CN113878222A - 一种超声加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超声加工装置，涉及金属材料加工技术领域，包括底座、支撑架、顶盖、二级座、焊接座、辅助监测机构、控制面板、竖向直线驱动部件、首压块、焊接设备、压力传感器、两个辅助外框、两个线束放置机构和两个线束旋转驱动机构，竖向直线驱动部件伸至顶盖的下方并连接有首压块，两个辅助外框分别安装于首压块两侧的下部，焊接设备的两端分别竖向滑动安装于两个辅助外框上，压力传感器设置于首压块和焊接设备之间，竖向直线驱动部件带动首压块上移时能够通过线束旋转驱动机构带动线束放置环旋转，辅助监测机构包括安置杆和测振仪。该装置能够监测焊接数据，保证了线束的焊接质量，解决了线束焊接不良和焊接不够集中比较散落的问题。

Description

一种超声加工装置

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，特别是涉及一种超声加工装置。

背景技术

超声焊接设备是超声加工装置所包括的一种重要的用于金属材料加工的设备，由于其焊接速度快、焊接质量高等优点广泛应用于各行各业，而线束的焊接也是其中重要的组成部分，目前的超声焊接设备往往不能监测焊接设备的振幅，且在线束焊接过程中往往会出现线束在受压时散向两侧，从而导致焊接效果不好，影响焊接效果。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种超声加工装置，能够监测焊接数据，保证了线束的焊接质量，解决了线束焊接不良和焊接不够集中比较散落的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种超声加工装置，包括底座、支撑架、顶盖、二级座、焊接座、辅助监测机构、控制面板、竖向直线驱动部件、首压块、焊接设备、压力传感器、两个辅助外框、两个线束放置机构和两个线束旋转驱动机构，所述支撑架的上下两端分别与所述顶盖和所述底座连接，所述二级座设置于所述底座上，所述线束放置机构包括线束放置架、线束放置环和定心夹具，所述焊接座和两个所述线束放置架均设置于所述二级座上，两个所述线束放置架分别位于所述焊接座的两侧，所述线束放置环水平设置且转动安装于所述线束放置架上，所述线束放置环靠近所述焊接座的一端安装有所述定心夹具；所述竖向直线驱动部件安装于所述顶盖上，且所述竖向直线驱动部件伸至所述顶盖的下方并连接有所述首压块，两个所述辅助外框分别安装于所述首压块两侧的下部，所述焊接设备的两端分别竖向滑动安装于两个所述辅助外框上，所述压力传感器设置于所述首压块和所述焊接设备之间，所述焊接设备位于所述焊接座的正上方；两个所述线束旋转驱动机构均设置于所述顶盖上且分别位于所述首压块的两侧，各所述线束旋转驱动机构的两端分别与所述首压块的一侧和所述线束放置环远离所述焊接座的一侧连接，所述竖向直线驱动部件带动所述首压块上移时能够通过所述线束旋转驱动机构带动所述线束放置环旋转；所述辅助监测机构包括安置杆和测振仪，所述安置杆设置于所述底座上，所述测振仪安装于所述安置杆上，所述竖向直线驱动部件、所述压力传感器、所述测振仪、所述焊接设备和所述定心夹具均与所述控制面板连接。

优选地，还包括导向板，所述导向板竖直固定于所述底座上且位于所述首压块的后侧，所述导向板上设置有多个第一竖向滑槽，所述首压块、所述压力传感器和所述焊接设备的后端均滑动安装于所述第一竖向滑槽中，所述压力传感器设置于所述焊接设备的上部。

优选地，所述焊接设备的两端分别设置有一个侧耳，所述辅助外框上设置有第二竖向滑槽，各所述侧耳滑动安装于一个所述第二竖向滑槽中。

优选地，两个所述辅助外框之间的距离大于所述焊接座的宽度。

优选地，所述线束放置架包括放置块和倒U形板，两个所述放置块均固定于所述二级座上且分别位于所述焊接座的两侧，所述倒U形板固定于所述放置块的上部，所述线束放置环转动安装于所述倒U形板中。

优选地，所述线束旋转驱动机构包括齿轮架、主齿轮、转向齿轮、转向杆、第一齿条、第二齿条、限位帽、拉簧和棘轮组件，两个所述齿轮架均固定于所述顶盖的下表面且分别位于所述首压块的两侧，所述主齿轮转动安装于所述齿轮架的上部，且两个所述主齿轮分别与所述首压块的两侧相啮合，所述主齿轮的轴线方向与所述首压块的运动方向相垂直，所述转向齿轮转动安装于所述齿轮架的下部且位于所述主齿轮远离所述首压块的一侧，所述转向齿轮与所述主齿轮相啮合，两个所述限位帽分别设置于所述顶盖的上表面的两侧，所述转向杆上端贯穿所述顶盖伸至所述限位帽中，所述拉簧的上下两端分别与所述限位帽和所述转向杆的顶部连接，所述转向杆靠近所述首压块一侧的上部设置有所述第一齿条，所述转向齿轮与所述第一齿条相啮合，所述转向杆后侧的下部设置有所述第二齿条，所述棘轮组件安装于所述线束放置环远离所述焊接座的一侧，所述第二齿条与所述棘轮组件相啮合。

优选地，所述棘轮组件包括外轮、内轮、多个棘爪和多个弹簧，所述外轮间隙套设于所述内轮的外部，所述内轮固定于所述线束放置环远离所述焊接座的一端，所述外轮的外圈与所述第二齿条相啮合，所述外轮的内圈沿周向设置有多个棘齿，多个所述棘爪沿周向转动安装于所述内轮的外边缘，各所述弹簧的两端分别与所述棘爪远离所述内轮的一端和所述内轮的外边缘连接，所述棘爪远离所述内轮的一端抵接于所述棘齿上。

优选地，所述支撑架包括支撑板和两个辅助支撑柱，所述支撑板固定于所述底座上的后端，两个所述辅助支撑柱固定于所述底座上的中部，所述顶盖固定于所述支撑板和两个所述辅助支撑柱的顶端，所述安置杆设置于所述底座上的前端。

优选地，还包括多个立柱，所述控制面板通过多个所述立柱固定于所述底座上。

优选地，所述竖向直线驱动部件为液压缸，所述测振仪为激光测振仪，所述定心夹具为电动三爪卡盘。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的超声加工装置，竖向直线驱动部件伸至顶盖的下方并连接有首压块，两个辅助外框分别安装于首压块两侧的下部，焊接设备的两端分别竖向滑动安装于两个辅助外框上，压力传感器设置于首压块和焊接设备之间，在焊接过程中通过压力传感器能够精确控制焊接时的压力大小，进而实现对不同材料焊接压力的精确把控，且通过两段传递压力的方式能够大幅降低超声焊接时振动对竖向直线驱动部件及其下侧部件的干扰，从而降低设备故障率。竖向直线驱动部件带动首压块上移时能够通过线束旋转驱动机构带动线束放置环旋转，进而在对线束进行一次焊接后转动一个角度，从而使受压散落在两侧的线束重新调整位置并和初次焊接的线束完成二次焊接，从而保证线束的焊接质量，解决了传统线束焊接不良和焊接不够集中比较散落的问题，从而实现焊接体积小、焊接牢固进而不会出现漏焊的效果。本发明中可以通过测振仪监测焊接设备的焊头部分的振动幅度，并将各项焊接数据显示在控制面板上，并可以通过控制面板来控制设备运作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的超声加工装置的第一立体结构示意图；

图2为本发明提供的超声加工装置的第二立体结构示意图；

图3为本发明提供的超声加工装置的第三立体结构示意图；

图4为本发明提供的超声加工装置的主视图；

图5为本发明提供的超声加工装置的侧视图；

图6为本发明提供的超声加工装置的俯视图；

图7为本发明提供的超声加工装置的后视图；

图8为图5中A-A向的剖视图；

图9为本发明提供的超声加工装置中棘轮组件的结构示意图。

附图标记说明：100、超声加工装置；1、底座；2、支撑板；3、辅助支撑柱；4、顶盖；5、立柱；6、控制面板；7、安置杆；8、测振仪；9、二级座；10、焊接座；11、竖向直线驱动部件；12、首压块；13、辅助外框；14、焊接设备；15、侧耳；16、导向板；17、第一竖向滑槽；18、压力传感器；19、放置块；20、倒U形板；21、线束放置环；22、定心夹具；23、棘轮组件；231、外轮；232、内轮；233、棘爪；234、弹簧；24、齿轮架；25、主齿轮；26、转向齿轮；27、转向杆；28、限位帽；29、拉簧；30、第二齿条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种超声加工装置，能够监测焊接数据，保证了线束的焊接质量，解决了线束焊接不良和焊接不够集中比较散落的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图9所示，本实施例提供一种超声加工装置100，包括底座1、支撑架、顶盖4、二级座9、焊接座10、辅助监测机构、控制面板6、竖向直线驱动部件11、首压块12、焊接设备14、压力传感器18、两个辅助外框13、两个线束放置机构和两个线束旋转驱动机构，支撑架的上下两端分别与顶盖4和底座1连接，二级座9设置于底座1上，线束放置机构包括线束放置架、线束放置环21和定心夹具22，焊接座10和两个线束放置架均设置于二级座9上，两个线束放置架分别位于焊接座10的两侧，线束放置环21水平设置且转动安装于线束放置架上，线束放置环21靠近焊接座10的一端安装有定心夹具22，两个定心夹具22用于夹持线束的两端；竖向直线驱动部件11安装于顶盖4上，且竖向直线驱动部件11伸至顶盖4的下方并连接有首压块12，两个辅助外框13分别安装于首压块12两侧的下部，焊接设备14的两端分别竖向滑动安装于两个辅助外框13上，压力传感器18设置于首压块12和焊接设备14之间，焊接设备14位于焊接座10的正上方，焊接设备14用于对线束进行超声波焊接，在焊接过程中通过压力传感器18能够精确控制焊接时的压力大小，进而实现对不同材料焊接压力的精确把控，且通过两段传递压力的方式能够大幅降低超声焊接时振动对竖向直线驱动部件11及其下侧部件的干扰，从而降低设备故障率，具体地，两端传递压力的方式是指，竖向直线驱动部件11先将压力通过首压块12传递至焊接设备14，再由焊接设备14将压力传递至线束。两个线束旋转驱动机构均设置于顶盖4上且分别位于首压块12的两侧，各线束旋转驱动机构的两端分别与首压块12的一侧和线束放置环21远离焊接座10的一侧连接，竖向直线驱动部件11带动首压块12上移时能够通过线束旋转驱动机构带动线束放置环21旋转，需要说明的是，在竖向直线驱动部件11带动首压块12下移时不会带动线束放置环21旋转，在对线束进行一次焊接后竖向直线驱动部件11收缩能够带动线束转动一个角度，从而使受压散落在两侧的线束重新调整位置并和初次焊接的线束完成二次焊接，从而保证线束的焊接质量，解决了传统线束焊接不良和焊接不够集中比较散落的问题，从而实现焊接体积小、焊接牢固进而不会出现漏焊的效果。辅助监测机构包括安置杆7和测振仪8，安置杆7设置于底座1上，测振仪8安装于安置杆7上，竖向直线驱动部件11、压力传感器18、测振仪8、焊接设备14和定心夹具22均与控制面板6连接。通过测振仪8能够监测焊接设备14的焊头部分的振动幅度，并将各项焊接数据显示在控制面板6上，并可以通过控制面板6来控制设备运作。

本实施例中还包括导向板16，导向板16竖直固定于底座1上且位于首压块12的后侧，导向板16上设置有多个第一竖向滑槽17，首压块12、压力传感器18和焊接设备14的后端均滑动安装于第一竖向滑槽17中，进而使得首压块12、压力传感器18和焊接设备14在竖直方向上的往复运动更加稳定和准确，压力传感器18设置于焊接设备14的上部。

具体地，焊接设备14的两端分别设置有一个侧耳15，辅助外框13上设置有第二竖向滑槽，各侧耳15滑动安装于一个第二竖向滑槽中，使得焊接设备14能够相对于辅助外框13在竖直方向上往复移动。

具体地，两个辅助外框13之间的距离大于焊接座10的宽度，使得焊接设备14下移至线束上之后，竖向直线驱动部件11继续带动首压块12下移时，辅助外框13能够在焊接座10的两侧向下移动，直至首压块12向焊接设备14施加压力。

具体地，线束放置架包括放置块19和倒U形板20，两个放置块19均固定于二级座9上且分别位于焊接座10的两侧，倒U形板20固定于放置块19的上部，线束放置环21转动安装于倒U形板20中。为了使得线束放置环21转动地更加顺畅，还可在倒U形板20中设置轴承，并将线束放置环21固定于轴承的内圈中。

具体地，线束旋转驱动机构包括齿轮架24、主齿轮25、转向齿轮26、转向杆27、第一齿条、第二齿条30、限位帽28、拉簧29和棘轮组件23，两个齿轮架24均固定于顶盖4的下表面且分别位于首压块12的两侧，主齿轮25转动安装于齿轮架24的上部，且两个主齿轮25分别与首压块12的两侧相啮合，即首压块12的两侧设置有与主齿轮25相匹配的齿，主齿轮25的轴线方向与首压块12的运动方向相垂直，转向齿轮26转动安装于齿轮架24的下部且位于主齿轮25远离首压块12的一侧，转向齿轮26与主齿轮25相啮合，两个限位帽28分别设置于顶盖4的上表面的两侧，转向杆27上端贯穿顶盖4伸至限位帽28中，拉簧29的上下两端分别与限位帽28和转向杆27的顶部连接，转向杆27靠近首压块12一侧的上部设置有第一齿条，转向齿轮26与第一齿条相啮合，转向杆27后侧的下部设置有第二齿条30，棘轮组件23安装于线束放置环21远离焊接座10的一侧，第二齿条30与棘轮组件23相啮合。

如图9所示，棘轮组件23包括外轮231、内轮232、多个棘爪233和多个弹簧234，外轮231间隙套设于内轮232的外部，内轮232固定于线束放置环21远离焊接座10的一端，外轮231的外圈与第二齿条30相啮合，外轮231的内圈沿周向设置有多个棘齿，多个棘爪233沿周向转动安装于内轮232的外边缘，各弹簧234的两端分别与棘爪233远离内轮232的一端和内轮232的外边缘连接，棘爪233远离内轮232的一端抵接于棘齿上。通过引入棘轮组件23使得首压块12下移并带动转向杆27下移时线束放置环21不会转动，此时转向杆27上的第二齿条30带动处于图9中状态的外轮231顺时针旋转，内轮232和线束放置环21不会转动。首压块12上移并带动转向杆27上移时通过棘轮组件23带动线束放置环21转动一个角度，此时转向杆27上的第二齿条30带动处于图9中状态的外轮231逆时针旋转，棘齿作用于棘爪233能够带动内轮232和线束放置环21旋转。

具体地，支撑架包括支撑板2和两个辅助支撑柱3，支撑板2固定于底座1上的后端，两个辅助支撑柱3固定于底座1上的中部，顶盖4固定于支撑板2和两个辅助支撑柱3的顶端，安置杆7设置于底座1上的前端。本实施例中的支撑板2的弧形板。

本实施例中还包括多个立柱5，控制面板6通过多个立柱5固定于底座1上。

具体地，竖向直线驱动部件11为液压缸，测振仪8为激光测振仪，定心夹具22为电动三爪卡盘。本实施例中的焊接设备14为现有技术中对线束进行超声波焊接的设备。

具体使用过程为：先将线束的两端夹持于两个定心夹具22上，当需要焊接时，通过控制面板6启动竖向直线驱动部件11伸出，进而推动首压块12下移，使其通过压动压力传感器18带动焊接设备14下移与线束接触，此时压力传感器18的数值即为焊接设备14的压力值，从而实现对焊接压力值的控制。调节好焊接压力值之后，通过焊接设备14对线束进行焊接即可。当进行焊接时首压块12下移会使主齿轮25转动，主齿轮25的转动经转向齿轮26的变向后带动与之啮合的转向杆27克服拉簧29的弹力作用下移，当转向杆27下侧的第二齿条30与棘轮组件23接触时，由于棘轮组件23的单向转动特性，此时并不会带动线束放置环21转动。在第一次焊接完成竖向直线驱动部件11收缩时会带动首压块12上移，进而带动转向杆27上移，此时转向杆27下侧的第二齿条30将会通过带动棘轮组件23使得线束放置环21转动一个角度，从而将受压扁平的线束转至竖直状态，进而二次焊接时会将第一次散落在两侧的线束进行集中焊接。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种超声加工装置，其特征在于，包括底座、支撑架、顶盖、二级座、焊接座、辅助监测机构、控制面板、竖向直线驱动部件、首压块、焊接设备、压力传感器、两个辅助外框、两个线束放置机构和两个线束旋转驱动机构，所述支撑架的上下两端分别与所述顶盖和所述底座连接，所述二级座设置于所述底座上，所述线束放置机构包括线束放置架、线束放置环和定心夹具，所述焊接座和两个所述线束放置架均设置于所述二级座上，两个所述线束放置架分别位于所述焊接座的两侧，所述线束放置环水平设置且转动安装于所述线束放置架上，所述线束放置环靠近所述焊接座的一端安装有所述定心夹具；所述竖向直线驱动部件安装于所述顶盖上，且所述竖向直线驱动部件伸至所述顶盖的下方并连接有所述首压块，两个所述辅助外框分别安装于所述首压块两侧的下部，所述焊接设备的两端分别竖向滑动安装于两个所述辅助外框上，所述压力传感器设置于所述首压块和所述焊接设备之间，所述焊接设备位于所述焊接座的正上方；两个所述线束旋转驱动机构均设置于所述顶盖上且分别位于所述首压块的两侧，各所述线束旋转驱动机构的两端分别与所述首压块的一侧和所述线束放置环远离所述焊接座的一侧连接，所述竖向直线驱动部件带动所述首压块上移时能够通过所述线束旋转驱动机构带动所述线束放置环旋转；所述辅助监测机构包括安置杆和测振仪，所述安置杆设置于所述底座上，所述测振仪安装于所述安置杆上，所述竖向直线驱动部件、所述压力传感器、所述测振仪、所述焊接设备和所述定心夹具均与所述控制面板连接。

2.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，还包括导向板，所述导向板竖直固定于所述底座上且位于所述首压块的后侧，所述导向板上设置有多个第一竖向滑槽，所述首压块、所述压力传感器和所述焊接设备的后端均滑动安装于所述第一竖向滑槽中，所述压力传感器设置于所述焊接设备的上部。

3.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，所述焊接设备的两端分别设置有一个侧耳，所述辅助外框上设置有第二竖向滑槽，各所述侧耳滑动安装于一个所述第二竖向滑槽中。

4.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，两个所述辅助外框之间的距离大于所述焊接座的宽度。

5.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，所述线束放置架包括放置块和倒U形板，两个所述放置块均固定于所述二级座上且分别位于所述焊接座的两侧，所述倒U形板固定于所述放置块的上部，所述线束放置环转动安装于所述倒U形板中。

6.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，所述线束旋转驱动机构包括齿轮架、主齿轮、转向齿轮、转向杆、第一齿条、第二齿条、限位帽、拉簧和棘轮组件，两个所述齿轮架均固定于所述顶盖的下表面且分别位于所述首压块的两侧，所述主齿轮转动安装于所述齿轮架的上部，且两个所述主齿轮分别与所述首压块的两侧相啮合，所述主齿轮的轴线方向与所述首压块的运动方向相垂直，所述转向齿轮转动安装于所述齿轮架的下部且位于所述主齿轮远离所述首压块的一侧，所述转向齿轮与所述主齿轮相啮合，两个所述限位帽分别设置于所述顶盖的上表面的两侧，所述转向杆上端贯穿所述顶盖伸至所述限位帽中，所述拉簧的上下两端分别与所述限位帽和所述转向杆的顶部连接，所述转向杆靠近所述首压块一侧的上部设置有所述第一齿条，所述转向齿轮与所述第一齿条相啮合，所述转向杆后侧的下部设置有所述第二齿条，所述棘轮组件安装于所述线束放置环远离所述焊接座的一侧，所述第二齿条与所述棘轮组件相啮合。

7.根据权利要求6所述的超声加工装置，其特征在于，所述棘轮组件包括外轮、内轮、多个棘爪和多个弹簧，所述外轮间隙套设于所述内轮的外部，所述内轮固定于所述线束放置环远离所述焊接座的一端，所述外轮的外圈与所述第二齿条相啮合，所述外轮的内圈沿周向设置有多个棘齿，多个所述棘爪沿周向转动安装于所述内轮的外边缘，各所述弹簧的两端分别与所述棘爪远离所述内轮的一端和所述内轮的外边缘连接，所述棘爪远离所述内轮的一端抵接于所述棘齿上。

8.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，所述支撑架包括支撑板和两个辅助支撑柱，所述支撑板固定于所述底座上的后端，两个所述辅助支撑柱固定于所述底座上的中部，所述顶盖固定于所述支撑板和两个所述辅助支撑柱的顶端，所述安置杆设置于所述底座上的前端。

9.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，还包括多个立柱，所述控制面板通过多个所述立柱固定于所述底座上。

10.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，所述竖向直线驱动部件为液压缸，所述测振仪为激光测振仪，所述定心夹具为电动三爪卡盘。

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