本發(fā)明涉及一種超聲波焊接裝置，具體涉及一種具有多個焊接頭的超聲波焊接裝置，屬于超聲波焊接技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

針對當前的應(yīng)用市場，超聲波焊接以其快捷、高效、清潔和牢固的優(yōu)點，贏得了相關(guān)行業(yè)的認可。在交通行業(yè)，超聲波焊接可通過計算機程序控制來實施對大件和不規(guī)則工件的焊接如：保險杠、前后門、燈具、剎車燈等；在家電行業(yè)，超聲波焊接可用于手提日光燈罩、蒸汽熨斗門、電視機外殼、錄音機透明面板、電源整流器、電視機殼螺絲固定座、滅蚊燈殼、洗衣機脫水槽等產(chǎn)品；在玩具行業(yè)，超聲波焊接可用于代替螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助品；在包裝行業(yè)，超聲波焊接可用于軟管封口、特殊打包帶的連接；在電子行業(yè)，超聲波焊接應(yīng)用于手機、電腦、芯片等具體設(shè)備中。綜上所述，對超聲波焊接提出了廣泛應(yīng)用的要求，亟需一套行之有效的超聲波焊接裝置。

市面上的超聲波焊接應(yīng)用的產(chǎn)品，往往是一款產(chǎn)品受到追捧，廠家往往同步進行同產(chǎn)品不同型號的同步研發(fā)，以適應(yīng)市場對產(chǎn)品多元化、差異化、個性化的需求，形狀尺寸單一而數(shù)量巨大的產(chǎn)品雖然不需要多模具，但是其數(shù)量少，這種情況忽略不計；而同型產(chǎn)品在市場上受追捧的程度往往實在一個量級，相互之間的數(shù)量往往是在一個數(shù)量區(qū)間，因而對于其加工中的模具需求差異往往也是一個需求程度上的；因而，模具的設(shè)計往往具有單一性；模具的加工精度相對于工件的精度要高出一個精度級別以上；模具的調(diào)試和最終定型往往需要和客戶進行協(xié)調(diào)，在工時、場地等其他各種費用上成本較高；因而，因其相對高昂的成本，市場往往只針對成熟定型的產(chǎn)品開模，對于新產(chǎn)品的開發(fā)來說具有相當大的限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高精度多焊接頭超聲波焊接裝置，通過在換能器基座上安裝多個焊接頭以及工業(yè)相機實現(xiàn)高效率和高精度的超聲波焊接功能。

一種高精度多焊接頭超聲波焊接裝置，該裝置包括換能器基座、焊接頭、工業(yè)相機、控制單元和外部電源；

所述焊接頭的個數(shù)為兩個以上，焊接頭固定安裝在換能器基座的底面上，工業(yè)相機固定在換能器基座的側(cè)面，工業(yè)相機對待焊接工件進行圖像采集，圖像信息發(fā)送至控制單元，控制單元根據(jù)圖像信息選擇對應(yīng)的焊接頭對待焊接工件進行焊接，外部電源對換能器基座內(nèi)的換能器、焊接頭、控制單元和工業(yè)相機供電。

進一步地，所述焊接頭包括電磁金屬殼體、電磁驅(qū)動軸和焊接桿，所述電磁驅(qū)動軸通過直線軸承安裝在電磁金屬殼體的型腔內(nèi)，電磁驅(qū)動軸在電磁金屬殼體上電后沿軸向作直線移動，電磁驅(qū)動軸的一端與焊接桿固定連接。

工作原理：換能器基座將外部電源的50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、28、30或35KHz電能，被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過可變幅的電磁驅(qū)動軸傳遞給焊接桿，焊接桿將振動能量傳遞到待焊接工件的接合部即焊區(qū)，由于聲阻大能量在焊區(qū)被通過摩擦方式產(chǎn)生局部高溫(熱能)，又因?qū)嵝圆钅芰考薪佑|面熔化，在表面產(chǎn)生塑性變形并在壓力下破壞表面層，在設(shè)定壓力的作用下融合成一體，保壓時間內(nèi)凝固成型，形成一個堅固的分子鏈，焊接強度達到原材料強度。

有益效果：

1、本發(fā)明能夠針對產(chǎn)品不同的外形和尺寸進行編程，按照設(shè)計的編程原理生成數(shù)字信號，控制單元對相應(yīng)位置焊接頭通電，電磁金屬殼體在通電后與電磁驅(qū)動軸產(chǎn)生電磁效應(yīng)，電磁驅(qū)動軸能夠驅(qū)動相應(yīng)的焊接桿進行直線運動，電磁驅(qū)動軸根據(jù)信號的強度進行對應(yīng)工位的動作，多個焊接頭可協(xié)同動作，因其相對迅速的反應(yīng)時間可以保證不影響超聲波焊接，同時其動作精度相對較高，能夠保證產(chǎn)品的精度。

2、本發(fā)明采用了工業(yè)CCD相機，捕捉帶拐點的圖形進行識別，逆向工程生成點云數(shù)據(jù)，軟件生成輪廓，經(jīng)過局部優(yōu)化，可通過控制單元命令焊接頭上的電磁驅(qū)動桿進行精確動作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為焊接頭與換能器基座安裝關(guān)系的局部放大圖；

圖3為本發(fā)明焊接頭的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明焊接頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-換能器基座，2-工業(yè)相機、3-焊接頭、4-電磁金屬殼體、5-電磁驅(qū)動軸、6-焊接桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。

如附圖1和2所示，本發(fā)明提供了一種高精度多焊接頭超聲波焊接裝置，該裝置包括換能器基座1、焊接頭3、工業(yè)相機2、控制單元和外部電源；

本實施例中焊接頭3的個數(shù)為64個，焊接頭3固定安裝在換能器基座1的底面上，64個焊接頭3按圓周方向均勻分布，工業(yè)相機2固定在換能器基座的側(cè)面，工業(yè)相機2對待焊接工件進行圖像采集，圖像信息發(fā)送至控制單元，控制單元根據(jù)圖像信息選擇對應(yīng)的焊接頭對待焊接工件進行焊接，外部電源對換能器基座1內(nèi)的換能器、焊接頭3、控制單元和工業(yè)相機2供電。

如附圖3和4所示，焊接頭3包括電磁金屬殼體4、電磁驅(qū)動軸5和焊接桿6，電磁驅(qū)動軸5通過直線軸承安裝在電磁金屬殼體4的型腔內(nèi)，電磁驅(qū)動軸5在電磁金屬殼體4上電后沿軸向作直線移動，電磁驅(qū)動軸4的一端與焊接桿6固定連接。

每一個焊接頭具有唯一的64位身份ID，對于更高精度和更大范圍的產(chǎn)品工件，可以設(shè)置為2n焊接頭作為子焊接頭；64個字焊接頭可以完成264種不同設(shè)計方案的編程；

對于每一個焊接頭，電磁金屬殼體和電磁驅(qū)動軸配合形成的直線電機具有m個工位(l是直線電機的行程，d是電磁驅(qū)動軸的步長，直線電機的精度直接影響到工位數(shù)m，理論上無級調(diào)速直線電機m是∞)，m個工位對應(yīng)于焊接頭可以伸縮的m個焊接深度；假設(shè)m＝3：工位1、2、3依次對應(yīng)于未驅(qū)動位、驅(qū)動50％行程位、驅(qū)動100％行程位，焊接頭可以完成2(m-1)種動作，焊接頭的行程對應(yīng)于焊接的深度，該直線電機單焊接頭可焊接深度l、0.5l的產(chǎn)品。對于上述3工位64位焊接機，可以焊接264*3種產(chǎn)品；該焊接頭的適應(yīng)性非常好，在對于同型產(chǎn)品甚至是近似產(chǎn)品的通用性很好，其市場應(yīng)用前景廣闊；對于正在開發(fā)中的產(chǎn)品，對于產(chǎn)品外形尺寸進行各種調(diào)整，對于公差各種優(yōu)化中，一套該焊接頭即可滿足從設(shè)計到加工的反復(fù)迭代，具有足夠通用性適應(yīng)市場的需求；

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。