【专利解密】膜材冲切领域参数智能控制新思路 科瑞技术改善胶囊杯体相关工艺

【爱集微点评】科瑞技术提供的膜材冲切焊设备的控制方案，通过对膜材冲切焊设备进行多次焊接动作，调整工作参数并反复进行调试、分析并获取最佳焊接控制参数。因此，该控制方法不仅操作简单，而且方便分析与调试。

集微网消息，随着人们对饮品口味的不断追求，以及注重对饮品携带、保存和萃取操作等的便利性，将饮品加工成饮品胶囊便于保存和携带。胶囊咖啡即是一种胶囊饮品，即是将咖啡豆先研磨成咖啡粉，再装进胶囊杯体里，进行密封。以此杜绝了普通咖啡豆或咖啡粉接触空气后变酸、氧化等问题。

现有的胶囊杯体需要先进行预处理，才能再进一步进行灌装。而胶囊杯体的预处理包括在胶囊杯体所需的部位焊接不同的膜材。在实际生产的过程中，对于胶囊杯体的预处理是通过全自动化的生产线进行的。

而在这之前，需要通过一个膜材冲切焊设备作为实验平台，来对胶囊杯体预处理的一些工作参数进行调试。这就需要一个对应的控制方法，来控制这个膜材冲切焊设备，以反复地进行调试、分析并获取最佳工作参数。

为此，科瑞技术在2021年1月29日申请了一项名为“一种用于膜材冲切焊设备的控制方法”的发明专利（申请号：202110126461.3），申请人为深圳科瑞技术股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中公开的膜材冲切焊设备的立体示意图，该膜材冲切焊设备包括工作台101、设置于工作台上的支架102、设置于支架上的多组膜材焊接组件104、压膜组件60、设置在支架外侧的导膜装置80、控制器105及与控制器通讯连接的控制面板103。控制器与膜材焊接组件、压膜组件之间可采用有线连接或者通讯连接。

在该方案中，支架上设置有五个工位，对应配置了四组膜材冲切焊组件及一组膜材焊接组件，在水平方向上沿横向顺序依次排布，从右往左依次为铝箔冲切焊组件10、滤纸冲切焊组件20、分水膜冲切焊组件30、封口膜冲切焊组件40、封口膜二焊组件50。

在同一个支架上设置有多个膜材冲切焊组件及膜材焊接组件，其中膜材冲切焊组件对于不同的膜材，均集剪切、冲压和焊接为一体，膜材冲切和焊接动作连贯。膜材焊接组件作为二次焊接工序为前道焊接工序提高焊接的牢固度，使得该膜材冲切焊设备集多功能为一体化设置，便于实验操作。

其中，铝箔冲切焊组件用于在杯体的底部焊接铝箔，包括第一冲切焊模块11及设置于第一冲切焊模块下方的第一托杯组件12。第一冲切焊模块和第一托杯组件均为模块化组装且独立运行，方便检修及换装。滤纸冲切焊组件用于在杯体的内部焊接滤纸，其包括第二冲切焊模块21和第二托杯组件22。

如上图，为膜材冲切焊组件的立体示意图，压膜组件60为长条形的板状，其两端沿水平横向固定于支架的中部。压膜组件在水平方向上沿横向依次贯穿于第一冲切焊模组和第一杯托组件之间、第二冲切焊模组和第二杯托组件之间、第三冲切焊模组和第三杯托组件之间、第四冲切焊模组41和第四杯托组件42之间、焊接模组51和第五杯托组件52之间。

其中，压膜组件包括底板61和位于底板上方的压板62，底板固定于支架的两侧。工作时，膜材沿水平纵向穿过压板和底板之间，压板由第三驱动机构63驱动上下移动，下压固定住膜材供冲切焊或者焊接。导膜装置设置于支架的前后方，用于为五个冲切焊模组提供对应所需的膜材。

并且，铝箔冲切焊组件、滤纸冲切焊组件、分水膜冲切焊组件、封口膜冲切焊组件、封口膜二焊组件共用一个导膜装置和一个压膜组件，以此简化了结构，并减少了硬件成本。

最后，如上图，为该膜材冲切焊设备的控制方法的示意性流程图，首先，根据预设的目标温度，接收启动指令，对工位上的焊接头组件进行加热，加热至目标温度后停止加热。在设定目标之前，还包括有确认步骤，确认准备启用的工位上所需用到的组件及物料是否放置于对应的位置。然后，再将杯体放置入该工位上对应的杯托组件的杯托内。

其次，接收焊接启动指令，根据预设工作参数，驱动工位上的多个驱动机构进行运动，以驱动焊接头组件对杯体进行膜材焊接。并采集焊接头组件对杯体进行膜材焊接对应的焊接压力，根据调整的目标温度及工作参数，重复上述步骤。

最后，选取最优的焊接效果对应的焊接控制参数，以基于焊接控制参数控制膜材冲切焊设备对杯体进行膜材焊接。其中，焊接控制参数包括焊接压力及焊接压力对应的目标温度。通过调整目标温度及工作参数，重复完成多组焊接或冲切焊动作，采集并记录每组冲切焊或者焊接动作下对应的焊接控制参数。同时，人工观察各组数据对应的焊接效果，选取最优的焊接效果对应的焊接控制参数，记录下来，以供后期基于该焊接控制参数控制膜材冲切焊设备对杯体进行膜材焊接，达到最优的焊接效果。

以上就是科瑞技术提供的膜材冲切焊设备的控制方案，该方案对膜材冲切焊设备进行多次焊接动作，调整工作参数并反复进行调试、分析并获取最佳焊接控制参数。因此，该控制方法不仅操作简单，而且方便分析与调试。

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（校对/赵月）