[发明专利]一种塑料件自动化超声波-热铆焊设备及其焊接方法

说明书

本发明涉及一种塑料件自动化超声波‑热铆焊设备及其使用方法，该设备包括焊接工装及焊接机，使用时焊接工装通过换模小车上表面的滚轮进入焊接机内，将下模板固定在工作平台上中模板固定在中模板固定板上上模板固定在上模板固定板上，启动焊接机后不同的气缸分别驱动中模板固定板和上模板固定板沿焊接机内的导轨向下运动，带动中模板和上模板一起向下运动，待中模板上的压点与塑料件接触并压紧，上模板上的超声波焊接头和热铆焊接头开始焊接。该焊接设备自动化程度高、焊接效果好，极大地减轻了劳动强度，塑料件的压紧及焊接同时自动进行。

技术领域

本发明涉及机械设计制造技术领域，具体涉及一种汽车塑料件自动化超声波-热铆焊接设备和相应的焊接方法。

背景技术

与传统的金属、陶瓷材料相比，塑料由于其轻量化、易加工成型、韧性好、成本低等诸多显著优点，在工业产品上应用较为广泛，越来越多的机械设备零部件采用塑料件，在汽车行业尤其明显。大部分的塑料件都是分开制造成型然后组装在一起，由此引出塑料件的连接问题。

现有的塑料件之间的连接方式主要包括卡扣连接结构、粘胶连接结构和超声波或热铆焊接方式以及螺钉连接结构等。其中卡扣连接结构是指一个塑料件上设计有卡子结构，另一个塑料件上设计有扣子结构，两个结构合在一起互相勾连实现连接固定，这种连接方式通常在需要拆卸的情况下使用，缺点是勾的程度不够紧，卡勾容易断裂失效。粘胶连接结构是指在两个塑料件连接面上涂胶，通过胶水的作用使两个塑料件粘连在一起，但胶水容易产生异味，不环保。超声波焊接结构是指通过超声波机发热，将塑料件贴合处熔化并发生相互粘连，然而现有的超声波或热铆方式均使用简易工装甚至不用工装的方式进行焊接操作，焊接压紧力不够，效果不好，废品率高，也无法实现自动焊接，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有塑料件超声波或热铆接方式存在的上述不足，提供一种新型的焊接设备及工装，由此实现了不同塑料件之间的自动化快速焊接，焊接可靠性好、合格率高，生产效率得到了极大的提高。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种塑料件自动化超声波及热铆焊设备，包括焊接工装和焊接机。

其中焊接工装包括上模板、中模板、下模板，在上模板上设置有超声焊接头和热铆焊接头，在中模板上设置有压点；

所述焊接机包括工作台、导轨、中模板固定板、上模板固定板以及机壳，所述工作台用于固定焊接工装的下模板，所述导轨设置在焊接机内，焊接工装的上模板可固定在上模板固定板上，焊接工装的中模板可固定在中模板固定板上，中模板固定板和上模板固定板由不同的气缸驱动，可分别沿导轨作直线运动从而带动上模板、中模板运动，待其运动到适当位置后，中模板上的压点将放置在下模板上的塑料件压紧固定，上模板上的超声焊接头和热铆焊接头进行焊接。

进一步的，所述焊接工装还包括多个支撑柱，用于在焊接前和焊接后支撑上模板、中模板、下模板。

进一步的，所述塑料件自动化超声波及热铆焊设备还包括换模小车，在换模小车上表面设置有滚轮，滚轮的高度与焊接机的工作台相当，便于焊接工装的安装和卸下。

进一步的，所述焊接机底部设置有脚轮，便于整个设备的移动。

进一步的，所述中模板固定板和上模板固定板由不同的气缸驱动，沿导轨作直线运动。

进一步的，上模板上的超声焊接头和热铆焊接头的垂直投影位于中模板上的压点的垂直投影内部，超声焊接头的数量为7个，热铆焊接头的数量为1个。