本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過控制超聲波換能器電流實現(xiàn)焊接平切材料的方法。

背景技術(shù)：

目前，市場上的超聲波焊接機的工作流程-一般是焊頭移至工作物，超聲波發(fā)生器發(fā)功，工作物融化焊接，超聲波不發(fā)功焊頭壓住工作物等待凝固，焊頭移至起點，工作完成。超聲波發(fā)生器發(fā)功，工作物融化焊接，焊接周期不外乎,時間、能量、深度、焊頭與底模短路4種模式，且只能選一種，各有不足之處。

1.時間模式參數(shù):等待時間—等待焊頭移位到工作件時間；熔化時間—超聲波焊頭作功時間(工作件熔化)；固化時間—等待工作件固化。這種模式，因機械誤差和焊頭溫度的上升,所焊接出工作物的精度比較差。

2.能量模式:將焊頭移位到工作件,超聲波開啟并累計超聲波能量(電壓x電流x時間)理論能量和熱量是成正比,而能量一致工作件焊接質(zhì)量也一致，這種模式焊接牢度雖好,但無法確保工作件的精確尺寸。

3.深度模式:在焊頭作工時,測量焊頭其移位,以達(dá)到工作件尺寸，這種模式雖能到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的工作件尺寸,但卻無法確保焊接牢度。

4.焊頭與底模短路模式:這是用于超聲波平切,利用當(dāng)焊頭與底模接觸形成電路之短路,來偵測工作件是否切開,但因機械誤差或其它原因?qū)е潞割^與底模無法絕對平行,所以工作件無法全部切斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一般的超聲波焊機，當(dāng)超聲波作工時,焊頭會縱向往復(fù)運動,且向底?？拷?慢慢的焊頭對底模撞擊力越來越大,超聲波換能器之電流和撞擊力成正比。本發(fā)明利用偵測超聲波換能器電流的方式來控制焊機的工作狀態(tài)，根據(jù)不同的工件厚薄尺寸事先經(jīng)過試驗，確定一個理想的跳脫電流值，當(dāng)焊接工作時，偵測電流達(dá)到這一理想跳脫電流值時，控制超聲波發(fā)生器停止作工，從而達(dá)到最佳切斷效果和模具的最低損耗。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種通過控制超聲波換能器電流實現(xiàn)焊接平切材料的方法，包括焊頭移至工作物，超聲波發(fā)生器發(fā)功，工作物融化，超聲波發(fā)生器停止發(fā)功，焊頭壓住工作物，工作物凝固，焊頭移至起點，其特征在于包括：

當(dāng)超聲波發(fā)生器發(fā)功時，偵測流經(jīng)換能器的電流大小，當(dāng)電流達(dá)到設(shè)定的跳脫電流值時，控制器命令超聲波發(fā)生器停止發(fā)功。

進(jìn)一步，通過對超聲波發(fā)生器編程來偵測超聲波發(fā)生器發(fā)功時流經(jīng)換能器的電流大小，當(dāng)電流值達(dá)到設(shè)定的跳脫電流值時，控制器命令超聲波發(fā)生器停止發(fā)功。

進(jìn)一步，通過偵測電流控制器模塊來偵測超聲波發(fā)生器發(fā)功時流經(jīng)換能器的電流大小，當(dāng)電流值達(dá)到設(shè)定的跳脫電流值時，控制器命令超聲波發(fā)生器停止發(fā)功。

進(jìn)一步，當(dāng)超聲波發(fā)生器發(fā)功時，偵測流經(jīng)換能器的電流大小，當(dāng)焊頭未接觸工作物時，超聲波發(fā)生器發(fā)功記錄為空載電流,當(dāng)焊頭移至工作物時，超聲波發(fā)生器發(fā)功記錄為負(fù)荷電流，采用能量模式，能量等于電壓乘以負(fù)荷電流與空載電流之差，再乘以時間。

本發(fā)明內(nèi)容主要作用于超聲波發(fā)生器發(fā)功，工作物融化焊接時間段,通過偵測換能器流經(jīng)之電流,來判斷焊頭對底模的撞擊力。當(dāng)焊頭對底模撞擊力越大電流就越大,也代表工作物是否有切斷,因工作物置于焊頭與底模之間,工作物的厚度越厚形成緩沖就越大,流經(jīng)換能器之電流就越小,反之，工作物的厚度越薄形成緩沖就越小,流經(jīng)換能器之電流就越大,利用此原理來偵測工作物否已切斷,經(jīng)由調(diào)適事先試驗過程,測出理想切斷電流,當(dāng)達(dá)到該電流值時，控制器命令超聲波發(fā)生器停止發(fā)功，焊頭繼續(xù)壓住工作物等待一段時間,這就是工作物凝固時間,完成后滑臺復(fù)位,這就是本發(fā)明之流程。

本發(fā)明工作原理進(jìn)一步說明如下：

換能器在其中擔(dān)任要務(wù)是將電能換成動能，其工作原理是其中有一元件:陶瓷壓電，其陶瓷壓電物理特性:正壓電效應(yīng)表現(xiàn)為，施加外力到壓電陶瓷表面，由于外力作用，壓電陶瓷晶體發(fā)生形變，在相對表面上出現(xiàn)正負(fù)極性相反的電荷。電荷會隨著力的增大而累積，主要應(yīng)用為力傳感器，能量收集器等。逆壓電效應(yīng)表現(xiàn)為，對壓電陶瓷兩極施加電壓，壓電陶瓷晶體發(fā)生形變，產(chǎn)生位移量或者力的輸出。主要應(yīng)用為位移驅(qū)動源。

本發(fā)明利用其逆壓電效應(yīng)，即對壓電陶瓷兩極施加電壓，壓電陶瓷晶體發(fā)生形變，產(chǎn)生位移量或者力的輸出。換能器動作原理：如在陶瓷壓電兩端施與正電壓換能器就沿軸向擴展；如在陶瓷壓電兩端施與負(fù)電壓換能器就沿軸向緊縮,如此反復(fù)動作,造成換能器沿軸向位移震動。當(dāng)換能器伸展被外物頂住時,由于外形變形量較低陶瓷壓電的表面電壓較低,而超聲波發(fā)聲器的電壓較高時,就形成較大電流,而電流大小也和外物頂住的壓力成正比,經(jīng)由調(diào)適過程(事先根據(jù)加工工件的尺寸試驗最佳工作效果，確定跳脫電流值)來設(shè)定斷開電流大小,使工作物既能切斷而又不致使模具損壞,電流過小則工作物無法切斷,電流過大則焊頭和底模撞擊,導(dǎo)致?lián)Q能器和底模損壞。本發(fā)明技術(shù)方案就是利用此原理監(jiān)控焊頭和底模接觸的情形來判定工作物是否切斷，從而實現(xiàn)工作物剛好完整切斷而又不致使模具損壞的目的。

本發(fā)明實現(xiàn)的第二個技術(shù)效果是，當(dāng)使用能量模式實現(xiàn)焊接材料時，同樣，當(dāng)超聲波發(fā)生器發(fā)功時，通過偵測換能器流經(jīng)之電流，測量出焊頭未接觸工作物時的空載電流大小，和焊頭接觸工作物時的負(fù)荷電流的大小，負(fù)荷電流減去空載電流，再乘以電壓、時間后得到較為精確的能量，而傳統(tǒng)的能量模式，未減去空載電流，所得到的能量誤差較大，因此，通過本發(fā)明的技術(shù)方案，計算出精確的能量，這樣，加工效果更好，加工質(zhì)量也更好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

第一實施例，通過對超聲波發(fā)生器編程來實現(xiàn)偵測流經(jīng)換能器電流的大小，從而實現(xiàn)本發(fā)明之目的。

在現(xiàn)有自動追頻超聲波發(fā)聲器中,均有偵測電流這一硬件線路功能,但無本發(fā)明中之跳脫電流之功能,現(xiàn)有自動追頻超聲波發(fā)聲器均包括數(shù)位化之單片機,都已是編程控制流程。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員按照本發(fā)明的技術(shù)方案，只要對超聲波發(fā)生器增加這一編程,則現(xiàn)有自動追頻超聲波發(fā)聲器都可實現(xiàn)本發(fā)明的功能。

第二實施例，通過增加偵測電流控制器模塊來實現(xiàn)偵測流經(jīng)換能器電流的大小，從而實現(xiàn)本發(fā)明之目的。

如圖1所示，一種控制電流的超聲波焊接平切機，包括超聲波發(fā)生器1，機架5，機架5上設(shè)有導(dǎo)軌6，導(dǎo)軌6上安置滑臺7,滑臺7上安置換能器2,換能器2上裝有焊頭3,底模4裝于工作平臺8上，工作平臺8設(shè)置于機架5上，工作物10置于焊頭3和底模4之間，電流偵測控制器9，連接于超聲波發(fā)生器1與換能器2之間。

首先，根據(jù)工作物的尺寸厚薄大小，經(jīng)過調(diào)適過程，即事先試驗出工作物剛好完整切斷而又不使模具損壞的電流值，即跳脫電流或切斷電流，然后，當(dāng)焊機工作時，在超聲波發(fā)生器發(fā)功，工作物融化焊接時間段,利用電流偵測控制器9(電流偵測+控制器模塊)來偵測流經(jīng)換能器2之電流大小,當(dāng)偵測到的電流值達(dá)到切斷電流值時，則接下來控制器命令超聲波發(fā)生器1不發(fā)功，此時，焊頭3繼續(xù)壓住工作物10等待一段時間,這就是工作物10的凝固時間,完成后滑臺復(fù)位,工作過程完成。

第三實施例，當(dāng)使用能量模式焊接材料時，通過對超聲波發(fā)生器編程來偵測流經(jīng)換能器的電流大小或者通過增加電流偵測+控制器模塊的方法來偵測流經(jīng)換能器電流的大小，當(dāng)超聲波發(fā)生器發(fā)功時，測量出，焊頭未接觸工作物時的空載電流大小，和焊頭接觸工作物時的負(fù)荷電流的大小，負(fù)荷電流減去空載電流，再乘以電壓、時間后得到較為精確的能量，能量方程式為：能量＝電壓x(負(fù)荷電流-空載電流)x時間，這樣，計算出精確的能量，加工效果更好，加工質(zhì)量也更好。