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焊接循环控制装置及超声波金属焊接机

基本信息

  • 申请号 CN201821695260.5 
  • 公开号 CN209850096U 
  • 申请日 2018/09/28 
  • 公开日 2019/12/27 
  • 申请人 必能信超声(上海)有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 戚春光 齐培聪 党建 齐飞  
  • 主分类号 B23K20/10 
  • 申请人地址 201613 上海市松江区松江工业区荣乐东路758号 
  • 分类号 B23K20/10 
  • 专利代理机构  
  • 当前专利状态 实用新型专利授权公告 
  • 代理人  
  • 有效性 有效专利 
  • 法律状态
  •  

摘要

本实用新型提供了一种焊接循环控制装置及超声波金属焊接机,其中,该焊接循环控制装置包括:深度传感器,设置在超声波金属焊接机的机架上;单片机,与深度传感器电连接,读取深度传感器的实时位置信号;单片机根据实时位置信号,判断超声波金属焊接机的焊头是否在预设位置;单片机在判断结果为是时,控制焊接循环信号为有效;单片机在判断结果为否时,控制焊接循环信号为失效。
通过本实用新型,达到了可精确设定金属焊接循环周期,便于提高焊接效率的效果。
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权利要求书


1.一种焊接循环控制装置,位于超声波金属焊接机,其特征在于,包括:深度传感器,设置在所述超声波金属焊接机的机架上;单片机,与所述深度传感器电连接,读取所述深度传感器的实时位置信号;所述单片机根据所述实时位置信号,判断所述超声波金属焊接机的焊头是否在预设位置;所述单片机在所述判断结果为是时,控制所述焊接循环信号为有效;所述单片机在所述判断结果为否时,控制所述焊接循环信号为失效。
2.根据权利要求1所述的焊接循环控制装置,其特征在于,所述单片机还用于读取所述深度传感器的位置信息;所述单片机根据所述位置信号设置所述超声波金属焊接机的焊头的初始位置。
3.根据权利要求1所述的焊接循环控制装置,其特征在于,还包括:压片,所述压片设置在所述机架上,用于压紧所述深度传感器的压缩杆,控制所述压缩杆在深度传感器中的运动位移变化。
4.根据权利要求1所述的焊接循环控制装置,其特征在于,还包括:支架,设置在所述机架上,所述深度传感器设置在所述支架上。
5.根据权利要求1所述的焊接循环控制装置,其特征在于,还包括:驱动机构,设置在所述机架上,在所述焊接循环信号为有效时,驱动所述焊头运动。
6.根据权利要求5所述的焊接循环控制装置,其特征在于,所述驱动机构包括:气缸。
7.一种超声波金属焊接机,其特征在于,包括上述1至6中任一项所述的焊接循环控制装置。
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说明书

技术领域
本实用新型涉及焊接领域,具体而言,涉及一种焊接循环控制装置及超声波金属焊接机。
背景技术
超声波金属焊接是利用每秒钟数万次的高频振动波传递到两个或两个以上需要焊接的金属工件表面,再施以一定的压力,使金属表面相互摩擦而形成分子层之间的融合,达到焊接的目的。
每个焊接循环过程的时序控制主要分为四步:焊头落下和预压,开始超声和结束超声,焊头上抬离开工件一定时间(可调)以后开始二次超声,二次超声完毕开始吹风冷却。
其中焊头落下和预压的时间、超声工作的时间,二次超声的触发时间和二次超声工作时间,这四个时间称之为一个焊接循环。
根据金属工件的金属属性以及焊接工艺的要求,需要设定不同的焊头落下和预压时间、超声工作时间、二次超声出发时间和二次超声工作时间,所以针对不同的金属焊接工件,焊接的循环周期也会有差别。
每一个焊接循环过程中,在超声波控制系统中需要有一个设定的起始点,对应于超声波金属焊接机架来说,即是初始位置,也称之为Home位置。
目前,超声波金属焊接机的驱动机构主要有气缸控制,气缸控制着超声波发生器以及焊头的升降和焊接压力。
现有技术中与本发明相近的实现方案,是用一套可调节的机械限位结构,来控制气缸的上升极限位以及下降极限位,如图1所示:机械限位调节组件103通过螺钉安装在L型机架101上,超声波焊接三联组件107(超声波发生器(Convertor)、调幅器(Boost)以及焊头(Horn))由螺钉紧固在固定座106中,并通过螺钉紧固在可随气缸104上下移动的支座105上。
气缸104的一端安装在L型机架101上,另一端的气缸活塞杆与可移动的支座105连接;限位棒102安装在可移动的支座105上。
机械限位组件的结构以及调节方式如图2所示:机械限位支架201安装在图1中的L型机架101上;上部限位调节杆204 控制上部限位块202的位置;下部限位调节杆205控制着下部限位块208的位置;限位棒207即图1中的102,代表着上下两个极限位置。
旋转上部限位调节杆204,由于六角头螺母203的固定作用,可以控制上部限位块202的位置,当气缸104推动可移动的支座105往上运动时,限位棒 207/102与上部限位块202接触,实现上部机械限位功能;旋转下部限位调节杆205,可以控制下部限位块208的位置,当气缸104 带动可移动的支座105往下运动时,限位棒207/102与下部限位块208接触,从而实现下部机械限位功能。
上部机械限位的主要功能:控制气缸104的上升位置,保护气缸活塞,提升气缸的工作寿命;上部机械限位可以作为超声波金属焊接机架在每一个金属焊接工件的焊接循环中的初始位置。
该功能与本发明所要解决的问题有类似实现方案。
下部机械限位的功能:根据不同金属焊接工件的形状厚度,保护金属焊接工件以及焊头。
当前的机械式限位,通过调节上部限位块202和下部限位块208的位置来控制气缸104在每一个金属焊接循环中的上部极限限位和下部极限限位。
对于上部极限位置,可以作为金属焊接机架在每一个金属焊接循环中的初始位置,即Home位置。
机械式限位的缺点主要是不能控制焊接循环上的时序。
根据不同的金属属性以及焊接工艺的要求,需要设定不同的工件焊接循环时间,机械式限位不能提供一个比较准确的金属焊接机架在每一个金属焊接循环中的焊接循环时序动作触发的初始位置(Home)。
如果金属焊接机架在每一个金属焊接循环中的焊接循环时序动作触发的初始位置不精确的话,很容易造成超声波发生器过早发出超声或在焊接工件过早传递进超声波焊接机架时,气缸在焊接时序的控制下已经进行运动,从而造成焊接设备的损坏或损坏金属工件或提高金属工件的废品率。
针对相关技术中的超声波金属焊接质量比较低,自动化产线上焊接设备容易损坏的问题,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,本实用新型的一个实施方式提供一种焊接循环控制装置及超声波金属焊接机。
一方面,提供了一种焊接循环控制装置,位于超声波金属焊接机,包括:深度传感器,设置在所述超声波金属焊接机的机架上;单片机,与所述深度传感器电连接,读取所述深度传感器的实时位置信号;所述单片机根据所述实时位置信号,判断所述超声波金属焊接机的焊头是否在预设位置;所述单片机在所述判断结果为是时,控制所述焊接循环信号为有效;所述单片机在所述判断结果为否时,控制所述焊接循环信号为失效。
优选地,所述单片机还用于读取所述深度传感器的位置信息;所述单片机根据所述位置信号设置所述超声波金属焊接机的焊头的初始位置。
优选地,上述装置还包括:压片,所述压片设置在所述机架上,用于压紧所述深度传感器的压缩杆,控制所述压缩杆在深度传感器中的运动位移变化。
优选地,上述装置还包括:支架,设置在所述机架上,所述深度传感器设置在所述支架上。
优选地,上述装置还包括:驱动机构,设置在所述机架上,在所述焊接循环信号为有效时,驱动所述焊头运动。
优选地,所述驱动机构包括:气缸。
另一方面,本实用新型的一个实施方式还提供一种超声波金属焊接机,包括上述的焊接循环控制装置。
通过本实用新型提供的技术方案,单片机读取深度传感器的实时位置信号,判断焊头是否在预设位置,然后控制焊接循环信号为有效或失效,可精确设定金属焊接循环周期,便于提高焊接效率。
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是根据相关技术的超声波金属焊接机架气缸控制以及机械限位示意图;图2是根据相关技术的超声波金属焊接机架机械限位示意图;图3是根据本实用新型实施例的深度传感器示意图;图4是根据本实用新型实施例的超声波金属焊接机的焊接流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例提供了一种焊接循环控制装置,位于超声波金属焊接机,包括:深度传感器,设置在所述超声波金属焊接机的机架上;单片机,与所述深度传感器电连接,读取所述深度传感器的实时位置信号;所述单片机根据所述实时位置信号,判断所述超声波金属焊接机的焊头是否在预设位置;所述单片机在所述判断结果为是时,控制所述焊接循环信号为有效;所述单片机在所述判断结果为否时,控制所述焊接循环信号为失效。
通过该实施例,单片机读取深度传感器的实时位置信号。
判断焊头是否在预设位置,然后控制焊接循环信号为有效或失效,可精确设定金属焊接循环周期,便于提高焊接效率。
作为一个较优的实施方式,单片机还用于读取所述深度传感器的位置信息;所述单片机根据所述位置信号设置所述超声波金属焊接机的焊头的初始位置。
该优选实施方式提高了焊头的初始位置的准确性。
需要说明的是,本申请不限于仅用深度传感器来判断超声波金属焊接机在每一个焊接循环中是否处于初始位置,其它判断初始位置的方式也可以应用到本申请的焊接循环控制装置。
优选地,上述装置还包括:压片,所述压片设置在所述机架上,用于压紧所述深度感应器的压缩杆,控制所述压缩杆在深度传感器中的运动位移变化。
优选地,上述装置还包括:支架,设置在所述机架上,所述深度传感器设置在所述支架上。
优选地,上述装置还包括:驱动机构,设置在所述机架上,在所述焊接循环信号为有效时,驱动所述焊头运动。
优选地,所述驱动机构包括:气缸。
需要说明的是,本实施例中以气缸进行示例性说明,在实际焊接过程中,本领域技术人员可以采用相关技术中的驱动机构。
通过该优选实施方式,实现了如下三方面:(1)使用改变深度传感器滑动变阻器的位置,来设定金属焊接机的焊接循环的初始位置;(2)使用深度传感器的伸缩杆的位移变化判断机构是否运动到设定的初始位;(3)使用深度传感器的滑动变阻器的位置可以在满行程调节,来设定任意参数的焊接循环的初始位置。
本实施例提供了一种超声波金属焊接机,包括上述的焊接循环控制装置,该焊接循环控制装置的结构如上述实施例及其优选实施方式所示,在此不再赘述。
通过上述实施方式及优选实施例,超声波金属焊接机可利用深度传感器中伸缩杆的位移运动,通过内部电位计输出不同的电信号传递给单片机控制系统,来精确判断气缸运动控制下的超声波三联组件在每一个金属焊接循环中是否回到初始位置,从而避免因金属焊接循环的时间问题引起的时序紊乱。
深度传感器的安装方式,如图3所示:深度传感器301通过螺钉303安装在支架302上;支架302由螺钉固定在金属焊接机架上;压片304通过螺钉305安装在由气缸控制上下运动的板307 上;通过单片机读取深度传感器301的电信号来设定预设的初始位置。
压片304与金属焊接机的控制气缸上下运动,并压紧深度传感器301中的压缩杆(内置弹簧),控制压缩杆在深度传感器中的运动位移变化。
下面对深度传感器初始位置检测系统的控制原理进行说明。
单片机读取深度传感器的位置信号来设置一个初始的焊头位置。
单片机读取深度传感器的实际位置信号来判断当前焊头是否处于预设的位置。
如果焊头没有处于预设位置时,焊接循环的启动信号会被锁死,启动信号触发无效;作为一个较优的实施方式,当焊头处于预设位置时,焊接循环的启动信号被解锁,启动信号触发有效;启动信号触发后,焊头开始下降,系统执行焊接循环过程;焊接循环过程结束后,焊头上抬;系统循环执行上述步骤,继续判断焊头是否回到预设初始位置。
在本实施例中,深度传感器实现了如下功能:(1)使用深度传感器来设定焊接循环的初始位置;(2)使用深度传感器的伸缩杆运动来判断焊接机架是否处于焊接循环的初始位置;(3)使用深度传感器伸缩杆在传感器中的位置转换来触发新一轮的焊接循环;(4)使用深度传感器锁定焊接系统处于触发保护状态,避免非正常触发信号触发焊接系统。
为了更好的说明上述结构,下面结合焊接流程进行说明,图4是根据本实用新型实施例的超声波金属焊接机的焊接流程图,如图4所示,包括如下步骤:整个焊接过程的包括如下步骤:步骤S401,确定初始位置;步骤S402,初始位置检测,如果在预设位置,执行步骤S403,否则执行步骤S407。
步骤S403,触发信号解锁;步骤S404,焊头落下和预压延时;步骤S405,开始超声和结束超声;步骤S406,焊头上抬和延时。
步骤S407,触发信号锁定。
单片机读取深度传感器301的位置信号,可以灵活的设定焊头在每一个金属焊接循环中的初始位置。
当超声波焊接机架回到初始位置(Home)以及焊接循环全部完成后,超声波金属焊接机架控制系统会发送准备开始(Start ready) 的信号给超声波发生器(P/S)),此时超声波发生器(P/S)才会接受新的开始信号触发新一轮的超声波金属焊接循环周期,在超声波焊接机架没有回到初始位置(Home)或者上一轮焊接循环没有完成前,任何新的金属焊接循环开始触发信号都是无效的,设备处于触发锁定保护状态。
通过上述实施例,提供了一种超声波金属焊接机。
通过该技术方案,设定电信号值,从而改变深度传感器中滑动变阻器的初始位置,进而精确控制超声波金属焊接机架在每一个焊接循环中的初始位置(HOME)。
通过气缸运动带动压片上下往返运动,压片与深度传感器的伸缩杆接触,伸缩杆在深度传感器中的位移变化,可以转化成电信号的变化,从而判断超声波金属焊接机架在每一个焊接循环中是否回到初始位,为下一个焊接循环提供准确的触发信号。
通过本实用新型提供的技术方案达到了如下技术效果:超声波焊接机架的初始位置调节方便、易于实现;可精确判断超声波焊接机架在每一个金属焊接循环中是否处于初始位置。
本实用新型提供的超声波焊接机可精确设定金属焊接循环周期,便于提高焊接效率;可有效防止焊接设备由于碰撞而损坏,提高了焊接工件的焊接质量。
需要说明的是,这些技术效果并不是上述所有的实施方式所具有的,有些技术效果是某些优选实施方式才能取得的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。
凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。
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