专利名称：一种移动式数控超声波焊枪的制作方法
技术领域：
一种移动式数控超声波焊枪
技术领域：
本实用新型涉及一种钎焊领域，特别涉及一种超声波焊锡领域。背景技术：
在进行钎焊的过程中，焊锡质量的好坏将会直接影响到钎焊工件的质量，传统工 艺在工件表面焊锡或者涂覆钎料的操作是在加热平台上放置被加工工件，然后在被加工 工件上放置钎料，把钎料加热到熔融后，手工操作小型超声波焊接机来回反复涂覆钎料。但是这种手工涂覆钎料的工艺，仅适用于被加工工件面积比较小的情况，而且手 工操作时存在钎料涂覆不均勻的严重问题，如果对于大面积的被加工工件使用大型超声波 焊接机时，由于重量问题也不适合于手工操作，基于这些问题，公告日为2007年12月12 号，公告号为CN200988124Y的专利“一种超声波焊锡装置”，提出了一种使用PLC可编程控 制器来控制龙门三轴“滚珠丝杆滑台”，间接控制超声波焊接机的移动的方法，其将超声波 锡焊装置、加热操作台、龙门三轴“滚珠丝杆滑台”、设备控制箱等组合成一固定整体系统， 通过加热操作台加热工件，设备控制箱控制龙门三轴“滚珠丝杆滑台”运动，连接于龙门三 轴Z轴的超声波锡焊装置间接由设备控制箱控制，进行工件表面的钎料涂敷作业，但由于 整体固定式结构设计限制了其加工工件的尺寸大小，并且不适合大批量连续性生产。该设备存在以下问题1、龙门三轴“滚珠丝杆滑台”固定于加热操作台上，使得工 作区域局限于龙门三轴的工作行程范围内，对于尺寸大于龙门三轴工作行程的焊接工件， 将无法进行加工，若要改大龙门三轴的工作行程，将需要更换价格昂贵的“滚珠丝杆滑台” 和加热操作台，尺寸越大的“滚珠丝杆滑台”不仅造价越高，且在安装和使用的过程中由于 负载过重等原因，将容易造成变形弯曲，降低使用寿命。2、加热操作台受龙门三轴工作行程限制，加热面积只能与龙门三轴工作行程面积 一样，若单独将加热操作台加热面积加大，待工件加热后，由于工件高温、易碎、自重较大等 特点，不适合将其移动至龙门三轴的工作行程内进行钎料涂敷作业。需要进行焊接的工件， 例如不锈钢平板和石英平板进行钎焊黏合，石英平板由于在加热的过程中易受热应力冲击 开裂，所以需要缓慢升温加热，升温后尽量避免移动，钎焊完后再进行缓慢降温。所以对于 需要大批量进行钎焊生产的情况下，只能增大加热操作台加热面积，或者增加加热区域，使 得同批次待钎焊的工件可同时进行缓慢升温加热，钎焊完后再进行集体降温，或者分区域 进行缓慢升温及降温，但固定的龙门三轴受工作行程固定的限制，无法对大面积或者多区 域的加热区域进行钎焊的涂敷作业。3、由于现有的设计是一个整体的工作系统，在工作的过程中，加热操作台将加热 到200°C左右，若隔热效果不良，造成接触热传导，紧挨着加热工作台的龙门三轴和设备控 制箱将烧毁，即使做了一些隔热措施，但由于高温辐射热传导，长时间工作，对于热源距离 较近的龙门三轴和设备控制箱内热敏感元器件将造成使用寿命低下。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种移动式数控超声波焊枪，它能够加 工任意大小的工件，配合任意大小的加热操作台使用，更换操作台工作区域或者更换操作台。本实用新型是这样实现的本实用新型一种移动式数控超声波焊枪，它包括一超声波焊枪、X轴方向滚珠丝滑 台、Y轴方向滚珠丝滑台、Z轴方向滚珠丝滑台，所述每一轴方向的滚珠丝滑台上均设置有 伺服电机，一控制所述伺服电机、超声波焊枪的控制箱，所述X轴方向滚珠丝滑台设置于所 述Y轴方向滚珠丝滑台上，所述Z轴方向滚珠丝滑台设置于所述X轴方向滚珠丝滑台上，所 述超声波焊枪安装于所述Z轴方向滚珠丝滑台上，它还包括一可沿水平方向移动的支架， 所述Y轴方向滚珠丝滑台设置在所述支架上。进一步的，所述支架包括至少两根X轴方向支撑杆、两根Y轴方向支撑杆、四根Z 轴方向支撑杆，所述X轴方向支撑杆通过固定杆固定，所述Y轴方向支撑杆连接于所述两X 轴方向支撑杆之间，所述Z轴方向支撑杆连接于所述X轴方向支撑杆，所述Y轴方向滚珠丝 滑台设置于所述Y轴方向支撑杆上。进一步的，所述X轴方向支撑杆设置有滑动轨道，所述Y轴方向支撑杆以可沿着X 轴方向支撑杆轨道滑动的方式连接于所述X轴方向支撑杆之间。进一步的，所述每一根Z轴方向支撑杆以可调节间距的方式连接于所述X轴方向 支撑杆。进一步的，所述每一根Z轴方向支撑杆均通过一支持托架固定于所述X轴方向支 撑杆。进一步的，所述每一根Z轴方向支撑杆的底部均设置有滚轮。进一步的，所述滚轮具体为前端2个定向轮和后端两个万向轮，所述的2个万向轮 上均设置有滚轮刹车。本实用新型的优点在于1、本实用新型将大大降低制作成本，并减少了升级设备的成本，避免了加热操作 台对龙门三轴及控制系统的接触热传导，降低了高温辐射热传导，提高了设备的使用寿 命；2、本实用新型解决了焊接工件尺寸大小限制的问题，将龙门三轴制作成整体可移 动式，通过简单的调整支架位置，不仅可以加工任意大小的工件，并可配合任意大小的加热 操作台使用；3、本实用新型解决了工件需要缓慢升温及降温而影响连续性生产的问题，通过大 批量同时缓慢加热及降温，或者分几张加热操作台加热工作，可真正实现大批量工业化连 续性生产。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，对本实用新型的实施例进行详细的说明。如图1所示，本实用新型的实施例包括一超声波焊枪1、一根X轴方向滚珠丝滑台 2、两根Y轴方向滚珠丝滑台3、一根Z轴方向滚珠丝滑台4，所述每一轴方向的滚珠丝滑台 上均设置有伺服电机，即分别为X轴方向伺服电机21、Y轴方向伺服电机31、Z轴方向伺服 电机41，一控制所述伺服电机、超声波焊枪1的控制箱5，它还包括一支架6，所述支架6包 括两根X轴方向支撑杆61、两根Y轴方向支撑杆62、四根Z轴方向支撑杆63，所述两X轴 方向支撑杆61通过两固定杆固定，并且安装有滑动轨道，其具有足够的长度，长度大于最 大面积加热操作台7的宽度0. 5米，所述两Y轴方向支撑杆62以可沿着X轴方向支撑杆61 轨道滑动的方式连接于所述X轴方向支撑杆61，所述Z轴方向支撑杆63连接于所述X轴方 向支撑杆61，其具有足够的高度，能够高于加热操作台7的台面，控制在1. 5米至1. 6米，所 述每一根Z轴方向支撑杆63的底部均设置有滚轮64，所述两根Y轴方向滚珠丝滑台3设置 于所述两Y轴方向支撑杆62上，所述X轴方向滚珠丝滑台2设置于所述两Y轴方向滚珠丝 滑台3上，所述Z轴方向滚珠丝滑台4设置于所述X轴方向滚珠丝滑台2上，所述超声波焊 枪1安装于所述Z轴方向滚珠丝滑台4上。所述每一根Z轴方向支撑杆63以可调节间距 的方式连接于所述X轴方向支撑杆61，并且所述每一根Z轴方向支撑杆63均通过一支持托 架65固定于所述X轴方向支撑杆61。所述4个滚轮具体为前端2个为定向轮和后端两个 为万向轮，所述的2个万向轮上均设置有滚轮刹车66。所述每一轴支撑杆都极有足够的承 重能力，不弯曲变形。所述控制箱5远离加热操作台，它包括显示器51、电脑工控机52、超声波发生器 53和伺服电机控制柜M。所述显示器51与电脑工控机52相连，所述电脑工控机52安装 PLC运动控制卡，并在操作系统中安装了运动控制软件，进行龙门三轴运动轨迹的预先编写 及程控，并可通过运动控制手柄55手动控制龙门三轴运动轨迹，以便于调整超声波焊枪1 的位置，设置运动轨迹，所述运动控制手柄55，可采用普通游戏手柄，其与电脑工控机52相 连，在龙门三轴根据运动轨迹程序运动自动运行前，可手动灵活控制调整焊枪位置，确定运 动轨迹的原点、X轴终点、Y轴终点的位置，以确定自动运动的轨迹，用户还可根据键盘56 或鼠标57来操作；所述的超声波发生器53，将低频电讯号转换为高频电讯号，并通过专用 电源线，将高频电讯号传输到超声波焊枪1 ；超声波焊枪1将高频电讯号转换为高频物理震 动，产生超声波震荡，对钎料起到高速涂覆作用；所述伺服电机控制柜M，将电脑PLC控制 卡发出的运动控制指令转换为不同的供电频率来控制伺服电机的制动。该设备工作的时候，根据操作台7的大小，拆除支撑托架65，调节Z轴方向支撑杆 63在X轴方向支撑杆上61的间距位置，然后通过调节支架6在Y轴方向的位置，和调整两 根Y轴方向支撑杆62在X轴方向支撑杆61上的间距，将龙门三轴的工作范围调整在需要 加工的区域上方。通过与电脑工控机52连接的运动控制手柄55或键盘56或鼠标57调节 超声波焊枪1在Z轴方向的高度位置，运动的XY轴原点位置、X轴终点位置、Y轴终点位置， 来设置其自动运行轨迹，通过控制箱5的伺服电机控制柜M来控制各个伺服电机，通过Y 轴方向伺服电机31的制动，可使X轴方向滚珠丝滑台2在Y轴方向往返运动，通过X轴方 向伺服电机21的制动，可使Z轴方向滚珠丝滑台4在X轴方向往返运动，通过Z轴方向伺 服电机41的制动，可使安装在Z轴方向滚珠丝滑台4上的超声波焊枪1在Z轴方向上下运动。然后通过运动控制软件根据运动轨迹设置进行焊料涂覆工作，由于Z轴方向支撑杆63 底部设置有滚轮64，在加工完该区域后，可重新选择同一张加热操作台7不同工作区域或 者整体移动到另一张加热操作台上，以实现连续性大批量生产。 以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的 范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新 型涵盖的范围内。
权利要求1.一种移动式数控超声波焊枪，它包括一超声波焊枪、X轴方向滚珠丝滑台、Y轴方向 滚珠丝滑台、Z轴方向滚珠丝滑台，所述每一轴方向的滚珠丝滑台上均设置有伺服电机，一 控制所述伺服电机、超声波焊枪的控制箱，所述X轴方向滚珠丝滑台设置于所述Y轴方向滚 珠丝滑台上，所述Z轴方向滚珠丝滑台设置于所述X轴方向滚珠丝滑台上，所述超声波焊枪 安装于所述Z轴方向滚珠丝滑台上，其特征在于它还包括一可沿水平方向移动的支架，所 述Y轴方向滚珠丝滑台设置在所述支架上。
2.根据权利要求1所述的一种移动式数控超声波焊枪，其特征在于所述支架包括至 少两根X轴方向支撑杆、至少两根Y轴方向支撑杆、至少四根Z轴方向支撑杆，所述X轴方 向支撑杆通过固定杆固定，所述Y轴方向支撑杆连接于所述两X轴方向支撑杆之间，所述Z 轴方向支撑杆连接于所述X轴方向支撑杆，所述Y轴方向滚珠丝滑台设置于所述Y轴方向 支撑杆上。
3.根据权利要求2所述的一种移动式数控超声波焊枪，其特征在于所述X轴方向支 撑杆设置有滑动轨道，所述Y轴方向支撑杆以可沿着X轴方向支撑杆轨道滑动的方式连接 于所述X轴方向支撑杆之间。
4.根据权利要求2所述的一种移动式数控超声波焊枪，其特征在于所述每一根Z轴 方向支撑杆以可调节间距的方式连接于所述X轴方向支撑杆。
5.根据权利要求2或4所述的一种移动式数控超声波焊枪，其特征在于所述每一根Z 轴方向支撑杆均通过一支持托架固定于所述X轴方向支撑杆。
6.根据权利要求2所述的一种移动式数控超声波焊枪，其特征在于所述每一根Z轴 方向支撑杆的底部均设置有滚轮。
7.根据权利要求6所述的一种移动式数控超声波焊枪，其特征在于所述滚轮具体为 前端2个定向轮和后端两个万向轮，所述的2个万向轮上均设置有滚轮刹车。
专利摘要本实用新型提供了一种移动式数控超声波焊枪，它包括一超声波焊枪、X轴方向滚珠丝滑台、Y轴方向滚珠丝滑台、Z轴方向滚珠丝滑台，所述每一轴方向的滚珠丝滑台上均设置有伺服电机，一控制所述伺服电机、超声波焊枪的控制箱，所述X轴方向滚珠丝滑台设置于所述Y轴方向滚珠丝滑台上，所述Z轴方向滚珠丝滑台设置于所述X轴方向滚珠丝滑台上，所述超声波焊枪安装于所述Z轴方向滚珠丝滑台上，它还包括一可沿水平方向移动的支架，所述Y轴方向滚珠丝滑台设置在所述支架上。本实用新型能够加工任意大小的工件，配合任意大小的加热操作台使用，更换操作台工作区域或者更换操作台。
文档编号B23K1/06GK201841335SQ201020596009
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者张科, 陈钦忠 申请人:福州阿石创光电子材料有限公司