发明名称 具有驱动器以产生轨道运动之摩擦式熔接机
摘要 一种电磁动作的摩擦式熔接机,于零件(通常为垫塑性材料)间的界面产生轨道运动,而以经由摩擦力造成之熔化接合该零件。此项熔接机亦可选用产生往复振动力的运作,而有选择性的依照要熔接接头之模式弹性的提供轨道或往复。该项运动之速度乃可控制的而最好以调整驱动熔接机电磁马达的交流功率接近于从动结构的谐振频率。一块载装要熔接零件之一的板是被带动而成曲线的装架在一轨道平面或数平面上运动,该平面包括一列坚固构件而成在其界面无显着的倾斜转动,例如位于驱动马达近处的杆等,以其一端附着该板,而在其相反端附着一管形构造,该管形构造须要附着在由熔接机构造所装载的块状构架上。
申请公布号 TW210980 申请公布日期 1993.08.11
申请号 TW080110093 申请日期 1991.12.24
申请人 水疗感音公司 发明人 艾德华.艾.辛德尔
分类号 B29C65/02;B29C65/78 主分类号 B29C65/02
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1﹒一种于一界面内以摩擦式熔接零件之设备,该 设备包括一种将上述零件之 一与上述之另一零件成轨道运动之驱动装置而该 项零件系在界面内保持接 触,该项驱动装置包括发生力的装置而在轨道平面 内产生轨道力,以及当 该界面在上述轨道平面内对应上述轨道力执行轨 道运动时,装架上述零件 之一的装置。 2﹒根据申请专利范围第1项之设备,其中所述轨道 运动之定义如下列公式: x(t)=x。+Asinwt,y(t)=Y。+BDcosWt﹒z (t)=z。,及A=B。在该公式,X,y及z乃在轨道平面之位 置座 标,t乃时间以秒为单位及w乃每秒之弧度,x。,y。及 z。乃静止在 上述轨道平面之位置座标,而A乃B乃振幅値。 3﹒根据申请专利范围第2项之设备在该处A及B为不 相等而上述运动是椭圆 的。 4﹒根据申请专利范围第1项之设备,其中该界面及 包含在该轨平面内。 5﹒根据申请专利范围第1项之设备,其中该发生力 装置乃是一电磁力发生器 。 6﹒根据申请专利范围第1项之设备,其中该装架装 置包括一列坚固构件,放 在上述驱动器装置四周以约束加在该轨道平面之 轨道力。 7﹒根据申请专利范围第6项之设备,其中该电磁发 生装置包括一个单体之磁 性材料所组成之电枢,而具一垂直于该轨道平面之 中心轴以及数个以36 0/N方式配置在圆周上的磁极,该N乃上述环绕该轴 之磁极数量,N 等于或大于3,及一配置在电枢周围的定子具有数 个磁极而各相对一不同 的电枢磁极,上述电枢附着在上述装架装置而由此 达至一零件,而使该零 件在轨道平面内执行轨道运动。 8﹒根据申请专利范围第7项之设备,上述电枢及定 子乃与上述轨道平面垂直 ,而该电磁装置包括磁性流量发生线圈而与上述定 子磁极磁性联结,以建 立导经沿轴的电枢流量。 9﹒根据申请专利范围第8项之设备,其中该定子为 一个磁性材料单体而环绕 该电枢,该定子磁极由此延伸并以此规范该流量之 回路。 10﹒根据申请专利范围第9项之设备,其中该定子磁 极与该电枢磁极之相对 表面系互相以空气间隙隔开,而由一垂直该表面直 线测量其宽度为大于 该电枢为回应该轨道力之最大位移。 11﹒根据申请专利范围第10项之设备,通常该电枢 在垂直该轴之平面呈三 角形,而各电枢表面即沿该三角形不同的边。 12﹒根据申请专利范围第11项之设备,其中上述磁 极系120度分开,以 及接三相交流各相动力至各该定子线圈的装置。 13﹒根据申请专利范围第9项之设备,其中该电枢本 体及该定子本体由分开 各组叠层磁性材料所组成。 14﹒根据申请专利范围第12项之设备,其中该线圈 是以形连接。 15﹒根据申请专利范围第12项之设备,其中该线圈 是以Y形连接。 16﹒根据申请专利范围第7项之设备,其中该装架装 置包括一件连接电枢的 板,支承该板与电枢一起在一平面上作轨道运动的 曲线装置,以及一个 固定锚住定子及锚住曲线装置的块状支架。 17﹒根据申请专利范围第16项之设备,其中该曲线 装置包含由在执行轨道 平面上所有方向具有相同刚性之弹簧装置。 18﹒根据申请专利范围第17项之设备,其中该电磁 力发生装置包括交流动 力操作之定子线圈装置,而其中该装架装置包括上 述板及电枢及上述部 分而具一总质量及刚性,而由此定出一项谐振振动 频率之范围约为该交 流动力频率之二倍。 19﹒根据申请专利范围第17项之设备,其中弹簧乃 是数支杆,围绕并与轴 平行配置,该杆一端固定于该支架而在另一端于该 板上。 20﹒根据申请专利范围第19项之设备,其中该不同 的各杆于置于该轴径向 不同的距离。 21﹒根据申请专利范围第20项之设备,其中该杆系 对称的因统该轴放置, 如相邻之轴在绕该轴圆周方向上各与该轴径向接 近或远离的放置,由此 抵消该板之俯仰转动。 22﹒根据申请专利范围第19项之设备,其中该支架 包括一个远比该电枢及 该装架装置为大的支架本体,一个管状结构连接至 具有一开口之板而沿 该轴延伸,该管状结构连接至该支架本体,该杆放 置在该管状结构开口 内并每一杆端固定连接至其上。 23﹒根据申请专利范围第22项之设备,其中该电磁 力发生装置包括该电枢 及该定子而放置在该管状结构之开口内。 24﹒根据申请专利范围第23项之设备,其中该熔接 设备具有一个连接土该 支架本体之构架。 35﹒根据申请专利范围第24项之设备,其中另再包 括一项夹具以接受包括 一项平台在内之零件而连接至该板,使另一可沿该 轴往复运动的平台, 用以支持该另一零件并于该界面移动该零件进入 接触关系。 26﹒根据申请专利范围第1项之设备,其中该驱动装 置包括电磁力发出装置 为一个第一驱动器,及第二电磁力发生装置为第二 驱动器,二者均在轨 道平向产生轨道力,以及应用电力至该第一及第二 驱动装置,而在该平 面产生平移动振动力以替代轨道力之装置。 27﹒根据申请专利范围第26项之设备,其中该第一 及第二电磁力发生装置 ,各主要的包括相同的电磁驱动器,只有备数个磁 极的定子,放买在绕 不同轴的圆周上,及一个电枢具数个磁极,而各别 的与上述定子磁极相 对,线圈系与各该应用多相交流动力的磁极磁性联 结,该电枢连接至一 板,及变换线圈动力相之装置,以便交替选择轨道 力及振动力。 28﹒根据申请专利范围第7项之设备,其中定子磁极 所具有数个线圈,为该 线圈并联至该极之一及串联至该极另一线圈的装 置,及互相连接该串联 及并联线圈的装置,以及施加单相交流动力经由一 该项串联及并联线圈 的装置俾使在该平面发生平移振动力以替代轨道 力。 29﹒根据申请专利范围第1项之设备,其中该电磁力 发生装置包括在轨道平 面内一零件之速度控制装置。 30﹒根据申请专利范围第29项之设备,其中该电磁 力发生装置包括一个马 达,至少具有一个以基本频率交流动力施加之线圈 ,该控制装置包括回 应相关该基本频率第三谐波电流大小之第一信号 装置,及为连接相关该 基本频率跨越线圈之电压及控制该交流动力频率 第一谐波电流间相色之 第二信号装置。 31﹒根据申请专利范围第30项之设备,其中该控制 装置另再包括一项装置 ,使在该第二信号为负数及该第一信号低于一定大 小时增加频率,而在 该第一信号高于该一定大小时则减低频率。 32﹒一种轨道马达,适合由N相电力驱动而包括一个 电枢以产生轨道力,该 电枢为磁性材料之单体,一个磁性材料单体定子围 绕电枢,而具有互相 放置在圆周上之电极,每一极有一面﹒而该电枢具 有多面而在圆周上相 互间隔放置,并各与一不同的定子磁极面相对,该 定子线圈与该定子磁 极磁性联结,所该N相之不同相动力施加于此,及连 接至该电枢用以在 一横向该面之平面执行轨道运动之装置。 33﹒根据申请专利范围第32项之马达,其中该定子 磁极及电枢磁极具有相 对的面,相互放置而有空气间隙,而以垂直该面之 直线予以测量其宽度 为大于回应轨道时该电枢之最高位移。 34﹒根据申请专利范围第33项之马达,其中该电枢 通常为三角形而其向与 中心通过该电枢轴成垂直并与轨道平面重直。每 一电枢面为一三角形不 同的长边。 35﹒根据申请专利范围第34项之马达,其中该电枢 本体及定子本体由各组 分开组的叠层磁性材料组成。 36﹒根据申请专利范围第32项之马达,另再包括一 块为执行轨道运动而连 接至电枢的板,在该用以执行轨道运动平面所有方 向具有相同刚性之弹 簧装置。 37﹒根据申请专利范围第36项之马达,其中该板,电 枢及弹簧装置具有一 项质量及刚性,由此定出一项谐振振动频率之范围 约为该交流动力频率 之二倍。 18﹒根据申请专利范围第36项之马达,其中该弹簧 乃是数支杆围绕并平行 于该电枢轴而配置,该杆一端固定于该支架上及连 接另一端至该板。 19﹒根据申请专利范围第36项之马达,该马达及适 于以单相交流动力操作 ,及其中各定子磁极具有数个线圈绕于其上,为并 联线圈至定子磁极之 一及串联至该磁极之另一线圈之装置,及相互连接 该串联及并联线圈之 装置,及应用单相交流动力经由该串联及佛联线圈 之一的装置,俾使在 该平面发生平移振动力以替代轨道力。 40﹒根据申请专利范围第32项之马达,另再包括为 回应一个线圈电流及电 压而在轨道平面运动之速度控制装置,41﹒根据申 请专利范围第40 项之马达,其中该控制装置包括回应该交流动力频 率第三谐波电流大小 之第一信号以及关于在该交流动力频率时跨越线 圈之电压及经该线圈住 第三谐波控制交流动力频率电流间相角大小之第 二信号之装置。 42﹒根据申请专利范围第41项之马达,其中该控制 装置更再包括当第二信 号是负数及第一信号低于一定大小时增加频率及 当第一信号高于一定大 小之减低频率之装置。 43﹒根据申请专利范围第32项之马达,其中该轨道 马达包含如同上述申请 专利范围第32项具有之电枢及定子及线圈之第一 马达及一大致相同的 第二马达,一块板连接至间隔位置的第一马达电枢 及第二马达电枢,及 该第一马达及第二马达不同的线圈之三相动力相 之变换开关装置,以选 择该驱动之板为轨道运动或者为平移振动运动。 44﹒一种为热塑材料熔接面零件摩擦式熔接的方 法,该方法包括之各项步骤 为,以加压接触关系握持该零件表面在一起,用轨 道力袛少驱动该项零 件之一以发生摩擦力而使得该表面熔化,该零件围 绕垂直于该接触间之 轴执行轨道运动,而该力有足够的振幅以使该表面 产生熔化,直到该项 零件熔化在一起而完成熔接,因而结束该力并保持 该项零件在一起。 45﹒根据申请专利范围第44项之一种方法,另再包 括应用曲线的约束力至 该一零件,当施加该轨道力时纵持该表面为一平面 ,而该平面为垂直该 轴之轨道平面。图示简单说明 图1是本发明实例之摩擦式熔接机之 剖面前视图,该剖面系沿图2之1一1线 所取; 份破断面更详细的说明该电磁骊动马达及 其支架,而在一轨道平面提供轨道运动; 图3是一更明细之图样,说明该轨道 驱动马达及在其上之线圈接线该线圈在 图内为示意表达。 图4是在全出力及最小电流畸变之轨 道马达线圈接线之示意说明图; 图5是表示电磁轨道马达线圈Y状接 线之示意图,该马达提供图4表示之接 线线图形式三分之一的出力; 图6是一与图3相似之示意图,为一 电磁轨道马达定子连同线圈之示意图;该 线圈可作选择性的连接以提供如图3形式 所提供之轨道力一半大小之轨道力或者振 动平移(往复)力; 图7是一示意图,表示提供相等于尖 峰轨道力一半之尖峰往复力之线圈连接方 式; 图8是一方块图,示意表达以各图说 明之电磁轨道/振动马达之一种速度控制 系统; 图9是一部分破断之前视图,说明一 种轨道/振动摩擦式熔接机,该机具有二 个能以轨道或者往复驱动模式操作之电磁 轨道驱动马达; 图10是图9所示之熔接机之平面图; 图11是二个连同转换器之电磁轨道驱 动马达之线路示意图,该转换器可选择纯 轨道或者振动(往复力)二者之一。
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