[发明专利]一种具有双向定位金属超声焊接装置

说明书

本发明公开了一种具有双向定位超声波焊接装置，主要包括基座、机架及支撑机构、双向定位系统、超声振动系统、焊接工具装置、焊接控制系统。双向定位系统包括缓冲联接结构、上位移传感器、压力传感器、气缸执行机构、气路压力传感器、调节钮、下位移传感器、接触传感器、伺服电机执行机构。超声振动系统包括换能器、变幅杆和超声电源。焊接工具装置采用模块更换实现快速替换匹配不同零件所需焊接要求。本发明中涉及的换能器功率参数范围为2至3千瓦，能够实现金属件的超声焊接。

技术领域

本发明涉及金属超声焊接领域，尤其是指一种具有双向定位金属焊接装置。

背景技术

金属超声焊接是将电能通过换能器转化为机械振动，焊接工具头压紧工件，在压力和高频切向振动作用下，界面氧化物被破摔排除形成纯净金属之间的接触；随着输入能量的增加，界面区域金属塑性流动性进一步增强，局部连接区域不断扩展融合，实现快速、节能、无火花的焊接。

目前大部分超声焊接装置在更换焊接工具头与底座导致位置变化从而原有参数需要进行微调，焊接行程需先移动到需要的位置再固定，无法精确的设定距离，对工件尺寸一定波动无法适应，焊接效果不理想，对焊后厚尺寸一致性要求高难以满足。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种易于调整、便于操作的具有双向定位金属超声焊接装置。本发明提供的一种具有双向定位金属超声波焊接装置，发明内容如下：

一种具有双向定位金属超声波焊接装置，主要包括基座、机架及支撑机构、双向定位系统、超声振动系统、焊接工具装置、焊接控制系统；所述双向定位系统包括缓冲联接结构、上位移传感器、压力传感器、气缸执行机构、气路压力传感器、调节钮、下位移传感器、接触传感器、伺服电机执行机构；超声振动系统包括换能器、变幅杆和超声电源；焊接工具装置包括焊接工具头、焊接底座、模块刚性支撑座及工件辅助夹具；焊机控制系统包括操作界面屏幕、按钮、电控箱、工艺数据库及程序软件；双向定位系统的焊接工具装置安装在基座上和机架上；超声振动系统中的换能器、变幅杆安装支撑机构上，超声电源在控制箱内；换能器通过螺纹连接在变幅杆的一端，换能器通过电缆连接控制箱内的超声电源，变幅杆的另一端连接焊接工具头；变幅杆被支撑机构所夹持，由双向定位系统中气缸执行机构或伺服电机执行机构驱动向上下移动，同时带动焊工具头与下方焊接底座配合压紧或松开工件；所述超声电源驱动换能器通过变幅杆带动焊接工具头对工件进行焊接。

优选地，双向定位系统，其中的气缸执行机构通过顶盖板安装机架上，通过缓冲机构与支撑机构联接，气缸执行机构伸缩运动带支撑机构移动，支撑机构运动带动被夹持的变幅杆运动；其中伺服电机执行机构安装正在基座上，通过伺服电机驱动螺杆上下运动，带动限位块移动从而限制支撑机构向下继续的运动，限位块位置移动是进行焊机行程的调节和焊后产品尺寸限制。

优选地，支撑机构包括夹持环、压环、联接块、锁紧块、滑块、导轨、辅助刚性支撑，联接块两侧安装双滑块，滑块在导轨上移动，导轨安装在机架上；所述夹持环内安装变幅杆，与压环配合锁紧变幅杆，夹持环安装在联接块上，锁紧块安在装联接块上并锁紧压环；联接块通过螺纹与缓冲机构联接，缓冲机构与气缸执行机构联接；辅助刚性支撑与焊机工具头一端配合后安装在锁紧块上。

进一步地，双向定位系统，其中伺服电机执行机构安装基座上，通过伺服电机驱动丝杆上下运动，丝杆一端安装有限位块，限位块限制联接块的向下移动的位移，进而限制焊接工具头继续向下移动。

进一步地，双向定位系统，其中上位移传感器安装在联接块上，联接块上安装有压力传感器，气缸执行机构的向下输出的力作用在压力传感器上，传递到联接块上，最后转换为焊接工具头对工件压力值；气路压力传感器安装机架上，实时监测气路压力，数值传递给控制箱内的控制系统，调节钮提供一个气缸实际压力输出的修正值。

进一步地，双向定位系统，其中下位移传感器安装在机架上，检测端与连接杆联接，连接杆与限位块联接，连接杆上安装接触传感器，接触传感器与联接块接触后，检测联接块到达下限位。