CN113997573B - 装有超声波焊头的机械式焊接装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一次性卫生用品设备技术领域，具体涉及装有超声波焊头的机械式焊接装置及其使用方法，其特征在于：包括超声波焊头、升降板、安装座和花模，超声波焊头设于升降板上，花模可转动的设于超声波焊头下方，超声波焊头与花模之间的间隙为多层材料的输送通道，还包括升降驱动及间距微调机构，升降板通过滑动组件与安装座上下滑动连接，升降驱动及间距微调机构用于带动升降板及超声波焊头进行上下移动并可微调超声波焊头与花模之间的间距。本发明整体结构简单、紧凑、合理，可实现对超声波焊头与花模之间间距的智能调节及精准调节二者之间的间隙，并实现控制超声波振动所产生的相对花模冲击压力的大小。

Description

装有超声波焊头的机械式焊接装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一次性卫生用品设备技术领域，具体的涉及装有超声波焊头的机械式焊接装置及其使用方法。

背景技术

在传统的一次性卫生产品焊接中，使用的是上、下辊体框架式，其通过圆柱辊体加热后，含有多层材料的产品通过上、下辊体中间挤压的方式来实现焊接目的。这样的焊接过程中，很容易出现局部焊接不牢固、密封不良的现象，如果人为地为了提高焊接质量，则需要增加上下压纹接触时间，影响主机生产速度，如果压合温度设置过高，则会使表面材料部分过热，出现被烫穿或烫成硬块，从而影响使用功能及外观质量。

为解决该问题，授权公开号CN206154733U的实用新型专利提供了一种卫生用品复合用的超声波焊接装置。该发明专利提供的一种卫生用品复合用的超声波焊接装置，包括支撑架、超声波组件、砧辊和间距调节机构，支撑架中部设有活动板，超声波组件设于活动板上，活动板两侧通过间距调节机构与支撑架连接，间距调节机构带动活动板及超声波组件沿支撑架进行上下移动，砧辊设于超声波组件下方，砧辊通过转动轴与支撑架连接。然而该超声波焊接装置还存在如下不足：其间距调节机构只能对超声波压头与砧辊之间的间距进行预调节，无法再进行微调，从而无法精准控制超声波压头与砧辊之间的间距，且无法精准控制超声波压头所产生的相对砧辊冲击压力的大小，其需要设置额外的压头气缸对超声波压头施加并传递一个恒定的压力，此外，由于间距调节机构设置于活动板的两侧，使得在对超声波压头与砧辊之间的间隙进行调节时，无法很好的使得间隙距离保持一致，而对焊接效果造成影响，而为了确保该间隙距离保持一致，又需要设置额外的精度调节机构进行控制，从而导致该超声波焊接装置整体结构相对复杂且结构较为不合理，且制造成本相对较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种整体结构简单、紧凑、合理，可实现对超声波焊头与花模之间间距的智能调节及精准调节二者之间的间隙，并实现控制超声波振动所产生的相对花模冲击压力的大小的装有超声波焊头的机械式焊接装置及其使用方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种装有超声波焊头的机械式焊接装置，包括超声波焊头、升降板、安装座和花模，超声波焊头设于升降板上，花模可转动的设于超声波焊头下方，超声波焊头与花模之间的间隙为多层材料的输送通道，还包括升降驱动及间距微调机构，升降板通过滑动组件与安装座上下滑动连接，升降驱动及间距微调机构用于带动升降板及超声波焊头进行上下移动并可微调超声波焊头与花模之间的间距。

进一步的，升降驱动及间距微调机构包括升降驱动组件、间距微调组件、摆臂、连杆和连接件，摆臂、连杆及连接件的一端均通过销轴相铰接，连杆的另一端与升降板上端相铰接，升降驱动组件与摆臂的另一端相连接，间距微调组件与连接件的另一端相连接。

进一步的，升降驱动组件包括升降伺服电机、滚珠丝杆和螺母滑台，升降伺服电机可转动的安装于安装座上，螺母滑台套设于滚珠丝杆上并与滚珠丝杆传动配合，滚珠丝杆的一端与升降伺服电机的电机轴固定连接，摆臂的另一端与螺母滑台固定连接。

进一步的，升降伺服电机上固定连接有固定板，固定板的一端向外延伸至摆臂下方，摆臂内设有导向槽，固定板的一端固定设有与导向槽相适配的导向块，导向块插设于导向槽内且二者之间滑动配合。

进一步的，固定板的一端固定安装有光纤开关，摆臂上靠近连杆的一端固定安装有与光纤开关相配合的弹性定位柱。

进一步的，间距微调组件包括手柄固定装置、偏心轮、转轴和转动块，转轴可转动的安装于安装座上，转轴上固定安装有偏心轮，转动块套设于偏心轮上且二者之间转动配合，连接件的另一端与转动块固定连接，手柄固定装置用于带动转轴进行转动并可对转轴起到固定作用。

进一步的，手柄固定装置包括手柄、转动板和锁紧螺栓，转动板与转轴的一端固定连接，手柄固定安装于转动板上，转动板上设有弧形槽口，锁紧螺栓穿过弧形槽口并可将转动板锁紧固定于安装座上。

进一步的，连接件为电子压力传感器。

进一步的，滑动组件包括直线导轨和直线滑块，直线滑块与直线导轨相适配且二者之间滑动配合，直线导轨固定安装于安装座上，直线滑块固定安装于升降板上。

一种装有超声波焊头的机械式焊接装置的使用方法，利用上述任意一项的装有超声波焊头的机械式焊接装置进行工作，包括如下步骤：

步骤1：通过控制升降伺服电机的正反转，从而带动升降板的升降，以将超声波焊头与花模之间的间隙调整至合适距离；

步骤2：拧开锁紧螺栓，并用手扳动手柄，从而带动升降板的细微升降，以对超声波焊头与花模之间的间隙进行精准微调，微调完成之后，可再次拧紧锁紧螺栓；

步骤3：焊接工作时，多层材料将在超声波焊头与花模之间的输送通道进行输送，超声波焊头在升降伺服电机的带动下进行上下移动，与此同时，花模可进行相应旋转，当超声波焊头、多层材料和花模三者同时对应接触瞬间可实现对多层材料的超声波焊接，以此循环。

由上述描述可知，本发明提供的装有超声波焊头的机械式焊接装置整体结构简单、合理、实用可靠，且降低了整体的制造成本，升降驱动组件通过带动摆臂的移动，并通过连杆的带动，由此可带动升降板的移动，从而实现超声波焊头与花模之间间距的智能调节，而间距微调组件通过带动连接件的微微移动，并通过连杆的带动，由此可带动升降板的微微移动，从而精准调节超声波焊头与花模之间的间隙，实现控制超声波振动所产生的相对花模冲击压力的大小，通过以销轴作为连接转动支点，从而便于升降驱动组件及间距微调组件均可通过连杆带动升降板进行移动，同时使得升降驱动组件及间距微调组件均可从升降板的上端带动升降板进行升降，使得该机械式焊接装置整体结构更为简单、紧凑、合理，同时配合滑动组件的使用，可很好的保证升降板升降时的平稳性及顺畅性，同时可很好的确保超声波焊头与花模之间间隙距离的一致性，有效确保对多层材料的超声波焊接效果。

附图说明

图1为本发明装有超声波焊头的机械式焊接装置的结构示意图。

图2为升降驱动及间距微调机构的结构示意图。

图3为图2中A处的局部放大示意图。

图4为图2中B处的局部放大示意图。

图5为升降驱动及间距微调机构的局部立体结构示意图。

图中：1-超声波焊头；2-升降板；3-安装座；4-花模；5-多层材料；61-升降驱动组件；611-升降伺服电机；612-滚珠丝杆；613-螺母滑台；62-间距微调组件；621-手柄固定装置；6211-手柄；6212-转动板；6213-锁紧螺栓；6214-弧形槽口；622-偏心轮；623-转轴；624-转动块；63-摆臂；631-导向槽；64-连杆；65-连接件；66-销轴；67-铰接块；7-固定板；71-导向块；81-光纤开关；811-第一固定座；82-弹性定位柱；821-第二固定座；9-滑动组件；91-直线导轨；92-直线滑块。

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。

如图1至图5所示，本发明所述的一种装有超声波焊头1的机械式焊接装置，包括超声波焊头1、升降板2、安装座3和花模4，所述超声波焊头1设于所述升降板2上，所述花模4可转动的设于所述超声波焊头1下方，所述超声波焊头1与所述花模4之间的间隙为多层材料5的输送通道，还包括升降驱动及间距微调机构，所述升降板2通过滑动组件9与所述安装座3上下滑动连接，所述升降驱动及间距微调机构用于带动所述升降板2及所述超声波焊头1进行上下移动并可微调所述超声波焊头1与所述花模4之间的间距。

通过所述升降驱动及间距微调机构的设置，在实现对所述超声波焊头1与所述花模4之间间距的智能调节的同时，还能精准调节所述超声波焊头1与所述花模4之间的间隙，实现控制超声波振动所产生的相对所述花模4冲击压力的大小；通过所述滑动组件9的设置，可很好的保证所述升降板2升降时的平稳性及顺畅性，同时可很好的确保所述超声波焊头1与所述花模4之间间隙距离的一致性，有效确保对多层材料5的超声波焊接效果；该机械式焊接装置整体结构更为简单及合理，且降低了整体的制造成本。

具体的，所述超声波焊头1与变幅杆相连接，所述变幅杆与超声波换能器相连接，超声波换能器与超声波发生器相连接，所述超声波换能器产生的电波通过所述变幅杆传递给所述超声波焊头1进行高频率振动，由此所述超声波焊头1可与旋转状态的所述花模4做有规律的对应接触并将产生的高频率超声波传递至所述多层材料5上，从而实现对所述多层材料5的焊接，此外，所述花模4可转动的安装于机架上，并在转动伺服电机通过弹性联轴器的带动下进行转动，转动伺服电机与PLC控制系统电性连接，转动伺服电机通过电机座固定安装于机架上。

如图2和图5所示，具体的，所述升降驱动及间距微调机构包括升降驱动组件61、间距微调组件62、摆臂63、连杆64和连接件65，所述摆臂63、所述连杆64及所述连接件65的一端均通过销轴66相铰接，所述连杆64的另一端与所述升降板2上端相铰接，所述升降驱动组件61与所述摆臂63的另一端相连接，所述间距微调组件62与所述连接件65的另一端相连接，具体的，所述销轴66上铰接有铰接块67，所述连接件65的一端与所述铰接块67固定连接，由此实现所述连接件65的一端与所述销轴66之间的铰接，通过采用此结构，所述升降驱动组件61通过带动所述摆臂63的移动，并通过所述连杆64的带动，由此可带动所述升降板2的移动，从而实现所述超声波焊头1与所述花模4之间间距的智能调节，而所述间距微调组件62通过带动所述连接件65的微微移动，并通过所述连杆64的带动，由此可带动所述升降板2的微微移动，从而精准调节所述超声波焊头1与所述花模4之间的间隙，实现控制超声波振动所产生的相对所述花模4冲击压力的大小，通过以所述销轴66作为连接转动支点，从而便于所述升降驱动组件61及所述间距微调组件62均可通过所述连杆64带动所述升降板2进行移动，同时使得所述升降驱动组件61及所述间距微调组件62均可从所述升降板2的上端带动所述升降板2进行升降，使得该机械式焊接装置整体结构更为简单、紧凑、合理，同时配合所述滑动组件9的使用，可很好的保证所述升降板2升降时的平稳性及顺畅性，同时可很好的确保所述超声波焊头1与所述花模4之间间隙距离的一致性，有效确保对多层材料5的超声波焊接效果。

如图2所示，所述升降驱动组件61包括升降伺服电机611、滚珠丝杆612和螺母滑台613，所述升降伺服电机611可转动的安装于所述安装座3上，所述螺母滑台613套设于所述滚珠丝杆612上并与所述滚珠丝杆612传动配合，所述滚珠丝杆612的一端与所述升降伺服电机611的电机轴固定连接，所述摆臂63的另一端与所述螺母滑台613固定连接，所述升降伺服电机611与PLC控制系统电性连接，当需要对所述超声波焊头1与所述花模4之间的间距进行调节时，通过PLC控制系统控制所述升降伺服电机611的正、反向旋转，由此可带动所述滚珠丝杆612进行转动，此时，由于所述螺母滑台613与所述滚珠丝杆612之间的螺纹传动配合，可使得所述螺母滑台613在所述滚珠丝杆612上进行移动，由此可带动所述摆臂63的移动，此时，由于所述连接件65的存在，所述升降伺服电机611可适应性的进行转动，从而使得所述摆臂63在移动的过程中，也会出现一定的摆动，并通过所述连杆64的带动，可使得所述升降板2进行相应精密移动，由此能够智能控制所述超声波焊头1与所述花模4之间的间距调节。

如图2和图5所示，所述升降伺服电机611上固定连接有固定板7，所述固定板7的一端向外延伸至所述摆臂63下方，所述摆臂63内设有导向槽631，所述固定板7的一端固定设有与所述导向槽631相适配的导向块71，所述导向块71插设于所述导向槽631内且二者之间滑动配合，通过采用此结构，由此可进一步对所述摆臂63的移动起到很好的导向作用，同时可对所述螺母滑台613起到更好的支撑限位作用，进一步确保当所述滚珠丝杆612转动时所述螺母滑台613与所述滚珠丝杆612之间的螺母配合，由此可使得所述滚珠丝杆612更好的驱动所述螺母滑台613及所述摆臂63的移动。

如图4和图5所示，此外，所述固定板7的一端固定安装有光纤开关81，所述摆臂63上靠近所述连杆64的一端固定安装有与所述光纤开关81相配合的弹性定位柱82，具体的，所述光纤开关81通过第一固定座811固定安装于所述固定板7上，所述弹性定位柱82通过第二固定座821固定安装于所述摆臂63上，所述光纤开关81与PLC控制系统电性连接，当所述摆臂63往所述升降伺服电机611一侧移动，并使得所述弹性定位柱82一同移动至所述光纤开关81位置处时，此时所述光纤开关81可检测到所述弹性定位柱82，此时，PLC控制系统可根据此检测信号控制所述升降伺服电机611做相关的运动转换，避免所述摆臂63往所述升降伺服电机611一侧移动过多，可起到一定的保护作用，此外，所述光纤开关81可选用市场已售产品。

如图2、图3和图5所示，具体的，所述间距微调组件62包括手柄固定装置621、偏心轮622、转轴623和转动块624，所述转轴623可转动的安装于所述安装座3上，所述转轴623上固定安装有所述偏心轮622，所述转动块624套设于所述偏心轮622上且二者之间转动配合，所述连接件65的另一端与所述转动块624固定连接，所述手柄固定装置621用于带动所述转轴623进行转动并可对所述转轴623起到固定作用，通过采用此结构，当需要对所述超声波焊头1与所述花模4之间的间隙进行微调时，可通过所述手柄固定装置621带动所述转轴623进行转动，从而带动所述偏心轮622进行转动，此时根据偏心轮622原理，由此可通过所述转动块624带动所述连接件65的微微移动，从而带动所述摆臂63的微微摆动，相应的，此时升降伺服电机611可适应性的进行微微转动，然后，通过所述摆臂63的带动，可使得所述连杆64和所述升降板2进行微微移动，由此，可实现对所述超声波焊头1与所述花模4之间间隙的精准调节，从而更好的控制超声波振动所产生的相对所述花模4冲击压力的大小。

如图3和图5所示，具体的，所述手柄固定装置621包括手柄6211、转动板6212和锁紧螺栓6213，所述转动板6212与所述转轴623的一端固定连接，所述手柄6211固定安装于所述转动板6212上，所述转动板6212上设有弧形槽口6214，所述锁紧螺栓6213穿过所述弧形槽口6214并可将所述转动板6212锁紧固定于所述安装座3上，通过采用此结构，当对所述超声波焊头1与所述花模4之间间距进行微调时，首先可松开所述锁紧螺栓6213，然后扳动所述手柄6211，由此可通过所述转动板6212带动所述转轴623进行转动，而通过所述弧形槽口6214的设置，可避免在所述转动板6212进行转动时与所述锁紧螺栓6213发生干涉，当调整完成之后，可再拧紧所述锁紧螺栓6213，从而对所述转动板6212进行固定，从而对所述转轴623起到固定作用。

优选的，所述连接件65为电子压力传感器，在确保对所述转动块624与所述铰接块67之间起到正常连接的作用下，所述电子压力传感器还可识别以所述销轴66为支点的另一侧的预压力大小，即所述超声波焊头1通过所述多层材料5与所述花模4相接触时对所述花模4的预压力大小，所述电子压力传感器与PLC控制系统电性连接，PLC控制系统可对所述电子压力传感器识别的预压力数据进行读取，从而便于更好的控制超声波振动所产生的相对所述花模4冲击压力的大小，此外，所述电子压力传感器可选用市场已售产品。

如图1和图2所示，所述滑动组件9包括直线导轨91和直线滑块92，所述直线滑块92与所述直线导轨91相适配且二者之间滑动配合，所述直线导轨91固定安装于所述安装座3上，所述直线滑块92固定安装于所述升降板2上，优选的，所述直线滑块92的数量为两个并分别设于所述升降板2的上下两端，从而使得所述升降板2与所述安装座3之间的滑动连接更为稳定，通过所述直线导轨91和所述直线滑块92的滑动配合，从而有效确保所述升降板2上下移动时的平稳性和顺畅性，同时有效确保所述超声波焊头1与所述花模4之间间距的一致性，从而保证所述超声波焊头1对所述多层材料5的焊接效果。

一种装有超声波焊头1的机械式焊接装置的使用方法，利用上述任意一项所述的装有超声波焊头1的机械式焊接装置进行工作，包括如下步骤：

步骤1：通过控制升降伺服电机611的正反转，从而带动升降板2的升降，以将超声波焊头1与花模4之间的间隙调整至合适距离；

步骤2：拧开锁紧螺栓6213，并用手扳动手柄6211，从而带动升降板2的细微升降，以对超声波焊头1与花模4之间的间隙进行精准微调，微调完成之后，可再次拧紧锁紧螺栓6213；

步骤3：焊接工作时，多层材料5将在超声波焊头1与花模4之间的输送通道进行输送，超声波焊头1在升降伺服电机611的带动下进行上下移动，与此同时，花模4可进行相应旋转，当超声波焊头1、多层材料5和花模4三者同时对应接触瞬间可实现对多层材料5的超声波焊接，以此循环。

上述仅为本发明的若干具体实施方式，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 (5)

1.装有超声波焊头的机械式焊接装置，包括超声波焊头、升降板、安装座和花模，所述超声波焊头设于所述升降板上，所述花模可转动的设于所述超声波焊头下方，所述超声波焊头与所述花模之间的间隙为多层材料的输送通道，其特征在于：还包括升降驱动及间距微调机构，所述升降板通过滑动组件与所述安装座上下滑动连接，所述升降驱动及间距微调机构用于带动所述升降板及所述超声波焊头进行上下移动并可微调所述超声波焊头与所述花模之间的间距，所述升降驱动及间距微调机构包括升降驱动组件、间距微调组件、摆臂、连杆和连接件，所述摆臂、所述连杆及所述连接件的一端均通过销轴相铰接，所述连杆的另一端与所述升降板上端相铰接，所述升降驱动组件与所述摆臂的另一端相连接，所述间距微调组件与所述连接件的另一端相连接，所述升降驱动组件包括升降伺服电机、滚珠丝杆和螺母滑台，所述升降伺服电机可转动的安装于所述安装座上，所述螺母滑台套设于所述滚珠丝杆上并与所述滚珠丝杆传动配合，所述滚珠丝杆的一端与所述升降伺服电机的电机轴固定连接，所述摆臂的另一端与所述螺母滑台固定连接，所述升降伺服电机上固定连接有固定板，所述固定板的一端向外延伸至所述摆臂下方，所述摆臂内设有导向槽，所述固定板的一端固定设有与所述导向槽相适配的导向块，所述导向块插设于所述导向槽内且二者之间滑动配合，所述间距微调组件包括手柄固定装置、偏心轮、转轴和转动块，所述转轴可转动的安装于所述安装座上，所述转轴上固定安装有所述偏心轮，所述转动块套设于所述偏心轮上且二者之间转动配合，所述连接件的另一端与所述转动块固定连接，所述手柄固定装置用于带动所述转轴进行转动并可对所述转轴起到固定作用，所述连接件为电子压力传感器。

2.根据权利要求1所述的装有超声波焊头的机械式焊接装置，其特征在于：所述固定板的一端固定安装有光纤开关，所述摆臂上靠近所述连杆的一端固定安装有与所述光纤开关相配合的弹性定位柱。

3.根据权利要求1所述的装有超声波焊头的机械式焊接装置，其特征在于：所述手柄固定装置包括手柄、转动板和锁紧螺栓，所述转动板与所述转轴的一端固定连接，所述手柄固定安装于所述转动板上，所述转动板上设有弧形槽口，所述锁紧螺栓穿过所述弧形槽口并可将所述转动板锁紧固定于所述安装座上。

4.根据权利要求1所述的装有超声波焊头的机械式焊接装置，其特征在于：所述滑动组件包括直线导轨和直线滑块，所述直线滑块与所述直线导轨相适配且二者之间滑动配合，所述直线导轨固定安装于所述安装座上，所述直线滑块固定安装于所述升降板上。

5.装有超声波焊头的机械式焊接装置的使用方法，利用权利要求1-4任意一项所述的装有超声波焊头的机械式焊接装置进行工作，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：通过控制升降伺服电机的正反转，从而带动升降板的升降，以将超声波焊头与花模之间的间隙调整至合适距离；

步骤2：拧开锁紧螺栓，并用手扳动手柄，从而带动升降板的细微升降，以对超声波焊头与花模之间的间隙进行精准微调，微调完成之后，可再次拧紧锁紧螺栓；

步骤3：焊接工作时，多层材料将在超声波焊头与花模之间的输送通道进行输送，超声波焊头在升降伺服电机的带动下进行上下移动，与此同时，花模可进行相应旋转，当超声波焊头、多层材料和花模三者同时对应接触瞬间可实现对多层材料的超声波焊接，以此循环。