[實用新型]旋轉式水平方向振動的超聲波焊接裝置

有效

• 申請號: 201921485363.3
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN211441208U
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 湯雄召;喬飛;嚴其華;李劍
• 申請（專利權）人: 必能信超聲（上海）有限公司
• 主分類號: B29C65/08
• 分類號: B29C65/08;B23K20/10;B23K20/26
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 王冬;趙銳

本實用新型提供一種旋轉式水平方向振動的超聲波焊接裝置，包括依次連接的超聲波發生器、高頻線、電滑環、換能器；以及與所述換能器固定連接的焊頭；其中，所述換能器和焊頭之間的固定節點處設置有定位及傳動機構，所述定位及傳動機構通過伺服馬達驅動，進而帶動焊頭和換能器進行旋轉。本實用新型采用旋轉運動加水平振動的方式，焊頭水平方向搓動，不會與底座產生高頻撞擊，使得焊接強度更高，更均勻，消耗功率更低，不會產生電流過載的情況。尤其針對一些垂直焊接方式解決不了或焊接性能差的材料，本實用新型能夠提供解決方案。

技術領域

本實用新型涉及一種超聲波焊接裝置，尤其是涉及一種旋轉式水平方向振動的超聲波焊接裝置。

背景技術

超聲波塑料焊接是通過超聲發生器將50Hz/60Hz的工頻交流電轉換為20kHz、30kHz和40kHz等高頻高壓電流，激勵壓電陶瓷產生高頻振動，通過調幅器將振幅放大，再通過焊頭將高頻振動傳遞到被焊接材料上，激勵塑料分子運動，分子與分子這間相互碰撞和摩擦，快速生熱并相互熔合為一體。

傳統的超聲塑料焊接采用垂直振動的方式，通過超聲波高頻振動游激勵塑料分子運動和摩擦瞬間熔化從面達到焊接的作用。采用垂直式振動方式，通過焊頭高頻振動并擠壓和撞擊焊接材料，瞬間完成焊接。并且需要注意以下問題：1)需要匹配動態伺服控制系統，控制邏輯復雜，成本高；2)不適合焊接后厚度0.05mm以下的應用；3)對材料有局限性，某些材料不能焊接或焊接不穩定；4)生產速度有局限性，無法擴展；5)無法滿足某些特殊應用類型，如較窄較小空間內焊接。

以熱風無紡布焊接為例：傳統的焊接方式焊接強度非常低，每英寸拉力測試為3-5N，且需要較高振幅和較大壓力，從而導致電流反饋過高、設備頻繁過載。而采用本實用新型的焊接方式每英寸拉力可達17N以上，由于水平方向振動不會與底模產生撞擊，沒有電流過載的問題出現。

但是超聲波輸出振幅通常在60-80um，當焊接材料最終厚度小于0.06mm時，振幅會直接作用于底座(通常為金屬材料)會直接導致焊接強度差、電流過高，設備過載及損壞等一系列問題。

具體的說，采用垂直振動的方式，在高速連續焊接模式下會出現以下問題：

1)焊接速度限制，無法實現超高速焊接，無法滿足強度要求、焊接不穩定。

2)設備容易過載和損壞，當焊接超薄材料，焊頭與金屬底輥間隙小于震幅值會產生高電流，導致設備過載和損壞。

3)焊頭和底輥易磨損或損壞。

4)需采用伺服實時控制焊接間隙，對設備精度和材料圴勻度要求非常高，調試周期長，難度高。

實用新型內容

本實用新型提供了一種旋轉式水平方向振動的超聲波焊接裝置，采用旋轉運動加水平振動的方式，超聲波開啟時只需要施加一定的壓力就可以滿足超薄材料的焊接，采用水平方向震動不會與金屬底座產生直接的撞擊，可以滿足小間隙，超薄材料焊接，完美解決電流過載的問題。

其技術方案如下所述：

一種旋轉式水平方向振動的超聲波焊接裝置，包括依次連接的超聲波發生器、高頻線、電滑環、換能器；

以及與所述換能器固定連接的焊頭；

其中，所述換能器和焊頭之間的固定節點處設置有定位及傳動機構，所述定位及傳動機構通過伺服馬達驅動，進而帶動焊頭和換能器進行旋轉。

所述定位及傳動機構設置有傳動輪，所述傳動輪和焊頭固定連接，傳動輪通過伺服馬達驅動。

所述定位及傳動機構設置有第一軸承，所述第一軸承的外側與外圍裝置固定連接，第一軸承的內側與固定節點處固定連接。

所述的第一軸承的內側與傳動輪一體設置。