本發(fā)明涉及一種用于大直徑曲面離心風(fēng)葉的一體式超聲波焊接機(jī)，其屬于塑料超聲波焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

離心風(fēng)葉由于風(fēng)量大、風(fēng)速平穩(wěn)、噪聲小等特點(diǎn)，是空調(diào)及其他通風(fēng)系統(tǒng)中重要的組成部件。出于考慮注塑的方便性，通常將離心風(fēng)葉的底座和導(dǎo)流圈分為兩個(gè)注塑件，底座與導(dǎo)流圈通過(guò)焊接的方式連接到一起，現(xiàn)有技術(shù)的離心風(fēng)葉焊接方式包括熱熔焊接和超聲波焊接。其中，熱熔焊接由于存在刺激性氣味和焊接強(qiáng)度不高等不足，漸漸成為一種被淘汰的焊接方式，超聲波焊接由于焊接速度快、焊接強(qiáng)度高，是目前應(yīng)用最廣泛的離心風(fēng)葉焊接方式。

超聲波焊接直徑較小的離心風(fēng)葉時(shí)可以采用一個(gè)焊頭直接進(jìn)行焊接，再通過(guò)一次回火熱處理，即可達(dá)到較優(yōu)的焊接質(zhì)量。然而，對(duì)于直徑較大的曲面離心風(fēng)葉采用一個(gè)焊頭無(wú)法進(jìn)行一次性焊接，通常采用對(duì)稱式焊接大直徑曲面離心風(fēng)葉，但是對(duì)稱式焊接的焊接效率低下，此外采用對(duì)稱式焊接葉片不完全對(duì)稱的離心風(fēng)葉，則由于焊接應(yīng)力和焊接變形的存在，最后一個(gè)焊接的葉片往往難以實(shí)現(xiàn)較好的貼合，從而導(dǎo)致焊接強(qiáng)度不高、焊接應(yīng)力大，甚至導(dǎo)致零件報(bào)廢。因此，有必要進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、性能優(yōu)異、裝配快捷、操作方便、焊接效率好、焊接強(qiáng)度高、制造成本低、易生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)且安全可靠的用于大直徑曲面離心風(fēng)葉的一體式超聲波焊接機(jī)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

按此目的設(shè)計(jì)的一種用于大直徑曲面離心風(fēng)葉的一體式超聲波焊接機(jī)，包括機(jī)臺(tái)底座、工作平臺(tái)和大直徑曲面離心風(fēng)葉，工作平臺(tái)設(shè)置在機(jī)臺(tái)底座上，其特征在于：工作平臺(tái)上設(shè)置有離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)、焊頭安裝臺(tái)和電機(jī)安裝座；所述的電機(jī)安裝座上設(shè)置有伺服電機(jī)；所述的焊頭安裝臺(tái)上設(shè)置有焊頭固定座，焊頭固定座上設(shè)置有超聲波焊頭組件。

所述焊頭安裝臺(tái)上設(shè)置有若干個(gè)焊頭固定座，若干個(gè)焊頭固定座上均分別設(shè)置有超聲波焊頭組件。

所述焊頭固定座上設(shè)置有焊頭安裝座固定板，焊頭安裝座固定板上設(shè)置有左右調(diào)節(jié)塊、前后調(diào)節(jié)塊和角度調(diào)節(jié)板，超聲波焊頭組件設(shè)置在焊頭安裝座固定板上，并分別通過(guò)左右調(diào)節(jié)塊、前后調(diào)節(jié)塊和角度調(diào)節(jié)板實(shí)現(xiàn)左右位置、前后位置和傾斜角度的調(diào)節(jié)。

所述超聲波焊頭組件的左右位置、前后位置調(diào)節(jié)分別為0mm-80mm，傾斜角度調(diào)節(jié)為0°-90°。

所述超聲波焊頭組件包括焊頭安裝板、氣缸、換能器、變幅桿、焊頭和固定件；其中，焊頭安裝板設(shè)置在焊頭安裝座固定板上，氣缸、換能器、變幅桿和焊頭通過(guò)固定件固定設(shè)置在焊頭安裝板上；所述的換能器與焊頭配合連接，變幅桿與氣缸配合連接，焊頭與氣缸驅(qū)動(dòng)連接、且通過(guò)換能器將電能轉(zhuǎn)化為超聲波能量。

所述工作平臺(tái)上設(shè)置有絲桿，離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)為燕尾槽滑臺(tái)、且其上設(shè)置有絲桿滑塊，離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)通過(guò)絲桿滑塊與絲桿配合連接；所述的伺服電機(jī)上設(shè)置有彈性聯(lián)軸器、且通過(guò)彈性聯(lián)軸器與絲桿驅(qū)動(dòng)連接；所述的離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)通過(guò)伺服電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、絲桿和絲桿滑塊的配合運(yùn)動(dòng)在工作平臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)大直徑曲面離心風(fēng)葉的進(jìn)料和出料。

所述離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)上還設(shè)置有離心風(fēng)葉固定板，大直徑曲面離心風(fēng)葉放置在離心風(fēng)葉固定板上；其中，離心風(fēng)葉固定板上鑲嵌有若干個(gè)仿形固定塊，仿形固定塊根據(jù)大直徑曲面離心風(fēng)葉的三維形狀采用五軸CNC機(jī)床加工而成。

所述大直徑曲面離心風(fēng)葉由導(dǎo)流圈和風(fēng)葉底座二個(gè)注塑件加工而成。

所述導(dǎo)流圈的側(cè)面為曲面；風(fēng)葉底座設(shè)置在導(dǎo)流圈上、且其上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸和若干個(gè)前向式風(fēng)葉，風(fēng)葉底座通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為空氣壓力能，最后將空氣從徑向排出；所述的風(fēng)葉底座上還設(shè)置有若干個(gè)用于減輕風(fēng)葉質(zhì)量的定位孔。

所述機(jī)臺(tái)底座為可調(diào)節(jié)高度式的四個(gè)螺桿螺母配合結(jié)構(gòu)，工作平臺(tái)設(shè)置在機(jī)臺(tái)底座上、且通過(guò)四個(gè)螺桿螺母的配合調(diào)節(jié)高度；所述的工作平臺(tái)和焊頭安裝臺(tái)分別為型材焊接而成。

本發(fā)明通過(guò)上述結(jié)構(gòu)的改良，由于焊頭安裝臺(tái)上設(shè)置有若干個(gè)焊頭固定座，若干個(gè)焊頭固定座上均分別設(shè)置有超聲波焊頭組件，即可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)大直徑曲面離心風(fēng)葉的同時(shí)焊接，大幅提高焊接效率的同時(shí)，還有效地解決了焊接強(qiáng)度不均勻和焊接應(yīng)力大的問(wèn)題，從而提高生產(chǎn)效率。具有以下有益的效果：

1、焊接效果方面，激光焊接的焊縫尺寸精密牢固、產(chǎn)生碎屑少、不透氣不漏水，表面完好無(wú)損，與膠結(jié)、熱熔焊等連接方法相比，極大地減小了振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力；

2、焊接柔性方面，超聲波焊頭組件可實(shí)現(xiàn)左右位置、前后位置和傾斜角度的調(diào)節(jié)，有效地保證超聲波焊頭與大直徑曲面離心風(fēng)葉的導(dǎo)流圈較好地貼合，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜外形制品的自動(dòng)化焊接；

3、工人操作方面，操作簡(jiǎn)單、安全可靠，工人只需將大直徑曲面離心風(fēng)葉安裝在離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)上，開(kāi)啟超聲波焊頭組件，待焊接完畢將工件下料即可。

綜合而言，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、性能優(yōu)異、裝配快捷、操作方便、焊接效率好、焊接強(qiáng)度高、制造成本低、易生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)且安全可靠等特點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的大直徑曲面離心風(fēng)葉結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的離心風(fēng)葉固定板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的離心風(fēng)葉固定板截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的超聲波焊頭組件與焊頭安裝座固定板裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見(jiàn)圖1-圖5，本用于大直徑曲面離心風(fēng)葉的一體式超聲波焊接機(jī)，包括機(jī)臺(tái)底座1、工作平臺(tái)2和大直徑曲面離心風(fēng)葉，工作平臺(tái)2設(shè)置在機(jī)臺(tái)底座1上，工作平臺(tái)2上設(shè)置有離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)3、焊頭安裝臺(tái)4和電機(jī)安裝座9；所述的電機(jī)安裝座9上設(shè)置有伺服電機(jī)8；所述的焊頭安裝臺(tái)4上設(shè)置有焊頭固定座5，焊頭固定座5上設(shè)置有超聲波焊頭組件6。

進(jìn)一步地講，焊頭安裝臺(tái)4上設(shè)置有七個(gè)焊頭固定座5，七個(gè)焊頭固定座5上均分別設(shè)置有超聲波焊頭組件6。

進(jìn)一步地講，機(jī)臺(tái)底座1為可調(diào)節(jié)高度式的四個(gè)螺桿螺母配合結(jié)構(gòu)，用于支撐整個(gè)超聲波焊接機(jī)的重量，通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)螺桿的高度使得工作平臺(tái)2處于水平。

進(jìn)一步地講，工作平臺(tái)2設(shè)置在機(jī)臺(tái)底座1上、且為型材焊接而成，型材焊接完成后經(jīng)過(guò)時(shí)效處理釋放焊接應(yīng)力，在型材上表面焊接一層15mm的鋼板，最后在龍門銑床上進(jìn)行修正平面，確保工作平臺(tái)2上下表面的平面度和平行度。

進(jìn)一步地講，工作平臺(tái)2上設(shè)置有絲桿，離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)3為燕尾槽滑臺(tái)，有效行程為1米，且其上設(shè)置有絲桿滑塊，離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)3通過(guò)絲桿滑塊與絲桿配合連接，離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)3上還設(shè)置有離心風(fēng)葉固定板10，大直徑曲面離心風(fēng)葉放置在離心風(fēng)葉固定板10上，離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)3不僅可以用于大直徑曲面離心風(fēng)葉的進(jìn)料和出料，而且可以承受超聲波焊接時(shí)風(fēng)葉對(duì)于離心風(fēng)葉固定板10的壓力。

進(jìn)一步地講，焊頭安裝臺(tái)4為型材焊接而成，經(jīng)過(guò)時(shí)效處理和平面校正銑削，保證焊頭安裝臺(tái)4上下表面的平面度和平行度。

進(jìn)一步地講，伺服電機(jī)8上設(shè)置有彈性聯(lián)軸器7、且通過(guò)彈性聯(lián)軸器7與絲桿驅(qū)動(dòng)連接；所述的離心風(fēng)葉進(jìn)料滑臺(tái)3通過(guò)伺服電機(jī)8、彈性聯(lián)軸器7、絲桿和絲桿滑塊的配合運(yùn)動(dòng)在工作平臺(tái)2上，從而實(shí)現(xiàn)大直徑曲面離心風(fēng)葉的進(jìn)料和出料。

進(jìn)一步地講，如圖2所示，大直徑曲面離心風(fēng)葉的底座直徑為490mm，總高度為167mm，其由導(dǎo)流圈11和風(fēng)葉底座12二個(gè)注塑件加工而成。

進(jìn)一步地講，導(dǎo)流圈11的側(cè)面為曲面，其上通風(fēng)口的直徑為354mm，下通風(fēng)口直徑為490mm，高度為54mm。風(fēng)葉底座12設(shè)置在導(dǎo)流圈11上、且其上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸和七個(gè)前向式風(fēng)葉，風(fēng)葉底座12通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為空氣壓力能，最后將空氣從徑向排出；所述的風(fēng)葉底座12上還設(shè)置有七個(gè)用于減輕風(fēng)葉質(zhì)量的定位孔。

進(jìn)一步地講，如圖3、圖4所示，離心風(fēng)葉固定板10上鑲嵌有七個(gè)仿形固定塊19，仿形固定塊19根據(jù)大直徑曲面離心風(fēng)葉的三維形狀采用五軸CNC機(jī)床加工而成。仿形固定塊19與大直徑曲面離心風(fēng)葉的每個(gè)葉片下面的定位孔實(shí)現(xiàn)較好地配合，可以精確地對(duì)大直徑曲面離心風(fēng)葉進(jìn)行圓周定位，此外仿形固定塊19也可用于增加大直徑曲面離心風(fēng)葉的風(fēng)葉的剛度，防止風(fēng)葉在超聲波焊接壓力下變形。

進(jìn)一步地講，如圖5所示，焊頭固定座5上設(shè)置有焊頭安裝座固定板13，焊頭安裝座固定板13上設(shè)置有左右調(diào)節(jié)塊15、前后調(diào)節(jié)塊14和角度調(diào)節(jié)板16，超聲波焊頭組件6設(shè)置在焊頭安裝座固定板13上，并分別通過(guò)左右調(diào)節(jié)塊15、前后調(diào)節(jié)塊14和角度調(diào)節(jié)板16實(shí)現(xiàn)左右位置、前后位置和傾斜角度的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地講，超聲波焊頭組件6的左右位置、前后位置調(diào)節(jié)分別為0mm-80mm，傾斜角度調(diào)節(jié)為0°-90°。具體地講，左右位置、前后位置調(diào)節(jié)分別為0mm-40mm，傾斜角度調(diào)節(jié)為0°-45°，可以有效保證超聲波焊頭組件6的焊頭18與導(dǎo)流圈11較好的貼合。

進(jìn)一步地講，超聲波焊頭組件6包括焊頭安裝板17、氣缸、換能器、變幅桿、焊頭18和固定件；其中，焊頭安裝板17設(shè)置在焊頭安裝座固定板13上，氣缸、換能器、變幅桿和焊頭18通過(guò)固定件固定設(shè)置在焊頭安裝板17上；所述的換能器與焊頭18配合連接，變幅桿與氣缸配合連接，焊頭18與氣缸驅(qū)動(dòng)連接、且通過(guò)換能器將電能轉(zhuǎn)化為超聲波能量。具體地講，焊頭18通過(guò)氣缸的帶動(dòng)，完成與導(dǎo)流圈11曲面的貼合，再通過(guò)換能器將電能轉(zhuǎn)化為超聲波能量，隨后將超聲波能量傳遞給導(dǎo)流圈11和葉片的接觸部位，產(chǎn)生一定的熱量使導(dǎo)流圈11與葉片接觸部位的塑料熔化，最后保壓一段時(shí)間后完成焊接。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。