一种超声波焊接装置的制作方法

本发明实施例涉及超声波焊接技术领域，尤其涉及一种超声波焊接装置。

背景技术：

超声波金属焊接是通过超声波换能器将电能转化为高频振动机械能，再通过调幅器将高频振动的机械能以超声波的形式传递到超声金属焊工具头上，完成对工件的焊接。

随着超声波焊接技术的不断发展，超声波焊接装置的种类也越来越多。目前在自动化生产过程中常用的焊接装置有全波长的超声波焊接装置，全波长的超声波焊接装置的焊接组件繁多，安装要求高，工具头水平度不易调节；且通过焊接组件焊接时，工具头的支撑点在工具头的两端，焊接时的反作用力在工具头的中部，会使超声波金属焊接组件在焊接时产生微观的弯曲变形，导致焊接面压力及能量不均匀而出现焊接不良现象。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实例的目的是提供一种超声波焊接装置，解决了工具头安装困难，焊接面焊接时受力不均匀所引起的焊接质量问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种超声波焊接装置，包括，焊接台、固定板、导向组件、焊接组件；所述固定板用于安装在作业平台上；所述焊接台用于安装在作业平台上，所述焊接台位于所述固定板一侧；导向组件固定安装在所述固定板上，并与所述焊接台设置在同一侧；所述导向组件包括导向固定板；所述导向固定板活动安装在所述导向组件接近所述焊接台的一端；所述导向固定板两侧均固定安装有调节块；所述焊接组件活动安装在所述导向组件接近所述焊接台的一端；

进一步的，所述焊接组件包括连接板、工具头和变幅杆以及换能器，所述连接板连接在所述导向固定板接近所述焊接台的一侧；所述调节块的一端还安装有调节螺栓，所述调节螺栓穿过所述调节块后抵接在所述连接板的一侧，所述调节螺栓用于调节焊接组件的位置，所述工具头可拆卸式安装在所述连接板接近所述焊接台的一侧。

进一步的，所述工具头包括与所述连接板连接的安装块，以及固定在所述安装块一侧的焊接头。

进一步的，所述连接板上开设有长槽孔，所述长槽孔包括靠近所述连接板中心位置的两个第一长槽孔，以及位于所述连接板四个边角处的四个第二长槽孔，所述第一长槽孔与所述安装块通过螺钉连接，所述第二长槽孔与所述导向固定板通过螺钉固定连接，其中在所述安装块靠近所述导向组件的端面开设有螺纹孔，通过螺栓穿过所述第一长槽孔后与所述安装块上的螺纹孔连接，以固定所述工具头。

进一步的，所述连接板上开设有四组螺纹孔，所述螺纹孔内置有螺钉，所述螺钉的一端抵接在所述导向固定板上，所述螺钉用于调整所述工具头的焊接面与所述焊接台之间的水平度。

进一步的，所述变幅杆垂直连接与所述工具头上，所述换能器固定安装在所述变幅杆的一侧，所述变幅杆分为第一变幅杆以及第二变幅杆，所述焊接头的中部开设有连接孔，所述第一变幅杆和所述第二变幅杆以所述连接孔为对称中心，对称安装在所述连接孔的两侧。

进一步的，所述变幅杆与所述连接孔的安装方式为螺纹连接。

进一步的，所述导向组件包括固定安装在所述固定板一侧的承托架，固定在所述承托架上的气缸以及导向套，以及与所述气缸活动连接的输出轴，所述导向套设置有两组且对称设置于所述气缸的两侧。

进一步的，每组所述导向套上贯通有导柱，所述导柱与所述导向套滑动连接，两组所述导柱的顶端之间固定有限位板。

进一步的，两组所述导柱底部贯通所述承托架后与所述导向固定板固定连接，所述输出轴活动安装于所述气缸靠近导向固定板的一端，所述输出轴贯通所述承托架后与所述导向固定板固定连接，所述输出轴带动所述焊接组件向待焊接的工件方向移动对所述工件焊接。

进一步的，所述工具头呈“t”字形状，所述焊接头的一端垂直固定在所述安装块的正下方，所述焊接头的另一端的端面上设置有用于焊接的齿纹，所述齿纹的形状为网纹条状、网纹圆形、直纹条状及直纹圆形等形状中的任意一种。

进一步的，所述焊接台上设置有两组导辊，两组导辊用于将工件运输至工作载台，两组所述导辊之间固定有工作载台，所述工作载台用于夹持工件，通过将所述焊接组件向待焊接的工件方向移动，使所述工具头对准所述工件焊接，在所述焊接台的一侧还设置有顶伸气缸，所述顶伸气缸在自然状态下的最高点低于所述导辊的最高点。

本发明实施例提供的超声波焊接装置，可通过调节螺栓调节连接板的左右位置，使工具头位于所述输出轴的下方；本发明的工具头在焊接时，输出轴对工具头施加的下压力的方向与工具头焊接点受到的作用力的方向处于同一方向上，相比于现有的焊接装置，工具头在焊接时不会产生弯曲变形，焊接面的受力更加均匀，焊接质量更高；本实施例的工具头在安装时，通过第一长槽孔调整工具头的前后位置，然后通过第二长槽孔以及调节螺栓调节工具头的左右位置，最后通过连接板上的第二螺纹孔内置的螺钉调整工具头的水平度，即可完成安装，相比于传统的焊接工具头的安装，本实施例的工具头在安装时位置校准以及水平度校准方便，安装更加便捷。

附图说明

图1为本发明超声波焊接装置的结构示意图；

图2为本发明超声波焊接装置的结构示意图；

图3为本发明的焊接组件中的部分零件的结构示意图；

图4为本发明超声波焊接装置的连接板的结构示意图；

图5为本发明的工具头的第一结构示意图；

图6为本发明的工具头的第二结构示意图；

图7为本发明的工具头的第三结构示意图；

图8为本发明的工具头的第四结构示意图；

图9为本发明的工具头的第五结构示意图；

图10为本发明的工具头的第六结构示意图；

图11为本发明的工具头的第七结构示意图。

图中所示：

1、焊接台；2、固定板；3、导向组件；4、焊接组件；11、导辊；12、工作载台；13、顶伸气缸；31、承托架；32、气缸；33、导向套；34、导柱；35、限位杆；41、连接板；42、工具头；43、输出轴；44、变幅杆；45、换能器；46、导向固定板；47、调节块；48、调节螺栓；411、第一长槽孔；412、第二长槽孔；413、第二螺纹孔；421、安装块；422、焊接头；441、第一变幅杆；442、第二变幅杆；4211、螺纹孔；4221、连接孔；4222、齿纹。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1～附图5，示出了本发明实施例的超声波焊接装置的结构图，所述超声波焊接装置包括焊接台1、固定板2、导向组件3、焊接组件4；所述固定板2安装在作业平台上；所述焊接台1安装在作业平台上；所述焊接台1位于所述固定板2的一侧；所述导向组件3固定安装在所述固定板2上，并与所述焊接台1设置在同一侧；所述导向组件3包括导向固定板46；所述导向固定板46活动安装在所述导向组件3接近所述焊接台1的一端；所述导向固定板46两侧均固定安装有调节块47；

优选地，所述焊接组件4活动安装在所述导向组件3的下端；

作为优选方案，所述焊接组件4包括连接板41、工具头42和变幅杆44以及换能器45；所述连接板41连接在所述导向固定板46接近所述焊接台1的一侧；所述调节块47的一端还安装有调节螺栓48，所述调节螺栓48穿过所述调节块47后抵接在所述连接板41的一侧，所述调节螺栓48用于调节所述焊接组件4的左右位置，所述工具头42可拆卸式安装在所述连接板41接近所述焊接台1的一侧。

作为优选方案，所述工具头42包括与所述连接板41连接的安装块421，以及固定在所述安装块421下端的焊接头422。所述安装块421的形状有多种，以下罗列的几种并不用于限定本实施例安装块421的形状，如图4所示，安装块421为方块形，或图6所示，安装块421为圆柱形，或为图7所示的安装块421的上半部为圆柱形、下半部为圆台形、或为图8所示的安装块421的上半部为方块形、下半部为棱台形。

作为优选方案，焊接头422的形状也可以是如图11所示的凸字形，焊接头422较窄的一端与安装块421连接。

作为优选方案，工具头42在焊接时，当输出轴43对工具头42施加的下压力的方向与工具头42焊接点受到的作用力的方向处于同一竖直方向上时，焊接头422对工件不会产生顺时针或者逆时针方向的剪切力，使得焊接时的焊接面受力更加均匀，不会出现断焊的情况，需要说明的是，在进行焊接时，由于被焊的区域声阻大，因此会产生局部高温，热量聚集在焊区，致使两个焊接物的接触面迅速熔化，加上由输出轴43施加的下压力由安装块421传导至焊接头422的端面，使得被焊接物在超声高频振动下，内部分子高速运动重组后的瞬间固化定型，完成焊接工作。

作为优选方案，所述连接板41上开设有长槽孔，所述长槽孔包括靠近所述连接板41竖直中心线设置的两个第一长槽孔411，以及位于所述连接板41四个边角处的四个第二长槽孔412，所述第一长槽孔411与所述安装块421通过螺钉连接，通过选择螺钉在所述第一长槽孔411的安装位置，则可以调整安装块421的前后位置。

作为优选方案，所述第二长槽孔412与所述导向固定板46也通过螺钉连接，且与所述调节螺栓48同时配合使用，以此调整焊接组件4左右方向的位置。

具体地，导向固定板46的长度比连接板41的长度更长，所以在调节块47与连接板41之间存在一定的间距，首先通过松开固定在第二长槽孔412上的螺钉后，顺时针或者逆时针旋转位于连接板41两侧的调节螺栓48，则可调整连接板41相对于导向固定板46的左右位置，然后再拧紧固定在第二长槽孔412上的螺钉，即可完成连接板41左右位置的调整。

作为进一步的优选方案，在所述安装块421的上端面开设有四个螺纹孔4211，四个螺纹孔4211均等环绕于所述安装块421的上端面，所述四个第一螺纹孔4211中两两对向设置，其中两个对向设置螺纹孔4211的中心之间的连线长度与两组所述第一长槽孔411中心点的连线长度相等，另外两个对向设置螺纹孔4211的中心之间的连线长度与两组所述第一长槽孔411中心点的连线长度相等，使工具头42在安装时可选择两种安装角度。

通过上述方法调整好连接板41的前后以及左右位置后，通过连接板41上的四组第二螺纹孔413内置的螺钉调整工具头42的水平度，具体地，四组第二螺纹孔413内的螺钉(图未示)分别抵接在所述连接板41的上端面的四个边角处，通过拧紧或拧松四个螺钉，即可调节连接板41相对于导向固定板46的角度，通过以上调节方法进行调节，以使工具头42下方的焊接头422的焊接端面与焊接台1上的被焊接面平行，以达到调节工具头42水平度的目的，通过以上步骤完成连接板41与安装块421的安装，相比于现有的工具头42的安装方式，本实施例中的工具头42安装后，无需再对工具头42进行同轴校准，本实施例的工具头42的安装更方便。

作为优选方案，所述变幅杆44垂直连接与所述工具头42上，所述换能器45固定安装在所述变幅杆44的一侧，所述变幅杆44分为第一变幅杆441以及第二变幅杆442，所述焊接头422的中部开设有连接孔4221，所述连接孔4221可以是通孔或是螺纹孔；所述第一变幅杆441和所述第二变幅杆442以所述连接孔4221为对称中心，对称安装在所述连接孔4221的两侧；通过换能器45将电能转化为高频振动的机械能，然后在通过第一变幅杆441和第二变幅杆442将高频振动的机械能以超声波的形式传递到焊接头422，焊接头422在接触工件后对工件焊接，由于所述第一变幅杆441和所述第二变幅杆442以连接孔4221为对称中心对称设置，所以在第一变幅杆441与所述第二变幅杆442同时工作时产生的超声波分别传导至焊接头422的左右两侧时的振动频率相同，焊接区域的焊点处受力均匀，减少了虚焊、漏焊的现象。

作为优选方案，所述变幅杆44与所述连接孔4221的安装方式为螺纹连接。

作为优选方案，所述导向组件3还包括固定安装在所述固定板2一侧的承托架31，固定在所述承托架31上的气缸32以及导向套33，以及与所述气缸32活动连接的输出轴43，所述导向套33设置有两组，其中所述气缸32的左右两侧各设置有一组导向套33。

作为优选方案，每组所述导向套33上贯通有导柱34，所述导柱34与所述导向套33滑动连接，两组所述导柱34的顶端之间固定有限位杆35。

作为优选方案，两组所述导柱34底部贯通所述承托架31后与所述导向固定板46固定连接，需要说明的是，设置导柱34的目的是为了防止连接板41向下移动时产生侧摆；所述输出轴43活动安装于所述气缸32的下端，所述输出轴43贯通所述承托架31后与所述导向固定板46固定连接，气缸32通过外接气管与外部气泵连接后，气泵工作后产生的高压气流通过气管传输进气缸32，气缸32内的高压气流带动输出轴43向下移动，两组所述导柱34也同时向下移动，与输出轴43相连的焊接组件4向下移动至待焊接区域，从而对工件实现焊接。

作为优选方案，所述焊接头422呈中间宽、两端窄的形状，所述焊接头422的一端垂直固定在所述安装块421的正下方，所述焊接头422的另一端的端面上设置有用于焊接的齿纹4222，齿纹4222的形状有多种，多种齿纹4222分别用于多种工件的焊接，本实施例公开了如下几种优选齿纹4222形状；

如图9所示，所述齿纹4222为网纹条状齿纹，且网纹条状齿纹完全覆盖于所述焊接头的另一端的端面上，以使焊接头焊接时，焊接面完全覆盖于工件上。

如图5所示，所述齿纹4222为网纹圆形齿纹，所述网纹圆形齿纹设置有两组，两组网纹圆形齿纹以所述焊接头的另一端的端面的水平轴线为对称中心对称设置。

如图6所示，所述齿纹4222为直纹条状齿纹，所述直纹条状齿纹完全覆盖于所述焊接头的另一端的端面上，以使焊接头焊接时，焊接面完全覆盖于工件上。

如图8所示，所述齿纹4222为直纹圆形齿纹，所述直纹圆形齿纹设置有四组且矩阵排列在所述焊接头的另一端的端面上。

如图10所示，所述齿纹4222由网状条形齿纹组成，所述网状条形齿纹设置有5组呈“一”字形排列在所述焊接头的另一端的端面上。

作为优选方案，所述焊接台1上设置有两组导辊11，两组导辊11用于将工件运输至工作载台12上，两组所述导辊11之间固定有工作载台12，所述工作载台12用于夹持工件，通过所述焊接组件4向下移动，使所述齿纹4222对准所述工件焊接；在所述焊接台1的一侧还设置有顶伸气缸13，所述顶伸气缸13在自然状态下的最高点低于所述导辊11的最高点，在完成焊接后，控制顶伸气缸13工作，将工件向上托起，使所述工件脱离工作载台12，然后利用导辊11的转动，使工件离开焊接台1。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。