[發明專利]一種縱徑耦合振動的雙滾輪超聲滾動焊接裝置

在審

• 申請號: 202110227893.3
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112810162A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 周錦程;華大成;陳川
• 申請（專利權）人: 杭州成功超聲設備有限公司
• 主分類號: B29C65/08
• 分類號: B29C65/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及超聲設備技術領域，旨在提供一種縱徑耦合振動的雙滾輪超聲滾動焊接裝置。該裝置包括超聲波振動部分和固定裝夾部分，前者包括同軸布置的雙滾輪滾焊工具頭和超聲波換能器；雙滾輪滾焊工具頭由兩個對接的T形滾焊工具頭組成，兩者的端部圓盤結構以螺栓連接實現對稱布置，其軸向變幅桿的端部分別連接一個超聲波換能器；在兩個超聲波換能器的外側端部，分別設置同軸的導電滑環；所述固定裝夾部分包括一組同步帶輪，以及兩組固定外殼和軸承。本發明可確保超聲波振動部分在其共振頻率處達到最佳的振動效果，實現超聲波振動部分的高速旋轉功能；在焊接的同時實現平穩送料，避免焊接過程中擠料的問題，在不同的材料厚度上實現更好的焊接密封。

技術領域

本發明屬于超聲設備技術領域，具體涉及一種縱徑耦合振動的雙滾輪超聲滾動焊接裝置。

背景技術

超聲波無紡布焊接與超聲波塑料焊接原理類似，是對一些具有熱塑性材料性質的化纖布料或含有化纖原料的混紡布料進行縫合(焊接)，可歸類為超聲波塑料焊接的一種。與傳統縫衣機裝配針、線及線軸進行縫合的技術相比，能夠提高生產效率，且縫合花邊外觀、質量均有提高。其可應用于成衣花邊、床套、枕頭套、電視機套、汽車篷蓋、沙發套、風衣、雨衣、鞋類、帽子、旅行袋、帳篷、包裝袋、PVC手提袋、包裝食品的薄膜、餐巾紙等縫合。在現代化的服裝等加工業中具有廣闊的應用前景。隨著行業的發展，在一些特定的無紡布焊接領域，如尿不濕、女性衛生巾、口罩機等高速焊接領域對超聲振動系統提出了一些新的更高要求：功率更大、焊速更高、焊面更大，焊質更高、焊接密封性更好。

傳統無紡布焊接領域中通常是將多層無紡布通過一個固定的超聲焊接工具頭(超聲底模)和一個旋轉的滾輪進行焊接。但是超聲底模和輔助滾輪線存在行進速度的差異，會引起產品起皺、焊接密封性差等焊接質量問題，焊接速度也受限；同時焊接過程中，輔助滾輪對超聲底模的縱作用力能直接傳到至換能器，對換能器極易造成損傷。

如圖1所示，傳統無紡布焊接設備的超聲波振動部分由換能器111、變幅桿112和焊接工具頭113通過螺栓同軸連接而成；該裝置的固定裝夾部分主要包括固定法蘭121和固定法蘭后蓋122，固定法蘭121與變幅桿112的法蘭相連接。焊接設備在使用前，通過固定法蘭121與外部安裝支架進行固定。焊接過程中需要輔助滾輪131的旋轉輔助無紡布的進料和出料；同時輔助滾輪131需提供足夠的剛度以滿足在焊接過程中焊接工具頭113給予的焊接壓力。在該焊接設備中，焊接工具頭113的超聲作用方向是一個平面，輔助滾輪只能在超聲面上滑動。由于兩者存在線速度的差異，在一定壓力下會引起多層無紡布產品起皺、焊接密封性差等焊接質量問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供了一種縱徑耦合振動的雙滾輪超聲滾動焊接裝置。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種縱徑耦合振動的雙滾輪超聲滾動焊接裝置，包括超聲波振動部分和固定裝夾部分；所述超聲波振動部分包括同軸布置的雙滾輪滾焊工具頭和超聲波換能器；雙滾輪滾焊工具頭由兩個對接的T形滾焊工具頭組成，兩者的端部圓盤結構以螺栓連接實現對稱布置，其軸向變幅桿的端部分別連接一個超聲波換能器；在兩個超聲波換能器的外側端部，分別設置同軸的導電滑環；所述固定裝夾部分包括一組同步帶輪，以及兩組固定外殼和軸承；圓筒狀的固定外殼同軸套裝在滾焊工具頭的軸向變幅桿外部，其一端與滾焊工具頭上呈徑向凸出的法蘭實現固定連接；在固定外殼的外部同軸套裝軸承，軸承外圈緊固安裝在支撐板中；同步帶輪套裝在其中一個固定外殼的外部，環狀的卡套設于同步帶輪與軸承之間。

作為改進，所述滾焊工具頭包括一體加工而成的端部圓盤結構和軸向變幅桿結構，整體截面呈T形；端部圓盤結構的徑向諧振頻率和軸向變幅桿結構的的縱向諧振頻率在滾動焊接的耦合振動過程中是一致的。

作為改進，兩個超聲波換能器連接至同一個超聲驅動電源或各自連接一個超聲驅動電源，兩個超聲波換能器的壓電晶片具有相反的極化方向。

作為改進，超聲波換能器與滾焊工具頭之間通過螺栓緊密連接。