一种织物管套成型及原位装配的加工设备及其加工方法

技术领域

本发明涉及医疗产品生产设备技术领域，更具体的说，本发明涉及一种织物管套成型及原位装配的加工设备及其加工方法。

背景技术

医用呼吸面罩，尤其是用于无创正压通气治疗的呼吸面罩，使用者通常佩戴专门的头绑带环绕患者头部，将其固定在患者面部特定的位置(例如鼻部、口鼻部、或全脸)进行治疗。

例如，有一种用于佩戴呼吸面罩，其用于传输气体的管道也具有绑带的作用，这种类型的呼吸面罩，在使用过程中管道会不可避免的接触到人体的肌肤，因此需要在管道外部包裹织物管套，以提高佩戴的舒适性。。现有技术中，有一种可分离式织物管套，为片状结构，通过魔术钩和UBL织物的粘结和分离来实现管套在管道上的装配与拆卸。这种管套是呼吸面罩产品的一种可选的附件，其结构简单，且不能与管路形成紧密的贴合包覆，影响产品的整体外观视觉效果。

现有技术中，还有一种与管道的轮廓、尺寸匹配且与管道局部紧密包覆的织物管套，通过两层织物的叠加、超声波焊切加工得到具有两条焊缝的管套，管套焊缝的轮廓曲率与呼吸面罩的管道待包覆部位的轮廓曲率相匹配，而管套的截面尺寸小于管道的截面尺寸，然后通过人工采用相应的工装将织物管套装配到呼吸面罩的管道上。采用这种工艺方法，存在两个问题：(1)由于织物与管道之间的摩擦阻力很大，组装的效率低下，特别是针对截面尺寸变化较大的管道；(2)组装过程中管套易损坏，不良率高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种织物管套成型及原位装配的加工设备及其加工方法，能够实现织物的自动卷对卷连续上料和下料、自动拉伸、自动裁剪以及焊切成型，提高织物管套的焊切效率，自动化程度高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种织物管套成型及原位装配的加工设备，其改进之处在于，包括工作平台以及设置于工作平台上方的放卷机构、拉伸机构以及超声波焊切机构；

所述的放卷机构位于工作平台的一端，该放卷机构用于向拉伸机构中提供布料；

所述的拉伸机构包括上过料轴、下过料轴、定位治具以及运料电机组件；所述的上过料轴位于下过料轴的上方，放卷机构提供的布料位于上过料轴的一侧，并沿上过料轴至下过料轴的方向延伸；所述的定位治具用于固定管状件，运料电机组件设置在定位治具的一侧，该运料电机组件用于带动定位治具平移，使管状件从上过料轴与下过料轴之间穿过，布料则实现对管状件的包裹；

所述的超声波焊切机构用于实现对布料的超声波焊切。

在上述的结构中，所述的拉伸机构还包括压料机构，压料机构包括结构相同的上压料组件和下压料组件，其中所述的上压料组件包括压料气缸和压料板，压料板与压料气缸的气缸杆相连接，通过压料气缸的驱动，实现对布料的压紧。

在上述的结构中，所述上过料轴的两端转动安装在一上过料轴安装块的底端，所述上过料轴安装块上还固定设置有压布板，所述的压料板将布料压紧在压布板上；

所述下过料轴的两端转动安装在一下过料轴安装块的顶端，所述下过料轴安装块上还固定设置有压布板，所述的压料板将布料压紧在压布板上。

在上述的结构中，所述运料电机组件包括运料电机、转动丝杆以及丝杆滑块；

所述转动丝杆的一端同运料电机的输出端相连接，所述的丝杆滑块设置在转动丝杆上，且丝杆滑块上固定设置有一丝杆连接块，该丝杆连接块同定位治具相连接，定位治具滑动安装在第一滑轨上。

在上述的结构中，所述的定位治具包括治具定位板、第一治具安装块、第二治具安装块以及产品定位块；

所述的第一治具安装块和第二治具安装块相对的、可拆卸式的固定在治具定位板上，第一治具安装块上设置有用于实现管状件一端定位的治具本体，所述的产品定位块固定在第二治具安装块上，该产品定位块用于实现对管状件另一端的定位。

在上述的结构中，所述的定位治具还包括拉布杆，拉布杆的一端固定在第二治具安装块上，拉布杆的另一端朝向治具本体，并与治具本体之间预留有间隙。

在上述的结构中，所述织物管套成型及原位装配的加工设备还包括设置在工作平台上的成品取出组件；该成品取出组件用于将第一治具安装块和第二治具安装块从治具定位板上取下，并将其放置于工作平台上的输送带上。

在上述的结构中，所述织物管套成型及原位装配的加工设备还包括设置在工作平台上的定位载具和取料模组，

所述的定位载具用于实现第一治具安装块和第二治具安装块的固定，所述的取料模组位于定位载具的一侧，该取料模组用于将定位载具上的第一治具安装块和第二治具安装块转移至定位治具的治具定位板上。

在上述的结构中，所述的超声波焊切机构包括超声波组件和焊切组件，焊切组件设置于拉伸机构上方，超声波组件位于拉伸机构的下方，通过焊切组件与超声波组件的配合，实现对布料的超声波焊切。

在上述的结构中，所述的焊切组件包括焊切气缸、焊切固定板、切刀座以及切刀；

所述的焊切气缸固定安装在焊切固定板上，切刀固定在切刀座上，该切刀座与焊切气缸的气缸杆相连接，通过焊切气缸的带动而上下运动。

在上述的结构中，所述的超声波组件包括换能器和钢模，所述的钢模固定于换能器顶部，拉伸的布料从钢模与切刀之间穿过。

本发明还公开了一种织物管套成型及原位装配的加工方法，其改进之处在于，该加工方法包括以下的步骤：

S10、管状件的固定，将管状件安装在定位治具上，通过定位治具将弯曲或具有弧度的管状件拉直；

S20、布料包裹管状件，运料电机组件带动定位治具在第一方向上平移，以实现管状件在第一方向的平移，布料对管状件实现包裹；

S30、布料的拉伸，布料包裹管状件后形成一开口，将开口两端的布料压紧后，定位治具继续运动，实现布料的拉伸；

S40、超声波焊切，通过超声波焊切机构实现对拉伸后布料的焊切。

进一步的，步骤S20中，所述布料沿第二方向移动，且第一方向与第二方向相垂直。

进一步的，步骤S10中，所述定位治具包括拉布杆，管状件固定在定位治具上后，即位于拉布杆的一侧；步骤S20中，在布料包裹管状件时，也对拉布杆进行了包裹。

进一步的，步骤S40中，布料焊切后，包裹管状件的布料形成纵截面呈环形的织物管套，开口两端的布料通过焊切实现连接。

本发明的有益效果是：放卷机构提供的布料，进入拉伸机构内部，通过拉伸机构的拉伸，并将其包裹在管状件上，此后再通过焊切组件和超声波组件的配合，实现对布料的超声波焊切，从而完成管状件上布料的焊切。由于拉伸机构的存在，可适用于具有一定的曲线和弧度的管状件的布料的自动化焊切，以形成织物管套；整个过程无需人工参与，自动化程度高。同时，在焊切完成管套加工的同时实现在原位对呼吸面罩管道的包覆，避免的二次组装工序，能极大地提升生产效率；另外，采用本发明提供的加工设备和方法加工的织物管套能紧密包覆呼吸面罩的管道，且只有一道焊缝，提升了呼吸面罩产品佩戴的舒适性和整体外观视觉效果。

附图说明

图1为本发明的一种织物管套成型及原位装配的加工设备的立体结构示意图。

图2为本发明的一种织物管套成型及原位装配的加工设备的内部结构示意图。

图3为本发明的拉伸机构、焊切组件以及超声波组件的结构示意图。

图4为本发明的拉伸机构的立体结构示意图。

图5为本发明的压紧组件、上过料轴以及下过料轴的具体结构示意图。

图6为本发明的定位治具的立体结构示意图。

图7为本发明的定位治具的分解结构示意图。

图8为本发明的取料模组的结构示意图。

图9为本发明的定位载具的结构示意图。

图10为本发明的成品取出组件的结构示意图。

图11为本发明的一种织物管套成型及原位装配的加工方法的流程示意图。

图12为本发明的一种织物管套成型及原位装配的加工设备的管状件结构示意图。图13为本发明的一种织物管套成型及原位装配的加工设备的布料包裹管状件的结构示意图。

图14为本发明的一种织物管套成型及原位装配的加工设备的管状件的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1至图3所示，本发明揭示了一种织物管套成型及原位装配的加工设备，具体的，该设备包括工作平台10以及设置于工作平台10上方的放卷机构20、拉伸机构30、超声波焊切机构，本实施例中，超声波焊切机构由焊切组件50和超声波组件60构成；工作平台10设置在机架101上方，所述的放卷机构20位于工作平台10的一端，该放卷机构20用于向拉伸机构30中提供布料，放卷机构20包括有料盘轴以及驱动料盘轴转动的电机，这种结构在现有技术中较为常见，因此本实施例中不再对其结构进行详细的描述。

结合图3所示，所述的焊切组件50设置于拉伸机构30上方，所述的超声波组件60位于拉伸机构30的下方，通过焊切组件50与超声波组件60的配合，实现对布料的超声波焊切，需要说明的是，超声波组件50与焊切组件60的位置可以进行对调，也能够实现对布料的超声波焊切。在本实施例中，焊切组件50包括焊切气缸501、焊切固定板502、切刀座503以及切刀，所述的焊切气缸501固定安装在焊切固定板502上，切刀固定在切刀座503上，该切刀座503与焊切气缸501的气缸杆相连接，通过焊切气缸501的带动而上下运动，通过切刀的上下运动，在超声波组件60与焊切组件50的共同作用下实现布料的熔接与切断。所述的超声波组件60包括换能器601和钢模602，所述的钢模602固定于换能器601顶部，拉伸的布料从钢模602与切刀之间穿过，当切刀下移到工作位置后刀刃与布料相接触，通过换能器601和钢模602的共同作用，实现布料断面处的超声波焊接。

通过上述的结构，放卷机构20提供的布料，进入拉伸机构30内部，通过拉伸机构30将其包裹在管状件上，并使包裹管状件的布料处于拉伸的状态，此后再通过焊切组件50和超声波组件60的配合，实现对布料的超声波焊切，从而完成管状件上布料的焊切。由于拉伸机构30的存在，可适用于具有一定的曲线和弧度的柔性管状件的包覆织物的自动化焊切，以形成织物管套并完成原位装配；整个过程无需人工参与，自动化程度高。且在管套加工完成的同时，在原位将其套设在所述管状件上，不需要二次组装作业，简化了工艺流程。

参照图4、图5所示，对于所述的拉伸机构30，本发明提供了一具体实施例，该机构的功能是定位、固定、拉伸管状件，承载定位治具以及定位治具上管状件的水平移动，实现织物对管状件的包裹以及包裹段织物的预拉伸，具体的，该机构包括上过料轴301、下过料轴302、定位治具40、压料机构304以及运料电机组件305；所述的上过料轴301位于下过料轴302的上方，布料位于上过料轴301的一侧，并沿上过料轴301至下过料轴302的方向延伸；参照图5所示，所述上过料轴301的两端转动安装在一上过料轴安装块3011的底端，所述下过料轴302的两端转动安装在一下过料轴安装块3021的顶端，上过料轴安装块3011上还固定设置有一上压料安装板3012。

进一步的，结合图4所示，所述的定位治具40包括有拉布杆405，所述的运料电机组件305设置在定位治具40的一侧，该运料电机组件305用于带动定位治具40平移，使治具40承载着管状件从上过料轴301与下过料轴302之间穿过，带动布料306实现对管状件的包裹；所述的压料机构304设置在上过料轴301和下过料轴302的一侧，用于在布料306包裹管状件后，实现包裹管状件的布料306两端的压紧；在本实施例中，结合图5所述，所述的压料机构304包括结构相同的上压料组件3041和下压料组件3042，本实施例中，对上压料组件3041的结构进行详细说明，上压料组件3041包括压料气缸3043和压料板3044，压料板3044与压料气缸3043的气缸杆相连接，通过压料气缸3043的驱动，实现对布料306的压紧。同样的，下压料组件3042包括压料气缸3046和压料板3047，压料板3047与压料气缸3046的气缸杆相连接，通过压料气缸3046的驱动，实现对布料306的压紧。并且，所述上过料轴安装块3011上还固定设置有压布板3045，所述的压料板3044将布料306压紧在压布板3045上；同样的，所述下过料轴安装块3021上也固定设置有压布板3048，所述的压料板3047将布料306压紧在压布板3048上。

在上述的实施例中，上压料安装板3012与上过料轴安装块3011固定连接，上压料安装板3012上并排安装有两个压料气缸3043，上压料板3044与两个压料气缸3043的气缸杆相连接，通过压料气缸3043的驱动，可以将布料306压紧在上过料轴安装块3011的压布板3045上；同样的，下压料组件3042也包括有两个压料气缸3043，下压料板3044与两个压料气缸3043的气缸杆相连接，可以驱动下压料板3044将布料306压紧在下过料轴安装块3021的压布板3045上。

通过上述的结构，当定位治具40在运料电机组件305的驱动下自初始位置朝向布料的方向水平移动，拉布杆405和管状件从上过料轴301和下过料轴302之间穿过后，布料306则实现对管状件的包裹，再通过压料机构304实现对布料306的压紧；此后，通过运料电机组件305的驱动，带动拉布杆405运动，作用在布料306上，实现对布料306的预拉伸，通过焊切后，布料306则形成管状的织物管套，并在原位实现成型的织物管套对管状件的包裹，由于布料在焊切之前经过一定的预拉伸，因此焊切后成型的织物管套收缩，管套能够紧密地套设在管状件上，且能自动匹配管状件的截面尺寸及轮廓曲率的变化；因此，本发明能够自动地批量生产所述织物管套，提高了自动化程度，可显著降低制造的成本和不良率；能够一步同时实现织物管套的成型以及所述织物管套对弯曲或具有弧形的柔性管状件的原位包裹，且织物管套与管状件贴合紧密，不需要二次组装作业，简化了工艺流程，显著节约了制造的成本。焊接完成后的布料只有一条焊缝，提升了呼吸面罩产品佩戴的舒适性和整体外观视觉效果。

对于所述的运料电机组件305，如图4所示，本发明提供了一具体实施例，所述运料电机组件305包括运料电机3051、转动丝杆3052以及丝杆滑块3053；所述转动丝杆3052的一端同运料电机3051的输出端相连接，所述的丝杆滑块3053设置在转动丝杆3052上，且丝杆滑块3053上固定设置有一丝杆连接块409，该丝杆连接块409同定位治具40相连接，定位治具40滑动安装在第一滑轨3054上。

结合图6、图7所示，对于上述的定位治具40，本发明提供了一具体实施例，定位治具40包括治具定位板401、第一治具安装块402、第二治具安装块403以及产品定位块404，其中，治具定位板401的两端沿垂直方向延伸后，形成两个对称的延伸端406，其结构如图3所示，治具定位板401的中心处形成方形的缺口；所述的第一治具安装块402和第二治具安装块403相对的、可拆卸式的固定在治具定位板401上，本方案中，第一治具安装块402和第二治具安装块403分别固定在两个延伸端406上，第一治具安装块402上设置有用于实现管状件一端定位的治具本体407，本实施例中，所述的治具本体407上设置有卡槽，通过该卡槽实现管状件一端的固定与定位；可以理解的是，管状件的截面形状与卡槽类似，并且其端部略大，因此可以刚好卡在治具本体407的卡槽内。所述的产品定位块404固定在第二治具安装块403上，该产品定位块404用于实现对管状件另一端的定位，本实施例中，产品定位块404上设置有向上凸起的凸块，管状件的侧壁上具有呈环形的扣件，该扣件刚好扣在产品定位块404的凸块上。

另外，所述的拉布杆405设置在第一治具安装块402与第二治具安装块403之间；本实施例中，所述的第二治具安装块403上还设置有拉布杆安装块408，所述拉布杆405的一端固定在拉布杆安装块408上，拉布杆405的另一端朝向治具本体407，并与治具本体407之间预留有间隙。需要说明的是，管状件在安装在定位治具40上后，管状件可以从拉布杆405中穿过，管状件在对布料进行拉伸时，拉布杆405可以提供支撑力，防止管状件出现形变；在另一实施例中，所述拉布杆405在管状件外侧前缘，管状件在对布料进行拉伸时，拉布杆405可以提供支撑力，防止管状件出现形变；在另一个方案中，也可以将拉布杆405去除。

结合图12所示，即为上述实施例中具有一定曲线和弧形的管状件的结构示意图，该管状件100呈空心、柔性的，用于安装在医用呼吸面罩上，作为正压空气气流传输的管路，同时也起到固定面罩的作用。如图13所示，管状件100上与人体肌肤接触的部分则需要包裹布料，在管状件100上形成环状的织物管套200。参照图14所示，为管状件100的局部结构示意图，在包裹布料时，则需要将弯曲的部分拉直后，才能进行布料的包裹，以形成图13所示的结构；结合图6所示，管状件100的一端1001卡在治具本体407上，管状件100的另一端1002套在产品定位块404上，此时管状件100的结构即如图14中虚线所示。通过上述的结构，可以通过治具本体407和产品定位块404实现管状件的定位和拉伸，当管状件具有一定弯曲度时，也可以将管状件拉直，从而便于在管状件上焊切成型所述织物管套，有利于实现织物管套焊切成型的自动化。另外，所述的治具定位板401上设置有定位孔410，所述的第一治具安装块402和第二治具安装块403下方均设置有定位柱，因此第一治具安装块402和第二治具安装块403可以从治具定位板401上进行拆卸和安装，以便于实现流水线式的加工。参照图6所示，丝杆连接块409固定于治具定位板401的一侧，以便于驱动治具定位板401往复运动。

参照图2、图8以及图9所示，所述的织物管套成型及原位装配的加工设备还包括设置在工作平台10上的定位载具70和取料模组80，定位载具70位于取料模组80的一侧，定位载具70用于实现第一治具安装块402和第二治具安装块403的固定，定位载具70包括有无杆气缸701和治具放置板702，第一治具安装块402和第二治具安装块403可拆卸式的安装在治具放置板702上，无杆气缸701位于工作平台10下方。工作平台10下方还设置有废料回收机构(图中为标注)，通过废料回收机构实现焊切后废弃布料的连续回收，同时也为布料的运动提供了动力。

参照图8所示，取料模组80用于将第一治具安装块402和第二治具安装块403从治具定位板401上取下，然后等到将其转移到定位治具上。本实施例中，取料模组80包括直线电机模组801、第一升降气缸802、取料气缸板803以及夹爪气缸804，第一升降气缸802与直线电机模组801的输出端相连接，通过直线电机模组801的带动而往复运动，直线电机模组801属于现有技术中常见的直线电机，本方案中不对其内部结构进行说明。取料气缸板803同第一升降气缸的气缸杆相连接，夹爪气缸804固定在取料气缸板803上，夹爪气缸804通过第一升降气缸802的带动实现升降运动，夹爪气缸804具有气动夹爪805，通过夹爪气缸804的驱动，气动夹爪805进行打开或关闭的动作，实现对第一治具安装块402和第二治具安装块403的转移。

因此，可以理解的是，治具放置板702位于初始位置时，将待加工的管状件安装在第一治具安装块402和第二治具安装块403上，此后，无杆气缸701带动治具放置板702平移至取料模组80的气动夹爪下方，在取料模组80的作用下，将第一治具安装块402和第二治具安装块403取下，然后取料模组载着治具和管状件，在直线模组驱动下运动到与定位治具对接的位置，并将治具装在定位治具40的治具定位板上，从而实现连续加工。

结合图2、图10所示，上述的织物管套成型及原位装配的加工设备还包括设置在工作平台10上的成品取出组件90；该成品取出组件90包括推进气缸901、第二升降气缸902、伸缩气缸903以及夹爪气缸904，推进气缸901呈水平状态，第二升降气缸902呈竖直状态，且第二升降气缸902固定在推进气缸901的气缸杆上，伸缩气缸903与夹爪气缸均呈水平状，伸缩气缸903固定在第二升降气缸902的气缸杆上，伸缩气缸903的气缸杆上连接有一连接板，夹爪气缸904对称的固定在连接板上，夹爪气缸904具有气动夹爪905；结合图2所示，通过气动夹爪905，将第一治具安装块402和第二治具安装块403取下后，放置在工作平台10的输送带102上。

本发明还提供了一种织物管套成型及原位装配的加工方法，参照图11所示，该方法依托于上述的织物管套成型及原位装配的加工设备来实现，具体的，该加工方法包括以下的步骤：

S10、管状件的固定，将管状件安装在定位治具上，通过定位治具将弯曲或具有弧度的管状件拉直；

结合图6所示，管状件的一端卡在治具本体407上，管状件的另一端套在产品定位块404上，通过治具本体407和产品定位块404对管状件的拉伸，将弯曲或带有弧度的管状件拉直后，便于进行后续的工艺；所述定位治具包括拉布杆，管状件固定在定位治具上后，即位于拉布杆的一侧；

S20、布料包裹管状件，运料电机组件带动定位治具在第一方向上平移，以实现管状件在第一方向的平移，布料对管状件实现包裹；布料沿第二方向移动，且第一方向与第二方向相垂直；

本实施例中，结合图4所示，上过料轴301和下过料轴302沿竖直方向排列，布料的传动方向由上至下(即与水平面的垂直方向)，并位于上过料轴301和下过料轴302的一侧。当拉布杆带动管状件在水平面平移时，带动布料从上过料轴301与下过料轴302之间穿过，实现布料的折叠，此时，布料则包裹在管状件上；并且，在布料包裹管状件时，也对拉布杆进行了包裹；

S30、布料的拉伸，布料包裹管状件后形成一开口，将开口两端的布料压紧后，定位治具继续运动，实现布料的拉伸；

结合图5所示，上压料组件3041实现实现布料开口上端的压紧，下压料组件3042实现实现布料开口下端的压紧，当定位治具带动管状件进一步的向右运动时，则拉伸布料；

S40、超声波焊切，通过超声波焊切机构实现对拉伸后布料的焊切；布料焊切后，包裹管状件的布料形成纵截面呈环形的织物管套，开口两端的布料通过焊切实现连接。

结合图3所示，焊切气缸带动切刀座503向下运动，切刀座503上的切刀实现对布料的切断，超声波焊切机构由超声波组件和焊切组件50构成，超声波组件的钢模位于布料下方，实现对布料的焊接，因此通过焊切组件50和超声波组件60的配合，实现对布料的超声波焊切。同时，布料焊切后，包裹管状件的布料形成纵截面呈环形的织物管套，开口两端的布料通过焊切实现连接，这种方式将废弃的布料和未焊切的布料实现的连接，通过废料回收的装置，可以带动布料继续运动，便于下一次实现布料的焊切，可实现卷对卷的连续加工，同时还实现了废料的回收，非常的方便快捷，且可有效降低物料的损耗，提升材料利用率。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。