[发明专利]薄膜高温焊接机和焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜焊接机和焊接方法，尤其涉及一种以焊头连续行走方式进行高温焊接的薄膜高温焊接机和焊接方法。

背景技术

太阳帆是一种面积很大、表面平整、光滑、无斑点和皱纹的薄膜，通过反射太阳光子能够为航天器提供源源不断的动力，因而成为宇宙推进器的新型研究方向。聚酰亚胺薄膜因其具有轻质、耐高低温、高强等优异性能而成为制备太阳帆的首选材料之一。但由于受到生产规模的限制，大面积的聚酰亚胺薄膜需要通过焊接获得。

按照焊接时膜材与焊接头的关系，现有的薄膜焊接机大致可以分为两种：接触式和非接触式。接触式包括电容焊接机、热熔焊接机、冷挤压焊接机等；非接触式包括超声波焊接机、激光焊接机等。绝大多数焊机焊接对象为普通塑料薄膜，且焊接时焊头不动；采用滚轴卷动薄膜的方式进行焊接主要针对较薄的膜材，该焊接方式易使焊缝周边产生明显褶皱；此外，还有一些焊接机采用焊头步进前进方式进行焊接，该焊接方式沿焊缝方向会产生漏焊或叠焊。针对用于制备太阳帆的热塑性聚酰亚胺薄膜，需要采用焊头连续行走方式进行高温焊接，以获得表面平整、光滑、无斑点和皱纹的大面积薄膜，但目前国内暂未研制出相应的焊接机。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种新型、高效、工作性能稳定、采用焊头连续行走方式进行高温焊接的、焊接效果好的高温薄膜焊接机。

为实现上述目的，本发明提供了一种薄膜高温焊接机，其结构包括主机行走子系统、加压子系统、加热子系统、冷却装置和防粘结带行走子系统。

其中，所述主机行走子系统包括机架、行走轨道、主机平台驱动装置、U形槽面板和平面底板，所述机架的上部和下部均设置有行走轨道，两个所述行走轨道通过滑块分别与所述U形槽面板和所述平面底板连接；所述U形槽面板和所述平面底板各连接一个所述主机平台驱动装置，用于驱动所述U形槽面板和所述平面底板沿所述行走轨道行走；所述平面底板上固定有入料托板；

所述加压子系统包括气动三联件、电磁阀和气缸，所述气动三联件和所述电磁阀串联，并与所述气缸连接，所述气缸与所述U形槽面板固定连接，所述气缸被设置为控制所述U形槽面板竖直运动；

所述加热子系统包括焊接压头、电热管和热电阻，其中，所述焊接压头包括上焊接压头和下焊接压头，所述上焊接压头与所述气缸连接，所述下焊接压头与所述平面底板连接，所述上焊接压头和所述下焊接压头上均插有所述电热管和所述热电阻；

冷却部件包括冷却压头，所述冷却压头包括上冷却压头和下冷却压头，所述上冷却压头和所述上焊接压头并排地与所述气缸连接，所述下冷却压头和所述下焊接压头并排地与所述平面底板连接；

所述防粘结带行走子系统包括防粘结带、防粘结带行走驱动装置和防粘结带转动装置，所述防粘结带驱动装置通过连接面板与所述焊接压头连接，所述防粘结带转动装置固定在所述连接面板上；在所述防粘结带行走驱动装置的驱动下，所述防粘结带转动装置带动所述防粘结带转动；

进一步地，所述机架的上部为上主梁，所述机架的下部为下主梁，所述机架还包括立柱，所述立柱的两端分别与所述上主梁和所述下主梁固定连接；

进一步地，所述上主梁的下表面和所述下主梁的上表面各设置一个限位开关，所述立柱上靠近所述上主梁端部和所述下主梁端部的位置各设置一个防撞挡板，且所述防撞挡板比所述限位开关更靠近所述上主梁或所述下主梁的端部；所述防撞挡板和所述限位开关共同构成保护装置；

进一步地，所述上主梁和所述下主梁各自侧面的拖链槽内各设置一个管线拖链；

进一步地，所述主机平台驱动装置包括第一伺服电机和第一减速器，所述第一伺服电机为交流伺服电机，通过所述第一减速器进行扭矩和转速控制，从而控制所述U形槽面板和所述平面底板在所述行走轨道上的行走速度；

进一步地，所述上主梁的下表面和一侧面、以及所述下主梁的上表面各设置两条相互平行的直线滑轨，所述U形槽面板通过所述滑块与所述上主梁上的所述直线滑轨连接，所述平面底板通过所述滑块与所述下主梁上的所述直线滑轨连接；方形导轨设置在所述上主梁的另一侧面，通过滚轮与所述U形槽面板连接；所述上主梁的下表面和所述下主梁的上表面还均设置有直齿齿条，所述主机平台驱动装置还包括齿轮，所述齿轮与所述直齿齿条咬合传动；所述方形导轨、所述直线滑轨、所述直齿齿条、所述滚轮和所述滑块共同组成所述行走轨道；