專利名稱：振動焊接用的振動發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種振動焊接用振動發(fā)生裝置，屬于用于熱塑性成型樹脂件振動焊接的配套裝置。
背景技術(shù)：
圖4為傳統(tǒng)的振動焊接機(jī)的點振動原理示意圖。圖4中的振動焊接機(jī)1，具有相隔一定空間距離L、并相對設(shè)置的一對電磁鐵11、21，在該對電磁鐵之間放置可自由振動的、由磁性體制成的動子14。電磁鐵11由線圈13纏繞鐵芯12而成，電磁鐵21由線圈23纏繞鐵芯22而成。在實際工作中，通過控制電路3對線圈電流進(jìn)行控制，控制電路按指定周期(頻率)給電磁鐵11的線圈13和電磁鐵21的線圈23交替輸入勵磁電流。由此，動子14受電磁鐵11和電磁鐵21的交替吸引，按箭頭A所示的水平方向振動。另外，通過間隙傳感器測量動子14的振動振幅，以檢測過振幅。動子14的底部14通過未圖示的固定裝置固定著焊接對象——熱塑性樹脂成型件等成型件31。此外，設(shè)置在動子14下部的成型件固定臺41上通過未圖示的固定裝置固定著焊接對象——熱塑性樹脂成型件等成型件32。所述的成型件固定臺41通過加壓裝置6按箭頭B方向加壓，使成型件31與成型件32相對的面C相互施壓。在成型件31與成型件32相對的面C相互施壓的狀態(tài)下，使動子14在水平方向(箭頭A所示方向)振動。由此，成型件31和成型件32相對的面C(接觸面)相互摩擦發(fā)熱，實現(xiàn)成型件31和成型件32的接觸面熔接。此時，調(diào)整動子14的振幅量(水平方向的移動量)的大小即可調(diào)整發(fā)熱量。動子14的振幅量的調(diào)整通過振幅指令信號Aref實施。電流指令生成電路(AMP) 2以振幅指令信號Aref為基礎(chǔ)，生成控制輸入到電磁鐵11、21的電流大小的電流指令信號Iref0電流指令信號Iref被輸入到線圈電流控制電路3內(nèi)的驅(qū)動電路4，驅(qū)動電路4控制線圈通電區(qū)5根據(jù)電流指令信號Iref將勵磁電流輸入到電磁鐵11、21。線圈通電區(qū)5包括電源及切換元件(未圖示)等，按指定周期(頻率)將電流指令信號Iref指定大小的勵磁電流交替輸入到電磁鐵11的線圈13和電磁鐵21的線圈23。電磁鐵11、21、動子14構(gòu)成振動發(fā)生區(qū)50。通過這種結(jié)構(gòu)，使電磁鐵11、21的線圈13、23中流動著電流，從而使動子14產(chǎn)生振動，成型件31和成型件32的接觸面相互摩擦發(fā)熱，成型件31和成型件32的接觸面熔接。圖5為圖4中所示振動發(fā)生裝置50的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。該圖中振動焊接機(jī)的振動發(fā)生裝置50具有平板狀的固定框架51和與固定框架51相對匹配的活動框架52。一對板彈簧53、54，分別夾在固定框架51和活動框架52之間的正面、背面，各個端部通過固定手段(例如涂抹粘合劑)分別固定于固定框架51和活動框架52上。該對板彈簧53、54具有垂直于固定框架51及活動框架52的格柵孔55。由固定框架51、活動框架52及一對板彈簧53、54組成的結(jié)構(gòu)內(nèi)，設(shè)置著固定于固定框架51上、吸引面相隔一定距離相對并被交替通電的一對電磁鐵(未圖示)。上述結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)置著位于上述一對電磁鐵之間、下端固定于活動框架52上、被上述一對電磁鐵交替吸引而振動的動子(未圖示)?；顒涌蚣?2的底面固定著焊接對象——第一成型件31。通過未圖示加壓裝置以第二成型件對固定于活動框架52上的第一成型件施壓、接觸，在上述第一成型件和上述第二成型件相互施壓、接觸的狀態(tài)下，使上述動子平行于兩個成型件的接觸面(沿箭頭A方向)振動，從而使上述成型件的接觸面焊接。上述這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的振動焊接機(jī)的振動發(fā)生裝置，由于與振動焊接時成型件的振動方向直交的橫向剛度小，容易發(fā)生如圖6-1、圖6-2所示的橫向振動或扭轉(zhuǎn)振動，而發(fā)生這種振動會降低焊接程度。此外，為了提高焊接程度，當(dāng)然可以通過增大振動焊接時的振動沖程來抑制板彈簧的彈簧應(yīng)力。但需加大固定于固定框架和活動框架之間的板彈簧的高度方向的長度，而這會導(dǎo)致裝置的大型化。另外，本裝置也不能簡單地進(jìn)行板彈簧的彈簧常數(shù)振動固有頻率的調(diào)整來實現(xiàn)上述目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在提供一種提高振動焊接程度及實現(xiàn)裝置小型化的振動焊接用的振動發(fā)生裝置。這種振動焊接用的振動發(fā)生裝置，包括具備平板狀的固定框架、與該固定框架相對的平板狀的活動框架，分別夾在上述固定框架和上述活動框架之間的正面、背面，各個端部通過固定手段分別固定于上述固定框架和上述活動框架上，具有垂直于上述固定框架及上述活動框架的格柵孔的一對板彈簧、設(shè)置于由上述固定框架、上述活動框架及上述一對板彈簧組成的結(jié)構(gòu)內(nèi)，固定于上述固定框架上，吸引面相隔一定距離相對并被交替通電的一對電磁鐵，設(shè)置于上述結(jié)構(gòu)內(nèi)、位于上述一對電磁鐵之間、下端固定于上述活動框架上、并被上述一對電磁鐵交替吸引而振動的動子，上述活動框架的底面固定著焊接對象一第一成型件，并具備以第二成型件對固定于上述動子上的第一成型件施壓、接觸的加壓裝置，其特征在于在所述活動框架和固定框架的左、右兩側(cè)面另設(shè)有一對上端固定于活動框架的側(cè)面、下端固定于固定框架的側(cè)面的一組對應(yīng)設(shè)置的左板彈簧和右板彈簧；由此構(gòu)成圍繞活動框架和固定框架的四面彈簧控制結(jié)構(gòu)。所述的一對左板彈簧和右板彈簧由呈平板狀的單塊板體組成。所述的一對左板彈簧和右板彈簧板呈短柵欄狀，該短柵欄狀的多個板彈簧成為上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面且可拆卸。上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明振動焊接用振動發(fā)生裝置上，一端固定于上述固定框架的側(cè)面、另一端固定于上述活動框架的側(cè)面的第二板彈簧，成為由上述固定框架、上述振動框架及上述一對板彈簧組成的上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面。[0022]本發(fā)明的有益效果是如上所述，本發(fā)明振動焊接機(jī)上，一端固定于上述固定框架的側(cè)面、另一端固定于上述活動框架的側(cè)面的第二板彈簧，成為由上述固定框架、上述振動框架及上述一對板彈簧組成的上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面。由此，與振動焊接時成型件的振動方向直交的方向(橫向)上的剛度提高，難以發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動或橫向振動。從而可實現(xiàn)完全的一個方向的振動，提高焊接程度。此外，只需進(jìn)行板厚或板寬之一或兩者均不同的板彈簧的更換或短柵欄狀的板彈簧的安裝塊數(shù)的變更，或者板厚、板寬不同的短柵欄狀的板彈簧的更換或安裝塊數(shù)的變更等，即可簡單地調(diào)整構(gòu)成振動發(fā)生區(qū)的整個板彈簧的彈簧常數(shù)乃至振動固有頻率。而且安裝第二板彈簧，可分散作用于上述一對板彈簧的總體應(yīng)力，即使加大振動焊接用振動沖程，也可縮短板彈簧的有效距離，實現(xiàn)裝置的小型化。

圖1為本實用新型的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為與圖1所示本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為與本發(fā)明的另一實施方式有關(guān)的振動焊接機(jī)的振動發(fā)生裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)；圖4為傳統(tǒng)的振動焊接機(jī)的電氣結(jié)構(gòu)；圖5為傳統(tǒng)的振動焊接機(jī)的振動發(fā)生區(qū)的外觀結(jié)構(gòu)；圖6-1為傳統(tǒng)的振動焊接機(jī)的振動狀態(tài)示意圖；圖6-2為傳統(tǒng)的振動焊接機(jī)的振動狀態(tài)示意圖。圖中100 :振動發(fā)生裝置101:固定框架102 :活動框架103前板彈簧104后板彈簧106右板彈簧107左板彈簧200板彈簧110、111:電磁鐵112:動子。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖1至圖4說明與本發(fā)明的實施方式有關(guān)的振動焊接用的振動發(fā)生裝置。本發(fā)明的實施方式涉及的振動焊接用的振動發(fā)生裝置的電氣結(jié)構(gòu)，與圖4所示傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，省略重復(fù)說明。本發(fā)明的主體部分的結(jié)構(gòu)如圖1及圖2所示。[0047]圖1為與本發(fā)明的實施方式有關(guān)的振動焊接用的振動發(fā)生裝置的外觀結(jié)構(gòu)；圖2為與本發(fā)明的實施方式有關(guān)的振動焊接用的振動發(fā)生裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖1至圖2給出的振動焊接用的振動發(fā)生裝置100，具備平板狀的固定框架101和與固定框架101相對匹配的的活動框架102。一對相互匹配的板彈簧，分別夾在固定框架101和活動框架102之間的正面、背面，構(gòu)成前板彈簧103、后板彈簧104 ;兩彈簧上下各個端部通過固定手段(例如涂抹粘合劑)分別固定于固定框架101和活動框架102上。該一對前板彈簧103、后板彈簧104的板體上具有垂直于固定框架101及活動框架102的格柵孔105。該一對板彈簧相鄰的格柵孔105所夾部分(小塊)形成I塊彈簧，因此前板彈簧103、后板彈簧104是多個小塊彈簧的集合體。由固定框架101、活動框架102及一對前板彈簧103、后板彈簧104組成的結(jié)構(gòu)內(nèi)， 設(shè)置著固定于固定框架101上、吸引面相隔一定距離相對并被交替通電的一對電磁鐵110、111。上述結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)置著位于上述一對電磁鐵110、111之間、下端固定于活動框架102上、被上述一對電磁鐵110、111交替吸引而振動的動子112 ;而且一端固定于固定框架101的側(cè)面、另一端固定于活動框架102的側(cè)面的板彈簧(相當(dāng)于本發(fā)明中第二板彈簧)106、107，成為上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面。此外，活動框架102的底面固定著焊接對象一第一成型件108。通過未圖示加壓裝置(pressure device)以第二成型件(未圖示)對固定于活動框架102上的第一成型件108施壓、接觸，在上述第一成型件和上述第二成型件相互施壓、接觸的狀態(tài)下，使上述動子112平行于兩個成型件的接觸面(沿箭頭A方向)振動，從而使上述兩個成型件的接觸面焊接。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，設(shè)振動焊接時振動成型件的方向(A方向)的振動發(fā)生裝置的整個振動系統(tǒng)的彈簧常數(shù)為k，A方向的由一對前板彈簧103、后板彈簧104組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)為kl，由成為上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面的右板彈簧106、左板彈簧107組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)為k2,這兩個彈性系統(tǒng)的整體彈簧常數(shù)k為，k=kl+k2··· (I)彈簧常數(shù)k按下式計算k=nEBt3 / L3…(2)式中，η為板的塊數(shù)，E為拉伸彈性模量，B為板彈簧的板寬，t為板彈簧的板厚，L為板彈簧的高度方向的長度。也就是說，如圖1所示，構(gòu)成一對前板彈簧板彈簧103、后板彈簧104的各個小塊彈簧的板寬為BI，板厚為tl，高度方向的長度為L ;板彈簧106、107的板寬為B2，板厚為t2，高度方向的長度為L。設(shè)A方向的由一對板彈簧103、104組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)kl，kl=nlEBltl3 / L3…(3)另設(shè)A方向的由右板彈簧106、做板彈簧107組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)為k2，k2=n2EB2t23 / (4)式中，由于圖1示例中一對前板彈簧103、后板彈簧104分別由9塊小塊彈簧形成，所以 nl=2X9=18 ;而 n2=2。然后，設(shè)圖1中B方向(橫向振動模式(圖6-2時)(與A方向直交的方向)的振動發(fā)生裝置的整個振動系統(tǒng)的彈簧常數(shù)為k' 4方向的由一對前板彈簧103、后板彈簧104組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)為kl ’，由成為上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面的板彈簧106、107組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)為k2丨，這兩個彈性系統(tǒng)的整體彈簧常數(shù)為，k ' =kl ' +k2 '…(5)彈簧常數(shù)k '為式⑵中t和B調(diào)換所得的公式k ' =nEtB3 / L3 …(6)因此B方向的由一對板彈簧103、104組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)kl ’，
·[0069]kl ; =nlEtlB13 / L3... (7)B方向的由板彈簧106、107組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)k2 ^為，k2 ; =n2Et2B23 / L3... (8)式(7)中，由于構(gòu)成一對前板彈簧103、后板彈簧104的各個小塊彈簧的板厚tl與板寬BI的大小沒有太大差異，不能使彈簧常數(shù)kl '太大。而由成為上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面的右板彈簧106、做板彈簧107組成的彈性系統(tǒng)的彈簧常數(shù)k2丨，由于右板彈簧106、左板彈簧107的板寬B2較大，可使彈簧常數(shù)k2丨非常大。由此，將右板彈簧106、左板彈簧107安裝于上述結(jié)構(gòu)時，振動發(fā)生裝置的整個振動系統(tǒng)的彈簧常數(shù)，由于相對于振動焊接時的振動方向——A方向的彈簧常數(shù)k，B方向的彈簧常數(shù)k'較大，橫向(圖1中的B方向)剛度提高。圖6-2所示扭轉(zhuǎn)振動模式，即扭轉(zhuǎn)方向的剛度也有類似提高。設(shè)包括前板彈簧103、后板彈簧104、右板彈簧106、左板彈簧107的振動系統(tǒng)的總體振動固有頻率，即振動系統(tǒng)的共振頻率為f，f=(l / 2) · V (k / m)... (9)式中，k為彈簧常數(shù)，m為振動系統(tǒng)的活動部分的質(zhì)量。如式(I) (4)、(9)所示，整個振動系統(tǒng)的彈簧常數(shù)k，可通過變更成為上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面的右板彈簧106、左板彈簧107的彈簧常數(shù)，調(diào)整整個振動系統(tǒng)的振動固有頻率，即共振頻率f。也就是說，用板厚t2、板寬B2之一或兩者均不同的板彈簧更換右板彈簧106、左板彈簧107，即可改變彈簧常數(shù)k2，由此，如式(9)所示，可調(diào)整振動發(fā)生裝置的振動系統(tǒng)的共振頻率f?？梢姡恍韪鼡Q板厚或板寬之一或兩者均不同的板彈簧，即可簡單地調(diào)整構(gòu)成振動發(fā)升裝置的整個板彈簧的彈簧常數(shù)乃至振動固有頻率。此外，與振動焊接時成型件的振動方向直交的方向(橫向)上或扭轉(zhuǎn)方向上的剛度提高，難以發(fā)生圖6-1所示扭轉(zhuǎn)振動或圖6-2所示橫向振動。從而可實現(xiàn)完全的一個方向的振動，提高焊接程度。而且使一端固定于固定框架101的側(cè)面、另一端固定于活動框架102的兩側(cè)面的右板彈簧106、左板彈簧107，成為構(gòu)成振動焊接機(jī)的振動發(fā)生區(qū)的結(jié)構(gòu)的側(cè)面，可分散作用于上述一對前板彈簧103、后板彈簧104的總體應(yīng)力，即使加大振動焊接用振動沖程，也可縮短板彈簧的有效距離，實現(xiàn)裝置的小型化。圖3為本發(fā)明的另一實施方式。在該實施方式中，以短柵欄狀的多個板彈簧200代替平板狀的單個板彈簧，成為圖1所示由固定框架101、活動框架102及一對側(cè)置板彈簧106、107構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的側(cè)面，其他結(jié)構(gòu)與圖1及圖2所示實施方式相同，省略重復(fù)說明。[0082]根據(jù)本實施方式，只需對置于上述結(jié)構(gòu)上的短柵欄狀的第二板彈簧200，變更其塊數(shù)或者用厚度或?qū)挾炔煌亩號艡跔畹陌鍙椈筛鼡Q，即可簡單地調(diào)整構(gòu)成振動發(fā)生裝置的整個板彈簧的彈簧常數(shù)乃至振動固有頻率。
權(quán)利要求1.一種振動焊接用的振動發(fā)生裝置，包括具備平板狀的固定框架、與該固定框架相對的平板狀的活動框架，分別夾在上述固定框架和上述活動框架之間的正面、背面，各個端部通過固定手段分別固定于上述固定框架和上述活動框架上，具有垂直于上述固定框架及上述活動框架的格柵孔的一對板彈簧、設(shè)置于由上述固定框架、上述活動框架及上述一對板彈簧組成的結(jié)構(gòu)內(nèi)，固定于上述固定框架上，吸引面相隔一定距離相對并被交替通電的一對電磁鐵，設(shè)置于上述結(jié)構(gòu)內(nèi)、位于上述一對電磁鐵之間、下端固定于上述活動框架上、 并被上述一對電磁鐵交替吸引而振動的動子，上述活動框架的底面固定著焊接對象一第一成型件，并具備以第二成型件對固定于上述動子上的第一成型件施壓、接觸的加壓裝置， 其特征在于在所述活動框架和固定框架的左、右兩側(cè)面另設(shè)有一對上端固定于活動框架的側(cè)面、下端固定于固定框架的側(cè)面的一組對應(yīng)設(shè)置的左板彈簧和右板彈簧；由此構(gòu)成圍繞活動框架和固定框架的四面彈簧控制結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的振動焊接用的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述的一對左板彈簧和右板彈簧由呈平板狀的單塊板體組成。
3.如權(quán)利要求1所述的振動焊接用的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述左、右板彈簧呈短柵欄狀，并且該短柵欄狀的多個板彈簧成為上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面且可更換。
專利摘要一種振動焊接用的振動發(fā)生裝置，包括平板狀的固定框架、活動框架，分別夾在上述固定框架和活動框架之間的正面、背面，各個端部分別固定于上述固定框架和上述活動框架上，具有垂直于上述固定框架及上述活動框架的格柵孔的一對板彈簧，設(shè)置于由上述兩框架及上述一對板彈簧組成的結(jié)構(gòu)內(nèi)，固定于上述固定框架上，并被交替通電的一對電磁鐵，以及被上述一對電磁鐵交替吸引而振動的動子，上述活動框架的底面固定著焊接對象——第一成型件，以及第一成型件下部的第二成型件構(gòu)成的加壓裝置，其特征在于在所述活動框架和固定框架的左、右兩側(cè)面另設(shè)有一對上端固定于活動框架的側(cè)面、下端固定于固定框架的側(cè)面的一組對應(yīng)設(shè)置的左側(cè)板彈簧和右側(cè)板彈簧；由此構(gòu)成圍繞活動框架和固定框架的四面彈簧控制結(jié)構(gòu)。
文檔編號B29C65/06GK202846890SQ201220503868
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者趙大植 申請人:代榮超音波設(shè)備(上海)有限公司