高效过滤器围边机专利说明 - 广州佰伦空气过滤器制造有限公司

技術領域
本發明涉及高效過濾器的生產與制造領域，尤其是涉及一種高效過濾器圍邊機。
背景技術
高效過濾器主要用于捕集0.5um以下的顆粒灰塵及各種懸浮物，作為各種過濾系統的末端過濾。采用超細玻璃纖維紙作濾料，膠板紙、鋁箔板等材料折疊作分割板，新型聚氨酯密封膠密封，并以鍍鋅板、不銹鋼板、鋁合金型材為外框制成。
高效過濾器的尺寸規則種類繁多，長寬、厚度、外框材質等均存在差異，給日常生產帶來加工困難。由于濾料本身的材質不堅硬，同時在外框涉及到大尺寸的高效過濾器是由于需要保持整個濾料以及上下鐵絲護網不能竄動，存在外框制成的難點。對于大尺寸的高效過濾器圍邊目前常見的制作工藝是采用手工，需要3～4人進行操作，一般分為以下步驟：1、準備濾紙和上下鐵絲網；2、進行圍邊所用型材的涂膠作業（機器涂膠或者人工涂膠）；3、將涂好膠的型材在工作臺面放好（涂膠面朝上）；4、工人將濾紙和鐵絲網垂直放入型材（難以精確控制濾紙和鐵絲網的位置，難以保證從水平到垂直的過程濾紙和鐵絲的位置不錯位）；5、放置的時候，必須注意濾紙整體和型材分段接縫處齊平，否則后續圍邊過程存在對角變形風險（人工放置，對不齊就影響合格）；5、放入后，需要將整體轉向90度，平躺在工作臺面（在移動過程，已涂好膠的部分存在竄動風險）；6、兩人扶住濾紙和型材，一人開始圍邊（三人協作存在同步風險，圍邊過程如有竄動，將影響過濾器的合格）；7、合攏后，用工具或膠帶固定。
目前國內的過濾器制造廠家多數都采用純手工方式進行圍邊，整體上存在以下風險（特別是針對大尺寸的過濾器）：整體制作過程沒有標準制程，無過程保障點；不同種類的品種經常切換，導致作業經驗無法累積；作業過程難以保障放置精準，不竄動；大尺寸的過濾器圍邊時，多人協作，必須要精準，容易出錯；作業過程，純手工作業，很多關鍵工序無法量化；批量作業時，工人整個過程需要注意力集中，在工作的后半段，出錯率更高；對于高訂單量的持續作業，無法加班方式展開；對工人的熟練程度要求較高；出錯率的增加，導致不良率提升，從而導致成本攀升。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠解決上述問題的高效過濾器圍邊機。
本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種高效過濾器圍邊機，包括機架，所述的機架內部設置濾芯上料機構、邊框上料機構、濾芯壓緊機構以及圍合機構，在所述的機架上設置控制中心用于控制濾芯上料機構、邊框上料機構、濾芯壓緊機構以及圍合機構的運動，
所述的濾芯上料機構包括濾芯上料基座，在所述的濾芯上料基座上設置可移動的濾芯上料平臺，所述的濾芯上料基座上設置實現濾芯上料平臺移動的拖動單元，在所述的濾芯上料平臺內設置基準定位單元；
所述的邊框上料機構包括邊框上料基座，在所述的邊框上料基座上設置可90°翻轉的翻轉單元，在所述的翻轉單元旁設置送料單元，在所述的翻轉單元上方的機架上設置用于輸送邊框的推料單元；
所述的濾芯壓緊機構包括位于機架頂部的實現在X軸和Y軸向運動的頂部運動單元、安裝在頂部運動單元上的壓緊單元；
所述的圍合機構包括圍頭移動單元、位于圍頭移動單元上的連接件、以及固定在連接件上的圍頭。
進一步，所述基準定位單元包括安裝在濾芯上料平臺內的若干基準定位氣缸，所述的基準定位氣缸分布為相互垂直的兩排，分別位于X軸向和Y軸向，在所述的基準定位氣缸頭部固定X軸向定位板以及Y軸向定位板。
進一步，所述的濾芯上料平臺內設置輔助定位單元，所述的輔助定位單元包括位于濾芯上料平臺內部的X軸向的X向直線滑軌以及Y軸向的Y向直線滑軌，在所述的X向直線滑軌上設置X向移動定位氣缸，在所述的Y向直線滑軌上設置Y向移動定位氣缸。
進一步，所述的拖動單元包括安裝在濾芯上料基座上的濾芯上料絲杠以及安裝在濾芯上料平臺內且與濾芯上料絲杠配合的濾芯上料絲杠螺母，所述的濾芯上料絲杠通過電機驅動。
進一步，所述的翻轉單元包括輸送軌道，在所述的輸送軌道后端設置接料板，所述的接料板與邊框上料基座之間設置翻轉連接件，所述的翻轉連接件通過翻轉氣缸驅動；所述的接料板上設置真空吸附裝置。
進一步，所述的推料單元包括固定在輸送軌道上方機架上的第一線性模組，在所述的第一線性模組上安裝推料板。
進一步，所述的接料板上方的機架上設置定位單元以及校正單元。
進一步，所述的頂部運動單元包括固定在機架上的左橫梁和右橫梁，所述的左橫梁與右橫梁平行設置，在所述的左橫梁和右橫梁之間設置固定的前橫梁以及可實現前后移動的后橫梁，所述的前橫梁與后橫梁平行設置；所述的前橫梁與后橫梁上均設置可實現左右移動的壓緊固定板，所述的壓緊單元安裝在壓緊固定板上；所述的壓緊單元包括壓緊氣缸以及壓緊氣缸頭部的壓塊。
進一步，所述的圍頭移動單元包括第二線性模組，在所述的第二線性模組上設置第三線性模組；所述的的圍頭移動單元有3個，分別位于左橫梁內側的機架、右橫梁內側的機架以及后橫梁上；所述的圍頭通過連接件安裝在第三線性模組上；所述的圍頭包括一轉動軸以及安裝在轉動軸上的壓輥；所述的安裝在后橫梁上的圍頭移動單元上設置視覺檢測攝像頭連接于控制中心。
進一步，所述的機架以及濾芯上料機構上設置安全光幕與控制中心連接。
本發明的有益效果是：采用上述機器之后，高效過濾器的自動圍邊使圍邊過程標準化，加強過程控制，提升產品的品質；機器的自動化圍邊，能夠大幅降低工人的工作強度；在作業過程中，通過伺服走位，步進推送，型材找正、壓塊固定、對圍同步等保障放置精度、濾芯不竄動；進行大尺寸過濾器圍邊時，不需要操作人員熟練配合，由機器自動完成，節省人力且降低作業時間；在作業過程中，可以對自動圍邊的關鍵工序進行精準量化（行走距離以及合圍力的大小等）標準作業；批量作業時，工人只需要按照提示進行簡單操作，自動圍邊保持產品高品質，可持續作業；因主要是機器作業，方便安排人員加班生產，提高產量；工人技能熟練度要求大幅降低，用工更加容易；整個圍邊時間比現有工藝大幅縮短，節省時間；出錯率降低、進而綜合成本降低；自動化的引入、標準作業、節省人員、提升產量、量化生產等極大提升產品的核心競爭力。
附圖說明
圖1是本發明的立體結構示意圖；
圖2是本發明的主視結構示意圖；
圖3是本發明濾芯上料機構的立體結構示意圖；
圖4是本發明濾芯上料機構的主視結構示意圖；
圖5是本發明邊框上料機構翻轉單元的立體結構示意圖；
圖6是本發明邊框上料機構推料單元的立體結構示意圖；
圖7是本發明濾芯壓緊機構的立體結構示意圖；
圖8是本發明濾芯壓緊機構與圍合機構組裝立體結構示意圖；
圖9是本發明圍合機構的立體結構示意圖。
圖中：1、機架；2、濾芯上料機構；3、邊框上料機構；4、濾芯壓緊機構；5、圍合機構；6、控制中心；7、安全光幕；21、濾芯上料基座；22、濾芯上料平臺；23、濾芯上料絲杠；24、濾芯上料絲杠螺母；25、電機；26、基準定位單元；27、輔助定位單元；261、基準定位氣缸；271、輔助定位槽孔；31、邊框上料基座；32、輸送軌道；33、接料板；34、翻轉連接件；35、翻轉氣缸；36、第一線性模組；37、推料板；41、左橫梁；42、右橫梁；43、前橫梁；44、后橫梁；45、壓緊固定板；46、壓緊氣缸；47、壓塊；48、第四線性模組（對稱）；49、電機；410、齒條；411、驅動電機；412、第五線性模組；413、第七線性模組；51、連接件；52、圍頭；53、第二線性模組；54、第三線性模組。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作詳細的描述。
如圖1和圖2所示一種高效過濾器圍邊機，包括機架1，機架1由重型鋁材制造而成，所述的機架1內部設置濾芯上料機構2、邊框上料機構3、濾芯壓緊機構4以及圍合機構5，在所述的機架1上設置控制中心6用于控制濾芯上料機構2、邊框上料機構3、濾芯壓緊機構4以及圍合機構5的運動。
如圖3和圖4所示濾芯上料機構2包括濾芯上料基座21，在所述的濾芯上料基座21上設置可移動的濾芯上料平臺22，所述的濾芯上料基座21上設置實現濾芯上料平臺22移動的拖動單元，拖動單元包括安裝在濾芯上料基座21上的濾芯上料絲杠23以及安裝在濾芯上料平臺22內且與濾芯上料絲杠23配合的濾芯上料絲杠螺母24，所述的濾芯上料絲杠23通過電機25驅動，電機25的運動帶動濾芯上料絲杠23的轉動，從而帶動濾芯上料絲杠螺母24在水平方向上的移動，使得濾芯上料平臺22實現前后移動送料；在所述的濾芯上料平臺22內設置基準定位單元26，基準定位單元26包括安裝在濾芯上料平臺22內的若干基準定位氣缸261，所述的基準定位氣缸261分布為相互垂直的兩排，分別位于X軸向和Y軸向，在所述的基準定位氣缸261頭部固定X軸向定位板以及Y軸向定位板，需要進行基準定位的時候，基準定位氣缸261驅動X軸向定位板以及Y軸向定位板通過濾芯上料平臺22表面上的基準定位槽孔伸出并高于濾芯上料平臺22，可實現基準定位。
濾芯在進行定位的時候，不僅需要進行基準定位，還需要進行輔助性的定位，故在濾芯上料平臺22內設置輔助定位單元27，所述的輔助定位單元27包括位于濾芯上料平臺22內部的X軸向的X向直線滑軌以及Y軸向的Y向直線滑軌，在所述的X向直線滑軌上設置X向移動定位氣缸，在所述的Y向直線滑軌上設置Y向移動定位氣缸； X向移動定位氣缸與Y向移動定位氣缸的氣缸軸通過濾芯上料平臺22表面上的輔助定位槽孔271伸出并高于濾芯上料平臺22。
如圖5和圖6所示邊框上料機構3包括邊框上料基座31，在所述的邊框上料基座31上設置可90°翻轉的翻轉單元，翻轉單元包括輸送軌道32，在所述的輸送軌道32后端設置接料板33，所述的接料板33與邊框上料基座21之間設置翻轉連接件34，所述的翻轉連接件34通過翻轉氣缸35驅動，翻轉氣缸35動作帶動翻轉連接件34以及接料板33從水平方向翻轉為豎直方向，此時在接料板33底部有真空吸附裝置，能夠保證邊框不會因為翻轉掉落或者位置變動；真空吸附裝置通常采用若干陣列排布的吸孔，通過吸孔下連接的管道與真空泵連接；在所述翻轉單元旁設置送料單元，送料單元通常采用送料氣缸以及相應組件實現送料；在所述的翻轉單元上方的機架上設置用于輸送邊框的推料單元，推料單元包括固定在輸送軌道32上方機架1上的第一線性模組36，在所述的第一線性模組36上安裝推料板37，通過第一線性模組36的運動帶動推料板37運動對邊框實現進料。
為了能夠使得邊框在送料完成后放置在指定的位置，在接料板33上方的機架1上設置定位單元以及校正單元；定位單元通過定位氣缸以及定位氣缸軸上的定位板進行定位，可以根據制造濾芯的規格的不同調整定位氣缸的位置；校正單元通過校正氣缸對偏移的邊框進行調整校正，保證其在工作過程中的精度。
如圖7和圖8所示濾芯壓緊機構4包括位于機架1頂部的實現在X軸和Y軸向運動的頂部運動單元、安裝在頂部運動單元上的壓緊單元；所述的頂部運動單元包括固定在機架1上的左橫梁41和右橫梁42，所述的左橫梁41與右橫梁42平行設置，在所述的左橫梁41和右橫梁42之間設置固定的前橫梁43以及可實現前后移動的后橫梁44，所述的前橫梁43與后橫梁44平行設置，后橫梁44通過對稱設置的第四線性模組48實現前后移動；所述的前橫梁43與后橫梁44上均設置可實現左右移動的壓緊固定板45，所述的壓緊單元安裝在壓緊固定板45上，所述的壓緊單元包括壓緊氣缸46以及壓緊氣缸46頭部的壓塊47。壓緊單元可以根據需要選擇適合的個數，可以采用4個以及6個，保證對濾芯壓緊力的均勻性，目前，機器有6個壓緊單元，但在實際使用時，可以根據需要使用6個中的幾個即可完成要求。
壓緊單元的移動通過在前橫梁43和后橫梁44安裝齒條410，并在壓緊固定板45上安裝一驅動電機411，驅動電機411的頭部安裝齒輪，齒輪與齒條410配合實現壓緊單元在水平方向上的移動。
如圖8和圖9所示圍合機構5包括圍頭移動單元、位于圍頭移動單元上的連接件51、以及固定在連接件51上的圍頭52，所述的圍頭移動單元包括第二線性模組53，在所述的第二線性模組53上設置第三線性模組54；所述的的圍頭移動單元有3個，分別為圍頭移動單元A、圍頭移動單元B以及圍頭移動單元C，圍頭移動單元A的第二線性模組53固定在左橫梁41內側的機架1上；圍頭移動單元B的第二線性模組53固定在后橫梁44上；圍頭移動單元C分為兩種形式，一種是通過第二線性模組53固定在右橫梁42內側的機架1上，另一種是分別在機架1上平行設置第五線性模組412和第六線性模組，在第五線性模組412和第六線性模組上固定第七線性模組413，圍頭52通過連接件51直接安裝在第七線性模組413上，第七線性模組413在第五線性模組412以及第六線性模組上實現左右移動，圍頭52通過第七線性模組413實現前后移動；所述的圍頭52通過連接件51安裝在第三線性模組54上；所述的圍頭52包括一轉動軸以及安裝在轉動軸上的壓輥，壓輥采用彈性的橡膠制造而成，能夠減少對邊框的損壞。
安裝在后橫梁44上的圍頭移動單元B上設置視覺檢測攝像頭連接于控制中心6，形成邊框接頭處的視覺扣合系統，它通過視覺檢測攝像頭對扣合處進行攝像并傳遞到控制中心內進行比較判斷，之后對圍頭移動單元B的圍頭52以及圍頭移動單元C的圍頭52進行調整凸出和凹槽之間的偏差，使之對正配合。
所述的機架1以及濾芯上料機構2上設置安全光幕7與控制中心6連接，安全光幕6檢測到人員與機器之間的距離，當人員進入到危險距離時，控制中心6控制整個機器停機，保證工作現場不會出現安全事故。
高效過濾器圍邊機的工作過程為，在濾芯上料機構2的濾芯上料平臺22上依次放置下鐵絲網、濾料以及上鐵絲網，此時通過基準定位單元26的X軸向定位板以及Y軸向定位板進行基準的定位，并通過輔助定位單元27的移動定位氣缸進行輔助性的定位，定位完成之后，通過拖動單元的濾芯上料絲杠23以及濾芯上料絲杠螺母24將濾芯上料平臺22拖動到指定位置；之后，濾芯壓緊機構4運動，濾芯壓緊機構4內的頂部運動單元的左橫梁41、右橫梁42和前橫梁43是固定的，通過調節后橫梁44的位置保證壓緊單元位于濾芯上方，并通過壓緊單元上的齒輪與前橫梁43、后橫梁44上的齒條410配合使得壓緊單元位于指定位置，此時壓緊單元上的壓緊氣缸46驅動氣缸頭部的壓塊47實現對濾芯的固定，之后基準定位單元26以及輔助定位單元27退回到原先位置。
在濾芯從定位到固定的同時，邊框上料機構3運動，首先邊框放置在輸送軌道32上，通過推料單元的第一線性模組36與其配合的推料板37將已經涂覆膠水的邊框順著輸送軌道32進入接料板33，在接料板33上通過定位單元以及校正單元將邊框位于指定位置并通過真空吸附單元進行定位固定，通過翻轉氣缸35帶動接料板33翻轉90°，之后通過送料單元將邊框推動到濾芯的側面，等待工作。
最后圍合機構5開始工作，首先開始工作的是位于左橫梁41內側機架1上的圍頭移動單元A，通過第二線性模組53實現前后移動，通過第三線性模組54實現左右移動，移動到指定位置圍頭52上的壓輥對邊框產生壓力將邊框折彎，當圍頭移動單元A運動到指定位置之后；位于后橫梁44上的圍頭移動單元B運動，將圍頭52上的壓輥推送到指定位置開始進行壓合工作；同時位于右橫梁42內側機架1上的圍頭運動單元C開始工作，進行壓合；當圍頭移動單元B上的圍頭52和圍頭運動單元C上的圍頭52即將完成壓合工作時，開啟同步合圍模式，此時視覺扣合系統啟動，通過視覺檢測攝像頭對合圍進行監控，當合圍出現偏差，通過控制中心6對對圍頭移動單元的合圍速度進行控制，達到合圍到位的目的，完成之后，基準定位單元26以及輔助定位單元27伸出對邊框起到壓緊的目的，待濾料上料平臺22回到初始位置，工人下料之后，各個機構和單元回到初始位置，為下次工作做準備。
上述機器根據需要可以有以下功能：
1、在工作區安裝安全光幕7，當人體未退出時，停止工作，安全保護。
2、不同型號高效過濾器產品，根據設定參數自動調節行程，自動換型，繞性生產。
3、控制中心6的觸摸屏無線支持，可以用手機或平板在機器的任何位置操作機器，便于調試維護。
4、使用精密圖像識別傳感器，輔助同步合圍，極大提高包邊質量。
5、使用MECHATROLINK總線控制，布線簡潔，方便擴展。
6、可通過提升模組的選型可以進一步加快自動圍邊的速度。
7、可通過提升CCD的精度和功能，可以更加精細地進行微調，進一步提升圍邊品質。
8、可通過擴充PLC模塊及編程開發，記錄整個圍邊的實際動作數據及生產數據，進而為后續產品改良、新品研發、生產優化提供寶貴的數據。
需要強調的是：以上僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。