[發明專利]一種超聲波發生器的自適應方法

無效

• 申請號: 201310368637.1
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103475334A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 黃智勇;吳彪;歐陽春柏;王軒
• 申請（專利權）人: 惠州市諾丹富超聲波設備有限公司
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔣劍明

技術領域

本發明涉及超聲焊接技術領域，具體涉及一種超聲波發生器的自適應方法，尤其適用于焊接機的超聲波發生器。

背景技術

超聲波發生器是一種用以產生超聲頻電能并向超聲換能器提供的裝置。超聲波發生器用于焊接機時，可應用于超聲波塑膠焊接機、超聲波金屬焊接機及超聲波布料花邊機等焊接機。焊接機與被焊工件等形成超聲波焊接系統，焊接系統工作于頻率諧振和阻抗匹配狀態時才能正常焊接。

傳統的模擬超聲波發生器采用自激震蕩的模擬方式產生超聲波，其產生的超聲波頻帶比較窄，應用其的焊接系統適用的范圍窄。數字化超聲波發生器以他激震蕩方式產生超聲波，其產生超聲波的超聲波頻帶較寬，應用其的焊接系統適用的范圍比應用模擬超聲波發生器的焊接系統款。但超聲波焊接系統的諧振頻率點容易受被焊工件的材質、表面壓力、熔接面溫度等因素影響，而發生頻率漂移，當超聲波焊接系統頻率漂移范圍超出超聲波發生器產生的超聲波的頻率范圍時，焊接系統無法工作在最佳諧振頻率點，容易造成焊接不牢、焊接面起皺紋等，影響被焊工件的質量，嚴重時還可能導致超聲波焊接系統停震，焊接失敗。此外，超聲波發生器的輸出功率受被焊工件材質差異、焊接結合面的粗糙程度、諧振頻率點的漂移程度等因素的影響。超聲波發生器的輸出功率不穩定，則輸出的電壓也不穩定，容易導致焊接結合面的焊接不均勻，影響被焊工件的質量。

現有的超聲波發生器均存在上述應用瓶頸。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足和缺陷，提供一種超聲波發生器的自適應方法，超聲波發生器的輸出頻率能跟隨焊接系統的諧振頻率點進行自適應。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種超聲波發生器的自適應方法，包括超聲波發生器的輸出頻率自適應方法，具體如下：

步驟一、預先設定頻率變化的初始方向和電流數據初始值；

步驟二、在可預期的系統允許的最大工作頻率范圍內，以一定的頻率步長進行頻率掃描，并采樣諧振回路該頻率點的電流數據，且存儲該電流數據；

步驟三、將當前采樣電流數據與上一次采樣電流數據進行比較，若當前采樣電流數據比上一次采樣電流數據大，則頻率變化方向與上一次的頻率變化方向一致，并返回步驟二；若當前采樣電流數據比上一次采樣電流數據小，則頻率變化方向與上一次的頻率變化方向相反，并返回步驟二；若前采樣電流數據與上一次采樣電流數據一致，則此頻率點為諧振點，并在此諧振點駐點工作。

作為優選，所述步驟一中還包括預先設定電流數據的門限值的步驟；

所述步驟二包括頻率粗掃描的步驟和頻率精掃描的步驟，所述頻率粗掃描的步驟如下：

在可預期的系統允許的最大工作頻率范圍內，以第一頻率步長進行頻率粗掃描，并采樣諧振回路該頻率點的電流數據，且存儲該電流數據；

判斷當前采樣電流數據是否小于預設電流數據的門限值，若是則繼續粗掃描，否則進行精掃描；

所述頻率精掃描的步驟如下：

以頻率粗掃描得到的諧振頻率點為參考，在可預期的系統最大頻率漂移范圍內，以第二頻率步長進行頻率精掃描，并采樣諧振回路該頻率點的電流數據，且存儲該電流數據。

作為優選，進行頻率粗掃描時頻率變化不做延時停留，進行精頻率掃描時頻率變化做一定的延時停留。

作為優選，所述采樣諧振回路該頻率點的電流數據的步驟具體為：在同一頻率點多次采樣電流數據，并除去采樣電流數據中的異樣點，再通過移動平均法對采樣電流數據進行平滑，得到諧振回路中該頻率點的當前采樣電流數據。

作為優選，所述電流數據為電壓值，所述采樣電流數據的步驟具體為：電流取樣單元采樣諧振回路的電流信號，通過A/D電壓轉換單元轉換成電壓值，并輸入至微處理器。

作為優選，所述步驟一和步驟二之間還包括恒定超聲波發生器的輸出電壓的步驟。

作為優選，還包括超聲波發生器的輸出電壓的自適應方法，具體如下：

步驟1、預先設定系統工作最佳電壓值；

步驟2、恒定超聲波發生器的輸出頻率為系統的諧振點；

步驟3、通過電流取樣單元采樣諧振回路的電流信號，通過A/D電壓轉換單元轉換成電壓值，并輸入至微處理器；