本實(shí)用新型涉及焊接技術(shù)，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(tǒng)。

背景技術(shù)：

超聲波焊接設(shè)備是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間熔合，從而使物體穩(wěn)固焊接為一體的設(shè)備，由于超聲波焊接具有明顯優(yōu)于傳統(tǒng)熱能焊接設(shè)備的特點(diǎn)，使其得到很好的推廣應(yīng)用。

然而，目前的超聲波焊接裝置大多采用傳統(tǒng)熱能焊接結(jié)構(gòu)，一般采用復(fù)雜的控制與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其均需要人工進(jìn)行裝夾定位，實(shí)際焊接的效率交底，質(zhì)量和安全性也難以保障。為了提高超聲波焊接設(shè)備的自動(dòng)化水平，本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行了各種創(chuàng)新和嘗試，如中國(guó)專利ZL201510695644.1公開的一種超聲波焊接機(jī)以及中國(guó)專利ZL201511016510.9公開的超聲波焊接機(jī)，雖然這類焊接設(shè)備具有一定的自動(dòng)化水平，但控制參數(shù)較多，操作難度較大，簡(jiǎn)單的通過各個(gè)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)的位置操作控制不僅需要很高的專業(yè)化水平，設(shè)備的運(yùn)行效率和精度也難以做到很好的平衡，影響了其實(shí)際推廣應(yīng)用的前景。

因此，如何保證超聲波焊接裝置功能的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，降低其操作控制的難度，提高其焊接的效率和質(zhì)量，仍然是本領(lǐng)域技術(shù)人員不斷創(chuàng)新解決的重點(diǎn)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型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(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單和焊接可靠高效的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)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(jī)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(jī)體上的用于調(diào)節(jié)和固定待焊接電線位置的縱向調(diào)節(jié)組件和橫向調(diào)節(jié)組件，所述底座上還設(shè)置有與縱向調(diào)節(jié)組件配合的微調(diào)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(diào)節(jié)組件包括固定在機(jī)體上的氣缸和縱向滑道，縱向滑道中滑動(dòng)配合連接有縱向滑塊，縱向滑塊的上端與氣缸傳動(dòng)連接，縱向滑塊的下端固定連接焊接底模。

所述橫向調(diào)節(jié)組件包括驅(qū)動(dòng)組件以及固定在機(jī)體上的橫向滑道，橫向滑道中滑動(dòng)配合連接有橫向滑塊，橫向滑塊的一端連接驅(qū)動(dòng)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(diào)組件包括固定在底座上的下底板以及設(shè)置在下底板上的縱向微調(diào)滑道，縱向微調(diào)滑道中滑動(dòng)配合連接有縱向微調(diào)滑塊，該縱向微調(diào)滑道還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)縱向微調(diào)滑塊運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)模塊；所述縱向微調(diào)滑塊的頂部連接有與焊接底模配合的微調(diào)定位塊。

優(yōu)選的是：所述底座上還設(shè)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。

本實(shí)用新型還記載了一種快速成型焊接系統(tǒng)，其特征在于，它包括上述結(jié)構(gòu)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(fā)生器以及與縱向調(diào)節(jié)組件、橫向調(diào)節(jié)組件和微調(diào)組件控制連接的PLC控制系統(tǒng)。

優(yōu)選的是：該焊接系統(tǒng)工作的壓力為0.1～0.8MPa；焊接時(shí)長(zhǎng)為0.02～10S；點(diǎn)焊功率為800～20000W；超聲波頻率為15～40KHz。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)焊接裝置中復(fù)雜的控制與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，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(jī)構(gòu)整合為一體，實(shí)現(xiàn)了快速裝夾，微調(diào)精準(zhǔn)對(duì)位，這樣不僅結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，還提高了焊接的自動(dòng)化，大大提高了焊接的效率，也有效保證了焊接的質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型超聲波線束焊接裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型超聲波換能組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型縱向調(diào)節(jié)組件和橫向調(diào)節(jié)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型微調(diào)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型快速成型焊接系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖7為圖6所示結(jié)構(gòu)的主視圖。

在圖中，1、機(jī)體 2、底座 3、縱向調(diào)節(jié)組件 4、微調(diào)組件 5、橫向調(diào)節(jié)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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)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(jī)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，它還包括連接在機(jī)體1上的用于調(diào)節(jié)和固定待焊接電線位置的縱向調(diào)節(jié)組件3和橫向調(diào)節(jié)組件5，所述底座2上還設(shè)置有與縱向調(diào)節(jié)組件3配合的微調(diào)組件4；本實(shí)用新型在工作時(shí)，通過超聲波換能組件6將超聲波能量轉(zhuǎn)換并通過焊接模具7傳遞到焊線上，在焊接前，通過機(jī)體1上的縱向調(diào)節(jié)組件3和橫向調(diào)節(jié)組件5對(duì)待焊接的焊線進(jìn)行位置固定，并通過微調(diào)組件4調(diào)節(jié)焊線相對(duì)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(zhì)量；通過縱向調(diào)節(jié)組件3和橫向調(diào)節(jié)組件5以及微調(diào)組件4能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)待焊接器材的快速固定，不僅避免了復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)定位結(jié)構(gòu)以及夾具的安裝，也降低了焊接操作控制的難度；使得整個(gè)焊接裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊，操作更加簡(jiǎn)單可靠。

本實(shí)用新型各個(gè)關(guān)鍵功能部件具體實(shí)施的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(diào)節(jié)組件3和橫向調(diào)節(jié)組件5的結(jié)構(gòu)如圖4所示，所述縱向調(diào)節(jié)組件3包括固定在機(jī)體1上的氣缸301和縱向滑道302，縱向滑道302中滑動(dòng)配合連接有縱向滑塊303，縱向滑塊303的上端與氣缸301傳動(dòng)連接，縱向滑塊303的下端固定連接焊接底模304；所述橫向調(diào)節(jié)組件5包括驅(qū)動(dòng)組件501以及固定在機(jī)體1上的橫向滑道502，橫向滑道502中滑動(dòng)配合連接有橫向滑塊503，橫向滑塊503的一端連接驅(qū)動(dòng)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(diào)節(jié)組件5實(shí)現(xiàn)預(yù)固定，驅(qū)動(dòng)組件501驅(qū)動(dòng)橫向滑塊503沿著橫向滑道502運(yùn)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(diào)節(jié)組件3，通過氣缸301驅(qū)動(dòng)縱向滑塊303沿著縱向滑道302運(yùn)行，直至焊接底模304壓緊焊絲并與焊接模具7接觸，并移動(dòng)到合適的位置。

同時(shí)，為了進(jìn)一步提高控制的精度，本實(shí)用新型還對(duì)縱向控制的調(diào)節(jié)進(jìn)行了更加實(shí)用的創(chuàng)新，如圖5所示，所述微調(diào)組件4包括固定在底座2上的下底板401以及設(shè)置在下底板401上的縱向微調(diào)滑道402，縱向微調(diào)滑道402中滑動(dòng)配合連接有縱向微調(diào)滑塊403，該縱向微調(diào)滑道402還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)縱向微調(diào)滑塊403運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)模塊404；所述縱向微調(diào)滑塊403的頂部連接有與焊接底模304配合的微調(diào)定位塊405；這樣在驅(qū)動(dòng)模塊404的作用下，縱向微調(diào)滑塊403就會(huì)沿著微調(diào)滑道402運(yùn)行，從而帶動(dòng)縱向微調(diào)滑塊403上的微調(diào)定位塊405運(yùn)行，微調(diào)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(diào)整到合適的焊接工位；這樣通過縱向調(diào)節(jié)組件3和橫向調(diào)節(jié)組件5快速裝夾定位，并通過微調(diào)組件4精準(zhǔn)對(duì)位的方式，可在提高焊接效率的同時(shí)，也保證了焊接的質(zhì)量；當(dāng)然，在具體實(shí)施時(shí)，無論是微調(diào)定位塊405、焊接底模304以及焊線定位板504的運(yùn)行均可設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的位移刻度值或光電位移參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精確化可視化的控制調(diào)節(jié)，現(xiàn)有技術(shù)中不乏此類精密控制技術(shù)。

為了提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和裝置運(yùn)行的可靠性，所述底座2上還設(shè)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(wěn)定性，放置其因外部壓力而竄動(dòng)。

如圖6和圖7所示，本實(shí)用新型還公開了一種快速成型焊接系統(tǒng)，它包括上述結(jié)構(gòu)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(fā)生器以及與縱向調(diào)節(jié)組件、橫向調(diào)節(jié)組件和微調(diào)組件控制連接的PLC控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型在焊接控制裝置10的控制下，可通過超聲波發(fā)生器調(diào)節(jié)超聲波源的能量參數(shù)，從而獲得焊接所需要的超聲波能量值，同時(shí)通過PLC控制系統(tǒng)，可控制縱向調(diào)節(jié)組件、橫向調(diào)節(jié)組件和微調(diào)組件的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)從裝夾到焊接軌跡的全過程控制，在實(shí)際操作中，該焊接系統(tǒng)工作的壓力為0.1～0.8MPa；焊接時(shí)長(zhǎng)為0.02～10S；點(diǎn)焊功率為800～20000W；超聲波頻率為15～40KHz；該焊接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)用緊湊，操作自動(dòng)化程度高，在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)，大大提高了焊接的效率。