[發明專利]一種熱壓頭及熱壓裝置

有效

• 申請號: 201210514602.X
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103057102A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 陳建魁;尹周平;范守元;翟潔
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B29C51/00
• 分類號: B29C51/00;B29C51/26;B29C51/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種熱壓裝置，包括至少一個熱壓頭對、一個熱壓頭壓力控制系統和一個熱壓頭溫度控制系統；熱壓頭對由上熱壓頭和下熱壓頭組成；

上熱壓頭包括第一加熱組件、第一導線夾和第一安裝組件；第一加熱組件，用于根據熱壓工藝需求保持恒定的高溫；第一導線夾固定于加熱組件的底部，用于固定第一加熱組件與熱壓頭溫度控制系統之間的信號線以及第一加熱組件的供電電源線；第一安裝組件設于第一加熱組件的底部，用于實現上熱壓頭各組件的連接及上熱壓頭整體的安放；

下熱壓頭包括第二加熱組件、第二導線夾、導向組件、動力組件和第二安裝組件；第二加熱組件固定于導向組件的頂端，用于根據熱壓工藝需求保持恒定的高溫；第二導線夾固定于第二加熱組件的底部，用于固定第二加熱組件與熱壓頭溫度控制系統之間的信號線以及第二加熱組件的供電電源線；導向組件與動力組件相連，用于確保第二加熱組件的直線運動；動力組件連接第二加熱組件，用于驅動第二加熱組件往復直線運動；第二安裝組件設于動力組件底部，用于實現下熱壓頭各組件的連接及熱壓頭整體的安放；

熱壓頭壓力控制系統，氣管連接下熱壓頭的動力組件，用于通過壓力閉環反饋控制以向動力組件提供穩定壓力的氣體，在壓力氣體作用下動力組件驅動第二加熱組件往復直線運動；

熱壓頭溫度控制系統，分別電連接上、下熱壓頭的第一、二加熱組件，用于通過溫度閉環反饋控制以穩定第一、二加熱組件的溫度。

2.根據權利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，所述熱壓頭壓力控制系統包括依次氣管連接的氣源（71）、分水濾氣器（72）、通斷閥（73）、壓力型電-氣比例閥（74）和壓力開關（75），壓力開關（75）氣管連接下熱壓頭的動力組件（40）；壓力開關（75）的信號輸出端電連接壓力型電-氣比例閥（74的信號輸入端。

3.根據權利要求1或2所述的熱壓裝置，其特征在于，所述熱壓頭溫度控制系統包括依次電連接的控制單元（5）、信號預處理和轉換電路（6）、傳感器（11）；傳感器（11）采集第一或第二加熱組件實際工作中的溫度信號，信號預處理和轉換電路（6）對溫度信號進行預處理和模數轉換，控制單元（5）將模數轉換后的溫度信號與目標溫度值比較得到控制指令，信號預處理和轉換電路（6）對控制指令數模轉換后傳送給第一或第二加熱組件以控制第一或第二加熱組件的供電電源的通斷。

4.根據權利要求3所述的熱壓裝置，其特征在于，所述熱壓頭溫度控制系統還包括工控機（1）和報警模塊（4），工控機（1）和報警模塊（4）均電連接控制單元（5）；工控機（1）向控制單元（5）輸入目標溫度值，接收并顯示來自控制單元（5）的第一或第二加熱組件實際工作中的溫度信息。

5.根據權利要求3或4所述的熱壓裝置，其特征在于，所述控制單元采集到的第一或第二熱壓頭采樣溫度存放于64維數組中，當采樣次數小于64時，采樣溫度依序保存到數組中，當采樣次數大于等于64時，依次將數組的后一個元素值賦值給前一個元素，并將當前采樣溫度值賦值于數組的最后一個元素；將數組的元素均值作為熱壓頭的當前實際溫度，計算熱壓頭的當前實際溫度與目標溫度的差值，對該差值進行PID運算得到控制變量。

6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的熱壓裝置，其特征在于，所述導向組件包括滾珠花鍵軸（31）、花鍵軸套（32）、緊定螺釘（33）以及安裝套筒（34）；滾珠花鍵軸（31）的一端插入花鍵軸套（32），另一端連接第二加熱組件；花鍵軸套（32）插入安裝套筒（34）內。

7.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的熱壓裝置，其特征在于，所述動力組件采用低摩擦氣缸。

8.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7所述的熱壓裝置，其特征在于，所述第一或第二加熱組件包括熱壓頭工作部（12）、發熱芯（13）、云母片（14）、蝶形彈簧（15）、隔熱塊（16）、連接座（17）、隔熱套筒（18）、隔熱墊片、彈簧墊片和隔熱螺釘（19）；熱壓頭工作部（12）中間開有凹槽，發熱芯（13）放于凹槽內，發熱芯（13）上依次放置云母片（14）、蝶形彈簧（15）和隔熱塊（16），隔熱塊（16）上固定有連接座（17），連接座（17）中部開孔，孔內放置隔熱套筒（18）；熱壓頭工作部（12）、隔熱塊（16）和連接座（17）通過隔熱螺釘連接固定為一體，隔熱螺釘與連接座（17）之間設有隔熱墊片和彈簧墊片，低隔熱墊片、隔熱螺釘和隔熱套筒采用導熱率耐高溫工程塑料，隔熱塊選用玻璃纖維材料。