CN115592959A - 一种集成式双面焊接模具及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式双面焊接模具及其工作方法，包括第一模体与第二模体，第一模体包括型腔、包边模块、超声波模块以及屏蔽件，型腔用于置放第一工件，包边模块环设于型腔，用于压合第一工件与第二工件，超声波模块设置于型腔的一侧，用于焊接第一工件与第二工件的第一焊接部，屏蔽件环设于超声波模块，超声波模块的电磁阀设置于屏蔽件一侧；第二模体包括吸附模块、感应模块以及电加热模块，吸附模块用于吸附第二工件，感应模块设置于吸附模块上，用于感应第二工件的位置，电加热模块环设于吸附模块，用于焊接第一工件与第二工件的第二焊接部；通过屏蔽件屏蔽电加热模块的热传导，且使电磁阀规避超声波振动干扰，实现电加热与超声波同步焊接。

Description

一种集成式双面焊接模具及其工作方法

技术领域

本发明属于塑料焊接技术领域，特别涉及一种集成式双面焊接模具及其工作方法。

背景技术

塑料焊接在工业领域应用十分广泛，特别是汽车内饰件的加工，常见的包括超声波焊接、电加热焊接，其中，超声波焊接通过将高频振动产生的机械能转化为热能从而将两种材料结合在一起，形成固态焊接，电加热则是对至少一个材料表面直接加热，使被加热材料表面形成熔融层，再将两个材料压紧，直至熔融部分冷却固化成型。目前在加工复杂的内饰件时，例如内饰件的正反面均需要焊接，由于超声波模块与电加热模块产生的信号干扰，通常单一使用超声波或电加热焊接，当焊接材料的不同表面时，需要更换机器，增加生产成本。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种集成式双面焊接模具及其工作方法，其设计合理，通过屏蔽件屏蔽电加热模块的热传导，且使电磁阀规避超声波模块的振动干扰，能够同步加工材料的正反面，无需更换模具，提高了生产效率。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种集成式双面焊接模具，包括第一模体与第二模体，所述第一模体包括型腔、包边模块、超声波模块以及屏蔽件，所述型腔用于置放第一工件，所述包边模块环设于所述型腔，用于压合第一工件与第二工件，所述超声波模块设置于所述型腔的一侧，用于焊接第一工件与第二工件的第一焊接部，所述屏蔽件环设于超声波模块，所述超声波模块的电磁阀设置于屏蔽件一侧；所述第二模体与第一模体相对设置，且包括吸附模块、感应模块以及电加热模块，所述吸附模块用于吸附第二工件，所述感应模块设置于吸附模块上，用于感应第二工件的位置，所述电加热模块环设于吸附模块，用于焊接第一工件与第二工件的第二焊接部；所述电加热模块加热第二工件的一侧，所述包边模块压紧第一工件与第二工件被加热的一侧使两者冷却固化为一体，所述超声波模块焊接第一焊接部，使第一工件与第二工件的另一侧熔接为一体，本发明通过屏蔽件屏蔽电加热模块的热传导，且使电磁阀规避超声波模块的振动干扰，能够同步完成两种材料的焊接加工，无需更换其他模具，提高了生产效率。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具，所述包边模块包括第一活动架、第一气缸、第一连接件以及包边件，所述第一活动架设置于第一模体的一侧，所述第一气缸设置于第一活动架上，且与第一连接件相连，所述第一连接件与所述第一活动架活动连接，所述包边件设置于第一连接件上；通过所述包边模块可完成第一工件对第二工件的包裹，进而完成第二工件的背面焊接。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具，所述超声波模块包括第二活动架、第二气缸、第二连接件以及超声波焊接单元，所述第二活动架设置于第一模体的一侧，所述第二气缸设置于第二活动架上，且与第二连接件相连，所述第二连接件与所述第二活动架活动连接，所述超声波焊接单元设置于第二连接件上。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具，所述吸附模块包括吸盘与真空泵，所述吸盘与所述真空泵相连，所述吸盘吸附于第二工件的一侧；通过所述吸附模块吸附住第二工件，进而完成第二工件的背面焊接。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具，所述电加热模块包括第三气缸与电加热单元，所述第三气缸设置于第二模体的一侧，且与电加热单元相连。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具，所述电磁阀设置于屏蔽件上远离电加热模块的一侧；通过所述屏蔽件屏蔽电磁阀信号，能够规避热传导和振动干扰。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具，所述感应模块设置为红外线感应器，所述红外线感应器嵌设于吸附模块上。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具的工作方法，包括以下工作步骤：S1：第一工件定位于第一模体的型腔内；S2：第二工件吸附于第二模体的吸附模块上；S3：第一模体与第二模体合模，电加热模块加热第二焊接部，包边模块将第一工件与第二工件压合，超声波模块焊接第一焊接部；S4：第二模体与第一模体分离。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具的工作方法， S2还包括： S21：第二工件贴近吸附模块，感应模块感应第二工件的位置；S22：当第二工件进入感应范围时，吸附模块吸附住第二工件。

进一步的，上述的集成式双面焊接模具的工作方法， S3还包括： S31：电加热模块靠近第二工件，并抵接于第二焊接部，以预设温度加热第一预设时间后复位；S32：包边模块靠近并挤压第一工件；S33：超声波模块靠近第一工件，并抵接于第一焊接部，焊接第二预设时间后复位。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种集成式双面焊接模具及其工作方法，所述电加热模块加热第二工件的一侧，所述包边模块压紧第一工件与第二工件被加热的一侧，使两者冷却固化为一体；所述超声波模块焊接第一焊接部，使第一工件与第二工件的另一侧熔接为一体，本发明通过屏蔽件屏蔽电加热模块的热传导，且使电磁阀规避超声波的振动干扰，只需一次压合动作就能够同步完成产品正反面的焊接加工，无需更换其他模具，且焊接工艺更稳定，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的集成式双面焊接模具的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一模体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的屏蔽件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第二模体的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的包边模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的超声波模块的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的电加热模块的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的集成式双面焊接模具的工作方法流程图；

图9为本发明实施例提供的吸附模块的工作方法流程图；

图10为本发明实施例提供的双面焊接的方法流程图；

图中：1-第一模体、11-型腔、12-包边模块、121-第一活动架、122-第一气缸、123-第一连接件、124-包边件、13-超声波模块、131-第二活动架、132-第二气缸、133-第二连接件、134-超声波焊接单元、135-电磁阀、14-屏蔽件、2-第二模体、21-吸附模块、211-吸盘、212-真空泵、22-感应模块、23-电加热模块、231-第三气缸、232-电加热单元、3-第二工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的一种集成式双面焊接模具，包括第一模体1与第二模体2，具体的，所述第一模体1为下模体，所述第二模体2为上模体，所述第二模体2设置于第一模体1的上方，可以想到的是，所述第一模体1与第二模体2包括模架。

如图2和图3所示，所述第一模体1包括型腔11、包边模块12、超声波模块13以及屏蔽件14，所述型腔11用于置放第一工件，所述型腔11内活动设置有定位针，所述定位针用于定位第一工件，所述第一工件为布料件；所述包边模块12环设于所述型腔11，用于压合第一工件与第二工件3，所述超声波模块13设置于所述型腔11的下方，用于焊接第一工件与第二工件3的第一焊接部，可以理解的是，所述第一焊接部指第一工件与第二工件3的接触表面，所述屏蔽件14环设于超声波模块13，所述超声波模块13的电磁阀135设置于屏蔽件14的下方。

如图4所示，所述第二模体2包括吸附模块21、感应模块22以及电加热模块23，所述吸附模块21用于吸附第二工件3，所述第二工件3为塑料件，所述感应模块22设置于吸附模块21上，用于感应第二工件3的位置，所述电加热模块23环设于吸附模块21，用于焊接第一工件与第二工件3的第二焊接部，可以理解的是，所述第二焊接部指第一工件与第二工件3的接触表面。

进一步的，如图5所示，所述包边模块12包括第一活动架121、第一气缸122、第一连接件123以及包边件124，所述第一活动架121设置于第一模体1的一侧，所述第一气缸122设置于第一活动架121上，且与第一连接件123相连，所述第一连接件123与所述第一活动架121活动连接，所述包边件124设置于第一连接件123上。

具体的，所述第一活动架121设置于第一模体1的模架上，所述第一气缸122包括第一横移气缸与第一纵移气缸，所述第一横移气缸控制包边件124的横向移动，所述第一纵移气缸控制包边件124的纵向移动，所述第一活动架121包括第一滑动槽与嵌于第一滑动槽内的第一滑座，所述第一连接件123与所述第一滑座相连，所述第一气缸122推动第一连接件123，所述第一连接件123通过第一滑座沿第一滑动槽移动。

进一步的，如图6所示，所述超声波模块13包括第二活动架131、第二气缸132、第二连接件133以及超声波焊接单元134，所述第二活动架131设置于第一模体1的一侧，所述第二气缸132设置于第二活动架131上，且与第二连接件133相连，所述第二连接件133与所述第二活动架131活动连接，所述超声波焊接单元134设置于第二连接件133上。

具体的，所述第二活动架131设置于第一模体1的模架上，所述第二气缸132包括第二横移气缸与第二纵移气缸，所述第二横移气缸控制超声波焊接单元134横向移动，所述第二纵移气缸控制超声波焊接单元134纵向移动，所述第二活动架131包括第二滑动槽与嵌于第二滑动槽内的第二滑座，所述第二连接件133与所述第二滑座相连，所述第二气缸132推动第二连接件133，所述第二连接件133通过第二滑座沿第二滑动槽移动。

进一步的，如图4所示，所述吸附模块21包括吸盘211与真空泵212，所述吸盘211与所述真空泵212相连，所述吸盘211吸附于第二工件3的一侧。

具体的，所述吸盘211吸附于第二工件3的光滑背面，需要说明的是，所述第二工件3的背面指面向电加热模块23的一侧，所述第二工件3的正面至面向超声波模块13的一侧，所述吸盘211的位置根据第二工件3背面的形状进行设定，根据本实施例提供的第二工件3的形状，设定四个吸盘211，确保吸附效果稳定。

进一步的，如图7所示，所述电加热模块23包括第三气缸231与电加热单元232，所述第三气缸231设置于第二模体2的一侧，且与电加热单元232相连。

具体的，所述第三气缸231设置于第二模体2的模架上，为纵向移动的气缸，所述第三气缸231的活塞杆与电加热单元232相连，用于控制电加热单元232的纵向移动。

进一步的，如图3所示，所述电磁阀135设置于屏蔽件14上远离电加热模块23的一侧。

具体的，所述屏蔽件14通过若干立柱横设于第一模体1的模架上，所述屏蔽件14位于包边件124的下方，电磁阀135设置于屏蔽件14的下方，能够降低超声波模块与电加热模块之间的信号干扰。

进一步的，所述感应模块22设置为红外线感应器，所述红外线感应器嵌设于吸附模块21上。

实施例二

如图8所示，本实施例提供的一种集成式双面焊接模具的工作方法，包括以下工作步骤：

S1：第一工件定位于第一模体1的型腔11内；具体的，第一模体1与第二模体2处于打开状态，所述第二模体2位于第一模体1的上方，所述第一模体1上的定位针处于顶起状态，操作人员将第一工件置放于第一模体1的型腔11内，并通过所述定位针进行准确定位，其中，所述第一工件为布料件。

S2：第二工件3吸附于第二模体2的吸附模块21上；具体的，操作人员将第二工件3置放于第二模体2的吸附模块21上，感应模块22实时感应第二工件3的位置，当所述第二工件3准确定位时，吸附模块21自动抽真空吸附住第二工件3，其中，所述第二工件3为塑料件。

S3：第一模体1与第二模体2合模，电加热模块23加热第二焊接部，包边模块12将第一工件与第二工件3压合，超声波模块13焊接第一焊接部；具体的，所述第一模体1与第二模体2合模，所述定位针从型腔11内退出，第一工件与第二工件3贴合，所述第二工件3的背面设有塑料热熔线，电加热模块23向下移动，并与塑料热熔线抵接，所述电加热模块23加热至所述塑料热熔线融化，所述电加热模块23向上移动，包边模块12先向第一工件前进，再向下移动，将第一工件与融化的塑料热熔线压合，两者冷却后固化成一体，超声波模块13先向前移动，再向上移动，焊头抵接第一工件，将高频振动传递到第一焊接部，第一工件与第二工件3的正面熔合。

S4：第二模体2与第一模体1分离，具体的，所述第二模体2向上移动，与第一模体1分离，所述包边模块12先向上移动，再后退，操作人员取出产品。

进一步的，如图9所示，S2还包括：

S21：第二工件3贴近吸附模块21，感应模块22感应第二工件3的位置；操作人员将第二工件3的光滑背面贴近吸盘211，设于吸附模块21上的感应模块22能够自动感应其下方的第二工件3的位置。

S22：当第二工件3进入感应范围时，吸附模块21吸附住第二工件3；具体的，如图4所示，吸附模块21包括四个吸盘211，当第二工件3贴住任一吸盘211时，吸附模块21自动启动，四个吸盘211同时吸附住第二工件3。

进一步的，如图10所示，S3还包括：

S31：电加热模块23靠近第二工件3，并抵接于第二焊接部，以预设温度加热第一预设时间后复位；具体的，第三气缸231控制电加热单元232向下移动，直至电加热单元232抵接第二工件3背面的塑料热熔线，所述电加热单元232以270摄氏度加热15秒后，第三气缸231控制电加热单元232向上移动。

S32：包边模块12靠近并挤压第一工件；具体的，第一横向气缸先控制包边件124横向移动，第一纵向气缸再控制包边件124纵向移动，包边件124将第一工件与第二工件3背面融化的塑料热熔线压合，融化的塑料热熔线冷却后与第一工件固化为一体。

S33：超声波模块13靠近第一工件，并抵接于第一焊接部，焊接第二预设时间后复位；第二横向气缸先控制超声波焊接单元134横向移动，第二纵向气缸再控制超声波焊接单元134纵向移动，超声波焊接单元134与第一工件抵接，通过高频振动将第一工件与第二工件3的正面熔接为一体，其中，超声波振动频率设定为自动追频模式，焊接时间为1.5秒。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成式双面焊接模具，包括第一模体（1）与第二模体（2），其特征在于：

所述第一模体（1）包括型腔（11）、包边模块（12）、超声波模块（13）以及屏蔽件（14），所述型腔（11）用于置放第一工件，所述包边模块（12）环设于所述型腔（11），用于压合第一工件与第二工件，所述超声波模块（13）设置于所述型腔（11）的一侧，用于焊接第一工件与第二工件的第一焊接部，所述屏蔽件（14）环设于超声波模块（13），所述超声波模块（13）的电磁阀设置于屏蔽件（14）一侧；

所述第二模体（2）与第一模体（1）相对设置，且包括吸附模块（21）、感应模块（22）以及电加热模块（23），所述吸附模块（21）用于吸附第二工件，所述感应模块（22）设置于吸附模块（21）上，用于感应第二工件的位置，所述电加热模块（23）环设于吸附模块（21），用于焊接第一工件与第二工件的第二焊接部。

2.根据权利要求1所述的一种集成式双面焊接模具，其特征在于：所述包边模块（12）包括第一活动架（121）、第一气缸（122）、第一连接件（123）以及包边件（124），所述第一活动架（121）设置于第一模体（1）的一侧，所述第一气缸（122）设置于第一活动架（121）上，且与第一连接件（123）相连，所述第一连接件（123）与所述第一活动架（121）活动连接，所述包边件（124）设置于第一连接件（123）上。

3.根据权利要求1所述的一种集成式双面焊接模具，其特征在于：所述超声波模块（13）包括第二活动架（131）、第二气缸（132）、第二连接件（133）以及超声波焊接单元（134），所述第二活动架（131）设置于第一模体（1）的一侧，所述第二气缸（132）设置于第二活动架（131）上，且与第二连接件（133）相连，所述第二连接件（133）与所述第二活动架（131）活动连接，所述超声波焊接单元（134）设置于第二连接件（133）上。

4.根据权利要求1所述的一种集成式双面焊接模具，其特征在于：所述吸附模块（21）包括吸盘（211）与真空泵（212），所述吸盘（211）与所述真空泵（212）相连，所述吸盘（211）吸附于第二工件的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种集成式双面焊接模具，其特征在于：所述电加热模块（23）包括第三气缸（231）与电加热单元（232），所述第三气缸（231）设置于第二模体（2）的一侧，且与电加热单元（232）相连。

6.根据权利要求1所述的一种集成式双面焊接模具，其特征在于：所述电磁阀设置于屏蔽件（14）上远离电加热模块（23）的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种集成式双面焊接模具，其特征在于：所述感应模块（22）设置为红外线感应器，所述红外线感应器嵌设于吸附模块（21）上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种集成式双面焊接模具的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：

S1：第一工件定位于第一模体（1）的型腔（11）内；

S2：第二工件吸附于第二模体（2）的吸附模块（21）上；

S3：第一模体（1）与第二模体（2）合模，电加热模块（23）加热第二焊接部，包边模块（12）将第一工件与第二工件压合，超声波模块（13）焊接第一焊接部；

S4：第二模体（2）与第一模体（1）分离。

9.根据权利要求8所述的一种集成式双面焊接模具的工作方法，其特征在于：S2还包括：

S21：第二工件贴近吸附模块（21），感应模块（22）感应第二工件的位置；

S22：当第二工件进入感应范围时，吸附模块（21）吸附住第二工件。

10.根据权利要求8所述的一种集成式双面焊接模具的工作方法，其特征在于：S3还包括：

S31：电加热模块（23）靠近第二工件，并抵接于第二焊接部，以预设温度加热第一预设时间后复位；

S32：包边模块（12）靠近并挤压第一工件；

S33：超声波模块（13）靠近第一工件，并抵接于第一焊接部，焊接第二预设时间后复位。

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