CN102862293A

CN102862293A - 一种三轴联动的超声波焊接机

Info

Publication number: CN102862293A
Application number: CN2012103520155A
Authority: CN
Inventors: 苏伟
Original assignee: Suzhou Keber Precision Machinery Co Ltd
Current assignee: Suzhou Keber Precision Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2013-01-09

Abstract

本发明公开了一种三轴联动的超声波焊接机，包含X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元；所述Y轴伺服单元可控制工作台沿Y轴方向运动；所述Z轴伺服单元设置在X轴伺服单元上，所述超声波焊接单元竖直地设置在Z轴伺服单元上，既可随Z轴伺服单元沿X轴方向运动，又可由Z轴伺服单元控制沿Z轴方向运动；本发明方案只需采用一个超声波焊接头即可完成对多个不同位置的焊点进行焊接、具有适用性强、生产效率高、操作简便等特点。

Description

一种三轴联动的超声波焊接机

技术领域

本发明涉及一种超声波焊接机的改进，特别涉及一种只需一个超声波焊接头即可完成对多个不同位置的焊点进行焊接、具有适用性强、生产效率高、操作简便的三轴联动的超声波焊接机，属于超声波焊接机技术领域。

背景技术

随着各行各业的飞速发展，塑料焊接行业也面临新的机遇和挑战。目前，常用超声波焊接机来对塑料件进行焊接。超声波焊接机是一种运用超声技术的特种焊接设备，超声波焊接机在焊接塑料制品时，既不要添加任何粘接剂、填料或溶剂，也不消耗大量热源，具有操作简单，焊接强度高的优点。

近年来，使用超声波焊接产品结构越来越复杂化，焊点越来越多，且其中许多焊接件的引脚间距不同，高度不同，焊接位置以及焊接角度不同，为了达到焊接的目的，目前，通常采用每个焊点设置一个超声波焊接头，并预先设置好每个超声波焊接头的高度、角度，再通过一次将所有超声波焊接头的向下运动，在进入焊接位置时，对被焊接件进行焊接，从而实现对被焊接件的“一次性”焊接。这种生产方法的超声波焊接机的生产效率高，但超声波焊接头的安装调试非常麻烦。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种只需一个超声波焊接头即可完成对多个不同位置的焊点进行焊接、具有适用性强、生产效率高、操作简便的三轴联动的超声波焊接机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三轴联动的超声波焊接机，包含下机架、工作台、X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元、主控制单元；所述工作台设置在下机架的上表面上；所述Y轴伺服单元设置在下机架内部，可驱动工作台沿Y轴方向运动；所述X轴伺服单元设置在下机架上；所述Z轴伺服单元设置在X轴伺服单元上，并由X轴伺服单元控制可沿X轴方向运动；所述Z轴伺服单元，包含一个超声波焊接单元；所述超声波焊接单元由Z轴伺服单元控制可沿Z轴方向上下运动；所述主控制单元控制X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元，使超声波焊接单元在某一时间点可对工作台上的焊接件上的某一焊接点进行超声波焊接。

优选的，所述Y轴伺服单元，包含Y轴丝杆、Y轴伺服电机；所述下机架的上表面上沿Y轴方向设置有一对Y轴导轨；所述工作台可沿Y轴导轨滑动地设置在下机架的上表面上；所述Y轴丝杆的两端分别设置在下机架内部的轴承座内；所述Y轴丝杆上设置有Y轴丝杆座上；所述Y轴丝杆座固定在工作台的下表面上；所述Y轴伺服电机驱动Y轴丝杆旋转；当Y轴丝杆旋转时，Y轴丝杆座会带动工作台沿Y轴方向运动。

优选的，所述X轴伺服单元，包含X轴左支撑、X轴右支撑、X轴导轨支撑、Z轴伺服单元固定座、X轴伺服电机、X轴丝杆；所述X轴左支撑、X轴右支撑沿X轴方向分别设置在上机架的左侧、右侧；所述X轴导轨支撑的左端、右端分别设置在X轴左支撑、X轴右支撑上；所述X轴丝杆的两端通过轴承设置在所述X轴导轨支撑的两端部；所述X轴丝杆上设置有X轴丝杆座；所述X轴丝杆座上设置有Z轴伺服单元固定座；所述X轴伺服电机驱动X轴丝杆旋转；当X轴丝杆旋转时，X轴丝杆座可带动Z轴伺服单元固定座沿X轴运动。

优选的，所述X轴导轨支撑的上表面上设置有X轴导轨；所述Z轴伺服单元固定座设置在X轴导轨支撑的上表面上，并可沿X轴导轨运动。

优选的，所述X轴导轨支撑的左端、右端分别设置有X轴传感器；当X轴丝杆座到达X轴传感器位置时，所述X轴传感器给主控制单元一信号，以控制X轴伺服电机停止工作。

优选的，X轴导轨支撑的侧部沿X轴方向设置有X轴坦克链托板；所述X轴坦克链托板上设置有X轴坦克链；所述X轴坦克链的一端通过X轴坦克链固定板固定在X轴丝杆座上，另一端固定在X轴坦克链托板上。

优选的，所述Z轴伺服单元，包含Z轴滑块、Z轴导轨支撑、Z轴伺服电机、Z轴丝杆、超声波焊接单元；所述Z轴导轨支撑竖直设置，并固定在Z轴伺服单元固定座上；所述Z轴丝杆的两端通过轴承分别固定在Z轴导轨支撑的上端部、下端部；所述Z轴丝杆上设置有Z轴丝杆座；所述Z轴丝杆座的外侧面与Z轴滑块固定连接；所述超声波焊接单元设置在Z轴滑块的外侧面上；所述Z轴伺服电机驱动Z轴丝杆旋转；当Z轴丝杆旋转时，Z轴滑块可沿Z轴导轨沿Z轴方向上下滑动。

优选的，所述Z轴导轨支撑的外侧面上设置有Z轴导轨；所述Z轴滑块设置在Z轴导轨支撑的外侧面上，并可沿Z轴导轨沿Z轴方向上下滑动。

优选的，所述Z轴导轨支撑的上端、下端分别设置有Z轴传感器；当Z轴丝杆座到达Z轴传感器位置时，所述Z轴传感器给主控制单元一信号，以控制Z轴伺服电机停止工作。

优选的，所述超声波焊接单元，包含Z轴气缸、超声波焊接头；所述Z轴气缸可控制超声波焊接头上下运动。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的三轴联动的超声波焊接机，包含X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元；所述Y轴伺服单元可控制工作台沿Y轴方向运动；所述Z轴伺服单元设置在X轴伺服单元上，所述超声波焊接单元竖直地设置在Z轴伺服单元上，既可随Z轴伺服单元沿X轴方向运动，又可由Z轴伺服单元控制沿Z轴方向运动；本发明方案只需采用一个超声波焊接头即可完成对多个不同位置的焊点进行焊接、具有适用性强、生产效率高、操作简便等特点。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明所述的三轴联动的超声波焊接机的立体图；

附图2为本发明所述的三轴联动的超声波焊接机（去上机架、X轴伺服单元、Z轴伺服单元）的立体图；

附图3为本发明所述的三轴联动的超声波焊接机的X轴伺服单元的一角度立体放大图；

附图4为本发明所述的三轴联动的超声波焊接机的X轴伺服单元的另一角度立体放大图；

附图5为本发明所述的三轴联动的超声波焊接机的Z轴伺服单元的立体放大图；

其中：1、下机架；2、工作台；3、压架；4、压紧装置；5、L型压块；6、连杆；7、翻转气缸；8、模具底座；9、导向轮；10、模具底座压杆；11、X轴伺服单元；12、Z轴伺服单元；13、Y轴丝杆；14、立柱；15、上机架；16、触摸屏单元；17、Y轴导轨；18、Y轴伺服电机；19、模具组件；111、X轴左支撑；112、X轴右支撑；113、X轴导轨支撑；114、X轴传感器固定座；115、X轴轴承左支撑；116、X轴轴承右支撑；117、调节块；118、限位块；119、Z轴伺服单元固定座；120、X轴导轨；121、X轴伺服电机；122、X轴坦克链；123、X轴主动轮；124、X轴从动轮；125、X轴坦克链托板；126、角接触轴承；127、Y轴丝杆；128、X轴坦克链固定板；129、Y轴传感器；131、Z轴滑块；132、Z轴导轨支撑；133、Z轴轴承；134、Z轴伺服电机支撑；135、Z轴气缸；136、超声波焊接单元；137、Z轴伺服电机；138、Z轴坦克链；139、Z轴坦克链支撑块；140、Z轴左导轨；141、Z轴传感器固定座；142、Z轴丝杆；143、Z轴右导轨；144、Z轴传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如附图1-5所示的本发明所述的一种三轴联动的超声波焊接机，包含下机架1、工作台2、X轴伺服单元11、Y轴伺服单元（未标出）、Z轴伺服单元12、主控制单元(未标出)；所述工作台2设置在下机架1的上表面上；所述Y轴伺服单元，包含Y轴丝杆13、Y轴伺服电机18；所述下机架1的上表面上沿Y轴方向设置有一对Y轴导轨17；所述工作台2可Y轴导轨17滑动地设置在下机架1的上表面上；所述Y轴丝杆13沿Y轴方向设置，其两端均设置在下机架内部的轴承座内；所述Y轴丝杆13上设置有Y轴丝杆座（未示出）上；所述Y轴丝杆座固定在工作台2的下表面上；所述Y轴伺服电机18驱动Y轴丝杆13旋转；当Y轴丝杆13旋转时，Y轴丝杆座会带动工作台2沿Y轴方向运动；所述X轴伺服单元，包含X轴左支撑111、X轴右支撑112、X轴导轨支撑113、Z轴伺服单元固定座119、X轴伺服电机121、X轴丝杆127；所述X轴左支撑111、X轴右支撑112沿X轴方向分别设置在上机架1的左侧、右侧；所述X轴导轨支撑113的左端、右端分别设置在X轴左支撑111、X轴右支撑112上；所述X轴丝杆127的两端通过角接触轴承126设置在所述X轴导轨支撑的两端部；所述角接触轴承126分别设置在X轴轴承左支撑115、X轴轴承右支撑116上；所述X轴轴承左支撑115设置在X轴导轨支撑113的左端部；所述X轴轴承右支撑116设置在X轴导轨支撑113的右端部；所述X轴丝杆127上设置有X轴丝杆座（未标出）；所述X轴丝杆座上设置有Z轴伺服单元固定座119；所述X轴伺服电机121设置在X轴左支撑111的内侧；所述X轴伺服电机121的输出轴穿过X轴左支撑111，再套上X轴主动轮123；所述X轴主动轮123与X轴左支撑111之间设置有调节块117；所述X轴左支撑111上，调节块117的上方设置有限位块118；所述X轴丝杆127 伸出X轴轴承左支撑115外侧部上设置有X轴从动轮124；所述X轴主动轮123和X轴从动轮124通过皮带传动；当X轴伺服电机121工作时，即可驱动X轴丝杆127旋转；当X轴丝杆127旋转时，X轴丝杆座可带动Z轴伺服单元固定座119沿Y轴运动。所述X轴导轨支撑113的上表面上设置有X轴导轨120；所述Z轴伺服单元固定座119设置在X轴导轨支撑113的上表面上，并可沿X轴导轨120运动。所述X轴导轨支撑113的左端、右端分别设置有X轴传感器固定座114；所述X轴传感器固定座114上设置有X轴传感器129；当X轴丝杆座（未标出）到达X轴传感器129位置时，所述X轴传感器给主控制单元一信号，以控制X轴伺服电机121停止工作。X轴导轨支撑113的侧部沿X轴方向设置有X轴坦克链托板125；所述X轴坦克链托板125上设置有X轴坦克链122；所述X轴坦克链122的一端通过X轴坦克链固定板128固定在X轴丝杆座上，另一端固定在X轴坦克链托板125上。所述Z轴伺服单元，包含Z轴滑块131、Z轴导轨支撑132、Z轴伺服电机137、Z轴丝杆142、超声波焊接单元136；所述Z轴导轨支撑132竖直设置，并固定在Z轴伺服单元固定座119上；所述Z轴丝杆142的两端通过Z轴轴承133分别固定在Z轴导轨支撑132的上端部、下端部；所述Z轴丝杆142上设置有Z轴丝杆座（未示出）；所述Z轴丝杆座的外侧面与Z轴滑块131固定连接；所述超声波焊接单元136设置在Z轴滑块131的外侧面上；所述Z轴导轨支撑132的外侧面的左边、右边分别竖直设置有Z轴左导轨140、Z轴右导轨143；所述Z轴滑块131设置在Z轴导轨支撑132的外侧面上，并可沿Z轴左导轨140、Z轴右导轨143沿Z轴方向上下滑动。所述Z轴伺服电机137通过Z轴伺服电机支撑134设置在Z轴导轨支撑132的上端部；所述Z轴伺服电机137驱动Z轴丝杆142旋转；当Z轴丝杆142旋转时，Z轴滑块131可沿Z轴导轨沿Z轴方向上下滑动；所述Z轴导轨支撑132的上端、下端分别设置有Z轴传感器固定座141；所述Z轴传感器固定座141上设置Z轴传感器144；当Z轴丝杆座到达Z轴传感器144位置时，所述Z轴传感器144给主控制单元一信号，以控制Z轴伺服电机137停止工作。所述Z轴导轨支撑132与Z轴滑块131之间设置有Z轴坦克链138；所述Z轴坦克链138的一端通过Z轴坦克链固定板139固定在Z轴导轨支撑132上，另一端固定在Z轴滑块131上。所述超声波焊接单元136，包含Z轴气缸135、超声波焊接头（未标出）；所述Z轴气缸135可控制超声波焊接头上下运动；所述主控制单元控制X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元，使超声波焊接单元在某一时间点可对工作台上的焊接件上的某一焊接点进行超声波焊接。

所述工作台2上表面的左端、右端沿Y轴方向分别设置有2组导向轮9；当模具底座8安装时，模具底座8的两侧端部分别与导向轮9接触，以方便将模具底座8沿导向轮9推入工作台2上；卸下模具底座8时，也一样，可方便模具底座8从工作台2上退出；所述模具底座8上安装有模具组件19；所述模具组件19用来给焊接件支撑、定位；所述工作台上设置有压架3；所述压架3的后端通过铰链设置在下机架上；所述压架3的中后部设置有连杆6；所述工作台2的下表面上设置有翻转气缸7；所述翻转气缸7的活塞杆的端部与连杆6的端部通过铰链连接；当翻转气缸7的活塞杆往外伸出时，压架3可绕其后端的铰链处旋转，使压架3的前端升起，以方便在模具组件19上安装和卸下焊接件；所述压架3的前端设置有L型压块5；当压架3不旋转时，所述L型压块5的端部压在工作台2上；所述工作台2上设置压紧装置4；所述压紧装置4可将L型压块5压紧在工作台上；此时压架3与模具底座8之间设置有模具底座压杆10，以实现对模具底座8的压紧定位；要旋转压架3时，可先将压紧装置4从L型压块5上移开，并将模具底座压杆10移除，即可对压架3进行旋转；所述下机架1上设置有多根立柱14；所述多根立柱14上支撑着上机架15；所述上机架15上设置有一延伸臂（未标出）；所述延伸臂上设置有触摸屏单元16；所述触摸屏单元16给主控制单元输入指令，以控制X轴伺服单元11、Y轴伺服单元（为标出）、Z轴伺服单元13、超声波焊接单元136做相应的工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：包含下机架、工作台、X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元、主控制单元；所述工作台设置在下机架的上表面上；所述Y轴伺服单元设置在下机架内部，可驱动工作台沿Y轴方向运动；所述X轴伺服单元设置在下机架上；所述Z轴伺服单元设置在X轴伺服单元上，并由X轴伺服单元控制可沿X轴方向运动；所述Z轴伺服单元，包含一个超声波焊接单元；所述超声波焊接单元由Z轴伺服单元控制可沿Z轴方向上下运动；所述主控制单元控制X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元，使超声波焊接单元在某一时间点可对工作台上的焊接件上的某一焊接点进行超声波焊接。

2.根据权利要求1所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述Y轴伺服单元，包含Y轴丝杆、Y轴伺服电机；所述下机架的上表面上沿Y轴方向设置有一对Y轴导轨；所述工作台可沿Y轴导轨滑动地设置在下机架的上表面上；所述Y轴丝杆的两端分别设置在下机架内部的轴承座内；所述Y轴丝杆上设置有Y轴丝杆座上；所述Y轴丝杆座固定在工作台的下表面上；所述Y轴伺服电机驱动Y轴丝杆旋转；当Y轴丝杆旋转时，Y轴丝杆座会带动工作台沿Y轴方向运动。

3. 根据权利要求1所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述X轴伺服单元，包含X轴左支撑、X轴右支撑、X轴导轨支撑、Z轴伺服单元固定座、X轴伺服电机、X轴丝杆；所述X轴左支撑、X轴右支撑沿X轴方向分别设置在上机架的左侧、右侧；所述X轴导轨支撑的左端、右端分别设置在X轴左支撑、X轴右支撑上；所述X轴丝杆的两端通过轴承设置在所述X轴导轨支撑的两端部；所述X轴丝杆上设置有X轴丝杆座；所述X轴丝杆座上设置有Z轴伺服单元固定座；所述X轴伺服电机驱动X轴丝杆旋转；当X轴丝杆旋转时，X轴丝杆座可带动Z轴伺服单元固定座沿X轴运动。

4.根据权利要求3所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述X轴导轨支撑的上表面上设置有X轴导轨；所述Z轴伺服单元固定座设置在X轴导轨支撑的上表面上，并可沿X轴导轨运动。

5.根据权利要求3或4所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述X轴导轨支撑的左端、右端分别设置有X轴传感器；当X轴丝杆座到达X轴传感器位置时，所述X轴传感器给主控制单元一信号，以控制X轴伺服电机停止工作。

6.根据权利要求3或4所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：X轴导轨支撑的侧部沿X轴方向设置有X轴坦克链托板；所述X轴坦克链托板上设置有X轴坦克链；所述X轴坦克链的一端通过X轴坦克链固定板固定在X轴丝杆座上，另一端固定在X轴坦克链托板上。

7.根据权利要求1所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述Z轴伺服单元，包含Z轴滑块、Z轴导轨支撑、Z轴伺服电机、Z轴丝杆、超声波焊接单元；所述Z轴导轨支撑竖直设置，并固定在Z轴伺服单元固定座上；所述Z轴丝杆的两端通过轴承分别固定在Z轴导轨支撑的上端部、下端部；所述Z轴丝杆上设置有Z轴丝杆座；所述Z轴丝杆座的外侧面与Z轴滑块固定连接；所述超声波焊接单元设置在Z轴滑块的外侧面上；所述Z轴伺服电机驱动Z轴丝杆旋转；当Z轴丝杆旋转时，Z轴滑块可沿Z轴导轨沿Z轴方向上下滑动。

8.根据权利要求7所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述Z轴导轨支撑的外侧面上设置有Z轴导轨；所述Z轴滑块设置在Z轴导轨支撑的外侧面上，并可沿Z轴导轨沿Z轴方向上下滑动。

9.根据权利要求7或8所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述Z轴导轨支撑的上端、下端分别设置有Z轴传感器；当Z轴丝杆座到达Z轴传感器位置时，所述Z轴传感器给主控制单元一信号，以控制Z轴伺服电机停止工作。

10.根据权利要求1或7或8所述的三轴联动的超声波焊接机，其特征在于：所述超声波焊接单元，包含Z轴气缸、超声波焊接头；所述Z轴气缸可控制超声波焊接头上下运动。