[实用新型]超声波焊接机

说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接机领域，具体而言，涉及一种超声波焊接机。

背景技术

超声波焊接是应用于热塑性塑料焊接的一种技术。通常情况下，超声波焊接机包括机架，底座以及焊头。

一般的焊接过程如下：首先，将夹紧塑料工件的夹具安装在超声波焊接机机的底座上，将要焊接的两个塑料工件置于夹具上，手动完成工件定位后，焊头下降压紧工件，当焊接机达到设定的压紧力(又称为触发力)后，焊头将发出超声波，使两个塑料工件在接触面上产生高频的摩擦进而产生热量，使得该接触面被熔化；待工件冷却后，这两个塑料工件被连接为一体；最后，将焊头提升，并取出塑料工件。

现有的超声焊接机，采用气缸驱动来控制焊头的升降。焊头升降系统包括气缸，电磁阀等管路元件；其中，电磁换向阀控制气缸的升出和缩回，电磁比例阀控制伸缩的速度，气缸顶出的压力通过手动的减压阀来调节。在焊接开始前，操作员先手动设定减压阀压力，然后启动焊接，气缸顶出，焊头下降，接触焊件后，机器自动启动超声发射功能。在焊接过程中，气缸处于保持状态，不切换电磁阀。当超声发射结束后，进入保压阶段，气缸继续处于保持状态，直至到达保压时间。焊接完成后，气缸缩回原位，焊接循环结束。

因此，除了需要电源外，相关技术中的超声波焊接机还需要气源才能正常使用，然而，由于气动系统运行的速度慢，每个焊接循环时间相对较长，且气动系统的能耗效率低。此外，气缸对焊头的运动速度和位置的控制精确度不高，

针对相关技术中的超声波焊接机能耗效率低以及焊头的控制精度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种超声波焊接机。

一方面，本实用新型提供了一种超声波焊接机，所述超声波焊接机包括：

底座，

机架，设置在所述底座上，

焊头，安装在所述机架上；

电动缸，用于驱动所述焊头；

伺服驱动器，用于控制所述电动缸；以及

控制器，用于控制所述伺服驱动器。

优选地，所述电动缸包括伺服电机和丝杆，其中，所述电动缸为直线式电动缸或折返式电动缸。

优选地，所述超声波焊接机还包括：

位置传感器，用于检测所述焊头的伸出位置；所述位置传感器设置在所述机架和所述焊头上，并接入所述控制器。

优选地，所述超声波焊接机还包括：

测力传感器，用于检测所述焊头上的压力；所述测力传感器设置在所述丝杆的输出端，并接入所述控制器。

优选地，所述伺服电机上设置有通过电机轴的旋转编码器，以检测所述伺服电机的转速。

优选地，所述控制器为可编程控制器，所述控制器的控制周期小于或等于1ms。

通过本实用新型提供的超声波焊接机，采用纯电动的运动控制系统来控制超声波焊接机的焊头的升降，超声波焊接机只需要电源输入即可正常运行；而且采用伺服控制技术，可以实现对焊头升降速度、焊接压力、焊接深度等参数的精确闭环控制，进而使工件的焊接精度、成品率明显提高，同时还可以提高焊接频率，使超声波焊接机更适用于高精度的产品。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例提供的超声波焊接机的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的超声波焊接机的内部结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例提供的直线式电动缸的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例提供的折返式电动缸的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例提供的超声波焊接机的控制示意图；

图6是根据本实用新型实施例提供的超声波焊接机的控制电路图；

图7是根据本实用新型实施例提供的伺服驱动器的控制原理图；

图8是根据本实用新型实施例提供的压力闭环的控制框图；

图9是根据本实用新型实施例提供的位置闭环的控制框图；

图10是根据本实用新型实施例提供的串联控制框图，其中位置指令为最终的控制目标；

图11是根据本实用新型实施例提供的串联控制框图，其中压力指令为最终的控制目标；

图12是根据本实用新型实施例提供的并联控制框图。

具体实施方式