一种超声波线束焊接装置以及快速成型焊接系统的制作方法

本发明涉及焊接技术，尤其涉及一种超声波线束焊接装置以及快速成型焊接系统。

背景技术：

超声波焊接设备是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间熔合，从而使物体稳固焊接为一体的设备，由于超声波焊接具有明显优于传统热能焊接设备的特点，使其得到很好的推广应用。

然而，目前的超声波焊接装置大多采用传统热能焊接结构，一般采用复杂的控制与驱动机构，其均需要人工进行装夹定位，实际焊接的效率交底，质量和安全性也难以保障。为了提高超声波焊接设备的自动化水平，本领域技术人员进行了各种创新和尝试，如中国专利ZL201510695644.1公开的一种超声波焊接机以及中国专利ZL201511016510.9公开的超声波焊接机，虽然这类焊接设备具有一定的自动化水平，但控制参数较多，操作难度较大，简单的通过各个控制机构进行连续的位置操作控制不仅需要很高的专业化水平，设备的运行效率和精度也难以做到很好的平衡，影响了其实际推广应用的前景。

因此，如何保证超声波焊接装置功能的基础上，简化其结构，降低其操作控制的难度，提高其焊接的效率和质量，仍然是本领域技术人员不断创新解决的重点问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种超声波线束焊接装置以及快速成型焊接系统，它具有结构紧凑稳定，操作简单和焊接可靠高效的优点。

本发明是这样来实现的，一种超声波线束焊接装置，它包括底座、固定在底座上的机体、超声波换能组件以及与超声波换能组件相连的焊接模具，其特征在于，它还包括连接在机体上的用于调节和固定待焊接电线位置的纵向调节组件和横向调节组件，所述底座上还设置有与纵向调节组件配合的微调组件。

所述超声波换能组件包括超声波换能器、安装法兰以及连接在安装法兰和超声波换能器之间的增幅器，所述安装法兰与焊接模具固定连接。

所述纵向调节组件包括固定在机体上的气缸和纵向滑道，纵向滑道中滑动配合连接有纵向滑块，纵向滑块的上端与气缸传动连接，纵向滑块的下端固定连接焊接底模。

所述横向调节组件包括驱动组件以及固定在机体上的横向滑道，横向滑道中滑动配合连接有横向滑块，横向滑块的一端连接驱动组件，另一端连接有与焊接底模配合的焊线定位板。

所述微调组件包括固定在底座上的下底板以及设置在下底板上的纵向微调滑道，纵向微调滑道中滑动配合连接有纵向微调滑块，该纵向微调滑道还设有用于驱动纵向微调滑块运行的驱动模块；所述纵向微调滑块的顶部连接有与焊接底模配合的微调定位块。

优选的是：所述底座上还设有用于连接安装法兰的法兰固定座和用于支撑焊接模具的支撑组件。

本发明还记载了一种快速成型焊接系统，其特征在于，它包括上述结构的超声波线束焊接装置，该超声波线束焊接装置与焊接控制装置相连；所述焊接控制装置包括与超声波换能组件相连的超声波发生器以及与纵向调节组件、横向调节组件和微调组件控制连接的PLC控制系统。

优选的是：该焊接系统工作的压力为0.1～0.8MPa；焊接时长为0.02～10S；点焊功率为800～20000W；超声波频率为15～40KHz。

本发明的有益效果为：本发明简化了传统焊接装置中复杂的控制与驱动机构，更避免了繁琐的人工焊接装夹工艺，它将焊接控制与焊接控制机构整合为一体，实现了快速装夹，微调精准对位，这样不仅结构紧凑，占用空间小，还提高了焊接的自动化，大大提高了焊接的效率，也有效保证了焊接的质量。

附图说明

图1为本发明超声波线束焊接装置一个实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例内部结构示意图。

图3为本发明超声波换能组件的结构示意图。

图4为本发明纵向调节组件和横向调节组件的结构示意图。

图5为本发明微调组件的结构示意图。

图6为本发明快速成型焊接系统一个实施例的结构侧视图。

图7为图6所示结构的主视图。

在图中，1、机体 2、底座 3、纵向调节组件 4、微调组件 5、横向调节组件 6、超声波换能组件 7、焊接模具 8、法兰固定座 9、支撑组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明是这样实现的，一种超声波线束焊接装置，它包括底座2、固定在底座2上的机体1、超声波换能组件6以及与超声波换能组件6相连的焊接模具7，其结构特点是，它还包括连接在机体1上的用于调节和固定待焊接电线位置的纵向调节组件3和横向调节组件5，所述底座2上还设置有与纵向调节组件3配合的微调组件4；本发明在工作时，通过超声波换能组件6将超声波能量转换并通过焊接模具7传递到焊线上，在焊接前，通过机体1上的纵向调节组件3和横向调节组件5对待焊接的焊线进行位置固定，并通过微调组件4调节焊线相对于焊接模具7的位置，使得焊接超声波能量能够均匀传递给焊线，提高焊接的质量；通过纵向调节组件3和横向调节组件5以及微调组件4能够实现对待焊接器材的快速固定，不仅避免了复杂的驱动定位结构以及夹具的安装，也降低了焊接操作控制的难度；使得整个焊接装置结构更加紧凑，操作更加简单可靠。

本发明各个关键功能部件具体实施的结构如下，如图3所示的超声波换能组件6，它包括超声波换能器603、安装法兰601以及连接在安装法兰601和超声波换能器603之间的增幅器602，所述安装法兰601与焊接模具7固定连接；通过超声波换能器603以及增幅器602将外界传递过来的超声波源转换为适合焊接的能量，并通过焊接模具7传递给焊丝。

纵向调节组件3和横向调节组件5的结构如图4所示，所述纵向调节组件3包括固定在机体1上的气缸301和纵向滑道302，纵向滑道302中滑动配合连接有纵向滑块303，纵向滑块303的上端与气缸301传动连接，纵向滑块303的下端固定连接焊接底模304；所述横向调节组件5包括驱动组件501以及固定在机体1上的横向滑道502，横向滑道502中滑动配合连接有横向滑块503，横向滑块503的一端连接驱动组件501，另一端连接有与焊接底模304配合的焊线定位板504；其工作原理是这样的，使用者首先将待焊接的两焊丝通过横向调节组件5实现预固定，驱动组件501驱动横向滑块503沿着横向滑道502运行，直至焊线定位板504与焊接底模304配合压住焊丝，然后控制纵向调节组件3，通过气缸301驱动纵向滑块303沿着纵向滑道302运行，直至焊接底模304压紧焊丝并与焊接模具7接触，并移动到合适的位置。

同时，为了进一步提高控制的精度，本发明还对纵向控制的调节进行了更加实用的创新，如图5所示，所述微调组件4包括固定在底座2上的下底板401以及设置在下底板401上的纵向微调滑道402，纵向微调滑道402中滑动配合连接有纵向微调滑块403，该纵向微调滑道402还设有用于驱动纵向微调滑块403运行的驱动模块404；所述纵向微调滑块403的顶部连接有与焊接底模304配合的微调定位块405；这样在驱动模块404的作用下，纵向微调滑块403就会沿着微调滑道402运行，从而带动纵向微调滑块403上的微调定位块405运行，微调定位块405与焊接底模304以及焊线定位板504共同配合将焊丝调整到合适的焊接工位；这样通过纵向调节组件3和横向调节组件5快速装夹定位，并通过微调组件4精准对位的方式，可在提高焊接效率的同时，也保证了焊接的质量；当然，在具体实施时，无论是微调定位块405、焊接底模304以及焊线定位板504的运行均可设计对应的位移刻度值或光电位移参数，实现精确化可视化的控制调节，现有技术中不乏此类精密控制技术。

为了提高结构强度和装置运行的可靠性，所述底座2上还设有用于连接安装法兰601的法兰固定座8和用于支撑焊接模具7的支撑组件9；通过法兰固定座8能够很好地将超声波换能组件6固定在底座2上，且又能与焊接模具7很好地连接配合，位于焊接模具7下部的支撑组件9则能够很好地保持焊接模具7位置的稳定性，放置其因外部压力而窜动。

如图6和图7所示，本发明还公开了一种快速成型焊接系统，它包括上述结构的超声波线束焊接装置，该超声波线束焊接装置与焊接控制装置10相连；所述焊接控制装置10包括与超声波换能组件相连的超声波发生器以及与纵向调节组件、横向调节组件和微调组件控制连接的PLC控制系统。本发明在焊接控制装置10的控制下，可通过超声波发生器调节超声波源的能量参数，从而获得焊接所需要的超声波能量值，同时通过PLC控制系统，可控制纵向调节组件、横向调节组件和微调组件的动作，从而实现从装夹到焊接轨迹的全过程控制，在实际操作中，该焊接系统工作的压力为0.1～0.8MPa；焊接时长为0.02～10S；点焊功率为800～20000W；超声波频率为15～40KHz；该焊接系统结构实用紧凑，操作自动化程度高，在保证焊接质量的同时，大大提高了焊接的效率。