一種超聲波線束焊接裝置以及快速成型焊接系統的制作方法

本發明涉及焊接技術，尤其涉及一種超聲波線束焊接裝置以及快速成型焊接系統。

背景技術：

超聲波焊接設備是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間熔合，從而使物體穩固焊接為一體的設備，由于超聲波焊接具有明顯優于傳統熱能焊接設備的特點，使其得到很好的推廣應用。

然而，目前的超聲波焊接裝置大多采用傳統熱能焊接結構，一般采用復雜的控制與驅動機構，其均需要人工進行裝夾定位，實際焊接的效率交底，質量和安全性也難以保障。為了提高超聲波焊接設備的自動化水平，本領域技術人員進行了各種創新和嘗試，如中國專利ZL201510695644.1公開的一種超聲波焊接機以及中國專利ZL201511016510.9公開的超聲波焊接機，雖然這類焊接設備具有一定的自動化水平，但控制參數較多，操作難度較大，簡單的通過各個控制機構進行連續的位置操作控制不僅需要很高的專業化水平，設備的運行效率和精度也難以做到很好的平衡，影響了其實際推廣應用的前景。

因此，如何保證超聲波焊接裝置功能的基礎上，簡化其結構，降低其操作控制的難度，提高其焊接的效率和質量，仍然是本領域技術人員不斷創新解決的重點問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種超聲波線束焊接裝置以及快速成型焊接系統，它具有結構緊湊穩定，操作簡單和焊接可靠高效的優點。

本發明是這樣來實現的，一種超聲波線束焊接裝置，它包括底座、固定在底座上的機體、超聲波換能組件以及與超聲波換能組件相連的焊接模具，其特征在于，它還包括連接在機體上的用于調節和固定待焊接電線位置的縱向調節組件和橫向調節組件，所述底座上還設置有與縱向調節組件配合的微調組件。

所述超聲波換能組件包括超聲波換能器、安裝法蘭以及連接在安裝法蘭和超聲波換能器之間的增幅器，所述安裝法蘭與焊接模具固定連接。

所述縱向調節組件包括固定在機體上的氣缸和縱向滑道，縱向滑道中滑動配合連接有縱向滑塊，縱向滑塊的上端與氣缸傳動連接，縱向滑塊的下端固定連接焊接底模。

所述橫向調節組件包括驅動組件以及固定在機體上的橫向滑道，橫向滑道中滑動配合連接有橫向滑塊，橫向滑塊的一端連接驅動組件，另一端連接有與焊接底模配合的焊線定位板。

所述微調組件包括固定在底座上的下底板以及設置在下底板上的縱向微調滑道，縱向微調滑道中滑動配合連接有縱向微調滑塊，該縱向微調滑道還設有用于驅動縱向微調滑塊運行的驅動模塊；所述縱向微調滑塊的頂部連接有與焊接底模配合的微調定位塊。

優選的是：所述底座上還設有用于連接安裝法蘭的法蘭固定座和用于支撐焊接模具的支撐組件。

本發明還記載了一種快速成型焊接系統，其特征在于，它包括上述結構的超聲波線束焊接裝置，該超聲波線束焊接裝置與焊接控制裝置相連；所述焊接控制裝置包括與超聲波換能組件相連的超聲波發生器以及與縱向調節組件、橫向調節組件和微調組件控制連接的PLC控制系統。

優選的是：該焊接系統工作的壓力為0.1～0.8MPa；焊接時長為0.02～10S；點焊功率為800～20000W；超聲波頻率為15～40KHz。

本發明的有益效果為：本發明簡化了傳統焊接裝置中復雜的控制與驅動機構，更避免了繁瑣的人工焊接裝夾工藝，它將焊接控制與焊接控制機構整合為一體，實現了快速裝夾，微調精準對位，這樣不僅結構緊湊，占用空間小，還提高了焊接的自動化，大大提高了焊接的效率，也有效保證了焊接的質量。

附圖說明

圖1為本發明超聲波線束焊接裝置一個實施例的結構示意圖。

圖2為圖1所示實施例內部結構示意圖。

圖3為本發明超聲波換能組件的結構示意圖。

圖4為本發明縱向調節組件和橫向調節組件的結構示意圖。

圖5為本發明微調組件的結構示意圖。

圖6為本發明快速成型焊接系統一個實施例的結構側視圖。

圖7為圖6所示結構的主視圖。

在圖中，1、機體 2、底座 3、縱向調節組件 4、微調組件 5、橫向調節組件 6、超聲波換能組件 7、焊接模具 8、法蘭固定座 9、支撐組件。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。

如圖1和圖2所示，本發明是這樣實現的，一種超聲波線束焊接裝置，它包括底座2、固定在底座2上的機體1、超聲波換能組件6以及與超聲波換能組件6相連的焊接模具7，其結構特點是，它還包括連接在機體1上的用于調節和固定待焊接電線位置的縱向調節組件3和橫向調節組件5，所述底座2上還設置有與縱向調節組件3配合的微調組件4；本發明在工作時，通過超聲波換能組件6將超聲波能量轉換并通過焊接模具7傳遞到焊線上，在焊接前，通過機體1上的縱向調節組件3和橫向調節組件5對待焊接的焊線進行位置固定，并通過微調組件4調節焊線相對于焊接模具7的位置，使得焊接超聲波能量能夠均勻傳遞給焊線，提高焊接的質量；通過縱向調節組件3和橫向調節組件5以及微調組件4能夠實現對待焊接器材的快速固定，不僅避免了復雜的驅動定位結構以及夾具的安裝，也降低了焊接操作控制的難度；使得整個焊接裝置結構更加緊湊，操作更加簡單可靠。

本發明各個關鍵功能部件具體實施的結構如下，如圖3所示的超聲波換能組件6，它包括超聲波換能器603、安裝法蘭601以及連接在安裝法蘭601和超聲波換能器603之間的增幅器602，所述安裝法蘭601與焊接模具7固定連接；通過超聲波換能器603以及增幅器602將外界傳遞過來的超聲波源轉換為適合焊接的能量，并通過焊接模具7傳遞給焊絲。

縱向調節組件3和橫向調節組件5的結構如圖4所示，所述縱向調節組件3包括固定在機體1上的氣缸301和縱向滑道302，縱向滑道302中滑動配合連接有縱向滑塊303，縱向滑塊303的上端與氣缸301傳動連接，縱向滑塊303的下端固定連接焊接底模304；所述橫向調節組件5包括驅動組件501以及固定在機體1上的橫向滑道502，橫向滑道502中滑動配合連接有橫向滑塊503，橫向滑塊503的一端連接驅動組件501，另一端連接有與焊接底模304配合的焊線定位板504；其工作原理是這樣的，使用者首先將待焊接的兩焊絲通過橫向調節組件5實現預固定，驅動組件501驅動橫向滑塊503沿著橫向滑道502運行，直至焊線定位板504與焊接底模304配合壓住焊絲，然后控制縱向調節組件3，通過氣缸301驅動縱向滑塊303沿著縱向滑道302運行，直至焊接底模304壓緊焊絲并與焊接模具7接觸，并移動到合適的位置。

同時，為了進一步提高控制的精度，本發明還對縱向控制的調節進行了更加實用的創新，如圖5所示，所述微調組件4包括固定在底座2上的下底板401以及設置在下底板401上的縱向微調滑道402，縱向微調滑道402中滑動配合連接有縱向微調滑塊403，該縱向微調滑道402還設有用于驅動縱向微調滑塊403運行的驅動模塊404；所述縱向微調滑塊403的頂部連接有與焊接底模304配合的微調定位塊405；這樣在驅動模塊404的作用下，縱向微調滑塊403就會沿著微調滑道402運行，從而帶動縱向微調滑塊403上的微調定位塊405運行，微調定位塊405與焊接底模304以及焊線定位板504共同配合將焊絲調整到合適的焊接工位；這樣通過縱向調節組件3和橫向調節組件5快速裝夾定位，并通過微調組件4精準對位的方式，可在提高焊接效率的同時，也保證了焊接的質量；當然，在具體實施時，無論是微調定位塊405、焊接底模304以及焊線定位板504的運行均可設計對應的位移刻度值或光電位移參數，實現精確化可視化的控制調節，現有技術中不乏此類精密控制技術。

為了提高結構強度和裝置運行的可靠性，所述底座2上還設有用于連接安裝法蘭601的法蘭固定座8和用于支撐焊接模具7的支撐組件9；通過法蘭固定座8能夠很好地將超聲波換能組件6固定在底座2上，且又能與焊接模具7很好地連接配合，位于焊接模具7下部的支撐組件9則能夠很好地保持焊接模具7位置的穩定性，放置其因外部壓力而竄動。

如圖6和圖7所示，本發明還公開了一種快速成型焊接系統，它包括上述結構的超聲波線束焊接裝置，該超聲波線束焊接裝置與焊接控制裝置10相連；所述焊接控制裝置10包括與超聲波換能組件相連的超聲波發生器以及與縱向調節組件、橫向調節組件和微調組件控制連接的PLC控制系統。本發明在焊接控制裝置10的控制下，可通過超聲波發生器調節超聲波源的能量參數，從而獲得焊接所需要的超聲波能量值，同時通過PLC控制系統，可控制縱向調節組件、橫向調節組件和微調組件的動作，從而實現從裝夾到焊接軌跡的全過程控制，在實際操作中，該焊接系統工作的壓力為0.1～0.8MPa；焊接時長為0.02～10S；點焊功率為800～20000W；超聲波頻率為15～40KHz；該焊接系統結構實用緊湊，操作自動化程度高，在保證焊接質量的同時，大大提高了焊接的效率。