Полуавтомат для сварки ковриков компьютерной мыши

Изобретение относится к устройствам для соединения пластиков, а более конкретно, - для соединения (сварки) предварительно сформованных частей нагревом и давлением с помощью нагретого инструмента. Полуавтомат содержит: станину; закрепленную на станине горизонтальную опорную плиту для установки заготовок, подлежащих сварке; две губки, ориентирующие заготовки на поверхности плиты; прижим заготовок и сварочный инструмент, выполненные с возможностью их раздельного вертикального перемещения; электронагреватель, размещенный в кольцевом канале сварочного инструмента; электропровода, трубки для подвода охлаждающей среды и силовые цилиндры. Рабочая часть сварочного инструмента, контактирующая со свариваемыми заготовками, выполнена в виде замкнутой рамки, соответствующей внешнему контуру заготовок. Прижим заготовок и сварочный инструмент соединены с силовыми цилиндрами посредством двух телескопических штоков, на которых они закреплены. Губки, ориентирующие в сомкнутом положении заготовки относительно сварочного инструмента, для беспрепятственного удаления сваренного изделия выполнены раздвижными, с приводом от силовых цилиндров. Во избежание чрезмерного нагрева прижима заготовок и опорной плиты от горячего сварочного инструмента, в прижиме и опорной плите выполнены незамкнутые кольцевые каналы для проточной охлаждающей среды. Провода электропитания нагревательного элемента сварочного инструмента и эластичные пластиковые трубки для подвода и отвода среды, охлаждающей прижим заготовок, проложены во внутренних полостях телескопических штоков. С целью расширения технологических возможностей, путем обеспечения сварки изделий разных размеров и формы, прижим заготовок, сварочный инструмент и ориентирующие губки могут быть выполнены сменными. Для повышения производительности процесса все технологические переходы, после установки вручную заготовок и до удаления, также вручную, сваренного изделия, полностью автоматизированы.

Изобретение относится к устройствам для соединения пластиков, а более конкретно, - для соединения (сварки) предварительно сформованных частей нагревом и давлением с помощью нагретого инструмента.

Известно Устройство для сварки деталей из термопластов (Авторское свидетельство СССР SU 1242399 B 29 C 65/18), содержащее станину, опору для свариваемых деталей, нагреватель со сварочными элементами, подвижное зажимное приспособление, пневмоцилиндры перемещения подвижных элементов конструкции, реле времени и терморегулятор.

К недостаткам этого устройства можно отнести следующее:

- сварочные элементы выполнены в виде отдельных стержней, расположенных по контуру свариваемых заготовок, с промежутками между ними, что позволяет осуществлять точечную контактную сварку, но не обеспечивает герметичность полости между двумя свариваемыми заготовками;

- отсутствие принудительного охлаждения опоры, на которую устанавливаются заготовки, подлежащие сварке, и нажимной плиты, располагающихся во время сварки в непосредственной близости от горячих сварочных стержней, приведет к постепенному нагреву этих деталей до высокой температуры, что, в свою очередь, приведет к увеличению времени полимеризации термопласта, возможному прилипанию сваренного изделия к опоре, а также может вызвать ожоги рук обслуживающего персонала при удалении сваренного изделия и установке очередных заготовок под сварку.

Целью настоящего изобретения является устранение перечисленных недостатков аналога, расширение технологических возможностей устройства при сварке изделий различных размеров и конфигурации, за счет применения сменных элементов; сварочного инструмента, прижима и деталей, ориентирующих заготовки, подлежащие сварке, относительно сварочного инструмента; повышение производительности процесса за счет автоматизации всех технологических переходов, происходящих после установки вручную заготовок и до удаления, также вручную, сваренного изделия; улучшение условий труда за

за счет принудительного охлаждения нагреваемых элементов конструкции, с которыми может контактировать руками обслуживающий, персонал.

На фиг.1 изображен полуавтомат с его подвижными элементами в исходном положении (при установка вручную заготовок под сварку); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - полуавтомат с подвижными элементами, расположенными в процессе сварки; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 разрез Г-Г на фиг.1 и 3; на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.1.

Полуавтомат для сварки ковриков компьютерной мыши содержит: станину 1, на которой снаружи монтируются все устройства необходимые для осуществления процесса сварки, и внутри которой устанавливается вся распределительная, регулирующая и контрольно-измерительная аппаратура, осуществляющая управление процессом сварки в автоматическом режиме, горизонтально расположенную и установленную на станине 1 плиту 2, на которую устанавливаются заготовки 3, подлежащие сварке между собой, прижим 4, закрепленный на нижнем конце пустотелого штока 5, установленного с возможностью осевого вертикального перемещения во втулках 6. запрессованных с торцов в расточки пустотелого штока 7 большего диаметра. Шток 7, в свою очередь, установлен с возможностью осевого вертикального перемещения во втулках 8, запрессованных с торцов в отверстие направляющей 9, закрепленной неподвижно на станине 1. Оба штока 5 и 7 фиксируются от поворота относительно собственных осей посредством скользящих шпонок (не показаны). На нижнем конце штока 7 установлен сварочный инструмент 10, рабочая часть которой представляет собой замкнутую рамку по форме, повторяющей контур свариваемых заготовок 3. Привод вертикального перемещения прижима 4 осуществляется силовым цилиндром 11. Привод вертикального перемещения сварочного инструмента 10, и создание необходимого давления на заготовки в процессе сварки, осуществляются силовыми цилиндрами 12 и 13 через траверсу 14. Силовые цилиндры 11; 12; и 13 закреплены неподвижно на вертикальной плоскости станины 1.

Заготовки 3 (две и более) для коврика компьютерной мыши, одинаковые по размерам и форме, но разные по толщине и физико-химическим характеристикам, устанавливаются на верхнюю горизонтальную плоскость плиты 2 внутрь сомкнутых губок 15 и 16, внутренние вертикальные поверхности которых повторяют наружный контур заготовок с минимальным гарантированным зазором.

Сомкнутые губки 15 и 16 при наладке полуавтомата ориентируются своими рабочими поверхностями на соответствующие технологические поверхности сварочного

инструмента 10. Таким образом, заготовки, установленные внутрь контура, образованного сомкнутыми губками 15 и 16, оказываются четко скоординированными относительно рабочей поверхности сварочного инструмента 10, представляющую собой замкнутую фигуру, соответствующую контуру кромок заготовок, подлежащих сварке.

Прижим 4 размещается внутри полости, образованной замкнутой рабочей поверхностью сварочного инструмента 10 таким образом, что, прижимая заготовки 3 к плите 2, он оставляет за пределами своего контура кромки заготовок 3, находящиеся под рабочей поверхностью сварочного инструмента 10.

Для беспрепятственного удаления сваренного коврика губки 15 и 16 выполнены раздвижными с приводом их перемещения от силовых цилиндров 17 и 18, закрепленных на верхней плоскости плиты 2. Причем, во избежание смещения губок в поперечном направлении, они установлены на ползунах 19 и 20, перемещающихся в призматических направляющих 21 и 22 (см. фиг.7).

Все силовые цилиндры: 11; 12; 13; 17 и 18 снабжены бесконтактными датчиками: 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31 и 32, фиксирующими с высокой степенью точности положение их поршней, взаимодействуя с соответствующими элементами поршней сквозь стенки цилиндров, что позволяет точно фиксировать рабочее положение прижима 4, сварочного инструмента 10 и губок 15 и 16 ориентации заготовок.

Для нагрева сварочного инструмента 10 до заданной температуры в него установлен электронагревательный элемент 33, в виде проволочной спирали в фарфоровых бусах, размещенный в замкнутом канале 34.

Подвод электропитания к спирали осуществляется через две шпильки-клеммы 35, причем подводящие провода 36 и 37 (см. фиг.6) проложены в кольцевом зазоре между внутренним штоком 5 привода прижима 4 и внутренней поверхностью наружного штока 7 привода сварочного инструмента 10.

Во избежание электротравматизма клеммы 35 с внешней стороны закрыты кожухом 38, а для предотвращения ожогов рук обслуживающего персонала при случайном соприкосновении с горячим сварочным инструментом 10, он почти полностью размещен в теплоизолирующем кожухе 39, выполненным из асбоцемента, так, что снизу открытым оказывается только его рабочая часть 40 в виде замкнутой рамки.

Во избежание чрезмерного перегрева прижима 4, располагаемого в процессе сварки в замкнутом пространстве горячего сварочного инструмента 10, и, как следствие, прилипания сваренного изделия к поверхности прижима, он охлаждается проточной средой через незамкнутый кольцевой канал 41, в который охлаждающая среда

подводится, и из которого отводится, через пару штуцеров 42 посредством эластичных пластиковых трубок 43 и 44, подводимых к штуцерам 42 через внутреннюю полость пустотелого штока 5.

Для предотвращения нагрева плиты 2 от горячего сварочного инструмента 10 во время осуществления процесса сварки, она охлаждается проточной средой через незамкнутый канал 45, расположенный непосредственно под зоной контакта сварочного инструмента 10 с заготовками 3. Охлаждающая среда подводится и отводится пластиковыми трубками через штуцера 46 и 47. Охлаждение плиты создает более комфортные и безопасные условия для обслуживающего персонала при установке заготовок внутрь сомкнутых губок 15 и 16 и удалении готового изделия из зоны сварки без опасения обжечь руки о нагретую плиту.

Полуавтомат для сварки ковриков компьютерной мыши работает следующим образом.

В исходном положении (см. фиг.1) сварочный инструмент 10, закрепленный на штоке 7, находится в крайнем верхнем положении и удерживается силовыми цилиндрами 12 и 13. Прижим 4, закрепленный на штоке 5 также находится в крайнем верхнем положении и удерживается силовым цилиндром 11. Подвижные губки 15 и 16 фиксации заготовок находятся в сомкнутом положении и удерживаются силовыми цилиндрами 17 и 18.

Заготовки 3 устанавливаются вручную на плиту 2 внутрь контура, образованного сомкнутыми губками 15 и 16.

Включается автоматический цикл работы механизмов двумя кнопками одновременно. Причем, кнопки разнесены друг от друга на расстояние, исключающее их нажатие одной рукой, с целью предотвращения возможного контакта свободной руки оператора с подвижными элементами конструкции.

Первым включается в работу привод перемещения вниз прижима 4 от силового цилиндра 11. Прижим 4 сжимает заготовки 3, выравнивая их и удаляя воздух из пространства между ними. В этом положении срабатывает бесконтактный датчик 23 путем взаимодействия с элементом поршня через стенку цилиндра. По сигналу датчика 23 вступают в работу силовые цилиндры 17 и 18, раздвигая губки 15 и 16, фиксировавшие заготовки 3. Однако, заготовки 3 не теряют ориентацию, так как остаются зажатыми между прижимом 4 и плитой 2. В конце хода поршней цилиндров 17 и 18 срабатывают датчики 24 и 25, соединенные последовательно, выдавая сигнал на включение в работу силовых цилиндров 12 и 13.

Нагретый до заданной температуры сварочный инструмент 10 (температура задается соответствующим аппаратом и удерживается в заданных пределах по сигналу температурного датчика, вмонтированного в корпус сварочного инструмента) перемещается в нижнее положение, сжимая по замкнутому контуру кромки заготовок 3, выступающие за пределы прижима 4. В конце хода поршней силовых цилиндров 12 и 13 срабатывают датчики 26 и 27, соединенные последовательно, выдавая сигнал на включение реле времени, которое, по истечении заданного времени, необходимого для осуществления сварки, выдает сигнал на подъем сварочного инструмента 10 в исходное положение силовыми цилиндрами 12 и 13. В конце хода поршней этих цилиндров срабатывают датчики 28 и 29, соединенные последовательно, выдавая сигнал на подъем прижима 4 силовым цилиндром 11.

В конце хода поршня силового цилиндра 11 срабатывает датчик 30, выдавая сигнал на реле времени, на котором задан интервал времени, необходимый для удаления сваренного изделия. По истечении этого времени реле выдает сигнал на смыкание губок 15 и 16.

В конце хода поршней силовых цилиндров 17 и 18 срабатывают датчики 31 и 32, соединенные последовательно, выдавая сигнал на отключение автоматического цикла.

Все подвижные элементы полуавтомата снова оказываются в исходном положении (см. фиг.1)

Очередные заготовки 3 устанавливаются между сомкнутыми губками 15 и 16, нажимаются одновременно две кнопки включения автоматического цикла, и процесс повторяется.

Таким образом, заявляемая конструкция полуавтомата для сварки ковриков компьютерной мыши позволяет обеспечивать:

- сварку сплошным швом по замкнутому контуру с обеспечением герметичности полости между соединяемыми заготовками за счет выполнения рабочей части сварочного инструмента в виде замкнутой рамки, повторяющей контур свариваемых заготовок;

- надежную ориентацию заготовок, подлежащих сварке, относительно сварочного инструмента, за счет применения ориентирующих губок, которые в сомкнутом положении образуют внутренний контур, идентичный внешнему контуру свариваемых заготовок;

- выравнивание возможной волнистости заготовок и удаление воздуха из промежутка между ними за счет выполнения рабочей поверхности прижима плоской и параллельной плоскости опорной плиты;

- беспрепятственное удаление сваренного изделия из зоны сварки за счет выполнения ориентирующих губок раздвижными, с приводом от силовых цилиндров;

- предотвращение прилипания сваренного изделия к рабочей поверхности прижима за счет выполнения в теле прижима незамкнутого кольцевого канала для постоянного пропуска через него проточной охлаждающей среды;

- безопасное удаление сваренного изделия с опорной плиты, без опасения ожога рук при соприкосновении с нагретой плитой, за счет выполнения в теле плиты незамкнутого кольцевого канала, расположенного непосредственно под рабочей поверхностью горячего сварочного инструмента во время сварки, для постоянного пропуска через этот канал проточной среды, охлаждающей плиту в зоне сварки;

- скрытое размещение проводов электропитания нагревателя сварочного инструмента и эластичных пластиковых трубок для подвода и отвода проточной среды для охлаждения прижима заготовок, во внутренних полостях пустотелых телескопических штоков, на нижних концах которых установлены сварочный инструмент и прижим заготовок, что позволяет не только решить задачу питания электронагревателя и охлаждения прижима заготовок, но и облагородить внешний вид агрегата с точки зрения дизайна и технической эстетики;

- расширение технологических возможностей заявляемой конструкции путем обеспечения сварки изделий различных размеров и формы (например, круглых или овальных) за счет применения сменных частей: сварочного инструмента, прижима заготовок и раздвижных губок, ориентирующих заготовки относительно сварочного инструмента;

- повышение производительности процесса за счет полной автоматизации технологических переходов после установки заготовок вручную и до удаления, также вручную, сваренного изделия из зоны сварки.

1. Полуавтомат для сварки ковриков компьютерной мыши, содержащий станину, опорную плиту, ориентирующие губки, прижим заготовок, сварочный инструмент с его нагревателем, электропровода, трубки для охлаждающей среды и силовые цилиндры, отличающийся тем, что рабочая часть сварочного инструмента выполнена в виде замкнутой рамки, соответствующей контуру соединяемых заготовок.

2. Полуавтомат по п.1, отличающийся тем, что прижим заготовок и сварочный инструмент соединены с силовыми цилиндрами посредством телескопических штоков, на которых они закреплены.

3. Полуавтомат по п.1, отличающийся тем, что ориентирующие губки выполнены раздвижными.

4. Полуавтомат по п.1, отличающийся тем, что в опорной плите и прижиме заготовок выполнены каналы для охлаждающей среды.

5. Полуавтомат по любому из пп.1, 2 и 4, отличающийся тем, что провода электропитания нагревателя и трубки для подвода охлаждающей среды к прижиму заготовок проложены во внутренних полостях телескопических штоков.

6. Полуавтомат по п.5, отличающийся тем, что трубки для подвода охлаждающей среды к прижиму заготовок выполнены эластичными, например, из пластика.

7. Полуавтомат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что ориентирующие губки, прижим заготовок и сварочный инструмент могут быть выполнены сменными.