[实用新型]一种超声波精密焊接装置

说明书

本实用新型涉及一种超声波精密焊接装置，包括用于驱动焊头组件单元垂直上下移动的气缸以及用于测量焊头组件单元下压距离的光学尺，所述气缸和光学尺分别与控制器连接，所述气缸的推杆连接至焊头组件单元，所述焊头组件单元的下方安装有用于固定焊接工件的底模，所述焊头组件单元连接有用于测量焊头组件单元与焊接工件之间反作用力的压力传感器，所述压力传感器与控制器连接，所述焊头组件单元依次连接有超声换能器和超声波电箱。与现有技术相比，本实用新型能够有效提高焊接质量的稳定性、提高焊接结果的一致性，且能降低加工和维护成本。

技术领域

本实用新型涉及超声波焊接技术领域，尤其是涉及一种超声波精密焊接装置。

背景技术

随着电子元器件行业的急速发展，在电子元器件及其附属产品的制造过程中，对所应用的超声波焊接工艺精度和稳定性要求也越来越高，超声波焊接凭借其优于铆接、电阻焊的工艺方式，已被广泛应用于焊接加工制造业。超声波焊接是通过超声波换能器将超声频电源提供的电能转换为高频振动的机械能，再通过超声波调幅器和焊头将能量传递到焊件。超声波金属焊接能够利用超声波的高频振动摩擦，促使被焊接金属材料焊接处表层原子高速运动，从而在焊接处形成金属固态结合的一种现象。

现有精密电子元器件行业(如：消费类电子、电子元器件、传感器、通讯行业等)中所应用到的精密超声焊接机，主要包括气缸侧压式细针型焊接机(如图1所示)和气缸直压型精细焊接机(如图2所示)，在实际应用中，由于采用气缸加压焊接，外部气源气压和气缸的压力波动容易导致焊接质量的不稳定性和焊接结果的不一致性，此外，侧压式细针型焊接机的机构稳定性较差，而直压型精细焊接机的模具使用及维护成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超声波精密焊接装置，以提高焊接质量的稳定性、提高焊接结果的一致性。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种超声波精密焊接装置，包括用于驱动焊头组件单元垂直上下移动的气缸以及用于测量焊头组件单元下压距离的光学尺，所述气缸和光学尺分别与控制器连接，所述气缸的推杆连接至焊头组件单元，所述焊头组件单元的下方安装有用于固定焊接工件的底模，所述焊头组件单元连接有用于测量焊头组件单元与焊接工件之间反作用力的压力传感器，所述压力传感器与控制器连接，所述焊头组件单元依次连接有超声换能器和超声波电箱。

进一步地，所述焊头组件单元包括焊头以及用于夹持焊头的夹具，所述夹具与气缸的推杆相连接。

进一步地，所述夹具安装在滑轨上。

进一步地，所述焊头包括Tip嘴和平衡部，所述平衡部对称地安装在Tip嘴的左右两端，所述平衡部与夹具相连接。

进一步地，所述平衡部包括套设于平衡杆上的两个平衡块，所述两个平衡块对称地位于Tip嘴的左右两端，所述平衡杆与夹具相连接。

进一步地，所述平衡块与平衡杆为加工一体化结构。

进一步地，所述Tip嘴与平衡杆螺纹连接。

进一步地，所述夹具设置有嵌入部和卡合部，所述嵌入部与卡合部配合形成安装孔，所述安装孔的直径等于平衡杆的截面直径。

进一步地，所述夹具的顶部连接有拉簧，所述拉簧的另一端连接至气缸的一侧。

进一步地，所述气缸的一侧设置有用于连接拉簧的固定块。

本实用新型中，在控制器的控制作用下，气缸为焊头组件单元提供上下移动的驱动推力；

压力传感器实时监测焊头组件单元与焊接工件接触后的反作用力，并将该反作用力数据反馈给控制器；

光学尺实时监测焊头组件单元下压的进给量，便于控制器实时检测和修正下压量，从而提高焊接的精度；