自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括工作臺(tái)、夾具裝置、超聲波焊機(jī)、激光剪切裝置和控制器。超聲波焊接用于把色帶頭部和尾部焊接形成駁口，激光剪切裝置用于把色帶頭部和尾部剪切去除。上述系統(tǒng)可以由一人即可完成操作，這名操作人員主要負(fù)責(zé)把色帶頭部和色帶尾部放置到夾具中，降低了色帶的制造成本，提高了色帶制造的自動(dòng)化程度。
【專利說(shuō)明】
自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于色帶的制造領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]色帶產(chǎn)品是指已安裝完成可放到打印機(jī)使用的色帶，色帶是指把油墨染上帶基成含有油墨的帶。
[0003]通常，焊接前的色帶都是長(zhǎng)條的帶狀，其包括色帶頭部和色帶尾部，通過(guò)把色帶的兩端焊接在一起形成一個(gè)環(huán)形帶之后，才能使色帶在打印過(guò)程中不斷的循環(huán)。但是，對(duì)于焊接后的色帶，其在焊接的駁口位置會(huì)有多余的色帶頭部和色帶尾部的出現(xiàn)。色帶的頭部和尾部的存在會(huì)損壞打印機(jī)的打印頭或其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0004]所以，在生產(chǎn)色帶產(chǎn)品中，需要有兩個(gè)不可缺少的工序。一個(gè)工序是把色帶頭部和尾部焊接在一起;另一工序就是要把焊接后多余的頭部、尾部剪掉。
[0005]現(xiàn)有的色帶生產(chǎn)過(guò)程中，焊接都是使用一臺(tái)氣動(dòng)下壓式的超聲波焊機(jī)進(jìn)行焊接。在焊接生產(chǎn)前，需要先通過(guò)氣壓調(diào)節(jié)焊接力度，再通過(guò)多次調(diào)節(jié)螺母的限位塊而限定焊接深度，每調(diào)節(jié)一次都需要進(jìn)行焊接色帶的效果測(cè)試，直到焊接駁口的焊接效果符合生產(chǎn)要求。焊接的工序需要一人獨(dú)立進(jìn)行操作，對(duì)超聲波焊機(jī)的各方面的要求比較高。
[0006]而對(duì)于剪帶工序，也需要一人使用傳統(tǒng)的裁縫剪刀，對(duì)色帶頭部、尾部進(jìn)行剪切。但是，由于剪帶工序需要把色帶駁口殘余色帶部分剪切得很干凈，并且要保證不能剪到焊接的駁口位置。所以，這個(gè)工序?qū)Σ僮魅藛T的剪帶技術(shù)要求太高，效率比較低，導(dǎo)致色帶的生產(chǎn)效率低下。另外，剪帶的工序是色帶的生產(chǎn)工序中最容易造成環(huán)境污染的工序，因?yàn)樯珟嫌湍热菀讓?duì)操作人員和周圍的環(huán)境造成非常大的污染。
[0007]為了克服上述問(wèn)題和減少生產(chǎn)人員的數(shù)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量，有必要研究出一種新的色帶焊接和剪切系統(tǒng)或方法，這種系統(tǒng)只需要一人就可以完成操作，并且降低剪帶工序?qū)Σ僮魅藛T過(guò)高的技術(shù)要求，同時(shí)提高色帶的生產(chǎn)效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中色帶的焊接和剪切需要的操作人員較多，并且剪切工序需要對(duì)操作人員有過(guò)高的技術(shù)要求的問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的是提供一種自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)，本發(fā)明的另一目的是提供一種自動(dòng)色帶焊接和剪切方法。
[0009]本發(fā)明提供的自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)包括工作臺(tái)、夾具裝置、超聲波焊機(jī)、激光剪切裝置和控制器;工作臺(tái)具有夾持工位、焊接工位和剪切工位;夾具裝置具有第一夾持件、第二夾持件和隔離刀片，第一夾持件用于夾持色帶頭部，第二夾持件用于夾持色帶尾部，隔離刀片可移動(dòng)至色帶頭部和色帶尾部之間，夾具裝置可移動(dòng)至夾持工位、焊接工位和剪切工位上;超聲波焊機(jī)設(shè)置在焊接工位;激光剪切裝置設(shè)置在剪切工位;控制器分別與工作臺(tái)、夾具裝置、超聲波焊機(jī)和激光剪切裝置控制連接。
[0010]由上述方案可見，上述系統(tǒng)可以由一人即可完成操作，這名操作人員主要負(fù)責(zé)把色帶頭部和色帶尾部放置到夾具中，降低了色帶的制造成本，提高了色帶制造的自動(dòng)化程度。另外，傳統(tǒng)剪帶工序都是通過(guò)另一名操作人員操作裁縫剪刀，把色帶頭部和尾部剪掉。每一個(gè)色帶產(chǎn)品需剪兩下，每天每把剪刀就要剪上萬(wàn)次。因此，每周都需要對(duì)剪刀的刀口進(jìn)行磨刃等保養(yǎng)處理。并且，傳統(tǒng)剪帶工序的對(duì)操作者進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)、上手慢、工資要求高，還要求操作者在工作中高度集中精神。相比于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆桨竿耆苊饬诉@種問(wèn)題的存在。
[0011]一個(gè)優(yōu)選的方案是，超聲波焊機(jī)具有焊具、振子、超聲波電源和第一伺服滑臺(tái)，超聲波電源、振子和焊具依次連接，在焊具的焊頭的下方位置設(shè)有焊接支座，第一伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)焊頭朝向焊接支座的方向移動(dòng)。
[0012]由上述方案可見，第一伺服滑臺(tái)是采用伺服電機(jī)的方式控制滑臺(tái)的移動(dòng)，從而控制焊具的移動(dòng)，這種控制方式對(duì)于色帶的焊接能夠產(chǎn)生很多優(yōu)點(diǎn)，為了更好地說(shuō)明這種采用伺服電機(jī)控制滑臺(tái)的方式的優(yōu)點(diǎn)，下面著重介紹一下傳統(tǒng)焊機(jī)在色帶焊接過(guò)程中存在的缺陷。傳統(tǒng)焊機(jī)的超聲波焊機(jī)的焊接力度都是由一個(gè)氣壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)行壓強(qiáng)控制，間接得出一個(gè)大概的壓力值。由于氣壓調(diào)節(jié)閥控制精度較低，所以一般得出來(lái)的壓力值并不穩(wěn)壓、壓力值也不直觀。傳統(tǒng)焊機(jī)的上下速度是通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)節(jié)流閥進(jìn)行控制，每一個(gè)節(jié)流閥只能控制一個(gè)速度。這個(gè)速度還會(huì)因氣壓的變化而變化，也會(huì)受到氣缸自身摩擦力變化而變化。另外，其減速效果不明顯或沒有減速效果。所以，這種傳統(tǒng)的焊機(jī)相對(duì)來(lái)說(shuō)是不穩(wěn)定的，并且調(diào)整復(fù)雜。傳統(tǒng)焊機(jī)的位置控制也存在缺陷，傳統(tǒng)焊機(jī)通過(guò)機(jī)械限位的形式進(jìn)行限定。一般只上最高位置和最低位置。最高位置就是焊機(jī)氣缸縮回后的最高點(diǎn)。因?yàn)楹笝C(jī)為了能放更多樣高度的產(chǎn)品，通常都會(huì)選長(zhǎng)行程的氣缸。所以，運(yùn)行的時(shí)間需要更長(zhǎng)，這就浪費(fèi)更多的能源。最低位置就是通過(guò)調(diào)螺母，控制限位塊的上度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸伸出的長(zhǎng)度進(jìn)行機(jī)械限制。而生產(chǎn)過(guò)程過(guò)中，氣缸每伸出一次就會(huì)在限位塊上碰撞一次，時(shí)間一長(zhǎng)就有可能出現(xiàn)變形現(xiàn)象，影響焊接的深度的穩(wěn)定性。由于色帶的厚度只有0.1毫米左右的厚度，允許的誤差也在0.01毫米以下。所以每次設(shè)置深度，都需要重復(fù)多次的去調(diào)節(jié)限位螺母。而每調(diào)節(jié)一次限位螺母都需要進(jìn)行一次焊接產(chǎn)品的測(cè)試。再以焊接的產(chǎn)品駁口的質(zhì)量，再進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以，使調(diào)整焊機(jī)需要的時(shí)間更長(zhǎng)，浪費(fèi)更多的色帶。
[0013]—個(gè)優(yōu)選的方案是，激光剪切裝置包括第一激光剪切單元和第二激光剪切單元，第一激光剪切單元用于剪切第一夾持件上夾持的色帶頭部，第二激光剪切單元用于剪切第二夾持件上夾持的色帶尾部。
[0014]由上述方案可見，兩個(gè)激光剪切單元能夠同時(shí)工作，提高工作效率。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的方案是，第一激光剪切單元和/或第二激光剪切單元包括激光管、激光鏡頭和第二伺服滑臺(tái)，第二伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)激光鏡頭移動(dòng)，激光管發(fā)射的激光可直射或反射至激光鏡頭;激光鏡頭內(nèi)安裝有反光鏡片和聚焦鏡片，激光依次經(jīng)過(guò)反光鏡片和聚焦鏡片后至剪切工位的色帶頭部或色帶尾部的預(yù)定切割位置。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的方案是，工作臺(tái)為轉(zhuǎn)盤形式或滑臺(tái)形式;控制器為可編寫程序系統(tǒng)、單片機(jī)、電腦或嵌入系統(tǒng)。
[0017]自動(dòng)色帶焊接和剪切方法，色帶頭部的夾持步驟:把色帶頭部放置到夾具裝置中，夾具裝置的第一夾持件夾緊色帶頭部;色帶尾部的夾持步驟:把色帶尾部放置到夾具裝置中，夾具裝置的第二夾持件夾緊色帶尾部;隔離刀片的放置步驟:把隔離刀片放置到色帶頭部和色帶尾部之間的位置;第一次工位移動(dòng)步驟:把夾具裝置及其固定的色帶頭部和色帶尾部由夾持工位移動(dòng)到焊接工位;焊接步驟:用超聲波焊機(jī)將色帶頭部和色帶尾部熔接在一起;第二次工位移動(dòng)步驟:把夾具裝置上焊接好的色帶由焊接工位移動(dòng)至剪切工位;剪切步驟:激光剪切裝置把色帶頭部和色帶尾部剪切去除。
[0018]—個(gè)優(yōu)選的方案是，在所述色帶頭部的夾持步驟后執(zhí)行第一次反饋步驟;所述第一次反饋步驟包括:判斷所述色帶頭部在所述第一夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位，如不到位，則再次執(zhí)行所述色帶頭部的夾持步驟;和/或
在所述色帶尾部的夾持步驟之后執(zhí)行第二次反饋步驟;所述第二次反饋步驟包括:判斷所述色帶尾部在所述第二夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位，如不到位，則再次執(zhí)行所述色帶尾部的夾持步驟。
[0019]一個(gè)優(yōu)選的方案是，所述超聲波焊機(jī)具有焊具、振子、超聲波電源和第一伺服滑臺(tái)，所述超聲波電源、所述振子和所述焊具依次連接，在所述焊具的焊頭的下方位置設(shè)有焊接支座，所述第一伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)所述焊頭朝向所述焊接支座的方向移動(dòng);在所述超聲波焊機(jī)上設(shè)置顯示觸摸屏和控制器，所述超聲波焊機(jī)自動(dòng)檢測(cè)焊頭的深度，包括所述控制器控制第一伺服滑臺(tái)帶動(dòng)所述振子和所述焊具向焊接面靠近；當(dāng)所述焊頭接觸到所述焊接面時(shí)，所述控制器記錄當(dāng)前的深度，同時(shí)計(jì)算出焊接深度;在所述顯示觸摸屏上顯示所述深度的數(shù)值。
[0020]—個(gè)優(yōu)選的方案是，所述焊接包括:所述第一伺服滑臺(tái)把所述焊頭移送到所述色帶頭部的上方，在所述色帶尾部的下方安裝一個(gè)固定的焊接支座;所述色帶頭部和色帶尾部一起被夾持在所述焊頭和所述焊接支座之間；所述超聲波電源發(fā)射出高頻的電源信號(hào)，將色帶頭部和色帶尾部熔和在一起并形成焊接駁口；所述剪切步驟包括:隔離刀片移送到所述焊接駁口的邊沿上且位于色帶頭部與所述色帶尾部之間；所述激光管射出激光，激光聚焦后投射到預(yù)定的切割位置;控制器以預(yù)先設(shè)定的切割軌跡，計(jì)算出第二伺服滑臺(tái)的運(yùn)行速度和位置;激光沿所述駁口的邊沿分別將色帶頭部和色帶尾部剪掉。
[0021 ]在執(zhí)行剪切步驟中，按照下面的步驟進(jìn)行:首先，隔離刀片移送到焊接駁口的邊沿上且位于色帶頭部與色帶尾部之間；然后，激光管射出激光，激光聚焦后投射到預(yù)定的切割位置;接著，控制器通過(guò)插補(bǔ)功能，以預(yù)先設(shè)定的切割軌跡，計(jì)算出第二伺服滑臺(tái)的運(yùn)行速度和位置;最后，激光沿駁口的邊沿分別將色帶頭部和色帶尾部剪掉。
[0022]—個(gè)優(yōu)選的方案是，在剪切步驟中，使用第一激光剪切單元剪切第一夾持件上夾持的色帶頭部，使用第二激光剪切單元剪切第二夾持件上夾持的色帶尾部;第一激光剪切單元和/或第二激光剪切單元包括激光管、激光鏡頭和第二伺服滑臺(tái)，第二伺服滑臺(tái)帶動(dòng)激光鏡頭的移動(dòng)，激光管發(fā)射的激光可直射或反射至激光鏡頭;激光鏡頭內(nèi)安裝有反光鏡片和聚焦鏡片，激光束依次經(jīng)過(guò)反光鏡片和聚焦鏡片后至剪切工位的切割位置;通過(guò)機(jī)械手把剪切掉的色帶頭部和/或色帶尾部移送至垃圾收納裝置中。隔離刀片包括第一隔離刀片和第二隔離刀片，第一隔離刀片和第二隔離刀片分別用于放置在色帶頭部和色帶尾部焊接形成的駁口的兩側(cè)，并且第一隔離刀片和第二隔離刀片均鄰接駁口放置。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)實(shí)施例色帶焊接之前的示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)實(shí)施例色帶焊接在一起后的示意圖。
[0025]圖3是圖2中的色帶的頭部和色帶尾部被剪切時(shí)的示意圖。
[0026]圖4是圖3中的色帶在焊接并剪切去除色帶頭部和尾部的示意圖。
[0027]圖5是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第一實(shí)施例的流程圖。
[0028]圖6是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第二實(shí)施例的流程圖。
[0029]圖7是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第三實(shí)施例的隔離刀片應(yīng)用方法的第一狀態(tài)示意圖。
[0030]圖8是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第三實(shí)施例的隔離刀片應(yīng)用方法的第二狀態(tài)示意圖。
[0031]圖9是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第三實(shí)施例的隔離刀片的應(yīng)用方法的第三狀態(tài)示意圖。
[0032]圖10是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第三實(shí)施例的隔離刀片的應(yīng)用方法的第四狀態(tài)示意圖。
[0033]圖11是本發(fā)明自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第三實(shí)施例的剪切好的成品色帶的示意圖。
[0034]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0035]自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)實(shí)施例:
本實(shí)施例的自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)包括工作臺(tái)、夾具裝置、超聲波焊機(jī)、激光剪切裝置和控制器。
[0036]工作臺(tái)具有夾持工位、焊接工位和剪切工位，工作臺(tái)采用轉(zhuǎn)盤形式或滑臺(tái)形式，控制器為可編寫程序系統(tǒng)、單片機(jī)、電腦或嵌入系統(tǒng)。
[0037]夾具裝置具有第一夾持件、第二夾持件和隔離刀片，第一夾持件用于夾持色帶頭部，第二夾持件用于夾持色帶尾部，隔離刀片可移動(dòng)至色帶頭部和色帶尾部之間，夾具裝置可移動(dòng)至夾持工位、焊接工位和剪切工位。夾具裝置的主要作用是把色帶的兩端頭部和尾部固定起來(lái)，方便進(jìn)行焊接剪帶和收尾帶的工序。第一夾持件和第二夾持件可以是機(jī)械手或機(jī)械夾指，兩組夾指的距離可通過(guò)焊頭與激光，且不會(huì)產(chǎn)生撞碰，從而可以完成色帶的焊接和剪切的工序。
[0038]如圖1所示，焊接色帶時(shí)，首先，第一夾持件把色帶頭部10固定。然后，可以在夾具裝置中伸進(jìn)兩片隔離刀片，隔離刀片的作用是防止激光切割到其它不想要切割的位置，例如避免切割到對(duì)面的色帶而損壞色帶產(chǎn)品。然后，再以第二夾持件把色帶尾部20固定到對(duì)應(yīng)的位置上。接著，夾具裝置把色帶拉緊而處于緊繃狀態(tài)，待色帶焊接和剪切加工完畢后再把色帶松開，該工序?yàn)閮?yōu)選的步驟。
[0039]超聲波焊機(jī)設(shè)置在焊接工位上，超聲波焊接可以是現(xiàn)有的用于色帶焊接的機(jī)器，在其它優(yōu)選的實(shí)施例中，超聲波焊機(jī)具有焊具、振子、超聲波電源和第一伺服滑臺(tái)，超聲波電源、振子和焊具依次連接，這種連接只要是能夠?qū)崿F(xiàn)焊機(jī)的正常工作即可，連接的具體含義較為廣泛，如機(jī)械連接、電連接、磁連接、功能連接等。在焊具的焊頭的下方位置設(shè)有焊接支座，第一伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)焊頭朝向焊接支座的方向移動(dòng)。具體地，如圖2所示，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)將夾具裝置與色帶一同送到焊接工位，到位后控制器會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的參數(shù)控制焊機(jī)的第一伺服滑臺(tái)精準(zhǔn)的把焊頭壓到色帶上方，而在色帶的下方會(huì)安裝有一個(gè)固定的焊接支座。由于滑臺(tái)是采用了伺服電機(jī)的控制方式，因此其定位非常準(zhǔn)確。此時(shí)，色帶頭部10和色帶尾部20會(huì)被焊頭與焊接支座緊緊的夾著。然后超聲波電源會(huì)發(fā)出高頻的電源信號(hào)，驅(qū)動(dòng)振子把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，將色帶頭部10和色帶尾部20的兩端恪合在一起，色帶頭部10和色帶尾部20形成焊接駁口 15。
[0040]激光剪切裝置設(shè)置在剪切工位，激光剪切裝置可以是現(xiàn)有的可以完成色帶切割的裝置，且在其它優(yōu)選的實(shí)施例中，激光剪切裝置包括第一激光剪切單元和第二激光剪切單元，第一激光剪切單元用于剪切第一夾持件上夾持的色帶頭部，第二激光剪切單元用于剪切第二夾持件上夾持的色帶尾部。第一激光剪切單元和/或第二激光剪切單元包括激光管、激光鏡頭和第二伺服滑臺(tái)，第二伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)激光鏡頭移動(dòng)，激光管發(fā)射的激光可直射或反射至激光鏡頭;激光鏡頭內(nèi)安裝有反光鏡片和聚焦鏡片，激光依次經(jīng)過(guò)反光鏡片和聚焦鏡片后至剪切工位的色帶頭部或色帶尾部的預(yù)定切割位置。
[0041]如圖3所示，焊接工位的工序完畢后，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)再次將夾具裝置與色帶一同，移動(dòng)到剪切工位。此時(shí)，隔離刀片會(huì)馬上伸到焊接駁口 15的邊沿上，隔離刀片的作用是避免激光的意外切割到不期望切割的位置。同時(shí)，激光管射出激光，通過(guò)鏡頭聚焦在切割平面上。工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾具裝置與色帶一同繼續(xù)往前運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，控制器通過(guò)插補(bǔ)功能以預(yù)先設(shè)定的切割軌跡，計(jì)算出第二伺服滑臺(tái)的運(yùn)行速度和位置。從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)與上下兩套伺服滑臺(tái)插補(bǔ)，使激光能沿焊接駁口分別將色帶頭部10、色帶尾部20剪掉。
[0042]由于激光在剪切過(guò)程中具有隔離刀片的阻隔作用，激光只會(huì)切割到一層色帶。本實(shí)施的插補(bǔ)是加工系統(tǒng)依照一定方法確定切割運(yùn)動(dòng)軌跡的過(guò)程，也就是已知直線或曲線上的某些數(shù)據(jù)，按照某種算法計(jì)算已知點(diǎn)之間的中間點(diǎn)的方法，也稱為“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。將程序段所描述的曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)密化，從而形成要求的輪廓軌跡，這種“數(shù)據(jù)密化”機(jī)能就稱為“插補(bǔ)”
控制器分別與工作臺(tái)、夾具裝置、超聲波焊機(jī)和激光剪切裝置控制連接。由于工作臺(tái)一般需要定位精準(zhǔn)、高速運(yùn)行，所以優(yōu)選采用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)上安裝夾具裝置，在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，夾具裝置可在三個(gè)工序的位置(夾持工位、焊接工位和剪切工位)之間完成移動(dòng)。
[0043]通過(guò)機(jī)械手把剪切掉的色帶頭部和/或色帶尾部移送至垃圾收納裝置中。具體地，在激光剪切裝置剪切色帶頭部和色帶尾部之前，機(jī)械手就先把需要剪切的色帶頭部和色帶尾部抓緊，當(dāng)其被切割之后，機(jī)械手就可以把它們?nèi)∽卟⒎胖玫嚼占{裝置，如垃圾桶中，最后得到如圖4所示的色帶產(chǎn)品30。這樣的做法可以替代人手操作取走色帶頭部和色帶尾部的方式，避免他們不慎掉落至運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，還能防止色帶的頭部和尾部對(duì)工作臺(tái)的污染。
[0044]自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第一實(shí)施例:
如圖5所示，自動(dòng)色帶焊接和剪切方法按照下面的步驟進(jìn)行:
執(zhí)行色帶頭部的夾持步驟S1:把色帶頭部放置到夾具裝置中，夾具裝置的第一夾持件夾緊色帶頭部。
[0045]執(zhí)行色帶尾部的夾持步驟S2:把色帶尾部放置到夾具裝置中，夾具裝置的第二夾持件夾緊色帶尾部。
[0046]執(zhí)行第一次工位移動(dòng)步驟S3:把夾具裝置及其固定的色帶頭部和色帶尾部由夾持工位移動(dòng)到焊接工位。
[0047]執(zhí)行焊接步驟S4:用超聲波焊機(jī)將色帶頭部和色帶尾部熔接在一起。在優(yōu)選的其它實(shí)施例中，在超聲波焊機(jī)上設(shè)置顯示觸摸屏和控制器，超聲波焊機(jī)具有自動(dòng)檢測(cè)焊頭深度的功能，自動(dòng)檢測(cè)焊頭深度的功能按照下面的步驟完成:指令信號(hào)通過(guò)顯示觸摸屏傳輸?shù)娇刂破?控制器控制第一伺服滑臺(tái)帶動(dòng)振子和焊具向焊接面靠近；當(dāng)焊頭接觸到焊接面時(shí)，控制器記錄當(dāng)前的深度，同時(shí)計(jì)算出焊接深度;焊接深度通過(guò)控制器轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)度單位值，長(zhǎng)度單位值在顯示觸摸屏上予以顯示。此步驟(自動(dòng)檢測(cè)焊頭深度功能的步驟)在開機(jī)時(shí)檢測(cè)一次即可，或者可以手動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)一次就可以，而在后續(xù)的連續(xù)性地自動(dòng)焊焊接和剪切過(guò)程中不用重復(fù)執(zhí)行這個(gè)步驟。
[0048]在執(zhí)行焊接步驟S4中，可具體按照下面的步驟進(jìn)行:首先，第一伺服滑臺(tái)把焊頭移送到色帶頭部的上方，色帶尾部的下方會(huì)安裝設(shè)置一個(gè)固定的焊接支座;然后，色帶頭部和色帶尾部一起被夾持在焊頭和焊接支座之間;接著，超聲波電源發(fā)射出高頻的電源信號(hào)，驅(qū)動(dòng)振子把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，將色帶頭部和色帶尾部恪和在一起并形成焊接駁口。
[0049]執(zhí)行第二次工位移動(dòng)步驟S5:把夾具裝置上焊接好的色帶由焊接工位移動(dòng)至剪切工位。
[0050]執(zhí)行剪切步驟S6:激光剪切裝置把色帶頭部和色帶尾部剪切去除。在其它優(yōu)選的實(shí)施例中，在執(zhí)行剪切步驟中，按照下面的步驟進(jìn)行:首先，隔離刀片移送到焊接駁口的邊沿上且位于色帶頭部與色帶尾部之間。然后，激光管射出激光，激光聚焦后投射到預(yù)定的切割位置。接著，控制器通過(guò)插補(bǔ)功能，以預(yù)先設(shè)定的切割軌跡，計(jì)算出第二伺服滑臺(tái)的運(yùn)行速度和位置。最后，激光沿駁口的邊沿分別將色帶頭部和色帶尾部剪掉。
[0051 ]在執(zhí)行剪切步驟中，用第一激光剪切單元剪切第一夾持件上夾持的色帶頭部，同時(shí)，用第二激光剪切單元剪切第二夾持件上夾持的色帶尾部。第一激光剪切單元和/或第二激光剪切單元包括激光管、激光鏡頭和第二伺服滑臺(tái)，第二伺服滑臺(tái)帶動(dòng)激光鏡頭的移動(dòng)，激光管發(fā)射的激光可直射或反射至激光鏡頭。激光鏡頭內(nèi)安裝有反光鏡片和聚焦鏡片，激光束依次經(jīng)過(guò)反光鏡片和聚焦鏡片后至剪切工位的切割位置。
[0052]通過(guò)機(jī)械手把剪切掉的色帶頭部和/或色帶尾部移送至垃圾收納裝置中。具體地，在激光剪切裝置剪切之前，機(jī)械手就把需要剪切的色帶頭部和色帶尾部抓緊，當(dāng)其被切割之后，機(jī)械手就可以把它們?nèi)∽卟⒎胖玫交占{裝置如垃圾桶中。這樣的做法可以替代人手操作取走色帶頭部和色帶尾部的方式，避免他們不慎掉落至運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，還能防止色帶的頭部和尾部對(duì)工作臺(tái)的污染。
[0053]自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第二實(shí)施例:
在上述自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖6所示，在執(zhí)行色帶頭部的夾持步驟SI之后，執(zhí)行第一次反饋步驟SI I。第一次反饋步驟為:判斷色帶頭部在第一夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位，如不到位，則再次執(zhí)行色帶頭部的夾持步驟。具體地，首先，對(duì)色帶頭部在第一夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位進(jìn)行人工檢測(cè)判斷。然后，如果判斷結(jié)果為“是”則繼續(xù)執(zhí)行下面的步驟S2，而如果判斷結(jié)果為“否”時(shí)則再次執(zhí)行色帶頭部的夾持步驟Slo
[0054]在執(zhí)行色帶尾部的夾持步驟S2之后，執(zhí)行第二次反饋步驟S21;第二次反饋步驟為判斷色帶尾部在第二夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位，如不到位，則再次執(zhí)行色帶尾部的夾持步驟。具體地，首先，對(duì)色帶尾部在第二夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位進(jìn)行人工檢測(cè)判斷。然后，如果判斷結(jié)果為“是”則繼續(xù)執(zhí)行下面的步驟S3，而如果判斷結(jié)果為“否”時(shí)則再次執(zhí)行色帶尾部的夾持步驟S2。
[0055]自動(dòng)色帶焊接和剪切方法第三實(shí)施例:
本實(shí)施例的系統(tǒng)只需要一名操作者就可以完成焊接、剪帶等工序。本實(shí)施例主要對(duì)隔離刀片的應(yīng)用方法進(jìn)行說(shuō)明，其它未述及部分應(yīng)參考自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)第一實(shí)施例。如圖7所示，首先，操作者需把色帶的一端如色帶頭部10放置到夾具裝置中，第一夾持件夾持固定色帶頭部。然后，第一隔離刀片11和第二隔離刀片12就會(huì)自動(dòng)伸到色帶頭部10的上方，為隔離作好準(zhǔn)備。優(yōu)選地，這個(gè)時(shí)候，可以通過(guò)操作者對(duì)色帶的擺放位置進(jìn)行觀察，從而判斷色帶的擺放是否正常。如果擺放位置不正確，第一隔離刀片11和第二隔離刀片12會(huì)收回，并需要重新擺放好色帶到夾具裝置中。當(dāng)放置好色帶頭部10在夾具裝置之后，操作者就需要把色帶的另外一端(色帶尾部)放到夾具裝置中，色帶尾部20位于第一隔離刀片11和第二隔離刀片12的上方。如圖8所示，這樣，色帶頭部10和色帶尾部20對(duì)向而放，而頭部10和尾部20會(huì)把第一隔離刀片11和第二隔離刀片12夾在中間。夾具裝置會(huì)保持色帶頭部10和色帶尾部20處于緊繃的狀態(tài)。接著，機(jī)械手也會(huì)分別把色帶頭部和色帶尾部預(yù)先夾持固定，這樣做的目的在于:當(dāng)色帶頭部和色帶尾部被激光切割之后就可以直接被機(jī)械手移送至垃圾收納裝置中。
[0056]如圖9所示，當(dāng)色帶在夾具裝置中夾持固定好之后，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)就會(huì)將夾具裝置以及色帶一同移動(dòng)到焊接工位。到位后，控制器會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的參數(shù)，控制超聲波焊機(jī)的伺服滑臺(tái)精準(zhǔn)的把焊頭壓到色帶上方。在色帶的下方會(huì)安裝有一個(gè)固定的焊接支座。此時(shí)，色帶會(huì)被焊頭與焊座緊緊的夾著。然后超聲波電源會(huì)發(fā)出高頻的電源信號(hào)，驅(qū)動(dòng)振子把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，將色帶的兩端(色帶頭部10和色帶尾部20)恪合在一起并形成駁口15ο
[0057]如圖10所示，焊接工序完畢后，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)再次將夾具裝置與色帶一同移動(dòng)到色帶剪切工位。此時(shí)，第一隔離刀片11和第二隔離刀片12會(huì)馬上橫移伸到焊接駁口 15的邊沿上，從而作好最大限度的隔離作用。同時(shí)，激光管啟動(dòng)射出激光，通過(guò)鏡頭聚焦在切割平面上。工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾具裝置與色帶一同繼續(xù)往前運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，控制器通過(guò)插補(bǔ)功能，以預(yù)先設(shè)定的切割軌跡，計(jì)算出激光伺服滑臺(tái)的運(yùn)行速度和位置。實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)與上下兩套激光伺服滑臺(tái)插補(bǔ)，使激光能沿焊接駁口分別將色帶頭部、尾部剪掉。由于隔離刀片阻隔作用，激光只會(huì)切割到一層色帶。
[0058]激光將帶頭帶尾剪下來(lái)后，收帶機(jī)械手就會(huì)把預(yù)先夾好的色帶頭部、色帶尾部分別的丟到指定的位置(如垃圾桶)。夾具裝置處于打開狀態(tài)，完成整個(gè)色帶的焊剪和剪切工序，可取出如圖11所示最終產(chǎn)品的色帶30。
[0059]在其它實(shí)施例中，隔離刀片的放置步驟也可以是在焊接工序完成之后再把隔離刀片伸入到色帶頭部和色帶尾部之間的位置，并靠近駁口的位置。隔離刀片的放置步驟可以是在色帶頭部的夾持步驟之后進(jìn)行。隔離刀片的放置步驟也可以是在色帶頭部和色帶尾部均完成夾持步驟之后，再把隔離刀片伸入到色帶頭部和色帶尾部之間。
[0060]最后需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，諸如超色波焊接采用現(xiàn)有的其它種類進(jìn)行色帶焊接的設(shè)計(jì)等也在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)，其特征在于，包括: 工作臺(tái)，具有夾持工位、焊接工位和剪切工位； 夾具裝置，具有第一夾持件、第二夾持件和隔離刀片，所述第一夾持件用于夾持色帶頭部，所述第二夾持件用于夾持色帶尾部，所述隔離刀片可移動(dòng)至所述色帶頭部和所述色帶尾部之間，所述夾具裝置可移動(dòng)至所述夾持工位、所述焊接工位和所述剪切工位上； 超聲波焊機(jī)，設(shè)置在所述焊接工位； 激光剪切裝置，設(shè)置在所述剪切工位； 控制器，分別與所述工作臺(tái)、所述夾具裝置、所述超聲波焊機(jī)和所述激光剪切裝置控制連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)，其特征在于: 所述超聲波焊機(jī)具有焊具、振子、超聲波電源和第一伺服滑臺(tái)，所述超聲波電源、所述振子和所述焊具依次連接，在所述焊具的焊頭的下方位置設(shè)有焊接支座，所述第一伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)所述焊頭朝向所述焊接支座的方向移動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)，其特征在于: 所述激光剪切裝置包括第一激光剪切單元和第二激光剪切單元，所述第一激光剪切單元用于剪切所述第一夾持件上夾持的色帶頭部，所述第二激光剪切單元用于剪切所述第二夾持件上夾持的色帶尾部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)，其特征在于: 所述第一激光剪切單元和/或所述第二激光剪切單元包括激光管、激光鏡頭和第二伺服滑臺(tái)，所述第二伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)所述激光鏡頭移動(dòng)，所述激光管發(fā)射的激光可直射或反射至所述激光鏡頭； 所述激光鏡頭內(nèi)安裝有反光鏡片和聚焦鏡片，激光依次經(jīng)過(guò)所述反光鏡片和所述聚焦鏡片后至所述剪切工位的所述色帶頭部或所述色帶尾部的預(yù)定切割位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切系統(tǒng)，其特征在于: 所述工作臺(tái)為轉(zhuǎn)盤形式或滑臺(tái)形式； 所述控制器為可編寫程序系統(tǒng)、單片機(jī)、電腦或嵌入系統(tǒng)。6.自動(dòng)色帶焊接和剪切方法，其特征在于: 色帶頭部的夾持步驟:把色帶頭部放置到夾具裝置中，夾具裝置的第一夾持件夾緊所述色帶頭部； 色帶尾部的夾持步驟:把色帶尾部放置到夾具裝置中，夾具裝置的第二夾持件夾緊所述色帶尾部； 隔離刀片的放置步驟:把隔離刀片放置到所述色帶頭部和所述色帶尾部之間的位置；第一次工位移動(dòng)步驟:把所述夾具裝置及其固定的色帶頭部和色帶尾部由夾持工位移動(dòng)到焊接工位； 焊接步驟:用超聲波焊機(jī)將所述色帶頭部和所述色帶尾部熔接在一起； 第二次工位移動(dòng)步驟:把所述夾具裝置上焊接好的色帶由焊接工位移動(dòng)至剪切工位； 剪切步驟:激光剪切裝置把所述色帶頭部和所述色帶尾部剪切去除。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切方法，其特征在于: 在所述色帶頭部的夾持步驟后執(zhí)行第一次反饋步驟;所述第一次反饋步驟包括:判斷所述色帶頭部在所述第一夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位，如不到位，則再次執(zhí)行所述色帶頭部的夾持步驟;和/或 在所述色帶尾部的夾持步驟之后執(zhí)行第二次反饋步驟;所述第二次反饋步驟包括:判斷所述色帶尾部在所述第二夾持件內(nèi)的擺放位置是否到位，如不到位，則再次執(zhí)行所述色帶尾部的夾持步驟。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切方法，其特征在于: 所述超聲波焊機(jī)具有焊具、振子、超聲波電源和第一伺服滑臺(tái)，所述超聲波電源、所述振子和所述焊具依次連接，在所述焊具的焊頭的下方位置設(shè)有焊接支座，所述第一伺服滑臺(tái)可帶動(dòng)所述焊頭朝向所述焊接支座的方向移動(dòng)； 在所述超聲波焊機(jī)上設(shè)置顯示觸摸屏和控制器，所述超聲波焊機(jī)自動(dòng)檢測(cè)焊頭的深度，包括 所述控制器控制第一伺服滑臺(tái)帶動(dòng)所述振子和所述焊具向焊接面靠近； 當(dāng)所述焊頭接觸到所述焊接面時(shí)，所述控制器記錄當(dāng)前的深度，同時(shí)計(jì)算出焊接深度； 在所述顯示觸摸屏上顯示所述深度的數(shù)值。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切方法，其特征在于: 所述焊接包括:所述第一伺服滑臺(tái)把所述焊頭移送到所述色帶頭部的上方，在所述色帶尾部的下方安裝一個(gè)固定的焊接支座;所述色帶頭部和色帶尾部一起被夾持在所述焊頭和所述焊接支座之間；所述超聲波電源發(fā)射出高頻的電源信號(hào)，將色帶頭部和色帶尾部熔和在一起并形成焊接駁口 ； 所述剪切步驟包括:隔離刀片移送到所述焊接駁口的邊沿上且位于色帶頭部與所述色帶尾部之間;所述激光管射出激光，激光聚焦后投射到預(yù)定的切割位置;控制器以預(yù)先設(shè)定的切割軌跡，計(jì)算出第二伺服滑臺(tái)的運(yùn)行速度和位置;激光沿所述駁口的邊沿分別將色帶頭部和色帶尾部剪掉。10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的自動(dòng)色帶焊接和剪切方法，其特征在于: 所述剪切步驟中，使用第一激光剪切單元剪切所述第一夾持件上夾持的色帶頭部，使用第二激光剪切單元剪切所述第二夾持件上夾持的色帶尾部； 所述第一激光剪切單元和/或所述第二激光剪切單元包括激光管、激光鏡頭和第二伺服滑臺(tái)，所述第二伺服滑臺(tái)帶動(dòng)所述激光鏡頭的移動(dòng)，所述激光管發(fā)射的激光可直射或反射至所述激光鏡頭； 所述激光鏡頭內(nèi)安裝有反光鏡片和聚焦鏡片，激光束依次經(jīng)過(guò)所述反光鏡片和所述聚焦鏡片后至所述剪切工位的切割位置； 通過(guò)機(jī)械手把剪切掉的所述色帶頭部和/或所述色帶尾部移送至垃圾收納裝置中；所述隔離刀片包括第一隔離刀片和第二隔離刀片，所述第一隔離刀片和所述第二隔離刀片分別用于放置在色帶頭部和色帶尾部焊接形成的駁口的兩側(cè)，并且第一隔離刀片和第二隔離刀片均鄰接所述駁口放置。
【文檔編號(hào)】B29C65/08GK106079430SQ201610399462
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】宋騁, 潘買漢
【申請(qǐng)人】珠海天博打印耗材有限公司