状态下，为了实现整体效率的提高，本申请人对该技术问题进行了伸入的研究，并提出了一种封合效果较好的装置及工艺。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种超声波双头封合装置，其解决了现有超声波双头封合装置在进行高速生产时存在封合效果不好、封口拉力较小的技术问题，相应的提出一种超声波双头封合工艺。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种超声波双头封合装置，包括依流水线设置的第一安装板、设于第一安装板前端的第一焊接机构、第二安装板、设于第二安装板前端的第二焊接机构，所述第一安装板与第二安装板通过下连接板、上连接板紧固相连，所述第一焊接机构包括第一超声波焊头、设于第一超声波焊头下方的第一旋转底辊，所述第二焊接机构包括第二超声波焊头、设于第二超声波焊头下方的第二旋转底辊，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线与第一超声波焊头的中心线错位设置，所述第二旋转底辊的中心线与第二超声波焊头的中心线错位设置，且所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方，确保材料输入时先接触第一旋转底辊后接触第一超声波焊头，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方，确保材料输入时先接触第二旋转底辊后接触第二超声波焊头。

进一步的，所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方0－4mm，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方0－6mm。

进一步的，所述第二旋转底辊相对第二超声波焊头的错位量大于第一旋转底辊相对第一超声波焊头的错位量，差值为1－2mm。

进一步的，所述第一超声波焊接头、第二超声波焊接头在第一旋转底辊的中心线处的投影具有重叠部位。

进一步的，所述重叠部位小于5mm。

进一步的，所述第一安装板相对第一焊接机构的一侧上设有用于对焊接部位进行预热的预热装置。

进一步的，所述预热装置为一加热板，其位于材料输送平面的下方，所述加热板的加热温度为80－100℃。

一种基于同一发明构思的超声波双头封合工艺，包括以下步骤：

第一步，第一焊接机构与第二焊接机构沿材料输送方向间隔设置，所述第一焊接机构包括第一超声波焊头、设于第一超声波焊头下方的第一旋转底辊，所述第二焊接机构包括第二超声波焊头、设于第二超声波焊头下方的第二旋转底辊，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线与第一超声波焊头的中心线错位设置，所述第二旋转底辊的中心线与第二超声波焊头的中心线错位设置，且所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊；

第二步，材料输入第一焊接机构时，首先接触第一旋转底辊进行预热，而后接触第一焊接头实现挤压，而后进行第一次焊接；

第三步，材料输出，进入第二焊接机构时，首先接触第二旋转底辊进行预热，而后接触第而焊接头实现挤压，而后进行第二次焊接，且保证第二次焊接与第一次焊接具有重叠部位。

进一步的，第一步中，所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方0－4mm，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方0－6mm。

进一步的，所述第二旋转底辊相对第二超声波焊头的错位量大于第一旋转底辊相对第一超声波焊头的错位量，差值为1－2mm。

进一步的，第三步中，所述重叠部位小于5mm。

进一步的，在第三步中，材料输出后经过预热装置，预热装置的温度为80－100℃，所述预热装置覆盖第一超声波焊头所焊接的部位以防止材料遇冷时的变形，所述预热装置覆盖第二超声波焊头即将焊接的部位以实现有效预热。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本方案的设备进行封合时，可以实现速度的有效提高，可以保证在240RPM速度下保证封合的质量，使其符合相应的产品标准。而且封合后的封口外观较为平整、美观。其中所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线与第一超声波焊头的中心线错位设置，所述第二旋转底辊的中心线与第二超声波焊头的中心线错位设置，这样的目的在于实现在焊接前对材料的一个有效预热，并且使得焊接时取得更加好的焊接效果。其原因在于，在焊接时，由于材料实际上是行进的，在焊接的一刻是会有相应的惯性的，这样就会形成材料在超声波焊头处的挤压，进行一个微小的错位，可以使其竖直方向的载荷发生变小，且可以有效减少跳动，从而使得焊接的效果较好。

2、由于第一超声波焊头完成工作后，材料会有一定的折皱变形，这个时候对于第二超声波焊头的影响就会变得更大，而提供一个更大的错位量就可以消弭第一超声波焊头所带来的影响，从而实现两次超声波焊接后的产品外观的平整与美观。但是这种错位量并不适宜过大，因此差值1－2mm是较佳的选择。

3、所述第一超声波焊接头、第二超声波焊接头在第一旋转底辊的中心线处的投影具有重叠部位，在现有的工艺中，重叠一般是比较不允许的，因为重叠就会更大影响第二次焊接的质量，所以一般都是设置成平齐状态而不是重叠。但是由于材料的窜动、设备振动等因素的影响下，平齐往往只是理想化，要么重叠、要么间隔，当间隔出现时，实际上就是不良品的出现，而重叠影响下的第二次焊接，也更容易出现不良品。而本方案则对于重叠有比较大的接受度，在小于5mm的状态下是一个较佳的选择，基本不会有不良品产生。

4、预热装置的设置，其为一加热板，其位于材料输送平面的下方，所述加热板的加热温度为80－100℃，所述预热装置覆盖第一超声波焊头所焊接的部位以防止材料遇冷时的变形，所述预热装置覆盖第二超声波焊头即将焊接的部位以实现有效预热，这样是为了提高第二超声波焊头的有效焊接，从而提高良品率。

5、本超声波双头封合工艺是基于装置而进行的一个工艺操作，其能够实现有效、稳定、高效的封合操作，且封合后的产品封口的拉力较大。

附图说明

图1是现有拉拉裤的结构示意图；

图2是现有超声波工艺流程的结构示意图；

图3是现有超声波焊接头布设的结构示意图；

图4是本发明的超声波双头封合装置的结构示意图；

图5是本发明超声波焊接头布设的结构示意图；

图6是第一超声波焊头与第一旋转底辊配合的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参考图4至图6，本实施例提供一种超声波双头封合装置，包括依流水线设置的第一安装板1、设于第一安装板1前端的第一焊接机构2、第二安装板3、设于第二安装板3前端的第二焊接机构4，所述第一安装板1与第二安装板3通过下连接板51、上连接板52紧固相连，所述第一焊接机构2包括第一超声波焊头21、设于第一超声波焊头21下方的第一旋转底辊22，所述第二焊接机构4包括第二超声波焊头41、设于第二超声波焊头41下方的第二旋转底辊42，所述第一旋转底辊22、第二旋转底辊42均为加热辊，所述第一旋转底辊22的中心线与第一超声波焊头21的中心线错位设置，所述第二旋转底辊42的中心线与第二超声波焊头41的中心线错位设置，且所述第一旋转底辊22的中心线位于第一超声波焊头21的中心线前方，确保材料输入时先接触第一旋转底辊后接触第一超声波焊头，所述第二旋转底辊42的中心线位于第二超声波焊头41的中心线前方，确保材料输入时先接触第二旋转底辊后接触第二超声波焊头。所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方0－4mm，如图6中所示，C为0－4mm，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方0－6mm。所述第二旋转底辊相对第二超声波焊头的错位量大于第一旋转底辊相对第一超声波焊头的错位量，差值为1－2mm。所述第一超声波焊接头、第二超声波焊接头在第一旋转底辊的中心线处的投影具有重叠部位B，如图5所示。所述重叠部位小于5mm。所述第一安装板1相对第一焊接机构2的一侧上设有用于对焊接部位进行预热的预热装置6。所述预热装置为一加热板，其位于材料输送平面的下方，所述加热板的加热温度为80－100℃。

本方案中，第一旋转底辊可相对第一安装板进行左右横移的调整，也即在错位量0－4mm进行调节，第二旋转底辊可相对第二安装板进行左右横移的调整，也即在错位量0－6mm进行调节。上述的部件在本领域中均为常规技术手段，本方案中并没有针对部件进行的改进，只是对于部件之间的位置关系、连接关系进行的改进，实现不同的协调作用。

一种基于同一发明构思的超声波双头封合工艺，包括以下步骤：

第一步，第一焊接机构与第二焊接机构沿材料输送方向间隔设置，所述第一焊接机构包括第一超声波焊头、设于第一超声波焊头下方的第一旋转底辊，所述第二焊接机构包括第二超声波焊头、设于第二超声波焊头下方的第二旋转底辊，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线与第一超声波焊头的中心线错位设置，所述第二旋转底辊的中心线与第二超声波焊头的中心线错位设置，且所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方0－4mm，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方0－6mm，所述第二旋转底辊相对第二超声波焊头的错位量大于第一旋转底辊相对第一超声波焊头的错位量，差值为1－2mm；

第二步，材料输入第一焊接机构时，首先接触第一旋转底辊进行预热，而后接触第一焊接头实现挤压，而后进行第一次焊接；

第三步，材料输出，经过预热装置，预热装置的温度为80－100℃，所述预热装置覆盖第一超声波焊头所焊接的部位以防止材料遇冷时的变形，所述预热装置覆盖第二超声波焊头即将焊接的部位以实现有效预热，进入第二焊接机构时，首先接触第二旋转底辊进行预热，而后接触第而焊接头实现挤压，而后进行第二次焊接，且保证第二次焊接与第一次焊接具有重叠部位，所述重叠部位小于5mm。

本方案对现有的超声波焊接的结构进行改变，改变了其安装简单、结构紧凑的结构，这实际上是一种变劣的技术。之所以这么做，是由于经过深入的试验与分析，我们发现材料在现有的超声波封合装置进行封合，如图1所示，经过第一焊接机构时，属于顺向工作，而经过第二焊接机构时，属于逆向工作。也就是经过第一焊接机构时，是挤压第一焊接机构抵靠在安装座上，而经过第二焊接机构时，是拉动第二焊接机构，使其要脱离安装座。两个动作看似并没有任何不同，但是对于超声波焊接的效果的差距却是较大的，究其原因，在于第二焊接机构无法实现稳定的焊接，且材料在该部位的挤压力较小。为此本申请人还进行相关的试验，如下表一：

当速度大于180RPM时就容易出现不合格产品。通常来说12N以下即为不合格。

而本超声波双头封合装置封合时的试验数据，如下表二：

可以看出，在大于180RPM时，本方案仍然能够实现较好的产品封合，大于240RPM时，容易出现不良品。但是实际的生产中，一般不会用到240RPM以上的速度。在试运行时，相对现有的生产速度，提高20％左右的状态，是比较好的一个封合状态。

本发明的有益效果是：

1、本方案的设备进行封合时，可以实现速度的有效提高，可以保证在240RPM速度下保证封合的质量，使其符合相应的产品标准。而且封合后的封口外观较为平整、美观。其中所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线与第一超声波焊头的中心线错位设置，所述第二旋转底辊的中心线与第二超声波焊头的中心线错位设置，这样的目的在于实现在焊接前对材料的一个有效预热，并且使得焊接时取得更加好的焊接效果。其原因在于，在焊接时，由于材料实际上是行进的，在焊接的一刻是会有相应的惯性的，这样就会形成材料在超声波焊头处的挤压，进行一个微小的错位，可以使其竖直方向的载荷发生变小，且可以有效减少跳动，从而使得焊接的效果较好。

2、由于第一超声波焊头完成工作后，材料会有一定的折皱变形，这个时候对于第二超声波焊头的影响就会变得更大，而提供一个更大的错位量就可以消弭第一超声波焊头所带来的影响，从而实现两次超声波焊接后的产品外观的平整与美观。但是这种错位量并不适宜过大，因此差值1－2mm是较佳的选择。

3、所述第一超声波焊接头、第二超声波焊接头在第一旋转底辊的中心线处的投影具有重叠部位，在现有的工艺中，重叠一般是比较不允许的，因为重叠就会更大影响第二次焊接的质量，所以一般都是设置成平齐状态而不是重叠。但是由于材料的窜动、设备振动等因素的影响下，平齐往往只是理想化，要么重叠、要么间隔，当间隔出现时，实际上就是不良品的出现，而重叠影响下的第二次焊接，也更容易出现不良品。而本方案则对于重叠有比较大的接受度，在小于5mm的状态下是一个较佳的选择，基本不会有不良品产生。

4、预热装置的设置，其为一加热板，其位于材料输送平面的下方，所述加热板的加热温度为80－100℃，所述预热装置覆盖第一超声波焊头所焊接的部位以防止材料遇冷时的变形，所述预热装置覆盖第二超声波焊头即将焊接的部位以实现有效预热，这样是为了提高第二超声波焊头的有效焊接，从而提高良品率。

5、本超声波双头封合工艺是基于装置而进行的一个工艺操作，其能够实现有效、稳定、高效的封合操作，且封合后的产品封口的拉力较大。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声波双头封合装置，其特征在于：包括依流水线设置的第一安装板、设于第一安装板前端的第一焊接机构、第二安装板、设于第二安装板前端的第二焊接机构，所述第一安装板与第二安装板通过下连接板、上连接板紧固相连，所述第一焊接机构包括第一超声波焊头、设于第一超声波焊头下方的第一旋转底辊，所述第二焊接机构包括第二超声波焊头、设于第二超声波焊头下方的第二旋转底辊，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线与第一超声波焊头的中心线错位设置，所述第二旋转底辊的中心线与第二超声波焊头的中心线错位设置，且所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方，确保材料输入时先接触第一旋转底辊后接触第一超声波焊头，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方，确保材料输入时先接触第二旋转底辊后接触第二超声波焊头。

2.根据权利要求1所述的一种超声波双头封合装置，其特征在于：所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方0－4mm，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方0－6mm。

3.根据权利要求2所述的一种超声波双头封合装置，其特征在于：所述第二旋转底辊相对第二超声波焊头的错位量大于第一旋转底辊相对第一超声波焊头的错位量，差值为1－2mm。

4.根据权利要求1所述的一种超声波双头封合装置，其特征在于：所述第一超声波焊接头、第二超声波焊接头在第一旋转底辊的中心线处的投影具有重叠部位。

5.根据权利要求4所述的一种超声波双头封合装置，其特征在于：所述重叠部位小于5mm。

6.根据权利要求1所述的一种超声波双头封合装置，其特征在于：所述第一安装板相对第一焊接机构的一侧上设有用于对焊接部位进行预热的预热装置。

7.根据权利要求6所述的一种超声波双头封合装置，其特征在于：所述预热装置为一加热板，其位于材料输送平面的下方，所述加热板的加热温度为80－100℃。

8.一种超声波双头封合工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，第一焊接机构与第二焊接机构沿材料输送方向间隔设置，所述第一焊接机构包括第一超声波焊头、设于第一超声波焊头下方的第一旋转底辊，所述第二焊接机构包括第二超声波焊头、设于第二超声波焊头下方的第二旋转底辊，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊，所述第一旋转底辊的中心线与第一超声波焊头的中心线错位设置，所述第二旋转底辊的中心线与第二超声波焊头的中心线错位设置，且所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方，所述第一旋转底辊、第二旋转底辊均为加热辊；

第二步，材料输入第一焊接机构时，首先接触第一旋转底辊进行预热，而后接触第一焊接头实现挤压，而后进行第一次焊接；

第三步，材料输出，进入第二焊接机构时，首先接触第二旋转底辊进行预热，而后接触第而焊接头实现挤压，而后进行第二次焊接，且保证第二次焊接与第一次焊接具有重叠部位。

9.根据权利要求8所述的一种超声波双头封合工艺，其特征在于：第一步中，所述第一旋转底辊的中心线位于第一超声波焊头的中心线前方0－4mm，所述第二旋转底辊的中心线位于第二超声波焊头的中心线前方0－6mm。

10.根据权利要求9所述的一种超声波双头封合工艺，其特征在于：所述第二旋转底辊相对第二超声波焊头的错位量大于第一旋转底辊相对第一超声波焊头的错位量，差值为1－2mm。

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