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

技术领域
本发明涉及高效过滤器的生产与制造领域，尤其是涉及一种高效过滤器围边机。
背景技术
高效过滤器主要用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物，作为各种过滤系统的末端过滤。采用超细玻璃纤维纸作滤料，胶板纸、铝箔板等材料折叠作分割板，新型聚氨酯密封胶密封，并以镀锌板、不锈钢板、铝合金型材为外框制成。
高效过滤器的尺寸规则种类繁多，长宽、厚度、外框材质等均存在差异，给日常生产带来加工困难。由于滤料本身的材质不坚硬，同时在外框涉及到大尺寸的高效过滤器是由于需要保持整个滤料以及上下铁丝护网不能窜动，存在外框制成的难点。对于大尺寸的高效过滤器围边目前常见的制作工艺是采用手工，需要3～4人进行操作，一般分为以下步骤：1、准备滤纸和上下铁丝网；2、进行围边所用型材的涂胶作业（机器涂胶或者人工涂胶）；3、将涂好胶的型材在工作台面放好（涂胶面朝上）；4、工人将滤纸和铁丝网垂直放入型材（难以精确控制滤纸和铁丝网的位置，难以保证从水平到垂直的过程滤纸和铁丝的位置不错位）；5、放置的时候，必须注意滤纸整体和型材分段接缝处齐平，否则后续围边过程存在对角变形风险（人工放置，对不齐就影响合格）；5、放入后，需要将整体转向90度，平躺在工作台面（在移动过程，已涂好胶的部分存在窜动风险）；6、两人扶住滤纸和型材，一人开始围边（三人协作存在同步风险，围边过程如有窜动，将影响过滤器的合格）；7、合拢后，用工具或胶带固定。
目前国内的过滤器制造厂家多数都采用纯手工方式进行围边，整体上存在以下风险（特别是针对大尺寸的过滤器）：整体制作过程没有标准制程，无过程保障点；不同种类的品种经常切换，导致作业经验无法累积；作业过程难以保障放置精准，不窜动；大尺寸的过滤器围边时，多人协作，必须要精准，容易出错；作业过程，纯手工作业，很多关键工序无法量化；批量作业时，工人整个过程需要注意力集中，在工作的后半段，出错率更高；对于高订单量的持续作业，无法加班方式展开；对工人的熟练程度要求较高；出错率的增加，导致不良率提升，从而导致成本攀升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够解决上述问题的高效过滤器围边机。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高效过滤器围边机，包括机架，所述的机架内部设置滤芯上料机构、边框上料机构、滤芯压紧机构以及围合机构，在所述的机架上设置控制中心用于控制滤芯上料机构、边框上料机构、滤芯压紧机构以及围合机构的运动，
所述的滤芯上料机构包括滤芯上料基座，在所述的滤芯上料基座上设置可移动的滤芯上料平台，所述的滤芯上料基座上设置实现滤芯上料平台移动的拖动单元，在所述的滤芯上料平台内设置基准定位单元；
所述的边框上料机构包括边框上料基座，在所述的边框上料基座上设置可90°翻转的翻转单元，在所述的翻转单元旁设置送料单元，在所述的翻转单元上方的机架上设置用于输送边框的推料单元；
所述的滤芯压紧机构包括位于机架顶部的实现在X轴和Y轴向运动的顶部运动单元、安装在顶部运动单元上的压紧单元；
所述的围合机构包括围头移动单元、位于围头移动单元上的连接件、以及固定在连接件上的围头。
进一步，所述基准定位单元包括安装在滤芯上料平台内的若干基准定位气缸，所述的基准定位气缸分布为相互垂直的两排，分别位于X轴向和Y轴向，在所述的基准定位气缸头部固定X轴向定位板以及Y轴向定位板。
进一步，所述的滤芯上料平台内设置辅助定位单元，所述的辅助定位单元包括位于滤芯上料平台内部的X轴向的X向直线滑轨以及Y轴向的Y向直线滑轨，在所述的X向直线滑轨上设置X向移动定位气缸，在所述的Y向直线滑轨上设置Y向移动定位气缸。
进一步，所述的拖动单元包括安装在滤芯上料基座上的滤芯上料丝杠以及安装在滤芯上料平台内且与滤芯上料丝杠配合的滤芯上料丝杠螺母，所述的滤芯上料丝杠通过电机驱动。
进一步，所述的翻转单元包括输送轨道，在所述的输送轨道后端设置接料板，所述的接料板与边框上料基座之间设置翻转连接件，所述的翻转连接件通过翻转气缸驱动；所述的接料板上设置真空吸附装置。
进一步，所述的推料单元包括固定在输送轨道上方机架上的第一线性模组，在所述的第一线性模组上安装推料板。
进一步，所述的接料板上方的机架上设置定位单元以及校正单元。
进一步，所述的顶部运动单元包括固定在机架上的左横梁和右横梁，所述的左横梁与右横梁平行设置，在所述的左横梁和右横梁之间设置固定的前横梁以及可实现前后移动的后横梁，所述的前横梁与后横梁平行设置；所述的前横梁与后横梁上均设置可实现左右移动的压紧固定板，所述的压紧单元安装在压紧固定板上；所述的压紧单元包括压紧气缸以及压紧气缸头部的压块。
进一步，所述的围头移动单元包括第二线性模组，在所述的第二线性模组上设置第三线性模组；所述的的围头移动单元有3个，分别位于左横梁内侧的机架、右横梁内侧的机架以及后横梁上；所述的围头通过连接件安装在第三线性模组上；所述的围头包括一转动轴以及安装在转动轴上的压辊；所述的安装在后横梁上的围头移动单元上设置视觉检测摄像头连接于控制中心。
进一步，所述的机架以及滤芯上料机构上设置安全光幕与控制中心连接。
本发明的有益效果是：采用上述机器之后，高效过滤器的自动围边使围边过程标准化，加强过程控制，提升产品的品质；机器的自动化围边，能够大幅降低工人的工作强度；在作业过程中，通过伺服走位，步进推送，型材找正、压块固定、对围同步等保障放置精度、滤芯不窜动；进行大尺寸过滤器围边时，不需要操作人员熟练配合，由机器自动完成，节省人力且降低作业时间；在作业过程中，可以对自动围边的关键工序进行精准量化（行走距离以及合围力的大小等）标准作业；批量作业时，工人只需要按照提示进行简单操作，自动围边保持产品高品质，可持续作业；因主要是机器作业，方便安排人员加班生产，提高产量；工人技能熟练度要求大幅降低，用工更加容易；整个围边时间比现有工艺大幅缩短，节省时间；出错率降低、进而综合成本降低；自动化的引入、标准作业、节省人员、提升产量、量化生产等极大提升产品的核心竞争力。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的主视结构示意图；
图3是本发明滤芯上料机构的立体结构示意图；
图4是本发明滤芯上料机构的主视结构示意图；
图5是本发明边框上料机构翻转单元的立体结构示意图；
图6是本发明边框上料机构推料单元的立体结构示意图；
图7是本发明滤芯压紧机构的立体结构示意图；
图8是本发明滤芯压紧机构与围合机构组装立体结构示意图；
图9是本发明围合机构的立体结构示意图。
图中：1、机架；2、滤芯上料机构；3、边框上料机构；4、滤芯压紧机构；5、围合机构；6、控制中心；7、安全光幕；21、滤芯上料基座；22、滤芯上料平台；23、滤芯上料丝杠；24、滤芯上料丝杠螺母；25、电机；26、基准定位单元；27、辅助定位单元；261、基准定位气缸；271、辅助定位槽孔；31、边框上料基座；32、输送轨道；33、接料板；34、翻转连接件；35、翻转气缸；36、第一线性模组；37、推料板；41、左横梁；42、右横梁；43、前横梁；44、后横梁；45、压紧固定板；46、压紧气缸；47、压块；48、第四线性模组（对称）；49、电机；410、齿条；411、驱动电机；412、第五线性模组；413、第七线性模组；51、连接件；52、围头；53、第二线性模组；54、第三线性模组。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1和图2所示一种高效过滤器围边机，包括机架1，机架1由重型铝材制造而成，所述的机架1内部设置滤芯上料机构2、边框上料机构3、滤芯压紧机构4以及围合机构5，在所述的机架1上设置控制中心6用于控制滤芯上料机构2、边框上料机构3、滤芯压紧机构4以及围合机构5的运动。
如图3和图4所示滤芯上料机构2包括滤芯上料基座21，在所述的滤芯上料基座21上设置可移动的滤芯上料平台22，所述的滤芯上料基座21上设置实现滤芯上料平台22移动的拖动单元，拖动单元包括安装在滤芯上料基座21上的滤芯上料丝杠23以及安装在滤芯上料平台22内且与滤芯上料丝杠23配合的滤芯上料丝杠螺母24，所述的滤芯上料丝杠23通过电机25驱动，电机25的运动带动滤芯上料丝杠23的转动，从而带动滤芯上料丝杠螺母24在水平方向上的移动，使得滤芯上料平台22实现前后移动送料；在所述的滤芯上料平台22内设置基准定位单元26，基准定位单元26包括安装在滤芯上料平台22内的若干基准定位气缸261，所述的基准定位气缸261分布为相互垂直的两排，分别位于X轴向和Y轴向，在所述的基准定位气缸261头部固定X轴向定位板以及Y轴向定位板，需要进行基准定位的时候，基准定位气缸261驱动X轴向定位板以及Y轴向定位板通过滤芯上料平台22表面上的基准定位槽孔伸出并高于滤芯上料平台22，可实现基准定位。
滤芯在进行定位的时候，不仅需要进行基准定位，还需要进行辅助性的定位，故在滤芯上料平台22内设置辅助定位单元27，所述的辅助定位单元27包括位于滤芯上料平台22内部的X轴向的X向直线滑轨以及Y轴向的Y向直线滑轨，在所述的X向直线滑轨上设置X向移动定位气缸，在所述的Y向直线滑轨上设置Y向移动定位气缸； X向移动定位气缸与Y向移动定位气缸的气缸轴通过滤芯上料平台22表面上的辅助定位槽孔271伸出并高于滤芯上料平台22。
如图5和图6所示边框上料机构3包括边框上料基座31，在所述的边框上料基座31上设置可90°翻转的翻转单元，翻转单元包括输送轨道32，在所述的输送轨道32后端设置接料板33，所述的接料板33与边框上料基座21之间设置翻转连接件34，所述的翻转连接件34通过翻转气缸35驱动，翻转气缸35动作带动翻转连接件34以及接料板33从水平方向翻转为竖直方向，此时在接料板33底部有真空吸附装置，能够保证边框不会因为翻转掉落或者位置变动；真空吸附装置通常采用若干阵列排布的吸孔，通过吸孔下连接的管道与真空泵连接；在所述翻转单元旁设置送料单元，送料单元通常采用送料气缸以及相应组件实现送料；在所述的翻转单元上方的机架上设置用于输送边框的推料单元，推料单元包括固定在输送轨道32上方机架1上的第一线性模组36，在所述的第一线性模组36上安装推料板37，通过第一线性模组36的运动带动推料板37运动对边框实现进料。
为了能够使得边框在送料完成后放置在指定的位置，在接料板33上方的机架1上设置定位单元以及校正单元；定位单元通过定位气缸以及定位气缸轴上的定位板进行定位，可以根据制造滤芯的规格的不同调整定位气缸的位置；校正单元通过校正气缸对偏移的边框进行调整校正，保证其在工作过程中的精度。
如图7和图8所示滤芯压紧机构4包括位于机架1顶部的实现在X轴和Y轴向运动的顶部运动单元、安装在顶部运动单元上的压紧单元；所述的顶部运动单元包括固定在机架1上的左横梁41和右横梁42，所述的左横梁41与右横梁42平行设置，在所述的左横梁41和右横梁42之间设置固定的前横梁43以及可实现前后移动的后横梁44，所述的前横梁43与后横梁44平行设置，后横梁44通过对称设置的第四线性模组48实现前后移动；所述的前横梁43与后横梁44上均设置可实现左右移动的压紧固定板45，所述的压紧单元安装在压紧固定板45上，所述的压紧单元包括压紧气缸46以及压紧气缸46头部的压块47。压紧单元可以根据需要选择适合的个数，可以采用4个以及6个，保证对滤芯压紧力的均匀性，目前，机器有6个压紧单元，但在实际使用时，可以根据需要使用6个中的几个即可完成要求。
压紧单元的移动通过在前横梁43和后横梁44安装齿条410，并在压紧固定板45上安装一驱动电机411，驱动电机411的头部安装齿轮，齿轮与齿条410配合实现压紧单元在水平方向上的移动。
如图8和图9所示围合机构5包括围头移动单元、位于围头移动单元上的连接件51、以及固定在连接件51上的围头52，所述的围头移动单元包括第二线性模组53，在所述的第二线性模组53上设置第三线性模组54；所述的的围头移动单元有3个，分别为围头移动单元A、围头移动单元B以及围头移动单元C，围头移动单元A的第二线性模组53固定在左横梁41内侧的机架1上；围头移动单元B的第二线性模组53固定在后横梁44上；围头移动单元C分为两种形式，一种是通过第二线性模组53固定在右横梁42内侧的机架1上，另一种是分别在机架1上平行设置第五线性模组412和第六线性模组，在第五线性模组412和第六线性模组上固定第七线性模组413，围头52通过连接件51直接安装在第七线性模组413上，第七线性模组413在第五线性模组412以及第六线性模组上实现左右移动，围头52通过第七线性模组413实现前后移动；所述的围头52通过连接件51安装在第三线性模组54上；所述的围头52包括一转动轴以及安装在转动轴上的压辊，压辊采用弹性的橡胶制造而成，能够减少对边框的损坏。
安装在后横梁44上的围头移动单元B上设置视觉检测摄像头连接于控制中心6，形成边框接头处的视觉扣合系统，它通过视觉检测摄像头对扣合处进行摄像并传递到控制中心内进行比较判断，之后对围头移动单元B的围头52以及围头移动单元C的围头52进行调整凸出和凹槽之间的偏差，使之对正配合。
所述的机架1以及滤芯上料机构2上设置安全光幕7与控制中心6连接，安全光幕6检测到人员与机器之间的距离，当人员进入到危险距离时，控制中心6控制整个机器停机，保证工作现场不会出现安全事故。
高效过滤器围边机的工作过程为，在滤芯上料机构2的滤芯上料平台22上依次放置下铁丝网、滤料以及上铁丝网，此时通过基准定位单元26的X轴向定位板以及Y轴向定位板进行基准的定位，并通过辅助定位单元27的移动定位气缸进行辅助性的定位，定位完成之后，通过拖动单元的滤芯上料丝杠23以及滤芯上料丝杠螺母24将滤芯上料平台22拖动到指定位置；之后，滤芯压紧机构4运动，滤芯压紧机构4内的顶部运动单元的左横梁41、右横梁42和前横梁43是固定的，通过调节后横梁44的位置保证压紧单元位于滤芯上方，并通过压紧单元上的齿轮与前横梁43、后横梁44上的齿条410配合使得压紧单元位于指定位置，此时压紧单元上的压紧气缸46驱动气缸头部的压块47实现对滤芯的固定，之后基准定位单元26以及辅助定位单元27退回到原先位置。
在滤芯从定位到固定的同时，边框上料机构3运动，首先边框放置在输送轨道32上，通过推料单元的第一线性模组36与其配合的推料板37将已经涂覆胶水的边框顺着输送轨道32进入接料板33，在接料板33上通过定位单元以及校正单元将边框位于指定位置并通过真空吸附单元进行定位固定，通过翻转气缸35带动接料板33翻转90°，之后通过送料单元将边框推动到滤芯的侧面，等待工作。
最后围合机构5开始工作，首先开始工作的是位于左横梁41内侧机架1上的围头移动单元A，通过第二线性模组53实现前后移动，通过第三线性模组54实现左右移动，移动到指定位置围头52上的压辊对边框产生压力将边框折弯，当围头移动单元A运动到指定位置之后；位于后横梁44上的围头移动单元B运动，将围头52上的压辊推送到指定位置开始进行压合工作；同时位于右横梁42内侧机架1上的围头运动单元C开始工作，进行压合；当围头移动单元B上的围头52和围头运动单元C上的围头52即将完成压合工作时，开启同步合围模式，此时视觉扣合系统启动，通过视觉检测摄像头对合围进行监控，当合围出现偏差，通过控制中心6对对围头移动单元的合围速度进行控制，达到合围到位的目的，完成之后，基准定位单元26以及辅助定位单元27伸出对边框起到压紧的目的，待滤料上料平台22回到初始位置，工人下料之后，各个机构和单元回到初始位置，为下次工作做准备。
上述机器根据需要可以有以下功能：
1、在工作区安装安全光幕7，当人体未退出时，停止工作，安全保护。
2、不同型号高效过滤器产品，根据设定参数自动调节行程，自动换型，绕性生产。
3、控制中心6的触摸屏无线支持，可以用手机或平板在机器的任何位置操作机器，便于调试维护。
4、使用精密图像识别传感器，辅助同步合围，极大提高包边质量。
5、使用MECHATROLINK总线控制，布线简洁，方便扩展。
6、可通过提升模组的选型可以进一步加快自动围边的速度。
7、可通过提升CCD的精度和功能，可以更加精细地进行微调，进一步提升围边品质。
8、可通过扩充PLC模块及编程开发，记录整个围边的实际动作数据及生产数据，进而为后续产品改良、新品研发、生产优化提供宝贵的数据。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。