全自动口罩焊接机的制作方法

本发明涉及一种口罩生成设备，且特别涉及一种全自动口罩焊接机。

背景技术：

口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成，口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时，在粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用。

口罩包括口罩主体和耳带，耳带固定在口罩本体上，耳带的作用是将口罩本体固定在用户的面部以达到过滤空气的效果。目前口罩的焊接主要采用超声波焊接或者是连续电焊；但是不管是那种焊接设备，由于焊接时口罩本体的两端均需要焊接耳带，在其中一端焊接后需要旋转口罩本体以实现另一端的焊接。因此，目前这些焊接设备均采用人工上料和人工旋转的方式进行口罩焊接。在采用这些焊接设备进行焊接时，每个操作人员只能操作一台设备，这不仅焊接效率低且人工成本非常的高。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种焊接效率高且人工成本很低的全自动口罩焊接机。

为了实现上述目的，本发明提供一种全自动口罩焊接机，其包括机架、焊接组件、本体上料组件、取料组件以及耳带上料组件。焊接组件包括转动连接于机架上的工作台和可移动式设置于机架且与工作台相对的超声波焊枪。本体上料组件设置于机架，依次输送多个口罩本体。取料组件包括至少一个机械臂和驱动至少一个机械臂运动的取料驱动件，取料驱动件固定于机架，至少一个机械臂依次抓取或吸取本体上料组件输送的口罩本体，取料驱动件带动至少一个机械臂转动将口罩本体输送至工作台。耳带上料组件设置于机架，耳带上料组件将耳带的两端输送至放置于工作台上的口罩本体，超声波焊枪将耳带的两端焊接在口罩本体上。

根据本发明的一实施例，取料组件包括对称设置的两个机械臂，两个机械臂通过转轴连接至取料驱动件，焊接组件和本体上料组件分别与两个机械臂对应设置于取料组件的两端，取料驱动件驱动两个机械臂转动，当其中一机械臂抓取或吸取本体上料组件上的口罩本体进行上料时，另一个机械臂抓取或吸取工作台上已焊接完成的口罩进行出料。

根据本发明的一实施例，每一机械臂均包括连接部和设置于连接部端部用于吸附口罩本体或焊接完成的口罩的吸盘，吸盘的吸附面面积小于口罩本体的面积，当吸盘吸附口罩本体时，口罩本体的两端均具有延伸过吸附面的焊接区；在焊接时，吸盘压紧口罩本体的主体区，耳带的两端焊接于口罩本体的焊接区。

根据本发明的一实施例，取料驱动件包括安装板、轴向驱动件以及周向驱动件，周向驱动件设置于安装板，两个机械臂通过转轴连接于周向驱动件，轴向驱动件设置于安装板并驱动安装板、周向驱动件、转轴以及两个机械臂轴向运动。

根据本发明的一实施例，安装板位于转轴的下方，周向驱动件设置于安装板的顶部且连接转轴的底端，轴向驱动件设置于安装板的底部；

或者，安装板位于转轴的上方，周向驱动件设置于安装板的底部并连接转轴的顶端，轴向驱动件固定于安装板的顶部。

根据本发明的一实施例，全自动口罩焊接机还包括形成于取料组件侧边的至少一个口罩出料口，机械臂吸取焊接完成后的口罩旋转至口罩出料口。

根据本发明的一实施例，本体上料组件包括储料部和上料驱动件，储料部内堆叠存储有多个口罩本体，储料部的出料口与机械臂相对设置；上料驱动件设置于储料部并将储料部内堆叠的多个口罩本体依次推送至储料部的出料口。

根据本发明的一实施例，储料部垂直设置于机械臂的下方，储料部包括储料底板和设置于储料底板四周的多个限位柱，上料驱动件包括上料电机、连接于上料电机输出端的丝杆以及套设于丝杠上的滑块，滑块连接储料底板；上料电机经丝杠和滑块带动储料底板向上滑动以将堆叠于储料底板上的多口罩本体逐渐推送至储料部的出料口。

根据本发明的一实施例，工作台包括焊接台和旋转台；焊接台与超声波焊枪对应设置且固定在机架上，旋转台转动连接于机架；在焊接时，旋转台承载口罩本体的主体区，口罩本体的焊接区延伸至焊接台。

根据本发明的一实施例，耳带上料组件包括耳带杆、耳带输送组件、夹持剪切组件以及耳带夹抓组件。耳带杆固定卷装的连续耳带。耳带输送组件输送连续耳带。夹持剪切组件按照预设长度夹持输出的连续耳带并将夹持部分进行剪切。耳带夹抓组件转动连接于机架，抓取剪切后的耳带的两端且旋转后输送至位于工作台上的口罩本体上。

综上所述，本发明提供的全自动耳带焊接机中本体上料组件将多个口罩本体输送至取料组件所在的一侧，取料组件依次抓取或吸取口罩本体并将其输送焊接组件的工作台上。于此同时，耳带上料组件则将耳带的两端输送至口罩本体的焊接区上，超声波焊枪下移将耳带和口罩本体的一端焊接连接。之后，工作台带动口罩本体旋转，焊枪再次将一耳带焊接在口罩本体的另一端从而自动完成整个口罩的焊接。本发明提供的全自动耳带焊接机中操作人员只需一次性将多个口罩本体放置在取料组件，机器会自动完成整个口罩的焊接。操作人员无需再手动依次上料和旋转，故一个操作人员可同时监管多台机器，大大降低了人工的成本同时也提高了口罩的焊接效率。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的全自动耳带焊接机的结构示意图。

图2和图3所示为图1在另一视角下的结构示意图。

图4所示为图1去除机架后的结构示意图。

图5和图6为图4在另一视角下的结构示意图。

图7所示为本体上料组件、送料组件以及旋转台的转配示意图。

图8所示为焊接组件和耳带上料组件的装配示意图。

图9所示为吸盘吸取口罩本体时的结构示意图。

图10所示为本发明实施例二提供的全自动耳带焊接机的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图1所示为本发明一实施例提供的全自动耳带焊接机的结构示意图。图2和图3所示为图1在另一视角下的结构示意图。图4所示为图1去除机架后的结构示意图。图5和图6为图4在另一视角下的结构示意图。图7所示为本体上料组件、送料组件以及旋转台的转配示意图。图8所示为焊接组件和耳带上料组件的装配示意图。图9所示为吸盘吸取口罩本体时的结构示意图。请一并参阅图1至图9。

如图1至图3所示，本实施例提供的全自动耳带焊接机包括机架1、焊接组件2、本体上料组件3、取料组件4以及耳带上料组件5。焊接组件2包括转动连接于机架1上的工作台21和可移动式设置于机架1且与工作台21相对的超声波焊枪22。本体上料组件3设置于机架1，依次输送多个口罩本体10。取料组件4包括至少一个机械臂41和驱动至少一个机械臂41运动的取料驱动件42，取料驱动件42固定于机架1，至少一个机械臂41依次抓取或吸取本体上料组件3输送的口罩本体10，取料驱动件42带动至少一个机械臂41转动将口罩本体10输送至工作台21。耳带上料组件5设置于机架1，耳带上料组件5将耳带的两端输送至放置于工作台21上的口罩本体10，超声波焊枪22将耳带的两端焊接在口罩本体10上。

本体上料组件3将多个口罩本体输送至取料组件4，取料组件4上的机械臂41依次将口罩本体输送至工作台21上。于此同时，耳带上料组件5则将耳带的两端也放置在口罩本体10上，超声波焊枪22将耳带的两端焊接在口罩本体上。在焊接完一端的耳带后，工作台21带动口罩本体转动，焊枪22将另一耳带再次焊接在口罩本体上，从而完成整个口罩的焊接。在整个焊接过程中，所有的工序均由全自动耳带焊接机完成，操作人员无需进行任何操作，其只需关注本体上料组件3上的口罩本体的数量是否足够即可，大大降低了操作人员的工作量，从而使得一个操作人员可同时监管多台机器，从而大幅度降低人工成本。进一步的，相比传统的手工上料、旋转，全自动焊接也大大提高了生产效率。

于本实施例中，超声波焊枪的数量为两个。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，超声波焊枪的数量也可为一个，其仍然同时将耳带的两端焊接在口罩本体上。

于本实施例中，如图4所示，本体上料组件3包括储料部31和上料驱动件32，储料部31内堆叠存储有多个口罩本体10，储料部的出料口301与机械臂41相对设置。上料驱动件32设置于储料部31并将储料部31内堆叠的多个口罩本体10逐渐推送至储料部的出料口301，机械臂41则依次吸取或抓取储料部的出料口301处的口罩本体。储料部31和上料驱动组件32的设置使得操作人员可一次性将多个口罩本体10堆叠放置于储料部31内，如一次性堆叠上料五十个、一百个口罩本体或者更多，一次性上料数量很大且操作非常的简单、操作时间也很短。上料完成后，对于当前焊接机而言，操作人员无需再做任何操作，故其可监管其它的机器。然而，本发明对本体上料组件的具体结构不作任何限定。于其它实施例中，本体上料组件也可采用传送带输送的方式来进行上料，多个口罩本体依次放置在传送带上。在该结构中可通过设计传送带长度和传送速度来实现一个操作人员监管多台机器。

具体而言，储料部31垂直设置于机械臂41的下方，储料部31包括储料底板311和设置于储料底板311四周的多个限位柱312，上料驱动件32包括上料电机321、连接于上料电机321输出端的丝杆322以及套设于丝杠322上的滑块323，滑块323连接储料底板311。上料电机321经丝杠322和滑块323带动储料底板311向上滑动以将堆叠于储料底板311上的多口罩本体10逐渐推送至储料部的出料口301。于本实施例中，本体上料组件3包括一个储料部31。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，本体上料组件也可包括多个可滑动的储料部(如设置在环形滑轨上的多个储料部)且每个储料部内设置有感应装置。操作人员可一次性对多个储料部进行上料，当其中一个储料部内的口罩本体被加工完成后，控制器驱动另一个储料部沿滑轨移动机械臂的下方。

于本实施例中，如图1至图6所示，取料组件4包括对称设置的两个机械臂41，两个机械臂41通过转轴43连接至取料驱动件42，焊接组件2和本体上料组件3分别与两个机械臂41对应设置于取料组件4的两端，取料驱动件42驱动两个机械臂41转动。该设置使得当其中一机械臂抓取或吸取本体上料组件3上的口罩本体10进行送料时，另一个机械臂则同步抓取或吸取工作台上已焊接完成的口罩进行出料，大幅度提升工作效率。然而，本发明对机械臂的数量不作任何限定。于其它实施例中，取料组件也可包括一个机械臂或三个以上沿周向分布的机械臂。

由于口罩本体10是采用无纺布和熔喷布等厚度很薄的柔性材料制成且口罩本体的质量也很轻，在焊接时放置在工作台21上的口罩本体很容易因为焊枪的和耳带的接触而产生位移或拱起弯曲，耳带很难精确地焊接在每个口罩的同一位置上，因此焊接后产品的一致性差。为解决这一问题，如图7和图9所示，于本实施例中，设置每一机械臂41均包括连接部411和设置于连接部411端部用于吸附口罩本体或焊接完成的口罩的吸盘412，吸盘412的吸附面面积小于口罩本体10的面积，当吸盘412吸附口罩本体10时，口罩本体10的两端均具有延伸过吸附面的焊接区102；在焊接时，吸盘412压紧口罩本体的主体区101，耳带的两端焊接于口罩本体的焊接区102。

由于口罩本体的焊接区102是延伸至吸盘412的吸附面外部的，故在焊接时吸盘可将口罩本体10压紧在工作台21上以避免口罩发生位移以实现口罩的精确定位。即吸盘412既实现了口罩本体的输送同时还实现了口罩本体在焊接时的定位，该设置大大简化了焊接组件2的结构。于本实施例中，吸盘412的长度与口罩本体的长度接近，吸盘412包括宽度与口罩本体宽度接近的主体部4121以及形成与主体部两端且宽度较小的延伸部4122，两个延伸部4122将两个焊接区102之间区域固定住，以避免焊枪与焊接区102接触时，因口罩材料的柔性而发生拱起或弯曲的变形位移，进一步提高了焊接的精确度。然而，本发明对吸盘的具体结构不作任何限定。于其它实施例中，也可设置吸盘上无延伸部，此时吸盘的长度小于口罩本体的长度。

本实施例采用吸盘吸附的方式来实现口罩本体的输送。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可采用机械臂抓取的方式对口罩本体进行输送。

为实现吸盘的转动和轴向移动，于本实施例中，取料驱动件42包括安装板421、轴向驱动件422以及周向驱动件423，周向驱动件423设置于安装板421，两个机械臂41通过转轴43连接于周向驱动件423。轴向驱动件422设置于安装板421的底部并驱动安装板421、周向驱动件423、转轴43以及两个机械臂41轴向运动。具体而言，轴向驱动件422为固定于安装板421底部的轴向驱动电机，周向驱动件423则为旋转气缸。

在取料时，轴向驱动件422驱动安装板421带动吸盘412向下运动以吸附储料部的出料口301上的口罩本体，吸附后轴向驱动件422驱动安装板421带动吸盘412向上运动，周向驱动件423通过转轴43带动两个机械臂41旋转180度以使口罩本体10位于工作台21的上方。之后，轴向驱动件422带动吸盘412下移以将口罩本体10紧紧按压在工作台21上进行焊接。当口罩本体一端焊接完成，轴向驱动件422带动吸盘向上运动与口罩本体分离，工作台21带动口罩本体旋转180度，之后吸盘412继续下移运动压紧口罩本体，焊枪再次进行焊接。整个口罩焊接完成后，轴向驱动件422带动吸盘412和吸附的已焊接完成的口罩向上运动，周向驱动件423通过转轴43带动两个机械臂41转动以实现出料。

于本实施例中，全自动口罩焊接机还包括形成取料组件4一侧的至少一个口罩出料口11，机械臂41吸取焊接完成后的口罩后旋转至口罩出料口11进行出料，上料和出料同步进行，进一步提高了生产效率。优选的，本实施例中，取料组件4的两侧分别具有一个口罩出料口11，当其中一个出料口存储满后，周向驱动件423改变转动方向，机械臂从另一个口罩出料口11出料，使用更加的方便。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可在取料组件的一侧设置一个口罩出料口；或者也可以设置三个以上的口罩出料口。

于本实施例中，工作台21包括焊接台211和旋转台212。焊接台211与超声波焊枪22对应设置且固定在机架1上，旋转台212包括承载台面和转台旋转气缸，在焊接时，旋转台212的承载台面承载口罩本体的主体区101，口罩本体的焊接区102延伸至焊接台211。该设置使得焊接台211和旋转台212可采用不同的材料制成，以使焊接台211满足焊接的要求，而旋转台212则满足旋转加工的要求，设计更加的方便。然而，本发明对此不作任何限定。超声波焊枪22则在焊枪驱动电机23驱动下上下移动以实现焊接。

于本实施例中，耳带上料组件5包括耳带杆51、耳带输送组件52、夹持剪切组件53以及耳带夹抓组件54。耳带杆51固定卷装的连续耳带。耳带输送组件52输送连续耳带。夹持剪切组件53按照预设长度夹持输出的连续耳带并将夹持部分进行剪切。耳带夹抓组件54转动连接于机架1，抓取剪切后的耳带的两端且旋转后输送至位于工作台上的口罩本体10上。

于本实施例中，耳带输送组件52采用电机和滚轮的配合来进行耳带的输送。夹持剪切组件53包括固定于滑轨一端的静夹持气缸531、与静加持气缸531相对且可沿滑轨移动的动夹持气缸532以及固定于静夹持气缸531内侧的剪切件533。耳带夹抓组件54包括两个夹爪541和驱动两个夹爪541转动的旋转驱动件542以及驱动两个夹爪上下运动的夹爪驱动电机543。

耳带输送组件52将耳带传输至静夹持气缸531，动夹持气缸532沿滑轨运动至静夹持气缸531并夹持耳带的端部，之后沿滑轨复位。静夹持气缸531下压夹持耳带，耳带被静夹持气缸531和动夹持气缸532张紧。耳带夹抓组件54上的两个夹爪541下移分别夹紧动夹持气缸532内侧和静夹持气缸531内侧的耳带，剪切件533将静夹持气缸531内侧处的耳带剪短，动夹持气缸532释放。此时耳带的两端分别被两个夹爪夹紧。之后夹爪驱动电机543驱动两个夹爪541上移。旋转驱动件542驱动两个夹爪向工作台21所在的一侧旋转90度且夹爪驱动电机543驱动两个夹爪下移以实现耳带两端和口罩本体的接触。于本实施例中，旋转驱动件542包括驱动电机和齿轮的啮合来实现夹爪的转动。然而，本发明对此不作任何限定。

于本实施例中，全自动耳罩焊接机还包括设置于机架内的控制各个电机和气缸有序工作的控制器(由于视角的原因，图未示出)以及电性连接于控制器用于显示机器当前状态(包括正常工作或者故障)的显示组件6。显示组件6包括显示屏和多个指示灯。

实施例二

本实施例与实施例一及其变化基本相同，区别在于：取料驱动件42的安装方式不同。具体而言，如图10所示，取料驱动件42中安装板421位于转轴43的上方，周向驱动件423设置于安装板421的底部并连接转轴43的顶端，轴向驱动件422固定于安装板421的顶部。轴向驱动件422驱动安装板421、周向驱动件423、转轴43以及两个机械臂41轴向运动。

本实施例中取料驱动件42位于转轴43的上方，该设置为口罩本体和储料部31提供了更多的空间。当其用于焊接宽度较宽的口罩(如n95口罩)时有效避免周向驱动件423旋转时对储料部31和口罩本体的干涉且该设置也不会增加设备的体积；即在不增加设备体积的前提下能同时兼容体积较小的一次性医用口罩的焊接以及体积较大的n95口罩的焊接。

进一步的，为实现第二根耳带的自动焊接，旋转台212需要带动口罩本体转动。而对于立体口罩而言，由于其与旋转台的接触面积较小，对应的两者之间的摩擦力较小。为避免旋转台212转动时口罩本体发生位移，旋转台212上还设置有与立体口罩立体裁剪部形状对应的限位部213。

综上所述，本发明提供的全自动耳带焊接机中本体上料组件将多个口罩本体输送至取料组件所在的一侧，取料组件依次抓取或吸取口罩本体并将其输送焊接组件的工作台上。于此同时，耳带上料组件则将耳带的两端输送至口罩本体的焊接区上，超声波焊枪下移将耳带和口罩本体的一端焊接连接。之后，工作台带动口罩本体旋转，焊枪再次将另一根耳带焊接在口罩本体的另一端从而自动完成整个口罩的焊接。本发明提供的全自动耳带焊接机中操作人员只需一次性将多个口罩本体放置在取料组件，机器会自动完成整个口罩的焊接。操作人员无需再手动依次上料和旋转，故一个操作人员可同时监管多台机器，大大降低了人工的成本同时也提高了口罩的焊接效率。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。