[發明專利]用于使用能量引導器定位算法改進超聲波焊接的系統和方法

有效

• 申請號: 201410534615.2
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104384702A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: P-C·王
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23K20/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 安文森;譚祐祥

技術領域

本公開內容總體涉及一種用于將多個工件焊接在一起的改進的方法，更特別地，涉及用于使用用于定位焊接能量引導器的算法改善超聲波焊接的系統和方法。

背景技術

在機動車制造中，由于它們的滿意的特性，例如輕質、高度的順應性或可成型性、強度和耐久性，聚合復合物的使用在逐漸增加。一些復合物還可著色并可被精加工以具有幾乎任何想要的紋理。

例如，在機動車中增加的使用包括儀器板和門板、燈、風管、方向盤、室內裝潢、卡車廂或其它的車輛儲藏室、室內裝潢、外部部件，甚至是發動機部件。例如，對于發動機部件及其它的發動機艙下(或UTH)應用來說，聚合物被構造為且被不斷開發成能夠經受熱的和/或化學侵蝕的環境。對于外部部件來說，如擋泥板，聚合物被開發從而在線可涂裝并具有在更長時間段內的高耐熱和耐化學性。在機動車應用中的許多其它的潛在的應用正在被不斷地考慮。

隨著聚合物和其它的低質量材料的使用的增加，模壓和模制后的連接技術-例如超聲波焊接-也更普遍地使用。

因為日益增加使用的一些材料(包括聚合復合物)具有相對低的熔點，所以在界面處熔化部件以快速地連接部件并使得工件的其它部分最少量熔化的努力中產生了挑戰。

能量引導器有時用于促進和控制焊接。出現多種挑戰。一種挑戰是能量引導器在用于焊接時通常是不可見的，對于焊接者來說在引導器處聚焦焊接以確定其準確的位置是困難的。目前引導器不能被精確的定位，或者通過眼和手人工地定位，具有額外的大量工作和時間。

這些增加的時間和能量需求成本高昂，特別是在加工環境中——例如汽車組裝車間進行多次重復迭代處理時。

發明內容

本技術涉及使用在焊接過程中用于自動定位能量引導裝置的算法改善超聲波焊接的系統和方法。

算法概述了子過程，通過該子過程，能量引導裝置或能量引導器的定位被識別。定位基于焊接焊頭行進的位移確定，所述焊接焊頭被控制為朝著所述裝置設置在其間的工件以預確定的方式移動到焊頭被來自近側工件的臨界返回力抵抗的點。

本申請還提供下面的方案：

1、一種用于定位焊接能量引導器以便在所述引導器的區域將多個工件有效焊接在一起的方法，包括：

預先定位工件裝置以形成一條或多條路徑，用于定位能量引導器，其中所述工件裝置包括所述多個工件的近側工件、所述多個工件的遠側工件、以及在它們之間定位的所述焊接能量引導器；和

在控制器的控制下執行定位子例程，包括：

在路徑移動中將定位工具朝著最靠近所述工具的所述近側工件移動；

在定位確定中確定來自所述工件的在所述定位工具處接收到的回推力是否指示所述定位工具已經被降低至局部終點；

響應于在所述定位確定中的否定結果，重新定位所述工具以便隨后的路徑移動，并且重復所述路徑移動和所述定位確定直至達到肯定結果；和

響應于在所述定位確定中的所述肯定結果，確定所述能量引導器直接地位于在達到所述肯定結果時所述工具所定位的區域下面。

2、如方案1所述的方法，其特征在于，還包括在定位子例程之前將所述能量引導器定位成鄰近所述區域。

3、如方案2所述的方法，其特征在于，定位所述能量引導器包括在用于所述第一工件的模壓方法中在所述近側工件形成能量引導器。

4、如方案1所述的方法，其特征在于，所述定位工具包括用于將所述工件焊接在一起的焊接焊頭或者是所述焊接焊頭的一部分。

5、如方案1所述的方法，其特征在于，所述定位工具不是用于將所述工件焊接在一起的焊接焊頭的一部分。

6、如方案1所述的方法，其特征在于，所述移動包括根據所述能量引導器的估計的或已知的位置移動所述定位工具和/或所述工件裝置，使得所述工具相對靠近所述能量引導器。

7、如方案1所述的方法，其特征在于，所述定位確定包括：

當反饋的量顯示由所述近側工件施加在所述定位工具上的力已經達到臨界值時，所述控制器確定由所述工具達到的位移值；和

所述控制器確定所述位移值是否顯示所述工具直接臨近所述能量引導器。

8、如方案7所述的方法，其特征在于：

所述能量引導器是柔性的；和

所述臨界值對應于當所述工具抵靠所述能量引導器推動所達到的力的預確定水平，使得所述引導器變形至以所述預確定水平所述工件回推所處的位置。