CN114310196A - 异形金属保温杯生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形金属保温杯生产工艺，包括以下步骤：S1：通过卷料,冲压拉伸及水涨成型方法分别制作内杯体，内杯底，异形的外杯上体和异形的外杯下体；S2：内杯底盖合内杯壳体的底部，将两者焊接形成内杯体；S3：将外杯上壳体和内杯体插入到外杯上壳体内，焊接形成上杯体半成品；S4：上杯体半成品放置在旋转夹具上，再将外杯下壳体扣合在上杯体半成品上，通过激光焊接机采用可变距离的焊接方式进行焊接，将外杯上壳体和外杯下壳体进行焊接；S5：通过高温封口真空处理，在内杯体和外杯体之间形成中空夹层；S6：再对焊点清洁，抛光处理。采用旋转角度进行控制的方案简单，而且精度高。

Description

异形金属保温杯生产工艺

技术领域

本发明涉及一种饮水杯的生产工艺，特别涉及异形金属保温杯生产工艺。

背景技术

目前市面上的保温杯，都为内外杯体的双层结构，且以圆形为主。采用圆形结构的原因是因为焊接方便。圆形保温杯的焊接工艺是方案是将成型的内外杯体依次固定在旋转的模具上，焊接设备对杯体进行焊接，其中焊接设备的位置和方向不变，焊接时，激光焊接设备发出激光开始焊接，通过旋转夹具转动，依次完成内外两个杯体整个焊接的动作（参考附图1）。这样，焊接效率高，且激光焊接设备固定不动，方便快捷。但是当出现异形杯体的水杯时，这种生产工艺就不适合，因为异形水杯旋转的时候，被焊接的杯体和焊接设备之间会发生角度和距离的变化，导致焊接设备的焊接点不能正确对准被焊接的杯体，这样导致现有的生产工艺和生产设备不适用。但是随着智能化的水杯增加用量，圆形保温杯的使用范围受到限制，因为圆形的表面的曲率不适合安装电子显示屏和各种电子设备，而方形或者椭圆形的杯体的外表面的曲率更小或者没有曲率，更适合安装各种电子设备和显示设备，所以需要一种新的生产工艺解决此问题。

发明内容

本发明的目的是解决以上缺陷，提供一种异形金属保温杯生产工艺，可以生产异形的保温杯，如方形，椭圆形，三角形等。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

异形金属保温杯生产工艺，该工艺包括以下步骤：

S1：通过卷料,冲压拉伸及水涨成型方法分别制作内杯壳体，内杯底，异形的外杯上壳体和异形的外杯下壳体；

S2：内杯壳体为顶部和底部都为开口结构，内杯壳体安放在旋转夹具上，内杯底盖合内杯壳体的底部，再通过激光焊接机将两者焊接形成内杯体；

S3：将外杯上壳体放置在旋转夹具上，将焊接完成的内杯体插入到外杯上壳体内，通过激光焊接机将杯口进行焊接，形成上杯体半成品，同时焊接吸气材料；

S4：上杯体半成品放置在旋转夹具上，再将外杯下壳体扣合在上杯体半成品上，通过激光焊接机采用可变距离的焊接方式进行焊接，将外杯上壳体和外杯下壳体进行焊接；

S5：通过高温封口真空处理，在内杯体和外杯体之间形成中空夹层；

S6：对S2，S3，S4步骤中焊点清洁，抛光处理。

因为焊接的为异形杯体，而异形杯体在旋转夹具上旋转时，会导致焊接部位和焊接设备的距离发生改变，所以必须要有可改变距离的激光焊接机进行焊接，才能保证焊接质量，不会导致漏焊或烧焊的情况出现。

上述说明中，作为优选的方案，在S4步骤中激光焊接机可沿旋转夹具中心点和激光焊接机连线的直线距离方向上靠近或远离中心点。进一步了为了使生产工艺简单化，将激光焊接机的移动方向设置在旋转夹具中心点和激光焊接机连线上，这样设置不用使激光焊接机在4个方向上运动，仅通过两个方向的运动，即可达到焊接的目的，这样使激光焊接机设置更加简单，运动结构的设置更简单。

上述说明中，作为优选的方案，通过旋转夹具的转动角度控制激光焊接机移动的距离。控制激光焊接机移动距离的方案有多种，如通过模拟绘图，将异形杯的焊接位的形状以图案的形式输入到激光焊接机中，或者是激光测距等，但是以上方案的缺陷是，数据精度不够，适用范围不广泛或者生产成本过高等缺陷，而采用旋转角度进行控制的方案最为简单，而且精度最高。

上述说明中，作为优选的方案，所述外杯上壳体和外杯下壳体为方形结构时，方形杯体对角线和旋转夹具中心点重合。外杯上壳体和外杯下壳体的长边中线和旋转夹具中心点与激光焊接机连线的重合。这种初始设计方案最为简单，也容易设置各种参数，且便于计算。

本发明所产生的有益效果是：通过可移动的激光焊接机的设置，使该生产工艺能对异形金属保温杯进行焊接，并能保证焊接精度和焊接质量。

附图说明

图1为现有焊接工艺技术示意图；

图2为工艺流程示意图；

图3为方形杯体旋转示意图；

图4为带弧角的方形杯体旋转示意图；

图5为椭圆形杯体旋转示意图；

图6为内杯壳体和杯底焊接示意图；

图7为内杯体和外杯上壳体焊接及外杯下壳体准备示意图；

图8为成品焊接示意图；

图9为焊接状态示意图

图中，1为旋转夹具，2为外杯下壳体，3为激光焊接机，4为内杯体焊接点，5为杯口焊接点，6为外杯下壳体焊接点，7为外杯上壳体，8为内杯体，9为内杯壳体，10为现有圆形杯体。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

将原始不锈钢板材进行冲压分条后，再卷曲成适当尺寸，将缝隙进行焊接，初步形成胚体，将胚体根据需要进行切割后，形成独立的胚体，再通过水涨成型方法分别制作内杯壳体9，外杯上壳体7，其中内杯底，外杯下壳体2由冲压拉伸工艺形成，内杯壳体9为顶部和底部都为开口结构，将内杯壳体9放置在旋转夹具1上，将内杯底放置在内杯壳体9的底部开口处，旋转夹具1在工作旋转时，通过激光焊接机3对内杯体焊接点4进行焊接，将两者焊接形成内杯体8。该旋转夹具1上设有角度传感器，可测量工作时转过的角度。

将外杯上壳体7放置在旋转夹具1上，将焊接完成的内杯体8插入到外杯上壳体7内，对杯口焊接点5进行焊接，形成上杯体半成品，同时焊接吸气材料。该吸气材料为金属吸气剂，可采用秦皇岛江龙吸气材料有限公司生产的（Zr-Ni-V-Fe-RE）吸气剂片状。

上杯体半成品放置在旋转夹具1上，再将外杯下壳体2扣合在上杯体半成品上，将外杯上壳体7和外杯下壳体2的外杯下壳体焊接点6进行焊接，采用可变距离及角度的焊接方式，过去的焊接工艺仅能对现有圆形杯体10进行焊接，相较于过去的焊接工艺，此工艺的焊接方法对异性杯体的焊接包容性更大。

具体的方形金属保温杯生产工艺实施例，参考附图3，当焊接外形为长方形的杯体 时，将外杯上壳体7放置在旋转夹具1上，将外杯下壳体2从上方向下扣合，使两者紧密连接。 将激光焊接机3和旋转夹具1中心点设置在一条水平的直线上，使长方形杯体的长边中线和 激光焊接机3和旋转夹具1中心点的连线形成0度夹角，并将该位置设置为初始位置，将激光 焊接机3的焊接对焦距离设置到短边中点位置，使激光焊接机3的焊接效果最佳，激光焊接 机3设置在一个可以水平方向左右移动的支架上。当旋转夹具1旋转时，并转过θ角度时，带 动外杯体一并旋转，因为旋转角度的存在，导致杯体被焊接部位和激光焊接机3的最佳焦点 位置发生改变，水平方向产生了一个X的位移变化，此时必须要使激光焊接机3产生移动，将 对焦点设置在合适的位置，以保证焊接质量。此时激光焊接机3也要产生一个远离旋转夹具 1中心点一个X的位移，这样才能保证其焊接准确性。此时要进行进一步的采用算法来计算X 的值，才能使激光焊接机3运行到正确的位置。即要对旋转角度θ产生的距离差，来计算X值， 从而进一步控制激光焊接机3的运动方向及运动量，这样达到了通过旋转角度控制激光焊 接机3的目的。设定长方形的杯体长边的尺寸为2B，短边的尺寸为2A，沿顺时针旋转θ角后的 长方形杯体和激光焊接机3与旋转夹具1连线上的交点位置在D点处，此时杯体被焊接部位 不在激光焊接机3的最佳聚焦点上，需要进一步调整激光焊接机3到新被焊接点位置，此时 通过计算得知OD=

，通过OD-B的值则可以计算出位移量X的值，然后通过步进电机来控 制激光焊接机3进行位移，所以本方案的本质是通过旋转夹具1上的角度传感器，将角变量 数据传送至激光焊接机3，然后经激光焊接机3内的计算系统根据本算法计算出位移量，控 制步进电机，然后激光焊接机3产生移动，这种工艺算法，可以适用于任何尺寸的方形杯体， 包括正方形杯体，适用范围广泛。为了使焊接效果最佳。该算法为。

完成一个360度焊接的周期，通过不同的角度位置内得到不同的X值，从而调整激光焊接机3的位置。

并且在旋转夹具1上设置一个红外线感应复位装置，每次当旋转夹具1旋转一个周期（即360度）后，系统进行一次复位，对角度数据和激光焊接机3行程数据进行复位，以保证产品及焊接精度。

当实施例为边角为弧形角度的方形杯体时（参考附图4），该生产工艺和方形的生 产工艺相似，区别在于四个弧形边角的焊接方式不同，因为当处于弧形边的时候，其旋转夹 具1继续旋转的时候，弧形边到激光焊接机3的距离不会变化，焊接是等距，所以不用进行位 移计算，此时需要激光焊接机3保持当时的位置，当该弧形焊接完成后，则需要继续采用方 形焊接的算法，继续进行下一步的焊接动作，直至完成整体焊接。当杯体长边的尺寸为2B， 短边的尺寸为2A，一个弧形边与两个直角边的交点和旋转夹具1中心点的夹角为

，这样就 要计算从直边到弧边的角度，这样当旋转到弧边位置时，开始保持在现有状态下焊接，直至 焊接完成整个

角度后，继续开始计算角度，并开始从新引入算法，焊接到剩余3个弧边时， 采取同样的方式完成，综合该焊接工艺的算法为：

当旋转夹具1旋转角θ，转到以下四个角度位置时，不计入算法，激光焊接机3保持 进入该角度的位置，不进行调整，直至弧边焊接完成，将旋转过的角度累计到原算法中：

当实施例的外杯体9为椭圆形的时候（参考附图5），将椭圆形杯体设置在旋转夹具 1上，同时椭圆形杯体的长轴设置在激光焊接机3和旋转夹具1中心点的连线上，激光焊接机 3的焊接对焦点对准长轴椭圆的四分点，此方案设定长轴的长度为2a，短轴的长度为2b，当 旋转夹具1开始旋转时，整个椭圆杯体的长轴沿虚线所示的圆进行旋转，该圆的半径为，椭 圆的长轴的一半，即为a,因为椭圆是对称图形，所以当椭圆形杯体的半圆完成焊接后，即可 进行一次复位，采用相同的算法焊接另外一半杯体，则椭圆杯体的焊接工艺的算法为：

以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：该工艺包含以下步骤：

S1：通过卷料,冲压拉伸及水涨成型方法分别制作内杯壳体（9），内杯底，异形的外杯上壳体（7）和异形的外杯下壳体（2）；

S2：内杯壳体（9）为顶部和底部都为开口结构，内杯壳体（9）安放在旋转夹具（1）上，内杯底盖合内杯壳体（9）的底部，再通过激光焊接机（3）将两者焊接形成内杯体（8）；

S3：将外杯上壳体（7）放置在旋转夹具（1）上，将焊接完成的内杯体（8）插入到外杯上壳体（7）内，通过激光焊接机（3）将杯口进行焊接，形成上杯体半成品，同时焊接吸气材料；

S4：上杯体半成品放置在旋转夹具（1）上，再将外杯下壳体（2）扣合在上杯体半成品上，通过激光焊接机（3）采用可变距离的焊接方式进行焊接，将外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）进行焊接；

S5：通过高温封口真空处理，在内杯体（8）和外杯体之间形成中空夹层；

S6：对S2，S3，S4步骤中焊点清洁，抛光处理。

2.如权利要求1所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：在S4步骤中激光焊接机（3）可沿旋转夹具（1）中心点和激光焊接机（3）连线的直线距离方向上移动，靠近或远离旋转夹具（1）中心点。

3.如权利要求2所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：通过旋转夹具（1）的转动角度控制激光焊接机（3）移动的距离。

4.如权利要求3所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：所述外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）为方形结构，杯上、下壳体对角线和旋转夹具（1）中心点重合。

5.如权利要求4所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）的长边中线和旋转夹具（1）中心点与激光焊接机（3）连线的重合。

6.如权利要求3所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：所述外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）为方形结构，外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）的四角为圆形倒角，外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）对角线和旋转夹具（1）中心点重合。

7.如权利要求6所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）的长边中线和旋转夹具（1）中心点与激光焊接机（3）连线的重合。

8.如权利要求3所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：所述外杯上壳体（7）和外杯下壳体（2）为椭圆形结构，椭圆的长轴和短轴的交点和和旋转夹具（1）中心点重合。

9.如权利要求8所述异形金属保温杯生产工艺，其特征在于：椭圆的长轴和旋转夹具（1）中心点与激光焊接机（3）连线的重合。

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