CN216938923U - 一种超声波金属焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波金属焊接机，属于线束焊接技术领域，包括：底板，以及固定连接在所述底板上的焊接机构、水平压接机构、垂直下压机构；所述焊接机构通过焊接基座固定连接在所述底板上；所述水平压接机构包括：平移伺服电机和横移机构；其中，所述水平压接机构可对焊件实现横向按压，所述垂直压接机构可对焊件实现纵向按压。本方案采用双伺服电机压接原理，此保证了压接精度和压力、使焊接达到更好的效果，实现了整套自动化设备的稳定性和方便性。

Description

一种超声波金属焊接机

技术领域

本实用新型涉及线束焊接技术领域，具体涉及一种超声波金属焊接机。

背景技术

超声波金属焊接由于其独特的优势得到迅速应用。超声波焊接是通过超声波换能器将超声频电源提供的电能转换为高频振动的机械能，通过超声波调幅器和焊头将能量传递到焊接件上。超声波金属焊接机是超声波金属焊接技术中的关键器件，通常由换能器、调幅器和焊头组成。

现有技术中，在进行线束的的焊接时，压接精度低和压力不足，从而使得焊接效果差。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供一种超声波金属焊接机。

本实用新型采用的技术方案为：一种超声波金属焊接机，包括：底板，以及固定连接在所述底板上的焊接机构、水平压接机构、垂直下压机构、焊接基座；

所述焊接机构通过焊接基座固定连接在所述底板上；

所述水平压接机构包括：平移伺服电机、横移机构、安装座，

所述横移机构包括：滑槽基座和齿条，

所述滑槽基座的顶部设有滑槽，

所述滑槽的槽底设有贯穿所述滑槽基座底部端面的贯穿槽，

所述滑槽基座的前部端面上设有与所述贯穿槽延伸方向垂直的贯穿孔，所述贯穿孔与所述贯穿槽连通，

所述滑槽基座的顶部端面对称设有设有限位块，一所述限位块的侧面上设有贯穿的限位槽，

其中，所述齿条位于所述滑槽基座内，

所述齿条的一侧面上固定设有限位条，所述限位条从所述限位槽内穿出，所述齿条的顶部端面固定连接有左压模，

所述贯穿孔内设有与所述齿条啮合的齿轮，所述齿轮与所述平移伺服电机的输出轴固定连接，且所述平移伺服电机的输出轴尾部与所述焊接基座转动连接，

所述平移伺服电机通过安装座与所述滑槽基座固定连接，所述滑槽基座与所述焊接基座固定连接；

所述垂直下压机构包括：滑动连接在所述焊接基座上的滑动机构，

所述滑动机构顶部活动连接有右压模，所述滑动机构底部固定连接有下压伺服电机，

所述滑动机构的侧壁顶部处固定连接有挡块，所述挡块位于所述右压模正下方，

所述右压模中心与所述左压模中心在同一平面上，且所述右压模与所述底板之间的间距大于所述左压模与所述底板之间的间距，

所述右压模的外侧面上设有伸缩机构，

其中，所述焊接机构的焊头位于所述右压模的底部正下方，

所述焊头的顶部端面与所述左压模的底部接触，且所述焊头的一侧面与所述挡块的侧壁接触，

所述下压伺服电机启动能够带动所述滑动机构上下移动，且当所述右压模与所述左压模同一高度时，所述伸缩机构能将所述右压模向着左压模方向推动。

进一步地，所述焊接机构包括：依次连接的焊头、变幅杆、换能器、超声波发生器；

其中，所述焊头卡接在所述焊接基座上。

更进一步地，所述焊接基座包括：第一焊接基座和第二焊接基座；

所述第一焊接基座位于所述焊头的正下方，

所述第一焊接基座的底部端面与所述底板固定连接

所述第一焊接基座的顶部端面上开设有截面均为T型的第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽贯穿所述第一焊接基座的前端面和后端面，

所述第一卡槽和所述第二卡槽的中心在同一直线上，且所述第二卡槽的尺寸大于所述第一卡槽的尺寸，

所述焊头位于所述第一卡槽内，

所述变幅杆的外壁上固定连接有半封闭的卡环，所述卡环与所述第二卡槽的内壁固定连接；

所述第二焊接基座位于所述变幅杆与所述换能器连接处的正下方，

所述第二焊接基座的底部端面与所述底板固定连接，

所述第二焊接基座的顶部端面与所述变幅杆外壁固定连接；

其中，所述安装座与所述第一焊接基座固定连接。

更进一步地，所述滑动机构包括：下压伺服电机、丝杠、滑块座；

所述下压伺服电机位于所述底板下方，且所述下压伺服电机的输出端通过联轴器与所述丝杠连接，

其中，所述第一焊接基座的顶部端面上设有贯穿底部端面的方形长槽，

所述方形长槽将所述第一焊接基座的顶部端面和底部端面连通，

所述滑块座位于所述方形长槽内，且所述滑块座的截面为正方形形状，

所述丝杠上的螺母与所述滑块座的底部端面固定连接，

所述滑块座的底部端面上设有伸缩腔，所述丝杠的丝杆位于所述伸缩腔内；

所述滑块座的顶部端面上固定连接有滑块基座，

所述滑块基座的顶部端面上设有滑槽，所述滑槽将所述滑块基座的左右两侧面连通，

其中，所述右压模位于所述滑槽内，且所述右压模的底部端面与所述滑槽的槽底相接触，

所述右压模的外侧面上设有深孔，所述深孔内固定套接有空心结构的钢管，

所述右压模的外侧面设有与所述滑块基座固定连接的弹簧后座，

所述钢管内设有弹簧，所述弹簧的一端与所述右压模固定连接，所述弹簧的另一端与所述弹簧后座固定连接；

所述滑块基座的外侧面的中间位置设有皮带安装槽，对应的，所述第一焊接基座的顶部端面上设有竖槽，

所述竖槽与所述皮带安装槽之间设有皮带，所述皮带的一端与所述竖槽的槽底固定连接，所述皮带的另一端与所述右压模底部端面固定连接。

更进一步地，所述第一焊接基座上固定连接有第一风扇，所述第一风扇与焊头相对。

更进一步地，所述底板上固定连接有第二风扇，所述第二风扇位于所述换能器正下方。

更进一步地，所述左压模截面呈工字型形状，其中，所述左压模的腰部与所述限位块卡接。

更进一步地，该焊接机还包括:壳体、显示屏、集成控制元件；

所述壳体用于承载各部件，且在其底部设有万向刹车轮，

所述显示屏固定连接在所述壳体顶部端面，

所述集成控制元件固定设置在所述壳体内部，

所述壳体顶部设有操作所述焊接机构的工作窗口，

其中，所述集成控制元件分别与所述显示屏、焊接机构、水平压接机构、垂直下压机构连接。

本实用新型的有益效果：

本方案采用双伺服电机压接原理，通过左压模配合挡块可以实现焊件的横向按压，通过设置的右压模可以实现焊件的纵向按压，从而多方位进行工件的按压，如此保证了压接精度和压力、使焊接达到更好的效果，实现了整套自动化设备的稳定性和方便性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的水平压接机构示意图；

图3是本实用新型实施例的限位条结构示意图；

图4是本实用新型实施例的焊接机构结构示意图；

图5是本实用新型实施例的垂直下压机构结构示意图；

图6是本实用新型实施例的齿条连接示意图。

附图标记：

1为底板，2为下压伺服电机，3为滑槽基座，4为齿条，5为限位块， 6为限位条，7为左压模，8为右压模，9为平移伺服电机，10为挡块，11 为焊头，12为变幅杆，13为第一焊接基座，14为第二焊接基座，15为滑块座，16为丝杠，17为滑块基座，18为皮带，19为壳体，20为显示屏。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1至图6，如图1至图6所示，一种超声波金属焊接机，包括：底板1，以及固定连接在所述底板1上的焊接机构、水平压接机构、垂直下压机构、焊接基座；

所述焊接机构通过焊接基座固定连接在所述底板1上；

所述水平压接机构包括：平移伺服电机9、横移机构、安装座，

所述横移机构包括：滑槽基座3和齿条4，

所述滑槽基座3的顶部设有滑槽，

所述滑槽的槽底设有贯穿所述滑槽基座3底部端面的贯穿槽，

所述滑槽基座3的前部端面上设有与所述贯穿槽延伸方向垂直的贯穿孔，所述贯穿孔与所述贯穿槽连通，

所述滑槽基座3的顶部端面对称设有限位块5，一所述限位块5的侧面上设有贯穿的限位槽，

其中，所述齿条4位于所述滑槽基座3内，

所述齿条4的一侧面上固定设有限位条6，所述限位条6从所述限位槽内穿出，所述齿条4的顶部端面固定连接有左压模7，

所述贯穿孔内设有与所述齿条4啮合的齿轮，所述齿轮与所述平移伺服电机9的输出轴固定连接，且所述平移伺服电机9的输出轴尾部与所述焊接基座转动连接，

所述平移伺服电机9通过安装座与所述滑槽基座3固定连接，所述滑槽基座3与所述焊接基座固定连接；

所述垂直下压机构包括：滑动连接在所述焊接基座上的滑动机构，

所述滑动机构顶部活动连接有右压模8，所述滑动机构底部固定连接有下压伺服电机2，

所述滑动机构的侧壁顶部处固定连接有挡块10，所述挡块10位于所述右压模8正下方，

所述右压模8中心与所述左压模7中心在同一平面上，且所述右压模8 与所述底板1之间的间距大于所述左压模7与所述底板1之间的间距，

所述右压模8的外侧面上设有伸缩机构，

其中，所述焊接机构的焊头位于所述右压模8的底部正下方，

所述焊头的顶部端面与所述左压模7的底部接触，且所述焊头的一侧面与所述挡块10的侧壁接触，

所述下压伺服电机2启动能够带动所述滑动机构上下移动，且当所述右压模8与所述左压模7同一高度时，所述伸缩机构能将所述右压模8向着左压模7方向推动。

需要说明的是，焊接机构的作用是，通过释放超声波融化焊件表面，进行焊件的焊接过程；水平压接机构的作用是，对焊件施加一个横向的作用力；垂直下压机构的作用是，对焊件施加一个纵向的作用力。

本方案的主要发明点在于，利用双伺服电机实现对焊件的水平按压和竖直按压，配合焊头完成焊件的焊接，利用伺服电机的扭矩大、输出动力大，从而对焊件的按压力度大，如此减少焊件之间的间距，使得焊接效果更好，焊缝更小，漏焊的问题更少。

本实用新型的一实施例中，所述焊接机构包括：依次连接的焊头11、变幅杆12、换能器、超声波发生器；

其中，所述焊头11卡接在所述焊接基座上。

需要说明的是，焊头通过产生高频振动摩擦对焊接工件进行焊接；变幅杆是配合超声波换能器改变超声波振动幅度的功能组件，其主要作用是改变换能器的振幅(一般是增大)、提高振速比、提高效率，提高机械品质因数，加强耐热性，扩大适应温度范围，延长换能器的使用寿命；换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率。

本实用新型的一实施例中，所述焊接基座包括：第一焊接基座13和第二焊接基座14；

所述第一焊接基座13位于所述焊头11的正下方，

所述第一焊接基座13的底部端面与所述底板1固定连接

所述第一焊接基座13的顶部端面上开设有截面均为T型的第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽贯穿所述第一焊接基座13的前端面和后端面，

所述第一卡槽和所述第二卡槽的中心在同一直线上，且所述第二卡槽的尺寸大于所述第一卡槽的尺寸，

所述焊头11位于所述第一卡槽内，

所述变幅杆12的外壁上固定连接有半封闭的卡环，所述卡环与所述第二卡槽的内壁固定连接；

所述第二焊接基座14位于所述变幅杆12与所述换能器连接处的正下方，

所述第二焊接基座14的底部端面与所述底板1固定连接，

所述第二焊接基座14的顶部端面与所述变幅杆12外壁固定连接；

其中，所述安装座与所述第一焊接基座13固定连接。

需要说明的是，第二卡槽设置的作用是，为了固定变幅杆的位置而设置，其中，第二卡槽与第一卡槽之间形成类型楼梯的过度台阶，卡环将变幅杆托起，卡环上设有螺纹孔，对应的在过度台阶上设有相应的螺纹孔，然后利用螺栓旋入螺纹孔，实现变幅杆的位置确定。

本实用新型的一实施例中，所述滑动机构包括：下压伺服电机2、丝杠 16、滑块座15；

所述下压伺服电机2位于所述底板1下方，且所述下压伺服电机2的输出端通过联轴器与所述丝杠16连接，

其中，所述第一焊接基座13的顶部端面上设有贯穿底部端面的方形长槽，

所述方形长槽将所述第一焊接基座13的顶部端面和底部端面连通，

所述滑块座15位于所述方形长槽内，且所述滑块座15的截面为正方形形状，

所述丝杠上的螺母与所述滑块座15的底部端面固定连接，

所述滑块座15的底部端面上设有伸缩腔，所述丝杠的丝杆位于所述伸缩腔内；

所述滑块座15的顶部端面上固定连接有滑块基座17，

所述滑块基座17的顶部端面上设有滑槽，所述滑槽将所述滑块基座17 的左右两侧面连通，

其中，所述右压模8位于所述滑槽内，且所述右压模8的底部端面与所述滑槽的槽底相接触，

所述右压模8的外侧面上设有深孔，所述深孔内固定套接有空心结构的钢管，

所述右压模8的外侧面设有与所述滑块基座17固定连接的弹簧后座，

所述钢管内设有弹簧，所述弹簧的一端与所述右压模8固定连接，所述弹簧的另一端与所述弹簧后座固定连接；

所述滑块基座17的外侧面的中间位置设有皮带安装槽，对应的，所述第一焊接基座13的顶部端面上设有竖槽，

所述竖槽与所述皮带安装槽之间设有皮带18，所述皮带18的一端与所述竖槽的槽底固定连接，所述皮带18的另一端与所述右压模底部端面固定连接。

需要说明的是，下压伺服电机的主要提供滑块座上下移动的动力，通过下压伺服电机带动丝杠工作，丝杠将旋转运动转化为直线运动，进而带动滑块座座竖向的直线运动，如此配合左压模完成焊件的水平方向的按压，然后，当挡块与左压模同一高度时，此时皮带处于松弛状态，利用弹簧的弹性将右压模沿着滑块基座内壁移动，右压模从滑块基座中滑出，焊头、挡块、左压模、右压模形成一个焊接区间。

本实用新型的一实施例中，所述第一焊接基座13上固定连接有第一风扇，所述第一风扇与焊头11相对。

需要说明的是，第一风扇的作用是对焊头进行降温，因焊头完成上一焊件的焊接后，温度较高，存在将第二焊件放置在焊头上后，融化焊件的风险，因此，通过第一风扇，可以避免该问题。

本实用新型的一实施例中，所述底板1上固定连接有第二风扇，所述第二风扇位于所述换能器正下方。

本实用新型的一实施例中，所述左压模7截面呈工字型形状，其中，所述左压模7的腰部与所述限位块5卡接。

需要说明的是，左压模设置为工字型结构，又有利于左压模在滑槽基座内的稳定移动，其中，在进行限位块的安装时，可以将限位块适当加宽，使得限位块的内侧面略超出滑槽基座的内侧面，如此，在安装有左压模时，可以将左压模卡接在限位块上，限位块可以起到一个导轨的作用。

本实用新型的一实施例中，该焊接机还包括:壳体19、显示屏20、集成控制元件；

所述壳体19用于承载各部件，且在其底部设有万向刹车轮，

所述显示屏20固定连接在所述壳体19顶部端面，

所述集成控制元件固定设置在所述壳体19内部，

所述壳体19顶部设有操作所述焊接机构的工作窗口，

其中，所述集成控制元件分别与所述显示屏20、焊接机构、水平压接机构、垂直下压机构连接。

本实用新型提供的一种超声波金属焊接机，使用时，将焊件放置在焊头上，然后启动平移伺服电机，带动齿轮旋转，齿轮转动带动齿条在水平方向移动，使得齿条这靠近右压模，进而带动左压模靠近右压模，使得左压模到达指定宽度，

接着，启动下压伺服电机，带动丝杠进行转动，进而使得丝杆的螺母沿着丝杆移动，从而带动滑块座沿着方形长槽向下移动，在此过程中，皮带由绷紧状态变成松弛状态，弹簧将右压模推动，使得右压模向着左压模靠近，最终，左压模、右压模、挡块和焊头压接成一个焊接区域，最后通过超声波发生器产生超声波，使得焊头发波进行焊件的焊接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超声波金属焊接机，其特征在于，包括：底板，以及固定连接在所述底板上的焊接机构、水平压接机构、垂直下压机构、焊接基座；

所述焊接机构通过焊接基座固定连接在所述底板上；

所述水平压接机构包括：平移伺服电机、横移机构、安装座，

所述横移机构包括：滑槽基座和齿条，

所述滑槽基座的顶部设有滑槽，

所述滑槽的槽底设有贯穿所述滑槽基座底部端面的贯穿槽，

所述滑槽基座的前部端面上设有与所述贯穿槽延伸方向垂直的贯穿孔，所述贯穿孔与所述贯穿槽连通，

所述滑槽基座的顶部端面对称设有限位块，一所述限位块的侧面上设有贯穿的限位槽，

其中，所述齿条位于所述滑槽基座内，

所述齿条的一侧面上固定设有限位条，所述限位条从所述限位槽内穿出，所述齿条的顶部端面固定连接有左压模，

所述贯穿孔内设有与所述齿条啮合的齿轮，所述齿轮与所述平移伺服电机的输出轴固定连接，且所述平移伺服电机的输出轴尾部与所述焊接基座转动连接，

所述平移伺服电机通过安装座与所述滑槽基座固定连接，所述滑槽基座与所述焊接基座固定连接；

所述垂直下压机构包括：滑动连接在所述焊接基座上的滑动机构，

所述滑动机构顶部活动连接有右压模，所述滑动机构底部固定连接有下压伺服电机，

所述滑动机构的侧壁顶部处固定连接有挡块，所述挡块位于所述右压模正下方，

所述右压模中心与所述左压模中心在同一平面上，且所述右压模与所述底板之间的间距大于所述左压模与所述底板之间的间距，

所述右压模的外侧面上设有伸缩机构，

其中，所述焊接机构的焊头位于所述右压模的底部正下方，

所述焊头的顶部端面与所述左压模的底部接触，且所述焊头的一侧面与所述挡块的侧壁接触，

所述下压伺服电机启动能够带动所述滑动机构上下移动，且当所述挡块与所述左压模同一高度时，所述伸缩机构能将所述右压模向着左压模方向推动。

2.根据权利要求1所述的超声波金属焊接机，其特征在于，所述焊接机构包括：依次连接的焊头、变幅杆、换能器、超声波发生器；

其中，所述焊头卡接在所述焊接基座上。

3.根据权利要求2所述的超声波金属焊接机，其特征在于，所述焊接基座包括：第一焊接基座和第二焊接基座；

所述第一焊接基座位于所述焊头的正下方，

所述第一焊接基座的底部端面与所述底板固定连接

所述第一焊接基座的顶部端面上开设有截面均为T型的第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽贯穿所述第一焊接基座的前端面和后端面，

所述第一卡槽和所述第二卡槽的中心在同一直线上，且所述第二卡槽的尺寸大于所述第一卡槽的尺寸，

所述焊头位于所述第一卡槽内，

所述变幅杆的外壁上固定连接有半封闭的卡环，所述卡环与所述第二卡槽的内壁固定连接；

所述第二焊接基座位于所述变幅杆与所述换能器连接处的正下方，

所述第二焊接基座的底部端面与所述底板固定连接，

所述第二焊接基座的顶部端面与所述变幅杆外壁固定连接；

其中，所述安装座与所述第一焊接基座固定连接。

4.根据权利要求3所述的超声波金属焊接机，其特征在于，所述滑动机构包括：下压伺服电机、丝杠、滑块座；

所述下压伺服电机位于所述底板下方，且所述下压伺服电机的输出端通过联轴器与所述丝杠连接，

其中，所述第一焊接基座的顶部端面上设有贯穿底部端面的方形长槽，

所述滑块座位于所述方形长槽内，且所述滑块座的截面为正方形形状，

所述丝杠上的螺母与所述滑块座的底部端面固定连接，

所述滑块座的底部端面上设有伸缩腔，所述丝杠的丝杆位于所述伸缩腔内；

所述滑块座的顶部端面上固定连接有滑块基座，

所述滑块基座的顶部端面上设有滑槽，所述滑槽将所述滑块基座的左右两侧面连通，

其中，所述右压模位于所述滑槽内，且所述右压模的底部端面与所述滑槽的槽底相接触，

所述右压模的外侧面上设有深孔，所述深孔内固定套接有空心结构的钢管，

所述右压模的外侧面设有与所述滑块基座固定连接的弹簧后座，

所述钢管内设有弹簧，所述弹簧的一端与所述右压模固定连接，所述弹簧的另一端与所述弹簧后座固定连接；

所述滑块基座的外侧面的中间位置设有皮带安装槽，对应的，所述第一焊接基座的顶部端面上设有竖槽，

所述竖槽与所述皮带安装槽之间设有皮带，所述皮带的一端与所述竖槽的槽底固定连接，所述皮带的另一端与所述右压模底部端面固定连接。

5.根据权利要求3所述的超声波金属焊接机，其特征在于，所述第一焊接基座上固定连接有第一风扇，所述第一风扇与焊头相对。

6.根据权利要求2所述的超声波金属焊接机，其特征在于，所述底板上固定连接有第二风扇，所述第二风扇位于所述换能器正下方。

7.根据权利要求1所述的超声波金属焊接机，其特征在于，所述左压模截面呈工字型形状，其中，所述左压模的腰部与所述限位块卡接。

8.根据权利要求1所述的超声波金属焊接机，其特征在于，该焊接机还包括:壳体、显示屏、集成控制元件；

所述壳体用于承载各部件，且在其底部设有万向刹车轮，

所述显示屏固定连接在所述壳体顶部端面，

所述集成控制元件固定设置在所述壳体内部，

所述壳体顶部设有操作所述焊接机构的工作窗口，

其中，所述集成控制元件分别与所述显示屏、焊接机构、水平压接机构、垂直下压机构连接。

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