超声波焊接机及其气动系统的制作方法

本实用新型涉及焊接设备技术领域，具体地说，是涉及一种超声波焊接机的气动系统及设置有该气动系统的超声波焊接机。

背景技术：

超声波焊接机工作时，通过气缸带动发振筒下降至工作平台上的工件处，使发振筒上的焊头对工件进行焊接加工。然而，气缸在带动发振筒下降至下极限位置时，由于换向阀始终保持开启状态，导致气缸的活塞与气缸的端盖接触时会产生较大的冲击力，使得发振筒受该冲击力影响而产生振动，从而影响了超声波焊接机的焊接质量。

为了解决上述问题，现有的处理方式是在气缸的排气侧增设一个节流阀，以通过该节流阀减缓气缸下降的速度，从而减小气缸的活塞与气缸的端盖之间产生的冲击力。虽然，上述处理方式能够有效的减少气缸的活塞与气缸的端盖之间产生的冲击力，但是，这也会增加气缸下降的时间，从而导致超声波焊接机的加工效率被大幅度削减、用户的时间成本大幅度增加。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种减小或消除发振筒移动至下极限位置时受到的冲击力，并保证超声波焊接机加工效率的气动系统。

本实用新型的另一目的是提供一种设置有上述气动系统的超声波焊接机。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种超声波焊接机的气动系统，包括换向阀、气缸和节流阀，换向阀的第一气口与气源连接，气缸的第五气口与换向阀的第二气口连接，气缸的第六气口与换向阀的第三气口连通，节流阀的入口与换向阀的第四气口连通，其中，气动系统还包括机控阀，机控阀的第一端与第四气口连通，机控阀的第二端与节流阀的出口连通；第一气口与第二气口连通、第三气口与第四气口连通，或第一气口与第三气口连通、第二气口与第四气口连通。

由上可见，通过设置机控阀并使机控阀与节流阀呈并联设置，使得气缸在带动超声波焊接机的发振筒下降的初期，机控阀保持开启状态，由换向阀流出的气流直接通过机控阀流通，此时，气缸的第一活塞杆能够以正常速度带动发振筒移动；当气缸带动发振筒下降至设定位置时，机控阀被关闭，此时，由换向阀流出的气流仅能通过节流阀流通，使得节流阀对气缸的第一活塞杆的移动速度进行限制，从而使得气缸以较慢的速度带动发振筒下降，减小或消除气缸的第一活塞杆与气缸的端盖之间产生的冲击力，保证发振筒在接近工件时能够保持平稳的移动，此外，上述结构设计还能够保证超声波焊接机的工作效率。

一个优选的方案是，气动系统还包括消声器，节流阀的出口、机控阀的第二端分别与消声器连接。

由上可见，消声器能够起到消音作用，减小排气脉动，并尽可能的降低排气噪声，此外，消声器还可以防止环境中灰尘等细小颗粒进入气动系统中的各类阀门，对各类阀门起到保护作用。

另一个优选的方案是，气动系统还包括气动三联件，气动三联件连接在气源和第一气口之间。

进一步的方案是，换向阀为二位五通电磁换向阀。

由上可见，气动三联件用于分离压缩空气中的水和固体颗粒，起到净化作用；还用于将空气压缩机泵送的压缩空气调节至气缸所需的压力。

为了实现本实用新型的另一目的，超声波焊接机，其中，包括的气动系统。

由上可见，通过上述设计，使得气缸在带动超声波焊接机的发振筒下降的初期，机控阀保持开启状态，由换向阀流出的气流直接通过机控阀流通，此时，气缸的第一活塞杆能够以正常速度带动发振筒移动；当气缸带动发振筒下降至设定位置时，机控阀被关闭，此时，由换向阀流出的气流仅能通过节流阀流通，使得节流阀对气缸的第一活塞杆的移动速度进行限制，从而使得气缸以较慢的速度带动发振筒下降，减小或消除气缸的第一活塞杆与气缸的端盖之间产生的冲击力，保证发振筒在接近工件时能够保持平稳的移动，从而提供超声波焊接机的整体工作效率。

进一步的方案是，超声波焊接机还包括底座、机头、发振筒和控制器，底座上设置有立柱，机头沿立柱的延伸方向与立柱可滑动地连接，换向阀、气缸、节流阀和机控阀均安装在机头上，发振筒与气缸的第一活塞杆固定连接，气缸驱动发振筒在延伸方向上移动，控制器分别与气动系统、发振筒电连接。

由上可见，上述结构设计使得发振筒的工作高度可根据工件进行调节。

更进一步的方案是，超声波焊接机还包括微调单元，微调单元包括螺杆和浮动块，螺杆绕自身轴线可转动地安装在发振筒上，螺杆沿延伸方向朝向机头内延伸，浮动块与螺杆固定连接，机控阀位于浮动块和发振筒之间，螺杆驱动浮动块在延伸方向上相对机控阀的控制端移动。

由上可见，微调单元用于调节气缸开始缓速驱动发振筒移动的位置。

更进一步的方案是，机头上设置有通槽和刻度尺，刻度尺设置在通槽的一侧，通槽和刻度尺均沿延伸方向延伸，微调单元还包括指针，指针安装在浮动块上，且指针位于通槽内。

由上可见，刻度尺和指针用于显示距气缸缓速驱动发振筒下降的距离。

更进一步的方案是，机控阀包括阀体、第二活塞杆、控制杆和复位弹性件，阀体内设置有第一流道、第二流道和第三流道，第三流道连通第一流道和第二流道，第二活塞杆可滑动地设置在第三流道内，第二活塞杆可控制第一流道和第二流道之间连通或隔断，控制杆与阀体铰接，控制杆与第二活塞杆连接，控制杆可控制第二活塞杆沿第三流道滑动，复位弹性件连接在阀体和控制杆之间。

由上可见，当浮动块移动至机控阀的控制杆并压住控制杆时，控制杆驱动第二活塞杆移动，从而使第一流道和第二流道之间被隔断，此时，机控阀处于关闭状态，从而使得气缸开始缓速驱动发振筒移动。

更进一步的方案是，超声波焊接机还包括第一导轨组件、第二导轨组件和调节单元，第一导轨组件连接在机头和发振筒之间，第二导轨组件连接在机头和立柱之间，第一导轨组件和第二导轨组件均沿延伸方向延伸，调节单元连接在机头和立柱之间，调节单元驱动机头沿第二导轨组件移动。

由上可见，在机头与发振筒之间设置第一导轨组件能够保证气缸驱动发振筒移动的精度和稳定性，调节单元则用于驱动机头相对立柱滑动，以对发振筒的工作高度进行调节，而在机头与立柱之间设置第二导轨组件能够保证机头移动的精度和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型超声波焊接机实施例的结构图。

图2是本实用新型超声波焊接机实施例的剖视图。

图3是本实用新型超声波焊接机实施例的气动系统的第一状态示意图。

图4是本实用新型超声波焊接机实施例的第一省略部分组件后的结构图。

图5是本实用新型超声波焊接机实施例的第二省略部分组件后的结构图。

图6是图4中a处的放大图。

图7是本实用新型超声波焊接机实施例的气动系统的第二状态示意图。

图8是本实用新型超声波焊接机实施例的气动系统的第三状态示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

超声波焊接机实施例：

参照图1至图3，超声波焊接机100包括气动系统1、底座2、机头3、发振筒4、微调单元5、第一导轨组件6、第二导轨组件7、调节单元8和控制器(未示出)。其中，气动系统1用于驱动发振筒4移动，以使得发振筒4能够对底座2上的工件进行加工，底座2上设置有立柱21，机头3沿立柱21的延伸方向与立柱21可滑动地连接。

气动系统1包括气源10、换向阀11、气缸12、节流阀13、机控阀14、消声器15和气动三联件16。气源10用于为整个气动系统1供气，换向阀11安装在机头3内并与控制器电连接，在本实施例中，换向阀11为二位五通电磁换向阀11，换向阀11的第一气口p通过气动三联件16与气源10连通，具体地，气动三联件16包括空气过滤器161、减压阀162和油雾器163，空气过滤器161的输入端与气源10连接，减压阀162连接在空气过滤器161的输出端和油雾器163的输入端之间，油雾器163的输出端与第一气口p连接。其中，空气过滤器161用于过滤气源10中的杂质和水分，起到洁净气源10的作用；减压阀162用于对气源10进行稳压，使气源10处于恒定状态，以减小因气源10气压突变时对阀门或执行器等硬件造成的损伤；油雾器163则用于将润滑油进行雾化并注入气体中，随压缩气体进入需要润滑的部位，达到润滑的目的。

气缸12固定安装在机头3上，气缸12的第一活塞杆123平行于立柱21，且气缸12的第一活塞杆123朝向底座2延伸。气缸12的第五气口121与换向阀11的第二气口a连接，气缸12的第六气口122与换向阀11的第三气口b连接。气缸12的第一活塞杆123与发振筒4连接，从而通过自身的第一活塞杆123驱动发振筒4沿立柱21的延伸方向朝向或背向底座2上的工件移动，以实现对底座2上的工件进行加工。

节流阀13安装在机头3上，且节流阀13的入口与换向阀11的第四气口o连通，节流阀13的出口与消声器15连接。机控阀14安装在机头3内，结合图4，机控阀14包括阀体141、控制杆142、活塞杆(未示出)和复位弹性件，阀体141内设置有第一流道、第二流道和第三流道，第三流道连通第一流道和第二流道，第二活塞杆可滑动地设置在第三流道内，第二活塞杆可控制第一流道和第二流道之间连通或隔断，控制杆142与阀体铰接141，控制杆142与第二活塞杆连接，控制杆142可控制第二活塞杆沿第三流道滑动，从而控制第一流道和第二流道之间连通或被隔断，复位弹性件用于驱动控制杆142进行复位。机控阀14的第一端(即第一流道)与换向阀11的第四气口o连通，机控阀14的第二端(即第二流道)与消声器15连接，且机控阀14的第二端与节流阀13的出口连通。机控阀14用于与节流阀13配合，对气缸12的第一活塞杆123的移动速度进行控制，以使得气缸12在带动发振筒4下降的初期，机控阀14保持开启状态，从而使得由换向阀11流出的气体直接通过机控阀14流通，此时，气缸12的第一活塞杆123能够以正常速度带动发振筒4移动；当气缸12带动发振筒4下降至设定位置时，机控阀14被关闭，此时，由换向阀11流出的气体仅能通过节流阀13流通，使得节流阀13对气缸12的第一活塞杆123的移动速度进行限制，从而使得气缸12以较慢的速度带动发振筒4下降，减小或消除气缸12的第一活塞杆123与气缸12的端盖之间产生的冲击力，保证发振筒4在接近工件时能够保持平稳的移动，从而使得超声波焊接机100能够具有较高的工作效率。消声器15则起到消音作用，并减小排气脉动，尽可能的降低排气噪声，此外，消声器15还可以防止环境中灰尘等细小颗粒进入气动系统1中的各类阀门，对各类阀门起到保护作用。

发振筒4与气缸12的第一活塞杆123固定连接，且发振筒4与控制电连接。第一导轨组件6连接在机头3和发振筒4之间，第一导轨组件6包括第一导轨61和滑块62，其中，第一导轨61沿立柱21的延伸方向分布并固定安装在发振筒4上，滑块62沿第一导轨61的延伸方向可滑动地安装在第一导轨61上，且滑块62与机构固定连接，第一导轨组件6能够保证气缸12驱动发振筒4移动的精度和稳定性，避免发振筒4移动过程中过度摇晃或抖动。

结合图4，微调单元5用于调节气缸12开始缓速驱动发振筒4移动的位置，微调单元5包括指针51、螺杆52和浮动块53。螺杆52绕自身的轴线可转动地安装在发振筒4上，使得螺杆52能够跟随发振筒4沿立柱21的延伸方向移动，此外，螺杆52螺纹连接于发振筒4上，且螺杆52沿立柱21的延伸方向朝向机头3内延伸设置。浮动块53设置在机头3内，机控阀14位于浮动块53和发振筒4之间，浮动块53与螺杆52固定连接，使得螺杆52能够驱动滑动块沿立柱21的延伸方向移动，并使得螺杆52能够带动浮动块53在立柱21的延伸方向上朝向或背向机控阀14的控制端(即控制杆142)移动。

机头3上设置有通槽31和刻度尺(未示出)，通槽31和刻度尺均沿立柱21的延伸方向延伸，且刻度尺位于通槽31的一侧上。指针51位于通槽31内，且指针51安装在浮动块53上，使得指针51能够跟随浮动块53移动。其中，刻度尺和指针51相互配合以用于显示距气缸12缓速驱动发振筒4下降的距离。

第二导轨组件7连接在立柱21和机头3之间，第二导轨组件7包括第二导轨71和滑动座72，第二导轨71安装在立柱21上，且第二导轨71沿立柱21的延伸方向延伸。滑动座72沿第二导轨71的延伸方向可滑动地安装在第二导轨71上。第二导轨组件7能够保证机头3移动的精度和稳定性，避免机头3移动过程中过度摇晃或抖动。进一步地，第二导轨组件7还包括螺柱73和手柄74，螺柱73沿立柱21的垂向延伸，螺柱73的第一端与滑动座72的第一滑块部721固定连接，且螺柱73分别穿过第一滑块部721和滑动座72的第二滑块部722，其中，第一滑块部721和第二滑块部722分别位于第二导轨71的相对的两侧。手柄74位于机头3外，手柄74与螺柱73的第二端螺纹连接，且手柄74与第二滑块部722邻接，手柄74用于与螺柱73配合驱动第一滑块部721和第二滑块部722相向移动，以对完成位置调节的机头3进行锁紧，避免机头3在立柱21的延伸方向上出现下坠。

结合图6，调节单元8安装在立柱21上，调节单元8用于驱动机头3沿立柱21的延伸方向移动，以对机头3的位置进行调节。具体地，调节单元8包括调节手轮81和丝杠82，调节手轮81的轴线平行于螺柱73，且调节手轮81绕自身的轴线可转动地安装在立柱21上，调节手轮81的轴部上设置有第一锥齿轮811。丝杠82沿立柱21的延伸方向延伸，丝杠82绕自身的轴线可转动地安装在立柱21上，且丝杠82与滑动座72螺纹连接。丝杠82靠近调节手轮81的端部上设置有第二锥齿轮821，第二锥齿轮821与第一锥齿轮811啮合，使得调节手轮81能够通过第一锥齿轮811和第二锥齿轮821控制丝杠82进行正反转，从而驱动机头3进行升降。此外，底座2上还设置有工作台22，工作台22位于发振筒4的正下方，工作台22可用于对工件进行夹紧的工装夹具，以避免工件加工过程中出现移动或晃动。

以下结合图1至图8对超声波焊接机100的工作原理进行简单说明：

当需要对工件进行超声波焊接加工时，首先，通过工装夹具将工件安装到底座2的工作台22上。随后，通过调节单元8的调节手轮81调节机头3的高度，以保证气缸12驱动发振筒4下降时，发振筒4不会与工件发生硬性碰撞。

接着，旋转微调单元5的螺杆52，使得螺杆52驱动浮动块53移动，配合浮块上的指针51和机头3上的刻度尺对气缸12开始缓速驱动发振筒4的位置进行调节。

当对浮动块53的位置完成后，即对气缸12开始缓速驱动发振筒4的位置调节完成后，控制超声波焊接机100开始对工件进行加工。如图3所示，初始时，机控阀14保持开启状态，同时控制器控制换向阀11切换至第一工作位，使得第一气口p与第二气口a连通、第三气口b与第四气口o连通，气源10输出气体流经气动三联件16、第一气口p、第二气口a和气缸12的第五气口121进入气缸12内，气缸12的第一活塞杆123与第六气口122之间气体则依次通过第三气口b、第四气口o和机控阀14流到消声器15处，从而使得气缸12的第一活塞杆123带动发振筒4在立柱21的延伸方向上向工件移动，此时，由于机控阀14处于开启状态，使得节流阀13无法对气缸12的第一活塞杆123起到节流调速作用，因此，在该期间内，气缸12的第一活塞杆123保持正常的移动速度。

在发振筒4移动过程中，发振筒4通过螺杆52带动浮动块53同步向工件移动。如图7所示，当浮动块53移动至机控阀14的控制端(在本实施例中即为浮动块53移动至与机控阀的控制杆142处并使控制杆142位移到临界点)时，机控阀14的第二活塞杆被控制杆142驱动至截止位置，使得第二活塞杆对第一流道和第二流道进行隔断，此时，机控阀14处于关闭状态，气缸12的第一活塞杆123与第六气口122之间气体则依次通过第三气口b、第四气口o和节流阀13流到消声器15处。此时，由于机控阀14处于关闭状态，使得第一活塞杆123与第六气口122之间气体仅能通过节流阀13流至消声器15，因此，节流阀13对气缸12的第一活塞杆123起到节流调速作用，故在该期间内，气缸12的第一活塞杆123的移动速度降低，实现气缸12慢速、平稳地驱动发振筒4向工件移动。

如图8所示，当发振筒4完成对工件的加工时，控制器控制换向阀11切换至第二工作位，使得第一气口p与第三气口b连通、第二气口a与第四气口o连通，气源10输出气体流经气动三联件16、第一气口p、第三气口b和气缸12的第六气口122进入气缸12内，气缸12的第一活塞杆123与第五气口121之间气体则依次通过第二气口a、第四气口o和机控阀14流到消声器15处，从而使得气缸12的第一活塞杆123带动发振筒4在立柱21的延伸方向上背向工件移动，当浮动块53解除与机控阀14的控制杆142的接触时，控制杆142在复位弹性件的作用下进行复位并驱动第二活塞杆反向移动，此时，第二活塞杆解除对第一流道和第二流道的隔断，使机控阀14处于开启状态，进而使得节流阀13无法对气缸12的第一活塞杆123起到节流调速作用，因此，在该期间内，气缸12的第一活塞杆123保持正常的移动速度，实现气缸12、发振筒4的快速复位。

此外，作为可替代的方案，可将本实施例中的机械阀14替换成微动开关，并在气动系统中设置一个电磁阀或第二两位五通电磁换向阀，其中，上述电磁阀或第二第二两位五通电磁换向阀分别与换向阀11和气缸12连接，从而使得当浮动块与微动开关的检测端接触时，微动开关向超声波焊接机的控制器发送检测信号，使电磁阀关闭或第二两位五点电磁换向阀换向，从而使节流阀对气缸12的第一活塞杆123起到节流调速作用。

综上可见，本实用新型的超声波焊接机具有减小或消除发振筒移动至下极限位置时受到的冲击力，并保证超声波焊接机加工效率的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。