CN1299893C - 过滤芯端头全自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对以高分子膜为过滤介质的折叠式、筒式滤芯两端进行全自动热熔焊接的焊接机。包括机架、台面板、操作室，滤芯输送装置、滤芯加热装置、端盖输送装置、端盖加热装置、气路总成、电气控制单元等。本发明焊接全过程实行自动化控制，解决手动或半自动的焊接装置在操作过程中发生的工艺控制不确定性和由此产生的产品质量不稳定的问题。具有高效、可靠、性能稳定等优点。

Description

过滤芯端头全自动焊接机

技术领域

本发明涉及一种微过滤滤芯成型的机械设备。具体地说，涉及一种对以高分子膜为过滤介质的折叠式、筒式滤芯两端进行全自动热熔焊接的机械设备。

背景技术

以高分子膜为过滤介质的滤芯，是一种用途十分广泛的过滤元件，折叠式、筒式微孔膜滤芯是其中最常用的品种。制造这种过滤元件必须经过折叠、纵缝热熔焊接、端头热熔焊接等工序，而端头焊接的质量是影响整个过滤元件制作水平的关键。

早在二十世纪八、九十年代，已有不少滤芯生产厂家自行设计制造手动的或半自动的滤芯端头热熔焊接机械装置，这些热熔焊接机械装置自动化程度低，单头焊接产能小，在实际使用中存在由于焊接强度不够、密封性差、焊接过程中易损伤微孔膜以及两端不对称等而造成滤芯产品质量不稳定，合格率普遍不高的问题。

发明内容

本发明需要解决的主要技术问题是完善一种具有高效、可靠、稳定性能的全自动型膜滤芯端焊机械设备，以克服现有技术在高分子膜滤芯端焊过程中常常发生的焊接强度不足、密封性差、膜损伤等影响产品内在和外观质量的缺陷。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

本发明过滤芯端头全自动焊接机，包括机架、台面板、操作室，其特征是还包括滤芯输送装置、滤芯加热装置、端盖输送装置、端盖加热装置、气路总成、电气控制单元；所述滤芯输送装置包括滤芯夹具、滤芯夹具导轨、滤芯前后气缸，所述滤芯前后气缸带动滤芯夹具沿导轨前后作直线运动；所述滤芯加热装置包括滤芯加热板、滤芯加热板左右气缸、滤芯加热板导轨，所述滤芯加热板左右气缸带动加热板沿导轨左右作直线运动；所述端盖加热装置包括端盖加热板、端盖加热板上下气缸、端盖加热板导轨，所述端盖加热板上下气缸带动端盖加热板沿端盖加热板导轨上下作直线运动；所述端盖输送装置包括端盖夹具、端盖左右气缸、端盖夹具导轨，所述端盖左右气缸带动端盖夹具沿导轨左右作直线运动；所述端盖输送装置以及滤芯加热装置各包括两个、以滤芯输送装置为对称中心左右对称设置。

所述机架采用方型钢管焊接成框架结构。通过保证机架的刚度和强度，使设备各零部件安装定位精确和在操作运动中动作平稳。

所述台面板采用30#钢材加工、表面镀装饰铬。通过保证板面的光洁度和平整度、以及台面板上各孔位位置精度，使安装在上面的导轨和夹具有正确的定位和必要的动作空间。

所述操作室为密封的操作室，设置排气装置。以确保能将滤芯焊接过程中散逸出的有毒气体及时排出，同时提高操作过程中的安全性。

所述夹具包括夹具气缸、弹簧卡和夹板。其要求是既要保证夹持构件的牢度和精确定位又不能使被夹物件在加热时受力变形。

所述加热板为一种电热器件，包括电热元件、传热板和调控装置，所述传热板为圆形。设计时要保证电加热过程中电热板和被加热体各种物理化学性质的稳定，不发生热变质、热变形、传热不均匀等问题。

所述气路总成包括三联器，气缸、磁感元件、压力调节器、压力表、电磁阀、空气蓄能器、流量调节器、缓冲器、气路接头等。用以保证运动件所受的驱动压力和运动速度可调以及传动平稳，并使焊接件达到左右行动的一致性和对称性。

所述电气控制单元包括PLC程序控制、磁感应元件、触膜屏、电箱等。保证各工艺参数可控制和能调节，使整个焊接过程实行全自动化控制。

在本发明中所说的高分子膜包括聚丙烯、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚砜、聚醚砜、纤维素等一种或一种以上材质制成的各种微孔膜。所说的端盖为用聚丙烯、聚偏氟乙烯、可熔性聚四氟乙烯等一种或一种以上材料注塑而成。

本发明的有益效果

1.焊接全过程实行自动化控制，解决手动或半自动的焊接装置在操作过程中发生的工艺控制不确定性和由此产生的产品质量不稳定的问题。

2.采用圆形电加热板分别加热端焊用注塑件的形式加热，以提高加热速度、温度的控制精度及减少电加热板变形；采用气缸带动滑块的传动形式，可以保证焊接件传动速度的一致性和传动过程的平稳性。

3.本发明采用双头同步焊接工艺，保证滤芯两端头焊接的均匀对称，克服单端分步焊接过程中因滤芯内杆窜动而产生的焊点不对称、不均匀等问题。保证焊接质量的稳定，并大幅度提高生产效率。

4.由于对端头焊接用的端盖和膜堆采用不同的加热温度，端盖的加热选择较高温度，使其焊接面产生2mm左右深度的熔融层，而端盖的其他非直接受热面部分不受影响。膜堆的端面加热选择较低温度，温度控制至不损伤滤膜为限(不同滤膜此温度控制有区别)，焊接时以较快速度使加热的膜堆端面正确插入端盖熔融层，待冷却后焊接完成。以此方法焊接的滤芯其强度、密封性达到预定要求，又不发生损伤微孔膜等问题。

5.端盖加热时，加热板与端盖的焊接面实现零距离接触，而对其接触面又不产生压力，使端盖熔融层达到预定厚度且不产生溢浆，同时保证加热层面与空气隔绝，防止焊区产生氧化层，避免焊接强度不足等问题发生。

附图说明

图1：本发明滤芯端头全自动焊机正视图

图2：本发明滤芯端头全自动焊机俯视图

图3：本发明各个组成部分的正视平面位置结构图

图中各标号依次为：1-端盖加热板上下汽缸、2-端盖加热板导轨、3-机架、4-台面板、5-操作室、6-滤芯加热板左右气缸、7-滤芯加热板、8-滤芯夹具、9-滤芯夹具气缸、10-排风装置、11-端盖夹具、12-端盖加热板、13-端盖夹具气缸、14-控制室、15-端盖左右气缸、16-端盖夹具导轨、17-滤芯加热板导轨、18-滤芯夹具导轨、19-滤芯前后气缸、20-滤芯、21-端盖。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参见图1、图2本发明过滤芯端头全自动焊接机，包括机架3、台面板4、操作室5，滤芯输送装置、滤芯加热装置、端盖输送装置、端盖加热装置、气路总成、电气控制单元；所述滤芯输送装置包括滤芯夹具8、滤芯夹具导轨18、滤芯前后气缸19，所述滤芯前后气缸19带动滤芯夹具8沿导轨18前后作直线运动；所述滤芯加热装置包括滤芯加热板7、滤芯加热板左右气缸6、滤芯加热板导轨17，所述滤芯加热板左右气缸6带动加热板7沿导轨17左右作直线运动；所述端盖加热装置包括端盖加热板12、端盖加热板上下气缸1、端盖加热板导轨2，所述端盖加热板上下气缸1带动端盖加热板12沿端盖加热板导轨2上下作直线运动；所述端盖输送装置包括端盖夹具11、端盖左右气缸15、端盖夹具导轨16，所述端盖左右气缸15带动端盖夹具11沿导轨16左右作直线运动；所述端盖输送装置以及滤芯加热装置各包括两个、以滤芯输送装置为对称中心左右对称设置。

参见图3，本发明过滤芯端头全自动焊接机的操作流程如下：

整个焊机在待机状态时，各气缸原始位置如下：滤芯加热板气缸6、端盖左右气缸15位于左工位，端盖夹具气缸13位于左工位处于松开状态，滤芯夹具气缸9位于上工位处于松开状态，滤芯前后气缸19位于后工位，端盖加热板上下汽缸1位于下工位。

首先在滤芯夹具8内装入滤芯20、端盖夹具11内装入端盖21，接通电源，端盖夹具气缸13移至右工位，滤芯夹具气缸9移至下工位，分别夹紧端盖和滤芯。

然后滤芯前后气缸19位于后工位不动，两边的滤芯加热板气缸6分别移至右工位对滤芯20的两端头进行加热；同时端盖加热板上下汽缸1移至上工位，两边的端盖左右气缸15分别移至右工位对端盖21进行加热。加热时间由工艺决定。

加热完成后、滤芯加热板气缸6移至在左工位，端盖加热板上下汽缸1移至下工位，滤芯前后气缸19移至前工位。端盖左右气缸15移至右工位，端盖夹具气缸13移至左工位松开端盖，对滤芯端头进行热熔焊接，保温时间由工艺决定。

最后端盖左右气缸15移至左工位，滤芯夹具气缸9移至上工位，松开焊接后的滤芯，取出焊接后滤芯，整个滤芯端头焊接完成。重新安装滤芯端盖进行第二次焊接，。

本发明可以在较短时间迅速完成整个滤芯两个端头的焊接，而且整个热熔焊接过程在密封的操作室内完成，提高了操作过程的安全性。另外由于本发明采用PLC程序控制，可以方便的根据操作过程设置不同的焊接次序，特别适应于焊接后对影响焊接质量的产品进行补焊等工作，而且可以保证补焊的质量。这都是以往的滤芯半自动无法做到的。另外本发明触摸屏人机界面操作简单，可以根据不同的滤芯、端盖随时调整工作参数，控制精确可靠。

Claims (9)

1.一种过滤芯端头全自动焊接机，包括机架(3)、台面板(4)、操作室(5)，其特征是还包括滤芯输送装置、滤芯加热装置、端盖输送装置、端盖加热装置、气路总成、电气控制单元；所述滤芯输送装置包括滤芯夹具(8)、滤芯夹具导轨(18)、滤芯前后气缸(19)，所述滤芯前后气缸(19)带动滤芯夹具(8)沿导轨(18)前后作直线运动；所述滤芯加热装置包括滤芯加热板(7)、滤芯加热板左右气缸(6)、滤芯加热板导轨(17)，所述滤芯加热板左右气缸(6)带动加热板(7)沿导轨(17)左右作直线运动；所述端盖加热装置包括端盖加热板(12)、端盖加热板上下气缸(1)、端盖加热板导轨(2)，所述端盖加热板上下气缸(1)带动端盖加热板(12)沿端盖加热板导轨(2)上下作直线运动；所述端盖输送装置包括端盖夹具(11)、端盖左右气缸(15)、端盖夹具导轨(16)，所述端盖左右气缸(15)带动端盖夹具(11)沿导轨(16)左右作直线运动；所述端盖输送装置以及滤芯加热装置各包括两个、分别以滤芯输送装置为对称中心、且左右对称的设置。

2.根据权利要求1所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述机架采用方型钢管焊接成框架结构。

3.根据权利要求1所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述台面板采用30#钢材加工、表面镀装饰铬。

4.根据权利要求1所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述操作室为密封的操作室，设置排气装置。

5.根据权利要求1所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述夹具包括气缸、弹簧卡和夹板。

6.根据权利要求1所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述加热板为一种电热器件，包括电热元件、传热板和调控装置，所述传热板为圆形。

7.根据权利要求1所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述气路总成包括三联器，气缸、磁感元件、压力调节器、压力表、电磁阀、空气蓄能器、流量调节器、缓冲器、气路接头。

8.根据权利要求1所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述电气控制单元包括PLC程序控制、磁感应元件、触膜屏、电箱。

9.根据权利要求1至8任一项所述的过滤芯端头全自动焊接机，其特征是所述端盖加热板导轨、滤芯夹具导轨为双导轨。

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