一种热板超声波焊接机的制作方法

1.本实用新型涉及一种焊接设备，特别涉及一种热板超声波焊接机。


背景技术：

2.超声波焊接技术是一种通过振荡电路振荡出高频信号，由换能器转换成高频机械振动能，然后通过焊头传导至工件上，以每秒几十万次的振动加上压力使工件的接合面剧烈摩擦后融化，振动停止后维持在工件上的短暂压力使工件的接合面剧烈摩擦后融化，振动停止后维持在工件上的短暂压力使得工件的上部和工件的下部的接触面以分子链接方式凝固为一体。具有焊接时间短、焊接形变小、焊接处牢固、节能环保无污染等特点，现已广泛应用于汽车行业、电子行业、家电行业、医疗行业、纺织行业和精密仪器制造行业。
3.但是在对一些超声波焊接性能较差、焊接处到超声波焊接头尺寸大于等于3cm的工件进行焊接时，常规的超声波焊接设备往往不能满足技术需求。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种热板超声波焊接机，能够将尺寸大于等于3cm的工件的上半部分焊接至工件的下半部分，同时能够提高焊接能力以及焊接品质。
5.根据本实用新型的一种热板超声波焊接机，包括：
6.机架；
7.工件下模具，所述工件下模具设置在所述机架上，用于摆放工件的下半部分；
8.超声波焊接机构，所述超声波焊接机构设置在所述机架上，所述超声波焊接机构设置有能够升降调节且位于所述工件下模具上方的焊接组件；
9.工件上夹具，所述工件上夹具设置在所述焊接组件的下方，用于夹持工件的上半部分；
10.加热板机构，能够水平调节地设置在所述机架上，所述加热板机构在水平调节的过程中能够进出所述工件上夹具与所述工件下模具之间的区域，以用于同时对工件的上半部分的下表面和工件的下半部分的上表面进行加热。
11.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
12.采用上述结构设计的本实施例，先通过加热板机构内设置的红外热源与工件表面接触或几乎接触，同时对工件的上半部分的下表面和工件的下半部分的上表面进行加热，使工件的焊接位置处于热熔融状态，然后加热板机构移动至工件上夹具与工件下模具之外的区域。进一步地，工件上夹具和超声波焊接机构向下移动，使得工件的上半部分的下表面和工件的下半部分的上表面接触，再通过超声波焊接机构对工件进行超声波焊接。采用本实施例的结构设计，在超声波焊接之前，先使用加热板机构进行加热，不仅能够对尺寸大于等于3cm的工件的上半部分进行焊接，而且焊接处质量好。本结构设计合理，自动化程度高。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述工件上夹具包括上夹具安装座、第一气缸、第
二气缸、第一夹持部和第二夹持部，所述上夹具安装座的上端能够上下调节地安装在所述焊接组件上，所述第一气缸和所述第二气缸水平设置在所述上夹具安装座下端，所述第一气缸的输出端连接所述第一夹持部，所述第二气缸的输出端连接所述第二夹持部，第一气缸和第二气缸以用于控制所述第一夹持部和所述第二夹持部靠近或远离。
14.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
15.第一气缸的输出端连接第一夹持部，第二气缸的输出端连接第二夹持部，第一夹持部和第二夹持部在第一气缸、第二气缸的控制下能够快速地夹取或放下工件的上半部分，采用双气缸的控制方式，不仅夹取或放下工件的速度快，而且夹持能力强，并且工件的上半部分能够通过调节第一气缸和第二气缸的伸缩量，使得工件的上半部分和下半部分的重合精度高。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹持部和所述第二夹持部相互靠近的一侧均设置有凸沿，以用于夹持工件的上半部分的下棱边。
17.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
18.采用凸沿对工件的上半部分进行夹持，能够提高工件上夹具的承载能力。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹持部和所述第二夹持部相互靠近的一侧均设置有弹性垫块。
20.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
21.在本实施例中，通过在第一夹持部和第二夹持部相互靠近的一侧分别设置弹性垫块的结构，在对一些表面精度较高的工件进行夹持时，能够保证工件的表面的品质。
22.根据本实用新型的一些实施例，所述超声波焊接机构包括底座、导杆、电缸安装架和第一电缸，所述底座安装在所述机架上，所述导杆竖直安装在所述底座上并且沿所述导杆的周侧的竖直方向设置有齿条，所述电缸安装架套设在所述导杆上并对应所述齿条设置有齿轮，所述电缸安装架的一侧还设置有驱动机构，所述驱动机构传动连接所述齿轮，所述第一电缸竖直地安装在所述电缸安装架上，所述第一电缸的输出端连接所述焊接组件。
23.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
24.在本实施例中，采用第一电缸驱动焊接组件在竖直方向上上下移动的结构，精度高，控制精度能够达到0.02mm，第一电缸可以在恶劣环境下使用，防护等级可以达到ip66；低噪音低震动；高速度，移动速度能达到6m/s，最高10g加速度，响应速度极高；低成本维护，第一电缸在复杂的环境下工作只需要定期的注脂润滑，并无易损件需要维护更换，将比液压系统和气压系统减少了大量的售后服务成本。
25.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动机构为手轮，所述手轮传动连接所述齿轮。
26.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
27.采用手轮作为控制电缸安装架在导杆上上下运动的驱动机构，便于人工对超声波焊接机构整体高度的调整。
28.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动机构为电机，所述电机传动连接所述齿轮。
29.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
30.采用电机作为控制电缸安装架在导杆上上下运动的驱动机构，使用方便，调整速
度快。
31.根据本实用新型的一些实施例，所述焊接组件包括超声波安装架、超声波发生器、第二电缸和焊接头，所述超声波安装架能够上下调节地安装在所述电缸安装架上，所述第一电缸的输出端连接所述超声波安装架，所述超声波发生器安装在所述超声波安装架内部，所述第二电缸安装在所述超声波发生器上，所述第二电缸的输出端连接所述焊接头。
32.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
33.在本实施例中，采用第二电缸驱动焊接头在竖直方向上上下移动的结构，精度高，控制精度能够达到0.02mm，第二电缸可以在恶劣环境下使用，防护等级可以达到ip66；低噪音低震动；高速度，移动速度能达到6m/s，最高10g加速度，响应速度极高；低成本维护，第二电缸在复杂的环境下工作只需要定期的注脂润滑，并无易损件需要维护更换，将比液压系统和气压系统减少了大量的售后服务成本。
34.根据本实用新型的一些实施例，所述加热板机构包括基板，所述基板的上端设置有第一加热板、下端设置有第二加热板，所述基板的两侧滑动安装在所述机架上。
35.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
36.加热板机构，于基板的上下两端分别设置有第一加热板和第二加热板的结构，能够同时对工件的上半部分的下表面和工件下半部分的上表面进行同步加热，加热效果好。
37.根据本实用新型的一些实施例，所述机架上端设置有工作平台、下端设置有箱体，所述箱体底部设置有接地支腿。
38.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
39.箱体底部设置接地支腿的结构，能够避免机架上静电产生的危害，提高了本实用新型的安全性能。
40.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
41.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
42.图1是本实用新型的一种结构示意图；
43.图2是本实用新型的工件上夹具的一种结构示意图；
44.图3是本实用新型的部分结构示意图；
45.图4是本实用新型的加热板机构的一种结构示意图；
46.图中：100-机架，101-接地支腿，200-工件下模具，310-底座，320-导杆，321-齿条，330-电缸安装架，340-第一电缸，350-手轮，361-超声波安装架，362-超声波发生器，363-第二电缸，364-焊接头，400-工件上夹具，410-夹具安装座，420-第一气缸，430-第二气缸，440-第一夹持部，441-凸沿，450-第二夹持部，500-加热板机构，510-基板，520-第一加热板，530-第二加热板。
具体实施方式
47.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
48.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
50.参照图1～图4，本实用新型提出一种热板超声波焊接机，包括：
51.机架100；
52.工件下模具200，工件下模具200设置在机架100上，用于摆放工件的下半部分；
53.超声波焊接机构，超声波焊接机构设置在机架100上，超声波焊接机构设置有能够升降调节且位于工件下模具200上方的焊接组件；
54.工件上夹具400，工件上夹具400设置在焊接组件的下方，用于夹持工件的上半部分；
55.加热板机构500，能够水平调节地设置在机架100上，加热板机构500在水平调节的过程中能够进出工件上夹具400与工件下模具200之间的区域，以用于同时对工件的上半部分的下表面和工件的下半部分的上表面进行加热。
56.具体的，热板超声波焊接机包括机架100，机架100由上至下依次设置有超声波焊接机构、工件上夹具400和工件下模具200。超声波焊接机构能够上下调节地安装在机架100上，超声波焊接机构下端设置有焊接组件，焊接组件能够相对于超声波焊接机构本体上下移动。工件上夹具400设置在焊接组件的下方，并且能够与焊接组件同步运动。加热板机构500能够水平滑动地安装在机架100上，加热板机构500在水平滑动的过程中能够进出工件上夹具400与工件下模具200之间的区域。采用上述结构的设计，先通过加热板机构500内设置的红外热源与工件表面接触或几乎接触，同时对工件的上半部分的下表面和工件的下半部分的上表面进行加热，使工件的焊接位置处于热熔融状态，然后加热板机构500移动至工件上夹具400与工件下模具200之外的区域。进一步地，工件上夹具400和超声波焊接机构向下移动，使得工件的上半部分的下表面和工件的下半部分的上表面接触，进一步地，通过超声波焊接机构对工件进行超声波焊接。
57.在本实用新型的一些实施例中，工件上夹具400包括上夹具安装座410、第一气缸420、第二气缸430、第一夹持部440和第二夹持部450，上夹具安装座410的上端能够上下调节地安装在焊接组件上，第一气缸420和第二气缸430水平设置在上夹具安装座410下端，第
一气缸420的输出端连接第一夹持部440，第二气缸430的输出端连接第二夹持部450，第一气缸420和第二气缸430以用于控制第一夹持部440和第二夹持部450靠近或远离。
58.具体的，热板超声波焊接机包括机架100，机架100由上至下依次设置有超声波焊接机构、工件上夹具400和工件下模具200。超声波焊接机构能够上下调节地安装在机架100上，超声波焊接机构下端设置有焊接组件，焊接组件能够相对于超声波焊接机构本体上下移动。工件上夹具400包括上夹具安装座410、第一气缸420、第二气缸430、第一夹持部440和第二夹持部450，上夹具安装座410的上端能够上下调节地安装在焊接组件上，并且能够与焊接组件同步运动，第一气缸420和第二气缸430水平设置在上夹具安装座410下端，并且输出方向相反，第一气缸420的输出端连接第一夹持部440，第二气缸430的输出端连接第二夹持部450，第一夹持部440和第二夹持部450在第一气缸420、第二气缸430的控制下能够快速地夹取或放下工件的上半部分。加热板机构500能够水平滑动地安装在机架100上，加热板机构500在水平滑动的过程中能够进出工件上夹具400与工件下模具200之间的区域。
59.在本实用新型的一些实施例中，第一夹持部440和第二夹持部450相互靠近的一侧均设置有凸沿441，以用于夹持工件的上半部分的下棱边。
60.采用凸沿441对工件的上半部分进行夹持的结构，能够提高工件上夹具400的承载能力。
61.在本实用新型的一些实施例中，第一夹持部440和第二夹持部450相互靠近的一侧均设置有弹性垫块。
62.在本实施例中，通过在第一夹持部440和第二夹持部450相互靠近的一侧分别设置弹性垫块的结构，在对一些表面精度较高的工件进行夹持时，能够保证工件的表面的品质。
63.在本实用新型的一些实施例中，超声波焊接机构包括底座310、导杆320、电缸安装架330和第一电缸340，底座310安装在机架100上，导杆320竖直安装在底座310上并且沿导杆320的周侧的竖直方向设置有齿条321，电缸安装架330套设在导杆320上并对应齿条321设置有齿轮，电缸安装架330的一侧还设置有驱动机构，驱动机构传动连接齿轮，第一电缸340竖直地安装在电缸安装架330上，第一电缸340的输出端连接焊接组件。
64.在本实施例中，采用第一电缸340驱动焊接组件在竖直方向上进行上下移动的结构，精度高，控制精度能够达到0.02mm，第一电缸340可以在恶劣环境下使用，防护等级可以达到ip66；低噪音低震动；高速度，移动速度能达到6m/s，最高10g加速度，响应速度极高；低成本维护，第一电缸340在复杂的环境下工作只需要定期的注脂润滑，并无易损件需要维护更换，将比液压系统和气压系统减少了大量的售后服务成本。
65.在本实用新型的一些实施例中，驱动机构为手轮350，手轮350传动连接齿轮。
66.采用手轮350作为控制电缸安装架330在导杆320上进行上下运动的驱动机构，便于人工对超声波焊接机构整体高度的调整。
67.在本实用新型的一些实施例中，驱动机构为电机，电机传动连接齿轮。
68.采用电机作为控制电缸安装架330在导杆320上进行上下运动的驱动机构，使用方便，调整速度快。
69.在本实用新型的一些实施例中，焊接组件包括超声波安装架361、超声波发生器362、第二电缸363和焊接头364，超声波安装架361能够上下调节地安装在电缸安装架330上，第一电缸340的输出端连接超声波安装架361，超声波发生器362安装在超声波安装架
361内部，第二电缸363安装在超声波发生器362上，第二电缸363的输出端连接焊接头364。
70.具体的，热板超声波焊接机包括机架100，机架100由上至下依次设置有超声波焊接机构、工件上夹具400和工件下模具200。超声波焊接机构超声波焊接机构包括底座310、导杆320、电缸安装架330和第一电缸340，底座310安装在机架100上，导杆320竖直安装在底座310上，导杆320的周侧竖直设置有齿条321，电缸安装架330套设在导杆320上并传动连接齿轮，齿轮啮合齿条321，电缸安装架330的一侧设置有驱动机构，驱动机构为手轮350或者电机，以用于驱动电缸安装架330在导杆320上上下运动，第一电缸340竖直地安装在电缸安装架330上，第一电缸340的输出端连接焊接组件。焊接组件包括超声波安装架361、超声波发生器362、第二电缸363和焊接头364，超声波安装架361能够上下调节地安装在电缸安装架330上，第一电缸340的输出端连接超声波安装架361，超声波发生器362安装在超声波安装架361内部，第二电缸363安装在超声波发生器362上，第二电缸363的输出端连接焊接头364。在工作时，第一电缸340驱动焊接组件上下移动，同时带动工件上夹具400同步运动，第二电缸363用于驱动焊接头364上下移动，以用于对工件上半部分的上表面施加一定的压力，使工件的上半部分和工件的下班部分在超声波的振动下融合到一起。工件上夹具400设置在焊接组件的下方，并且能够与焊接组件同步运动。加热板机构500能够水平滑动地安装在机架100上，加热板机构500在水平滑动的过程中能够进出工件上夹具400与工件下模具200之间的区域。
71.在本实用新型的一些实施例中，加热板机构500包括基板510，基板510的上端设置有第一加热板520、下端设置有第二加热板530，基板510的两侧滑动安装在机架100上。
72.加热板机构500，于基板510的上下两端分别设置有第一加热板520和第二加热板530的结构，能够同时对工件的上半部分的下表面和工件下半部分的上表面进行同步加热，加热效果好。
73.在本实用新型的一些实施例中，机架100上端设置有工作平台、下端设置有箱体，箱体底部设置有接地支腿101。
74.箱体底部设置接地支腿101的结构，能够避免机架100上静电产生的危害，提高了本实用新型的安全性能。
75.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
76.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。