一种超声波焊头运动控制模组的制作方法

本技术涉及超声波焊接，尤其涉及一种超声波焊头运动控制模组。

背景技术：

1、超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，超声波焊接是通过超声波发生器将50/60hz电流转换成15、20、30或40khz电流，被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。

2、现有公开号为cn201900723u的中国实用新型专利《超声波焊接机之焊头两级式移动机构》中公开有：“气压驱动装置90固装于第一滑座20上随第一滑座20移动，气压驱动装置90包括有伺服电缸91和活塞杆92，该活塞杆92的一端连接伺服电缸91，活塞杆92的另一端连接第二滑座30，由伺服电缸91作用于活塞杆92，再由活塞杆92带动第二滑座30沿第二导轨81来回移动，焊头40固装于第二滑座30上，焊头40随第二滑座30来回移动。利用气压驱动装置控制第二滑座移动，由该气压驱动装置的压力可调，从而可依需要而调整焊头的焊接压力。”

3、前述公开专利中，活塞杆与第二滑座固定连接、第二滑座与焊头固定连接，气压驱动装置压力调整一次，焊接压力调整一次，之后，在整个焊接过程中，保持该恒定压力焊接，待下一次气动驱动装置压力调整后，焊接压力随之发生变化。但是，在实际焊接过程中，焊接压力还受外界因素干扰导致其不会始终保持为设定压力，如产品的尺寸差异等会造成过载或者压力不足等情况，前述焊接装置无法将焊接压力的实时数据反馈至气动驱动装置，若出现焊接压力超出或者低于压力范围时，焊接压力得不到及时调整，则会出现焊接质量下降的情况，严重时还会造成产品损坏。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：为了解决上述背景技术中所提到的技术问题，而提出的一种超声波焊头运动控制模组，根据焊头的实时压力和焊接深度数据进行反馈，进而来调整焊接压力，形成闭环控制，保持焊头对产品的焊接压力和深度始终保持在精度范围内，保证焊接质量，提高成品率。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种超声波焊头运动控制模组，包括基座和超声波焊接装置，还包括：

4、第一直线滑轨，所述第一直线滑轨安装在基座上，并沿z轴方向驱动超声波焊接装置运动；

5、第二直线滑轨，第二直线滑轨安装在第一直线滑轨上，并随第一直线滑轨同步运动，以及沿z轴方向驱动超声波焊接装置运动；

6、所述第二直线滑轨包括伺服电缸、支座，支座固定安装在第一直线滑轨上并随第一直线滑轨运动，伺服电缸固定在支座上，伺服电缸的输出轴与超声波焊接装置之间连接有压力传感器。

7、作为上述技术方案的进一步描述：

8、所述第一直线滑轨包括沿z轴方向运动的第一滑座，所述第二直线滑轨还包括第二导轨、第二滑块和第二滑座，两组第二导轨固定在第一滑座上，每组第二导轨上滑动配合有两组第二滑块，四组第二滑块上固定连接有第二滑座，超声波焊接装置固定在第二滑座上。

9、作为上述技术方案的进一步描述：

10、所述第二滑座通过支架固定连接有相机和光栅，相机和光栅靠近超声波焊接装置焊头侧设置。

11、作为上述技术方案的进一步描述：

12、所述第一直线滑轨还包括固定座、第一导轨、第一滑块和电机驱动装置，固定座固定在基座上，两组第一导轨固定在固定座上，每组第一导轨上滑动配合有两组第一滑块，四组第一滑块上固定连接有第一滑座，电机驱动装置驱动第一滑座沿z轴方向运动。

13、作为上述技术方案的进一步描述：

14、所述电机驱动装置包括伺服电机、丝杠和螺母，所述丝杠通过轴承和轴承座转动安装在固定座上，螺母转动套设在丝杠上，螺母与第一滑座固定连接，伺服电机固定在基座上，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠传动连接。

15、作为上述技术方案的进一步描述：

16、所述支座固定在第一滑座上。

17、综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：伺服电缸一边随第一滑座沿z轴方向移动，同时，伺服电缸驱动超声波焊接装置沿z轴方向做进一步运动，焊头对焊缝进行焊接，在焊接过程中，通过压力传感器检测焊接压力、通过光栅检测焊接深度，控制器根据实时反馈的焊接压力及焊接深度数据来调整伺服电缸压力，保证焊接压力始终处于±5n、焊接深度始终处于±0.01mm的精度范围内，超出焊接深度范围时，焊头停止焊接，伺服电缸复位，满足超声波焊接要求，避免压力调整不及时导致的过载或压力不足等现象的出现，进而可大大提高焊头焊接的效率、精度及可靠性。

技术特征：

1.一种超声波焊头运动控制模组，包括基座(1)和超声波焊接装置(36)，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种超声波焊头运动控制模组，其特征在于，所述第一直线滑轨包括沿z轴方向运动的第一滑座(25)，所述第二直线滑轨还包括第二导轨(31)、第二滑块(32)和第二滑座(37)，两组第二导轨(31)固定在第一滑座(25)上，每组第二导轨(31)上滑动配合有两组第二滑块(32)，四组第二滑块(32)上固定连接有第二滑座(37)，超声波焊接装置(36)固定在第二滑座(37)上。

3.根据权利要求2所述的一种超声波焊头运动控制模组，其特征在于，所述第二滑座(37)通过支架固定连接有相机(38)和光栅(39)，相机(38)和光栅(39)靠近超声波焊接装置(36)焊头侧设置。

4.根据权利要求1所述的一种超声波焊头运动控制模组，其特征在于，所述第一直线滑轨还包括固定座(21)、第一导轨(22)、第一滑块(23)和电机驱动装置，固定座(21)固定在基座(1)上，两组第一导轨(22)固定在固定座(21)上，每组第一导轨(22)上滑动配合有两组第一滑块(23)，四组第一滑块(23)上固定连接有第一滑座(25)，电机驱动装置驱动第一滑座(25)沿z轴方向运动。

5.根据权利要求4所述的一种超声波焊头运动控制模组，其特征在于，所述电机驱动装置包括伺服电机(24)、丝杠和螺母，所述丝杠通过轴承和轴承座转动安装在固定座(21)上，螺母转动套设在丝杠上，螺母与第一滑座(25)固定连接，伺服电机(24)固定在基座(1)上，伺服电机(24)的输出轴通过联轴器与丝杠传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种超声波焊头运动控制模组，其特征在于，所述支座(33)固定在第一滑座(25)上。

技术总结
本技术公开了一种超声波焊头运动控制模组，包括基座和超声波焊接装置，还包括：第一直线滑轨，所述第一直线滑轨安装在基座上；第二直线滑轨，第二直线滑轨安装在第一直线滑轨上；所述第二直线滑轨包括伺服电缸、支座，支座固定安装在第一直线滑轨上，伺服电缸固定在支座上，伺服电缸的输出轴与超声波焊接装置之间连接有压力传感器。本技术中，通过压力传感器检测焊接压力、通过光栅检测焊接深度，控制器根据实时反馈的焊接压力及焊接深度数据来调整伺服电缸压力，保证焊接压力始终处于±5N、焊接深度始终处于±0.01mm的精度范围内，避免压力调整不及时导致的过载或压力不足等现象的出现，进而可大大提高焊头焊接的效率、精度及可靠性。

技术研发人员：赵东林,舒军
受保护的技术使用者：苏州策林智能科技有限公司
技术研发日：20230825
技术公布日：2024/4/22