一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，該裝置包括機箱、設置在機箱中的超聲波發(fā)生單元、夾具、超聲波能量轉換器、驅動氣缸、分別與超聲波發(fā)生單元及驅動氣缸電連接的人機界面控制單元、與人機界面控制單元電連接的安全保護單元以及壓力指示單元，超聲波能量轉換器下部設有焊接頭，并且超聲波能量轉換器與驅動氣缸的活塞桿固定連接，并通過驅動氣缸可升降地設置在夾具上方，驅動氣缸連接有用于調節(jié)焊接頭的下壓力的調壓閥，該調壓閥通過電路分別與人機界面控制單元、壓力指示單元連接。與現有技術相比，本實用新型整體結構簡單、緊湊，操作便捷，焊接速度快、強度高，生產效率高，安全可靠，經濟實用，維修保養(yǎng)方便。
【專利說明】
一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于焊接設備技術領域，涉及一種超聲波焊接裝置，尤其是涉及一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置。
【背景技術】
[0002]超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉換成15、20、30或40KHz電能，被轉換的高頻電能通過換能器，再次被轉換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動能量通過摩擦方式被轉換成熱能，進而將待焊接處的塑料熔化。超聲波不僅可以被用來焊接硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜。
[0003]目前，塑料制造行業(yè)中，零件之間進行焊接時會因為焊接受力不均、焊接壓力過大、焊接壓力不均衡等問題，而出現焊接筋斷裂、焊接力不穩(wěn)定、焊接后局部開裂等缺陷。例如，在對空調出風口面板進行焊接時，易留殘渣，清理時費時費力，而且裝配后的產品牢固度和外觀質量均不穩(wěn)定。
[0004]針對上述問題，申請?zhí)枮?01410244080.5的中國專利公布了一種塑料件超聲波焊接裝置，用于將2件塑料件焊接在一起，該焊接裝置包括機架，該機架上具有用于放置塑料件的支撐架，該支撐架上方設有用于壓緊該塑料件的壓頭，該支撐架的邊側或下側設有用于焊接該塑料件的焊頭，所述機架上固定有伸縮軸朝下的氣缸，該壓頭固定于該氣缸的伸縮軸的下端，同時，該氣缸連接有用于調節(jié)該壓頭的下壓力的氣壓比例調節(jié)器，該氣壓比例調節(jié)器連接有用于控制該氣壓比例調節(jié)器的PLC。雖然上述專利公布的技術方案能改善塑料焊接件焊接時受力的均勻度、平衡性，但裝置運行的平穩(wěn)性及安全性有待進一步提高。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種操作簡便，焊接速度快，焊接強度高，焊接穩(wěn)定性好，可實現精密控制的用于注塑工件的超聲波焊接裝置。
[0006]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]—種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，該裝置包括機箱、設置在機箱中的超聲波發(fā)生單元、夾具、超聲波能量轉換器、驅動氣缸、分別與超聲波發(fā)生單元及驅動氣缸電連接的人機界面控制單元、與人機界面控制單元電連接的安全保護單元以及壓力指示單元，所述的超聲波發(fā)生單元通過電路與超聲波能量轉換器連接，所述的超聲波能量轉換器下部設有焊接頭，并且所述的超聲波能量轉換器與驅動氣缸的活塞桿固定連接，并通過驅動氣缸可升降地設置在夾具上方，所述的驅動氣缸連接有用于調節(jié)焊接頭的下壓力的調壓閥，該調壓閥通過電路分別與人機界面控制單元、壓力指示單元連接。
[0008]所述的超聲波發(fā)生單元包括一左一右相對設置的第一超聲波發(fā)生器及第二超聲波發(fā)生器，并且所述的第一超聲波發(fā)生器、第二超聲波發(fā)生器通過電路分別與人機界面控制單元及超聲波能量轉換器連接。
[0009]所述的安全保護單元包括一左一右相對設置的第一光幕及第二光幕、與第一超聲波發(fā)生器電連接的第一啟動按鈕及第一急停按鈕、與第二超聲波發(fā)生器電連接的第二啟動按鈕及第二急停按鈕，所述的第一光幕及第二光幕分別通過電路與人機界面控制單元連接。
[0010]所述的焊接頭的數量根據待焊接注塑工件上待焊接點的數量進行設定。
[0011]優(yōu)選的，所述的焊接頭共設有10個，并且每個焊接頭對應一個超聲波能量轉換器及一個驅動氣缸。
[0012]每個焊接頭對應一個調壓閥及一個壓力指示單元。
[0013]所述的壓力指示單元包括與調壓閥電連接的壓力表及指示燈。
[0014]所述的人機界面控制單元包括電氣控制箱以及與電氣控制箱電連接的人機顯示界面、電源開關、報警指示燈及復位按鈕。
[0015]優(yōu)選的，所述的機箱底部還設有滾輪，并可通過滾輪在地面上移動。
[0016]在實際使用時，將待焊接注塑工件置于夾具上固定后，啟動電源，通過人機顯示界面設定參數，同時按下第一啟動按鈕及第二啟動按鈕，電氣控制箱控制驅動氣缸向下推動超聲波能量轉換器，直至焊接頭與注塑工件上相應的待焊接部位相接觸，電氣控制箱根據預先設定的壓力大小，通過調壓閥控制焊接頭的下壓力，并且下壓力大小通過壓力表顯示出來，當下壓力達到設定值時，指示燈點亮，此時，電氣控制箱控制第一超聲波發(fā)生器及第二超聲波發(fā)生器工作，并由超聲波能量轉換器傳遞至焊接頭，使得焊接頭進行快速焊接。待焊接結束后，電氣控制箱控制驅動氣缸帶動超聲波能量轉換器復位。
[0017]需要說明的是，在工作狀態(tài)下，當夾具上待焊接注塑工件的位置由于放置不準確，而使得第一光幕及第二光幕產生感應時，所述的第一光幕及第二光幕會將感應信號傳遞至人機界面控制單元，此時，報警指示燈會發(fā)出閃燈警報，提醒工作人員及時調整待焊接注塑工件的位置。
[0018]而當工作中出現緊急狀況時，可以同時按下第一急停按鈕及第二急停按鈕，及時關閉正在運行的第一超聲波發(fā)生器及第二超聲波發(fā)生器，待緊急狀況消除后，可以通過復位按鈕將超聲波能量轉換器復位，重新開始操作。
[0019]本實用新型裝置在進行超聲波焊接時，當超聲波作用于待焊接注塑工件的接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，達到一定振幅的高頻振動，通過焊接頭把超聲波能量傳送到待焊接區(qū)，由于待焊接區(qū)的交界面處聲阻增大，因此產生局部高溫，又由于塑料導熱性差，一時不能及時散發(fā)，聚集在待焊接區(qū)，使待焊接區(qū)的接觸面迅速熔化，并施加一定壓力，使其融合成一體，當超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型。
[0020]與現有技術相比，本實用新型具有以下特點:
[0021]I)由于采用調壓閥及壓力指示單元，能夠準確控制焊接頭的下壓力，可根據不同注塑工件來及時調整焊接頭的下壓力，能有效避免注塑工件所受壓力的單一，使用范圍更廣；
[0022]2)由于采用第一光幕及第二光幕，能及時檢測夾具上待焊接注塑工件的位置是否正確，確保焊接能夠順利進行，安全性好；
[0023]3)由于采用第一啟動按鈕、第二啟動按鈕及第一急停按鈕、第二急停按鈕，能夠進一步提高裝置的使用安全性，大大降低焊接過程的安全隱患；
[0024]4)整體結構簡單、緊湊，能有效提高注塑工件焊接時受力的均勻度、平衡性，有效解決了注塑工件焊接時出現局部開裂、易產生殘渣等問題，大大提高了焊接過程的穩(wěn)定性，操作便捷，焊接速度快、強度高，生產效率高，安全可靠，經濟實用，維修保養(yǎng)方便。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型結構不意圖；
[0026]圖中標記說明:
[0027]!一機箱、2 一驅動氣缸、3 一夾具、4 一焊接頭、5—調壓閥、6—第一超聲波發(fā)生器、7一第二超聲波發(fā)生器、8—第一光蒂、9一第二光蒂、10一第一啟動按鈕、11一第一急停按鈕、12—第二啟動按鈕、13—第二急停按鈕、14 一壓力表、15—指不燈、16 一人機顯不界面、17 一電源開關、18—報警指不燈、19 一復位按鈕。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0029]實施例:
[0030]如圖1所示，一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，該裝置包括機箱1、設置在機箱I中的超聲波發(fā)生單元、夾具3、超聲波能量轉換器、驅動氣缸2、分別與超聲波發(fā)生單元及驅動氣缸2電連接的人機界面控制單元、與人機界面控制單元電連接的安全保護單元以及壓力指示單元，超聲波發(fā)生單元通過電路與超聲波能量轉換器連接，超聲波能量轉換器下部設有焊接頭4，并且超聲波能量轉換器與驅動氣缸2的活塞桿固定連接，并通過驅動氣缸2可升降地設置在夾具3上方，驅動氣缸2連接有用于調節(jié)焊接頭4的下壓力的調壓閥5，該調壓閥5通過電路分別與人機界面控制單元、壓力指示單元連接;壓力指示單元包括與調壓閥5電連接的壓力表14及指示燈15。人機界面控制單元包括電氣控制箱以及與電氣控制箱電連接的人機顯示界面16、電源開關17、報警指示燈18及復位按鈕19，機箱I底部還設有滾輪，并可通過滾輪在地面上移動。
[0031]其中，超聲波發(fā)生單元包括一左一右相對設置的第一超聲波發(fā)生器6及第二超聲波發(fā)生器7，并且第一超聲波發(fā)生器6、第二超聲波發(fā)生器7通過電路分別與人機界面控制單元及超聲波能量轉換器連接。安全保護單元包括一左一右相對設置的第一光幕8及第二光幕9、與第一超聲波發(fā)生器6電連接的第一啟動按鈕10及第一急停按鈕11、與第二超聲波發(fā)生器7電連接的第二啟動按鈕12及第二急停按鈕13，第一光幕8及第二光幕9分別通過電路與人機界面控制單元連接。
[0032]焊接頭4的數量根據待焊接注塑工件上待焊接點的數量進行設定。焊接頭4共設有10個，并且每個焊接頭4對應一個超聲波能量轉換器及一個驅動氣缸2。每個焊接頭4對應一個調壓閥5及一個壓力指示單元。
[0033]在實際使用時，將待焊接注塑工件置于夾具3上固定后，啟動電源，通過人機顯示界面16設定參數，同時按下第一啟動按鈕10及第二啟動按鈕12，電氣控制箱控制驅動氣缸2向下推動超聲波能量轉換器，直至焊接頭4與注塑工件上相應的待焊接部位相接觸，電氣控制箱根據預先設定的壓力大小，通過調壓閥5控制焊接頭4的下壓力，并且下壓力大小通過壓力表14顯示出來，當下壓力達到設定值時，指示燈15點亮，此時，電氣控制箱控制第一超聲波發(fā)生器6及第二超聲波發(fā)生器7工作，并由超聲波能量轉換器傳遞至焊接頭4，使得焊接頭4進行快速焊接。待焊接結束后，電氣控制箱控制驅動氣缸2帶動超聲波能量轉換器復位。
[0034]在工作狀態(tài)下，當夾具3上待焊接注塑工件的位置由于放置不準確，而使得第一光幕8及第二光幕9產生感應時，第一光幕8及第二光幕9會將感應信號傳遞至人機界面控制單元，此時，報警指示燈18會閃燈警報，提醒工作人員及時調整待焊接注塑工件的位置。
[0035]而當工作中出現緊急狀況時，可以同時按下第一急停按鈕11及第二急停按鈕13，及時關閉正在運行的第一超聲波發(fā)生器6及第二超聲波發(fā)生器7，待緊急狀況消除后，可以通過復位按鈕19將超聲波能量轉換器復位，重新開始操作。
[0036]上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和使用實用新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于上述實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示，不脫離本實用新型范疇所做出的改進和修改都應該在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，該裝置包括機箱(I)、設置在機箱(I)中的超聲波發(fā)生單元、夾具(3)、超聲波能量轉換器、驅動氣缸(2)、分別與超聲波發(fā)生單元及驅動氣缸(2)電連接的人機界面控制單元、與人機界面控制單元電連接的安全保護單元以及壓力指示單元，所述的超聲波發(fā)生單元通過電路與超聲波能量轉換器連接，所述的超聲波能量轉換器下部設有焊接頭(4)，并且所述的超聲波能量轉換器與驅動氣缸(2)的活塞桿固定連接，并通過驅動氣缸(2)可升降地設置在夾具(3)上方，所述的驅動氣缸(2)連接有用于調節(jié)焊接頭(4)的下壓力的調壓閥(5)，該調壓閥(5)通過電路分別與人機界面控制單元、壓力指示單元連接。2.根據權利要求1所述的一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述的超聲波發(fā)生單元包括一左一右相對設置的第一超聲波發(fā)生器(6)及第二超聲波發(fā)生器(7)，并且所述的第一超聲波發(fā)生器(6)、第二超聲波發(fā)生器(7)通過電路分別與人機界面控制單元及超聲波能量轉換器連接。3.根據權利要求2所述的一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述的安全保護單元包括一左一右相對設置的第一光幕(8)及第二光幕(9)、與第一超聲波發(fā)生器(6)電連接的第一啟動按鈕(10)及第一急停按鈕(11)、與第二超聲波發(fā)生器(7)電連接的第二啟動按鈕(12)及第二急停按鈕(13)，所述的第一光幕(8)及第二光幕(9)分別通過電路與人機界面控制單元連接。4.根據權利要求1所述的一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述的焊接頭(4)的數量根據待焊接注塑工件上待焊接點的數量進行設定。5.根據權利要求4所述的一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述的焊接頭(4)共設有10個，并且每個焊接頭(4)對應一個超聲波能量轉換器及一個驅動氣缸(2)。6.根據權利要求5所述的一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，每個焊接頭(4)對應一個調壓閥(5)及一個壓力指示單元。7.根據權利要求1至6任一項所述的一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述的壓力指示單元包括與調壓閥(5)電連接的壓力表(14)及指示燈(15)。8.根據權利要求7所述的一種用于注塑工件的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述的人機界面控制單元包括電氣控制箱以及與電氣控制箱電連接的人機顯示界面(16)、電源開關(17)、報警指示燈(18)及復位按鈕(19)。
【文檔編號】B29C65/08GK205522485SQ201620096175
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】楊金興
【申請人】上海甬興塑膠有限公司