一种用于座椅腰托自动包覆的设备

技术领域

本发明涉及家具包覆设备技术领域，具体涉及一种用于座椅腰托自动包覆的设备。

背景技术

腰托，作为办公网椅的重要组成部分，是影响办公网椅舒适度和外观造型的关键因数之一，目前市面上的腰托一般由三层构成，分别为腰托内板、海绵以及面料（一般采用网布），制作时，将海绵、面料依次覆盖在腰托内板上，然后紧绷面料，使面料将海绵包覆在腰托内板上，并通过枪钉最终将面料固定住，形成腰托；目前，这个包覆过程多采用人工手动包覆，具体的：

第一步，将面料平整的展开在工作台上，在将海绵平放在面料正中，最后将腰托内板放在海绵正中。

第二步，首先对面料的两短边进行包覆固定：先拉紧面料的短边，并将面料的短边向上翻折并覆盖在腰托内板上，接着在左右短边居中部位各打枪钉以将面料的短边翻折上来的部分固定到腰托上；接着参照上述的短边包覆步骤，实现面料的两长边的固定的；最后用力向内旋转折叠腰托转角处面料，使其转角处圆润不空洞，再枪钉紧密相接钉制。

第三步，使用美工刀沿枪钉线切除腰托上过长的面料即可。

对于现有的这种，依靠人工实现面料的拉紧包覆以及人工枪钉固定的方式实现腰托包覆，首先加大了人工劳动强度，而且效率较低；其次，受工人操作经验和作业水平的限制，面料包覆海绵及腰托内板的松紧程度和枪钉打入的位置准确性较难控制，面料受到的人工拉伸力不均匀和枪钉对面料的固定程度不均匀等因素，使得连接后面料各处的张紧程度存在差异，面料纹路不平行影响包覆效果；因而还有待改进。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种用于座椅腰托自动包覆的设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于座椅腰托自动包覆的设备，用于将面料和弹性体包覆在腰托内板上形成腰托，包括：

超声波焊接装置，其包括超声波焊头，其中超声波焊头由一驱动机构驱动竖向位移；

基座，所述基座包括定位槽，所述定位槽顶部敞口设置形成敞口端，所述敞口端外周侧形成有用于托载面料的载面；

仿形模具，其设于定位槽中并能够在定位槽中沿竖向在初始位置和焊接位置间升降活动；初始位置下，所述仿形模具位于敞口端位置，所述焊接位置位于初始位置下侧；仿形模具顶部开设有与腰托内板相适应的仿形槽；

升降件，用于驱动仿形模具升降；

平推机构，包括推头和动力件，所述推头设于基座上能够在动力件的驱动下相对于基座水平移动进/出定位槽；所述推头包括角部推头和边部推头，其中定位槽的每个侧边位置均设有边部推头，定位槽的每个拐角处均设有角部推头；

下压组件，用于沿竖向下压腰托内板、弹性体和面料。

较之现有技术，采用本方案的优点在于：

首先，本方案中，整个腰托的包覆过程基本由机械完成，无需作业人员过多参与，一来可以节省劳动量，二来也有助于提高生产效率。

其次，本方案中，通过设置具有仿形槽的仿形模具，并配合平推机构进行包覆，如此在包覆时，依靠下压组件可以将腰托内板、弹性体和面料压入仿形槽中，由于仿形槽的形状是仿照腰托内板的形状的，如此在下压时，弹性层能够紧密的贴靠在腰托内板的下侧面上，位于弹性层下侧的部分也能够紧密的贴靠在弹性层的下侧面上；

而各推头主要用于将面料的边部和角部位置向内侧翻折覆盖在腰托内板的上侧面上以供超声波焊头后续进行焊接；这样的方式配合仿形模具可以保证在包覆时，面料四面受力均匀，从而在包覆好后，整个腰托各位置的松紧度较为均匀，面料几乎无褶皱；如此成型后的腰托外形更为饱满，造型更为美观。

其次，本方案中采用的是焊接的方式实现面料与腰托内板之间的固定，相较之传统的枪钉固定方式而言，首先固定效果更为牢靠，二来固定后腰托内板与面料固定位置更为贴合，且能够保证固定点固定程度均匀。

作为优选，所述设备还包括对面料进行定位的第一定位件，和/或对弹性体进行定位的第二定位件，和/或对腰托内板进行定位的第三定位件。

作为优选，所述定位件包括设于载面上并相对于载面向上凸起的凸边，所述凸边环绕在定位槽的敞口端外侧，且凸边内侧围设形成与面料尺寸适配的定位空间。

作为优选，所述第二定位件至少包括两个分别位于定位槽相邻两侧侧边位置的第一靠山，所述第一靠山位于载面上方用于供弹性体的边部抵靠，和/或所述第三定位件至少包括两个分别位于定位槽相邻两侧侧边位置的第二靠山，所述第二靠山位于载面上方用于供腰托内板的边部抵靠。

作为优选，所述角部推头靠近定位槽的一端端部形成有内凹陷的角槽。

作为优选，所述下压组件包括压头和驱动压头旋转下压的旋转下压气缸，其中压头能够在旋转下压气缸的驱动下从超声波焊头的下压路径中移开。

作为优选，所述仿形模具的底部可拆卸连接有能够在定位槽中竖向活动的安装板，所述安装板与升降件相连接。

作为优选，所述定位槽的槽底设有限位板，所述限位板的顶部安装有缓冲件。

作为优选，所述超声波焊头的底部边缘向下凸起形成环状的凸缘。

作为优选，所述动力件和/或升降件包括气缸。

本发明的其他优点和效果在具体实施方式和附图部分进行具体阐释。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明仿形模具处于初始位置下基座的截面图；

图3为本发明焊接状态下基座的截面图；

图4为基座和平推机构的爆炸图；

图5为基座位置的局部示意图；

图6为基座位置的俯视图；

图7为基座内部的局部爆炸图；

图8为本发明面料、腰托内板、弹性体放置在基座状态下的示意图；

图9为本发明面料、腰托内板、弹性体与基座分离状态下的示意图；

图10为焊头的底部结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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。

请参阅图1-10所示，本实施例提供一种用于座椅腰托自动包覆的设备，用于将面料a3和弹性体a2包覆在腰托内板a1上形成腰托，其中弹性体a2一般采用海绵。

本实施例所提供的设备主要包括机台1、超声波焊接装置2、基座3、仿形模具4、升降件、平推机构以及下压组件，以下对各部件进行具体说明：

如图1所示，超声波焊接装置2安装在机台1上，其包括超声波焊头21，使用时，由超声波焊头21与工件接触实现超声波焊接，并且超声波焊头21由一驱动机构（视角原因图中未示出）驱动进行竖向位移，这里的驱动机构可以是气缸、电缸、丝杠直线模组中的任一一种，对于超声波焊接装置2在现有技术中有大量的公开文件说明，故在此不做过多的赘述。

本方案中，超声波焊头21主要是实现面料a3和腰托内板a1之间的焊接，其焊接原理为：超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料（在本实施例中主要是面料a3和腰托内板a1）的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。

其中，本实施例中，如图10所示，所述超声波焊头21的底部边缘向下凸起形成环状的凸缘211，凸缘211位置则是直接作用于面料a3和腰托内板a1的焊接位置进行焊接的，这样，超声波焊头21处于凸缘211内侧的部分便不会与材料相作用，将能量集中在凸缘211位置进行焊接，具体可参照图3所示状态。

结合图1-图4所示，所述基座3安装在机台1上，其中部形成有定位槽31，定位槽31的横向截面基本与腰托内板a1的俯视状态下的形状相同，例如本实施例中本实施例中以一种具有上凹弧度的腰托内板a1，其俯视状态下，其形状基本呈矩形结构；因而本实施例中定位槽31的横向截面基本为矩形结构。

定位槽31竖向延伸，所述定位槽31顶部敞口设置形成敞口端，面料a3、弹性体a2和腰托内板a1可由敞口端进出定位槽31；如图2和图9所示，所述敞口端外周侧形成有用于托载面料a3的载面323，载面323水平设置；放置工件时，如图8所示状态，面料a3水平铺开在在载面323上，弹性体a2放置面料a3上，腰托内板a1放置在弹性体a2上，一般而言弹性体a2的尺寸是略大于敞口端的，因而其也可以由载面323托起。

结合图5和图7所示，仿形模具4顶部开设有与腰托内板a1相适应的仿形槽41，可以理解为，仿形槽41是依照腰托内板a1的形状进行仿照的，例如本实施例中，仿形槽41的槽底呈向上隆起的弧面，以与腰托内板a1的下侧面上凹弧面相适应；仿形槽41的四周槽壁能够在面料a3和弹性体a2压入仿形槽41内时，起到一个向上翻折二者的作用，比如面料a3在向下压入仿形槽41内时，在仿形槽41的四周槽壁的挤压下，可以使得面料a3的边部向上以接近90°的状态上翻，以供后续平推机构的平推拉伸。

其中，仿形模具4设于定位槽31中并能够在定位槽31中沿竖向在初始位置和焊接位置间升降活动；初始位置下，如图2所示状态；所述仿形模具4位于敞口端位置，具体的，在初始位置下，仿形模具4的最高点与载面323平齐，当然略低与载面323一点也是可以的。所述焊接位置位于初始位置下侧，换言之，仿形模具4向下移动一段距离后进入焊接位置（可参照图3所示状态），后续超声波焊接动作在仿形模具4进入焊接位置时进行。

如图2所示，升降件用于驱动仿形模具4升降，其中升降件具体可以采用气缸，为了以示区分，在此将其记为第一气缸43，其竖向安装在机台1的底部，且其轴端伸入定位槽31中以与仿形模具4连接，通过第一气缸43的伸缩动作实现仿形模具4的升降。

另外为了给仿形模具4升降进行导向，本实施例中，机台1上还设有若干竖向设置的导杆36，导杆36竖向活动穿设在机台1上，且其上端安装在仿形模具4上，通过导杆36给仿形模具4升降进行导向。

平推机构包括推头和动力件，本实施例中，如图4 和图6所示，推头主要包括两种，一种为边部推头52，另一种为角部推头53；所述边部推头52和角部推头53均设于基座3上且均能够在动力件的驱动下相对于基座3水平移动进/出定位槽31，值得说明的是，每个推头都单独配备一个动力件驱动。

在本实施例中，如图6所示，定位槽31的每个侧边位置均设有边部推头52，定位槽31的每个拐角处均设有角部推头53；以矩形的定位槽31为例，本实施例中，边部推头52设置4个，4个边部推头52分别设置在定位槽31的4边位置，即一个边部推头52对应一个定位槽31的侧边，如此一个边部推头52便可推动面料a3的一个侧边（本实施例中面料a3基本呈矩形结构）进行包覆，4个推头便可对应面料a3的4条边。

而角部推头53也设置4个，且4个角部推头53分别设于定位槽31的四角处，用以分别推动面料a3的4个角进行包覆。本实施例中，所述角部推头53靠近定位槽31的一端端部形成有内凹陷的角槽531，如此面料a3角部位置可以收拢在角槽531中，最终被角部推头53推动包覆。

本实施例中，动力件可以采用气缸，为了以示区分，在此将其记为第二气缸51，8个推头便对应8个第二气缸51，其中第二气缸51均固定在机台1上，推头与固定在第二气缸51的轴端，由第二气缸51的伸缩动作带动推头水平移动。

推头与基座3的具体安装结构为：如图2和图4所示，在基座3的四周开设有水平贯通的通槽33，推头活动设置在通槽33中，且推头能够在通槽33中水平移动以进/出定位槽31；初始状态下，推头收缩在通槽33中，不会延伸到定位槽31中，以保证推头不会干涉到仿形模具4的正常下降；而在平推面料a3进行面料a3翻折时，推头伸入定位槽31中，并水平推动面料a3使之在腰托内板a1的上表面向中间翻折并压在面料a3上，如图3所示状态，以供后续超声波焊头21进行焊接。

下压组件用于沿竖向下压腰托内板a1、弹性体a2和面料a3。

使用时，首先将面料a3、弹性体a2和腰托内板a1三者自下而上依次放置在载面323上，如图8所示；此时，仿形模具4处于初始位置；如此面料a3与仿形模具4之间的竖向间距较小，如此面料a3、弹性体a2和腰托内板a1在后续下压至仿形槽41内的竖向位移较小，从而可以减小在此过程中，面料a3在弹性体a2下侧部分出现折皱的问题。

接着，控制下压组件抵触在腰托内板a1的上壁上并开始向下下压腰托内板a1，直至将弹性体a2和面料a3压入仿形槽41中，此时相当于面料a3、弹性体a2和腰托内板a1三者被夹紧在仿形模具4和下压组件之间。

再接着，仿形模具4在第一气缸43的驱动下与下压组件同步下移，直至进入焊接位置；此步骤中，面料a3、弹性体a2和腰托内板a1三者相当于是在仿形模具4和下压组件的夹紧下向下移动的，如此便可保证面料a3、弹性体a2和腰托内板a1三者在随仿形模具4下降过程中，能够保持相互紧密贴合的状态下下移，如此便可减小三者在下移过程中，面料a3在弹性体a2下侧的部分出现折皱的问题。

再接着，4个边部推头52将面料a34边向上翻起的部分朝定位槽31中间位置推动，使该部分面料a3翻折拉伸覆盖在腰托内板a1的上侧壁上，并且4个角部推头53将面料a3的4角向上翻起的部分也朝定位槽31中间位置推动，使该部分面料a3翻折拉伸覆盖在腰托内板a1的上侧壁上，如图3所示；在此状态下，在8个推动的限制下，面料a3、弹性体a2和腰托内板a1三者随仿形模具4保持在焊接位置；此时便可时下压组件回缩复位，以从腰托内板a1上部移开。

最后，如图3所示，超声波焊头21下压移动至定位槽31中面料a3的焊接区域（即面料a3翻折覆盖在腰托内板a1上壁上的部分）位置，并压在该部分面料a3上进行超声波焊接，直至焊接完成，完成包覆。

焊接完成后，仿形模具4在第一气缸43的作用下再次上升复位至初始位置，此时包覆完成的腰托便被顶至敞口端位置，以方便人取出。

由此可见，首先，整个腰托的包覆过程基本由机械完成，无需作业人员过多参与，一来可以节省劳动量，二来也有助于提高生产效率。

其次，通过设置具有仿形槽41的仿形模具4，并配合平推机构进行包覆，如此在包覆时，依靠下压组件可以将腰托内板a1、弹性体a2和面料a3压入仿形槽41中，由于仿形槽41的形状是仿照腰托内板a1的形状的，如此在下压时，弹性层能够紧密的贴靠在腰托内板a1的下侧面上，位于弹性层下侧的部分也能够紧密的贴靠在弹性层的下侧面上。

而各推头主要用于将面料a3的边部和角部位置向内侧翻折覆盖在腰托内板a1的上侧面上以供超声波焊头21后续进行焊接；这样的方式配合仿形模具4可以保证在包覆时，面料a3四面受力均匀，从而在包覆好后，整个腰托各位置的松紧度较为均匀，面料a3几乎无褶皱；如此成型后的腰托外形更为饱满，造型更为美观。

其次，采用的是焊接的方式实现面料a3与腰托内板a1之间的固定，相较之传统的枪钉固定方式而言，因为超声波焊接的方式，面料a3与腰托内板a1之间的连接位置是连续的，所以，其固定效果更为牢靠，二来固定后腰托内板a1与面料a3固定位置更为贴合，且能够保证固定点固定程度均匀。

可以理解的是，一开始在载面323上放置面料a3、弹性体a2和腰托内板a1时，三者的相对位置尤为关键，因而本实施例中，为了在放置面料a3、弹性体a2和腰托内板a1三者时，能够准确的定位。

本实施例中，所述设备还包括对面料a3进行定位的第一定位件，对弹性体a2进行定位的第二定位件，对腰托内板a1进行定位的第三定位件。

第一定位件的具体结构为，如图7和图8所示，所述第一定位件包括设于载面323上并相对于载面323向上凸起的凸边320，所述凸边320环绕在定位槽31的敞口端外侧，且凸边320内侧围设形成与面料a3尺寸适配的定位空间，例如面料a3的形状为矩形，此时定位空间也为矩形，安放面料a3时，只要面料a3的四边和定位空间的四边基本贴靠即可实现面料a3的定位。

具体的，本实施例中，基座3的顶部设有水平设置的定位板32，定位板32的顶面构成载面323；定位板32的四边向上凸起形成凸边320。

如图4所示，定位板32主要由两部分构成，一部分为呈U形的第一板321，另一部分为设于第一板321的缺口位置的第二板322；第一板321和第二板322的相对端之间间隔设置形成避让口，避让口主要是为了下压组件下压时对下压组件形成避让。

第二定位件的具体结构为：如图2和图9所示，所述第二定位件至少包括两个分别位于定位槽31相邻两侧侧边位置的第一靠山71，所述第一靠山71位于载面323上方用于供弹性体a2的边部抵靠。

例如本实施例中，两个第一靠山71分别设于定位槽31的前侧壁和左侧壁位置，以分别供弹性体a2的前边部和左边部抵靠，如此只要弹性体a2的前边部和左边部分别与两第一靠山71相抵靠，便可实现弹性体a2的定位。

同样，第三定位件至少包括两个分别位于定位槽31相邻两侧侧边位置的第二靠山72，所述第二靠山72位于载面323上方用于供腰托内板a1的边部抵靠。

例如本实施例中，两个第二靠山72分别设于定位槽31的前侧壁和左侧壁位置，以分别供腰托内板a1的前边部和左边部抵靠，如此只要腰托内板a1的前边部和左边部分别与两第二靠山72相抵靠，便可实现腰托内板a1的定位。

另外，本实施例中优选是位于同侧的第一靠山71和第二靠山72固定在一起；例如，本实施例中位于左侧的第一靠山71和第二靠山72整体固定在定位板32的第一板321上；而位于前侧的第一靠山71和第二靠山72整体固定在定位板32的第二板322上。

通过3个定位件的定位，可以在一开始放料时，使腰托内板a1、弹性体a2和面料a3三者能够处于较为精准的相对位置，一般而言，腰托内板a1处于弹性体a2的正中，弹性体a2处于面料a3的正中；如此后续面料a3在后续焊接完成后，面料a3的焊接位置能够很靠近面料a3边部，如此多余出来的面料a3也就很少，无需再去对该部分多余的面料a3进行切除操作。

如图8所示，所述下压组件包括压头62和驱动压头62旋转下压的旋转下压气缸61，压头62能够在旋转下压气缸61的驱动下从超声波焊头21的下压路径中移开。

本实施例中下压组件包括两个，分别用于下压腰托内板a1的顶部两侧；以其中一个下压组件为例，旋转下压气缸61竖向固定在机台1上并位于基座3一侧；压头62通过连接臂63与旋转下压气缸61的输出轴固定，通过压头62抵压腰托内板a1的上壁。

初始状态下，如图9所示，旋转下压气缸61带动压头62旋转至基座3的侧方，此时压头62从超声波焊头21的下方（即超声波焊头21的下压路径）移开，以保证超声波焊头21在下压时，不会被压头62和连接臂63所阻挡。

其具体动作过程为：

在初始状态下，将面料a3、腰托内板a1、弹性体a2放置在载面323上；接着，旋转下压气缸61带动压头62旋转90°，使压头62位于腰托内板a1的上部；

然后，旋转下压气缸61带动下头下压，使面料a3、弹性体a2、腰托内板a1三者压入仿形槽41中；

接着，旋转下压气缸61继续下压，同时仿形模具4随旋转下压气缸61同步下移，直至进入焊接位置；

接着，平推机构实现布料边部和角部的平推翻折；

再接着，旋转下压气缸61复位至初始状态。

最后，超声波焊接装置2下压焊接。

对于旋转下压气缸61的结构和原理在现有技术中已有大量的文件进行说明，故在此不做过多的赘述。

结合图2和图7所示，定位槽31的底部固定安装有限位板34，限位板34用于对仿形模具4最大下移行程进行限位，即限位板34与限位板34相抵时，仿形模具4到达焊接位置。

其中，为了能够实现仿形模具4的更换，本实施例中，所述仿形模具4的底部可拆卸连接有能够在定位槽31中竖向活动的安装板42，所述安装板42与升降件（即第一气缸43）相连接，具体而言，仿形模具4可以通过螺钉与安装板42连接。

换言之，第一气缸43的轴端与安装板42固定，仿形模具4与安装板42通过螺钉相连接，当需要更换仿形模具4时，可以将仿形模具4从安装板42上拆卸更换。

由于当仿形模具4到达焊接位置时，会与限位板34发生碰撞，从而碰撞产生较大的噪音，因而本实施例中，所述限位板34的顶部安装有缓冲件35，比如橡胶材质的板材，其可以通过螺钉固定在限位板34顶部，如此通过缓冲件35便可对安装板42起到缓冲作用，防止其直接碰撞限位板34。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。