CN114178674A - 超声波焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波焊接设备，用于对工件的多个焊点进行超声波焊接，具有这样的特征，包括：支撑装置；模具焊接装置，具有模架部、焊接部以及模具部，模架部具有可拆卸地设置在支撑装置上的上模架和下模架，上模架可拆卸地安装在下模架上，焊接部设置在上模架上并具有n个焊接单元，模具部设置在下模架上并具有与工件相适配的定位模胎；水平移动装置，设置在支撑装置上，用于使下模架和上模架进行水平移动；以及竖直移动装置，设置在支撑装置上，用于使上模架进行竖直移动，其中，多个焊点根据在工件上的位置分成n个焊点组，n大于等于2，n个焊接单元与n个焊点组一一对应设置，并用于对对应的焊点组的所有焊点进行焊接。

Description

超声波焊接设备

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种超声波焊接设备。

背景技术

现有技术中工件如汽车的手套箱以及仪表板，这些工件都具有多个需要焊接的焊接点(焊点)，图15展示了一种汽车仪表板的结构示意图，从图中可以明显看出汽车的仪表板1的焊点2比较多(图中共有26个焊点2)，不同的焊点2随仪表板的高低起伏在竖直方向上以及水平方向上的位置变化比较复杂，并且有些焊点彼此之间间隔较近甚至有部分重叠，这对汽车仪表板的焊接加工带来极大的挑战。

对此，现有技术一般采用工人手持焊枪逐一对汽车仪表板的各个焊点进行焊接，然而这种人工焊接的方式一方面耗时较长、人力物力成本高，另一方面焊接的质量取决于工人的经验，无法保证焊接质量的一致性。

此外，现有技术还有一种自动化的焊接方式，其具体采用多轴式机器人和焊枪相结合的方式来实现，多轴式机器人带动焊枪进行移动从而依次对汽车仪表板的各个焊点进行焊接。这种方式虽然可以解决焊接质量一致性的问题，但是，由于汽车仪表板1的焊点2数量比较多，且位置变化复杂，焊点位置的精准识别比较复杂、耗时且多轴式机器人的行程很大，因此，整个焊接加工所耗费的时间仍然很长。

另外，现有技术中的焊接设备往往只能对一种工件进行焊接，适应性比较差。

为此，研发既可以满足汽车的手套箱以及仪表板的快速加工需要，又对各种工件具有广泛适应性的焊接设备成为迫切的需要。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种超声波焊接设备。

本发明提供了一种超声波焊接设备，用于对工件的多个焊点进行超声波焊接，具有这样的特征，包括：支撑装置；模具焊接装置，具有模架部、焊接部以及模具部，模架部具有可拆卸地设置在支撑装置上的上模架和下模架，上模架可拆卸地安装在下模架上，焊接部设置在上模架上并具有用于对焊点进行焊接的焊接单元，模具部设置在下模架上并具有与工件相适配的定位模胎；水平移动装置，设置在支撑装置上，用于使下模架和上模架进行水平移动；以及竖直移动装置，设置在支撑装置上，用于使上模架进行竖直移动，其中，多个焊点根据在工件上的位置分成n个焊点组，n大于等于2，焊接单元设置成n个，n个焊接单元与n个焊点组一一对应设置，并用于对对应的焊点组的所有焊点进行焊接。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征：其中，水平移动装置具有第一移动部，该第一移动部包括第一移动导轨、第一移动件以及用于驱动第一移动件沿着第一移动导轨进行移动的第一移动驱动件，第一移动导轨水平设置在支撑装置上，下模架可拆卸地设置在第一移动件上。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征：其中，第一移动导轨为滑轨，第一移动驱动件为气缸。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征，还包括：下定位部，设置在第一移动件上，用于与下模架进行可拆卸连接，具有下模架压紧单元，该下模架压紧单元具有翻转压紧件以及翻转气缸，翻转气缸用于驱动翻转压紧件进行翻转从而将下模架固定在第一移动件上。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征：其中，竖直移动装置具有第二移动部，该第二移动部包括第二移动导轨、第二移动件以及用于驱动第二移动件沿着第二移动导轨进行移动的第二移动驱动件，第二移动导轨竖直设置在支撑装置上，上模架可拆卸地设置在第二移动件上。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征：其中，第二移动导轨为齿条，第二移动件与第二移动导轨形成齿轮齿条副，第二移动驱动件为伺服电机。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征，还包括：上定位部，设置在第二移动件上，用于与上模架进行可拆卸连接，具有卡接单元，该卡接单元具有上驱动件以及连接在驱动件上的卡座，上模架的顶部设置有与卡座相适配的卡接柱，该卡接柱具有用于进行卡接的凹口，上驱动件用于驱动卡座进行前推从而卡接在卡接柱的凹口上。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征：其中，下模架的顶部设置有安装槽，上模架的底部设置有与安装槽相适配的插接件，该插接件用于插入安装槽内从而使得上模架可拆卸地安装在下模架上。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征：其中，模具焊接装置还具有第三移动部，该第三移动部设置在下模架上，用于使模具部在预定水平方向进行移动，n个焊接单元对应n个焊接工位并排成一条直线分布，该分布方向与预定水平方向一致，焊接单元用于当工件移动至对应的焊接工位时，对对应的焊点组的所有焊点进行焊接。

在本发明提供的超声波焊接设备中，还可以具有这样的特征：其中，焊接单元具有与对应的焊点组中的焊点一一对应的焊接子单元，焊接子单元用于对对应的焊点进行焊接。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的超声波焊接设备，因为包括模具焊接装置，该模具焊接装置包括模架部、焊接部以及模具部，模架部包括上模架和下模架，模具部设置在下模架上并具有与工件相适配的定位模胎，焊接部设置在上模架上并包括n个焊接单元，n个焊接单元与工件上的n个焊点组一一对应设置，一个焊接单元可以对对应的焊点组中的所有焊点同时进行焊接，因此，整个工件只需要经n个焊接单元的依次焊接，就可以完成焊接加工，极大地缩短了焊接加工的时间。

此外，因为上模架和下模架均可拆卸地设置在支撑装置上，因此可以根据工件型号的不同来更换整个超声波焊接用模具焊接装置，从而使得超声波焊接设备的适应性更好。

另外，因为该超声波焊接设备还包括水平移动装置，上模架可拆卸地设置在支撑装置上，水平移动装置可以使下模架和上模一起进行水平移动，进而使得模具焊接装置的被安装在支撑装置上时位置(承接位置)与其进行焊接时的位置(安全焊接位置)间隔一定距离，该距离作为安全距离可以确保工作人员安装模具焊接装置时的安全。并且在进行焊接加工过程中，水平移动装置可以仅仅使下模架进行移动，这样就可以在承接位置进行取放工件的操作，而在安全焊接位置进行焊接，即安全距离还可以确保工作人员的取放工件时的安全。

此外，因为该超声波焊接设备还包括竖直移动装置，该竖直移动装置可以使上模架进行竖直移动，从而便于下移时将上模架设置在支撑装置上，并且在焊接时，带动上模架以及焊接部下移，从而对下方的工件进行焊接加工。

附图说明

图1是本发明的实施例中超声波焊接设备的立体结构示意图；

图2是本发明的实施例中超声波焊接设备除去保护门以及模具焊接装置后的结构的立体结构示意图；

图3是本发明的实施例中超声波焊接设备除去保护壳、供电装置、控制装置以及模具焊接装置后的结构的立体结构示意图一；

图4是本发明的实施例中超声波焊接设备的结构框图；

图5是本发明的实施例中超声波焊接设备除去保护壳、供电装置、控制装置以及模具焊接装置后的结构的立体结构示意图二；

图6是本发明的实施例中水平移动装置的立体结构示意图；

图7是本发明的实施例中将图6中水平移动装置的第一移动件设为透明状态时的示意图；

图8是本发明的实施例中模具焊接装置的立体结构示意图；

图9是本发明的实施例中模具焊接装置的侧视图；

图10是本发明的实施例中下模架以及第三移动部的结构示意图；

图11是本发明的实施例中卡接单元卡接在卡接柱上的状态示意图；

图12是本发明的实施例中焊接子单元的立体结构示意图；

图13是本发明的实施例中模具焊接装置安装在支撑装置上的流程示意图；

图14是本发明的实施例中超声波焊接设备对汽车的仪表板进行超声波焊接的流程示意图；以及

图15是本发明的实施例中汽车的仪表板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明超声波焊接设备作具体阐述。

<实施例>

图1是本发明的实施例中超声波焊接设备的立体结构示意图；图2是本发明的实施例中超声波焊接设备除去保护门以及模具焊接装置后的结构的立体结构示意图；图3是本发明的实施例中超声波焊接设备除去保护壳、供电装置、控制装置以及模具焊接装置后的结构的立体结构示意图；图4是本发明的实施例中超声波焊接设备的结构框图。

如图1至图4所示，本实施例提供了一种超声波焊接设备100，用于对工件进行焊接加工，本实施例中的工件具体为汽车的仪表板，该仪表板1的结构如图15所示。超声波焊接设备100包括支撑装置10、模具焊接装置20、水平移动装置30、竖直移动装置40、定位装置50、滚动装置60、供电装置70以及控制装置80。

其中，供电装置70以及控制装置80集成在一个电控柜中，供电装置70用于为整个设备供电，控制装置80用于控制模具焊接装置20、水平移动装置30、竖直移动装置40、定位装置50以及滚动装置60的运行。

支撑装置10包括支撑部11以及设置在支撑部11外侧的保护壳12。保护壳12用于对支撑部11的前、后、左、右以及上方进行保护。保护壳12具有设置在前方的可打开的保护门121。本实施例中，以保护门121所在的方向作为整个设备的“前方”，以保护壳12的相对于保护门121的方向作为整个设备的“后方”，以控制装置80所在的位置作为整个设备的“右侧”，来对整个设备的空间方位进行定义。

如图3所示，支撑部11包括下支撑架111、上支撑架112、升降导柱113以及限位板114。上支撑架112设置在下支撑架111上。升降导柱113设置在上支撑架112和下支撑架111之间，数量为4根，4根升降导柱113排成矩形。限位板114设置成两个，分别连接在两根升降导柱113上。限位板114沿第一水平方向(图3中的箭头X所示的方向)延伸，该第一水平方向即设备的前后方向。

图5是本发明的实施例中超声波焊接设备除去保护壳、供电装置、控制装置以及模具焊接装置后的结构的立体结构示意图二；图6是本发明的实施例中水平移动装置的立体结构示意图；图7是本发明的实施例中将图6中水平移动装置的第一移动件设为透明状态时的示意图。

如图5至图7所示，水平移动装置30包括第一移动部31。该第一移动部31包括第一移动导轨311、第一移动件312、滑块313以及第一移动驱动件314。

第一移动导轨311固定设置在下支撑架111上并沿第一水平方向延伸。第一移动导轨311设置成两个，两个第一移动导轨311平行设置。本实施例中，第一移动导轨311为滑轨。

第一移动件312为矩形的移动板，第一移动件312通过设置在下表面上的滑块311可滑动地设置在两个第一移动导轨311上。滑块311的数量为4个，其中每两个滑块311为一组，设置在一个第一移动导轨311上，同一组的两个滑块311之间间隔一定距离，从而提高安装的稳定性。

第一移动驱动件314用于驱动第一移动件312沿第一移动导轨311的长度方向(第一水平方向)进行往返移动。第一移动驱动件314为气缸。

竖直移动装置40包括第二移动部41，该第二移动部41包括第二移动导轨411、第二移动件412以及第二移动驱动件413。

第二移动导轨411设置在上支撑架112上，沿竖直方向设置。本实施例中第二移动导轨411设置成两根，且互相平行设置。第二移动导轨411为齿条。

第二移动件412为矩形板，可移动地设置在两根第二移动导轨411上。第二移动件412与第二移动导轨411形成齿轮齿条副。此外，第二移动件412还可移动地套设在四根升降导柱113上，从而被四根升降导柱113在水平方向上进行限位，并且被两个限位板114限制竖直方向上下移的最低位置。

第二移动驱动件413用于驱动第二移动件412沿着第二移动导轨411以及升降导柱113进行升降(移动)。第二移动驱动件413为设置在上支撑架112上伺服电机。

图8是本发明的实施例中模具焊接装置的立体结构示意图；图9是本发明的实施例中模具焊接装置的侧视图；图10是本发明的实施例中下模架以及第三移动部的结构示意图。

如图4、图8至图10所示，模具焊接装置20用于对仪表板1的多个焊点2进行超声波焊接，包括模架部21、焊接部22、模具部23、第三移动部24以及工件压紧部25。

模架部21用于安装焊接部22、模具部23、第三移动部24以及工件压紧部25。模架部21包括上模架211和下模架212。

下模架212通过水平移动装置30可拆卸的设置在下支撑架111上，并在水平移动装置30的带动下进行水平移动。

如图10所示，下模架212包括下固定板2121、下立柱2122以及限位槽2123。

下固定板2121为矩形的平板，其放置在第一移动件312上。下固定板2121的远离保护门121的一侧(后侧)具有两个向外侧开口的侧向凹槽21211。四根下立柱2122分别设置在下固定板2121的上表面的四个角部位置，用于承托上模架211。四个限位槽2123均设置在下固定板2121的上表面上，分为两组，每组包括两个限位槽2123。两组限位槽2123分别设置在下固定板2121的左、右边缘位置。

如图7所示，定位装置50具有用于对下模架212进行定位从而使下模架212可拆卸地安装在下支撑架111上的下定位部52。下定位部52设置在第一移动件312上，包括下模架压紧单元521以及下模架阻挡单元522。

下模架压紧单元521用于将下模架212可拆卸地固定在第一移动件312上，包括翻转压紧件5211和翻转气缸5212。翻转压紧件5211具有与限位槽2123相适配的压紧端。翻转气缸5212用于驱动翻转压紧件5211进行翻转，使压紧端压紧在限位槽2123上，从而将下固定板2121压紧固定在在第一移动件312上。下模架压紧单元521设置成四个，并且与四个限位槽2123一一对应设置。

下模架阻挡单元522包括阻挡件5221、阻挡气缸5222以及阻挡柱5223。

阻挡件5221与侧向凹槽21211的形状和大小相适配，设置在第一移动件312的上表面上并位于为靠后的位置。阻挡件5221设置成两个，并分别与两个侧向凹槽21211一一对应设置，用于与侧向凹槽21211相抵接进而对下固定板2121的后侧进行阻挡、限位。

第一移动件312上还设有安装孔。阻挡气缸5222设置在第一移动件312的下表面上，并且阻挡气缸5222的输出端连接有阻挡柱5223，该阻挡柱5223穿设在第一移动件312的安装孔上。阻挡气缸5222用于驱动阻挡柱5223进行升降，当阻挡柱5223升起时，阻挡柱5223用于对下固定板2121的前侧进行阻挡、限位；当阻挡柱5223降下时，阻挡柱5223的顶部低于第一移动件312的上表面，使得下固定板2121可以顺利地在第一移动件312的上表面上被推动。

上模架211通过竖直移动装置40可拆卸地设置在上支撑架112上，并在竖直移动装置40的带动下进行升降。

如图8和图9所示，上模架211包括上固定板2111、上立柱2112以及卡接柱2113。

上固定板2111为矩形的平板，其用于安装在第二移动件412上。四根上立柱2112分别设置在上固定板2111的下表面的四个角部位置，并与四根下立柱2122一一对应插接在一起。具体的，下立柱2122的顶部具有合模用安装槽21221，上立柱2112的底部有合模用插接件21121，合模用安装槽21221与合模用插接件21121相适配，插接件21121可以插入合模用安装槽21221内从而使得上模架211可拆卸地安装在下模架212上。六根卡接柱2113设置在上固定板2111的上表面上，其中四根卡接柱2113分别设置在上固定板2111的四个角部位置，其余两根分别设置在上固定板2111中部前方位置和中部后方位置。卡接柱2113具有相背设置的两个凹口21131

如图5所示，定位装置50还具有用于对上模架211进行定位从而使上模架211可拆卸连接在上支撑架112的上定位部51。上定位部51具有六个卡接单元511。卡接单元511固定设置在上支撑架112上，并且六个卡接单元511与六根卡接柱2113一一对应设置。

图11是本发明的实施例中卡接单元卡接在卡接柱上的状态示意图。

如图11所示，卡接单元511具有卡座5111和上驱动件5112。卡座5111与卡接柱2113相适配，上驱动件5112用于驱动卡座5111进行前推或后退，当上驱动件5112驱动卡座5111前推时，卡座5111卡接在对应的卡接柱2113的凹口21131上；当上驱动件5112驱动卡座5111后退时，卡座5111脱离卡接柱2113。

如图8和图9所示，焊接部22设置在上固定板2111上并具有用于对焊点2进行焊接的焊接单元221。如图15所示，仪表板1的26个焊点2根据在仪表板1上的位置分成3个焊点组，分别记作第一焊点组、第二焊点组以及第三焊点组，其中，第一焊点组含有12个焊点2a，第二焊点组含有7个焊点2b，第三焊点组含有7个焊点2c。

焊接单元221的数量与焊点组的数量相同。三个焊接单元221对应三个焊接工位并排成一条直线分布，该分布方向与第一水平方向(图9中箭头X所示的方向)一致。三个焊接单元221与三个焊点组一一对应设置，焊接单元221用于对对应的焊点组的所有焊点2进行焊接。焊接单元221具有与对应的焊点组中的多个焊点221一一对应设置的多个焊接子单元222。

图12是本发明的实施例中焊接子单元的立体结构示意图。

如图12所示，焊接子单元222用于对对应的焊点进行焊接，包括焊接用固定件2221、升降缓冲件2222、焊接组件2223以及焊接用升降组件2224。

焊接用固定件2221通过螺接的方式可拆卸连接在上固定板2111的下表面上。焊接用升降组件2224通过升降缓冲件2222连接在焊接用固定件2221上，用于使驱动焊接组件2224进行升降。焊接用升降组件2224包括焊接用气缸22241以及连接在焊接用气缸22241的输出轴上的焊接用连接件22242。焊接组件2224包括焊头22231以及超声换能器22232。焊头22231连接在超声换能器22232上，超声换能器22232安装在焊接用连接件22242上。焊头22231与对应的焊点2相适配，用于对焊点2进行超声波焊接。上支撑架112上还设置有超声发生器1121，超声换能器22232与超声发生器1121通过线缆插接在一起。超声换能器22232的频率为35KZ。

三个焊接单元221从前往后依次记作第一焊接单元221a、第二焊接单元221b以及第二焊接单元221b，对应三个焊接工位分别记作第一焊接工位、第二焊接工位以及第三焊接工位。

如图9和图10所示，第三移动部24设置在下固定板2121上，包括第三移动导轨241、第三限位导轨242、第三移动件243以及第三移动驱动件244。

第三移动导轨241为丝杆，沿第一水平方向延伸(图9中箭头所示的方向)。第三限位导轨242设置成两条，两条第三限位导轨242分别设置在第三移动导轨241的两侧，并与第三移动导轨241相平行。第三移动件243为矩形板，第三移动件243可移动地设置在第三移动导轨241以及两条第三限位导轨242上。第三移动件243与第三移动导轨241形成丝杆螺母副。

第三移动驱动件244为驱动电机，设置在下固定板2121上用于驱动第三移动导轨241转动，进而使得移动件243沿着第一水平方向(前后方向)进行移动。

模具部23设置在第三移动件243的上表面上，具有与仪表板1的形状、大小相适配的定位模胎231。定位模胎231的数量为一个。

工件压紧部25设置在第三移动件243的上表面上，并设置在定位模胎231的旁边，用于将仪表板1压紧在定位模胎231。工件压紧部例如是气缸驱动的压紧块结构，这样的结构是现有技术，在此不再赘述。

当工件压紧部25将仪表板1压紧在定位模胎231上以后，此时仪表板位于第一焊接工位，第一焊接单元221a对仪表板1的第一焊点组的所有焊点2a同时进行超声波焊接；当仪表板1随第三移动件一起沿着第一水平方向进行移动至第二焊接工位时，第二焊接单元221b对仪表板1的第二焊点组的所有焊点2b同时进行超声波焊接；当仪表板1随第三移动件一起沿着第一水平方向进行移动至第三焊接工位时，第三焊接单元221c对仪表板1的第三焊点组的所有焊点2c同时进行超声波焊接。

本实施例中的模具焊接装置20是通过运输小车运输至保护门121近旁后，然后通过推动的方式被推送至第一移动件312的上表面上的。基于此，第一移动件312上还设置有滚动装置60。

如图6和图7所示，滚动装置60包括两个并排设置的滚动部61。滚动部61包括设置在第一移动件312上的多个通孔611以及滚动单元612。

多个通孔611沿着第一水平方向排成一条直线并且均匀分布。

滚动单元612包括驱动组件6122、多个牛眼轴承6121以及轴承安装板6123。多个牛眼轴承6121与多个通孔611一一对应设置，并安装在轴承安装板6123上。驱动组件6122设置在第一移动件312并用于驱动轴承安装板6123向上移动，使得牛眼轴承6121穿设在对应的通孔611上并从第一移动件312的上表面露出。驱动组件6122包括两个设置在第一移动件312上的气缸。

当牛眼轴承6121上升后，再将模具焊接装置20推送至第一移动件312上时，牛眼轴承6121与下固定板2121之间形成滚动摩擦，就可以非常顺利地实现下固定板2121在第一移动件312上的移动。

此外，模具焊接装置20还具有用于跟供电装置70进行电连接的接口(图中未示出)。

图13是本发明的实施例中模具焊接装置安装在支撑装置上的流程示意图。

如图13，本申请中的模具焊接装置20安装到支撑装置10的过程如下：

步骤S1-1，将模具焊接装置20是通过运输小车运输至保护门121近旁。运输小车的高度与第一移动件312等高，以便后续通过平推的方式将模具焊接装置20转移至第一移动件312上。

步骤S1-2，控制装置80控制第一移动驱动件314将第一移动件312沿第一水平方向移动至靠近保护门121的承接位置。

步骤S1-3，控制装置80控制滚动单元612的驱动组件6122驱动牛眼轴承6121升起，此时牛眼轴承6121从第一移动件312的上表面露出。

步骤S1-4，人工或借助其它器械沿第一水平方向并由前往后推动模具焊接装置20，直到模具焊接装置20被阻挡件5221所阻挡。该推动过程中模具焊接装置20的下固定板2121与牛眼轴承6121接触，两者之间形成滚动摩擦，下固定板2121不与第一移动件312接触。

步骤S1-5，控制装置80控制阻挡气缸5222驱动阻挡柱5223升起，阻挡柱5223对模具焊接装置20的前侧进行阻挡、限位。

步骤S1-6，控制装置80控制滚动单元612的驱动组件6122驱动牛眼轴承6121下降，模具焊接装置20落到第一移动件312上。

步骤S1-7，控制装置80控制翻转气缸5212驱动翻转压紧件5211进行翻转从而将模具焊接装置20的下固定板2121压紧在第一移动件312上。

步骤1-8，控制装置80控制第一移动驱动件314将第一移动件312由靠近保护门121的承接位置移动至远离保护门121的安全焊接位置。

步骤S1-9，控制装置80控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412下移至安装位置，此时第二移动驱动件413上的卡座5111对准上模架211的卡接柱2113的凹口21131。

步骤S1-10，控制装置80控制上驱动件5112驱动卡座5111前移，从而卡接在卡接柱2113的凹口21131上。

步骤S1-11，控制装置80控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412上升至放工件位置，此时上模架211已经脱离下模架212并且焊接部22的底部高于定位模胎231预定高度，该预定高度的大小取决于仪表板1的大小，从而便于将仪表板1放置到定位模胎231上。

以上就是模具焊接装置20安装在支撑装置10上的安装过程，整个过程中，除了将模具焊接装置20运输至保护门121近旁以及将模具焊接装置20推到支撑装置10内的动作以外的其它动作，全部在控制装置80的控制下自动完成，省时省力，安装方便。

此外，带焊接的工件的种类或大小不同，需要成套更换模具焊接装置20，更换时，取下模具焊接装置20的过程与上述安装过程基本相反，故不再赘述。

模具焊接装置20安装在支撑装置10上以后，就可以进行焊接加工工序了。

图14是本发明的实施例中超声波焊接设备对汽车的仪表板进行超声波焊接的流程示意图。

如图14所示，超声波焊接设备100对汽车的仪表板1进行超声波焊接包括以下步骤：

步骤2-1，控制装置80控制第一移动驱动件314将第一移动件312由安全焊接位置移动至承接位置。

步骤2-2，将仪表板1放置在定位模胎231上。

步骤2-3，控制装置80控制工件压紧部25将仪表板1压紧在定位模胎231上。

步骤2-4，制装置80控制第一移动驱动件314将第一移动件312由承接位置移动至安全焊接位置。此时定位模胎231位于第一焊接工位上。

步骤S2-5，控制装置80控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412下移至安装位置，此时上立柱2112和下立柱2122对接。

步骤S2-6，控制装置80控制第一焊接单元221a的所有焊接用气缸22241驱动对应的焊头22231下移至对应的焊点2a处。

步骤S2-7，控制装置80控制第一焊接单元221a的所有超声换能器22232工作使得对应的焊头22231进行超声波焊接，从而对第一焊点组的所有焊点2a进行超声波焊接。

步骤S2-8，控制装置80控制第一焊接单元221a的所有超声换能器22232停止工作。

步骤S2-9，控制装置80控制第一焊接单元221a的所有焊接用气缸22241驱动对应的焊头22231上升回退，同时控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412上升至放工件位置。

步骤S2-10，控制装置80控制第三移动驱动件244驱动第三移动件243移动，使得定位模胎231由第一焊接工位移动至第二焊接工位。

步骤S2-11，控制装置80控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412下移至安装位置。

步骤S2-12，控制装置80控制第二焊接单元221b的所有焊接用气缸22241驱动对应的焊头22231下移至对应的焊点2b处。

步骤S2-13，控制装置80控制第二焊接单元221b的所有超声换能器22232工作使得对应的焊头进行超声波焊接，从而对第二焊点组的所有焊点2b进行超声波焊接。

步骤S2-14，控制装置80控制第二焊接单元221b的所有超声换能器22232停止工作。

步骤S2-15，控制装置80控制第二焊接单元221b的所有焊接用气缸22241驱动对应的焊头22231上升回退，同时控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412上升至放工件位置。

步骤S2-16，控制装置80控制第三移动驱动件244驱动第三移动件243移动，使得定位模胎231由第二焊接工位移动至第三焊接工位。

步骤S2-17，控制装置80控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412下移至安装位置。

步骤S2-18，控制装置80控制第三焊接单元221c的所有焊接用气缸22241驱动对应的焊头22231下移至对应的焊点2c处。

步骤S2-19，控制装置80控制第三焊接单元221c的所有超声换能器22232工作使得对应的焊头进行超声波焊接，从而对第三焊点组的所有焊点2c进行超声波焊接。

步骤S2-20，控制装置80控制第三焊接单元221c的所有超声换能器22232停止工作。

步骤S2-21，控制装置80控制第三焊接单元221c的所有焊接用气缸22241驱动对应的焊头22231上升回退，同时控制第二移动驱动件413驱动第二移动件412上升至放工件位置。

步骤S2-22，控制装置80控制第三移动驱动件244驱动第三移动件243移动，使得定位模胎231由第三焊接工位移动至第一焊接工位。

步骤S2-23，制装置80控制第一移动驱动件314将第一移动件312由安全焊接位置移动至承接位置。

步骤S2-24，控制装置80控制工件压紧部25翻转后退。

步骤S2-25，将焊接完成的仪表板1取出。

以上就是超声波焊接设备100对汽车的仪表板1进行焊接的过程，整个过程中，除了取放仪表板1的动作以外的其它动作，全部在控制装置80的控制下自动完成。当对多件仪表板1进行批量焊接时，重复上述步骤S2-1至步骤S2-25即可。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的超声波焊接设备，因为包括模具焊接装置，该模具焊接装置包括模架部、焊接部以及模具部，模架部包括上模架和下模架，模具部设置在下模架上并具有与工件相适配的定位模胎，焊接部设置在上模架上并包括n个焊接单元，n个焊接单元与工件上的n个焊点组一一对应设置，一个焊接单元可以对对应的焊点组中的所有焊点同时进行焊接，因此，整个工件只需要经n个焊接单元的依次焊接，就可以完成焊接加工，极大地缩短了焊接加工的时间。

此外，因为上模架和下模架均可拆卸地设置在支撑装置上，因此可以根据工件型号的不同来更换整个超声波焊接用模具焊接装置，从而使得超声波焊接设备的适应性更好。

另外，因为该超声波焊接设备还包括水平移动装置，上模架可拆卸地设置在支撑装置上，水平移动装置可以使下模架和上模一起进行水平移动，进而使得模具焊接装置的被安装在支撑装置上时位置(承接位置)与其进行焊接时的位置(安全焊接位置)间隔一定距离，该距离作为安全距离可以确保工作人员安装模具焊接装置时的安全。并且在进行焊接加工过程中，水平移动装置可以仅仅使下模架进行移动，这样就可以在承接位置进行取放工件的操作，而在安全焊接位置进行焊接，即安全距离还可以确保工作人员的取放工件时的安全。

此外，因为该超声波焊接设备还包括竖直移动装置，该竖直移动装置可以使上模架进行竖直移动，从而便于下移时将上模架设置在支撑装置上，并且在焊接时，带动上模架以及焊接部下移，从而对下方的工件进行焊接加工。

进一步地，因为水平移动装置具有第一移动部，该第一移动部包括第一移动导轨、第一移动件以及第一移动驱动件，第一移动导轨水平设置在支撑装置上，下模架可拆卸地设置在第一移动件上，所以，通过第一移动驱动件就可以驱动第一移动件沿着第一移动导轨进行移动，从而使的下模架在承接位置和安全焊接位置之间进行快速切换。

进一步地，因为该超声波焊接设备还包括下定位部，设置在第一移动件上，具有下模架压紧单元，该下模架压紧单元具有翻转压紧件以及翻转气缸，通过翻转气缸可以驱动翻转压紧件进行翻转从而将下模架固定在第一移动件上，实现下模架与第一移动件的可拆卸连接。

进一步地，因为竖直移动装置具有第二移动部，该第二移动部包括第二移动导轨、第二移动件以及第二移动驱动件，第二移动导轨竖直设置在支撑装置上，上模架可拆卸地设置在第二移动件上。所以，通过第二移动驱动件就可以驱动第二移动件沿着第二移动导轨进行竖直移动。

进一步地，因为述第二移动导轨为齿条，第二移动件与第二移动导轨形成齿轮齿条副，第二移动驱动件为伺服电机，所以可以很可靠地对重量较大的第二移动件、上模架以及焊接部进行竖直移动。

进一步地，因为该超声波焊接设备还包括上定位部，设置在第二移动件上，具有卡接单元，该卡接单元具有上驱动件以及连接在驱动件上的卡座，上模架的顶部设置有与卡座相适配的卡接柱，该卡接柱具有用于进行卡接的凹口，因此当需要对上模架进行固定时，只需要驱动件驱动卡座前推即可与卡接柱卡接；当需要更换上模架以及焊接部时，只需要驱动件驱动卡座回退，即可使上模架以及焊接部脱离支撑装置。

进一步地，因为下模架的顶部设置有安装槽，上模架的底部设置有与安装槽相适配的插接件，该插接件可以插入安装槽内从而使得上模架可拆卸地安装在下模架上。进而可以借助下模架实现将上模架安装到上支撑架上。

进一步地，因为模具焊接装置还具有第三移动部，第三移动部可以使模具部在水平方向进行移动，n个焊接单元对应n个焊接工位并排成一条直线分布，该分布方向与定位模胎的移动方向一致，因此通过第三移动部可以快速将工件在各个焊接工位之间进行转移，并且当工件移动至对应的焊接工位时，该焊接工位的焊接单元对对应的焊点组的所有焊点进行同时进行焊接，进而快速实现各个焊点组的依次焊接。

进一步地，因为焊接单元具有与对应的焊点组中的焊点一一对应的焊接子单元，焊接子单元可以对应的焊点进行焊接，因此便于实现一个焊接单元对对应的焊点组中的所有焊点同时进行焊接。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声波焊接设备，用于对工件的多个焊点进行超声波焊接，其特征在于，包括：

支撑装置；

模具焊接装置，具有模架部、焊接部以及模具部，所述模架部具有可拆卸地设置在所述支撑装置上的上模架和下模架，所述上模架可拆卸地安装在所述下模架上，所述焊接部设置在所述上模架上并具有用于对所述焊点进行焊接的焊接单元，所述模具部设置在所述下模架上并具有与所述工件相适配的定位模胎；

水平移动装置，设置在所述支撑装置上，用于使所述下模架和所述上模架进行水平移动；以及

竖直移动装置，设置在所述支撑装置上，用于使所述上模架进行竖直移动，

其中，多个所述焊点根据在所述工件上的位置分成n个焊点组，n大于等于2，

所述焊接单元设置成n个，n个所述焊接单元与n个焊点组一一对应设置，并用于对对应的所述焊点组的所有焊点进行焊接。

2.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：

其中，所述水平移动装置具有第一移动部，该第一移动部包括第一移动导轨、第一移动件以及用于驱动第一移动件沿着所述第一移动导轨进行移动的第一移动驱动件，

所述第一移动导轨水平设置在所述支撑装置上，

所述下模架可拆卸地设置在所述第一移动件上。

3.根据权利要求2所述的超声波焊接设备，其特征在于：

其中，所述第一移动导轨为滑轨，

所述第一移动驱动件为气缸。

4.根据权利要求2所述的超声波焊接设备，其特征在于，还包括：

下定位部，设置在所述第一移动件上，用于与所述下模架进行可拆卸连接，具有下模架压紧单元，该下模架压紧单元具有翻转压紧件以及翻转气缸，

所述翻转气缸用于驱动所述翻转压紧件进行翻转从而将所述下模架固定在所述第一移动件上。

5.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：

其中，所述竖直移动装置具有第二移动部，该第二移动部包括第二移动导轨、第二移动件以及用于驱动第二移动件沿着所述第二移动导轨进行移动的第二移动驱动件，

所述第二移动导轨竖直设置在所述支撑装置上，

所述上模架可拆卸地设置在所述第二移动件上。

6.根据权利要求5所述的超声波焊接设备，其特征在于：

其中，所述第二移动导轨为齿条，

所述第二移动件与所述第二移动导轨形成齿轮齿条副，

所述第二移动驱动件为伺服电机。

7.根据权利要求5所述的超声波焊接设备，其特征在于，还包括：

上定位部，设置在所述第二移动件上，用于与所述上模架进行可拆卸连接，具有卡接单元，该卡接单元具有上驱动件以及连接在所述驱动件上的卡座，

所述上模架的顶部设置有与所述卡座相适配的卡接柱，该卡接柱具有用于进行卡接的凹口，

所述上驱动件用于驱动所述卡座进行前推从而卡接在所述卡接柱的所述凹口上。

8.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：

其中，所述下模架的顶部设置有安装槽，

所述上模架的底部设置有与所述安装槽相适配的插接件，该插接件用于插入所述安装槽内从而使得所述上模架可拆卸地安装在所述下模架上。

9.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：

其中，所述模具焊接装置还具有第三移动部，该第三移动部设置在所述下模架上，用于使所述模具部在预定水平方向进行移动，

n个所述焊接单元对应n个焊接工位并排成一条直线分布，该分布方向与所述预定水平方向一致，所述焊接单元用于当所述工件移动至对应的焊接工位时，对对应的所述焊点组的所有焊点进行焊接。

10.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：

其中，所述焊接单元具有与对应的所述焊点组中的焊点一一对应的焊接子单元，所述焊接子单元用于对对应的所述焊点进行焊接。

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