CN107186332B - 顶升机构及超声波焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种顶升机构，包括底板、升降组件、驱动组件及阻挡装置，升降组件包括导向定位柱、定位部及顶升板，导向定位柱一端固定于顶升板一侧，另一端滑动配合于定位部；驱动组件包括顶升固定板、移动部、滑动部及顶升驱动件，顶升固定板具有顶升轨道，滑动部沿第二方向滑设于移动部远离底板的一侧，并与顶升板固定连接，顶升驱动件的固定端枢接于底板，伸缩端枢接于移动部；阻挡装置用于抵持于所述顶升板一端，顶升轨道包括支撑导向面，支撑导向面沿第二方向相对所述底板朝上倾斜设置，如此，顶升驱动件斜向上推进，使顶升板稳定上升，避免了顶升机构在超声波焊接时产生共振，使产品在高频率的振动下损坏，稳定性好且提高了产品的良率。

Description

顶升机构及超声波焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，特别是涉及一种顶升机构及超声波焊接装置。

背景技术

超声波焊接是一种利用高频振动波传递到两个需要焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦形成分子层之间的熔合方法。在使用超声波焊接装置对工件进行焊接时，需要在工件表面提供下压力或给工件提供顶升力，这样两个工件才会焊接在一起。一般地，在工件表面提供下压力采用气缸带动超声波焊头向下移动对工件进行焊接。但如此在气缸带动换能器机架移动的过程中，超声波焊接机经常会发生啸叫，因此，气缸与换能器机架的连接方式要求较高，结构较为复杂。而采用顶升机构顶升工件，虽然结构较为简单，且可以解决啸叫，但在超声波焊接时易产生共振，使工件焊接时固定不稳定，造成损伤。

发明内容

基于此，有必要针对传统的超声波焊接装置的顶升机构在超声波焊接时易产生共振，使工件固定不稳，造成损伤的问题，提供一种稳定性好、提高产品良率的顶升机构及超声波焊接装置。

顶升机构，包括：

底板；

升降组件，包括导向定位柱、定位部及顶升板，所述定位部固定于所述底板一侧，所述导向定位柱一端固定于所述顶升板一侧，另一端滑动配合于所述定位部，以使所述顶升板在第一方向上可靠近或远离所述底板；

驱动组件，设置于所述顶升板与所述底板之间，所述驱动组件包括顶升固定板、移动部、滑动部及顶升驱动件，所述顶升固定板间隔设置于所述底板一侧，且具有顶升轨道，所述移动部可移动地连接于两个所述顶升固定板的所述顶升轨道之间，所述滑动部沿第二方向滑设于所述移动部远离所述底板的一侧，并与所述顶升板固定连接，所述顶升驱动件包括固定端及伸缩端，所述固定端枢接于所述底板，所述伸缩端枢接于所述移动部；

阻挡装置，用于可操作地抵持于所述顶升板一端，以对所述顶升板在所述第二方向上限位；

其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，所述顶升轨道包括用于支撑、导向所述移动部的支撑导向面，所述支撑导向面沿所述第二方向相对所述底板朝上倾斜设置，所述移动部可移动地连接于所述支撑导向面。

上述顶升机构，通过移动部沿倾斜设置的支撑导向面移动，顶升驱动件斜向上推进，使顶升板稳定上升，避免了顶升机构在超声波焊接时产生共振，使工装板上的产品在高频率的振动下损坏，稳定性好且提高了产品的良率。

在其中一实施例中，所述移动部沿所述顶升轨道的移动过程中包括起始位置及终止位置，当所述移动部自所述起始位置至所述终止位置的移动过程中，所述阻挡装置可操作地抵持于所述顶升板一端，以在所述顶升驱动件的伸缩端伸出的过程中对所述顶升板在第二方向上限位。

在其中一实施例中，所述移动部包括支撑部、连接板及导轨，所述支撑部间隔设置于所述连接板一侧，所述导轨设置于所述连接板相对的另一侧，所述移动部还包括与所述顶升驱动件的伸缩端枢接的连接部，间隔设置的所述支撑部与所述连接板之间围设形成有收容空间，所述连接部至少部分地收容于所述收容空间，并固接于所述连接板，所述滑动部沿第二方向可移动地连接于所述导轨。

在其中一实施例中，所述移动部还包括转轴及接合于所述顶升轨道的随动轮，所述随动轮设置于所述转轴两端，且通过所述转轴可转动地连接于间隔设置的所述支撑部。

在其中一实施例中，每个所述顶升固定板沿所述第二方向设置有两个顶升轨道。

在其中一实施例中，所述顶升轨道设置于所述顶升固定板的顶侧。

在其中一实施例中，所述支撑导向面的截面的轮廓线为直线、圆弧线或抛物线中的一种。

在其中一实施例中，所述阻挡装置包括设置于输送线的伸缩式驱动件及绕一旋转轴可转动地连接于所述伸缩式驱动件顶部的抵持部，所述伸缩式驱动件的伸缩杆连接于所述抵持部的一端，以在所述伸缩式驱动件的伸缩杆伸出时，所述抵持部的另一端抵持于所述顶升板一端。

在其中一实施例中，所述顶升机构还包括用于检测工装板的位置信息的位置检测装置及与所述位置检测装置连接的控制装置，所述位置检测装置设置于所述底板，所述控制装置分别与所述阻挡装置及所述顶升驱动件连接，以在所述工装板沿所述输送线移动到达预设位置，控制所述阻挡装置及所述顶升驱动件工作。

超声波焊接装置，包括输送线、工装板及如上述的顶升机构，所述输送线用于沿第二方向输送所述工装板，所述顶升机构设置于所述输送线，且位于所述工装板下方，所述顶升板连接于所述工装板一侧，用于顶升所述工装板。

附图说明

图1为本发明一实施例中的顶升机构的结构示意图；

图2为图1所示的顶升机构除去顶升板的结构示意图；

图3为图2所示的A处的局部放大图；

图4为图1所示的顶升机构的除去顶升板与一侧顶升固定板的结构示意图；

图5为图1所示的顶升机构除去顶升板、一侧顶升固定板、连接板及导轨的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2及图4所示，本发明一实施方式中的顶升机构10，包括底板12、升降组件14、驱动组件16及阻挡装置18。

该升降组件14包括导向定位柱142、定位部144及顶升板146，定位部144固定于底板12一侧，导向定位柱142一端固定于顶升板146一侧，另一端滑动配合于定位部144，以使顶升板146在第一方向上可靠近或远离底板12。驱动组件16设置于顶升板146与底板12之间，驱动组件16包括顶升固定板162、移动部164、滑动部166(见图3)及顶升驱动件168。具体到一个实施方式中，该定位部144为直线轴承。

两块顶升固定板162间隔设置于底板12一侧，且具有顶升轨道1622，移动部164可移动地连接于两个顶升固定板162的顶升轨道1622之间，滑动部166沿第二方向滑设于移动部164远离底板12的一侧，并与所述顶升板146固定连接。顶升驱动件168包括固定端167及伸缩端169，固定端167枢接于底板12，伸缩端169枢接于所述移动部164。阻挡装置18用于可操作地抵持于顶升板146一端，以对顶升板146在第二方向上限位。

其中，第一方向与第二方向相互垂直，顶升轨道1622包括用于支撑、导向移动部164的支撑导向面1624，支撑导向面1624沿第二方向相对底板12朝上倾斜设置，移动部164可移动地连接于该支撑导向面1624。

在实际应用中，顶升驱动件168的伸缩端169伸出，带动移动部164沿顶升轨道1622移动。由于用于支撑、导向移动部164的支撑导向面1624沿第二方向相对底板12朝上倾斜设置，则在顶升驱动件168的伸缩端169伸出时，移动部164沿第二方向移动的过程中，在第一方向(竖直方向)也产生位移。与此同时，阻挡装置18抵持于顶升板146的一端，使顶升板146在第二方向上被限位，则移动部164沿第二方向移动时，滑动部166相对移动部164的移动方向朝反向移动，从而使顶升板146在第二方向保持固定，进而在竖直方向向上移动，实现工装板的顶升。

如此，通过顶升驱动件168斜向上推进，使顶升板146稳定上升，避免了顶升机构10在超声波焊接时产生共振，使工装板上的产品在高频率的振动下损坏，稳定性好且提高了产品的良率。

需要说明的是，第一方向为顶升板146的升降方向，即如图1所示的上下方向，第二方向为顶升驱动件168的伸缩端169在水平面上的伸缩方向，具体到一个实施方式中，第二方向为输送线的输送工装板的输送方向，即为如图1所示的左右方向。

在一个实施例中，所述支撑导向面1624的截面的轮廓线为直线、圆弧线或抛物线中的一种。具体地，该支撑导向面1624可为斜向上倾斜延伸的平面，也可以平缓过度向上延伸的圆弧面或抛物面，总之，能使移动部164在沿顶升轨道1622移动的过程中，同时沿第一方向及第二方向产生位移，以实现顶升的动作。具体到一个实施方式中，该支撑导向面1624为倾斜延伸的平面。

应当理解的是，支撑导向面1624沿第二方向相对底板12朝上倾斜设置，具体地说，支撑导向面1624的轮廓线可为直线，也可为曲线，例如，当支撑导向面1624为倾斜的平面，其轮廓线为直线，支撑导向面1624的轮廓线相对底板12倾斜设置。当支撑导向面1624为曲面，例如抛物面或圆弧面，则该支撑导向面1624的轮廓线为曲线，此时，支撑导向面1624的切线，即支撑导向面1624截面的轮廓线的切线相对底板12朝上倾斜设置。需要说明的是，当支撑导向面1624为曲面时，其各个不同位置的切线不在同一直线上，但其每个位置的切线均相对底板12倾斜设置。

在一个实施例中，移动部164沿顶升轨道1622的移动过程中包括起始位置及终止位置，当移动部164自起始位置至终止位置的移动过程中，阻挡装置18可操作地抵持于顶升板146一端，以在顶升驱动件168的伸缩端169伸出的过程中对顶升板146在第二方向上限位。具体地，该顶升轨道1622还包括与支撑导向面1624的两端相连的水平置放面，当移动部164位于支撑导向面1624底端的水平置放面1626，则该移动部164位于起始位置；当移动部164位于支撑导向面1624顶端的水平置放面1626，则该移动部164位于终止位置。如此，在移动部164沿支撑导向面1624移动的过程中，也即顶升驱动件168的伸缩端169伸出的过程中，可操作地对顶升板146进行限位，从而保证顶升过程的稳定性。

进一步地，每个顶升固定板162沿第二方向设置有两个顶升轨道1622。如此，通过“双轨制”保证了移动部164沿顶升轨道1622移动的稳定性及可靠性，进一步地避免了顶升机构10在超声波焊接时产生共振，使工装板上的产品在高频率的振动下损坏，稳定性好且提高了产品的良率。

进一步地，该顶升轨道1622设置于顶升固定板162的顶部。具体地，该顶升固定板162大致呈矩形状，并沿第二方向纵长延伸设置于底板12上，该顶升轨道1622形成于所述顶升固定板162的顶侧，即远离底板12的一侧。如此，便于加工，且使移动部164支撑于顶升轨道1622而不易脱落，保证了移动部164沿顶升轨道1622移动的稳定性及可靠性。

在一个实施例中，请参阅图2、图4及图5，移动部164包括支撑部1642、连接板1644及导轨1646(见图3)，支撑部1642间隔设置于连接板1644一侧，导轨1646设置于连接板1644相对的另一侧。移动部164还包括与顶升驱动件168的伸缩端169枢接的连接部1648，间隔设置的支撑部1642与连接板1644之间围设形成有收容空间，连接部1648至少部分地收容于收容空间，并固接于连接板1644，滑动部166沿第二方向可移动地连接于导轨1646。具体地，该支撑部1642呈长条状，间隔设置于连接板1644一侧，连接部1648部分收容固定于间隔设置的支撑部1642之间形成的收容空间，部分向下延伸出收容空间。顶升驱动件168的伸缩端169通过销轴枢接于连接部1648延伸出收容空间的部分。如此，使连接部1648稳定地固定于连接板1644，进一步地保证了移动部164沿顶升轨道1622移动的稳定性及可靠性。

进一步地，该顶升驱动件168的伸缩端169枢接于连接部1648的铰轴，与顶升驱动件168的固定端167枢接于底板12的枢接相互平行，且均垂直于第二方向。如此，使顶升驱动件168相对底板12在垂直于底板12的平面内运动，从而实现了顶升动作，且保证了移动部164沿顶升轨道1622移动的稳定性及可靠性。

进一步地，移动部164还包括转轴(图未示)及接合于顶升轨道1622的随动轮1649，随动轮1649设置于转轴两端，且通过转轴可转动地连接于间隔设置的支撑部1642。具体地，支撑部1642对应位置开设有转轴孔，转轴穿设于间隔设置的支撑部1642的转轴孔，随动轮1649传动连接于转轴的两端，并接合于位于顶升固定板162顶侧的顶升轨道1622。如此，进一步地保证了移动部164沿顶升轨道1622移动的稳定性及可靠性。

进一步地，该随动轮1649的宽度与支撑导向面1624的宽度相配。具体地，随动轮1649的宽度大致与支撑导向面1624的宽度大致相等，从而保证随动轮1649与支撑导向面1624的稳定配合。

在一个实施例中，请参阅图2及图3，该移动部164还包括间隔设置于连接板1644一侧的固定块1641，固定块1641彼此朝向的一侧表面向内凹陷形成台阶部1643，并与连接板1644围设形成前述的导轨1646。滑动部166包括配合部及凸起部，该凸起部设置于配合部一侧，配合部的两侧嵌入两固定块1641的台阶部1643，凸起部从两固定块1641之间的间隙伸出。如此，使滑动部166不可分离地、滑动配合于前述的导轨1646，保证了顶升板146相对移动部164移动的稳定性。

在一个实施例中，阻挡装置18包括伸缩式驱动件182及抵持部184，伸缩式驱动件182设置于输送线，抵持部184绕一转轴可转动地连接于伸缩式驱动件182的顶部。伸缩式驱动件182的伸缩杆1822(见图4)连接于抵持部184的一端，以在伸缩式驱动件182的伸缩杆1822伸出时，抵持部184的另一端抵持于顶升板146一端。如此，实现可操作地控制阻挡装置18抵持于顶升板146一端，从而对顶升板146限位。

在一个实施例中，顶升机构10还包括用于检测工装板的位置信息的位置检测装置19及与位置检测装置19连接的控制装置。位置检测装置19设置于底板12，控制装置分别与阻挡装置18及顶升驱动件168连接，以在工装板沿输送线移动到达预设位置，控制阻挡装置18及顶升驱动件168工作。

具体地，输送线输送工装板沿第二方向移动，当位置检测装置19检测到工装板到达预设位置时，则控制装置控制伸缩式驱动件182的伸缩杆1822伸出，抵持部184抵持于顶升板146的一端。同时，控制装置控制顶升驱动件168的伸缩端169伸出，使移动部164沿顶升轨道1622移动，从而实现顶升板146的上升，进而实现工装板的顶升。如此，实现顶升动作的自动化实现，提高了生产效率。

需要理解的是，阻挡装置18的伸缩式驱动件182及顶升驱动件168，具体均为伸缩气缸，因此，控制装置控制阻挡装置18及顶升驱动件168工作均是指控制两者的伸缩端169伸出或缩回。

基于上述的顶升机构10，本发明还提供一种超声波焊接装置，该超声波焊接装置包括输送线、工装板及如上述的顶升机构10。输送线用于沿第二方向输送工装板，顶升机构10设置于输送线，且位于工装板下方，顶升板146连接于所述工装板一侧，用于顶升工装板。

具体地，该超声波焊接装置还包括超声波焊接头，输送线具有输送轨道，工装板由输送线的驱动机构驱动沿输送轨道移动。沿输送线的输送方向在预设位置设置焊接工位，顶升装置设置于焊接工位，并位于工装板的下方，超声波焊接头设置于输送线，并设置于焊接工位，且延伸至工装板的上方。

当工装板移载到焊接工位，位置检测装置19检测到工装板到达预设位置时，则控制装置控制伸缩式驱动件182的伸缩杆1822伸出，抵持部184抵持于顶升板146的一端。同时，控制装置控制顶升驱动件168的伸缩端169伸出，使移动部164沿顶升轨道1622移动，从而实现顶升板146的上升，进而实现工装板的顶升。同时，超声波焊头开始工作，从而对定位于工装板上的产品进行超声波焊接。

上述顶升机构10及超声波焊接装置，通过顶升驱动件168斜向上推进，使顶升板146稳定上升，避免了顶升机构10在超声波焊接时产生共振，使工装板上的产品在高频率的振动下损坏，稳定性好且提高了产品的良率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.顶升机构，其特征在于，包括：

底板；

升降组件，包括导向定位柱、定位部及顶升板，所述定位部固定于所述底板一侧，所述导向定位柱一端固定于所述顶升板一侧，另一端滑动配合于所述定位部，以使所述顶升板在第一方向上可靠近或远离所述底板；

驱动组件，设置于所述顶升板与所述底板之间，所述驱动组件包括顶升固定板、移动部、滑动部及顶升驱动件，所述顶升固定板间隔设置于所述底板一侧，且具有顶升轨道，所述移动部可移动地连接于两个所述顶升固定板的所述顶升轨道之间，所述滑动部沿第二方向滑设于所述移动部远离所述底板的一侧，并与所述顶升板固定连接，所述顶升驱动件包括固定端及伸缩端，所述固定端枢接于所述底板，所述伸缩端枢接于所述移动部；

阻挡装置，用于可操作地抵持于所述顶升板一端，以对所述顶升板在所述第二方向上限位；

其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，所述顶升轨道包括用于支撑、导向所述移动部的支撑导向面，所述支撑导向面沿所述第二方向相对所述底板朝上倾斜设置，所述移动部可移动地连接于所述支撑导向面。

2.根据权利要求1所述的顶升机构，其特征在于，所述移动部沿所述顶升轨道的移动过程中包括起始位置及终止位置，当所述移动部自所述起始位置至所述终止位置的移动过程中，所述阻挡装置可操作地抵持于所述顶升板一端，以在所述顶升驱动件的伸缩端伸出的过程中对所述顶升板在第二方向上限位。

3.根据权利要求1所述的顶升机构，其特征在于，所述移动部包括支撑部、连接板及导轨，所述支撑部间隔设置于所述连接板一侧，所述导轨设置于所述连接板相对的另一侧，所述移动部还包括与所述顶升驱动件的伸缩端枢接的连接部，间隔设置的所述支撑部与所述连接板之间围设形成有收容空间，所述连接部至少部分地收容于所述收容空间，并固接于所述连接板，所述滑动部沿第二方向可移动地连接于所述导轨。

4.根据权利要求3所述的顶升机构，其特征在于，所述移动部还包括转轴及接合于所述顶升轨道的随动轮，所述随动轮设置于所述转轴两端，且通过所述转轴可转动地连接于间隔设置的所述支撑部。

5.根据权利要求1所述的顶升机构，其特征在于，每个所述顶升固定板沿所述第二方向设置有两个顶升轨道。

6.根据权利要求1所述的顶升机构，其特征在于，所述顶升轨道设置于所述顶升固定板的顶侧。

7.根据权利要求1所述的顶升机构，其特征在于，所述支撑导向面的截面的轮廓线为直线、圆弧线或抛物线中的一种。

8.根据权利要求1所述的顶升机构，其特征在于，所述阻挡装置包括设置于输送线的伸缩式驱动件及绕一旋转轴可转动地连接于所述伸缩式驱动件顶部的抵持部，所述伸缩式驱动件的伸缩杆连接于所述抵持部的一端，以在所述伸缩式驱动件的伸缩杆伸出时，所述抵持部的另一端抵持于所述顶升板一端。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的顶升机构，其特征在于，所述顶升机构还包括用于检测工装板的位置信息的位置检测装置及与所述位置检测装置连接的控制装置，所述位置检测装置设置于所述底板，所述控制装置分别与所述阻挡装置及所述顶升驱动件连接，以在所述工装板沿输送线移动到达预设位置，控制所述阻挡装置及所述顶升驱动件工作。

10.超声波焊接装置，其特征在于，包括输送线、工装板及如权利要求1～9任意一项所述的顶升机构，所述输送线用于沿第二方向输送所述工装板，所述顶升机构设置于所述输送线，且位于所述工装板下方，所述顶升板连接于所述工装板一侧，用于顶升所述工装板。