УСТРОЙСТВО КОНВЕЙЕРНОГО ТИПА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Техническое решение - полезная модель относится к отрасли производства изделий из термопластичных материалов, состоящих из отдельных деталей, соединяемых ультразвуковой сваркой, например при производстве детских игрушек.
В массовом производстве, для изготовления одинаковых деталей применяются транспортировочные конвейерные устройства, позволяющие транспортировать исходные изделия, состоящие из нескольких отдельных, подлежащих сварке, деталей в зону энергетического воздействия на него устройствами, осуществляющими их сборку, с последующим сбросом соединенных изделий с узла перемещения для дальнейших производственных операций.
Подавляющее большинство устройств работает на описанном выше принципе и представляет собой устройства конвейерного типа для сборки изделий из термопластичных материалов, содержащее устройства для их соединения, узел перемещения изделий для подвода заготовок изделий в зону воздействия, узел прижима источника воздействия к собираемым изделиям.
Известны устройства [1, 2] конвейерного типа для соединения изделий из термопластичных материалов, представляющие собой замкнутую конвейерную ленту, огибающую на концах устройства приводные и натяжные механизмы, на которой размещены устройства для установки собираемых деталей, с последующим их сбросом.
Основным недостатком известных устройств является то, что конвейерные устройства для установки собираемых деталей размещены непосредственно на конвейерной ленте.
В настоящее время известно, что для качественного и быстрого соединения термопластичных материалов используется сварка при помощи ультразвуковых колебаний, накладываемых на соединяемые детали. Пока такой метод используется только при соединении отдельных изделий устанавливаемых вручную в зону сварки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство конвейерного типа для ультразвуковой сварки изделий из термопластичных материалов УПК-15М1 [3], принятое за прототип.
Устройство конвейерного типа для ультразвуковой сварки изделий из термопластичных материалов содержит источник ультразвука, узел перемещения изделий для подвода заготовок изделий в зону сварки, узел прижима источника ультразвука к свариваемому изделию.
Известное устройство предназначено для выпуска крупных серий продукции и представляет собой устройство для ультразвуковой сварки объемных изделий из термопластичных материалов, в котором источник ультразвука перемещающийся вертикально, а поворотный стол с гнездами - пассивными опорами для установки свариваемых изделий, перемещаемыми в зону сварки.
Устройство работает следующим образом. Поворотный стол подводит свариваемое изделие в зону сварки, система прижима зажимает свариваемое изделие между источником ультразвука и пассивной опорой. В момент зажатия включается источник ультразвука и производится сварка изделия. После соединения деталей, стол поворачивается, а изделие выталкивается из опоры при помощи специальных толкателей.
Основным недостатком известного устройства является то, что установка и снятие исходных деталей для их последующего соединения производится вручную, в промежуток времени между циклами соединения, поскольку перемещаемая опора используется в качестве сварочной, что значительно снижает производительность процесса. При этом переход на другой тип изделия требует замены всех пассивных опор в механизме перемещения.
Использование перемещаемых опор в качестве сварочных выдвигает дополнительные требования к точности их остановки в зоне сварки и размещения относительно источника ультразвука, т.е. приводит к применению дополнительных устройств фиксации, контроля местоположения изделия.
Предлагаемое техническое решение - полезная модель, направлено на устранение недостатков существующего устройства, а именно, на обеспечение возможности массового производства изделий из термопластичных материалов различных конфигураций, состоящих из отдельных деталей с их соединением при помощи ультразвуковой сварки.
Техническим результатом является создание нового типа устройства конвейерного типа за счет использования узла перемещения, снабженного подвижными системами перемещения, позволяющими устанавливать, перемещать и снимать с них изделия, одной стационарной опоры, на которой осуществляется процесс сварки, источника ультразвука, со специальным рабочим инструментом для фиксации, центровки и сварки получаемых изделий.
Сущность предложенного технического решения поясняется фиг.1 и фиг.2.
На фиг.1 схематично показано устройство конвейерного типа для ультразвуковой сварки термопластичных материалов. Несущим и тяговым органом конвейерного устройства является цепь 1, огибающая на концах устройства приводную и натяжную шестерни 2. Передача движения цепи осуществляется через приводной вал 3, вращающийся в подшипниковом узле 4. Подшипниковый узел крепится к силовой раме конвейерного устройства 5 (на фиг.1 не показана), при помощи натяжного устройства 6, создающего необходимое первоначальное натяжение цепи. Вращение приводного вала осуществляется при помощи шагового двигателя 7.
Конвейерное устройство содержит узел перемещения 8, закрепляемый на несущем органе устройства, позволяющий устанавливать, перемещать и снимать свариваемые изделия 9. Источник ультразвука 10 выполнен в виде последовательно установленных и акустически связанных пьезоэлектрического преобразователя, концентратора и рабочего инструмента 11, рабочая поверхность которого имеет внутреннюю полость, повторяющую форму верхнего участка свариваемого изделия, а внешний диаметр инструмента не превышает половины размера изделия.
Установка заготовок изделия на устройство перемещения производится либо при помощи специальных автоматических устройств, либо вручную.
При подводе изделий в зону сварки, нижняя часть изделия помещается в неподвижную опору 12, имеющую сквозной канал для прохождения устройств, закрепленную на силовой раме конвейерного устройства 10 и происходит остановка тягового органа. Источник ультразвука при помощи пневматических перемещающих устройств 13 прижимается к свариваемому изделию. После соединения изделия источник ультразвука поднимается, включается тяговый орган, и сваренные изделия сбрасываются с устройства перемещения.
Увеличение производительности устройства достигается за счет увеличения количества тяговых органов, закрепленных на приводном валу, и источников ультразвука.
Предложенное устройство было разработано и испытано в производственных условиях предприятия ООО «Центр ультразвуковых технологий» в результате чего была достигнута производительность 1500 шт.изделий/час при использовании одного источника ультразвука.
Список литературы, использованной при составлении заявки
1. Транспортирующее устройство с поднимающимся/опускающимся столом, несущим транспортируемые объекты [Текст] / пат.2337843 Рос.Федерация: МПК5 В61В 13/12 / Накамура Д., Хаяси Н., Сатоу М. опубликовано: 10.11.2008.
2. Конвейерное устройство несущего типа [Текст] / пат.2359893 Рос.Федерация: МПК5 B65G 35/06 / Хаяси Н., опубликовано: 27.06.2009.
3. Волков С.С. Сварка и склеивание пластмасс [Текст] / С.С.Волков, Ю.Н.Орлов, Р.Н.Астахова. - Издательство «Машиностроение», 1972. - прототип