CN111469431A - 一种过滤器自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过滤器自动装配装置，包括有机架(1)和位于机架(1)上的过滤膜上料装置(21)、底膜上料装置(22)、双层薄膜复合装置(23)、双层薄膜步进进给装置(24)、过滤膜冲切拾取装置(3)、过滤器输送装置(4)、过滤器焊接装置(5)和过滤器下料装置(6)，上述各装置配合工作从而完成过滤器的装配。与现有技术相比，本发明的过滤器自动装配装置能自动对过滤器进行装配，冲切、吸膜、装配一气呵成、自动化程度高，防止吸膜偏移，产品装配精度高，切的同时吸，获得的膜更加完整、服帖。

Description

一种过滤器自动装配装置

技术领域

本发明涉及自动装配装置技术领域，具体指一种过滤器自动装配装置。

背景技术

研究发现，空气或者药液中存在的微粒可以通过空气或氧气吸入或者药液的静脉输注而进入人体内，从而导致急性病征反应。通过空气或者氧气吸入进入人体内的微粒包括细菌可以造成人体呼吸道感染。若是通过药液的静脉输注进入人体，其危害可能更加严重，这些危害可能包括静脉炎、血小板减少、血管栓塞、肉芽肿、肺纤维化、过敏反应、热原反应等。为了减少或防止此类情况的发生，我们通常在空气或氧气吸入管路、输注管路上增加过滤器，以过滤一定直径的微粒。

如图1和图2所示，过滤器8包括有过滤器底座81和过滤膜切片82，过滤器底座81顶部具有开口，该开口的内侧壁上具有沿径向外凸的一圈台阶面821，过滤膜切片82安装在该台阶面821上。

目前市场上大多是通过人工手动的方式对上述过滤器进行装配，首先对过滤膜和底膜形成的双层薄膜进行切膜，切膜完成后的过滤膜仍保留在底膜上，需要装配时，则将切好的过滤膜揭下来再安装到过滤器底座的台阶面上。

上述装配方式主要存在以下几点问题：第一、无法实现在线全自动的切膜和装配的一体化操作，费时、成本高且工序分散中间过程不可控因素较多容易出错；第二，先切膜再揭膜，两个过程分别操作，刀具在切的时候无法实现压边，会导致膜揭下来时不完整，边缘有毛刺，效率低，存在偏差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能在线实现冲切、吸膜、装配的自动化程度高的过滤器自动装配装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种过滤器自动装配装置，其特征在于包括有：

机架，按照工艺流程的顺序依次具有双层薄膜上料工位、过滤膜冲切工位、过滤器预装配工位、过滤器焊接工位和过滤器下料工位，过滤膜冲切工位的前方具有过渡工位；

过滤膜上料装置，能将过滤膜供给到双层薄膜上料工位；

底膜上料装置，能将底膜供给到双层薄膜上料工位；

双层薄膜复合装置，能将已移动到双层薄膜上料工位的过滤膜和底膜贴合为双层薄膜；

双层薄膜步进进给装置，能将未冲切的双层薄膜从过渡工位输送到过滤膜冲切工位，以使双层薄膜从双层薄膜上料工位依次输送到过滤膜冲切工位；

过滤膜冲切拾取装置，能将已移动到过滤膜冲切工位的双层薄膜进行冲切得到过滤膜切片，并将过滤膜切片拾取到位于过滤器预装配工位的过滤器底座内；

过滤器输送装置，能将过滤器底座依次输送到过滤器预装配工位、过滤器焊接工位和过滤器下料工位；以及

过滤器焊接装置，能将已移动到过滤器焊接工位的过滤器底座中的过滤膜切片焊接在过滤器底座上组成过滤器。

为了避免过滤膜和底膜在双层薄膜步进进给装置停止进给的情况下，因惯性自第一放卷辊和第二放卷辊继续放卷而送出多余的料，所述的过滤膜上料装置包括有

第一放卷辊，套设有缠绕成卷的过滤膜；以及

第一张紧装置，与第一放卷辊传动连接，能使过滤膜始终具有收卷在第一放卷辊上的趋势；

所述的底膜上料装置包括有

第二放卷辊，套设有缠绕成卷的底膜；以及

第二张紧装置，与第二放卷辊传动连接，能使底膜始终具有收卷在第二放卷辊上的趋势。

为了简单地实现过滤膜和底膜的复合，所述的双层薄膜复合装置包括有设于双层薄膜上料工位上的第一压辊和第二压辊，该第一压辊和第二压辊之间形成可供过滤膜、底膜穿过并贴合为双层薄膜的间隙，且过滤膜位于底膜上方。

为了自动将双层薄膜间歇性地从双层薄膜上料工位依次输送到过滤膜冲切工位，所述的双层薄膜步进进给装置包括有

第一夹紧装置，包括有位于双层薄膜上方的第一移动台、位于双层薄膜下方的第一固定台以及安装在第一移动台底部的第一导杆，该第一导杆能滑动地穿过第一固定台，所述的第一移动台上具有自上而下贯穿的冲切孔；

第一平移装置，与第一夹紧装置传动连接，用以驱动第一夹紧装置在过渡工位和过滤膜冲切工位之间往复移动；

第一升降装置，与第一移动台传动连接，用以驱动第一移动台相对于第一固定台移动，并使第一夹紧装置在从过渡工位向过滤膜冲切工位移动过程中闭合，在从过滤膜冲切工位向过渡工位移动过程中张开；

第二夹紧装置，包括有位于双层薄膜上方的第二移动台、位于双层薄膜下方的第二固定台以及安装在第二移动台底部的第二导杆，该第二导杆能滑动地穿过第二固定台；

第二平移装置，与第二夹紧装置传动连接，用以驱动第二夹紧装置在过渡工位和过滤膜冲切工位之间往复移动；以及

第二升降装置，与第二移动台传动连接，用以驱动第二移动台相对于第二固定台移动，并使第二夹紧装置在从过渡工位向过滤膜冲切工位移动过程中闭合，在从过滤膜冲切工位向过渡工位移动过程中张开。

为了方便第一平移装置和第一升降装置对第一夹紧装置的驱动，第二平移装置和第二升降装置对第二夹紧装置的驱动，所述的双层薄膜步进进给装置还包括有

安装台，并排开设有两个供第一导杆和第二导杆在过渡工位和过滤膜冲切工位之间移动的腰型孔；

所述第一导杆的数量为两根且分别位于双层薄膜的两侧，两根所述的第一导杆向下穿过腰型孔后通过第一连接座进行连接，所述的第一平移装置和第一升降装置通过该第一连接座与第一夹紧装置传动连接；

所述第二导杆的数量为两根且分别位于双层薄膜的两侧，两根所述的第二导杆向下穿过腰型孔后通过第二连接座进行连接，所述的第二平移装置和第二升降装置通过该第二连接座与第二夹紧装置传动连接。

为了保证第一夹紧装置和第二夹紧装置的稳定平移，所述的双层薄膜步进进给装置还包括有

导轨，设于所述的安装台上，自过渡工位向过滤膜冲切工位延伸；

所述的第一固定台和所述的第二固定台底部分别设有与所述的导轨导向配合的第一导向件和第二导向件。

为了实现废料的回收，所述的机架上还具有

废料下料工位，位于过滤膜冲切工位的后方；

所述的过滤器自动装配装置还包括有

废料下料装置，能将已移动到废料下料工位的废料进行收卷。

为了对废料的端部进行张紧，所述的废料下料装置包括有

收卷辊，能供废料缠绕成卷；以及

旋转装置，与收卷辊传动连接，用以驱动收卷辊旋转带动已移动到废料下料工位的废料收卷在收卷辊上。

为了使冲切和吸膜同步完成，以使获得的膜更加完整、服帖，所述的过滤膜冲切拾取装置包括有复合刀具和三轴驱动装置；

所述的复合刀具包括有

壳体，沿竖直方向贯穿开设有第一安装孔；

拾取件，安装在第一安装孔中，顶端和底端分别露出于所述的壳体，内部形成有内腔，顶端和底端分别开设有第一连通孔和第二连通孔，该第一连通孔和第二连通孔均与内腔相连通；

冲切件，设于壳体的底部并呈环形套设在拾取件的外侧，底端为刀头；以及

真空装置，抽气端与所述的第一连通孔相连通，能对拾取件的内腔抽真空；以及

所述的三轴驱动装置能驱动复合刀具从过滤膜冲切工位移动到过滤器预装配工位，用以将过滤膜切片拾取到位于过滤器预装配工位的过滤器底座内。

为了实现拾取件在壳体内部的限位，所述拾取件的外侧壁上沿周向凸设有限位环，对应地，所述壳体的内侧壁上沿轴向开设有限位槽，所述的限位环能沿竖直方向滑动地插设在所述的限位槽中，

所述的复合刀具还包括有

弹簧，设于所述的限位槽中，作用于限位槽的顶部和限位环之间，能使拾取件始终具有露出于冲切件的趋势。

为了保证拾取件底部均匀拾取过滤膜切片，所述第二连通孔的数量至少为两个，并沿周向间隔布置在所述壳体的底端或开设在中心位置处。

为了提高冲切效率，所述第一安装孔的数量至少为两个，并沿所述双层薄膜的宽度方向间隔布置，各所述第一安装孔内设有相互配合的所述拾取件和所述冲切件。

为了保证充分利用过滤膜，避免产生过多废料，相邻两个所述冲切件的刀头中心线连线之间的间距为所述冲切件的刀头外径的n倍，n≥2。

为了实现冲切件在壳体底部的固定，所述壳体的底部安装有刀模架，该刀模架上沿竖直方向贯穿开设有供冲切件插设的第二安装孔，且刀模架的侧壁上开设有与第二安装孔相贯通的螺纹孔，以使紧固件能够螺纹连接在螺纹孔中并与冲切件相抵。

为了实现复合刀具三个方向的移动，所述的三轴驱动装置包括有

第三升降装置，与复合刀具传动连接，用以驱动复合刀具在过滤膜冲切工位和过滤膜冲切工位的正上方之间往复移动或在过滤器预装配工位的正上方和过滤器预装配工位之间往复移动；

第三平移装置，与复合刀具传动连接，用以驱动复合刀具在过滤膜冲切工位的正上方和过滤器预装配工位的正上方之间往复移动；以及

第四平移装置，与复合刀具传动连接，用以驱动复合刀具在过滤膜冲切工位的正上方沿所述双层薄膜的宽度方向往复移动。

为了方便将过滤器底座依次输送到过滤器预装配工位、过滤器焊接工位和过滤器下料工位，还包括有用于安装过滤器底座的过滤器治具；

所述的机架上还具有

过滤器底座上料工位，按照工艺流程的顺序位于过滤器预装配工位的前方；

所述的过滤器输送装置包括有

两条并排布置的导向条，自过滤器预装配工位向过滤器焊接工位延伸，两者之间形成有沿其长度方向布置的供过滤器治具滑动的导向槽；

第一挡板，位于过滤器底座上料工位的一侧用以对位于过滤器底座上料工位的过滤器治具进行限位；

拨块，能与过滤器治具的端部相抵；以及

第五平移装置，与拨块传动连接，用于驱动拨块沿第一挡板的长度方向往复移动，带动已移动到过滤器底座上料工位的过滤器治具移动到过滤器预装配工位并进入导向槽中，进而使后方的过滤器治具在该过滤器治具的驱动下向后移动。

为了自动将过滤器底座中的过滤膜切片装配在过滤器底座上组成过滤器，

所述的过滤器治具上开设有供过滤器底座安装的容置槽，且过滤器治具的底部开设有与所述的容置槽相贯通的通孔；

所述的过滤器焊接装置包括有

焊头，能将位于过滤器底座上的过滤膜切片焊接在过滤器底座内组成过滤器；

第四升降装置，与焊头传动连接，用以驱动焊头在过滤器焊接工位和过滤器焊接工位的正上方之间往复移动；

限位板，限位于过滤器焊接工位的上方，能对过滤器底座的边沿进行限位；

第一顶杆，能滑动地穿设在已移动到过滤器焊接工位的过滤器治具的通孔中并驱动安装在该过滤器治具的容置槽中的过滤器底座上移动直到过滤器底座上的过滤膜切片与焊头接触；以及

第五升降装置，与第一顶杆一一对应并传动连接，用以驱动对应的第一顶杆在过滤器焊接工位和过滤器焊接工位的正下方之间往复移动。

为了自动将过滤器从过滤器下料工位移动到过滤器取出工位，还包括有

过滤器下料装置，能将已移动到过滤器下料工位的过滤器取出；

所述的机架上还具有

过滤器取出工位，按照工艺流程的顺序位于过滤器下料工位的后方；

所述的过滤器下料装置包括有

第二挡板，位于过滤器下料工位的一侧用以对移动到过滤器下料工位的过滤器治具进行限位；

第三挡板，与第二挡板并排设置，位于过滤器取出工位的一侧用以对移动到过滤器取出工位的过滤器治具进行限位；

第二导向板，垂直于第二挡板布置，与第二挡板和第三挡板的尾端相抵；

第三导杆，垂直于第二挡板布置，能滑动地穿设在所述的第二挡板中；以及

第六平移装置，与第三导杆传动连接，用以驱动第三导杆沿其长度方向往复移动，带动已移动到过滤器下料工位的过滤器治具移动到过滤器取出工位。

为了方便取出过滤器治具中的过滤器，

所述的过滤器治具上开设有供过滤器底座安装的容置槽，且过滤器治具的底部开设有与所述的容置槽相贯通的通孔；

所述的过滤器下料装置还包括有

第二顶杆，能滑动地穿设在已移动到过滤器取出工位的过滤器治具的通孔中并驱动安装在该过滤器治具的容置槽中的过滤器向上移动；以及

第六升降装置，与第二顶杆传动连接，用以驱动第二顶杆在过滤器取出工位和过滤器取出工位的正下方之间往复移动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将过滤膜上料装置、底膜上料装置、双层薄膜复合装置、双层薄膜步进进给装置、过滤膜冲切拾取装置、过滤器输送装置、过滤器焊接装置和过滤器下料装置设于机架上并配合工作，使得过滤膜的上料、切割、拾取、与过滤器底座的装配、下料等都能代替人工来自动完成，全自动一体化，实现膜的在线切割和装配，产品装配精度高，切的同时吸，裁剪效果更佳，可防止吸膜偏移，使获得的膜更加完整、服帖。

附图说明

图1为背景技术中过滤器的立体结构示意图；

图2为图1的立体分解示意图；

图3为本发明过滤器自动装配装置的实施例的立体结构示意图；

图4为本发明过滤器自动装配装置的实施例中双层薄膜送料装置的立体结构示意图；

图5为图4另一方向的立体结构示意图；

图6为图4中第一夹紧装置、第一平移装置和第一升降装置的放大图；

图7为图4中第二夹紧装置、第二平移装置和第二升降装置的放大图；

图8为本发明过滤器自动装配装置的实施例中过滤膜冲切拾取装置的立体结构示意图；

图9为图8中复合刀具的立体结构示意图；

图10为图9的纵向剖视图；

图11为图9的立体分解示意图；

图12为图9中刀模架的立体结构示意图；

图13为本发明过滤器自动装配装置的实施例中过滤器输送装置、过滤器焊接装置和过滤器下料装置的立体结构示意图；

图14为图13过滤器焊接装置的纵向剖视图；

图15为图13过滤器下料装置的纵向剖视图；

图16为本发明过滤器自动装配装置的实施例中过滤器下料装置的立体结构示意图(省略第二顶杆和第六升降装置)。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图14所示，为本发明过滤器自动装配装置的一个优选实施例。该过滤器自动装配装置包括有机架1和设于机架1上的双层薄膜送料装置2、过滤膜冲切拾取装置3、过滤器输送装置4、过滤器焊接装置5和过滤器下料装置6。

其中，机架1上具有双层薄膜上料工位、过渡工位、过滤膜冲切工位、废料下料工位、过滤器底座上料工位、过滤器预装配工位、过滤器焊接工位、过滤器下料工位和过滤器取出工位，其中，双层薄膜上料工位、过滤膜冲切工位、过滤器预装配工位、过滤器焊接工位、过滤器下料工位和过滤器取出工位按照工艺流程的顺序依次排列，过渡工位位于过滤膜冲切工位之前，废料下料工位位于过滤膜冲切工位之后，过滤器底座上料工位位于过滤器预装配工位之前。

双层薄膜送料装置2能分别将过滤膜71和底膜72输送到双层薄膜上料工位后将过滤膜71复合在底膜72的上方组成双层薄膜7，并将双层薄膜7从双层薄膜上料工位输送到过滤膜冲切工位，上述双层薄膜7为由过滤膜71和底膜72贴合而成的复合膜，过滤膜71位于底膜72的上方；过滤膜冲切拾取装置3能将已移动到过滤膜冲切工位的双层薄膜7进行冲切得到过滤膜切片81，并将过滤膜切片81拾取到位于过滤器预装配工位的过滤器底座82的台阶面821上；过滤器输送装置4能将过滤器底座82从过滤器底座上料工位依次输送到过滤器预装配工位、过滤器焊接工位和过滤器下料工位；过滤器焊接装置5能将已移动到过滤器焊接工位的过滤器底座82中的过滤膜切片81焊接在过滤器底座82上组成过滤器8；过滤器下料装置6能将已移动到过滤器下料工位的过滤器8取出。

如图4至图7所示，双层薄膜送料装置2包括有过滤膜上料装置21、底膜上料装置22、双层薄膜复合装置23、双层薄膜步进进给装置24和废料下料装置25。过滤膜上料装置21能将过滤膜71供给到双层薄膜上料工位；底膜上料装置22能将底膜72供给到双层薄膜上料工位；双层薄膜复合装置23能将已移动到双层薄膜上料工位的过滤膜71复合在已移动到双层薄膜上料工位的底膜72的上方贴合为双层薄膜7；双层薄膜步进进给装置24能将未冲切的双层薄膜7从过渡工位输送到过滤膜冲切工位，以使双层薄膜7从双层薄膜上料工位依次输送到过滤膜冲切工位和废料下料工位；废料下料装置25能将已移动到废料下料工位的废料73进行收卷。

过滤膜上料装置21包括有第一放卷辊211和第一张紧装置212。第一放卷辊211套设有缠绕成卷的过滤膜71；第一张紧装置212与第一放卷辊211传动连接，能使过滤膜71始终具有收卷在第一放卷辊211上的趋势。

底膜上料装置22包括有第二放卷辊221和第二张紧装置222。第二放卷辊221套设有缠绕成卷的底膜72；第二张紧装置222与第二放卷辊221传动连接，能使底膜72始终具有收卷在第二放卷辊221上的趋势。

上述第一张紧装置212和第二张紧装置222可采用伺服电机(处于扭矩状态，防止反转)来达到上述的目的，从而避免过滤膜71和底膜72在双层薄膜步进进给装置24停止进给的情况下，因惯性自第一放卷辊211和第二放卷辊221继续放卷而送出多余的料。另外第一放卷辊211和第二放卷辊221的一侧还设置有传感器213，该传感器213能够检测第一放卷辊211/第二放卷辊221上缠绕成卷的过滤膜71/底膜72的筒径大小，并将信号传递给第一张紧装置212和第二张紧装置222，以调整第一张紧装置212和第二张紧装置222的张力，使其始终保持恒定张力。

双层薄膜复合装置23包括有第一压辊231、第二压辊232、第一辊轴233和第二辊轴234。第一压辊231设于双层薄膜上料工位上，并抵在过滤膜71的上方；第二压辊232设于双层薄膜上料工位上，并抵在底膜72的下方；第一压辊231和第二压辊232之间形成可供过滤膜71、底膜72穿过并贴合为双层薄膜7的间隙，且过滤膜71位于底膜72上方。第一辊轴233设于废料下料工位上，并抵在底膜72的下方；第二辊轴234设于第一辊轴233的下方，并抵在底膜72的一侧。

双层薄膜步进进给装置24包括有安装台241、第一夹紧装置242、第一平移装置243、第一升降装置244、第二夹紧装置245、第二平移装置246、第二升降装置247和导轨248。

具体地，安装台241上并排开设有两个自过渡工位向过滤膜冲切工位延伸的腰型孔2411；

导轨248设于安装台241上，且自过渡工位向过滤膜冲切工位延伸；

第一夹紧装置242包括有位于双层薄膜7上方的第一移动台2421、位于双层薄膜7下方的第一固定台2422以及安装在第一移动台2421底部的第一导杆2423；第一移动台2421上具有自上而下贯穿的冲切孔2426；第一固定台2422底部设有与导轨248导向配合的第一导向件2425；第一导杆2423的数量为两根且分别位于双层薄膜7的两侧，两根第一导杆2423能滑动地穿过第一固定台2422，其向下穿过腰型孔2411后通过第一连接座2424进行连接；

第一平移装置243具有能沿水平方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与第一连接座2424传动连接，用以驱动第一夹紧装置242在过渡工位和过滤膜冲切工位之间往复移动；

第一升降装置244具有能沿竖直方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与第一连接座2424传动连接，用以驱动第一移动台2421相对于第一固定台2422移动，并使第一夹紧装置242在从过渡工位向过滤膜冲切工位移动过程中闭合对双层薄膜7进行夹紧，在从过滤膜冲切工位向过渡工位移动过程中张开对双层薄膜7进行释放；

第二夹紧装置245包括有位于双层薄膜7上方的第二移动台2451、位于双层薄膜7下方的第二固定台2452以及安装在第二移动台2451底部的第二导杆2453；第二固定台2452底部设有与导轨248导向配合的第二导向件2455；第二导杆2453的数量为两根且分别位于双层薄膜7的两侧，两根第二导杆2453能滑动地穿过第二固定台2452，其向下穿过腰型孔2411后通过第二连接座2454进行连接；其中，本实施例中，第二夹紧装置245紧贴第一夹紧装置242的后侧设置；

第二平移装置246，具有能沿水平方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与第二连接座2454传动连接，用以驱动第二夹紧装置245在过渡工位和过滤膜冲切工位之间往复移动；其中，第二平移装置246驱动力小于第一平移装置243的驱动力，因此在第二夹紧装置245与第一夹紧装置242相紧贴的状态下，从过渡工位向过滤膜冲切工位移动过程中，在第二平移装置246不施力的情况下，第一平移装置243可以推动第一夹紧装置242和第二夹紧装置245同步向后运动；

第二升降装置247，具有能沿竖直方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与第二连接座2454传动连接，用以驱动第二移动台2451相对于第二固定台2452移动，并使第二夹紧装置245在从过渡工位向过滤膜冲切工位移动过程中闭合对双层薄膜7进行夹紧，在从过滤膜冲切工位向过渡工位移动过程中张开对双层薄膜7进行释放。

废料下料装置25包括有收卷辊251和旋转装置252。收卷辊251能供废料73缠绕成卷；旋转装置252与收卷辊251传动连接，用以驱动收卷辊251旋转带动已移动到废料下料工位的废料73收卷在收卷辊251上，对废料73的端部进行张紧。

如图8至图12所示，过滤膜冲切拾取装置3包括有复合刀具31和三轴驱动装置32。复合刀具31能将已移动到过滤膜冲切工位的双层薄膜7进行冲切得到过滤膜切片81后进行拾取；三轴驱动装置32，能驱动复合刀具31从过滤膜冲切工位移动到过滤器预装配工位，用以将过滤膜切片81拾取到位于过滤器预装配工位的过滤器底座82的台阶面821上。

复合刀具31包括有壳体311、拾取件312、冲切件313、真空装置314(图中未示出)、弹簧315和刀模架316。

具体地，壳体311沿竖直方向贯穿开设有第一安装孔3111，第一安装孔3111的数量至少为两个并沿双层薄膜7的宽度方向间隔布置，壳体311的内侧壁上沿轴向开设有限位槽3112；

拾取件312呈圆筒状，与第一安装孔3111一一对应地安装在对应的第一安装孔3111中，拾取件312的顶端和底端分别露出于壳体311；拾取件312的内部形成有内腔3121，且顶端和底端分别开设有第一连通孔3122和第二连通孔3123，该第一连通孔3122和第二连通孔3123均与内腔3121相连通，且第二连通孔3123的数量至少为两个，并沿周向间隔布置在壳体311的底端；拾取件312的外侧壁上沿周向凸设有限位环3124，该限位环3124能沿竖直方向滑动地插设在限位槽3112中；

冲切件313与第一安装孔3111一一对应地设于壳体311的底部并呈环形套设在拾取件312的外侧，冲切件313的底端为刀头3131，受结构限制，两个刀头3131无法紧贴，中间留有空隙/间隔，这个间隔造成原料浪费，但是将该间隔控制在合理的尺寸，横向移动多次冲切，则原料利用率提高，具体地，相邻两个冲切件313的刀头3131中心线连线之间的间距为冲切件313的刀头3131外径的n倍，n≥2，冲切横向移动的次数为n取整数，由此可充分利用过滤膜，避免产生过多废料；

真空装置314的抽气端通过快速连接接头3141与第一连通孔3122相连通，能对拾取件312的内腔3121进行抽真空，以使拾取件312的内腔3121气压在真空状态和大气压状态之间转换；

弹簧315设于限位槽3112中，并作用于限位槽3112的顶部和限位环3124之间，能使拾取件312始终具有露出于冲切件313的趋势，在弹簧315的作用下，限位环3124与限位槽3112的底部相抵，且拾取件312的底端露出于冲切件313。

刀模架316安装在壳体311的底部，刀模架316上沿竖直方向贯穿开设有供冲切件313插设的第二安装孔3161，且刀模架316的侧壁上开设有与第二安装孔3161相贯通的螺纹孔3162，紧固件能够螺纹连接在螺纹孔3162中并与冲切件313外侧壁相抵，以固定冲切件313保证各冲切件313均在同一高度，防止冲切件313的上下窜动。

三轴驱动装置32包括有第三升降装置321、第三平移装置322和第四平移装置323。第三升降装置321具有能沿竖直方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与复合刀具31传动连接，用以驱动复合刀具31在过滤膜冲切工位和过滤膜冲切工位的正上方之间往复移动或在过滤器预装配工位的正上方和过滤器预装配工位之间往复移动；第三平移装置322具有能沿水平方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与复合刀具31传动连接，用以驱动复合刀具31在过滤膜冲切工位的正上方和过滤器预装配工位的正上方之间往复移动；第四平移装置323具有能沿水平方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与复合刀具31传动连接，用以驱动复合刀具31在过滤膜冲切工位的正上方沿双层薄膜7的宽度方向往复移动。上述的三轴驱动装置32还配合导轨保证运动的稳定性，其作为工装中常用的装置，其具体细节部分在此处不再赘述。

如图13所示，过滤器输送装置4包括两条并排布置的导向条42、第一挡板43、第一导向板44、拨块45和第五平移装置46。导向条42自过滤器预装配工位向过滤器焊接工位延伸，两条导向条42之间形成有沿其长度方向布置的供过滤器治具41滑动的导向槽421；第一挡板43位于过滤器底座上料工位的一侧用以对位于过滤器底座上料工位的过滤器治具41进行限位；第一导向板44垂直于第一挡板43布置，用于将被外力推动的过滤器治具41引导至过滤器底座上料工位；拨块45能与过滤器治具41的端部相抵；第五平移装置46与拨块45传动连接，用于驱动拨块45沿第一挡板43的长度方向往复移动，带动已移动到过滤器底座上料工位的过滤器治具41移动到过滤器预装配工位并进入导向槽421中，进而使后方的过滤器治具41在该过滤器治具41的驱动下向后移动至对应的工位。

如图14所示，过滤器治具41上开设有供过滤器底座82安装与第一安装孔3111一一对应的容置槽411，过滤器治具41底部开设有与容置槽411相贯通的通孔412。过滤器焊接装置5包括有焊头51、第四升降装置52、限位板53、第一顶杆54和第五升降装置55。焊头51能将位于过滤器底座82上的过滤膜切片81焊接在台阶面821上组成过滤器8；第四升降装置52具有能沿竖直方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与焊头51传动连接，用以驱动焊头51在过滤器焊接工位和过滤器焊接工位的正上方之间往复移动；限位板53限位于过滤器焊接工位的上方，能对过滤器底座82的边沿进行限位；每个过滤器底座82对应有一个第一顶杆54，第一顶杆54能滑动地穿设在已移动到过滤器焊接工位的过滤器治具41的通孔412中并驱动安装在该过滤器治具41的容置槽411中的过滤器底座82向上移动直到过滤器底座82上的过滤膜切片81与焊头51接触；第五升降装置55具有能沿竖直方向移动的动力输出轴，与第一顶杆54一一对应，其动力输出轴与对应的第一顶杆54传动连接，用以驱动第一顶杆54在过滤器焊接工位和过滤器焊接工位的正下方之间往复移动。其中，限位板53限位在过滤器底座82的边沿，可以防止过滤器底座82被焊头51带出；由于每个第五升降装置55动力输出轴的伸出长度可以不一致，因此即使各过滤器底座82的高度存在偏差，也能使每个过滤器底座82的过滤膜切片81与焊头51充分接触。

如图15和图16所示，过滤器下料装置6包括有第二挡板61、第三挡板62、第二导向板63、第三导杆64、第六平移装置65、第二顶杆66和第六升降装置67。第二挡板61位于过滤器下料工位的一侧用以对移动到过滤器下料工位的过滤器治具41进行限位；第三挡板62与第二挡板61并排设置，并位于过滤器取出工位的一侧用以对移动到过滤器取出工位的过滤器治具41进行限位；第二导向板63垂直于第二挡板61布置，并与第二挡板61和第三挡板62的尾端相抵；第三导杆64垂直于第二挡板61布置，并能滑动地穿设在第二挡板61中；第六平移装置65，具有能沿水平方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与第三导杆64传动连接，用以驱动第三导杆64沿其长度方向往复移动，带动已移动到过滤器下料工位的过滤器治具41移动到过滤器取出工位；第二顶杆66能滑动地穿设在已移动到过滤器取出工位的过滤器治具41的通孔412中并驱动安装在该过滤器治具41的容置槽411中的过滤器8向上移动；第六升降装置67具有能沿竖直方向移动的动力输出轴，该动力输出轴与第二顶杆66传动连接，用以驱动第二顶杆66在过滤器取出工位和过滤器取出工位的正下方之间往复移动。其中，第二挡板61和第三挡板62顶部分别具有能够与过滤器治具41的顶部相抵进行限位的第一限位部611和第二限位部621，从而可以防止过滤器治具41被向上顶出。

上述升降装置、平移装置在内的移动装置这种进行点对点运动的机构均为气缸，上述旋转驱动装置等需要进行多点运动的则均为伺服电机。

上述过滤器自动装配装置的装配方法包括以下步骤：

初始化后，第一夹紧装置242和第二夹紧装置245均位于过滤膜冲切工位并闭合状态；

S1：在双层薄膜步进进给装置24的牵引下，过滤膜71和底膜72分别从过滤膜上料装置21和底膜上料装置22上被拉出供给到双层薄膜上料工位，进入S2；

S2：S1中位于双层薄膜上料工位的过滤膜71和底膜72在双层薄膜复合装置23的作用下贴合为双层薄膜7，进入S3；

S3：双层薄膜步进进给装置24将未冲切的双层薄膜7从过渡工位输送到过滤膜冲切工位，以使S2中的双层薄膜7从双层薄膜上料工位依次输送到过滤膜冲切工位，具体方法如下：

(3-1)通过第一升降装置244驱动第一移动台2421相对于第一固定台2422上升，使第一夹紧装置242转换为张开状态，接着通过第一平移装置243驱动第一夹紧装置242从过滤膜冲切工位移动到过渡工位，然后通过第一升降装置244使第一夹紧装置242转换为闭合状态；

(3-2)通过第二升降装置247驱动第二移动台2451相对于第二固定台2452上升，使第二夹紧装置245转换为张开状态，接着通过第二平移装置246驱动第二夹紧装置245从过滤膜冲切工位移动到过渡工位，然后通过第二升降装置247使第二夹紧装置245转换为闭合状态；

(3-3)最后通过第一平移装置243驱动第一夹紧装置242和第二夹紧装置245同步从过渡工位移动到过滤膜冲切工位，进入S4；

在此过程中，旋转装置252驱动收卷辊251对废料73进行收卷，双层薄膜上料工位的双层薄膜7在双层薄膜步进进给装置24的牵引力下向过滤膜冲切工位方向移动，过滤膜71和底膜72在双层薄膜步进进给装置24的牵引力下分别从第一放卷辊211和第二放卷辊221放卷向双层薄膜上料工位方向移动，并在双层薄膜步进进给装置24停止进给时，在第一张紧装置212和第二张紧装置222的作用下保持在张紧状态；

S4：S3中位于过滤膜冲切工位的双层薄膜7被过滤膜冲切拾取装置3吸附的同时在过滤膜冲切拾取装置3的冲切下形成过滤膜切片81和废料73，具体方法如下：

(4-1)真空装置314通过第一连通孔3122对拾取件312进行抽气使拾取件312的内腔3121处于真空状态；

(4-2)通过第三升降装置321驱动复合刀具31从过滤膜冲切工位正上方向下移动插设到第一移动台2421的冲切孔2426中直到完成冲切得到过滤膜切片81，在此过程中，拾取件312对双层薄膜7进行吸附并克服弹簧315的弹力而向上移动，进入S5；

S5：过滤器输送装置4将位于过滤器上料工位的过滤器底座82输送到过滤器预装配工位，S4中过滤膜切片81被过滤膜冲切拾取装置3拾取后移动到位于过滤器预装配工位的过滤器底座82内，具体方法如下：

(5-1)通过第五平移装置46驱动拨块45平移，带动过滤器治具41沿着第一挡板43从过滤器底座上料工位移动到过滤器预装配工位并进入导向槽421中；

(5-2)冲切得到的过滤膜切片81通过第二连通孔3123在真空负压的作用下吸附在拾取件312的底部；

(5-3)接着通过第三升降装置321驱动复合刀具31向上移动，拾取件312在弹簧315的弹力作用下复位；

(5-4)再通过第三平移装置322驱动复合刀具31移动到过滤器预装配工位的正上方；

(5-5)再通过第三升降装置321驱动复合刀具31向下移动到过滤器预装配工位；

(5-6)然后真空装置314通过第一连通孔3122对拾取件312进行真空破坏使过滤膜切片81转移到位于过滤器预装配工位的过滤器底座82内；

(5-7)最后通过三轴驱动装置32驱动复合刀具31移动到过滤膜冲切工位正上方，进入S6；

其中，S4和S5中复合刀具31完成一次切割并回位后需要通过第四平移装置323驱动复合刀具31沿双层薄膜7的宽度方向移动，直到冲切件313移动到双层薄膜7中未冲切区域的正上方，然后完成第二次切割并回位，重复上述操作，直到完成第n次切割；

S6：过滤器输送装置4将S5中位于过滤器预装配工位的带有过滤膜切片81的过滤器底座82输送到过滤器焊接工位，然后过滤器焊接装置5将过滤器底座82中的过滤膜切片81焊接在过滤器底座82上组成过滤器8，具体方法如下：

(6-1)位于过滤器预装配工位的过滤器治具41在前方的过滤器治具41的顶推下向后移动至过滤器焊接工位；

(6-3)接着通过第四升降装置52驱动焊头51向下运动至过滤器焊接工位；

(6-2)然后通过各个第五升降装置55驱动对应的第一顶杆54向上移动，带动安装在过滤器治具41的容置槽411中的过滤器底座82向上移动直到过滤器底座82上的过滤膜切片81与焊头51接触，焊头51将位于过滤器底座82上的过滤膜切片81焊接在台阶面821上组成过滤器8；

(6-4)最后分别通过第四升降装置52和第五升降装置55驱动焊头51和第一顶杆54回到原位，进入S7；

S7：过滤器输送装置4将S6中位于过滤器焊接工位的过滤器8输送到过滤器下料工位，然后过滤器下料装置6将已移动到过滤器下料工位的过滤器8取出，具体方法如下：

(7-1)位于过滤器焊接工位的过滤器治具41在前方的过滤器治具41的顶推下向后移动至过滤器下料工位；

(7-2)接着通过第六平移装置65驱动第三导杆64向第二挡板61方向移动，带动过滤器治具41沿着第二导向板63移动到过滤器取出工位，直到与第三挡板62相抵；

(7-3)然后通过第六升降装置67驱动第二顶杆66向上移动，带动安装在过滤器治具41的容置槽411中的过滤器8向上移动，取走被顶出的过滤器8后将过滤器治具41中放置过滤器底座82待用；

(7-4)最后分别通过第六平移装置65和第六升降装置67驱动第三导杆64和第二顶杆66回到原位。

Claims (15)

1.一种过滤器自动装配装置，其特征在于包括有：

机架(1)，按照工艺流程的顺序依次具有双层薄膜上料工位、过滤膜冲切工位、过滤器预装配工位、过滤器焊接工位和过滤器下料工位，过滤膜冲切工位的前方具有过渡工位；

过滤膜上料装置(21)，能将过滤膜(71)供给到双层薄膜上料工位；

底膜上料装置(22)，能将底膜(72)供给到双层薄膜上料工位；

双层薄膜复合装置(23)，能将已移动到双层薄膜上料工位的过滤膜(71)和底膜(72)贴合为双层薄膜(7)；

双层薄膜步进进给装置(24)，能将未冲切的双层薄膜(7)从过渡工位输送到过滤膜冲切工位，以使双层薄膜(7)从双层薄膜上料工位依次输送到过滤膜冲切工位；

过滤膜冲切拾取装置(3)，能将已移动到过滤膜冲切工位的双层薄膜(7)进行冲切得到过滤膜切片(81)，并将过滤膜切片(81)拾取到位于过滤器预装配工位的过滤器底座(82)内；

过滤器输送装置(4)，能将过滤器底座(82)依次输送到过滤器预装配工位、过滤器焊接工位和过滤器下料工位；以及

过滤器焊接装置(5)，能将已移动到过滤器焊接工位的过滤器底座(82)中的过滤膜切片(81)焊接在过滤器底座(82)上组成过滤器(8)。

2.根据权利要求1所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的过滤膜上料装置(21)包括有

第一放卷辊(211)，套设有缠绕成卷的过滤膜(71)；以及

第一张紧装置(212)，与第一放卷辊(211)传动连接，能使过滤膜(71)始终具有收卷在第一放卷辊(211)上的趋势；

所述的底膜上料装置(22)包括有

第二放卷辊(221)，套设有缠绕成卷的底膜(72)；以及

第二张紧装置(222)，与第二放卷辊(221)传动连接，能使底膜(72)始终具有收卷在第二放卷辊(221)上的趋势。

3.根据权利要求1所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的双层薄膜复合装置(23)包括有设于双层薄膜上料工位上的第一压辊(231)和第二压辊(232)，该第一压辊(231)和第二压辊(232)之间形成可供过滤膜(71)、底膜(72)穿过并贴合为双层薄膜(7)的间隙，且过滤膜(71)位于底膜(72)上方。

4.根据权利要求1所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的双层薄膜步进进给装置(24)包括有

第一夹紧装置(242)，包括有位于双层薄膜(7)上方的第一移动台(2421)、位于双层薄膜(7)下方的第一固定台(2422)以及安装在第一移动台(2421)底部的第一导杆(2423)，该第一导杆(2423)能滑动地穿过第一固定台(2422)，所述的第一移动台(2421)上具有自上而下贯穿的冲切孔(2426)；

第一平移装置(243)，与第一夹紧装置(242)传动连接，用以驱动第一夹紧装置(242)在过渡工位和过滤膜冲切工位之间往复移动；

第一升降装置(244)，与第一移动台(2421)传动连接，用以驱动第一移动台(2421)相对于第一固定台(2422)移动，并使第一夹紧装置(242)在从过渡工位向过滤膜冲切工位移动过程中闭合，在从过滤膜冲切工位向过渡工位移动过程中张开；

第二夹紧装置(245)，包括有位于双层薄膜(7)上方的第二移动台(2451)、位于双层薄膜(7)下方的第二固定台(2452)以及安装在第二移动台(2451)底部的第二导杆(2453)，该第二导杆(2453)能滑动地穿过第二固定台(2452)；

第二平移装置(246)，与第二夹紧装置(245)传动连接，用以驱动第二夹紧装置(245)在过渡工位和过滤膜冲切工位之间往复移动；以及

第二升降装置(247)，与第二移动台(2451)传动连接，用以驱动第二移动台(2451)相对于第二固定台(2452)移动，并使第二夹紧装置(245)在从过渡工位向过滤膜冲切工位移动过程中闭合，在从过滤膜冲切工位向过渡工位移动过程中张开。

5.根据权利要求4所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的双层薄膜步进进给装置(24)还包括有

安装台(241)，并排开设有两个供第一导杆(2423)和第二导杆(2453)在过渡工位和过滤膜冲切工位之间移动的腰型孔(2411)；

所述第一导杆(2423)的数量为两根且分别位于双层薄膜(7)的两侧，两根所述的第一导杆(2423)向下穿过腰型孔(2411)后通过第一连接座(2424)进行连接，所述的第一平移装置(243)和第一升降装置(244)通过该第一连接座(2424)与第一夹紧装置(242)传动连接；

所述第二导杆(2453)的数量为两根且分别位于双层薄膜(7)的两侧，两根所述的第二导杆(2453)向下穿过腰型孔(2411)后通过第二连接座(2454)进行连接，所述的第二平移装置(246)和第二升降装置(247)通过该第二连接座(2454)与第二夹紧装置(245)传动连接。

6.根据权利要求5所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的双层薄膜步进进给装置(24)还包括有

导轨(248)，设于所述的安装台(241)上，自过渡工位向过滤膜冲切工位延伸；

所述的第一固定台(2422)和所述的第二固定台(2452)底部分别设有与所述的导轨(248)导向配合的第一导向件(2425)和第二导向件(2455)。

7.根据权利要求1所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的机架(1)上还具有

废料下料工位，位于过滤膜冲切工位的后方；

所述的过滤器自动装配装置还包括有

废料下料装置(25)，能将已移动到废料下料工位的废料(73)进行收卷。

8.根据权利要求7所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的废料下料装置(25)包括有

收卷辊(251)，能供废料(73)缠绕成卷；以及

旋转装置(252)，与收卷辊(251)传动连接，用以驱动收卷辊(251)旋转带动已移动到废料下料工位的废料(73)收卷在收卷辊(251)上。

9.根据权利要求1所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的过滤膜冲切拾取装置(3)包括有复合刀具(31)和三轴驱动装置(32)；

所述的复合刀具(31)包括有

壳体(311)，沿竖直方向贯穿开设有第一安装孔(3111)；

拾取件(312)，安装在第一安装孔(3111)中，顶端和底端分别露出于所述的壳体(311)，内部形成有内腔(3121)，顶端和底端分别开设有第一连通孔(3122)和第二连通孔(3123)，该第一连通孔(3122)和第二连通孔(3123)均与内腔(3121)相连通；

冲切件(313)，设于壳体(311)的底部并呈环形套设在拾取件(312)的外侧，底端为刀头(3131)；以及

真空装置(314)，抽气端与所述的第一连通孔(3122)相连通，能对拾取件(312)的内腔(3121)抽真空；

所述的三轴驱动装置(32)能驱动复合刀具(31)从过滤膜冲切工位移动到过滤器预装配工位，用以将过滤膜切片(81)拾取到位于过滤器预装配工位的过滤器底座(82)内。

10.根据权利要求9所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述拾取件(312)的外侧壁上沿周向凸设有限位环(3124)，对应地，所述壳体(311)的内侧壁上沿轴向开设有限位槽(3112)，所述的限位环(3124)能沿竖直方向滑动地插设在所述的限位槽(3112)中；

所述的复合刀具(31)还包括有

弹簧(315)，设于所述的限位槽(3112)中，作用于限位槽(3112)的顶部和限位环(3124)之间，能使拾取件(312)始终具有露出于冲切件(313)的趋势。

11.根据权利要求9所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述第二连通孔(3123)的数量至少为两个，并沿周向间隔布置在所述壳体(311)的底端或开设在中心位置处。

12.根据权利要求9所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述第一安装孔(3111)的数量至少为两个，并沿所述双层薄膜(7)的宽度方向间隔布置，各所述第一安装孔(3111)内设有相互配合的所述拾取件(312)和所述冲切件(313)。

13.根据权利要求12所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：相邻两个所述冲切件(313)的刀头(3131)中心线连线之间的间距为所述冲切件(313)的刀头(3131)外径的n倍，n≥2。

14.根据权利要求9所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述壳体(311)的底部安装有刀模架(316)，该刀模架(316)上沿竖直方向贯穿开设有供冲切件(313)插设的第二安装孔(3161)，且刀模架(316)的侧壁上开设有与第二安装孔(3161)相贯通的螺纹孔(3162)，以使紧固件能够螺纹连接在螺纹孔(3162)中并与冲切件(313)相抵。

15.根据权利要求9所述的过滤器自动装配装置，其特征在于：所述的三轴驱动装置(32)包括有

第三升降装置(321)，与复合刀具(31)传动连接，用以驱动复合刀具(31)在过滤膜冲切工位和过滤膜冲切工位的正上方之间往复移动或在过滤器预装配工位的正上方和过滤器预装配工位之间往复移动；

第三平移装置(322)，与复合刀具(31)传动连接，用以驱动复合刀具(31)在过滤膜冲切工位的正上方和过滤器预装配工位的正上方之间往复移动；以及

第四平移装置(323)，与复合刀具(31)传动连接，用以驱动复合刀具(31)在过滤膜冲切工位的正上方沿所述双层薄膜(7)的宽度方向往复移动。

Images