CN201253949Y - 一种多工位环保滤芯焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多工位环保滤芯焊接机，采用立式结构，所述的回转盘采用单转盘的结构，即在所述的转盘驱动机构中设一个竖直的回转轴(3)；在该回转轴(3)上设相隔一段距离的上回转盘(1)和下回转盘(2)，并通过方榫配合的方式紧固连接；所述的滤芯装夹结构设在上回转盘(1)和下回转盘(2)之间。采用上述技术方案，使焊接生产的效率和焊接生产控制的自动化程度得到很大提高；采用远红外加热方式，实现非接触式加热，加热迅速、均匀，不会产生加热器件与工件的粘接，确保了产品质量，更便于生产过程控制。

Description

一种多工位环保滤芯焊接机

技术领域

本实用新型属于机械加工设备的技术领域，涉及汽车配件的组装焊接工艺技术，更具体地说，本实用新型涉及一种多工位环保滤芯焊接机。

背景技术

传统的滤清器滤芯一般都是用金属端盖将滤纸夹紧固定。为保证密封和夹紧可靠，就必需用到胶粘和橡胶材料，生产过程中则会涉及金属冲压、粘接、固化、金属焊接或铆合等生产工艺，不可避免会产生苯类挥发物和滤芯不可降解、难以回收等问题；生产过程中还会因冲压、铆合等机械加工而产生噪音、油污、金属废弃物和粉尘等污染；另外，产品质量大、成本高、生产工艺复杂。

为了适应现代汽车工业对环保排放要求的提高，特别是在实行欧三排放标准以后，发动机和变速箱对滤清器质量和技术水平的要求进一步提高，要求开发更环保、更经济和更可靠的新产品，因而国际上各大著名汽车制造企业开始大量采用环保型的塑料端盖和纸芯，两者之间用焊接方式组装滤芯，既节省了成本，又提高了产品性能，还大大减轻了产品质量，为汽车的轻量化做出了贡献。

环保滤芯主要用于汽车发动机润滑系统的机油过滤，是机油滤清器，是提高发动机排放性能的关键设备之一。随着国内新技术和新产品的引进与使用，越来越多的企业和产品都选用和开发新型的环保、可完全回收、质量大幅提高、成本大幅减少、采用直接焊接方式组装的新一代滤清器滤芯产品。由于新产品的出现，对焊接设备的要求也发生了重大变化，需求量了也在快速增长。

环保滤芯与传统滤芯之区别如下表：

从上表中可看出，环保滤芯具有巨大的优势。

但是，国内现有的类似的焊接工艺一般采用单工位设备是热板焊接机，加热方式为金属热板。热板焊接是通过金属热板加热塑料使之熔融，之后冷却、凝固，实现焊接。目前，国内生产企业普遍采用金属板加热方式的单工位设备只可焊接PP(聚丙烯)材料的滤芯而不能焊接PA(尼龙)材料的滤芯。存在的问题是：因为尼龙材料吸潮率高、要求加热温度高，但金属板加热是接触式加热，工件冷却快，所以不得不大幅提高加热温度。但如温度过高，工件与加热板之间会产生粘接，并且加热时间也较长，效率不高。而汽车机油滤芯端盖材料必须用PA(尼龙)材料才能满足性能要求。

国内目前有一些从国外引进技术的焊接设备，它们有单工位、两工位、6工位、12工位产品，有两人操作和单人操作的形式，单人操作为卧式结构，两人操作的是立式双转盘结构，但多数是单工位的产品，还没有出现四工位、单人操作、自动控制、能自动复位、立式单转盘式红外焊接机等型式的同类产品。

另外，在现在常用的焊接机中，还存在下列缺陷：效率不高；无定位系统，定位不准确，也无法纠正，调试基准不易确定；没有自动复位功能，因此每发生一次意外停机或每重新启动时，都要用手工点动方式来恢复到初始位置，这一过程一般需要10分钟时间；各种意外因素会导致重新调整的定位误差；焊接件一般采用气动机械式夹紧，因而机构复杂，动作实现有一个过程，需要一定的时间，并且制造成本较高；加热的温度和加热的时间的调整采用人工控制，比较困难，准确性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种多工位环保滤芯焊接机，其目的是适应滤芯材料的变化，提高焊接的生产效率、自动化控制程度和焊接产品的质量。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型所提供的这种多工位环保滤芯焊接机，采用回转盘上设置多个工位的结构，在所述的回转盘上的每个工位位置上，设滤芯装夹结构，所述的滤芯焊接机上设加热装置、转盘驱动机构、焊接机控制系统，所述的滤芯焊接机采用立式结构，所述的回转盘采用单转盘的结构，即在所述的转盘驱动机构中设一个竖直的回转轴；在该回转轴上设相隔一段距离的上回转盘和下回转盘，并通过方榫配合的方式紧固连接；所述的滤芯装夹结构设在上回转盘和下回转盘之间。

为使本实用新型更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并提高本实用新型的新颖性和创造性：

所述的回转盘上设置四个工位，并在回转盘的圆周方向均布，当所述的回转盘停在滤芯焊接机上的相对应工位的确定位置时，其中一个工位为加压焊接工位。

所述的滤芯装夹结构分别设在上回转盘和下回转盘的竖直方向上的相同位置，即在下回转盘上朝上的一面，设下定位盘；在上回转盘上朝下的一面，设上定位盘；所述的上定位盘通过推杆连接在上回转盘上，所述的推杆竖直穿过上回转盘上的孔，伸出上回转盘的上端面；所述的环保滤芯通过滤芯夹具装夹，所述的环保滤芯装入滤芯夹具后，在焊接工艺的过程中，所述的滤芯夹具位于上定位盘和下定位盘之间。

所述的加热装置采用远红外加热装置。

所述的加压焊接工位采用气动加压焊接机构，即在所述的加压焊接工位上方的机身上，设焊接加压气缸，所述的焊接加压气缸的活塞杆竖直向下伸出并延伸连接一个压头。

所述的回转盘与滤芯焊接机之间，设回转盘的定位结构，其结构为：在所述的下回转盘的下方，设转盘定位气缸，其活塞杆的运动方向竖直，其端部设有定位插销；在下回转盘上设定位销孔；当所述的回转盘停在滤芯焊接机上的相对应工位的确定位置时，所述的定位插销对准所述的定位销孔。

所述的焊接机控制系统设计算机控制单元、电机控制器、加热控制器、气动加压和定位控制器；所述的计算机控制单元中设定控制程序；所述的电机控制器与转盘驱动机构中驱动回转轴旋转的电机通过信号线路连接；所述的加热控制器与加热装置通过信号线路连接；所述的气动加压和定位控制器与气动加压焊接机构及回转盘的定位结构中的气动电磁阀通过信号线路；所述的电机控制器、加热控制器、气动加压和定位控制器均通过传感信号线路及运行指令信号线路与计算机控制单元连接；所述的通过设定的控制程序进行焊接过程的控制。

所述的电机为交直流混合式步进电机。

所述的加热控制器上设加热温度控制器和加热时间控制器。

所述的滤芯装夹结构采用簧片式夹紧机构。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，采用单转盘、四工位的总体结构，在生产设备投资没有大幅增加的前提下，焊接生产的效率和焊接生产控制的自动化程度得到很大提高；采用远红外加热方式，这种方式是非接触式加热，加热迅速、均匀，不会产生加热器件与工件的粘接，确保了产品质量，更便于生产过程控制；焊接装置具有自动复位功能，可通过重新启动而实现自动复位并消除转位误差；焊接件采用簧片式的夹紧方式，机构简单且夹紧稳定可靠，即时安装，即时夹紧，设备制造成本低；回转轴与转盘之间采用方轴紧固连接，连接牢固。采用气动加压焊接和回转盘的气动定位，焊接压力准确并可调、气动回转盘的定位准确、可靠。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型的侧面结构示意图；

图3为图2所示结构的右视的示意图；

图4为本实用新型涉及的滤芯焊接机的正面总体视图；

图5为图4所示结构的左视图；

图6为图4所示结构的俯视图。

图中标记为：

1、上回转盘，2、下回转盘，3、回转轴，4、下定位盘，5、上定位盘，6、推杆，7、焊接加压气缸，8、压头，9、转盘定位气缸，10、定位插销，11、定位销孔，12、计算机控制单元，13、电机控制器，14、加热控制器，15、气动加压和定位控制器，16、电机，17、气动电磁阀，18、滤芯夹具，19、电源，20、温度显示器，21、时间继电器，22、上加热板，23、下加热板，24、温度传感器，25、底板，26、顶板，27、气缸座板，28、气缸支承板，29、支承杆，30、固定轴，31、回转轴盖，32、固定轴安装套，33、推杆套，34、回转轴安装套，35、加热灯盒，36、加热器支架，37、操作面板，38、配电箱，39、机身。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

参见图1至图6所表达的本实用新型的结构，该结构为一种多工位环保滤芯焊接机，在机身39上设配电箱38，其中提供了电源19，为整个滤芯焊接机提供运行动力、加热的电源以及控制的电源。通过设在机身39正面的操作面板37，对焊接机进行操作，并观察其运行情况，操作面板37上设置了操作的按钮和多个运行状况的显示器，如温度显示器20。该滤芯焊接机与现在常用的滤芯焊接机一样，采用回转盘上设置多个工位的结构，在所述的回转盘上的每个工位位置上，设滤芯装夹结构，所述的滤芯焊接机上设加热装置、转盘驱动机构、焊接机控制系统。其中转盘驱动机构是通过电机16驱动。

在上述的回转盘的上方和下方，分别设置顶板26和底板25，并分别与机身固定连接。顶板26和底板25通过固定轴30连接、固定并紧固。固定轴30通过固定轴安装套32与底板25连接固定；在其顶端，通过螺母与顶板26连接紧固。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高焊接的生产效率、自动化控制程度和焊接产品的质量的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

如图1所示，本实用新型所提供的这种多工位环保滤芯焊接机，所述的滤芯焊接机采用立式结构，所述的回转盘采用单转盘的结构，即在所述的转盘驱动机构中设一个竖直的回转轴3；在该回转轴3上设相隔一段距离的上回转盘1和下回转盘2，并通过方榫配合的方式紧固连接；所述的滤芯装夹结构设在上回转盘1和下回转盘2之间。

本实用新型采用的是单人操作的立式、单转盘式、红外加热焊接结构，可实现的工效达到360只/小时，而现有技术只能达到60只/小时。其回转轴3为方轴，回转盘与回转轴3配合的内孔亦为方孔，这样定位可靠牢固，不易产生人为的机构偏斜。在顶板26的上表面上设回转轴盖31，将回转轴3的上端部密封。

其主要技术参数可按以下提供的数据选用并根据实际使用情况进行适当调整：

1、电压：220V/50Hz；

2、气压：0.2MPa；

3、功率：4.8kw；

4、适用工件直径：50mm～100mm

5、适用工件高度：50mm～180mm

6、加热时间：8s～15s(视工件大小而定)。

本实用新型通过下面所提供的优选的实施示例作介绍：

实施示例一：

以上所述的回转盘上设置四个工位，并在回转盘的圆周方向均布，当所述的回转盘停在滤芯焊接机上的相对应工位的确定位置时，其中一个工位为加压焊接工位。

采用单转盘、四工位的总体结构，在生产设备投资没有大幅增加的前提下，焊接生产的效率和焊接生产控制的自动化程度得到很大提高。

实施示例二：

本实用新型所述的滤芯装夹结构分别设在上回转盘1和下回转盘2的竖直方向上的相同位置，即在下回转盘2上朝上的一面，设下定位盘4；在上回转盘1上朝下的一面，设上定位盘5；

所述的上定位盘5通过推杆6连接在上回转盘1上，所述的推杆6竖直穿过上回转盘1上的孔，伸出上回转盘1的上端面；

所述的环保滤芯通过滤芯夹具18装夹，所述的环保滤芯装入滤芯夹具18后，在焊接工艺的过程中，所述的滤芯夹具18位于上定位盘5和下定位盘4之间。

由于推杆6在上回转盘1上进行与上回转盘1的平面方向垂直的运动，所以设推杆套33，衬在上回转盘1与推杆6之间，使推杆6的导向距离增大，导向效果更好。另外，在推杆套33设有套装在其上的弹簧，使推杆6在不加压时，保持在上极限位置。

参见实施示例四，在上回转盘1和下回转盘2处于工作位置时，该实施示例中所述的压头8对准以上所述的推杆6，通过焊接加压气缸7的运动，压头8对推杆6施加压力，起到焊接的压紧作用。

实施示例三：

本实用新型所述的加热装置采用远红外加热装置。

采用的远红外加热方式，非接触式加热、加热迅速、均匀、更不会产生加热器件与工件的粘接，更便于生产过程控制。

本实用新型所采用的红外加热其具体参数为：加热功率可以：4.8KW，加热时间0～99秒范围内可调，整机动率：5KW。而现有技术中的单工位焊接机的功率：2KW，整机功率：2.2KW，加热时间0～99秒可调。但焊接最大直径为100mm，而本实用新型最大焊接直径可达150mm。

本实用新型所述的加热装置设加热灯盒35，通过加热器支架36固定在底板25上。在加热灯盒35设上加热板22和下加热板23，并设置温度传感器24，与操作面板37上的温度显示器20信号连接，还与焊接机控制系统进行电信号的连接。

实施示例四：

本实用新型所述的加压焊接工位采用气动加压焊接机构，即在所述的加压焊接工位上方的机身上，设焊接加压气缸7，所述的焊接加压气缸7的活塞杆竖直向下伸出并延伸连接一个压头8。压头8的设置参见实施示例二所述。

焊接加压气缸7竖直安装固定在气缸座板27上，气缸座板27又通过螺栓紧固的方式安装在气缸支承板28上。气缸支承板28紧固连接在顶板26上，而气缸座板27与气缸支承板28的连接是使焊接加压气缸7的上下位置可调的。气缸支承板28又通过一个支承杆29与顶板26进行加强的连接，支承杆29斜向与顶板26连接。

焊接加压气缸7通过气动电磁阀17与气动加压和定位控制器15连接，并接受其控制。

焊接时的工件压紧力：采用直径为Φ32mm的气缸，工作压力为0.2MPa，需要保压3～5秒。

实施示例五：

本实用新型所述的回转盘与滤芯焊接机之间，设回转盘的定位结构，其结构为：在所述的下回转盘2的下方，设转盘定位气缸9，其活塞杆的运动方向竖直，其端部设有定位插销10；

在下回转盘2上设定位销孔11；当所述的回转盘停在滤芯焊接机上的相对应工位的确定位置时，所述的定位插销10对准所述的定位销孔11。

在现有技术中，焊接机的转盘一般无定位系统，定位不准确，也无法纠正位置误差，调试基准不易确定。本实用新型采用上述的气动定位结构，定位准确、快速。

其中，转盘定位气缸9通过气动电磁阀17与气动加压和定位控制器15连接，并接受其控制。

实施示例六：

在实施示例四和实施示例五中，焊接加压气缸7和转盘定位气缸9均与时间继电器21连接，延时动作所发出的信号，传送给计算机控制单元12进行处理。其控制方式参见实施示例七。

实施示例七：

本实用新型所述的焊接机控制系统设计算机控制单元12、电机控制器13、加热控制器14、气动加压和定位控制器15；所述的计算机控制单元12中设定控制程序；

所述的电机控制器13与转盘驱动机构中驱动回转轴3旋转的电机16通过信号线路连接；所述的加热控制器14与加热装置通过信号线路连接；

所述的气动加压和定位控制器15与气动加压焊接机构及回转盘的定位结构中的气动电磁阀17通过信号线路；

所述的电机控制器13、加热控制器14、气动加压和定位控制器15均通过传感信号线路及运行指令信号线路与计算机控制单元12连接；所述的通过设定的控制程序进行焊接过程的控制。

国内同类产品均无自动复位功能，因此每发生一次意外停机或每重新启动时，都要用手工点动方式来恢复到初始位置，这一过程一般需要10分钟时间，而使用自动复位功能后这一过程仅需1分钟即可复位。另外各种意外因素导致的定位误差，本设备均可通过重新启动而实现自动复位。

电气控制中实现程序处理控制，加热温度、时间、焊接的压力均可调整，可根据产品或工人操作熟练程序设定。并可增加自动计件功能。

操作面板37上的仪表显示有：温度、电压、气压、运转速度、运转频率，启动速度、运转角度，焊接延时及焊接闭合时间。

实施示例八：

本实用新型所述的电机16为交直流混合式步进电机。

采用交直流混合式步进电机为焊接过程的自动控制，特别是提高位置的控制的准确性，提高了必要的条件。

实施示例九：

本实用新型所述的加热控制器14上设加热温度控制器和加热时间控制器。

加热温度控制器中设无级电压调节器，控制加热功率的大小；加热时间控制器为加热时间继电器，控制加热时间的长短。

实施示例十：

本实用新型所述的滤芯装夹结构采用簧片式夹紧机构。

在现有技术中，焊接机都是采用气动机械式夹紧。由于有气动机构，因而机构复杂，动作实现有一个过程，需要一定的时间，并且制造成本较高。而本实用新型采用簧片式夹紧机构，机构简单稳定可靠，即时装即时夹紧，制造成本低。

实施示例十一：

本实用新型的调整方法可按下面提供的过程进行：

1、接通电源19，合上电机16开关；

2、调整工作台位置，用胎具检验工作台各个位置是否合适；

3、开启控制按钮，同时开启气源开关，观察工作运转是否正常；

4、接通加热开关，使加热器温度升到约550℃时，此时先放置两个工件，观察加热时间是否合适；

5、确认加热时间后即可正常工作。

实施示例十二：

在实施示例十中，加热时间调整方式为：

待计算机控制单元12运行完一个循环后，在控件面板37上按下急停开关，再按动调整按钮，最后一个闪烁的数字即为加热时间，按动上下键即可调整。

实施示例十三：

加热功率的调整方式：

本实用新型中的加热控制器14配有无级调压器，通过调整电压即可调整加热功率，使之与运转时间相协调。

实施示例十四：

更换产品品种的调整。

1、根据产品尺寸，加工制作夹具；

2、先将夹具装于工作台相应位置；

3、松开回转轴3的紧固螺母，移动上工回转盘1至合适角度，再拧紧螺母；

4、松开上加热板22和下加热板23的紧固螺栓，调整上下角度至合适位置，再拧紧螺栓；

5、用标准检测胎具检测，夹具的位置是否正确，若正确再拧紧各自紧固螺母，夹具安装完毕。

实施示例十五：

加热管的更换方式：

1、切断电源；

2、松开加热管一端的螺钉；

3、将损坏的加热管换下，在相同位置按原来的连接方法接好电源线；

4、重新拧紧相加垫一端的螺钉。

实施示例十六：

本实用新型所提供的滤芯焊接机的保养维护与注意事项：

1、连续工作时间一般不超过4小时；

2、上班时检查工作台上不要有杂物。

3、工作时不要接触加热元件，防止被烫伤。

4、下班时先关闭加热电源，再关闭电机电源及气源。

采用以上的技术方案，并通过不同的实施例，本实用新型可以在工业上加以实现，达到了本实用新型提出的发明目的。上述技术方案与现有技术相比，具有明显的实质性区别，并在技术上取得很大进步，所以，本实用新型具备了新颖性、创造性和实用新型。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种多工位环保滤芯焊接机，采用回转盘上设置多个工位的结构，在所述的回转盘上的每个工位位置上，设滤芯装夹结构，所述的滤芯焊接机上设加热装置、转盘驱动机构、焊接机控制系统，其特征在于：所述的滤芯焊接机采用立式结构，所述的回转盘采用单转盘的结构，即在所述的转盘驱动机构中设一个竖直的回转轴(3)；在该回转轴(3)上设相隔一段距离的上回转盘(1)和下回转盘(2)，并通过方榫配合的方式紧固连接；所述的滤芯装夹结构设在上回转盘(1)和下回转盘(2)之间。

2、按照权利要求1所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的回转盘上设置四个工位，并在回转盘的圆周方向均布，当所述的回转盘停在滤芯焊接机上的相对应工位的确定位置时，其中一个工位为加压焊接工位。

3、按照权利要求2所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的滤芯装夹结构分别设在上回转盘(1)和下回转盘(2)的竖直方向上的相同位置，即在下回转盘(2)上朝上的一面，设下定位盘(4)；在上回转盘(1)上朝下的一面，设上定位盘(5)；所述的上定位盘(5)通过推杆(6)连接在上回转盘(1)上，所述的推杆(6)竖直穿过上回转盘(1)上的孔，伸出上回转盘(1)的上端面；所述的环保滤芯通过滤芯夹具(18)装夹，所述的环保滤芯装入滤芯夹具(18)后，在焊接工艺的过程中，所述的滤芯夹具(18)位于上定位盘(5)和下定位盘(4)之间。

4、按照权利要求1或2或3所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的加热装置采用远红外加热装置。

5、按照权利要求3所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的加压焊接工位采用气动加压焊接机构，即在所述的加压焊接工位上方的机身上，设焊接加压气缸(7)，所述的焊接加压气缸(7)的活塞杆竖直向下伸出并延伸连接一个压头(8)。

6、按照权利要求5所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的回转盘与滤芯焊接机之间，设回转盘的定位结构，其结构为：在所述的下回转盘(2)的下方，设转盘定位气缸(9)，其活塞杆的运动方向竖直，其端部设有定位插销(10)；在下回转盘(2)上设定位销孔(11)；当所述的回转盘停在滤芯焊接机上的相对应工位的确定位置时，所述的定位插销(10)对准所述的定位销孔(11)。

7、按照权利要求6所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的焊接机控制系统设计算机控制单元(12)、电机控制器(13)、加热控制器(14)、气动加压和定位控制器(15)；所述的计算机控制单元(12)中设定控制程序；所述的电机控制器(13)与转盘驱动机构中驱动回转轴(3)旋转的电机(16)通过信号线路连接；所述的加热控制器(14)与加热装置通过信号线路连接；所述的气动加压和定位控制器(15)与气动加压焊接机构及回转盘的定位结构中的气动电磁阀(17)通过信号线路；所述的电机控制器(13)、加热控制器(14)、气动加压和定位控制器(15)均通过传感信号线路及运行指令信号线路与计算机控制单元(12)连接；所述的通过设定的控制程序进行焊接过程的控制。

8、按照权利要求7所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的电机(16)为交直流混合式步进电机。

9、按照权利要求7所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的加热控制器(14)上设加热温度控制器和加热时间控制器。

10、按照权利要求3所述的多工位环保滤芯焊接机，其特征在于：所述的滤芯装夹结构采用簧片式夹紧机构。

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