[實用新型]一種金屬箔大范圍連續超聲焊接裝置

有效

• 申請號: 201820730439.3
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN208584099U
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 王寅;廖夢嬌;張會霞
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23K20/26
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本實用新型提供了一種金屬箔大范圍連續超聲焊接裝置，包括：壓電振子系統和氣動工具臺；所述壓電振子系統包括兩個相同的多驅動半波換能器結構、兩個驅動輪和工具頭；兩個所述多驅動半波換能器結構關于工具頭沿著水平方向對稱分布；所述驅動輪設置在每一個多驅動半波換能器結構和工具頭之間，并分別與之相連。本實用新型通過半波換能器驅動工作頭上下振動，從而實現工作頭底金屬箔的焊接。并且通過半波換能器驅動驅動輪做橢圓運動，從而帶動啟動工作臺沿著滑軌滑動，進而使得金屬箔隨之移動，從而實現連續超生焊接的目的。

技術領域

本實用新型涉及超聲電機領域。

背景技術

在超聲金屬固結技術中，超聲振動系統是決定整個超聲系統性能的關鍵因素之一，隨著超聲固接技術的發展，要求能夠固接的材料種類越來越多，同時需要更快的固接速度以及更大到的可加工規模，要滿足這些新的加工需求首先需要更大功率的超聲波換能器；同時，在金屬材料固接的過程中，需要電機配合固接速度以推送箔材，但實際加工中匹配的效果并不理想，基于這兩個問題，提出了一種集高輸出功率換能器和超聲電機功能為一體的超聲壓電振子結構。多驅動、推挽式的設計不僅能大大提高換能器功率，同時還能夠分散系統的熱源，改善系統發熱造成的能量損耗；另外，本實用新型的壓電振子系統兼具的超聲電機功能可以實現金屬箔材的同步輸送，改善電機與焊接速度難以匹配的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于設計一種集高輸出功率換能器和超聲電機功能為一體的金屬箔大范圍連續超聲焊接裝置。

為了解決上述的技術問題，本實用新型提供了一種金屬箔大范圍連續超聲焊接裝置，包括：壓電振子系統和氣動工具臺；所述壓電振子系統包括兩個相同的多驅動半波換能器結構、兩個驅動輪和工具頭；兩個所述多驅動半波換能器結構關于工具頭沿著水平方向對稱分布；所述驅動輪設置在每一個多驅動半波換能器結構和工具頭之間，并分別與之相連；

每一個所述多驅動半波換能器結構分別包括四個壓電換能器和變幅桿；所述變幅桿的一端與所述驅動輪連接，另一端分別與所述四個壓電換能器連接；所述四個壓電換能器的結構尺寸相同，每個壓電換能器由壓電陶瓷片連接金屬前蓋板和金屬后蓋板構成；所述四個壓電換能器分為兩組,每一組壓電換能器的壓電陶瓷的激勵方式不同；

所述氣動工具臺包括一焊接工作平臺和兩個氣動驅動平臺，所述氣動驅動平臺相對于焊接工作平臺沿著水平方向對稱分布；所述焊接工作平臺的上表面鋪設有金屬箔材，所述工具頭的底端面設置有焊接裝置，并位于金屬箔材的上方；所述氣動工具臺與一滑軌滑動連接配合，并且所述滑軌的延伸方向與金屬箔材的延伸方向相同；

所述驅動輪分別位于氣動驅動平臺的上方，并且所述氣動驅動平臺沿著豎直方向上下移動；

所述壓電換能器驅動所述驅動輪轉動，并帶動所述工具頭沿著軸向振動；所述氣動驅動平臺沿著豎直方向上升時，所述氣動驅動平臺與驅動輪抵接，驅動輪轉動時與氣動驅動平臺直接產生一沿著滑軌方向的摩擦力，帶動氣動工具臺沿著滑軌滑動一定距離，使得金屬箔材隨之同向移動一定距離，將焊接完成部分的金屬箔材從焊接裝置的下方移出。

在一較佳實施例中：所述驅動輪為橫截面為圓形的柱體；工具頭為橫截面為正六邊形的柱體。

在一較佳實施例中：所述壓電換能器驅動所述驅動輪做橢圓轉動，并帶動所述工具頭沿著軸向振動。

在一較佳實施例中：所述壓電陶瓷片設置在金屬前蓋板和金屬后蓋板之間；每一個壓電換能器中具有兩組壓電陶瓷片。

在一較佳實施例中：其中左側半波環能器結構中，靠近金屬后蓋板的四組壓電陶瓷片輸入一相電源用于激發工具頭的縱向振動；

右側半波換能器結構中，靠近金屬后蓋板的四組壓電陶瓷片輸入與左側電源相位差180°的激勵電源用于激發工具頭做同向振動，兩個縱向振動形成疊加。