RU234264U1

RU234264U1 - Ultrasonic welding machine

Info

Publication number: RU234264U1
Application number: RU2025107803U
Authority: RU
Inventors: Александр Евгеньевич Варнаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СпецмашСоник"
Filing date: 2025-03-31
Publication date: 2025-05-23

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для ультразвуковой сварки полимерных и нетканых материалов. Технический результат заключается в повышении точности позиционирования сварочного тракта. Станок содержит основную раму, на которой жестко закреплены рабочий стол и пневматический привод, соединенный со сварочным трактом. Сварочный тракт включает ультразвуковой преобразователь, жестко соединенный с волноводом, и прижимной механизм. Направляющая система выполнена в виде двух параллельных рельсов с трапециевидным сечением, жестко закрепленных на несущей раме, и ответного канала аналогичной формы на задней поверхности сварочного тракта, обеспечивая перемещение сварочного тракта строго в вертикальной плоскости без горизонтального смещения. The utility model relates to mechanical engineering, namely to equipment for ultrasonic welding of polymer and non-woven materials. The technical result consists in increasing the accuracy of positioning the welding path. The machine comprises a main frame on which a working table and a pneumatic drive connected to the welding path are rigidly fixed. The welding path includes an ultrasonic transducer rigidly connected to a waveguide and a clamping mechanism. The guide system is made in the form of two parallel rails with a trapezoidal cross-section, rigidly fixed on the supporting frame, and a mating channel of a similar shape on the rear surface of the welding path, ensuring movement of the welding path strictly in the vertical plane without horizontal displacement.

Description

Полезная модель предназначена для быстрого и прочного соединения полимерных и нетканых материалов с использованием ультразвуковой энергии. Применение ультразвуковых волн позволяет осуществлять сварку деталей без предварительной подготовки поверхности, обеспечивая высокую прочность соединения без необходимости в расходных материалах, клеях или нагревательных элементах.The utility model is designed for fast and durable joining of polymer and non-woven materials using ultrasonic energy. The use of ultrasonic waves allows welding of parts without preliminary surface preparation, providing high strength of the connection without the need for consumables, adhesives or heating elements.

Известен способ ультразвуковой сварки полимерных материалов (патент SU 710818 A1, опубл. 25.01.1980), который включает размещение свариваемых деталей между ультразвуковым преобразователем и опорой, прижатие их друг к другу с усилием и воздействие на них ультразвуковыми колебаниями до образования сварного соединения. Устройство, реализующее данный способ, включает ультразвуковой преобразователь, связанный с волноводом, который передает вибрации на свариваемые детали, и систему прижима, обеспечивающую контакт между ними. Недостаток аналога состоит в отсутствии системы направляющих для точного позиционирования сварочного тракта, что снижает точность сварочного процесса и ограничивает возможность автоматизации.A method of ultrasonic welding of polymeric materials is known (patent SU 710818 A1, published 25.01.1980), which includes placing the parts to be welded between an ultrasonic transducer and a support, pressing them together with force and exposing them to ultrasonic vibrations until a welded joint is formed. The device implementing this method includes an ultrasonic transducer connected to a waveguide that transmits vibrations to the parts to be welded, and a clamping system that ensures contact between them. The disadvantage of the analogue is the lack of a guide system for precise positioning of the welding path, which reduces the accuracy of the welding process and limits the possibility of automation.

Однако в данном аналоге отсутствует система направляющих для фиксации сварочного тракта, что делает невозможным точное позиционирование узла сварки и приводит к нестабильности процесса. Изменение положения рабочей части устройства может вызывать колебания сварочного шва, что негативно сказывается на прочности соединения.However, this analogue lacks a system of guides for fixing the welding path, which makes it impossible to accurately position the welding unit and leads to instability of the process. Changing the position of the working part of the device can cause vibrations of the weld, which negatively affects the strength of the connection.

Известно устройство для шовной ультразвуковой сварки полимерных материалов (патент SU 1519915 A1, опубл. 30.10.1989), содержащее ультразвуковой преобразователь, соединенный с волноводом, и прижимной механизм для подачи свариваемых материалов в зону сварки. Конструкция устройства включает в себя систему подачи материалов, удерживающий элемент и механизм регулировки прижимного усилия, позволяющий контролировать процесс сварки. Недостаток аналога состоит в отсутствии автоматизированной системы регулировки положения сварочного тракта, что затрудняет точное выполнение сварочных операций, увеличивает время настройки и снижает производительность.A device for seam ultrasonic welding of polymeric materials is known (patent SU 1519915 A1, published 10/30/1989), containing an ultrasonic transducer connected to a waveguide, and a clamping mechanism for feeding welded materials into the welding zone. The design of the device includes a material feed system, a holding element and a clamping force adjustment mechanism, allowing the welding process to be controlled. The disadvantage of the analogue is the lack of an automated system for adjusting the position of the welding path, which complicates the precise execution of welding operations, increases the setup time and reduces productivity.

В указанном аналоге применяется прижимной механизм для подачи свариваемых материалов в зону сварки, однако он не предусматривает точную фиксацию сварочного тракта, что делает невозможным проведение сварки с высокой повторяемостью параметров. Кроме того, отсутствие жесткого направляющего узла может приводить к отклонению сварочного тракта от заданного положения, что увеличивает риск получения некачественного соединения.The specified analogue uses a clamping mechanism to feed the welded materials into the welding zone, but it does not provide for precise fixation of the welding path, which makes it impossible to perform welding with high repeatability of parameters. In addition, the absence of a rigid guide unit can lead to deviation of the welding path from the specified position, which increases the risk of obtaining a poor-quality connection.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ ультразвуковой сварки одножильных и многожильных проводников (патент WO 2017105276 A1, опубл. 22.06.2017), который включает размещение проводников между ультразвуковым преобразователем и опорой, прижатие их друг к другу с усилием и воздействие на них ультразвуковыми колебаниями до образования сварного соединения. Устройство, реализующее данный способ, содержит ультразвуковой преобразователь, прижимной механизм, систему контроля усилия и механизм перемещения сварочного тракта, обеспечивающий его подачу к рабочей зоне. Недостаток прототипа состоит в том, что он ориентирован на сварку металлических проводников, а не полимерных или нетканых материалов, что ограничивает его применимость для сварки широкого спектра изделий, а также в отсутствии специализированных направляющих, предотвращающих смещение сварочного тракта в горизонтальной плоскости, что снижает точность сварки.The closest analogue (prototype) is the method of ultrasonic welding of single-core and multi-core conductors (patent WO 2017105276 A1, published 22.06.2017), which involves placing the conductors between the ultrasonic transducer and the support, pressing them against each other with force and exposing them to ultrasonic vibrations until a welded joint is formed. The device implementing this method contains an ultrasonic transducer, a clamping mechanism, a force control system and a mechanism for moving the welding path, ensuring its feed to the working area. The disadvantage of the prototype is that it is focused on welding metal conductors, and not polymer or non-woven materials, which limits its applicability for welding a wide range of products, as well as in the absence of specialized guides that prevent displacement of the welding path in the horizontal plane, which reduces the accuracy of welding.

Прототип ориентирован на сварку металлических проводников и не учитывает особенностей работы с полимерными и неткаными материалами. В его конструкции отсутствует специализированная направляющая система, предотвращающая горизонтальные смещения сварочного тракта, что может приводить к неточному формированию сварного шва при обработке изделий сложной формы.The prototype is focused on welding metal conductors and does not take into account the specifics of working with polymer and non-woven materials. Its design does not include a specialized guide system that prevents horizontal displacements of the welding path, which can lead to inaccurate formation of the weld when processing complex-shaped products.

Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в обеспечении высокой точности позиционирования сварочного тракта при ультразвуковой сварке полимерных и нетканых материалов, предотвращении его смещения в горизонтальной плоскости и повышении стабильности сварочного процесса. Известные аналоги не обеспечивают надежную фиксацию сварочного тракта в требуемом положении, что может приводить к изменению геометрии сварного соединения, ухудшению качества сварки и необходимости дополнительной корректировки параметров оборудования.The technical problem solved by the claimed utility model is to ensure high accuracy of positioning of the welding path during ultrasonic welding of polymer and non-woven materials, preventing its displacement in the horizontal plane and increasing the stability of the welding process. Known analogues do not provide reliable fixation of the welding path in the required position, which can lead to a change in the geometry of the welded joint, deterioration in the quality of welding and the need for additional adjustment of the equipment parameters.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного решения, заключается в повышении точности позиционирования сварочного тракта за счет исключения его горизонтального смещения в процессе работы и увеличения стабильности сварочного процесса и улучшении качества сварного соединения.The technical result achieved by using the claimed solution consists in increasing the accuracy of positioning the welding path by eliminating its horizontal displacement during operation and increasing the stability of the welding process and improving the quality of the welded joint.

Применение направляющей системы на параллельных трапециевидных рельсах, взаимодействующей с ответным каналом аналогичной формы, обеспечивает жесткую фиксацию сварочного тракта в вертикальной плоскости без возможности его отклонения в горизонтальном направлении. Это позволяет минимизировать погрешности при сварке, повысить повторяемость параметров сварочных соединений и уменьшить вероятность появления дефектов, вызванных смещением рабочего узла.The use of a guide system on parallel trapezoidal rails interacting with a similarly shaped counter channel ensures rigid fixation of the welding path in the vertical plane without the possibility of its deviation in the horizontal direction. This allows for minimizing welding errors, increasing the repeatability of welding joint parameters and reducing the likelihood of defects caused by displacement of the working unit.

Дополнительно заявленное решение улучшает эксплуатационные характеристики станка, снижая требования к точности регулировки перед сваркой и упрощая процесс автоматизации, что расширяет его функциональные возможности и повышает производительность оборудования.Additionally, the declared solution improves the operational characteristics of the machine, reducing the requirements for the accuracy of adjustment before welding and simplifying the automation process, which expands its functionality and increases the productivity of the equipment.

Технический результат обеспечивается тем, что станок ультразвуковой сварки содержит раму 1, на которой жестко закреплены рабочий стол 2 и пневматический привод, соединенный со сварочным трактом 3, при этом сварочный тракт 3 включает ультразвуковой преобразователь, жестко соединенный с волноводом, и прижимной механизм, отличающийся тем, что сварочный тракт 3 размещен на направляющей системе 4, включающей две параллельные рельсы с трапециевидным сечением, жестко закрепленные на раме 1, и ответный канал 5 с аналогичным трапециевидным сечением, выполненный на задней поверхности сварочного тракта 3, при этом направляющая система выполнена с возможностью перемещения сварочного тракта 3 строго в вертикальной плоскости без горизонтального смещения.The technical result is ensured by the fact that the ultrasonic welding machine comprises a frame 1, on which a working table 2 and a pneumatic drive connected to a welding path 3 are rigidly fixed, wherein the welding path 3 includes an ultrasonic transducer rigidly connected to a waveguide, and a clamping mechanism, characterized in that the welding path 3 is placed on a guide system 4, including two parallel rails with a trapezoidal cross-section, rigidly fixed to the frame 1, and a counter channel 5 with a similar trapezoidal cross-section, made on the rear surface of the welding path 3, wherein the guide system is designed with the possibility of moving the welding path 3 strictly in a vertical plane without horizontal displacement.

Сущность заявленного решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид станка ультразвуковой сварки.The essence of the claimed solution is explained by drawings, where Fig. 1 shows a general view of the ultrasonic welding machine.

Станок ультразвуковой сварки представляет собой конструкцию, включающую раму, на которой размещены сварочный тракт, направляющая система, пневматический привод, панель управления и рабочий стол.The ultrasonic welding machine is a structure that includes a frame on which the welding path, guide system, pneumatic drive, control panel and work table are located.

Сварочный тракт представляет собой функциональный узел, размещённый внутри корпуса и предназначенный для генерации и передачи ультразвуковых колебаний в зону сварки. Он включает в себя ультразвуковой преобразователь, жестко закреплённый в верхней части корпуса сварочного тракта, волновод, соединённый с преобразователем посредством резьбового или фланцевого соединения, а также прижимной механизм, установленный в нижней части корпуса. Волновод может быть снабжён сменными насадками различной формы для адаптации к типу сварки.The welding path is a functional unit located inside the housing and designed to generate and transmit ultrasonic vibrations to the welding zone. It includes an ultrasonic transducer rigidly fixed in the upper part of the welding path housing, a waveguide connected to the transducer by means of a threaded or flanged connection, and a clamping mechanism installed in the lower part of the housing. The waveguide can be equipped with replaceable nozzles of various shapes to adapt to the type of welding.

Элементы сварочного тракта размещены внутри продолговатого корпуса, на задней поверхности которого выполнен ответный канал трапециевидного сечения для взаимодействия с направляющей системой. Ультразвуковой преобразователь соединён с источником питания через гибкое электрическое соединение, а корпус тракта в верхней части соединён со штоком пневматического привода через крепёжную пластину, обеспечивающую строго вертикальное перемещение узла по направляющим рельсам.The welding path elements are placed inside an elongated housing, on the rear surface of which a trapezoidal cross-section response channel is made for interaction with the guide system. The ultrasonic transducer is connected to the power source via a flexible electrical connection, and the path housing in the upper part is connected to the pneumatic drive rod via a mounting plate, ensuring strictly vertical movement of the unit along the guide rails.

Сварочный тракт закреплен на направляющей системе и включает ультразвуковой преобразователь, волновод и прижимной механизм, обеспечивающий надежный контакт свариваемых деталей. Ультразвуковой преобразователь соединен с волноводом, который передает механические колебания в рабочую зону. Волновод может быть выполнен в форме амплитудного трансформатора, усиливающего амплитуду колебаний для обеспечения более эффективного соединения материалов. Для адаптации к различным типам свариваемых материалов предусмотрена возможность использования сменных насадок на волновод, форма которых может соответствовать плоским, точечным или контурным соединениям, а также включать прорези для совмещения с предварительно подготовленными краями деталей.The welding path is fixed on the guide system and includes an ultrasonic transducer, a waveguide and a clamping mechanism that ensures reliable contact of the welded parts. The ultrasonic transducer is connected to the waveguide that transmits mechanical vibrations to the working area. The waveguide can be made in the form of an amplitude transformer that amplifies the vibration amplitude to ensure more efficient joining of materials. To adapt to various types of welded materials, it is possible to use replaceable attachments on the waveguide, the shape of which can correspond to flat, point or contour connections, and also include slots for alignment with pre-prepared edges of parts.

Ультразвуковой преобразователь соединен с источником питания через гибкое электрическое соединение (кабель), передающее сигналы высокой частоты. Преобразователь жестко закреплен на корпусе сварочного тракта с помощью крепежных элементов (винтовое или сварное соединение), что предотвращает смещение и обеспечивает стабильность работы. Преобразователь жестко соединен с волноводом посредством резьбового соединения, однако возможно использование фланцевого или быстросъемного соединения для удобства замены волновода.The ultrasonic transducer is connected to the power source via a flexible electrical connection (cable) transmitting high-frequency signals. The transducer is rigidly fixed to the body of the welding path using fasteners (screw or welded connection), which prevents displacement and ensures stable operation. The transducer is rigidly connected to the waveguide by means of a threaded connection, however, it is possible to use a flange or quick-release connection for easy replacement of the waveguide.

Прижимной механизм жестко прикреплен к нижней части сварочного тракта с возможностью регулировки по высоте, что позволяет адаптировать усилие прижима. В альтернативном исполнении механизм может быть оснащен дополнительной амортизационной системой для компенсации отклонений в геометрии свариваемых деталей.The clamping mechanism is rigidly attached to the lower part of the welding path with the possibility of height adjustment, which allows the clamping force to be adapted. In an alternative design, the mechanism can be equipped with an additional shock-absorbing system to compensate for deviations in the geometry of the welded parts.

Направляющая система выполнена в виде двух параллельных рельсов с трапециевидным сечением, которые жестко закреплены на несущей раме станка, например с помощью болтовых соединений. На задней поверхности сварочного тракта выполнен ответный канал с аналогичным трапециевидным сечением, который жестко взаимодействует с направляющими, охватывая рельсы и обеспечивая строго вертикальное перемещение без горизонтального люфта. Для минимизации люфтов контактные поверхности направляющих рельсов и ответного канала могут быть выполнены с высокой точностью подгонки или оснащены дополнительными регулировочными элементами, такими как прижимные пластины, втулки или пружинные фиксаторы. Дополнительно поверхность направляющих рельсов может быть покрыта антифрикционным материалом, например, тефлоном или твердым сплавом, что снижает коэффициент трения и повышает плавность движения сварочного тракта.The guide system is made in the form of two parallel rails with a trapezoidal cross-section, which are rigidly fixed to the supporting frame of the machine, for example, using bolted connections. On the rear surface of the welding path, a counter channel with a similar trapezoidal cross-section is made, which rigidly interacts with the guides, embracing the rails and providing strictly vertical movement without horizontal play. To minimize play, the contact surfaces of the guide rails and the counter channel can be made with high precision fitting or equipped with additional adjustment elements, such as pressure plates, bushings or spring clamps. Additionally, the surface of the guide rails can be coated with an antifriction material, for example, Teflon or hard alloy, which reduces the friction coefficient and increases the smoothness of the welding path.

В альтернативном исполнении направляющая система может быть выполнена с круглым или прямоугольным сечением, но в этом случае потребуется дополнительный фиксирующий элемент для предотвращения горизонтального люфта.Alternatively, the guide system can be made with a round or rectangular cross-section, but in this case an additional fixing element will be required to prevent horizontal play.

Возможен вариант с использованием направляющих на линейных подшипниках или роликовых каретках, что снизит трение и обеспечит более плавное перемещение сварочного тракта.It is possible to use guides on linear bearings or roller carriages, which will reduce friction and ensure smoother movement of the welding path.

Пневматический привод установлен на несущей раме и жестко соединен со сварочным трактом через крепежную пластину и шток привода. Шток привода проходит через специальное направляющее отверстие, обеспечивая строго вертикальное движение сварочного тракта, то есть жестко-направляющее соединение. Усилие перемещения сварочного тракта регулируется с помощью системы управления давлением в пневмомагистрали. В альтернативном исполнении привод может быть оснащен регулируемыми демпферами или ограничителями хода, предотвращающими резкие движения и возможное повреждение хрупких свариваемых материалов. Кроме того, возможно применение датчиков давления и системы обратной связи, что позволяет автоматически регулировать прижимное усилие в зависимости от свойств и толщины свариваемых материалов.The pneumatic drive is mounted on the supporting frame and rigidly connected to the welding path via the mounting plate and the drive rod. The drive rod passes through a special guide hole, ensuring strictly vertical movement of the welding path, i.e. a rigid-guiding connection. The force of movement of the welding path is regulated using the pressure control system in the pneumatic line. In an alternative design, the drive can be equipped with adjustable dampers or travel limiters, preventing abrupt movements and possible damage to fragile welded materials. In addition, it is possible to use pressure sensors and a feedback system, which allows for automatic adjustment of the clamping force depending on the properties and thickness of the materials being welded.

Управление движением привода осуществляется через гибкое соединение в виде пневмомагистрали, соединенной с компрессором и регулируемой клапанами управления. В альтернативном исполнении вместо пневматического привода может использоваться электромеханический или гидравлический привод, что может улучшить точность позиционирования и гибкость управления.The drive movement is controlled via a flexible connection in the form of a pneumatic line connected to a compressor and controlled by control valves. In an alternative design, an electromechanical or hydraulic drive can be used instead of a pneumatic drive, which can improve positioning accuracy and control flexibility.

Панель управления установлена на передней части несущей рамы и соединена с электрической системой станка через гибкие кабельные соединения, передающие сигналы управления на привод, источник питания и систему регулирования сварочных параметров.The control panel is mounted on the front of the supporting frame and is connected to the machine's electrical system via flexible cable connections that transmit control signals to the drive, power source and welding parameter control system.

Сенсорный дисплей панели управления жестко закреплен на корпусе панели управления, однако возможно его исполнение в виде съемного или поворотного блока, что обеспечит удобство оператора при работе с разными сторонами станка. В качестве альтернативного варианта панель может быть подключена через беспроводной интерфейс, например, Wi-Fi или Bluetooth, с возможностью дистанционного управления.The control panel touch screen is firmly fixed to the control panel body, but it can be made as a removable or rotating unit, which will provide operator convenience when working with different sides of the machine. Alternatively, the panel can be connected via a wireless interface, such as Wi-Fi or Bluetooth, with the possibility of remote control.

Рабочий стол располагается под сварочным трактом и жестко закреплен на несущей раме станка с возможностью регулировки по высоте. В случае использования автоматической подачи механизм стола соединен с моторизированным приводом через жестко-зубчатую передачу, обеспечивающую точное перемещение материалов. В альтернативном варианте привод подачи может быть выполнен с использованием ременной или цепной передачи, обеспечивающей более плавное движение.The work table is located under the welding path and is rigidly fixed to the machine's supporting frame with the ability to adjust its height. In the case of using automatic feed, the table mechanism is connected to the motorized drive via a rigid-tooth transmission, ensuring precise movement of materials. Alternatively, the feed drive can be implemented using a belt or chain transmission, ensuring smoother movement.

Рабочая поверхность стола может быть выполнена из металла, например нержавеющей стали, анодированного алюминия или полимерных композитов, в зависимости от требований к долговечности и химической стойкости. Возможна модификация стола с использованием вакуумного или магнитного крепления изделий, что может быть полезно при работе с гибкими или мелкими деталями.The table top can be made of metal, such as stainless steel, anodized aluminum, or polymer composites, depending on the durability and chemical resistance requirements. The table can be modified to use vacuum or magnetic fastening of the parts, which can be useful when working with flexible or small parts.

Позиционирование свариваемой детали в плоскости, перпендикулярной ходу сварочного тракта, обеспечивается ложементом 6 со сферическими или полусферическими поверхностями, позволяющими адаптироваться к форме и геометрии размещаемых изделий. Такая конфигурация повышает точность позиционирования и равномерность распределения усилия прижима по поверхности детали. В альтернативных исполнениях ложемент может включать сменные вставки или насадки с контурной поверхностью, соответствующей форме конкретных изделий.Positioning of the welded part in the plane perpendicular to the welding path is provided by the support 6 with spherical or hemispherical surfaces, allowing adaptation to the shape and geometry of the placed products. Such a configuration increases the accuracy of positioning and the uniformity of the distribution of the clamping force over the surface of the part. In alternative designs, the support may include replaceable inserts or attachments with a contour surface corresponding to the shape of specific products.

Ложемент располагается на рабочем столе 2. Его положение согласуется с осью перемещения сварочного тракта, обеспечиваемого направляющей системой, включающей параллельные рельсы с трапециевидным сечением и ответный канал на сварочном тракте. Это гарантирует, что зона сварки находится строго над закреплённой деталью.The tray is located on the work table 2. Its position is consistent with the axis of movement of the welding path, provided by the guide system, which includes parallel rails with a trapezoidal cross-section and a counter channel on the welding path. This ensures that the welding zone is located strictly above the fixed part.

Ложемент устанавливается непосредственно на рабочем столе, который жестко закреплён на несущей раме станка. Крепление ложемента к рабочему столу может осуществляться любым способом жесткой фиксации: посредством винтовых соединений с возможностью продольной и поперечной регулировки; с использованием направляющих пазов и зажимных механизмов; в альтернативном исполнении - посредством вакуумного или магнитного крепления для быстросменной фиксации.The tray is installed directly on the work table, which is rigidly fixed to the supporting frame of the machine. The tray can be fastened to the work table by any method of rigid fixation: by means of screw connections with the possibility of longitudinal and transverse adjustment; using guide grooves and clamping mechanisms; in an alternative design - by means of vacuum or magnetic fastening for quick-change fixation.

В зависимости от вида обрабатываемых изделий поверхность рабочего стола может быть выполнена в перфорированном исполнении, что позволяет использовать вакуумное закрепление изделий. Также возможна установка механических упоров и направляющих, которые регулируются по положению, обеспечивая точное позиционирование деталей перед сваркой. В случае использования автоматизированной подачи изделий рабочий стол может быть интегрирован с системой конвейерной транспортировки, управляемой синхронно с движением сварочного тракта.Depending on the type of workpieces, the worktable surface can be made in a perforated design, which allows the use of vacuum fastening of the products. It is also possible to install mechanical stops and guides that are adjustable in position, ensuring precise positioning of parts before welding. In the case of using an automated product feed, the worktable can be integrated with a conveyor transport system controlled synchronously with the movement of the welding path.

Рама может быть изготовлена из стали, алюминия или композитных материалов в зависимости от требуемой прочности и массы оборудования.The frame can be made of steel, aluminum or composite materials depending on the required strength and weight of the equipment.

Направляющие рельсы могут быть выполнены из закаленной инструментальной стали, покрытой антифрикционным слоем для уменьшения износа.Guide rails can be made of hardened tool steel coated with an antifriction layer to reduce wear.

Жесткие соединения могут быть, например винтовые, сварные, фланцевые, они обеспечивают прочность конструкции.Rigid connections can be, for example, screw, welded, flanged, they provide strength to the structure.

Гибкие соединения, которые могут быть пневмомагистрали, кабели, обеспечивают подвижность и гибкость настройки.Flexible connections, which can be pneumatic lines, cables, provide mobility and flexibility of adjustment.

Возможна интеграция с роботизированными манипуляторами для подачи и перемещения изделий.Integration with robotic manipulators for feeding and moving products is possible.

Возможна установка датчиков силы прижима и автоматической коррекции положения сварочного тракта, что позволит адаптироваться к различным материалам и условиям сварки.It is possible to install sensors for clamping force and automatic correction of the welding path position, which will allow adaptation to various materials and welding conditions.

Таким образом, заявленная конструкция может быть реализована в разных вариантах исполнения, в зависимости от требований к точности, скорости работы, надежности и стоимости компонентов. Эти варианты являются возможными, но не обязательными, и могут быть применены в зависимости от условий эксплуатации и требований заказчика.Thus, the declared design can be implemented in different versions, depending on the requirements for accuracy, speed of operation, reliability and cost of components. These options are possible, but not mandatory, and can be applied depending on the operating conditions and customer requirements.

Фиксируют свариваемые детали на рабочем столе, используя механические упоры, вакуумный прижим или автоматическую систему подачи. Размещают детали в зоне сварки, обеспечивая их точное позиционирование относительно сварочного тракта.Fix the welded parts on the work table using mechanical stops, vacuum clamping or automatic feed system. Place the parts in the welding zone, ensuring their precise positioning relative to the welding path.

Задают параметры сварочного процесса на панели управления, включая амплитуду ультразвуковых колебаний, усилие прижима, время воздействия и режим движения сварочного тракта.The welding process parameters are set on the control panel, including the amplitude of ultrasonic vibrations, the pressing force, the exposure time and the welding path movement mode.

Запускают сварочный процесс, активируя пневматический привод, который перемещает сварочный тракт вниз по направляющим рельсам с трапециевидным сечением, исключающим его горизонтальное смещение.The welding process is started by activating a pneumatic drive, which moves the welding path down along guide rails with a trapezoidal cross-section, eliminating its horizontal displacement.

Приводят в действие ультразвуковой преобразователь, который генерирует высокочастотные механические колебания и передает ультразвуковые колебания через волновод на свариваемые детали.An ultrasonic transducer is activated, which generates high-frequency mechanical vibrations and transmits ultrasonic vibrations through a waveguide to the parts being welded.

Прижимают свариваемые детали друг к другу с заданным усилием, обеспечивая их фиксацию при помощи прижимного механизма.The parts to be welded are pressed against each other with a given force, ensuring their fixation using a clamping mechanism.

Воздействуют ультразвуковыми колебаниями на контактную зону деталей, вызывая локальный разогрев и пластическую деформацию материала, что приводит к образованию прочного соединения.They affect the contact zone of the parts with ultrasonic vibrations, causing local heating and plastic deformation of the material, which leads to the formation of a strong connection.

Контролируют процесс сварки при помощи датчиков, установленных в системе управления, анализируют давление, амплитуду колебаний и качество соединения.The welding process is controlled using sensors installed in the control system, and the pressure, vibration amplitude and quality of the connection are analyzed.

После завершения сварки поднимают сварочный тракт, возвращая его в исходное положение с помощью пневмопривода.After welding is completed, the welding path is raised, returning it to its original position using a pneumatic drive.

Освобождают готовое изделие, деактивируя систему фиксации на рабочем столе. В случае автоматической подачи перемещают сваренные детали из зоны сварки для дальнейшей обработки или упаковки.Release the finished product by deactivating the clamping system on the work table. In the case of automatic feeding, move the welded parts out of the welding zone for further processing or packaging.

Готовят станок к следующему циклу сварки, при необходимости корректируют параметры на панели управления.The machine is prepared for the next welding cycle, and the parameters on the control panel are adjusted if necessary.

Claims

An ultrasonic welding machine comprising a frame on which a work table and a pneumatic drive connected to a welding path are rigidly fixed, wherein the welding path includes an ultrasonic transducer rigidly connected to a waveguide, and a clamping mechanism, characterized in that the welding path is placed on a guide system including two parallel rails with a trapezoidal cross-section rigidly fixed to the frame, and a counter channel with a similar trapezoidal cross-section made on the rear surface of the welding path, wherein the guide system is made with the possibility of moving the welding path strictly in a vertical plane without horizontal displacement.