一种振动头及其驱动线圈的驱动方法、接线方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及振动摩擦焊接机领域，具体地涉及一种连接驱动器的振动头及其驱动 线圈的驱动方法和接线方法。
【背景技术】
[0002] 振动摩擦焊接是近些年新兴起的一种高科技的无填料塑料焊接技术。该焊接方法 是一种利用电磁传动装置在两个热塑性塑料零件之间产生相对运动，进而摩擦生热，使接 触面被高温熔化，然后停止摩擦，等待冷却后凝固成形的焊接方法。振动摩擦的焊接速度 快，能用于焊接各种类型的热塑性塑料，尤其广泛用于汽车行业和家用电器行业。采用振动 摩擦焊接的两塑料零件结合面在振动摩擦焊接设备压力作用下形成的焊接接头，其接头强 度可达到母材自身强度。与其他焊接技术相比，该焊接技术不需要另加焊料，而且利用了材 料本身的物理特性，焊接面积大，因此，在异型塑料部件的焊接中得到越来越广泛的应用。
[0003] 而振动头是振动摩擦焊接技术的核心部分，在现有技术中，通常使用驱动器来驱 动振动头。振动头一般采用三相驱动技术。且振动头的驱动线圈的接线通常是，将线圈分 为三组并置于振动头铁芯两侧的电磁铁上。再将驱动器输出的三相交流电连接到三组线圈 上，使得两侧线圈与振动头铁芯之间产生交互震荡的电磁力，从而驱动振动头振动。
[0004] 但是在实际应用中，在驱动过程中的每个周期内，铁芯两侧的线圈存在同时具有 驱动电压信号的现象，因此，两侧的线圈对振动头铁芯会同时产生相互抵消的电磁力，从而 导致振动头的驱动效率较低。
【发明内容】
[0005] 为避免上述的问题，本发明旨在提供一种驱动效率高、能耗少的振动头及其驱动 线圈的驱动方法、接线方法。
[0006] -方面，本发明提供了一种振动头，连接驱动器，所述振动头包括振动头框架，和 一个或多个安装在所述振动头框架上的驱动单元，其中，每个所述驱动单元包括一个或多 个安装在所述振动头框架上的弹簧，安装在所述弹簧上的铁芯，和分别安装在所述铁芯两 侧的第一驱动线圈和第二驱动线圈，其中，每个所述第一驱动线圈设有两个电压输入端，每 个所述第二驱动线圈也设有两个电压输入端，所述驱动器上设有三个电压输出端；当处于 装配状态时，每个所述第一驱动线圈的两个电压输入端中的任意一个电压输入端为第一电 压输入端，每个所述第一驱动线圈的另一电压输入端与所述第二驱动线圈的两个电压输入 端中的任意一个电压输入端连接后作为第二电压输入端，每个所述第二驱动线圈的另一电 压输入端作为第三电压输入端；将每个所述第一电压输入端，第二电压输入端和所述第三 电压输入端分别与所述驱动器的三个电压输出端电连接。
[0007] 上述驱动线圈包括由多层矽钢片叠装成的矽钢片组，和绕制在所述矽钢片组上的 线圈；其中，每个所述驱动线圈的两个电压输入端分别由所述线圈的头尾引出。
[0008] 上述一个或多个驱动单元横向和/或纵向排列在所述振动头框架内。
[0009] 每个上述弹簧上设有多个螺孔，当处于装配状态时，可使用多个螺栓分别通过所 述多个螺孔，将所述弹簧和所述振动头框架固定。
[0010] 第二方面，本发明还提供了一种振动头的驱动线圈驱动方法。所述振动头为上述 任一所述的振动头，且驱动线圈连接至驱动器，当处于运行状态时，在同一驱动周期的上半 个周期内，只向其中每个所述驱动单元中的第一驱动线圈输入驱动电压；在所述同一驱动 周期的下半个周期内，只向每个所述驱动单元中的第二驱动线圈输入驱动电压，以交替驱 动每个所述驱动单元中的两个所述驱动线圈。
[0011] 上述驱动器输出的驱动电压的波形为正弦波形，方波波形或脉冲波形中的任意一 种或任意组合。
[0012] 第三方面，本发明还提供了一种振动头的驱动线圈接线方法，所述振动头为上述 任一所述的振动头且其驱动线圈连接至设有三个电压输出端的驱动器，所述振动头包括一 个或多个驱动单元，每个所述驱动单元包括第一驱动线圈和第二驱动线圈且每个所述驱动 线圈包括两个电压输入端；所述方法包括：将每个所述第一驱动线圈的两个电压输入端中 的任意一个电压输入端为第一电压输入端，将每个所述第一驱动线圈的另一电压输入端与 所述第二驱动线圈的两个电压输入端中的任意一个电压输入端连接后作为第二电压输入 端，将每个所述第二驱动线圈的另一电压输入端作为第三电压输入端；将每个所述第一电 压输入端，第二电压输入端和所述第三电压输入端分别与所述驱动器的三个电压输出端电 连接。
[0013] 当上述驱动单元为两个或以上时，可以先将每个所述驱动单元的驱动线圈的电压 输入端并联，再将并联后的电压输入端如上所述的接线方法电连接至一个驱动器上。
[0014] 当上述驱动单元为两个或以上时，可以通过如上所述的接线方法分别将每个所述 驱动单元的驱动线圈的电压输入端电连接至多个驱动器上。
[0015] 上述多个驱动器的其中一个驱动器为主驱动器，其余的驱动器为从驱动器，所述 主驱动器发命令，所述从驱动器跟随所述主驱动器的命令来驱动线圈。
[0016] 本发明中提供的振动头采用了上述的驱动方法，当向其中一组线圈发送电压驱动 信号时，另一组线圈内没有电压驱动信号，即交替驱动两组线圈，使每组线圈交替产生电磁 力，消除了线圈之间存在抵消力的缺陷，提高了驱动效率，且提高了振动头的上模承载重量 范围。而且，当上述设置在振动头上的驱动单元为多个时，可以更大程度提高振动头的振动 功率，因此，可显著提高振动摩擦焊接机的应用范围。
【附图说明】
[0017] 通过以下对附图的描述，本发明实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其 中，
[0018] 图1为本发明提供的包含一个驱动单元的振动头的仰视图。
[0019] 图2为如图1所示的振动头的俯视图。
[0020] 图3a为包含两个驱动单元且纵向排列的振动头的俯视图。
[0021] 图3b为如图3a所示的振动头的仰视图。
[0022] 图4a为包含两个驱动单元且横向排列的振动头的俯视图。
[0023] 图4b为如图4a所示的振动头的仰视图。
[0024] 图5a - 5c为驱动本发明提供的振动头的驱动电压波形图。
[0025] 图6为如图1所示的振动头驱动线圈的接线示意图。
[0026] 图7为一个驱动器与一个驱动单元连接的接线示意图。
[0027] 图8为一个驱动器与多个驱动单元连接的接线示意图。
[0028] 图9为多个驱动器与多个驱动单元连接的接线示意图。
【具体实施方式】
[0029] 下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本发明及其应用或用法 的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不 再重复描述。
[0030] 以下结合附图以及【具体实施方式】对本发明的技术方案做进一步说明。
[0031] 一方面，本发明提供了一种连接驱动器的振动头1，图1和图2为包含一个驱动单 元的振动头1的仰视图和俯视图，如图所示，振动头1包括振动头框架11，和一个安装在振 动头框架11上的驱动单元。驱动单元包括两个弹簧12,铁芯13及第一驱动线圈14和第二 驱动线圈15。其中，两个弹簧12相互平行地安装在振动头框架11上，如图所示，铁芯13安 装在两个弹簧12上，且弹簧12与铁芯13垂直，而第一驱动线圈14和第二驱动线圈15分 别安装在铁芯13两侧。优选地，第一驱动线圈14上设有两个电压输入端141，第二驱动线 圈15也设有两个电压输入端151。其中，弹簧12也可以根据具体产品的要求设置为多于两 个。
[0032] 优选地，驱动线圈14和/或15包括矽钢片组和绕制在矽钢片组上的线圈。其中， 矽钢片组由多层矽钢片叠装而成，每个驱动线圈14 (或15)的两个电压输入端141 (或151) 分别由每个线圈的头尾引出。
[0033] 可选地，第一、第二驱动线圈也可以是其他具有相同功能的驱动线圈。
[0034] 安装时，振动头1与驱动器连接。该驱动器设有三个电压输出端。具体地，第一驱 动线圈14的两个电压输入端141中的任意一个电压输入端为第一电压输入端A，第一驱动 线圈14的另一电压输入端141与第二驱动线圈的两个电压输入端151中的任意一个电压 输入端连接后作为第二电压输入端B，第二驱动线圈15的另一电压输入端151作为第三电 压输入端C，其中，第一电压输入端A，第二电压输入端B和第三电压输入端C分别与驱动器 的三个电压输出端电连接。