CN117183352A - 一种高精度塑焊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度塑焊机，涉及超声波塑焊机技术领域。本发明包括超声波塑焊机，所述超声波塑焊机的底部设置有载物台，所述超声波塑焊机的顶部安装有焊接气缸，所述焊接气缸的伸缩端安装有焊头，所述超声波塑焊机的外侧安装有控制器，所述载物台的顶部安装有四组支撑腿，所述支撑腿的内部滑动连接有底座，还包括设置在底座上方的焊模。本发明通过支撑弹簧的设置，焊头下降时带动焊模下降，焊模带动底座下降，底座挤压支撑弹簧，随着焊头持续下降，压力传感器检测的焊接持续增加，当焊接压力增加至规定压力时，锁定机构将底座固定在支撑腿上，进而能保证每次的焊接压力都一样，不受气源压力的影响，焊接质量高。

Description

一种高精度塑焊机

技术领域

本发明涉及超声波塑焊机技术领域，具体涉及一种高精度塑焊机。

背景技术

超声波焊接原理是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40千赫兹电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。

现有的超声波焊接机为了提高焊接精度，需要精确的校模，须在试焊时，一面观察，一面调整，通常是将复写纸放在工件与上焊之间，观察上焊模下压后，白纸上显示的压痕，根据压痕的深浅，用薄垫片垫调下焊模底部，使工件的焊接面受压均匀，该调整方法不仅调试复杂，且调节时受调试人员主观影响较大，调节精度不准确，同时现有超声波焊接机的焊接压力受气源控制，因此在实际焊接过程中，经常会出现焊接压力不稳定的情况，焊接压力过大材料容易产生飞边且焊接部位产生变形的风险增加，焊接压力过小时，焊接部件无法达到紧密结合的程度，容易出现虚焊，焊接质量不稳定。

发明内容

本发明的目的在于：为解决焊接精度差与焊接质量不稳定的问题，本发明提供了一种高精度塑焊机。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种高精度塑焊机，包括超声波塑焊机，所述超声波塑焊机的底部设置有载物台，所述超声波塑焊机的顶部安装有焊接气缸，所述焊接气缸的伸缩端安装有焊头，所述超声波塑焊机的外侧安装有控制器；

所述载物台的顶部安装有四组支撑腿，所述支撑腿的内部滑动连接有底座，所述底座的底部设置有锁定机构，所述锁定机构能将底座固定在支撑腿上，所述底座的顶部设置有四组能自动转动的调节丝杠，所述底座与所述载物台之间设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧用于驱动载物台上升；

还包括设置在底座上方的焊模，所述焊模的四角均开设有通孔，所述通孔的内径大于调节丝杠的外径，所述通孔的内部球铰接有调节螺母，四组所述调节丝杠分别穿过四组通孔，且与调节螺母螺纹连接，所述焊模的顶部开设有凹模，所述焊模的顶部设置有四组压力传感器，四组所述压力传感器与焊头的四角相对应，四组所述压力传感器均与控制器电连接，且控制器能控制四组调节丝杠转动。

进一步地，四组所述支撑腿的内侧均开设有导向滑槽，所述底座的外侧设置有四组导向滑块，所述导向滑块滑动连接在导向滑槽中。

进一步地，所述锁定机构包括有外齿板，所述外齿板安装在支撑腿的外侧；

还包括设置在底座底部的轴架，所述轴架的内部转动安装有传动轴，所述传动轴的外侧设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述外齿板相啮合，所述轴架的外侧设置有支撑板，所述支撑板的外侧安装有能自动摆动的刹车板。

进一步地，所述支撑板的外侧铰接有刹车气缸，所述刹车气缸的伸缩端与所述刹车板相铰接，所述刹车气缸受控制器控制。

进一步地，所述刹车板采用圆弧形设计，且圆弧中心能与驱动齿轮中心重合。

进一步地，所述刹车板靠近驱动齿轮的一面设置有刹车凸起。

进一步地，所述底座的底部转动安装有四组从动锥齿轮，四组所述从动锥齿轮分别与四组调节丝杠固定连接，所述传动轴远离驱动齿轮的一端设置有能自动滑动的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮相啮合，所述传动轴的外侧设置有轴键，所述主动锥齿轮的内部开设有键槽，所述轴键插接在键槽中。

进一步地，所述轴架的外侧设置有电磁铁，所述电磁铁与所述控制器电连接，所述电磁铁与所述主动锥齿轮之间设置有顶簧，所述顶簧用于驱动主动锥齿轮靠近从动锥齿轮。

进一步地，所述凹模的内壁开设有多组吹气孔，所述吹气孔与塑料件焊接位置在同一水平面上，所述焊模的外侧安装有电磁阀，所述电磁阀与多组所述吹气孔同时连通，所述底座与所述载物台之间设置有气囊，所述气囊的外侧设置有连接气管，所述连接气管与所述电磁阀相连通。

进一步地，所述载物台的顶部开设有安装孔，所述支撑腿外侧的底部设置有安装侧板，所述安装侧板的内部开设有螺栓孔，螺栓通过螺栓孔能螺纹连接在安装孔中，所述支撑腿与所述安装侧板之间设置有加强筋。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在焊模顶部设置四组与焊头四角对应的压力传感器，焊头下压时，通过四组压力传感器反馈压力，哪边压力小，该边对应的调节丝杠转动，该调节丝杠通过调节螺母带动焊模的该角向上摆动，使该侧的压力传感器顶在焊头上，当四组压力传感器均紧压在焊头上时，完成调节，且支撑腿与底座的设置，使焊头在下压的同时有足够的时间完成压力平衡调节，无需人工调节，调节方便，且调节精度高，进而能提高焊接精度。

2、本发明通过支撑弹簧的设置，焊头压在工件上时，有一定缓冲力，防止因为焊头快速压在工件上，而将工件压伤，焊接夹持效果好。

3、本发明通过支撑弹簧的设置，焊头下降时带动焊模下降，焊模带动底座下降，底座挤压支撑弹簧，随着焊头持续下降，压力传感器检测的焊接持续增加，当焊接压力增加至规定压力时，锁定机构将底座固定在支撑腿上，进而能保证每次的焊接压力都一样，不受气源压力的影响，焊接质量高。

附图说明

图1是本发明整体示意图；

图2是本发明超声波塑焊机示意图；

图3是本发明焊模支撑示意图；

图4是本发明支撑腿示意图；

图5是本发明底座示意图；

图6是本发明主动锥齿轮部分示意图；

图7是本发明焊模示意图；

图8是本发明焊模剖视示意图。

附图标记：1、超声波塑焊机；11、载物台；12、安装孔；13、焊接气缸；14、焊头；15、控制器；2、支撑腿；21、导向滑槽；22、外齿板；23、安装侧板；24、加强筋；3、底座；31、导向滑块；32、调节丝杠；33、从动锥齿轮；34、轴架；35、传动轴；36、驱动齿轮；37、主动锥齿轮；38、电磁铁；39、顶簧；310、支撑板；311、刹车板；312、刹车气缸；4、焊模；41、凹模；42、吹气孔；43、压力传感器；44、通孔；45、调节螺母；46、电磁阀；5、支撑弹簧；6、气囊；7、连接气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

依本发明一较佳实施例的一种高精度塑焊机将在以下被详细地阐述。

实施例一

如图1-图8所示，一种高精度塑焊机，包括超声波塑焊机1，超声波塑焊机1的底部设置有载物台11，超声波塑焊机1的顶部安装有焊接气缸13，焊接气缸13的伸缩端安装有焊头14，超声波塑焊机1的外侧安装有控制器15；

载物台11的顶部安装有四组支撑腿2，支撑腿2的内部滑动连接有底座3，底座3的底部设置有锁定机构，锁定机构能将底座3固定在支撑腿2上，底座3的顶部设置有四组能自动转动的调节丝杠32，底座3与载物台11之间设置有支撑弹簧5，支撑弹簧5用于驱动载物台11上升；

还包括设置在底座3上方的焊模4，焊模4的四角均开设有通孔44，通孔44的内径大于调节丝杠32的外径，通孔44的内部球铰接有调节螺母45，四组调节丝杠32分别穿过四组通孔44，且与调节螺母45螺纹连接，焊模4的顶部开设有凹模41，焊模4的顶部设置有四组压力传感器43，四组压力传感器43与焊头14的四角相对应，四组压力传感器43均与控制器15电连接，且控制器15能控制四组调节丝杠32转动。

使用时，使焊接气缸13接通气源，焊接气缸13带动焊头14下降，焊头14压在压力传感器43上，当其中一组压力传感器43不与焊头14接触时，该侧的调节丝杠32转动，调节丝杠32通过调节螺母45带动焊模4的该侧向上，由于通孔44的内径大于调节丝杠32的外径，因此有足够的调节间隙，当焊模4一侧向上摆动时，调节丝杠32能产生一定角度，保证调节稳定，焊模4使该压力传感器43顶在焊头14上，当四组压力传感器43均与焊头14接触时，完成自动调节，此时保证工件受压均匀，且在下压的同时，焊头14带动焊模4下降，焊模4通过调节丝杠32带动底座3下降，底座3沿着支撑腿2下降，底座3挤压支撑弹簧5，因此在支撑弹簧5的缓冲作用下，使焊模4在调节时，压力传感器43不会受压过大，调节稳定；

调节完成后，将工件放入凹模41中，通过凹模41的设置使压力传感器43的检测面与工件受压面在同一水平面上，保证工件在受压时，压力传感器43也能受压，此时使焊接气缸13接通气源，焊接气缸13带动焊头14下降，焊头14压在工件与压力传感器43上，焊头14带动焊模4下降，焊模4通过调节丝杠32带动底座3下降，底座3沿着支撑腿2下降，底座3挤压支撑弹簧5，随着焊头14下将，在支撑弹簧5弹力作用下，压力传感器43检测的压力越来越大，当压力达到需求时，通过控制器15控制锁定机构运行，锁定机构将底座3锁定在支撑腿2上，保证每次焊接压力相同，不受气源压力影响，且支撑弹簧5不会影响焊接，焊接质量高；

因此使用本装置，能自动调节焊接压力均匀，提高焊接精度，同时能自适应调节焊接压力，保证每次焊接压力都相同，焊接质量高。

进一步地，四组支撑腿2的内侧均开设有导向滑槽21，底座3的外侧设置有四组导向滑块31，导向滑块31滑动连接在导向滑槽21中，通过四组导向滑块31与四组支撑腿2的设置，使底座3在支撑腿2导向作用下使用保持水平，不会在升降时歪斜，不影响调节精度。

更进一步，载物台11的顶部开设有安装孔12，支撑腿2外侧的底部设置有安装侧板23，安装侧板23的内部开设有螺栓孔，螺栓通过螺栓孔能螺纹连接在安装孔12中，支撑腿2与安装侧板23之间设置有加强筋24，通过安装侧板23的设置，使支撑腿2能更加稳定的安装在载物台11上，且通过加强筋24的设置，能提高支撑腿2的结构强度，防止在焊接时变形。

实施例二，在上述实施例的基础上，提供一种锁定机构结构：

如图3-图6所示，锁定机构包括有外齿板22，外齿板22安装在支撑腿2的外侧；

还包括设置在底座3底部的轴架34，轴架34的内部转动安装有传动轴35，传动轴35的外侧设置有驱动齿轮36，驱动齿轮36与外齿板22相啮合，轴架34的外侧设置有支撑板310，支撑板310的外侧安装有能自动摆动的刹车板311。

将工件放入凹模41中，通过凹模41的设置使压力传感器43的检测面与工件受压面在同一水平面上，保证工件在受压时，压力传感器43也能受压，此时使焊接气缸13接通气源，焊接气缸13带动焊头14下降，焊头14压在工件与压力传感器43上，焊头14带动焊模4下降，焊模4通过调节丝杠32带动底座3下降，底座3沿着支撑腿2下降，且底座3带动轴架34下降，轴架34带动传动轴35下降，传动轴35带动驱动齿轮36相对外齿板22下降，驱动齿轮36在外齿板22的作用下转动，进一步提高底座3升降稳定性，同时底座3挤压支撑弹簧5，随着焊头14下将，在支撑弹簧5弹力作用下，压力传感器43检测的压力越来越大，当压力达到需求时，通过控制器15控制刹车板311摆动，刹车板311摆动至驱动齿轮36外表面，刹车板311通过摩擦力限制驱动齿轮36转动，驱动齿轮36通过外齿板22限制底座3滑动，将底座3锁定在支撑腿2上，保证每次焊接压力相同，不受气源压力影响，且支撑弹簧5不会影响焊接，焊接质量高。

进一步地，刹车板311采用圆弧形设计，且圆弧中心能与驱动齿轮36中心重合，通过该设计，能增加刹车板311与驱动齿轮36的接触面积，进而能提高锁定效果。

更进一步地，刹车板311靠近驱动齿轮36的一面设置有刹车凸起，通过刹车凸起的设置，凸起能卡接在驱动齿轮36的轮齿中，进一步提高锁定效果。

实施例三，在上述实施例的基础上，提供一种刹车板311驱动结构：

如图6所示，支撑板310的外侧铰接有刹车气缸312，刹车气缸312的伸缩端与刹车板311相铰接，刹车气缸312受控制器15控制。

当压力达到需求时，通过控制器15控制刹车气缸312运行，刹车气缸312的深度端伸出，刹车气缸312带动刹车板311摆动，刹车板311摆动至驱动齿轮36外表面，刹车板311通过摩擦力限制驱动齿轮36转动，驱动齿轮36通过外齿板22限制底座3滑动，将底座3锁定在支撑腿2上，保证每次焊接压力相同，不受气源压力影响，且支撑弹簧5不会影响焊接，焊接质量高。

实施例四，在上述实施例的基础上，提供一种调节丝杠32驱动结构：

如图4-图8所示，底座3的底部转动安装有四组从动锥齿轮33，四组从动锥齿轮33分别与四组调节丝杠32固定连接，传动轴35远离驱动齿轮36的一端设置有能自动滑动的主动锥齿轮37，主动锥齿轮37与从动锥齿轮33相啮合，传动轴35的外侧设置有轴键，主动锥齿轮37的内部开设有键槽，轴键插接在键槽中。

调节时，使焊接气缸13接通气源，焊接气缸13带动焊头14下降，焊头14带动焊模4下降，焊模4通过调节丝杠32带动底座3下降，底座3沿着支撑腿2下降，且底座3带动轴架34下降，轴架34带动传动轴35下降，传动轴35带动驱动齿轮36相对外齿板22下降，驱动齿轮36在外齿板22的作用下转动，同时焊头14压在压力传感器43上，当其中一组压力传感器43没被压到时，该侧的主动锥齿轮37沿着传动轴35滑动，主动锥齿轮37滑动至于从动锥齿轮33相啮合，该侧的驱动齿轮36带动传动轴35转动，传动轴35带动主动锥齿轮37转动，主动锥齿轮37带动从动锥齿轮33转动，从动锥齿轮33带动调节丝杠32转动，调节丝杠32通过调节螺母45带动焊模4的该侧向上，四组压力传感器43都与焊头14接接触时，完成自动调节，此时保证工件受压均匀，且无需额外驱动，即可在下压的同时能驱动调节丝杠32转动，结构紧凑。

进一步地，轴架34的外侧设置有电磁铁38，电磁铁38与控制器15电连接，电磁铁38与主动锥齿轮37之间设置有顶簧39，顶簧39用于驱动主动锥齿轮37靠近从动锥齿轮33。

当其中一组压力传感器43没被压到时，控制器15控制该侧电磁铁38断电，顶簧39推动该侧的主动锥齿轮37沿着传动轴35滑动，主动锥齿轮37滑动至于从动锥齿轮33相啮合，该侧的驱动齿轮36带动传动轴35转动，传动轴35带动主动锥齿轮37转动，主动锥齿轮37带动从动锥齿轮33转动，从动锥齿轮33带动调节丝杠32转动，调节丝杠32通过调节螺母45带动焊模4的该侧向上，四组压力传感器43都与焊头14接接触时，完成自动调节，此时保证工件受压均匀，且无需额外驱动，即可在下压的同时能驱动调节丝杠32转动，结构紧凑；

同时当焊头14焊接完成上升时，在支撑弹簧5的作用下，压力传感器43顶在焊头14上随着焊头14上升，因此在上升过程中，所有电磁铁38均通电，电磁铁38通过磁力带动主动锥齿轮37远离从动锥齿轮33，保证在焊头14上升时，调节丝杠32不会转动，复位稳定。

实施例五，在上述实施例的基础上；

如图3-图8所示，凹模41的内壁开设有多组吹气孔42，吹气孔42优先设置五组，吹气孔42与塑料件焊接位置在同一水平面上，焊模4的外侧安装有电磁阀46，电磁阀46受控制器15控制，电磁阀46与多组吹气孔42同时连通，底座3与载物台11之间设置有气囊6，气囊6的外侧设置有连接气管7，连接气管7与电磁阀46相连通。

焊接气缸13接通气源，焊接气缸13带动焊头14下降，焊头14压在工件与压力传感器43上，焊头14带动焊模4下降，焊模4通过调节丝杠32带动底座3下降，底座3沿着支撑腿2下降，底座3挤压气囊6，此时气囊6被挤压膨胀，当焊接完成后，通过控制器15控制电磁阀46打开，电磁阀46使气囊6的中气体通过吹气孔42吹去，气流吹在焊接位置上，能加速焊接位置冷却，进而能提高焊接效率，当焊头14上升时，支撑弹簧5推动底座3上升，底座3放开气囊6，同时打开电磁阀46，气囊6通过吹气孔42吸气，使气囊6内部气体能得到补充，装置能持续使用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高精度塑焊机，包括超声波塑焊机（1），其特征在于，所述超声波塑焊机（1）的底部设置有载物台（11），所述超声波塑焊机（1）的顶部安装有焊接气缸（13），所述焊接气缸（13）的伸缩端安装有焊头（14），所述超声波塑焊机（1）的外侧安装有控制器（15）；

所述载物台（11）的顶部安装有四组支撑腿（2），所述支撑腿（2）的内部滑动连接有底座（3），所述底座（3）的底部设置有锁定机构，所述锁定机构能将底座（3）固定在支撑腿（2）上，所述底座（3）的顶部设置有四组能自动转动的调节丝杠（32），所述底座（3）与所述载物台（11）之间设置有支撑弹簧（5），所述支撑弹簧（5）用于驱动载物台（11）上升；

还包括设置在底座（3）上方的焊模（4），所述焊模（4）的四角均开设有通孔（44），所述通孔（44）的内径大于调节丝杠（32）的外径，所述通孔（44）的内部球铰接有调节螺母（45），四组所述调节丝杠（32）分别穿过四组通孔（44），且与调节螺母（45）螺纹连接，所述焊模（4）的顶部开设有凹模（41），所述焊模（4）的顶部设置有四组压力传感器（43），四组所述压力传感器（43）与焊头（14）的四角相对应，四组所述压力传感器（43）均与控制器（15）电连接，且控制器（15）能控制四组调节丝杠（32）转动。

2.根据权利要求1所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，四组所述支撑腿（2）的内侧均开设有导向滑槽（21），所述底座（3）的外侧设置有四组导向滑块（31），所述导向滑块（31）滑动连接在导向滑槽（21）中。

3.根据权利要求2所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述锁定机构包括有外齿板（22），所述外齿板（22）安装在支撑腿（2）的外侧；

还包括设置在底座（3）底部的轴架（34），所述轴架（34）的内部转动安装有传动轴（35），所述传动轴（35）的外侧设置有驱动齿轮（36），所述驱动齿轮（36）与所述外齿板（22）相啮合，所述轴架（34）的外侧设置有支撑板（310），所述支撑板（310）的外侧安装有能自动摆动的刹车板（311）。

4.根据权利要求3所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述支撑板（310）的外侧铰接有刹车气缸（312），所述刹车气缸（312）的伸缩端与所述刹车板（311）相铰接，所述刹车气缸（312）受控制器（15）控制。

5.根据权利要求4所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述刹车板（311）采用圆弧形设计，且圆弧中心能与驱动齿轮（36）中心重合。

6.根据权利要求5所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述刹车板（311）靠近驱动齿轮（36）的一面设置有刹车凸起。

7.根据权利要求3所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述底座（3）的底部转动安装有四组从动锥齿轮（33），四组所述从动锥齿轮（33）分别与四组调节丝杠（32）固定连接，所述传动轴（35）远离驱动齿轮（36）的一端设置有能自动滑动的主动锥齿轮（37），所述主动锥齿轮（37）与所述从动锥齿轮（33）相啮合，所述传动轴（35）的外侧设置有轴键，所述主动锥齿轮（37）的内部开设有键槽，所述轴键插接在键槽中。

8.根据权利要求7所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述轴架（34）的外侧设置有电磁铁（38），所述电磁铁（38）与所述控制器（15）电连接，所述电磁铁（38）与所述主动锥齿轮（37）之间设置有顶簧（39），所述顶簧（39）用于驱动主动锥齿轮（37）靠近从动锥齿轮（33）。

9.根据权利要求1所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述凹模（41）的内壁开设有多组吹气孔（42），所述吹气孔（42）与塑料件焊接位置在同一水平面上，所述焊模（4）的外侧安装有电磁阀（46），所述电磁阀（46）与多组所述吹气孔（42）同时连通，所述底座（3）与所述载物台（11）之间设置有气囊（6），所述气囊（6）的外侧设置有连接气管（7），所述连接气管（7）与所述电磁阀（46）相连通。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种高精度塑焊机，其特征在于，所述载物台（11）的顶部开设有安装孔（12），所述支撑腿（2）外侧的底部设置有安装侧板（23），所述安装侧板（23）的内部开设有螺栓孔，螺栓通过螺栓孔能螺纹连接在安装孔（12）中，所述支撑腿（2）与所述安装侧板（23）之间设置有加强筋（24）。