CN106312288B - 一种高精度多焊接头超声波焊接装置 - Google Patents

一种高精度多焊接头超声波焊接装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106312288B
CN106312288B CN201610865283.5A CN201610865283A CN106312288B CN 106312288 B CN106312288 B CN 106312288B CN 201610865283 A CN201610865283 A CN 201610865283A CN 106312288 B CN106312288 B CN 106312288B
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
control unit
electromagnetic
driving shaft
industrial camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610865283.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106312288A (zh
Inventor
张华�
王楠
张绳
阎毓杰
刘雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
719th Research Institute of CSIC
Original Assignee
719th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 719th Research Institute of CSIC filed Critical 719th Research Institute of CSIC
Priority to CN201610865283.5A priority Critical patent/CN106312288B/zh
Publication of CN106312288A publication Critical patent/CN106312288A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106312288B publication Critical patent/CN106312288B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/26—Auxiliary equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高精度多焊接头超声波焊接装置，属于超声波焊接技术领域。该装置包括换能器基座、焊接头、工业相机、控制单元和外部电源；焊接头的个数为两个以上，焊接头固定安装在换能器基座的底面上，工业相机固定在换能器基座的侧面，工业相机对待焊接工件进行图像采集，图像信息发送至控制单元，控制单元根据图像信息选择对应的焊接头对待焊接工件进行焊接，外部电源对换能器基座内的换能器、焊接头、控制单元和工业相机供电。本发明通过在换能器基座上安装多个焊接头以及工业相机实现高效率和高精度的超声波焊接功能。

Description

一种高精度多焊接头超声波焊接装置
技术领域
本发明涉及一种超声波焊接装置，具体涉及一种具有多个焊接头的超声波焊接装置，属于超声波焊接技术领域。
背景技术
针对当前的应用市场，超声波焊接以其快捷、高效、清洁和牢固的优点，赢得了相关行业的认可。在交通行业，超声波焊接可通过计算机程序控制来实施对大件和不规则工件的焊接如：保险杠、前后门、灯具、刹车灯等；在家电行业，超声波焊接可用于手提日光灯罩、蒸汽熨斗门、电视机外壳、录音机透明面板、电源整流器、电视机壳螺丝固定座、灭蚊灯壳、洗衣机脱水槽等产品；在玩具行业，超声波焊接可用于代替螺丝、粘合剂、胶水或其他辅助品；在包装行业，超声波焊接可用于软管封口、特殊打包带的连接；在电子行业，超声波焊接应用于手机、电脑、芯片等具体设备中。综上所述，对超声波焊接提出了广泛应用的要求，亟需一套行之有效的超声波焊接装置。
市面上的超声波焊接应用的产品，往往是一款产品受到追捧，厂家往往同步进行同产品不同型号的同步研发，以适应市场对产品多元化、差异化、个性化的需求，形状尺寸单一而数量巨大的产品虽然不需要多模具，但是其数量少，这种情况忽略不计；而同型产品在市场上受追捧的程度往往实在一个量级，相互之间的数量往往是在一个数量区间，因而对于其加工中的模具需求差异往往也是一个需求程度上的；因而，模具的设计往往具有单一性；模具的加工精度相对于工件的精度要高出一个精度级别以上；模具的调试和最终定型往往需要和客户进行协调，在工时、场地等其他各种费用上成本较高；因而，因其相对高昂的成本，市场往往只针对成熟定型的产品开模，对于新产品的开发来说具有相当大的限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高精度多焊接头超声波焊接装置，通过在换能器基座上安装多个焊接头以及工业相机实现高效率和高精度的超声波焊接功能。
一种高精度多焊接头超声波焊接装置，该装置包括换能器基座、焊接头、工业相机、控制单元和外部电源；
所述焊接头的个数为两个以上，焊接头固定安装在换能器基座的底面上，工业相机固定在换能器基座的侧面，工业相机对待焊接工件进行图像采集，图像信息发送至控制单元，控制单元根据图像信息选择对应的焊接头对待焊接工件进行焊接，外部电源对换能器基座内的换能器、焊接头、控制单元和工业相机供电。
进一步地，所述焊接头包括电磁金属壳体、电磁驱动轴和焊接杆，所述电磁驱动轴通过直线轴承安装在电磁金属壳体的型腔内，电磁驱动轴在电磁金属壳体上电后沿轴向作直线移动，电磁驱动轴的一端与焊接杆固定连接。
工作原理：换能器基座将外部电源的50/60赫兹电流转换成15、20、28、30或35KHz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，随后机械运动通过可变幅的电磁驱动轴传递给焊接杆，焊接杆将振动能量传递到待焊接工件的接合部即焊区，由于声阻大能量在焊区被通过摩擦方式产生局部高温(热能)，又因导热性差能量集中接触面熔化，在表面产生塑性变形并在压力下破坏表面层，在设定压力的作用下融合成一体，保压时间内凝固成型，形成一个坚固的分子链，焊接强度达到原材料强度。
有益效果：
1、本发明能够针对产品不同的外形和尺寸进行编程，按照设计的编程原理生成数字信号，控制单元对相应位置焊接头通电，电磁金属壳体在通电后与电磁驱动轴产生电磁效应，电磁驱动轴能够驱动相应的焊接杆进行直线运动，电磁驱动轴根据信号的强度进行对应工位的动作，多个焊接头可协同动作，因其相对迅速的反应时间可以保证不影响超声波焊接，同时其动作精度相对较高，能够保证产品的精度。
2、本发明采用了工业CCD相机，捕捉带拐点的图形进行识别，逆向工程生成点云数据，软件生成轮廓，经过局部优化，可通过控制单元命令焊接头上的电磁驱动杆进行精确动作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为焊接头与换能器基座安装关系的局部放大图；
图3为本发明焊接头的三维结构示意图；
图4为本发明焊接头的内部结构示意图。
其中，1-换能器基座，2-工业相机、3-焊接头、4-电磁金属壳体、5-电磁驱动轴、6-焊接杆。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1和2所示，本发明提供了一种高精度多焊接头超声波焊接装置，该装置包括换能器基座1、焊接头3、工业相机2、控制单元和外部电源；
本实施例中焊接头3的个数为64个，焊接头3固定安装在换能器基座1的底面上，64个焊接头3按圆周方向均匀分布，工业相机2固定在换能器基座的侧面，工业相机2对待焊接工件进行图像采集，图像信息发送至控制单元，控制单元根据图像信息选择对应的焊接头对待焊接工件进行焊接，外部电源对换能器基座1内的换能器、焊接头3、控制单元和工业相机2供电。
如附图3和4所示，焊接头3包括电磁金属壳体4、电磁驱动轴5和焊接杆6，电磁驱动轴5通过直线轴承安装在电磁金属壳体4的型腔内，电磁驱动轴5在电磁金属壳体4上电后沿轴向作直线移动，电磁驱动轴4的一端与焊接杆6固定连接。
每一个焊接头具有唯一的64位身份ID，对于更高精度和更大范围的产品工件，可以设置为2n焊接头作为子焊接头；64个字焊接头可以完成264种不同设计方案的编程；
对于每一个焊接头，电磁金属壳体和电磁驱动轴配合形成的直线电机具有m个工位(l是直线电机的行程，d是电磁驱动轴的步长，直线电机的精度直接影响到工位数m，理论上无级调速直线电机m是∞)，m个工位对应于焊接头可以伸缩的m个焊接深度；假设m＝3：工位1、2、3依次对应于未驱动位、驱动50％行程位、驱动100％行程位，焊接头可以完成2(m-1)种动作，焊接头的行程对应于焊接的深度，该直线电机单焊接头可焊接深度l、0.5l的产品。对于上述3工位64位焊接机，可以焊接264*3种产品；该焊接头的适应性非常好，在对于同型产品甚至是近似产品的通用性很好，其市场应用前景广阔；对于正在开发中的产品，对于产品外形尺寸进行各种调整，对于公差各种优化中，一套该焊接头即可满足从设计到加工的反复迭代，具有足够通用性适应市场的需求；
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高精度多焊接头超声波焊接装置，其特征在于，该装置包括换能器基座、焊接头、工业相机、控制单元和外部电源；
所述焊接头的个数为两个以上，焊接头固定安装在换能器基座的底面上，工业相机固定在换能器基座的侧面，工业相机对待焊接工件进行图像采集，图像信息发送至控制单元，控制单元根据图像信息选择对应的焊接头对待焊接工件进行焊接，外部电源对换能器基座内的换能器、焊接头、控制单元和工业相机供电；
所述 焊接头包括电磁金属壳体、电磁驱动轴和焊接杆，所述电磁驱动轴通过直线轴承安装在电磁金属壳体的型腔内，电磁驱动轴在电磁金属壳体上电后沿轴向作直线移动，电磁驱动轴的一端与焊接杆固定连接；
按照设计的编程原理生成数字信号，控制单元对相应位置焊接杆通电，电磁金属壳体在通电后与电磁驱动轴产生电磁效应，电磁驱动轴能够驱动相应的焊接杆进行直线运动，电磁驱动轴根据信号的强度进行对应工位的动作，多个焊接杆可协同动作。
CN201610865283.5A 2016-09-29 2016-09-29 一种高精度多焊接头超声波焊接装置 Expired - Fee Related CN106312288B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610865283.5A CN106312288B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高精度多焊接头超声波焊接装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610865283.5A CN106312288B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高精度多焊接头超声波焊接装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106312288A CN106312288A (zh) 2017-01-11
CN106312288B true CN106312288B (zh) 2019-12-13

Family

ID=57820547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610865283.5A Expired - Fee Related CN106312288B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高精度多焊接头超声波焊接装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106312288B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107009020A (zh) * 2017-05-03 2017-08-04 广州市科普超声电子技术有限公司 一种超声波焊接头以及超声波焊接装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002038356A1 (en) * 2000-11-10 2002-05-16 Misonix, Incorporated Manufacturing method and device using high power ultrasound
CN101017155A (zh) * 2006-02-07 2007-08-15 哈尔滨工业大学 管节点焊缝超声相控阵检测成像系统
CN103946996A (zh) * 2011-09-20 2014-07-23 新宁研究院 超声换能器和制造超声换能器的方法
CN105408089A (zh) * 2013-04-25 2016-03-16 海尔曼超声波技术两合有限公司 具有多个超声焊极的超声波焊接装置
CN205436251U (zh) * 2015-11-30 2016-08-10 必诺机械（东莞）有限公司 一种超声换能器
CN206185309U (zh) * 2016-09-29 2017-05-24 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种高精度多焊接头超声波焊接装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9808883B2 (en) * 2014-12-05 2017-11-07 T.A. Systems, Inc. Dual ultrasonic welder

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002038356A1 (en) * 2000-11-10 2002-05-16 Misonix, Incorporated Manufacturing method and device using high power ultrasound
CN101017155A (zh) * 2006-02-07 2007-08-15 哈尔滨工业大学 管节点焊缝超声相控阵检测成像系统
CN103946996A (zh) * 2011-09-20 2014-07-23 新宁研究院 超声换能器和制造超声换能器的方法
CN105408089A (zh) * 2013-04-25 2016-03-16 海尔曼超声波技术两合有限公司 具有多个超声焊极的超声波焊接装置
CN205436251U (zh) * 2015-11-30 2016-08-10 必诺机械（东莞）有限公司 一种超声换能器
CN206185309U (zh) * 2016-09-29 2017-05-24 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种高精度多焊接头超声波焊接装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106312288A (zh) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104690138B (zh) 一种镁合金板材超声振动单点渐进成形装置及其渐进成形方法
CN201186488Y (zh) 汽车门内饰板用热铆焊机
CN106312288B (zh) 一种高精度多焊接头超声波焊接装置
CN206201495U (zh) 新型塑胶焊接设备
CN204471392U (zh) 非接触式搬运工件的超声驻波悬浮夹持式机械手
CN104139106B (zh) 一种板材超声振动颗粒介质成形装置
CN202608053U (zh) 一种振动摩擦焊接机
CN205075335U (zh) 一种汽车保险杠振动摩擦焊接装置
CN101867263A (zh) 一种电机定子冲片的叠压机构
CN206185309U (zh) 一种高精度多焊接头超声波焊接装置
CN104552918A (zh) 一种振动摩擦焊接机的伺服驱动系统
CN201618812U (zh) 一种四点缩口机夹爪机构
CN203818576U (zh) 塑料激光焊接夹具
CN103817176B (zh) 双点异面振动增量成形装置
US20150336332A1 (en) Method for rounding edges of polymer motor vehicle components
CN211416336U (zh) 一种超声波旋转焊接机构及超声波滚动焊接设备
CN208593087U (zh) 一种超声波织带焊接机
CN203992036U (zh) 一种多工位管端成型机
CN218341217U (zh) 一种基于转盘结构的自动化超声焊接设备
CN204747103U (zh) 一种高频颤振冷挤压模具
CN103949908A (zh) 一种用于加工内孔球面及端面的车床夹具
CN206212276U (zh) 一种喇叭制备工艺中静衔铁定位设备
CN212684755U (zh) 一种伺服超声波塑胶熔接机构
CN204687404U (zh) 电子压力机
CN104841712B (zh) 一种高频颤振冷挤压模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20191213

Termination date: 20200929

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee