CN108145305A - 一种连续式超声波焊接机及连续式超声波焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波焊接技术领域，特别涉及一种连续式超声波焊接机及连续式超声波焊接方法。该种连续式超声波焊接机，包括超声波焊接机构，其特征在于：还包括底料驱动辊和滑动辊组件，底料驱动辊包括输入辊和输出辊，滑动辊组件包括第一滑动辊和第二滑动辊，底料依次经过输入辊、第一滑动辊、超声波焊接机构、第二滑动辊和输出辊，第一滑动辊与第二滑动辊上下交替联动，使超声波焊接头处的底料实现间歇性输送。底料的输入端与输出端保持恒定的不间断输送工作，与该超声波焊接机配合的前一工序加工设备和后一工序不受影响，工作效率高，焊接质量稳定。

Description

一种连续式超声波焊接机及连续式超声波焊接方法

技术领域

本发明涉及超声波焊接技术领域，特别涉及一种连续式超声波焊接机及连续式超声波焊接方法。

背景技术

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。焊接时，需要两物体保持相对静止的状态。在生产线上进行焊接工作时，为保证焊接时的可靠性，一般采用进料间歇式供给，在物料输送暂停时期，超声波焊接机对物料进行焊接。该种超声波焊接工序本身的生产效率因物料不断的暂停输送难以实现本质的提高，在自动化生产线上，超声波焊接工序处的设备输入与输出物料间断工作又会对与其配套生产的前一工序和后一工序产生影响，导致整体生产效率低下。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种连续式超声波焊接机及连续式超声波焊接方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种连续式超声波焊接机，包括超声波焊接机构，其特征在于：还包括用于输送底料的底料驱动辊和滑动辊组件，所述底料驱动辊包括输入辊和输出辊，所述滑动辊组件包括第一滑动辊和第二滑动辊，底料依次经过输入辊、第一滑动辊、超声波焊接机构、第二滑动辊和输出辊，第一滑动辊与第二滑动辊上下交替联动，实现在底料驱动辊处底料输送速率不变的情况下，使超声波焊接头处的底料实现间歇性输送。

进一步的，滑动辊组件还包括第一滑轨、第二滑轨、滑轨驱动机构、用于安装第一滑动辊的第一辊座和用于安装第二滑动辊的第二辊座，第一辊座可滑动的设于第一滑轨上、第二辊座可滑动的设于第二滑轨上，第一滑轨与第二滑轨竖直平行布置，滑轨驱动机构带动第一辊座和第二辊座同步反向滑动。

进一步的，滑轨驱动机构包括驱动电机、可绕中心转动的连杆，所述驱动电机驱动第一辊座或第二辊座滑动，连杆一端与第一辊座活动连接，另一端与第二辊座活动连接使两者实现同步反向滑动。

进一步的，滑轨驱动机构包括可绕中心转动的连杆、驱动连杆转动的驱动电机，连杆一端与第一辊座活动连接，另一端与第二辊座活动连接，连杆转动时使第一辊座和第二辊座同步反向滑动。

进一步的，第一辊座和第二辊座分别设置有横向延伸的滑槽，连杆的两端分别设置有与滑槽配合的滑动件。

进一步的，底料驱动辊的输入辊和输出辊设于同一水平面上，所述滑动辊组件设于底料驱动辊上方，所述超声波焊接机构设于底料驱动辊下方，该种布置方式使设备整体重心较低，超声波焊接机构工作时所产生的振动对设备整体的影响较小。

进一步的，超声波焊接机构包括焊接台、两套超声波焊接头，焊接台具有两个焊接面，底料从两个焊接面通过，焊接台位于两套超声波焊接头之间，两套超声波焊接头相对布置且对应两个焊接面实现双倍效率焊接。

进一步的，超声波焊接机构还包括导向辊，所述导向辊用于改变底料走向，使底料可通过焊接台的两个焊接面。

进一步的，还设有若干皮带辊，所述皮带辊使皮带将底料压紧于输入辊、输出辊、第一滑动辊、第二滑动辊，保证底料在各辊上的精确传送。

一种连续式超声波焊接方法，其特征在于：包括以下步骤

步骤一，底料依次通过输入辊、第一滑动辊、超声波焊接机构、第二滑动辊、输出辊，输入辊和输出辊主动转动带动底料输入和输出；

步骤二，当底料的焊接点到达超声波焊接机构的焊接位置时，第一滑动辊朝远离输入辊的方向移动，该移动产生的底料输送路径单位时间增量长度等于单位时间内输入辊所输入的底料长度，该段时间焊接位置的底料暂停输送，超声波焊接机构对其进行焊接工作；

步骤三，步骤二同时，第二滑动辊朝靠近输出辊方向移动，该移动所产生的底料输送路径单位时间减量长度等于单位时间内输出辊输出的底料输出长度，实现输出辊处的底料输出不间断；

步骤四，超声波焊接机构焊接完成后，第一滑动辊朝靠近输入辊方向移动，超声波焊接机构处的底料再次输送，直至下一焊接点到达超声波焊接机构焊接位置，回到步骤二进行该焊接点的焊接工作；

步骤五，步骤四同时，第二滑动辊朝远离输出辊的方向移动，该移动所产生的底料输送路径单位时间增量长度，等于步骤四焊接位置的底料单位时间输送量减去输入辊单位时间底料输入量的长度。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种连续式超声波焊接机及连续式超声波焊接方法，底料的输入端与输出端保持恒定的不间断输送工作，使得生产线上与该超声波焊接机配合的前一工序加工设备和后一工序加工设备不受影响，滑动辊组件使得底料在焊接位置间断式输送，焊接时底料在焊接位置停留，焊接间隔时底料快速输送，工作效率高，焊接质量稳定。

附图说明

图1为本发明一种连续式超声波焊接机正视结构示意图。

图2为本发明一种连续式超声波焊接机滑动辊组件结构示意图。

图3为本发明一种连续式超声波焊接机立体结构示意图。

图4为本发明一种连续式超声波焊接机工作状态示意图一。

图5为本发明一种连续式超声波焊接机工作状态示意图二。

图6为本发明一种连续式超声波焊接机底料焊接位置示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

实施例一：参照图1至图6所示，一种连续式超声波焊接机，包括超声波焊接机构1、用于输送底料的底料驱动辊2和滑动辊组件3、皮带辊4。

底料驱动辊2包括输入辊21和输出辊22，所述输入辊21和输出辊22为速率保持不变且同步运动的主动辊，用于带动底料进入和送出超声波焊接机构1。

滑动辊组件3包括第一滑动辊31、第二滑动辊32、第一滑轨33、第二滑轨34、滑轨驱动机构35、用于安装第一滑动辊31的第一辊座36和用于安装第二滑动辊33的第二辊座37，第一滑动辊31和第二滑动辊32的辊体为从动辊，底料依次经过输入辊21、第一滑动辊31、超声波焊接机构1、第二滑动辊32和输出辊22，第一辊座36可滑动的设于第一滑轨33上、第二辊座37可滑动的设于第二滑轨34上，第一滑轨33与第二滑轨34竖直平行布置，滑轨驱动机构35 包括驱动电机351、可绕中心转动的连杆352，第一辊座36和第二辊座37分别设置有横向延伸的滑槽38，连杆352的两端分别设置有与滑槽38配合的滑动件 353，所述驱动电机351驱动第一辊座36或第二辊座37滑动，连杆352一端滑动件353与第一辊座36的滑槽38活动连接，另一端的滑动件353与第二辊座 37的滑槽38活动连接使两者实现同步反向滑动。

第一滑动辊31与第二滑动辊32上下交替联动，实现在底料驱动辊2处底料输送速率不变的情况下，使超声波焊接头12处的底料实现间歇性输送。

皮带辊4设有若干组，使皮带41将底料压紧于输入辊21、输出辊22、第一滑动辊31、第二滑动辊32，保证底料在各辊上的精确传送。

超声波焊接机构1包括焊接台11、两套超声波焊接头12、导向辊13，焊接台11具有两个焊接面111，导向辊13用于改变底料走向，使底料可通过焊接台 11的两个焊接面111，焊接台11位于两套超声波焊接头12之间，两套超声波焊接头12相对布置且对应两个焊接面111实现双倍效率焊接。

底料驱动辊2的输入辊21和输出辊22设于同一水平面上，所述滑动辊组件3设于底料驱动辊2上方，所述超声波焊接机构1设于底料驱动辊2下方，该种布置方式使设备整体重心较低，超声波焊接机构1工作时所产生的振动对设备整体的影响较小。

一种连续式超声波焊接方法，其特征在于：包括以下步骤

步骤一，底料依次通过输入辊21、第一滑动辊31、超声波焊接机构1、第二滑动辊32、输出辊22，输入辊21和输出辊22主动转动带动底料输入和输出；

步骤二，当底料的焊接点到达超声波焊接机构1的焊接位置时，即底料上两个焊接点分别到达两套超声波焊接头12对应的焊接位置，驱动电机351驱动第一辊座36使第一滑动辊31朝远离输入辊21的方向移动，该移动产生的底料输送路径单位时间增量长度等于单位时间内输入辊21所输入的底料长度，在第一滑动辊31该段滑动时间焊接位置的底料暂停输送，超声波焊接机构1的两套超声波焊接头12同时对底料两个焊接点进行焊接工作；

步骤三，步骤二同时，第一辊座36通过连杆352带动第二辊座37同步反向滑动，使第二滑动辊32朝靠近输出辊22方向移动，该移动所产生的底料输送路径单位时间减量长度等于单位时间内输出辊22输出的底料输出长度，实现输出辊22处的底料输出匀速不间断；

步骤四，超声波焊接机构1焊接完成后，第一滑动辊31朝靠近输入辊21 方向移动，超声波焊接机构1处的底料再次输送，直至下一组焊接点到达超声波焊接机构1两超声波焊接头11焊接位置，回到步骤二进行该焊接点的焊接工作；

步骤五，步骤四同时，第二滑动辊32朝远离输出辊22的方向移动，该移动所产生的底料输送路径单位时间增量长度，等于步骤四焊接位置的底料单位时间输送量减去输入辊21单位时间底料输入量的长度。

设底料输入与输出速率为u，两两焊接点间隔为L＝400mm，生产速率为 N＝10pcs/s

速度分析：

①上升段滑动辊牵引速度则左侧输送产品长度：

②下降段滑动辊反向平移则左侧输送产品长度：

所消耗时间

∴Δ上+Δ下＝2δ₁+6δ₂；

∴剩余长度2L-2δ₁-6δ₂，

滑动辊停止移动，停止时间

即有δ₁＝δ₂；

取Δ上+Δ下＝8δ₁＝2L,

剩余长度400×2-560＝240

匀速u→滑动辊停止移动，停止时间520/4000＝0.13s

实施例二：与实施例一不同在于：滑轨驱动机构35包括可绕中心转动的连杆352、驱动连杆转动的驱动电机351，连杆352一端与第一辊座36活动连接，另一端与第二辊座37活动连接，连杆352转动时使第一辊座36和第二辊座37 同步反向滑动。

参照图1至图6所示，上述一种连续式超声波焊接机及连续式超声波焊接方法，底料的输入端与输出端保持恒定的不间断输送工作，使得生产线上与该超声波焊接机配合的前一工序加工设备和后一工序加工设备不受影响，滑动辊组件使得底料在焊接位置间断式输送，焊接时底料在焊接位置停留，焊接间隔时底料快速输送，工作效率高，焊接质量稳定。

上述仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种连续式超声波焊接机，包括超声波焊接机构，其特征在于：还包括用于输送底料的底料驱动辊和滑动辊组件，所述底料驱动辊包括输入辊和输出辊，所述滑动辊组件包括第一滑动辊和第二滑动辊，底料依次经过输入辊、第一滑动辊、超声波焊接机构、第二滑动辊和输出辊，第一滑动辊与第二滑动辊上下交替联动，实现在底料驱动辊处底料输送速率不变的情况下，使超声波焊接头处的底料实现间歇性输送。

2.根据权利要求1所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：所述滑动辊组件还包括第一滑轨、第二滑轨、滑轨驱动机构、用于安装第一滑动辊的第一辊座和用于安装第二滑动辊的第二辊座，第一辊座可滑动的设于第一滑轨上、第二辊座可滑动的设于第二滑轨上，第一滑轨与第二滑轨竖直平行布置，滑轨驱动机构带动第一辊座和第二辊座同步反向滑动。

3.根据权利要求2所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：所述滑轨驱动机构包括驱动电机、可绕中心转动的连杆，所述驱动电机驱动第一辊座或第二辊座滑动，连杆一端与第一辊座活动连接，另一端与第二辊座活动连接使两者实现同步反向滑动。

4.根据权利要求2所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：所述滑轨驱动机构包括可绕中心转动的连杆、驱动连杆转动的驱动电机，连杆一端与第一辊座活动连接，另一端与第二辊座活动连接，连杆转动时使第一辊座和第二辊座同步反向滑动。

5.根据权利要求3或4所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：第一辊座和第二辊座分别设置有横向延伸的滑槽，连杆的两端分别设置有与滑槽配合的滑动件。

6.根据权利要求1所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：所述底料驱动辊的输入辊和输出辊设于同一水平面上，所述滑动辊组件设于底料驱动辊上方，所述超声波焊接机构设于底料驱动辊下方，该种布置方式使设备整体重心较低，超声波焊接机构工作时所产生的振动对设备整体的影响较小。

7.根据权利要求1所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：所述超声波焊接机构包括焊接台、两套超声波焊接头，焊接台具有两个焊接面，底料从两个焊接面通过，焊接台位于两套超声波焊接头之间，两套超声波焊接头相对布置且对应两个焊接面实现双倍效率焊接。

8.根据权利要求7所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：所述超声波焊接机构还包括导向辊，所述导向辊用于改变底料走向，使底料可通过焊接台的两个焊接面。

9.根据权利要求1所述一种连续式超声波焊接机，其特征在于：还设有若干皮带辊，所述皮带辊使皮带将底料压紧于输入辊、输出辊、第一滑动辊、第二滑动辊，保证底料在各辊上的精确传送。

10.一种连续式超声波焊接方法，其特征在于：包括以下步骤

步骤一，底料依次通过输入辊、第一滑动辊、超声波焊接机构、第二滑动辊、输出辊，输入辊和输出辊主动转动带动底料输入和输出；

步骤二，当底料的焊接点到达超声波焊接机构的焊接位置时，第一滑动辊朝远离输入辊的方向移动，该移动产生的底料输送路径单位时间增量长度等于单位时间内输入辊所输入的底料长度，该段时间焊接位置的底料暂停输送，超声波焊接机构对其进行焊接工作；

步骤三，步骤二同时，第二滑动辊朝靠近输出辊方向移动，该移动所产生的底料输送路径单位时间减量长度等于单位时间内输出辊输出的底料输出长度，实现输出辊处的底料输出不间断；

步骤四，超声波焊接机构焊接完成后，第一滑动辊朝靠近输入辊方向移动，超声波焊接机构处的底料再次输送，直至下一焊接点到达超声波焊接机构焊接位置，回到步骤二进行该焊接点的焊接工作；

步骤五，步骤四同时，第二滑动辊朝远离输出辊的方向移动，该移动所产生的底料输送路径单位时间增量长度，等于步骤四焊接位置的底料单位时间输送量减去输入辊单位时间底料输入量的长度。