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超 声波 焊接装置

阅读：297发布：2020-05-11

专利汇可以提供超声波焊接装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种超声波焊接装置，用于焊接工件，所述超声波焊接装置包括定位机构、焊接机构、驱动机构和缓冲机构，所述定位机构用于放置所述工件，述焊接机构包括焊头和滑动座，所述滑动座滑动连接于所述支架上，所述焊头用于接触所述工件，所述驱动机构包括驱动件和拉杆，所述驱动件驱动所述拉杆往复移动，所述缓冲机构包括弹性件和调节件，所述调节件固定于所述拉杆远离所述驱动件一端，所述弹性件连接于所述调节件和滑动座之间，用于提供所述滑动座远离所述底座的回复力。使得所述焊头在接触所述工件焊接时，所述弹性件对所述焊头产生阻力，进而调节所述焊头的焊接压力，减小了所述工件在焊接时的形变，提高了所述工件的质量。，下面是超声波焊接装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种超声波焊接装置，用于焊接工件，其特征在于，所述超声波焊接装置包括定位机构、焊接机构、驱动机构和缓冲机构，所述定位机构包括支架、底座和工作台，所述工作台固定于所述底座上，用于放置所述工件，所述支架固定于所述底座上，位于所述工作台一侧，所述焊接机构包括变幅杆、焊头和滑动座，所述滑动座滑动连接于所述支架上，所述滑动座沿靠近或远离所述底座的方向滑动设置，所述变幅杆一端固定于所述滑动座上，用于电连接超声波发生器，并产生机械振动，所述变幅杆长度方向垂直所述滑动座滑动方向，所述焊头固定于所述变幅杆另一端，并相对所述工作台设置，用于接触所述工件，所述驱动机构包括驱动件和拉杆，所述驱动件固定于所述底座上，驱动所述拉杆沿所述滑动座的滑动方向往复移动，所述拉杆长度方向平行所述滑动座的滑动方向，所述缓冲机构包括弹性件和调节件，所述调节件固定于所述拉杆远离所述驱动件一端，所述弹性件连接于所述调节件和滑动座之间，用于提供所述滑动座远离所述底座的回复力。
2.根据权利要求1所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述工作台包括固定块和支撑柱，所述固定块固定于所述底座上，所述支撑柱固定于所述固定块远离所述底座一侧，并沿所述滑动座的滑动方向延伸，所述支撑柱远离所述固定块一端设有凹槽，所述凹槽用于固定住所述工件。
3.根据权利要求1所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述滑动座包括收容腔，所述收容腔的开口端位于所述滑动座靠近所述底座一侧，所述调节件和所述弹性件均收容于所述收容腔，所述弹性件压缩于所述调节件和所述开口端之间。
4.根据权利要求2或3所述的防爆连接结构，其特征在于，所述工件为圆柱形电池盖帽，所述凹槽为圆形凹槽，所述凹槽设有缺口。
5.根据权利要求4所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述焊头的振幅为10μm～
25μm。
6.根据权利要求5所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述焊接机构包括换能器，所述换能器固定于所述滑动座上，用于电连接超声波频率为35K～50.0K赫兹的超声波发生器，并将所述超声波发生器的高频电信号转换成机械振动传递至所述变幅杆。
7.根据权利要求6所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述支架包括横截面相对设置的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板均固定于所述底座上，且横截面均竖直设置，所述第一固定板靠近所述第二固定板一侧设有沿竖直方向延伸的第一滑槽，所述第二固定板靠近所述第一固定板一侧设有竖直方向延伸的第二滑槽，所述第二滑槽相对所述第一滑槽设置，所述滑动座滑动连接于所述第一滑槽和所述第二滑槽之间。
8.根据权利要求7所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述第一滑槽和所述第二滑槽靠近所述底座一端均设有减震件，所述减震件用于提供所述滑动座远离所述底座的回复力。
9.根据权利要求8所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述支架还包括顶板，所述顶板固定于所述第一固定板和所述第二固定板远离所述底座一端，所述滑动座位于所述顶板和所述底座之间，所述顶板上设置导向孔，所述滑动座上设有延伸至所述导向孔的导向杆。
10.根据权利要求9所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述驱动件为气缸，所述弹性件为矩形弹簧。

说明书全文

超 声波 焊接装置

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接设备领域，尤其涉及一种超声波焊接装置。

背景技术

[0002] 随着社会的发展进步和新能源技术的推广应用，人们对新型的电池提出了更高的要求，圆柱锂电池由于能量体积比高，从而在新兴的电池领域中占有一席之地。

[0003] 目前，国内生产圆柱型锂电的厂家，在对组合盖帽进行焊接时，多选用激光进行点焊或者超声波焊接。

[0004] 激光焊接只能焊接3-4点，当焊接点数增加时，可能导致盖帽和极耳过热而影响到电池性能；当焊接点数过少，又影响了导电性能，直接增加了电池内阻。另外，传统的激光焊接需要二人配合操作，操作效率低下。

[0005] 而超声波焊接，通常会由于焊接压力过大，损坏电池盖帽，影响产品质量，存在安全隐患。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种提高生产品质的超声波焊接装置。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超声波焊接装置，用于焊接工件，其中，所述超声波焊接装置包括定位机构、焊接机构、驱动机构和缓冲机构，所述定位机构包括支架、底座和工作台，所述工作台固定于所述底座上，用于放置所述工件，所述支架固定于所述底座上，位于所述工作台一侧，所述焊接机构包括变幅杆、焊头和滑动座，所述滑动座滑动连接于所述支架上，所述滑动座沿靠近或远离所述底座的方向滑动设置，所述变幅杆一端固定于所述滑动座上，用于电连接超声波发生器，并产生机械振动，所述变幅杆长度方向垂直所述滑动座滑动方向，所述焊头固定于所述变幅杆另一端，并相对所述工作台设置，用于接触所述工件，所述驱动机构包括驱动件和拉杆，所述驱动件固定于所述底座上，驱动所述拉杆沿所述滑动座的滑动方向往复移动，所述拉杆长度方向平行所述滑动座的滑动方向，所述缓冲机构包括弹性件和调节件，所述调节件固定于所述拉杆远离所述驱动件一端，所述弹性件连接于所述调节件和滑动座之间，用于提供所述滑动座远离所述底座的回复力。

[0008] 其中，所述工作台包括固定块和支撑柱，所述固定块固定于所述底座上，所述支撑柱固定于所述固定块远离所述底座一侧，并沿所述滑动座的滑动方向延伸，所述支撑柱远离所述固定块一端设有凹槽，所述凹槽用于固定住所述工件。

[0009] 其中，所述滑动座包括收容腔，所述收容腔的开口端位于所述滑动座靠近所述底座一侧，所述调节件和所述弹性件均收容于所述收容腔，所述弹性件压缩于所述调节件和所述开口端之间。

[0010] 其中，所述工件为圆柱形电池盖帽，所述凹槽为圆形凹槽，所述凹槽设有缺口。

[0011] 其中，所述焊头的振幅为10μm～25μm。

[0012] 其中，所述焊接机构包括换能器，所述换能器固定于所述滑动座上，用于电连接超声波频率为35K～50.0K赫兹的超声波发生器，并将所述超声波发生器的高频电信号转换成机械振动传递至所述变幅杆。

[0013] 其中，所述支架包括横截面相对设置的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板均固定于所述底座上，且横截面均竖直设置，所述第一固定板靠近所述第二固定板一侧设有沿竖直方向延伸的第一滑槽，所述第二固定板靠近所述第一固定板一侧设有竖直方向延伸的第二滑槽，所述第二滑槽相对所述第一滑槽设置，所述滑动座滑动连接于所述第一滑槽和所述第二滑槽之间。

[0014] 其中，所述第一滑槽和所述第二滑槽靠近所述底座一端均设有减震件，所述减震件用于提供所述滑动座远离所述底座的回复力。

[0015] 其中，所述支架还包括顶板，所述顶板固定于所述第一固定板和所述第二固定板远离所述底座一端，所述滑动座位于所述顶板和所述底座之间，所述顶板上设置导向孔，所述滑动座上设有延伸至所述导向孔的导向杆。

[0016] 其中，所述驱动件为气缸，所述弹性件为矩形弹簧。

[0017] 本发明的超声波焊接装置通过所述驱动件驱动所述拉杆沿所述滑动座的滑动方向移动，并通过所述拉杆远离所述驱动件一端固定连接所述调节件，所述调节件和所述滑动座之间连接有所述弹性件，进而所述拉杆带动所述滑动座滑动，利用所述弹性件提供所述滑动座远离所述底座的回复力，使得所述焊头在接触所述工件焊接时，所述弹性件对所述焊头产生阻力，进而调节所述焊头的焊接压力，减小了所述工件在焊接时的形变，提高了所述工件的质量。附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1是的超声波焊接装置示意图；

[0020] 图2是图1的超声波焊接装置的剖工作台示意图；

[0021] 图3是图1的超声波焊接装置的焊接机构的示意图；

[0022] 图4是图3的焊接机构沿IV-IV的剖视图。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0024] 请一并参阅图1、图2、图3和图4，本发明实施方式提供的一种超声波焊接装置100，所述超声波焊接装置100包括定位机构10、焊接机构20、驱动机构30和缓冲机构40。
所述定位机构10用于放置工件(未图示)，所述焊接机构20用于对所述工件进行焊接，驱动机构30用于驱动所述焊接机构20移动，所述缓冲机构40用于减小所述焊接机构20对所述工件的焊接压力。所述工件可以是锂电池盖帽，也可以是电缆，或者是其他电子元器件。
本实施方式中，所述工件为圆柱形锂电池的电池盖帽。

[0025] 具体的，所述定位机构10包括底座11、支架12和工作台13。所述支架12和所述工作台13均固定于所述底座11上。所述支架12上安装所述焊接机构20，所述工作台13上用于放置所述工件。

[0026] 本实施方式中，所述底座11矩形板件，所述底座11的材质采用金属材料。所述底座11可以固定于地面上，也可以放置于流水线平台上。本实施方式中，所述底座11固定于桌面上。当然，在其他实施方式中，所述底座还可以是圆形板件。

[0027] 本实施方式中，所述支架12包括相对设置第一固定板121和第二固定板122，以及顶板123。所述第一固定板121和第二固定板122均为方形板件，所所述第一固定板121和第二固定板122均为方形板件，且横截面均竖直设置。所述第一固定板121靠近所述第二板122一侧设有第一滑槽(未标示)，所述第一滑槽沿竖直方向延伸。所述第二固定板122靠近所述第一固定板12一侧设有第二滑槽122a，所述第二滑槽122a沿竖直方向延伸，所述第二滑槽122a相对所述第一滑槽设置。所述第一滑槽和所述第二滑槽122a之间滑动连接所述焊接机构20。所述顶板13为方形板件，所述顶板13横架于所述第一固定板121和所述第二固定板122远离所述基座11一端，固定连接所述第一固定板121和所述第二固定板122。所述顶板123横截面水平设置，并相对所述基座11设置。所述顶板123设置导向孔(未图示)，所述导向孔用于对所述焊接机构导向。本实施方式中，所述第一固定板121、第二固定板122和顶板123材质均采用金属。使得所述支架12的结构更加稳固，使用寿命更长。当然，在其他实施方式中，所述支架还可以是多根钢管相互搭接而成。

[0028] 本实施方式中，所述工作台13包括固定块131和支撑柱132。所述固定块131为矩形块。所述固定块131螺钉连接于所述基座11上，方便拆卸，或更换所述工作台13，同时所述固定块131使得所述工作台13结构更稳固。所述支撑柱132为圆柱体，所述支撑住132长度方向沿竖直方向延伸。所述支撑柱132固定于所述固定块131远离所述基座11一侧。所述支撑柱132与所述固定块133一体设置，加强所述工作台13耐振性能。所述支撑柱132远离所述固定块131一端设有凹槽132a。所述凹槽132a为圆形凹槽。所述凹槽
132a内放置所述工件，同时固定住所述工件，使得所述工件在焊接时不会随意移动。所述凹槽132a设有缺口132b，所述缺口132b方便在取出所述工件时，可以用手或者夹具夹持所述工件周侧，提高了所述超声波焊接装置100的工作效率，同时还可以适配多种不同规格的所述工件。当然，在其他实施方式中，所述支撑柱还可以是方形柱体，所述凹槽还可以是设计网纹状，还可以是方形凹槽，或者管道状，或弧形凹槽的任意一种适配电子元器件的凹槽。

[0029] 所述焊接机构20包括滑动座21、换能器22、变幅杆23和焊头24。所述滑动座21为矩形块，所述滑动座21滑动连接于所述支架12，所述滑动座21沿靠近或远离所述基座11的方向滑动设置。本实施方式中，所述滑动座21滑动连接于所述第一滑槽和所述第二滑槽122a之间，所述滑动座21的滑动方向沿竖直方向设置。具体的，所述滑动座21两侧分别设置滑块21a，两个所述滑块21a分别滑动连接于所述第一滑槽和所述第二滑槽122a内。当然，在其他实施方式中，若所述支架为滑杆，所述滑动座还可以设置滑孔，所述支架滑动连接于所述滑动座的滑孔内；所述滑动座还可以对应所述导向孔设置导向杆，所述导向杆沿竖直方向延伸至所述导向孔内，并滑动连接于所述导向孔内。

[0030] 所述换能器22固定于所述滑动座21上，用于电连接超声波发生器(未图示)。本实施方式中，所述换能器22接入超声波频率为35K～50.0K赫兹的超声波发生器，具体的，所述换能器22接入超声波频率为40K赫兹，并将所述超声波发生器的高频电信号转换成机械振动传递至所述变幅杆23，使得所述变幅杆23产生高频振动。当然，在其他实施方式中，所述换能器还可以接入35K赫兹或者43.5K赫兹的超声波频率。

[0031] 所述变幅杆23固定于所述滑动座21上，所述变幅杆23通过机械传动将所述换能器22的机械振动转换成稳定的高频机械振动，所述变幅杆23长度垂直所述滑动座21的滑动方向，本实施方式中，所述变幅杆23长度方向水平设置。所述变幅杆23一端通过所述换能器22电连接所述超声波发生器，另一端固定连接所述焊头24，并将所述高频机械振动聚集于所述焊头24，使得所述焊头24产生振动。当然，在其他实施方式中，所述变幅杆长度方向也可以不是水平方向设置。

[0032] 所述焊头24固定于所述变幅杆23一端，相对所述工作台13设置，用于接触所述工件。本实施方式中，所述焊头24的振幅为10μm～25μm，所述焊头24在竖直方向上正对所述支撑柱132的凹槽132a，当所述滑动座21靠近所述基座11下行时，所述焊头24靠近所述支撑柱132上的工件，并接触所述工件，将所述变幅杆23的机械振动传递至所述工件，使得所述工件因振动而产生摩擦，从而发热熔接。所述焊头24为矩形块状，所述焊头24增加了所述工件的焊接面积。当然，在其他实施方式中，所述焊头还可以其他形状。

[0033] 所述驱动机构30包括驱动件31和拉杆32，所述驱动件31固定于所述基座11上，驱动所述拉杆32沿所述滑动座21的滑动方向往复移动。本实施方式中，所述去的驱动件31为气缸，所述驱动件31利用气动压力推动所述拉杆32伸缩。所述拉杆32长度方向沿所述滑动座21的滑动方向延伸。本实施方式中，所述拉杆32的长度方向竖直设置，并沿竖直方向滑动。当然，在其他实施方式中，所述驱动件还可以是电机，若所述滑动座的滑动方向水平设置，则所述拉杆的滑动方向也可以是水平设置。

[0034] 所述缓冲机构40包括弹性件(未标示)和调节件41，所述调节件41固定于所述拉杆32远离所述驱动件31一端，所述弹性件连接于所述滑动座21和所述调节件41之间。本实施方式中，所述调节件41为圆柱。所述调节件41一端固定连接所述拉杆32，另一端朝所述滑动座21延伸。所述调节件41靠近所述滑动座21一端的端面设置凸缘41a，所述弹性件连接于所述凸缘41a和所述滑动座21之间，用于提供所述滑动座21远离所述底座
11的回复力。本实施方式中，所述弹性件为矩形弹簧，所述弹性件套设于所述调节件41上。
所述滑动座21包括收容腔21a，所述收容腔21a的开口端位于所述滑动座21靠近所述底座
11一侧，所述调节件41和所述弹性件均收容于所述收容腔21a，所述弹性件压缩于所述调节件41的凸缘41a和所述开口端之间。当所述拉杆32带动所述滑动座21靠近所述支撑柱13上的工件，所述焊头24接触所述工件进行焊接时，所述弹性件产生阻力，阻止所述焊头24压迫所述工件，产生所述滑动座21远离所述底座11的回复力，从而减小了所述工件的焊接压力，使得所述工件在焊接时产生形变减小，提高了所述工件的加工质量。本实施方式中，所述焊头24焊接工件时，对所述工件的焊接压力为0.1N～5N之间，可根据不同产品调整焊接压力。当然，在其他实施方式中，所述缓冲机构还可以包括减震件(未图示)，所述减震件分别设置于所述第一滑槽和所述第二滑槽122a靠近所述底座11一端，所述减震件用于提供所述滑动座21远离所述底座11的回复力；若所述滑动座21远离所述底座11一侧设置所述导向杆，则还可以在所述导向杆上套设矩形弹簧，所述矩形弹簧连接于所述顶板和所述滑动座之间，用于提供所述滑动座靠近所述顶板的回复力。

[0035] 本发明的超声波焊接装置通过所述驱动件驱动所述拉杆沿所述滑动座的滑动方向移动，并通过所述拉杆远离所述驱动件一端固定连接所述调节件，所述调节件和所述滑动座之间连接有所述弹性件，进而所述拉杆带动所述滑动座滑动，利用所述弹性件提供所述滑动座远离所述底座的回复力，使得所述焊头在接触所述工件焊接时，所述弹性件对所述焊头产生阻力，进而调节所述焊头的焊接压力，减小了所述工件在焊接时的形变，提高了所述工件的质量。

[0036] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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