料包焊接设备及料包焊接方法与流程

本发明涉及包装封口技术领域，特别是涉及一种料包焊接设备。此外，本发明还涉及一种使用上述料包焊接设备生产料包的料包焊接方法。

背景技术：

茶包具有方便冲泡、可长期存储的特点，在市场上越来越受欢迎。

茶包生产时需要焊接茶叶包装袋，目前茶叶包装袋多为四棱锥形且均采用人工焊接，焊接时需要先加热焊枪，并将茶包放于焊接台上，然后将焊枪压紧在茶包待焊部位上，拉直平移焊枪完成焊接，焊接一面后，需要旋转茶叶包90°再做焊接流程，完成一个茶包焊接共需要重复做4次，费时费力，且由于人工力度不一致，焊接口也会牢固不一致，导致有些需要返工，造成效率低下，次品率高。另外，由于焊枪头形状为刃口型，材料为铁铬铝，很容易磨损，一天内需要人工多次更换焊枪头，进一步影响茶包生产效率。

因此如何解决茶包焊接费时费力、次品率高等问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种料包焊接设备，可实现料包的自动焊接，焊接效率高，次品率低。本发明的另一目的是提供一种采用上述料包焊接设备生产料包的料包焊接方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种料包焊接设备，包括用于放置料包的下模具、用于将布带压在料包上并焊接的超声波上模，以及用于驱动所述超声波上模升降的动力装置，所述超声波上模设在所述下模具的正上方，还包括控制器，所述动力装置和所述超声波上模均与所述控制器相连。

优选地，所述超声波上模包括超声波发生器和与所述超声波发生器相连的上模具，所述下模具和所述上模具为与料包封口处相匹配的框架结构，所述超声波发生器的焊头设在所述上模具内。

优选地，所述动力装置为升降气缸，所述升降气缸通过压力阀与空气压缩机相连，所述压力阀与所述控制器相连。

优选地，还包括上布带机构，所述上布带机构包括用于安装布带的上布轮和用于拉直布带并使布带移动的拉布机构，所述上布轮设在所述下模具的一侧，所述拉布机构设在所述下模具的另一侧，以使布带能够从超声波上模和下模具之间穿过，所述拉布机构与所述控制器相连。

优选地，所述拉布机构包括布进电机、由所述布进电机驱动的滚轮、设在所述滚轮上方的压轮以及用于驱动所述压轮上下移动的压布气缸，所述布进电机和所述压布气缸均与所述控制器相连。

优选地，在所述拉布机构远离所述下模具的一侧还设有吸废布机构，所述吸废布机构包括抽风机和风筒，所述风筒的进口正对所述滚轮和所述压轮。

优选地，在所述拉布机构与所述下模具之间还设有用于检测布带是否到位的缺布检测装置，所述缺布检测装置与所述控制器相连。

本发明还提供一种料包焊接方法，应用于上述的料包焊接设备，包括：

s1：将布带装在所述上布轮上，将布带的一端拉直至由所述拉布机构固定，并使布带从所述超声波上模和所述下模具之间穿过；

s2：将待焊料包放置于所述下模具内；

s3：所述动力装置以预设的下压压力值带动所述超声波上模下移至与所述下模具相抵，将布带压在料包上；

s4：所述动力装置带动所述超声波上模以预设的焊接压力值下压；

s5：所述超声波上模产生超声波将布带与料包焊接；

s6：所述动力装置带动所述超声波上模上移至初始位置。

优选地，在s6之后还包括：

s7：所述拉布机构动作，将布带向前拉动一个工位。

优选地，在s7之后还包括：

通过缺布检测装置检测布带是否到位，若是，则进入s2，若否，则说明所述拉布机构故障。

本发明提供的料包焊接设备，包括用于放置料包的下模具、用于将布带压在料包上并焊接的超声波上模，以及用于驱动超声波上模升降的动力装置，超声波上模设在所述下模具的正上方，还包括控制器，动力装置和超声波上模均与控制器相连。

焊接料包时，先将待焊料包放置于下模具内，使料包的待封口边缘位于下模具外，并在超声波上模和下模具之间设置封口使用的布带，然后控制器控制动力装置启动，使动力装置带动超声波上模下移至与下模具相抵，将布带压在料包上，达到一定压力后，超声波上模发出超声，通过超声波的高频振动将布条与料包焊接为一体，完成料包的封口加工，之后动力装置再带动超声波上模上移至初始位置；通过下模具和超声波上模的配合实现料包的自动焊接，一个料包的焊接仅需一次操作就能完成，省时省力，焊接效率高，质量高。

本发明提供的料包焊接方法，与上述料包焊接设备相对应，是通过本发明提供的料包焊接设备实现的焊接方法，由于上述料包焊接设备具有上述技术效果，上述料包焊接方法也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的料包焊接设备的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的下模具的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供的料包焊接设备的另一种具体实施方式的结构示意图；

图4为图3的主视图；

图5为本发明所提供的料包焊接方法的一种具体实施方式的流程图。

附图中标记如下：

料包1、超声波上模2、下模具3、动力装置4、压力阀5、上布轮6、滚轮7、压轮8、压布气缸9、吸废布机构10、缺布检测装置11。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种料包焊接设备，可实现料包的自动焊接，焊接效率高，次品率低。本发明的另一核心是提供一种采用上述料包焊接设备生产料包的料包焊接方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的料包焊接设备的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的下模具的一种具体实施方式的结构示意图。

本发明具体实施方式提供的料包焊接设备，主要用于对料包1进行焊接封口，料包1具体可以为茶包、调味包等，本申请对此不作具体限制，下面以茶包为例进行具体说明。该料包焊接设备主要包括下模具3、超声波上模2、控制器以及用于驱动超声波上模2升降的动力装置4，其中，超声波上模2设在下模具3的正上方，动力装置4和超声波上模2均与控制器相连，下模具3主要用于放置茶包，超声波上模2主要用于发出超声，在控制器的控制下，动力装置4能够带动超声波上模2下移并使其压在下模具3上，超声波上模2与下模具3配合可完成茶包与布条的焊接。

焊接茶包时，先将待焊茶包放置于下模具3内，使茶包的待封口边缘位于下模具3外(针对四棱锥形的茶包，就是将茶包尾部放在下模具3内，茶包头部四个边的边缘放在下模具3外)，并在超声波上模2和下模具3之间设置封口使用的布带，然后控制器控制动力装置4启动，使动力装置4带动超声波上模2下移至与下模具3相抵，将布带压在茶包上，达到一定压力后，超声波上模2发出超声，通过超声波的高频振动将布条与茶包焊接为一体，完成茶包的封口加工，之后动力装置4再带动超声波上模2上移至初始位置。

其中需要说明的是，超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

综上所述，本发明提供的料包焊接设备，通过下模具3和超声波上模2的配合实现茶包的自动焊接，一个茶包的焊接仅需一次操作就能完成，省时省力，焊接效率高，质量高。

本发明提供的料包焊接设备，超声波上模2既用于与下模具3配合以将布带压在茶包上，又用于产生超生波以实现焊接，具体地，超声波上模2可以包括超声波发生器和与超声波发生器相连的上模具，上模具为与茶包封口处相匹配的框架结构，超声波发生器的焊头设在上模具内，这样可有效保护超声波发生器。由于目前茶叶包装袋多为四棱锥形，则上模具可以为方形框架，超声波发生器的焊头为方形焊头，同时实现茶包头部四个边的焊接。

另外，下模具3用于放置茶包，为达到较好的焊接效果，下模具3优选为与茶包封口处相匹配的框架结构；由于目前茶叶包装袋多为四棱锥形，则下模具3可以为方形框架，可同时实现茶包头部四个边的焊接。

其中需要说明的是，本发明提供的料包焊接设备，可以适用于多种形状的茶包，并不限于四棱锥茶包，也可以适用于方形、三棱锥等其他形状的茶包，本申请对此不作具体限制。

另外，茶包焊接时，为保证焊接质量，布带的尺寸通常大于茶包封口处尺寸，因此每焊一个茶包周边通常都会有剩余布料，为节省工序，超声波上模2在焊接完成后可再次发出超声，并与下模具3配合切割多余布料，为达到更好的切除效果，在下模具3顶部可以设有用于切除多余布料的刀口，利用刀口受力切割布料。其中，超声波切除的原理与超声波焊接类似，只是焊接压力和焊接时间不同，一般超声波切除所需的压力小于超声波焊接。

在上述各具体实施方式的基础上，本发明提供的料包焊接设备，动力装置4具体可以选用升降气缸，且升降气缸通过压力阀5与空气压缩机相连，且压力阀5与控制器相连，升降气缸体积小，质量轻，易于控制，通过控制器能够调整压力阀5的开度，进而调整升降气缸的驱动压力，超声波上模2下压时，控制动力装置4以预设的下压压力值带动超声波上模2下移，到达与下模具3相抵的位置并将布带压在茶包上后，控制器通过调整压力阀5的开度，使动力装置4带动超声波上模2以预设的焊接压力值下压，然后超声波上模2产生超声进行焊接，焊接完成后动力装置4带动超声波上模2回位。当然，动力装置4的种类及压力调节方式并不限于此，也可以选用液压缸等超声波上模2升降，也在本发明的保护范围内。

请参考图3和图4，图3为本发明所提供的料包焊接设备的另一种具体实施方式的结构示意图；图4为图3的主视图。

在上述各具体实施方式的基础上，为进一步提高茶包的焊接效率和自动化程度，本发明提供的料包焊接设备，还可以包括上布带机构，上布带机构具体包括用于安装布带的上布轮6和用于拉直布带并使布带移动的拉布机构，上布轮6设在下模具3的一侧，拉布机构设在下模具3的另一侧，且拉布机构与控制器相连。

在料包焊接设备使用前，可以先初始化上布带机构，即将布带安装在上布轮6上，然后将布带的一端拉直至由下模具3另一侧的拉布机构固定，并使布带从超声波上模2和下模具3之间穿过，茶包焊接时，待焊茶包放置于下模具3内，超声波上模2下压时即能够将布带压在茶包上并将两者焊接为一体，焊接完成后，控制器控制拉布机构动作，将布带向前拉动一个工位，保证位于超声波上模2和下模具3之间的布带始终是完整的布带，此时在下模内放入新的待焊茶包就可以进行下一个茶包的焊接，自动化程度更高，可进一步减小劳动强度。

其中，拉布机构用于在茶包焊接完成后向前拉动布带，具体地，拉布机构可以包括布进电机、由布进电机驱动的滚轮7、设在滚轮7上方的压轮8以及用于驱动压轮8上下移动的压布气缸9，且布进电机和压布气缸9均与控制器相连。初始化上布带机构时，压布气缸9带动压轮8上下移动，并使布带的一端压在滚轮7和压轮8之间，实现布带的拉直和固定，茶包焊接时，每焊接完一个茶包，控制器发出控制信号，布进电机带动滚轮7转动一定角度，滚轮7与压轮8配合将布带向前拉动一个工位。

为保证每一次焊接均为有效焊接，以提高焊接质量，本发明具体实施方式提供的料包焊接设备，在拉布机构与下模具3之间且靠近下模具3的一侧还可以设有缺布检测装置11，且缺布检测装置11与控制器相连，缺布检测装置11主要用于检测位于超声波上模2和下模具3之间的布带是否为完整的布带，若是，则控制器控制超声波上模2动作进行下一茶包的焊接，若否，则说明拉布机构故障，或说明布带破损，控制器可控制拉布机构再次动作将布带向前拉动一个工位，直至缺布检测装置11的检测结果为是。

在上述具体实施方式的基础上，本发明提供的料包焊接设备，在拉布机构远离下模具3的一侧还可以设有吸废布机构10，吸废布机构10具体可以包括抽风机和风筒，且风筒的进口正对滚轮7和压轮8；每焊一个茶包周边通常都会有剩余布料，即废布，在拉布机构将剩余布料从超声波上模2和下模具3之间拉出后，通过吸废布机构10可以将剩余布料吸至风筒内进行收集。

请参考图5，图5为本发明所提供的料包焊接方法的一种具体实施方式的流程图。

除了上述料包焊接设备，本发明的具体实施方式还提供一种使用上述料包焊接设备生产料包1的料包焊接方法，该料包焊接方法具体包括：

s1：将布带设在超声波上模2和下模具3之间；

s2：将待焊料包1放置于下模具3内；

s3：动力装置4以预设的下压压力值带动超声波上模2下移至与下模具3相抵，将布带压在料包1上；

s4：动力装置4带动超声波上模2以预设的焊接压力值下压；

s5：超声波上模2产生超声波将布带与料包1焊接；

s6：动力装置4带动超声波上模2上移至初始位置。

其中需要说明的是，动力装置4和超声波上模2均由控制器控制，焊接料包1前，可以先通过控制器设置好超声波上模2的下压压力值和焊接压力值；为实现超声波上模2能够以不同压力下压，动力装置4上具体可以设有调整其驱动压力的压力阀5，通过控制器调整压力阀5的开度，进而调整动力装置4的驱动压力。

焊接料包1时，在设置好布带和待焊料包1后，触发允许焊接信号给控制器，控制器收到允许焊接信号后控制动力装置4启动，并使动力装置4带动超声波上模2以预设的下压压力值下压，当超声波上模2下压到位时，控制器控制动力装置4带动超声波上模2以预设的焊接压力值下压，然后控制器控制超声波上模2产生超声波将布带与料包1焊接，焊接完成后控制器再控制动力装置4带动超声波上模2上移至初始位置。

进一步地，为提高料包1的焊接效率和自动化程度，可以在下模具3的一侧设有用于安装布带的上布轮6，并在下模具3的另一侧设有用于拉直布带并使布带移动的拉布机构，且拉布机构与控制器相连，则步骤s1具体可以为：将布带装在设于下模具3一侧的上布轮6上，将布带的一端拉直至由下模具3另一侧的拉布机构固定，并使布带从超声波上模2和下模具3之间穿过。

另外，在焊接完成且超声波上模2上移至初始位置后，控制器可控制拉布机构动作，将布带向前拉动一个工位，记为步骤s7，以保证位于超声波上模2和下模具3之间的布带始终是完整的布带，此时在下模内放入新的待焊料包1就可以进行下一个料包1的焊接，自动化程度更高，可进一步减小劳动强度。

其中，拉布机构用于在料包1焊接完成后向前拉动布带，具体地，拉布机构可以包括布进电机、由布进电机驱动的滚轮7、设在滚轮7上方的压轮8以及用于驱动压轮8上下移动的压布气缸9，且布进电机和压布气缸9均与控制器相连。初始化上布带机构时，压布气缸9带动压轮8上下移动，并使布带的一端压在滚轮7和压轮8之间，实现布带的拉直和固定，料包1焊接时，每焊接完一个料包1，控制器发出控制信号，布进电机带动滚轮7转动一定角度，滚轮7与压轮8配合将布带向前拉动一个工位。

进一步地，为保证每一次焊接均为有效焊接，以提高焊接质量，在每次拉布机构动作后，可通过缺布检测装置11检测布带是否到位，若是，则再次进入s2，开始下一料包1的焊接，若否，则可通过控制器提醒拉布机构故障。

另外，还可以设置与控制器相连的位置检测单元和压力检测单元，位置检测单元主要用于在焊接过程中检测超声波上模2是否下压到位以及是否上移到初始位置，压力检测单元主要用于检测超声波上模2的实际下压力；动力装置4带动超声波上模2下压时，通过位置检测单元检测超声波上模2是否下压到位，若是，则控制器再控制驱动装置带动超声波上模2以预设的焊接压力值下压，此时通过压力检测单元检测超声波上模2的实际下压力，压力检测单元具体可以设在下模具3上，当检测到实际下压力不小于预设的焊接压力值时，控制器再控制超声波上模2产生超声波，若检测到实际下压力小于预设的焊接压力值，则说明用来调整动力装置4驱动压力的压力阀5故障，可通过控制器提示压力阀5故障，焊接完毕超声波上模2上移回位后，通过位置检测单元检测超声波上模2是否上移到位，若是，则进入s7，若否，则可通过控制器提示超声波上模2回位故障。

在本发明申请文件的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”等指示的方位或关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外，说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述较为简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本发明所提供的料包焊接设备及料包焊接方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。