CN105414734B - 一种立式超声波焊接机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种立式超声波焊接机，包括焊接机支撑架，焊接机支撑架的上端设有一气缸，气缸与一固定座活动连接，固定座内设有一通孔，超声波换能器位于所述通孔内，固定座内设有一夹持环，夹持环夹在超声波换能器振动时振幅为零的节点位置。该立式金属超声波焊接机焊头与工件之间的压力较小，这样既可保证焊接的质量，也可有效防止焊头过快的磨损，同时也可防止因气缸压力过大而将工件压坏。同时在固定座内设置夹持环，并且夹持环的位置夹持在换能器振动时振幅为零的节点位置，这样当换能器振动时，夹持环夹持的位置几乎不会产生任何振动，这样就可有效降低换能器的能量损失，提高焊接机的工作效率，降低因活动连接带来的噪音。

Description

一种立式超声波焊接机
技术领域
本发明涉及超声波焊接机领域，特别涉及一种立式超声波焊接机。
背景技术
超声波金属焊接机(Ultrasonic wave metal spot welder)是把高频电能通过换能器转换成机械振动能作用于工件上，在两工件表面之间产生高频摩擦，直至两工件表面之间发热而熔接在一起的先进高科技设备。能对铜、银、铬镍等可导电金属的细薄材料实施点状、条状焊接，可广泛应用于可控硅芯片引线、快速熔断器熔体熔座、电器引线终端、锂离子、镍氢、镍镉电池极片极耳等的点状、条状焊接。一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器，换能器、焊头三部分，超声波发生器，换能器、焊头依次连接，波发生器，换能器、焊头通过机架进行固定。超声波焊接机在工作时通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40 KHz 电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过换能器上的变幅杆装置传递到焊头上。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将要焊接的工件表面熔化，进而可使两个工件焊接在一起。
对于金属超声波焊接机而言，焊头一般是横向设置的，即焊接头振动方向平行于焊位。在进行超声波金属焊接的过程中，焊头前端的摩擦部会直接作用在焊件表面，在焊件表面进行摩擦。用于焊接头与焊位是平行设置的，因此这种摩擦力度并不是很大，这样在一定程度上就会降低金属摩擦焊的工作效率。现有立式超声波焊接机多是采用气缸直接带动换能器之间上下移动，焊头与焊接是硬接触，这样在焊接时焊头摩擦部磨损加大，而且工件表面受力较大，对于一些较薄的铝箔来说很容易压破。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种噪音小、工作效率高，且能够使焊头与工件之间的压力保持恒定的立式金属超声波焊接机。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种立式超声波焊接机，包括焊接机支撑架，所述焊接机支撑架的上端设有一气缸，所述气缸与一固定座连接，所述固定座内设有超声波发生器、超声波换能器，所述超声波发生器与所述超声波换能器连接，所述超声波发生器、超声波换能器固定在所述固定座内，所述气缸与所述固定座为活动连接，所述固定座远离焊接机焊头的一端与一弹簧连接，所述弹簧的另一端与焊接机支撑架连接，所述固定座内设有一通孔，所述超声波换能器位于所述通孔内，所述固定座内设有一夹持环，所述夹持环夹在所述超声波换能器振动时振幅为零的节点位置。
优选地，所述固定座上设有滑块，所述焊接机支撑架上设有滑轨，所述滑块与所述滑轨滑动连接。
优选地，所述固定座上设有一挂钩，所述弹簧的一端挂在所述挂钩上，所述弹簧的另一端与一调节螺栓连接，所述调节螺栓与所述焊接机支撑架螺纹连接。
优选地，所述焊接机支撑架上设有一限位卡块，所述限位卡块上设有一限位槽，所述挂钩位于所述限位槽内。
优选地，所述固定座分为上半固定座和下半固定座两部分，所述上半固定座与所述下半固定座通过螺丝连接，所述上半固定座、下半固定座的内周面上均设有一弧形凸筋，所述上半固定座、下半固定座连接后，所述上半固定座、下半固定座上的弧形凸筋组合形成所述夹持环。
如上所述，本发明的立式超声波焊接机具有以下有益效果：该立式金属超声波焊接机夹持超声波发生器和超声波换能器的固定座与气缸之间是活动连接的，在远离焊头的一端通过弹簧与焊接机支撑架连接，这样在进行焊接时，焊头与工件之间的力就不是由气缸提供的，而是由弹簧的弹力提供的，因此焊头与工件之间的压力较小，这样既可保证焊接的质量，也可有效防止焊头过快的磨损，同时也可防止因气缸压力过大而将工件压坏。同时在固定座内设置夹持环，并且夹持环的位置夹持在换能器振动时振幅为零的节点位置，这样当换能器振动时，夹持环夹持的位置几乎不会产生任何振动，这样就可有效降低换能器的能量损失，提高焊接机的工作效率，降低因活动连接带来的噪音。
附图说明
图1为本发明实施例的立体结构示意图。
图2为本发明实施例的主视图。
图3为本发明实施例的侧视图。
图4为本发明实施例固定座与超声波换能器的连接示意图。
图5为本发明实施例限位卡块的结构示意图。
元件标号说明
1、底座 2、焊接机支撑架 3、固定座 4、超声波换能器 5、气缸 6、气缸活塞 7、限位卡块 71、限位槽 8、弹簧 9、调节螺栓 10、固定螺母 11、挂钩 12、滑轨 13、滑块 14、超声波发生器 15、夹持环。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至3所示，本发明提供一种立式金属超声波焊接机，其包括焊接机支撑架2，焊接机支撑架2固定在底座1上。焊接机支撑架2的上端设有一气缸5，气缸5的气缸活塞6与一固定座3连接，固定座3内设有超声波发生器14、超声波换能器4，超声波发生器14与超声波换能器4连接，超声波发生器、超声波换能器4固定在固定座3内，超声波换能器4与焊头连接，在焊头的下方还设有工作台，工作台位于底座1上。固定座3上设有一通孔，超声波换能器4位于该通孔内。在通孔内还设有一夹持环15，夹持环15用于夹住超声波换能器4，夹持环4夹持的位置位于换能器振动时振幅为零的节点位置。将夹持环夹持在超声波换能器4振幅为零的节点位置，这样超声波换能器4在振动过程中就不会带动夹持环一同振动，这样就可有效降低焊接机的能量损失，减少工作时的噪音。
作为一种优选方式，可将固定座3分为上半固定座和下半固定座两部分，上半固定座与下半固定座通过螺丝连接，这样可方便夹持环与超声波换能器4的安装，特别是便于夹持环在换能器上的位置调节。可以在上半固定座和下半固定座的内周面上分别设置一弧形凸筋，上半固定座和下半固定座上的弧形凸筋位置相对应，当上半固定座和下半固定座连接在一起时，两个弧形凸筋可形成一环形结构，该环形结构也可作为夹持环15，采用这种结构夹持的力度更大，这样在一定程度上能减低换能器上节点位置受到的应力。由于弧形凸筋会存在一定的厚度，因此夹持环夹持的换能器仍有可能会出现一些振动，这样焊接机在工作过程中就会发出噪音，因此可在夹持环与所述换能器之间设有隔振橡胶，这样可降低焊接机工作时的噪音。
气缸与固定座为活动连接，气缸与固定座铰接，使固定座3沿气缸轴向方向上下摆动，但摆动的幅度不宜过大，因此可设置限位机构，对固定座的摆动幅度进行限制。固定座远离焊接机焊头的一端与一弹簧8连接，弹簧8的另一端与焊接机支撑架2连接。作为一种具体实施方式，可在固定座3上设有一挂钩11，弹簧8的一端挂在挂钩11上，弹簧8的另一端与一调节螺栓9连接，调节螺栓9与焊接机支撑架2螺纹连接，调节螺栓9上还设有锁紧螺母。通过调节螺栓9可以调节弹簧8的弹力。可在焊接机支撑架2上设有一限位卡块7，限位卡块7的位置应用挂钩11的位置相对应，限位卡块7上设有一限位槽71，挂钩11位于限位槽71内，这样可对弹簧的行程进行限制，进而可控制焊头摆动的角度。
该超声波焊接机机架在使用时，由气缸5推动固定座3向下移动至焊接工件的上方。为了便于导向，固定座3上设有滑块13，焊接机支撑架2上设有滑轨12，滑块13与滑轨12滑动连接。随着固定座3的下降，弹簧8被拉伸，这样固定座上远离焊头的一端将被拉起，而设有焊头的一端下压，这样就可使焊头接触到工件并进行焊接。
该立式金属超声波焊接机夹持超声波发生器和超声波换能器的固定座与气缸之间是活动连接的，在远离焊头的一端通过弹簧与焊接机支撑架连接，这样在进行焊接时，焊头与工件之间的力就不是由气缸提供的，而是由弹簧的弹力提供的，因此焊头与工件之间的压力较小，这样既可保证焊接的质量，也可有效防止焊头过快的磨损，同时也可防止因气缸压力过大而将工件压坏。同时在固定座内设置夹持环，并且夹持环的位置夹持在换能器振动时振幅为零的节点位置，这样当换能器振动时，夹持环夹持的位置几乎不会产生任何振动，这样就可有效降低换能器的能量损失，提高焊接机的工作效率，降低因活动连接带来的噪音。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种立式超声波焊接机，包括焊接机支撑架，所述焊接机支撑架的上端设有一气缸，所述气缸与一固定座连接，所述固定座内设有超声波发生器、超声波换能器，所述超声波发生器与所述超声波换能器连接，所述超声波发生器、超声波换能器固定在所述固定座内，其特征在于：所述气缸与所述固定座为活动连接，所述气缸与所述固定座铰接，所述固定座远离焊接机焊头的一端与一弹簧连接，所述弹簧的另一端与焊接机支撑架连接，所述固定座内设有一通孔，所述超声波换能器位于所述通孔内，所述固定座内设有一夹持环，所述夹持环夹在所述超声波换能器振动时振幅为零的节点位置，所述固定座上设有一挂钩，所述弹簧的一端挂在所述挂钩上，所述弹簧的另一端与一调节螺栓连接，所述调节螺栓与所述焊接机支撑架螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的立式超声波焊接机，其特征在于：所述固定座上设有滑块，所述焊接机支撑架上设有滑轨，所述滑块与所述滑轨滑动连接。
3.根据权利要求2所述的立式超声波焊接机，其特征在于：所述焊接机支撑架上设有一限位卡块，所述限位卡块上设有一限位槽，所述挂钩位于所述限位槽内。
4.根据权利要求1所述的立式超声波焊接机，其特征在于：所述固定座分为上半固定座和下半固定座两部分，所述上半固定座与所述下半固定座通过螺丝连接，所述上半固定座、下半固定座的内周面上均设有一弧形凸筋，所述上半固定座、下半固定座连接后，所述上半固定座、下半固定座上的弧形凸筋组合形成所述夹持环。
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