金属箔大范围连续超声焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种金属箔大范围连续超声焊接装置，包括：压电振子系统和气动工具台；所述压电振子系统包括两个相同的多驱动半波换能器结构、两个驱动轮和工具头；两个所述多驱动半波换能器结构关于工具头沿着水平方向对称分布；所述驱动轮设置在每一个多驱动半波换能器结构和工具头之间，并分别与之相连。本发明专利技术通过半波换能器驱动工作头上下振动，从而实现工作头底金属箔的焊接。并且通过半波换能器驱动驱动轮做椭圆运动，从而带动启动工作台沿着滑轨滑动，进而使得金属箔随之移动，从而实现连续超生焊接的目的。

【技术实现步骤摘要】
金属箔大范围连续超声焊接装置
本专利技术涉及超声电机领域。
技术介绍
在超声金属固结技术中，超声振动系统是决定整个超声系统性能的关键因素之一，随着超声固接技术的发展，要求能够固接的材料种类越来越多，同时需要更快的固接速度以及更大到的可加工规模，要满足这些新的加工需求首先需要更大功率的超声波换能器；同时，在金属材料固接的过程中，需要电机配合固接速度以推送箔材，但实际加工中匹配的效果并不理想，基于这两个问题，提出了一种集高输出功率换能器和超声电机功能为一体的超声压电振子结构。多驱动、推挽式的设计不仅能大大提高换能器功率，同时还能够分散系统的热源，改善系统发热造成的能量损耗；另外，本专利技术的压电振子系统兼具的超声电机功能可以实现金属箔材的同步输送，改善电机与焊接速度难以匹配的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种集高输出功率换能器和超声电机功能为一体的金属箔大范围连续超声焊接装置。为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种金属箔大范围连续超声焊接装置，包括：压电振子系统和气动工具台；所述压电振子系统包括两个相同的多驱动半波换能器结构、两个驱动轮和工具头；两个所述多驱动半波换能器结构关于工具头沿着水平方向对称分布；所述驱动轮设置在每一个多驱动半波换能器结构和工具头之间，并分别与之相连；每一个所述多驱动半波换能器结构分别包括四个压电换能器和变幅杆；所述变幅杆的一端与所述驱动轮连接，另一端分别与所述四个压电换能器连接；所述四个压电换能器的结构尺寸相同，每个压电换能器由压电陶瓷片连接金属前盖板和金属后盖板构成；所述四个压电换能器分为两组,每一组压电换能器的压电陶瓷的激励方式不同；所述气动工具台包括一焊接工作平台和两个气动驱动平台，所述气动驱动平台相对于焊接工作平台沿着水平方向对称分布；所述焊接平台的上表面铺设有金属箔材，所述工具头的底端面设置有焊接装置，并位于金属箔材的上方；所述气动工具台与一滑轨滑动连接配合，并且所述滑轨的延伸方向与金属箔材的延伸方向相同；所述驱动轮分别位于气动驱动平台的上方，并且所述气动驱动平台沿着竖直方向上下移动；所述压电换能器驱动所述驱动轮转动，并带动所述工具头沿着轴向振动；所述气动驱动平台沿着竖直方向上升时，所述气动驱动平台与驱动轮抵接，驱动轮转动时与气动驱动平台直接产生一沿着滑轨方向的摩擦力，带动气动工具台沿着滑轨滑动一定距离，使得金属箔材随之同向移动一定距离，将焊接完成部分的金属箔材从焊接装置的下方移出。在一较佳实施例中：所述驱动轮为横截面为圆形的柱体；工具头为横截面为正六边形的柱体。在一较佳实施例中：所述压电换能器驱动所述驱动轮做椭圆转动，并带动所述工具头沿着轴向振动。在一较佳实施例中：所述压电陶瓷片设置在金属前盖板和金属后盖板之间；每一个压电换能器中具有两组压电陶瓷片；在一较佳实施例中：其中左侧半波环能器结构中，靠近金属后盖板的四组压电陶瓷片输入一相电源用于激发工具头的纵向振动；右侧半波换能器结构中，靠近金属后盖板的四组压电陶瓷片输入与左侧电源相位差180°的激励电源用于激发工具头做同向振动，两个纵向振动形成叠加。在一较佳实施例中：其中左侧半波换能器结构中，靠近金属前盖板的四组压电陶瓷片输入一相电源用于激发驱动轮产生两个相互垂直的轴向弯曲运动，其叠加结果是驱动轮绕轴向做椭圆运动；右侧半波环能器结构中，靠近金属前盖板的四组压电陶瓷片输入与左侧电源相位差180°的激励电源用于激发驱动轮产生两个相互垂直的轴向弯曲运动，其叠加结果是驱动轮绕轴向做椭圆运动。相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：本专利技术通过外力驱动工作头上下振动，从而实现工作头底金属箔的焊接。并且通过半波换能器驱动驱动轮做椭圆运动，从而带动启动工作台沿着滑轨滑动，进而使得金属箔随之移动，从而实现连续超生焊接的目的。附图说明图1为金属箔大范围连续超声焊接装置整体结构示意图图2为金属箔大范围连续超声焊接装置压电振子系统结构示意图图3为半波换能器结构的左视图；图4为驱动轮的运动轨迹图；图5a、图5b分别为左侧、右侧多驱动半波换能器结构压电振子的压电陶瓷组激励方式。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作进一步说明。参考图1-2，一种金属箔大范围连续超声焊接装置，包括：压电振子系统1和气动工具台2；所述压电振子系统1包括两个相同的多驱动半波换能器结构11、两个驱动轮12和工具头13；两个所述多驱动半波换能器结构11关于工具头13沿着水平方向对称分布；所述驱动轮12设置在每一个多驱动半波换能器结构11和工具头13之间，并分别与之相连；每一个所述多驱动半波换能器结构11分别包括四个压电换能器111和变幅杆112；所述变幅杆112的一端与所述驱动轮12连接，另一端分别与所述四个压电换能器111连接；所述四个压电换能器111的结构尺寸相同，每个压电换能器111由压电陶瓷片1111连接金属前盖板1112和金属后盖板1113构成；所述四个压电换能器111分为两组,每一组压电换能器111的压电陶瓷的激励方式不同；所述气动工具台2包括一焊接工作平台21和两个气动驱动平台22，所述气动驱动平台22相对于焊接工作平台21沿着水平方向对称分布；所述焊接工作平台21的上表面铺设有金属箔材，所述工具头13的底端面设置有焊接装置，并位于金属箔材的上方；所述气动工具台2与一滑轨滑动连接配合，并且所述滑轨的延伸方向与金属箔材的延伸方向相同；所述驱动轮12分别位于气动驱动平台22的上方，并且所述气动驱动平台22沿着竖直方向上下移动；所述压电换能器111驱动所述驱动轮12转动，并带动所述工具头13沿着竖直方向上下振动；所述气动驱动平台22沿着竖直方向上升时，所述气动驱动平台22与驱动轮12抵接，驱动轮12转动时与气动驱动平台22直接产生一沿着滑轨方向的摩擦力，带动气动工具台2沿着滑轨滑动一定距离，使得金属箔材随之同向移动一定距离，将焊接完成部分的金属箔材从焊接装置的下方移出，而后，工具头沿着竖直方向向下运动，实现对新的金属箔材进行超声焊接，实现连续焊接的目的。本实施例中，为了实现上述的技术效果，所述压电换能器111驱动所述驱动轮12做椭圆转动，并带动所述工具头13沿着竖直方向上下振动。所述椭圆运动的长轴或短轴与滑轨的延伸方向平行。本实施例中为长轴与滑轨平行。为了实现压电换能器111驱动所述驱动轮12做椭圆转动，所述压电陶瓷片1111设置在金属前盖板1112和金属后盖板1113之间；每一个压电换能器111中具有两组压电陶瓷片1111；所述两组压电陶瓷片1111在金属前盖板1112和金属后盖板1113之间堆叠设置。其中左侧半波环能器结构11中，靠近金属后盖板1113的四组压电陶瓷片1111输入一相电源用于激发驱动轮12的纵向振动；侧半波换能器结构11中，靠近金属后盖板1113的四组压电陶瓷片1111输入与左侧电源相位差180°的激励电源用于激发驱动轮12做同向振动，两个纵向振动形成叠加。这样就实现了驱动驱动轮12上下振动的目的。其中左侧半波换能器结构11中，靠近金属前盖板1112的四组压电陶瓷片1111输入一相电源用于激发驱动轮12产生两个相互垂直的轴向弯曲运动，其叠加结果是驱动轮12绕轴向做椭圆运动；右侧半波环能器结构11中，靠近金属前盖板1112的四组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属箔大范围连续超声焊接装置，其特征在于包括：压电振子系统和气动工具台；所述压电振子系统包括两个相同的多驱动半波换能器结构、两个驱动轮和工具头；两个所述多驱动半波换能器结构关于工具头沿着水平方向对称分布；所述驱动轮设置在每一个多驱动半波换能器结构和工具头之间，并分别与之相连；每一个所述多驱动半波换能器结构分别包括四个压电换能器和变幅杆；所述变幅杆的一端与所述驱动轮连接，另一端分别与所述四个压电换能器连接；所述四个压电换能器的结构尺寸相同，每个压电换能器由压电陶瓷片连接金属前盖板和金属后盖板构成；所述四个压电换能器分为两组,每一组压电换能器的压电陶瓷的激励方式不同；所述气动工具台包括一焊接工作平台和两个气动驱动平台，所述气动驱动平台相对于焊接工作平台沿着水平方向对称分布；所述焊接平台的上表面铺设有金属箔材，所述工具头的底端面设置有焊接装置，并位于金属箔材的上方；所述气动工具台与一滑轨滑动连接配合，并且所述滑轨的延伸方向与金属箔材的延伸方向相同；所述驱动轮分别位于气动驱动平台的上方，并且所述气动驱动平台沿着竖直方向上下移动；所述压电换能器驱动所述驱动轮转动，并带动所述工具头沿着轴向振动；所述气动驱动平台沿着竖直方向上升时，所述气动驱动平台与驱动轮抵接，驱动轮转动时与气动驱动平台直接产生一沿着滑轨方向的摩擦力，带动气动工具台沿着滑轨滑动一定距离，使得金属箔材随之同向移动一定距离，将焊接完成部分的金属箔材从焊接装置的下方移出。...

【技术特征摘要】
1.一种金属箔大范围连续超声焊接装置，其特征在于包括：压电振子系统和气动工具台；所述压电振子系统包括两个相同的多驱动半波换能器结构、两个驱动轮和工具头；两个所述多驱动半波换能器结构关于工具头沿着水平方向对称分布；所述驱动轮设置在每一个多驱动半波换能器结构和工具头之间，并分别与之相连；每一个所述多驱动半波换能器结构分别包括四个压电换能器和变幅杆；所述变幅杆的一端与所述驱动轮连接，另一端分别与所述四个压电换能器连接；所述四个压电换能器的结构尺寸相同，每个压电换能器由压电陶瓷片连接金属前盖板和金属后盖板构成；所述四个压电换能器分为两组,每一组压电换能器的压电陶瓷的激励方式不同；所述气动工具台包括一焊接工作平台和两个气动驱动平台，所述气动驱动平台相对于焊接工作平台沿着水平方向对称分布；所述焊接平台的上表面铺设有金属箔材，所述工具头的底端面设置有焊接装置，并位于金属箔材的上方；所述气动工具台与一滑轨滑动连接配合，并且所述滑轨的延伸方向与金属箔材的延伸方向相同；所述驱动轮分别位于气动驱动平台的上方，并且所述气动驱动平台沿着竖直方向上下移动；所述压电换能器驱动所述驱动轮转动，并带动所述工具头沿着轴向振动；所述气动驱动平台沿着竖直方向上升时，所述气动驱动平台与驱动轮抵接，驱动轮转动时与气动驱动平台直接产生一沿着滑轨方向的摩擦力，带动气动工具台沿着滑轨滑动一定距离，使得金属箔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王寅，廖梦娇，张会霞，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35