本實(shí)用新型涉及超聲波焊接領(lǐng)域，具體涉及一種超聲波金屬焊接機(jī)。

背景技術(shù)：

超聲波金屬焊接是一種新興的特種加工技術(shù)，它在很多方面都優(yōu)于傳統(tǒng)焊接技術(shù)，并在各領(lǐng)域內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用。這種先進(jìn)的焊接技術(shù)不僅是科技進(jìn)步的重要體現(xiàn)，同時(shí)也為人類社會(huì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。超聲波焊接通過超聲波電源發(fā)出一個(gè)高頻電能，高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成等同頻率的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，隨后機(jī)械運(yùn)動(dòng)通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭，利用氣缸帶動(dòng)超聲波振子，使焊頭壓在焊接材料的表面發(fā)出高頻振動(dòng)，局部的超聲振動(dòng)將焊件融合在一起。超聲波金屬焊接的應(yīng)用領(lǐng)域囊括了電子工業(yè)、制造業(yè)、食品工業(yè)以及核能工業(yè)等，不但在技術(shù)方面領(lǐng)先于傳統(tǒng)焊接技術(shù)，而且具有節(jié)能環(huán)保以及操作方便等特點(diǎn)，有效促進(jìn)我國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。超聲波金屬焊接技術(shù)在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用。

現(xiàn)有的超聲波焊接機(jī)沒有上下限位裝置或限位不到位，在焊接時(shí)，由于氣缸拉力作用，可能會(huì)將焊件焊透，不但沒有達(dá)到工藝要求，而且焊接效果也不理想，合理的設(shè)置限位，既能縮短焊接時(shí)間，又能提高效率。

鑒于上述缺陷，本實(shí)用新型創(chuàng)作者經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本實(shí)用新型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案在于，提供一種超聲波金屬焊接機(jī)，包括超聲波焊接單元，氣動(dòng)單元，機(jī)架，其特征在于，還包括限位單元，用來對(duì)所述超聲波焊接單元進(jìn)行限位，其包括：

限位安裝件，其安裝在所述機(jī)架上；

限位塊，其為L型，一正一反的擺放在所述限位安裝件的下端；

絲桿，其穿過所述限位安裝件的通孔和所述限位塊，與所述限位塊螺紋連接；

位旋鈕，其位于所述絲桿的上方，用來調(diào)節(jié)限位；

鎖緊螺母，其位于所述位旋鈕的上方，其用于鎖緊所述絲桿和所述限位塊；

所述超聲波金屬焊接機(jī)還包括夾持裝置，用來緊固并方便拆卸超聲波振子，

所述夾持裝置設(shè)有圓柱形中心孔，其直徑與所述超聲波振子的直徑相同，右側(cè)面設(shè)有橫向開口，左側(cè)面設(shè)有凹槽，所述開口和所述凹槽的寬度相等；所述開口作為鎖緊端，與所述中心孔連通，所述凹槽作為連接端；所述鎖緊端上部分前后設(shè)有第一通孔，第二通孔，所述鎖緊端下部分設(shè)有第一螺紋孔和第二螺紋孔與之對(duì)應(yīng)，所述鎖緊端上部分中間還設(shè)有貫穿上部分的第三通孔，其內(nèi)設(shè)有螺紋。

較佳的，所述夾持裝置頂部中心設(shè)有第三螺紋孔、第四螺紋孔，其用來連接模具支撐桿，所述模具支撐桿另一端連接通桿，所述通桿另一端抵在焊頭上，用來提高所述超聲波焊接單元的振動(dòng)精度。

較佳的，所述機(jī)架的前面板上設(shè)有左右對(duì)稱的定位孔，其用來對(duì)所述超聲波焊接單元的底模進(jìn)行限位和固定。

較佳的，所述前面板中間設(shè)有豎直的凹槽，便于拆除與所述超聲波焊接單元連接的定位銷。

較佳的，所述限位單元還包括導(dǎo)軌，其通過第一連接板與所述夾持裝置連接，用來確保焊接上下運(yùn)動(dòng)的垂直性，提高振動(dòng)的精度。

較佳的，所述氣動(dòng)單元包括氣壓比例閥，其用來精確控制氣缸內(nèi)的壓力。

較佳的，所述機(jī)架下端設(shè)有至少兩個(gè)底座，用來減震并支撐、固定所述機(jī)架。

較佳的，所述機(jī)架內(nèi)部至少設(shè)有一根支撐桿，其為彈性元件，用來對(duì)左右兩部分進(jìn)行支撐和固定，提高機(jī)架的穩(wěn)定性。

較佳的，所述機(jī)架包括L型板，為左側(cè)板和底板為一體的構(gòu)造，其用來支撐、保護(hù)整個(gè)設(shè)備，并保證其穩(wěn)定性。

與現(xiàn)有技術(shù)比較本實(shí)用新型的有益效果在于：1，所述超聲波金屬焊接機(jī)能夠合理設(shè)置上下限位，提高固定方式的精度，在保證氣缸氣壓穩(wěn)定性的同時(shí)，縮短焊接時(shí)間，提高焊接效果，具有較高的實(shí)用性，夾持裝置不僅滿足對(duì)超聲波振子安裝的準(zhǔn)確性及緊固性，更具有易拆卸性，能夠滿足工業(yè)上經(jīng)常更換模具頭的需求。2，所述超聲波金屬焊接機(jī)的氣缸具有結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，占用空間小的優(yōu)點(diǎn)。3，所述超聲波金屬焊接機(jī)設(shè)有氣壓比例閥，其控制精度可低至1pa，與電磁閥共同作用，能有效實(shí)時(shí)的控制焊頭焊接時(shí)的壓力，既能保證控制的精度，又具有很好的靈活性。4，所述超聲波金屬焊接機(jī)的機(jī)架采用鈑金的加工工藝，既減輕重量，又增加外觀美感，材料為航空鋁，并做了CMC加工，以及氧化、硬質(zhì)處理，確保鋁材達(dá)到足夠的硬度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型各實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的后視圖；

圖3是本實(shí)用新型機(jī)架的整體示意圖；

圖4是去掉部分機(jī)架的左視圖；

圖5是去掉部分機(jī)架的右視圖；

圖6是定位銷局部放大圖；

圖7是夾持裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是限位單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中數(shù)字表示：

1.機(jī)架 2.超聲波焊接單元 3.夾持裝置 4.氣動(dòng)單元5.限位單元

11.前面板 12.右側(cè)板 13.L型板 14.底座 15.支撐桿

21.超聲波振子 22.焊頭 23.底模

31.中心孔32.開口 33.凹槽 34.第一U型槽 35.第二U型槽 36.第三通孔37.缺口 38.第三螺紋孔 39.第四螺紋孔 310.模具支撐桿 311.通桿

41.氣缸 42.電氣比例閥

51.安裝件 52.限位塊 53.位旋鈕 54.絲桿 55.鎖緊螺母 56.第一限位孔57.第二限位孔 58.導(dǎo)軌 59.導(dǎo)軌連接板

61.第一連接板 62.第二連接板 63.第三連接板 64.限位銷

111.定位孔 112.凹槽

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

如圖1、2所示，其分別為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖、后視圖。所述超聲波金屬焊接機(jī)包括：機(jī)架1，超聲波焊接單元2，夾持裝置3，氣動(dòng)單元4，限位單元5。

如圖3所示，其為本實(shí)用新型機(jī)架的整體示意圖。所述機(jī)架1設(shè)于所述超聲波金屬焊接機(jī)的最外側(cè)，用來支撐并保護(hù)整個(gè)設(shè)備。其包括：前面板11、右側(cè)板12、L型板13。所述前面板11上設(shè)有左右對(duì)稱定位孔111，其用來對(duì)所述超聲波焊接單元2的部件進(jìn)行限位和固定。所述前面板11中間還設(shè)有豎直的凹槽112，當(dāng)拆卸所述焊接單元2時(shí)，一字螺絲刀斜插入所述凹槽112，便于拆除二者連接的定位銷。所述右側(cè)板12位于所述機(jī)架1的右側(cè)，所述L型板13實(shí)現(xiàn)了左側(cè)板和底板為一體的構(gòu)造，在承受能力的范圍內(nèi)，完全不會(huì)發(fā)生相對(duì)的振動(dòng)，既節(jié)約原材料，又能夠極大的保證所述超聲波金屬焊接機(jī)的穩(wěn)定性。所述L型板13的下部，設(shè)有至少兩個(gè)底座14，其用來支撐并固定整個(gè)機(jī)架1，并起到了很好的減震效果。所述右側(cè)板12與所述L型板13之間至少設(shè)有一根支撐桿15，其用來對(duì)所述機(jī)架1的左右兩部分進(jìn)行支撐和固定，所述支撐桿為彈性元件，既保證所述機(jī)架的穩(wěn)定性，又能控制精度。所述機(jī)架1各部分間通過銷釘進(jìn)行固定連接，連接十分緊湊，既穩(wěn)定可靠，又便于拆卸。

所述機(jī)架1選用鈑金的綜合冷加工工藝，既減輕重量，又增加外觀美感。所述機(jī)架材料為航空鋁，保證其在正常使用中不易發(fā)生變形，同時(shí)使用CMC加工，做了氧化、硬質(zhì)處理，確保鋁材達(dá)到足夠的硬度，具有很高的實(shí)用性。所述機(jī)架1沒有設(shè)置上蓋和后面板，既有利于各設(shè)備的散熱，又能減輕所述機(jī)架的重量，極大的保證輕量化設(shè)計(jì)。

如圖4所示，其為去掉部分機(jī)架后的左視圖。所述超聲波焊接單元2包括超聲波振子21，焊頭22，底模23。所述超聲波振子21由所述氣動(dòng)單元4帶動(dòng)，其包括超聲波換能器和超聲波變幅桿，所述超聲波換能器用來將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率，并傳遞給所述超聲波變幅桿，所述超聲波變幅桿為無源器件，其用來將接收的振動(dòng)改變振幅后再傳遞出去，將超聲能量集中在一個(gè)較小的面積上積聚能量，完成阻抗變換。所述超聲波焊接單元2工作時(shí)，將下工件置于所述底模23中不動(dòng)，保證所述焊頭能夠接觸到并對(duì)其施壓即可。所述焊頭22因受超聲波高頻作用，令上工件生熱振動(dòng)，因而與所述下工件熔合，所述焊頭22停止振動(dòng)后，壓力保持，令熔接位置冷卻成型，整個(gè)焊接時(shí)間約為一秒左右。所述底模23用來承裝所述下工件，所述底模23通過定位銷和螺釘固定在所述前面板11的定位孔111中，可根據(jù)實(shí)際要求選擇不同位置的定位孔111進(jìn)行安裝。拆卸時(shí)，先拆除螺釘，再將一字螺絲刀斜插入所述前面板凹槽中，拆除定位銷。

如圖7所示，其為夾持裝置結(jié)構(gòu)示意圖。所述夾持裝置3由一整塊鋼鐵加工而成，其中間設(shè)有圓柱形中心孔31，直徑與所述超聲波振子21的直徑相同。如圖5所示，其為去掉部分機(jī)架后的右視圖。所述夾持裝置3套在所述超聲波振子21的外部，下端與第一連接板61通過螺紋連接。所述第一連接板前方與第二連接板62通過螺紋連接，左下方與第三連接板63連接。三塊所述連接板對(duì)所述夾持裝置3和所述超聲波焊接單元2起支撐的作用，另外，所述第三連接板63為三角形狀，很好的起到加固的作用。所述第一連接板右后方設(shè)有一限位銷64，其一部分固定在所述第一連接板內(nèi)部，另一部分裸露在外，與所述限位單元5配合，共同完成對(duì)所述超聲波焊接單元2的上下限位作用。如圖6所示，其為定位銷局部放大圖。

所述夾持裝置3的右側(cè)面設(shè)有橫向開口32，與之對(duì)應(yīng)，左側(cè)面設(shè)有一凹槽33，所述開口和所述凹槽的寬度相等。所述開口作為鎖緊端，與所述中心孔連通，所述凹槽33作為所述夾持裝置3上下部分的連接端。所述鎖緊端上部分前后設(shè)有第一U型槽34、第二U型槽35，其內(nèi)部分別設(shè)有貫穿上部分的第一通孔、第二通孔，所述鎖緊端下部分設(shè)有第一螺紋孔和第二螺紋孔分別與之對(duì)應(yīng)。使用時(shí)，用兩個(gè)螺釘分別穿過所述第一通孔，所述第二通孔，與所述第一螺紋孔、第二螺紋孔連接，進(jìn)而將所述夾持裝置3的上部分和下部分鎖緊。

所述鎖緊端上部分中間還設(shè)有貫穿上部分的第三通孔36，其內(nèi)部設(shè)有螺紋。使用時(shí)，先將所述第一通孔、第二通孔內(nèi)的螺釘拆除，所述第三通孔36內(nèi)的螺釘向下用力頂住下半部分，使上半部分和下半部分分開，就松開了所述超聲波振子21，不需要拆開其他大量部件就能快速拆除所述超聲波焊接單元2，滿足了工業(yè)上經(jīng)常性更換模具頭的需求。

所述夾持裝置3底部設(shè)有缺口37，其用來連接所述氣動(dòng)單元4；所述夾持裝置3頂部中心設(shè)有第三螺紋孔38、第四螺紋孔39，其用來連接模具支撐桿310，共同完成對(duì)所述超聲波焊接單元2固定和支撐的作用，提高振動(dòng)精度。使用時(shí)，用兩個(gè)螺釘，依次穿過所述模具支撐桿310的連接孔、所述第三螺紋孔/第四螺紋孔并擰緊。所述模具支撐桿310的另一端連接一通桿311，所述通桿另一端抵在所述焊頭上，以此來提高所述超聲波焊接單元的振動(dòng)精度。

所述氣動(dòng)單元4包括氣缸41，其用來將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并驅(qū)動(dòng)所述超聲波焊接單元2。所述氣缸41位于所述第一連接板61的下方，上方與所述缺口37連接，下方與所述L型板13通過定位銷及沉頭螺絲固定。所述氣缸具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、占用空間小的優(yōu)點(diǎn)。所述氣動(dòng)單元4還包括電氣比例閥42，為使整個(gè)機(jī)架更為緊湊美觀，其安裝在所述超聲波金屬焊接機(jī)的右側(cè)板12上，所述超聲波振子21由所述氣缸41帶動(dòng)，而所述氣缸拉力受到氣壓大小的影響，氣壓大小直接決定了焊接的質(zhì)量。所述氣壓比例閥的控制精度可低至1pa的壓力，能有效的實(shí)時(shí)控制所述焊頭22焊接時(shí)的壓力。所述氣壓比例閥用來完成對(duì)所述氣缸進(jìn)氣量和出氣量的控制，既保證控制的精度，又具有很好的靈活性。所述氣缸41和所述氣壓比例閥42之間通過電路實(shí)現(xiàn)連接和控制。

如圖8所示，其為限位單元結(jié)構(gòu)示意圖。所述限位單元5包括限位安裝件51，限位塊52，位旋鈕53，絲桿54，鎖緊螺母55。所述限位塊52為L型，一正一反的擺放在所述限位安裝件51的下端，所述絲桿依次穿過所述安裝件的通孔和所述限位塊，所述絲桿54與所述限位塊52的連接處設(shè)有螺紋。所述位旋鈕53設(shè)于所述絲桿的上方，便于調(diào)節(jié)限位。所述鎖緊螺母55位于所述位旋鈕的上方，其用于鎖緊整個(gè)所述絲桿和所述限位塊。使用時(shí)，先松開所述鎖緊螺母55，旋轉(zhuǎn)所述位旋鈕53，帶動(dòng)所述絲桿54旋轉(zhuǎn)，由于所述絲桿與所述限位塊螺紋連接，可帶動(dòng)所述限位塊上下動(dòng)作，調(diào)節(jié)的精度可達(dá)um級(jí)別。

所述安裝件的一側(cè)安裝在所述L型板上，通過螺絲鎖緊，并設(shè)有兩個(gè)定位銷，安裝簡便，準(zhǔn)確。所述安裝件的另一端，所述限位銷64被固定在兩個(gè)所述限位塊形成的第一限位孔56中。由于各零部件的連接關(guān)系為：位旋鈕-絲桿-限位塊-限位銷-第一連接板-夾持裝置-超聲波振子，所以通過旋轉(zhuǎn)所述位旋鈕，可最終實(shí)現(xiàn)對(duì)所述超聲波振子的上下位置的調(diào)整，具有較高的調(diào)節(jié)精度。

所述限位單元5還包括一導(dǎo)軌58，其通過導(dǎo)軌連接板59與所述第一連接板61通過銷釘進(jìn)行連接，使二者連接的更加緊固。所述導(dǎo)軌58采用THK高精度導(dǎo)軌，保證了所述超聲波金屬焊接機(jī)在工作時(shí)，即使所述焊頭22一端受力也能保持上下移動(dòng)的垂直，發(fā)出超聲時(shí)所述焊頭22不會(huì)發(fā)生前后的相對(duì)位移。在所述導(dǎo)軌58的兩端分別增加兩個(gè)定位銷，以確保焊接上下運(yùn)動(dòng)的垂直性，提高振動(dòng)的精度。所述導(dǎo)軌比直線軸承具有更高的額定負(fù)載，承擔(dān)一定的扭矩，保證在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。

所述限位單元5還便于對(duì)所述超聲波金屬焊機(jī)的拆卸，所述安裝件殼體設(shè)有第二限位孔。拆卸時(shí)，將用于固定的銷釘拆除，旋轉(zhuǎn)所述位旋鈕，當(dāng)所述第一限位孔上升到所述第二限位孔時(shí)，便產(chǎn)生了使所述限位銷64向左移動(dòng)的空間，所述超聲波金屬焊接機(jī)內(nèi)部便不再左右緊湊，有了左右移動(dòng)的空隙，此時(shí)，所述夾持裝置，所述超聲波焊接單元，所述連接板便可以一并向上提出。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與上述實(shí)施例的不同之處在于，所述氣動(dòng)單元4還包括兩個(gè)速度控制閥，其固定在所述右側(cè)板12上，分別為進(jìn)氣節(jié)流型和排氣節(jié)流型。所述進(jìn)氣節(jié)流型即在氣源進(jìn)入所述氣缸41的時(shí)候單向閥截止，通過限流螺母控制氣流進(jìn)入所述氣缸41，從而達(dá)到調(diào)速的目的；所述排氣節(jié)流型即在所述氣缸排氣的時(shí)候單向截止，通過限流螺母控制氣流排出，從而達(dá)到調(diào)速的目的。所述排氣節(jié)流型對(duì)排出氣流進(jìn)行限制，不會(huì)造成活塞桿急劇伸出或縮回，這種方式較為保險(xiǎn)。所述速度控制閥設(shè)有外接按鈕，便于用戶直接對(duì)所述氣缸41的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而控制所述超聲波焊接單元2的焊接速度，防止焊接電流過高，焊頭粘損等現(xiàn)象的發(fā)生。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。