CN112192846A - 超声波焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波焊接设备，包括设备安装组合架，设备安装组合架内设有超声波焊接装置，超声波焊接装置包括上模压焊装置、下模定位基座、超声波发生器，上模压焊装置包括压力气缸、焊接压头组，下模定位基座包括焊接件定位基座、焊接件压紧装置，焊接件压紧装置将待焊工件压紧在焊接件定位基座上，超声波发生器在待焊工件上产生高频振动，压力气缸驱动所述焊接压头组下行压紧待焊工件通过高频摩擦产生热量完成焊接操作。本发明采用能够根据焊接工件需要灵活调整的超声波焊接方案，具有可根据焊接工件需要调整，适用性好的特点。

Description

超声波焊接设备

技术领域

本发明涉及一种焊接设备，特别涉及一种改进的超声波焊接设备，属于超声波焊接领域。

背景技术

超声波焊接是将高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在加压的情况下，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，在压点处产生局部高温，致使两个塑料的接触面迅速熔化，在压力下融合成一体，形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。目前，现有的超声波焊接设备无法根据变更焊接工件的需要灵活适用，适用性有待改进。

发明内容

本发明超声波焊接设备公开了新的方案，采用能够根据焊接工件需要灵活调整的超声波焊接方案，解决了目前同类方案无法根据焊接工件需要灵活调整等适用性不好的问题。

本发明超声波焊接设备包括设备安装组合架，设备安装组合架内设有超声波焊接装置，超声波焊接装置包括上模压焊装置、下模定位基座、超声波发生器，上模压焊装置包括压力气缸、焊接压头组，下模定位基座包括焊接件定位基座、焊接件压紧装置，焊接件压紧装置将待焊工件压紧在焊接件定位基座上，超声波发生器在待焊工件上产生高频振动，压力气缸驱动所述焊接压头组下行压紧待焊工件通过高频摩擦产生热量完成焊接操作。

进一步，本方案的设备安装组合架包括顶部安装框架、底部安装框架，顶部安装框架与底部安装框架间设有下模定位基座安装框架，压力气缸通过顶面板安装在顶部安装框架上，焊接件定位基座通过基座底板安装在下模定位基座安装框架上，超声波发生器通过超声波发生器基板安装在下模定位基座安装框架的下方的底部安装框架上。

更进一步，本方案的设备安装组合架的一侧安装有控制电柜，设备安装组合架的另一侧、后侧安装有围栏网栅，设备安装组合架的底部角端上安装有设备支脚。

再进一步，本方案的控制电柜的正面上设有控制面板，控制柜的顶面上设有三色指示灯，控制电柜上还设有启动按键、急停按键。

更进一步，本方案的上模压焊装置还包括焊接压头连接板，压力气缸的输出端与焊接压头连接板的顶面连接，焊接压头连接板的底部与焊接压头组连接。

再进一步，本方案的焊接压头连接板的角端上设有导轴孔，导轴孔内设有导向轴，导向轴的上端与顶面板连接，导向轴的下端与基座底板连接，焊接压头连接板在压力气缸的作用下沿导向轴上下移动。

又进一步，本方案的焊接压头连接板与基座底板间设有可伸缩限位导柱，可伸缩限位导柱的上端与焊接压头连接板的底部连接，可伸缩限位导柱的下端与基座底板连接，可伸缩限位导柱限定焊接压头连接板上下运动的行程范围。

再进一步，本方案的焊接压头连接板上设有多个竖直布置的拖链组件，拖链组件包括多个链接的管线环扣，管线环扣内搭设有气管路线。

进一步，本方案的焊接压头组包括若干焊接压头，焊接压头包括焊接臂，焊接臂上设有焊接压杆、焊接预压杆，焊接预压杆通过弹性部件与焊接臂弹性连接，焊接臂带动焊接压杆、焊接预压杆下行，焊接预压杆预压紧待焊工件后焊接压杆压紧待焊工件完成压焊。

进一步，本方案的焊接件压紧装置包括基座筒，基座筒内设有旋转柱，基座筒的外侧上设有定位孔，定位孔内设有定位螺栓，旋转柱伸出基座筒的上端上设有悬臂梁，悬臂梁的自由端设有压紧杆，压紧杆的压紧端设有压紧头，旋转旋转柱带动压紧头压紧焊接件定位基座上的待焊工件，旋进定位螺栓压紧定位基座筒内的旋转柱。

本发明超声波焊接设备采用能够根据焊接工件需要灵活调整的超声波焊接方案，具有可根据焊接工件需要调整，适用性好的特点。

附图说明

图1是超声波焊接设备的示意图。

图2是设备安装组合架的示意图。

图3是超声波焊接装置的示意图。

图4是图3中超声波焊接装置的下部局部放大示意图。

其中，100是安装组合架，110是顶部安装框架，111是顶面板，120是底部安装框架，130是下模定位基座安装框架，131是基座底板，140是控制电柜，151是导向轴，152是可伸缩限位导柱，200是超声波焊接装置，210是超声波发生器，221是压力气缸，230是焊接压头组，231是焊接臂，232是焊接压头连接板，233是拖链组件，240是焊接件定位基座，250是焊接件压紧装置，251是旋转柱，252是压紧头。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明超声波焊接设备包括设备安装组合架，设备安装组合架内设有超声波焊接装置，超声波焊接装置包括上模压焊装置、下模定位基座、超声波发生器，上模压焊装置包括压力气缸、焊接压头组，下模定位基座包括焊接件定位基座、焊接件压紧装置，焊接件压紧装置将待焊工件压紧在焊接件定位基座上，超声波发生器在待焊工件上产生高频振动，压力气缸驱动所述焊接压头组下行压紧待焊工件通过高频摩擦产生热量完成焊接操作。上述方案采用能够根据焊接工件需要灵活调整的超声波焊接方案，通过更换焊接件定位基座适应不同待焊工件的要求，通过控制压力气缸的推进速度、力度调整焊接的速度，设备可扩展空间大，有利于新产品的开发。

为了实现设备安装组合架的功能，本方案的设备安装组合架包括顶部安装框架、底部安装框架，顶部安装框架与底部安装框架间设有下模定位基座安装框架，压力气缸通过顶面板安装在顶部安装框架上，焊接件定位基座通过基座底板安装在下模定位基座安装框架上，超声波发生器通过超声波发生器基板安装在下模定位基座安装框架的下方的底部安装框架上。基于以上方案，为了实现电动控制以及组合架功能的完善，本方案的设备安装组合架的一侧安装有控制电柜，设备安装组合架的另一侧、后侧安装有围栏网栅，设备安装组合架的底部角端上安装有设备支脚。本方案的控制电柜的正面上设有控制面板，控制柜的顶面上设有三色指示灯，控制电柜上还设有启动按键、急停按键。

为了便于同时控制多组压头下行，本方案的上模压焊装置还包括焊接压头连接板，压力气缸的输出端与焊接压头连接板的顶面连接，焊接压头连接板的底部与焊接压头组连接。基于以上方案，为了实现稳定的上下移动过程，本方案的焊接压头连接板的角端上设有导轴孔，导轴孔内设有导向轴，导向轴的上端与顶面板连接，导向轴的下端与基座底板连接，焊接压头连接板在压力气缸的作用下沿导向轴上下移动。为了防止部件运动超出预设的范围，本方案的焊接压头连接板与基座底板间设有可伸缩限位导柱，可伸缩限位导柱的上端与焊接压头连接板的底部连接，可伸缩限位导柱的下端与基座底板连接，可伸缩限位导柱限定焊接压头连接板上下运动的行程范围。同时，为了满足设备中气管线路的布设管理，本方案的焊接压头连接板上设有多个竖直布置的拖链组件，拖链组件包括多个链接的管线环扣，管线环扣内搭设有气管路线。

为了提高压力焊接的稳定性，避免焊接开始时焊接工件因受力发生相对移动，如图4所示，本方案的焊接压头组包括若干焊接压头，焊接压头包括焊接臂，焊接臂上设有焊接压杆、焊接预压杆，焊接预压杆通过弹性部件与焊接臂弹性连接，焊接臂带动焊接压杆、焊接预压杆下行，焊接预压杆预压紧待焊工件后焊接压杆压紧待焊工件完成压焊。

为了实现焊接件压紧装置的功能，本方案的焊接件压紧装置包括基座筒，基座筒内设有旋转柱，基座筒的外侧上设有定位孔，定位孔内设有定位螺栓，旋转柱伸出基座筒的上端上设有悬臂梁，悬臂梁的自由端设有压紧杆，压紧杆的压紧端设有压紧头，旋转旋转柱带动压紧头压紧焊接件定位基座上的待焊工件，旋进定位螺栓压紧定位基座筒内的旋转柱。

本方案公开了一种汽车内饰件的超声波焊接设备，减少了对工人的使用，同时也提高了效率。如图1所示，本方案超声波焊接设备主要包括钢架组件(安装组合架)、模具组件(超声波焊接装置)，模具组件可以包括两套相同的超声波焊接装置。图2为钢架组件的示意图，包括钢架、气罐组件、三色灯、控制电柜、控制面板、急停键组件、启动键组件、减压阀组件、超声波发生器、超声波发生器基板、地脚、围栏网栅、减压阀组件等。钢架为整台设备的框架，气罐组件是储气部件，三色灯显示机器的异常，控制电柜是设备的控制系统，控制面板是设备的操作面板，急停键组件、启动键组件起启动、急停作用，减压阀组件用来调节气压，超声波发生器为设备主要工作部件，超声波发生器基板支撑超声波发生器组件，地脚支撑整台设备，围栏网栅起保护作用。图3为模具组件的示意图，包括压力气缸、顶面板、可伸缩限位导柱、基座底板、焊接压头组、焊接件定位基座、导向轴、拖链组件、焊接件压紧装置，其中压力气缸起升降作用，可伸缩限位导柱、导向轴起支撑作用，基座底板支撑焊接件定位基座，焊接压头组对产品进行焊接，焊接件压紧装置固定产品，拖链组件使设备中的气管线路更好放置。

基于以上方案，工人先把后护板产品(待焊工件)放入焊接件定位基座中后，工人按下预压启动键开始预压，焊接件压紧装置开始对产品进行压紧定位，再按下启动键组件后，压力气缸开始伸出并带动焊接压头组向产品靠近，同时超声波发生器开始启动，在产品工件表面产生高频振动摩擦使之生热，焊接压头包括焊接压杆、焊接预压杆，焊接压头向产品靠近使预压杆对产品进行预压，预压后焊接压杆开始对产品进行焊接，保压固化后，焊接压头组回位，压力气缸开始缩回远离产品回位，带动焊接压头组回收，超声波发生器停止工作，此时按下预压开关，焊接件压紧装置松开，人工将产品取出，设备进入待机状态。因此，本方案具有以下特点：⑴运动平稳，控制精确，可根据焊接工件需要调整，可根据产品需要调整焊接速度；⑵扩展空间大，有利于新产品开发。基于以上特点，本方案超声波焊接设备相比现有同类设备具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案超声波焊接设备并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (10)

1.超声波焊接设备，其特征是包括设备安装组合架，所述设备安装组合架内设有超声波焊接装置，所述超声波焊接装置包括上模压焊装置、下模定位基座、超声波发生器，所述上模压焊装置包括压力气缸、焊接压头组，所述下模定位基座包括焊接件定位基座、焊接件压紧装置，所述焊接件压紧装置将待焊工件压紧在所述焊接件定位基座上，所述超声波发生器在待焊工件上产生高频振动，所述压力气缸驱动所述焊接压头组下行压紧待焊工件通过高频摩擦产生热量完成焊接操作。

2.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述设备安装组合架包括顶部安装框架、底部安装框架，所述顶部安装框架与所述底部安装框架间设有下模定位基座安装框架，所述压力气缸通过顶面板安装在所述顶部安装框架上，所述焊接件定位基座通过基座底板安装在所述下模定位基座安装框架上，所述超声波发生器通过超声波发生器基板安装在所述下模定位基座安装框架的下方的所述底部安装框架上。

3.根据权利要求2所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述设备安装组合架的一侧安装有控制电柜，所述设备安装组合架的另一侧、后侧安装有围栏网栅，所述设备安装组合架的底部角端上安装有设备支脚。

4.根据权利要求3所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述控制电柜的正面上设有控制面板，所述控制柜的顶面上设有三色指示灯，所述控制电柜上还设有启动按键、急停按键。

5.根据权利要求2所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述上模压焊装置还包括焊接压头连接板，所述压力气缸的输出端与所述焊接压头连接板的顶面连接，所述焊接压头连接板的底部与所述焊接压头组连接。

6.根据权利要求5所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述焊接压头连接板的角端上设有导轴孔，所述导轴孔内设有导向轴，所述导向轴的上端与所述顶面板连接，所述导向轴的下端与所述基座底板连接，所述焊接压头连接板在所述压力气缸的作用下沿所述导向轴上下移动。

7.根据权利要求6所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述焊接压头连接板与所述基座底板间设有可伸缩限位导柱，所述可伸缩限位导柱的上端与所述焊接压头连接板的底部连接，所述可伸缩限位导柱的下端与所述基座底板连接，所述可伸缩限位导柱限定所述焊接压头连接板上下运动的行程范围。

8.根据权利要求5所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述焊接压头连接板上设有多个竖直布置的拖链组件，所述拖链组件包括多个链接的管线环扣，所述管线环扣内搭设有气管路线。

9.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述焊接压头组包括若干焊接压头，所述焊接压头包括焊接臂，所述焊接臂上设有焊接压杆、焊接预压杆，所述焊接预压杆通过弹性部件与所述焊接臂弹性连接，所述焊接臂带动所述焊接压杆、焊接预压杆下行，所述焊接预压杆预压紧待焊工件后所述焊接压杆压紧待焊工件完成压焊。

10.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于，所述焊接件压紧装置包括基座筒，所述基座筒内设有旋转柱，所述基座筒的外侧上设有定位孔，所述定位孔内设有定位螺栓，所述旋转柱伸出所述基座筒的上端上设有悬臂梁，所述悬臂梁的自由端设有压紧杆，所述压紧杆的压紧端设有压紧头，旋转所述旋转柱带动所述压紧头压紧所述焊接件定位基座上的待焊工件，旋进所述定位螺栓压紧定位所述基座筒内的所述旋转柱。

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