一种超声波熔接机的制作方法

本实用新型涉及超声波熔接装置领域，更具体地说，它涉及一种超声波熔接机。

背景技术：

超声波熔接机是将超声波通过焊头传导至塑料加工零件上，使塑料接合面因受超声波作用而产生剧烈摩擦，摩擦热使塑料接合面熔化而完成胶合。该技术具有速度快，焊缝牢固等优点，更重要的是可使塑料产品生产加工自动化。超声波塑料焊接机可进行塑料熔接、埋植、成形、铆接、点焊、切除、缝合等操作。只要焊头加以改变即可一机做多种应用。

现有的超声波熔接机，需要将工件放置在固定的定位座上进行焊接，焊接完成后，需要人工拿出工件，然后将另一个工件防止在定位座上的进行定位，在更换工件过程中，超声波熔接机的焊头处于空等待状态，空等待时间过长，加工效率低下。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供了一种有效减小空等待时间、实现柔性生产的超声波熔接机。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种超声波熔接机，包括中空的机架，所述机架顶部的一端设有熔接机械手机构，所述机架内位于熔接机械手机构的下方上下布置的设有能够向两端往复输送的上层搬送装置、下层搬送装置，所述上层搬送装置上设有能够与所述熔接机械手机构相适应的上层治具，所述下层搬送装置上设有能够升降并穿过所述上层搬送装置与所述熔接机械手机构相适应的下层治具，所述下层搬送装置上设有支撑所述下层治具的升降台机构；所述机架的顶部设有发震器和控制器。

进一步的，所述熔接机械手机构包括平行相对的设于两端的两个x轴移位机械手和在每个x轴移位机械手的两头设有的两个y轴移位机械手，每个所述y轴移位机械手上设有z轴移位机械手，所述z轴移位机械手上设有与发震器连接的超声波焊头机构。

更进一步的，所述上层治具包括能够滑动的设于上层搬送装置上的上支撑台，所述上支撑台的一端设有支撑座，所述支撑座上铰接有能够翻转的上治具框架，所述上支撑台上设有驱动所述上治具框架转动的上层翻转机构。

更进一步的，所述机架的两侧设有第一旋转夹紧气缸、第二旋转夹紧气缸，所述上治具框架底部的两侧设有与所述上支撑台的顶面相适应的定位柱，所述第一旋转夹紧气缸、第二旋转夹紧气缸的推杆上设有能够旋转与所述定位柱相限位的旋转销。

更进一步的，所述机架的两侧设有插销气缸，所述机架上设有插销气缸安装板，所述上支撑台的两侧设有与插销气缸的气缸接头相适配的定位块。

作为进一步的改进，所述上层搬送装置包括设于所述机架中部两侧的两个上层直线导轨，所述上层直线导轨上滑动设有支撑所述上支撑台相适配的上滑台，所述机架的一端设有第一带传动机构，所述第一带传动机构上设有驱动所述上滑台滑动的上层传送带。

更进一步的，所述下层治具包括设于升降台机构上的下支撑台，所述下支撑台的一端设有支撑座，所述支撑座上铰接设有下治具框架，所述下支撑台上设有驱动所述下治具框架翻转的下层翻转机构。

更进一步的，所述升降台机构包括升降支架，所述升降支架上设有升降气缸，所述升降气缸的推杆与所述下支撑台连接。

作为更进一步的改进，所述下层搬送装置包括设于两侧的两个下层直线导轨,所述下层直线导轨上设有支撑所述升降支架的底部设有与所述下层直线导轨上的下滑台连接的下滑台连接板，所述机架的一端设有第二带传动机构，所述第二带传动机构上设有驱动所述升降支架滑动的下层传送带。

更进一步的，所述机架顶部的一端设有与熔接机械手机构相适应的熔接工位、另一端设有上下料口，所述机架的顶部靠近上下料口的一端设有起吊装置，所述起吊装置上的吊钩可以与上层治具、下层治具上的工件相适配。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的超声波熔接机的有益效果如下：本实用新型的超声波熔接机，结构设计合理，可以实现上下层台面交替焊接，灵活性好，减少了熔接机械手机构的空等待时间，提高了焊接效率。

附图说明

图1是本实用新型的超声波熔接机的结构主视图；

图2是本实用新型的超声波熔接机的结构左视图；

图3是本实用新型的超声波熔接机的结构俯视图；

图4是本实用新型中熔接机械手机构的结构立体图；

图5是本实用新型中熔接机械手机构的结构主视图；

图6是本实用新型中熔接机械手机构的结构俯视图；

图7是本实用新型中熔接机械手机构的局部结构放大图；

图8是本实用新型中机架的结构立体图；

图9是本实用新型中机架的结构主视图；

图10是本实用新型中机架的结构左视图；

图11是本实用新型中上层搬送装置的结构主视图；

图12是本实用新型中上层搬送装置的结构俯视图；

图13是本实用新型中上层搬送装置的结构左视图；

图14是本实用新型中第一张紧轮机构的结构放大示意图；

图15是本实用新型中上层治具的结构立体图；

图16是本实用新型中上层治具的结构主视图；

图17是本实用新型中上层治具的结构左视图；

图18是本实用新型中上层治具的结构俯视图；

图19是本实用新型中上层治具的翻转示意图；

图20是本实用新型中下层搬送装置的结构主视图；

图21是本实用新型中下层搬送装置的结构俯视图；

图22是本实用新型中下层搬送装置的结构左视图；

图23是本实用新型中下层治具与升降台机构的结构主视图；

图24是本实用新型中下层治具与升降台机构的结构俯视图；

图25是本实用新型中下层治具与升降台机构的结构左视图。

图中：1、熔接机械手机构；101、x轴移位机械手；102、y轴连接板；103、y轴安装板；104、加强筋；105、移位机械手；106、z轴连接板；107、z轴安装板；108、z轴移位机械手；109、焊头机构安装板；110、超声波焊头机构；111、第一z轴坦克链安装板；112、z轴坦克链；113、第二z轴坦克链安装板；114、第一y轴坦克链安装板；115、y轴坦克链；116、第二y轴坦克链安装板；117、调压阀支架；2、机架；3、上层搬送装置；301、第一伺服电机；302、第一减速机；303、第一减速机安装座；304、第一联轴器；306、第一同步带轮；309、第一同步轴；310、第一轴承座；315、第二轴承座；316、第一传动轮；317、第一传动轴；319、上层直线导轨；320、上滑台；321、上层导轨安装座；324、l型安装板；325、调整板；326、连接螺栓；327、惰轮轴；328、第一惰轮；333、上层传送带；334、上层限位块；339、第一到位感应器；342、感应块；344、上层夹板；361、第一接近开关；4、上层治具；402、上支撑台；406、插销气缸安装板；407、插销气缸；409、气缸接头；410、定位块；414、第一旋转夹紧气缸；418、第一转套；422、第一铰接轴；423、第二旋转夹紧气缸；430、上层顶杆；432、第二接近开关；433、感应板；435、上治具框架；437、上层翻转机构；5、下层搬送装置；501、第二伺服电机；502、第二减速机；504、第三同步带轮；508、第二同步带轮；510、第二轴承座；513、第二传动轴；516、第二传动轮；517、下层传送带；518、第二到位传感器；519、第二张紧轮机构；523、下层夹板；530、下导轨安装座；531、下层直线导轨；532、下滑台；556、第三接近开关；6、下层治具；601、下支撑台；602、下治具框架；603、下层翻转机构；7、升降台机构；701、升降支架；702、升降气缸；703、导向杆；704、下滑台连接板；705、下层限位座；706、下层顶杆；8、发震器；9、控制器；11、起吊装置；10、储气罐；12、限位柱；13、检修防落机构；14、变压器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本实用新型的具体实施方式是这样的：如图1-25所示，一种超声波熔接机，包括中空的机架2，机架2顶部的一端设有熔接机械手机构1，机架2内位于熔接机械手机构1的下方上下布置的设有能够向两端往复输送的上层搬送装置3、下层搬送装置5，上层搬送装置3上设有能够与熔接机械手机构1相适应的上层治具4，下层搬送装置5上设有能够升降并穿过上层搬送装置3与熔接机械手机构1相适应的下层治具6，下层搬送装置5上设有支撑下层治具6的升降台机构7；机架2的顶部设有发震器8和控制器9。本超声波熔接机中，上层搬送装置3、下层搬送装置5可以控制上层治具4、下层治具6左右滑动，上层治具4向一端滑动到熔接机械手机构1的下方时，熔接机械手机构1对上层治具4上的工件进行熔接，熔接完成后，上层治具4向另一端滑动，进行卸料、装料工作；而下层治具6滑动到熔接机械手机构1的下方，升降台机构7将下层治具6升起穿过上层搬送装置3两侧的滑轨，熔接机械手机构1就可以对下层治具6上的工件进行熔接工作，熔接完成后，下层治具6下降然后向另一端滑动，上层治具4与下层治具6做方向滑动，下层治具6上升，即可进行卸料、装料工作，如此循环即可实现上下层台面交替焊接。灵活性好，减少了熔接机械手机构1的空等待时间，提高了焊接效率。

在本实施例中，熔接机械手机构1包括平行相对的设于两端的两个x轴移位机械手101和在每个x轴移位机械手101的两头设有的两个y轴移位机械手105，每个y轴移位机械手105上设有z轴移位机械手108，每个z轴移位机械手108上设有与发震器8连接的超声波焊头机构110。超声波焊头机构110与发震器8，通过控制器9控制发震器8产生超声波，超声波焊头机构110的焊头传至加工物，并利用空气压力，产生工作接面之摩擦效果，使工件的两塑料接合面因受超声波作用而产生剧烈摩擦，摩擦热使塑料接合面熔化而完成胶合。

机架2的顶部设有储气罐10，机架2的顶部靠近发震器8处设有变压器14。

在本实施例中，x轴移位机械手101、y轴移位机械手105及z轴移位机械手108为直线气缸机构。通过x轴移位机械手101、y轴移位机械手105及z轴移位机械手108控制超声波焊头机构110移位，四个超声波焊头机构110可以进行四个位置的焊接工作。

x轴移位机械手101上设有水平布置的y轴连接板102，y轴连接板102上垂直设有安装y轴移位机械手105的y轴安装板103。y轴安装板103与y轴连接板102之间设有加强筋104。

x轴移位机械手101上设有竖向布置的z轴连接板106，z轴连接板106上设有竖直布置的安装z轴移位机械手108的z轴安装板107。

z轴移位机械手108上设有安装焊头机构110的焊头机构安装板109。

z轴连接板106、z轴移位机械手108上设有竖向布置的第一z轴坦克链安装板111、第二z轴坦克链安装板113，第一z轴坦克链安装板111与第二z轴坦克链安装板113之间设有z轴坦克链112。y轴移位机械手105、y轴安装板103上设有第一y轴坦克链安装板114、第二y轴坦克链安装板116，第一y轴坦克链安装板114、第二y轴坦克链安装板116上设有y轴坦克链115；z轴移位机械手108上设有安装调压阀的调压阀支架117。

在本实施例中，上层治具4包括能够滑动的设于上层搬送装置3上的上支撑台402，上支撑台402的一端设有支撑座，支撑座上铰接有能够翻转的上治具框架435，上支撑台402上设有驱动上治具框架435转动的上层翻转机构437。

机架2顶部的一端为熔接工位、另一端为上下料口，机架2顶部靠近上下料口的一端设有起吊装置11，起吊装置11上的吊钩可以与上层治具4、下层治具6上的工件相适配。

上层翻转机构437为曲柄滑块机构，上层翻转机构437包括设于上支撑台402一端的推动气缸和设于推动气缸两侧的导轨，推动气缸的推杆上设有与两侧导轨相适配的滑座，滑座的两侧设有滚轮，上治具框架435的一端设有两个压板，压板上设有与滚轮相适配的滑槽，支撑座上设有第一铰接轴422，上支撑台402的底部设有与第一铰接轴422转动连接的第一转套418。

上层翻转机构437控制上治具框架435翻转，使上治具框架435上的治具工件与起吊装置11的吊钩配合，防止上治具框架435向下翻转时治具工件掉落而损坏，便于工作人员上下料，保证安全生产。

在本实施例中，机架2的两侧设有第一旋转夹紧气缸414、第二旋转夹紧气缸423，上治具框架435底部的两侧设有与上支撑台402的顶面相适应的定位柱，第一旋转夹紧气缸414、第二旋转夹紧气缸423的推杆上设有能够旋转与定位柱相限位的旋转销。第一旋转夹紧气缸414、第二旋转夹紧气缸423竖直布置，气缸推杆上设有旋转电机，旋转电机的转轴上设有能够与定位柱的顶面相适应的压板，通过第一旋转夹紧气缸414、第二旋转夹紧气缸423可以固定上层治具4，防止上层治具4松动而影响焊接。

在本实施例中，机架2的两侧设有插销气缸407，机架2上设有插销气缸安装板406，上支撑台402的两侧设有与插销气缸407的气缸接头409相适配的定位块410。插销气缸407的气缸接头409可以伸出与定位块410卡合，固定上支撑台402。

上支撑台402的一侧设有上第二接近开关432，上治具框架435的一侧底部设有与上第二接近开关432相适应的感应板433，上治具框架435向下翻转时与上第二接近开关432感应，表示上治具框架435完成复位。

在本实施例中，上层搬送装置3包括设于机架2中部两侧的两个上层直线导轨319，上层直线导轨319上滑动设有支撑上支撑台402相适配的上滑台320，机架2的一端设有第一带传动机构，第一带传动机构上设有驱动上滑台320滑动的上层传送带333。机架2的两侧设有安装上层直线导轨319的上层导轨安装座321。

第一带传动机构包括设于机架2底部一端的第一伺服电机301、第一减速机302，第一减速机安装座303、第一联轴器304、第一同步带轮306、第一同步轴309，第一同步轴309的两端设有第一轴承座310，第一减速机302与第一同步轴309同轴设置，第一同步轴309的两端设有第一同步带轮306，位于第一同步轴309的上方的两侧设有两个同轴设置的第一传动轴317，机架2的两侧均设有两个支撑第一传动轴317的第二轴承座315，每个第一传动轴317的两端设有第一传动轮316，第一传动轴317通过皮带与第一传动轴317连接，上滑台320的两侧设有从动带轮，上层传送带333设于从动带轮、第一传动轮316上，机架2中部的两侧设有第一张紧轮机构。上层传送带333为高扭矩同步齿形带，从动带轮、第一传动轮316为链轮结构，上层传送带333旋转可以带动上滑台320左右滑动。第二轴承座315上设有与上滑台320的一端相适应的上层限位块334、第一接近开关361。上滑台320的一端设有与上层限位块334、第一接近开关361相适应的上层顶杆430。

机架2的一侧设有第一到位感应器339，上支撑台402的一侧设有感应块342。上滑台320上设有两块与上层传送带333的上下带面相适应的上层夹板344。上层夹板344夹紧上层传送带333，即可使上滑台320随上层传送带333移动。

第一张紧轮机构包括l型安装板324、调整板325、连接螺栓326、惰轮轴327、第一惰轮328；

在本实施例中，下层治具6包括设于升降台机构7上的下支撑台601，下支撑台601的一端设有支撑座，支撑座上铰接设有下治具框架602，下支撑台601上设有驱动下治具框架602翻转的下层翻转机构603。

在本实施例中，升降台机构7包括升降支架701，升降支架701上设有升降气缸702，升降气缸702的推杆与下支撑台601连接。升降支架701上设有与下支撑台601连接的导向杆703。升降支架701的两端设有下层顶杆706，机架2下部的两端设有与下层顶杆706相适应的下层限位座705。

下层搬送装置5包括设于两侧的两个下层直线导轨531,升降支架701的底部设有与下层直线导轨531上的下滑台532连接的下滑台连接板704，机架2的一端设有第二带传动机构，第二带传动机构上设有驱动升降支架701滑动的下层传送带517，下层传送带517为高扭矩同步齿形带。下层搬送装置5还包括检修防落机构13。检修防落机构13包括滑轨和设于滑轨上的防落台，升降支架701上设有与防落台相适应的让位口，升降台机构7出现故障后，防落台可以穿过升降支架701对下支撑台60进行支撑，或下支撑台601掉落到防落台上，防落台对下层治具6进行支撑，防止维修时砸伤工作人员。

机架2底板两端的两侧设有支撑下层直线导轨531的下导轨安装座530。

下治具框架602的宽度小于两个上层直线导轨319之间的距离，使下治具框架602可以穿过两个上层直线导轨319之间空间与熔接机械手机构1相适应。

第二带传动机构包括设于机架2底部一端的第二伺服电机501、第二减速机第二减速机502以及平行于第二减速机第二减速机502设置的第二传动轴513，第二减速机502的输出端设有第三同步带轮504，第二传动轴513的一端设有与第三同步带轮504连接的第二同步带轮508，第二传动轴513的两端设有第二传动轮516，升降支架701的两侧设有从动带轮，下层传送带517设于从动带轮、第二传动轮516上，机架2底部的两侧设有第二张紧轮机构519。机架2上设置限位柱12可以限制治具框架翻转的幅度。机架2的底板上设有两个支撑第二传动轴513的第二轴承座510。

机架2的底板上设有能够与升降支架701的里端相适应的第三接近开关556。

机架2底部一侧的两端设有与升降支架701的侧边相适应的第二到位传感器518。

下滑台532的两侧设有与下层传送带517的上下带面相适应的下层夹板523。下层夹板523夹紧下层传送带517，即可使下滑台532随下层传送带517移动

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。