超声波焊接机的制作方法

1.本实用新型涉及超声波焊接领域，尤其涉及一种超声波焊接机。


背景技术：

2.超声波焊接技术是通过超声波换能器将电能转化为高频振动机械能，再通过变幅杆将高频振动的机械能以超声波的形式传递到工具头上，完成对工件的焊接。超声波焊接技术目前在各行各业中都得到了广泛的应用，更可运用于新能源锂电行业的自动化生产线运用中。
3.目前在自动化生产过程中，常用的超声波焊接机的焊接组件繁多，安装要求高，工具头水平设置导致不易调节，且通过焊接组件焊接时，无法精确控制工具头的移动距离，在焊接较薄的材质是容易导致可能出现焊接面的压力过大而出现焊接不良现象。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种超声波焊接机，解决了工具头在焊接时受力过大所引起的焊接质量问题。
5.本实用新型提供了一种超声波焊接机，包括：
6.机座，所述机座包括底板和支承架，所述支承架安装在所述底板上；
7.导向组件，所述导向组件包括导轨、滑块安装板以及延伸块，所述导轨固定设置于所述支承架上，所述滑块安装板滑动连接于所述导轨上，所述延伸块固定于所述滑块安装板上；
8.焊接组件，所述焊接组件包括焊接台、工具头、变幅杆以及换能器，所述焊接台安装在所述底板上，并位于所述支承架一侧，所述变幅杆的一端与所述工具头连接，另一端与所述换能器连接，所述工具头固定设置于所述滑块安装板上，所述工具头与所述焊接台设置在同一侧；以及
9.驱动组件，所述驱动组件安装在所述支承架上，所述驱动组件包括驱动气缸和位移感应器，所述驱动气缸一端与所述工具头连接，所述位移感应器分别与所述驱动气缸和滑块安装板电连接，所述驱动气缸驱动所述工具头沿所述导轨朝向所述焊接台的方向移动，并通过所述位移感应器控制所述工具头的移动距离。
10.可选地，所述工具头包括焊接件和按压件，所述按压件固定于所述滑块安装板上，所述按压件的一端与所述焊接件连接，所述焊接件靠近所述焊接台设置。
11.可选地，所述驱动组件还包括压力传感器，所述压力传感器与所述驱动气缸连接。
12.可选地，所述焊接组件还包括母杆，所述母杆沿垂直于所述导轨方向设置，且所述母杆的一端垂直连接于所述焊接件的中部，所述母杆的另一端与所述变幅杆连接。
13.可选地，所述按压件与所述焊接件可拆卸连接，所述焊接件与所述母杆可拆卸连接。
14.可选地，所述按压件与所述焊接件为螺钉连接，所述焊接件与所述母杆为螺钉连
接，所述按压件包括螺钉、固定部和夹紧部，所述固定部和所述夹紧部固定连接，所述夹紧部上设有锁孔和夹槽，所述焊接件包括连接部，所述连接部安装于所述夹槽内，所述夹槽通过所述螺钉与所述锁孔配合连接以对所述连接部进行夹紧调节。
15.可选地，所述夹紧部包括第一夹块和第二夹块，所述第一夹块和所述第二夹块间隔设置于所述固定部上，所述第一夹块和所述第二夹块之间的间距形成所述夹槽，所述锁孔贯设于所述第一夹块和第二夹块上。
16.可选地，所述固定部远离所述焊接件的一端设有若干内螺纹孔，所述固定部外表面上开设有供卡槽。
17.可选地，所述支承架包括第一固定板、第二固定板、第三固定板以及辅助板，所述第一固定板和第二固定板间隔设置于所述底板上，所述导轨固定设置于所述第一固定板上，所述第一固定板上开设有第一通孔，所述延伸块和变幅杆穿设于所述第一通孔内，且所述辅助板的一端与所述延伸块一端固定连接，所述辅助板的另一端与所述变幅杆固定连接，所述第二固定板上开设有第二通孔，所述换能器穿设于所述第二通孔内，所述第三固定板设置于所述第一固定板和第二固定板远离所述底板的一侧，所述驱动气缸安装于所述第三固定板上。
18.本技术还提供一种如上述的超声波焊接机，所述焊接台包括底模件和调节板，所述调节板可拆卸安装于所述底板上，所述底模件固定安装在所述调节板上。
19.与现有技术相比，本技术实施例提供的超声波焊接机的有益效果：通过超声波焊接机中的位移感应器对导轨上的滑块安装板进行精确的位移控制，从而对连接在滑块安装板上的工具头的移动距离进行精确控制，进而有效防止在焊接较薄的材质时受力过大而出现震裂的问题，提高超声波焊接机的焊接质量。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
21.图1为本技术一实施例超声波焊接机的结构示意图。
22.图2为图1中超声波焊接机的另一视角的结构示意图。
23.图3为图1中超声波焊接机的焊接组件的局部结构示意图。
24.附图标号说明：
25.100、机座；110、底板；120、支承架；121、第一固定板；1211、第一通孔；122、第二固定板；1221、第二通孔；123、第三固定板；124、辅助板；200、导向组件；210、导轨；220、滑块安装板；230、延伸块；300、焊接组件；310、焊接台；311、底模件；312、调节板；320、工具头；321、焊接件；3211、连接部；322、按压件；3221、螺钉；3222、固定部；3223、夹紧部；322a、锁孔；322b、夹槽；322c、第一夹块；322d、第二夹块；322e、螺纹孔；322f、卡槽；330、变幅杆；331、第二辅助安装面；340、换能器；341、辅助安装孔；350、母杆；351、第一辅助安装面；400、驱动组件；410、驱动气缸；420、位移感应器；430、压力传感器。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
27.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
30.请参阅图1和图2，其示出了超声波焊接机的结构示意图。一种超声波焊接机包括机座100、导向组件200、焊接组件300和驱动组件400。机座100包括底板110和支承架120，支承架120安装在底板110上。导向组件200包括导轨210、滑块安装板220以及呈“凹”型的延伸块230，导轨210固定设置于支承架120上，滑块安装板220滑动连接于导轨210上，延伸块230固定于滑块安装板220上。焊接组件300包括焊接台310、工具头320、变幅杆330以及换能器340，焊接台310安装在底板110上，并位于支承架120一侧，变幅杆330的一端与工具头320连接，另一端与换能器340连接，工具头320固定设置于滑块安装板220上，工具头320与焊接台310设置在同一侧。驱动组件400安装在支承架120上，驱动组件400包括驱动气缸410和位移感应器420，驱动气缸410一端与工具头320连接，位移感应器420分别与驱动气缸410和滑块安装板220电连接，驱动气缸410驱动工具头320沿导轨210朝向焊接台310的方向移动，并通过位移感应器420控制工具头320的移动距离。
31.超声波焊接原理，是利用超声频率的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法。金属在进行超声波焊接时，即不向待加工件输送电流，亦不向工件施以高温热源，而是在母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接。在本实施例中，具体为，焊接组件300的换能器340工作时产生每秒几万次的高频振动，并通过变幅杆330放大以达到一定振幅的高频振动，然后工具头320再将振动能量传送至焊接台310指定的焊接区域，由于焊接区域的两个焊接的交界面处声阻较大，从而会产生局部的高温；另外，驱动气缸410能够提供给工具头320的一定压力，而工具头320接收压力后可沿着导轨210方向朝向焊接台310上的待加工件的方向进行移动，在位移感应器420的控制下，有效控制工具头320移动设定距离大小后即可停止；待加工件同时在高温和压力的作用下，融合成为一体。当超声波停
止作用后，让压力持续几秒钟后，待加工件的焊区就会凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。
32.需要说明的是，在本实施例中，位移感应器420采用的是磁栅式位移感应器，其工作原理是磁栅式位移感应器会通过其在磁栅尺上的实际位移获得位移脉冲读数，并将该位移脉冲信号通过感应信号传输线传输给驱动气缸410，从而控制驱动气缸410的工作状态，进而控制工具头320的下降距离的一致性，有效提高焊接质量。
33.请继续参阅图1和图2，在一实施例中，工具头320包括焊接件321和按压件322，按压件322固定于滑块安装板220上，按压件322的一端与焊接件321连接，焊接件321靠近焊接台310设置。需要说明，焊接台310、焊接件321以及按压件322可根据实际需要用不同材料制作，然后经焊接或者安装结构组装而成。比如，焊接件321是与焊接物直接摩擦的关键部位，且焊接件321为了便于焊接呈长条状结构，体积较小，可使用高硬度、高耐磨性好的合金钢材料制成；而焊接台310和按压件322，可使用价格便宜，更容易加工的普通工具钢材制成即可，这样既能达到超声焊接机的使用要求，还能降低整体的制作成本。另外，需要说明的是，按压件322的形状包括但不限于圆柱体、立方体、圆台阶体及方台阶体等各种形状，在此不作具体限制。还需要说明的是，焊接件321用于焊接的一端上设置有焊接齿纹，该焊接齿纹的形状包括但不限于网纹形与直纹形等，例如，直纹条状、网纹圆形、直纹点状，同样在此不作具体限制。
34.请继续参阅图2，在一实施例中，驱动组件400还包括压力传感器430，压力传感器430设置于驱动气缸410与滑块安装板220之间。通过压力传感器430的设置，保证驱动气缸410在焊接过程中每次输出恒定精确的压力需求。
35.请继续参阅图1、图2和图3，在一实施例中，焊接组件300还包括母杆350，母杆350沿垂直于导轨210方向设置，且母杆350的一端垂直连接于焊接件321的中部，母杆350的另一端与变幅杆330连接。通过母杆350的设置，不仅便于焊接件321与变幅杆330的安装拆卸，还使焊接件321与变幅杆330之间呈“t”型结构，从而实现焊接件321可将由变幅杆330放大后传递至母杆350的横向振动转换为振幅小、振动柔和的弯曲振动，可有效降低焊接较薄的材质出现震裂情况出现，进一步提高超声焊接机的焊接质量。另外，需要说明的是，母杆350上设有第一辅助安装面351，变幅杆330设有第二辅助安装面331，换能器340上设有辅助安装孔341，第一辅助安装面351和第二辅助安装面331呈扁位式设置以供扳手安入进行拆装，辅助安装孔341为供勾头扳手安入进行拆装。为了便于工具头320整体的安装以及拆卸，在母杆350上设有第一辅助安装面351，变幅杆330设有第二辅助安装面331，第一辅助安装面351和第二辅助安装面331的数量可以设置有2或者4个，呈扁位式设置，两两之间相互平行，供扳手拆装。需要对母杆350进行旋紧或旋松时，仅需将扳手顺着第一辅助安装面351卡入母杆350，即可通过扳手对母杆350进行旋紧或旋松，从而实现母杆350的安装和拆卸。需要对变幅杆330进行旋紧或旋松时，仅需将扳手顺着第二辅助安装面331卡入变幅杆330，即可通过扳手对变幅杆330进行旋紧或旋松，从而实现变幅杆330的安装和拆卸。另外，换能器340上设有辅助安装孔341，辅助安装孔341的数量设置有2或者4个，需要对换能器340进行旋紧或旋松时，仅需将勾头扳手勾入辅助安装孔341内，随后即可通过扳手对换能器340进行拆装操作。
36.请继续参阅图3，在一实施例中，按压件322与焊接件321可拆卸连接，焊接件321与
母杆350可拆卸连接。这样，由于工具头320组装而成，而其中的焊接件321为主要消耗品，当焊接件321的用于焊接的一端因工作磨损而无法被修复使用时，只需要更换焊接件321即可，不必更换整个工具头320，大幅提高了工具头320的可利用率，从而节省使用成本。当然，在另一实施例中，按压件322、焊接件321和母杆350为一体成型，这样也有利于提高工具头320的使用强度，用户可根据实际需要进行设置。
37.请继续参阅图3，在一实施例中，按压件322与焊接件321为螺钉连接，焊接件321与母杆350为螺钉连接，按压件322包括螺钉3221、固定部3222和夹紧部3223，固定部3222和夹紧部3223固定连接，夹紧部3223上设有锁孔322a和夹槽322b，焊接件321包括连接部3211，连接部3211安装于夹槽322b内，夹槽322b通过螺钉3221与锁孔322a配合连接以对连接部3211进行夹紧调节。进一步，夹紧部3223包括第一夹块322c和第二夹块322d，第一夹块322c和第二夹块322d间隔设置于固定部3222上，第一夹块322c和第二夹块322d之间的间距形成夹槽322b，锁孔322a贯设于第一夹块322c和第二夹块322d上。在安装时，操作人员只需要将螺钉3221插入锁孔322a中，旋转螺钉3221，调节第一夹块322c和第二夹块322d的间距，就可以对夹槽322b的大小进行调节，从而实现对连接部3211的夹紧安装。如此设置，不仅方便按压件322与焊接件321的安装和拆卸，还可以简化加工结构，降低了加工成本，有利于产品的生产。
38.请继续参阅图3，在一实施例中，固定部3222远离焊接件321的一端设有若干内螺纹孔322e，固定部3222的周侧上开设卡槽322f，滑动安装板220上可设有限位块，限位块与卡槽322f过盈配合以防止按压件322的移动；保证压力正常输出，确保按压件322的正常使用。
39.请继续参阅图1和图2，在一实施例中，支承架120包括第一固定板121、第二固定板122、第三固定板123以及辅助板124，第一固定板121和第二固定板122间隔设置于底板110上，导轨210固定设置于第一固定板121上，第一固定板121上开设有第一通孔1211，延伸块230和变幅杆330穿设于第一通孔1211内，且辅助板124的一端与延伸块230远离滑块安装板220的一端固定连接，所述辅助板的另一端与变幅杆330固定连接，第二固定板122上开设有第二通孔1221，换能器340穿设于第二通孔1221内，第三固定板123设置于第一固定板121和第二固定板122远离底板110的一侧，驱动气缸410安装于所述第三固定板123上。
40.请继续参阅图2，在一实施例中，焊接台310包括底模件311和调节板312，调节板312可拆卸安装于底板110上，底模件311固定安装在调节板312上。底模件311用于支撑和固定待加工件，该底模件311可为一体式楔杆型设计，保证焊接时能量吸收均匀，保证焊接过程的稳定性，使焊接效果更为理想。
41.与现有技术相比，本技术实施例提供的超声波焊接机的有益效果：通过超声波焊接机中的位移感应器对导轨上的滑块安装板进行精确的位移控制，从而对连接在滑块安装板上的工具头的移动距离进行精确控制，进而有效防止在焊接较薄的材质时受力过大而出现震裂的问题，提高超声波焊接机的焊接质量。
42.以上所述的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
43.以上所述的实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。