[發明專利]超聲波電源應用于塑膠焊接的頻率和振幅自適應方法

在審

• 申請號: 202010726280.X
• 申請日: 2020-07-25
• 公開（公告）號: CN111857003A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王云峰;歐陽春柏;肖寧
• 申請（專利權）人: 廣州革云士智能科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 李小波

本發明公開了超聲波電源應用于塑膠焊接的頻率和振幅自適應方法，涉及超聲波電源控制技術領域，頻率自適應方法包括：使用第一AD轉換模塊進行電壓采樣；設置電流門檻值，通過粗掃描系統和精掃描系統恒定住超聲波輸出的頻率，并進行輸出；振幅自適應方法包括：使用第二AD轉換模塊進行電壓采樣；設置第一電壓門檻值，采樣數據大于第一電壓門檻值時，超聲波輸出電壓提高一檔，再重新輸入與第一電壓門檻值相比較；設置第二電壓門檻值，采樣數據小于第一電壓門檻值時，采樣數據輸入到第二電壓門檻值處做比較，采樣數據大于第二電壓門檻值時，超聲波輸出電壓降低一檔，再重新與第一電壓門檻值相比較，采樣數據小于第二電壓門檻值時，進行振幅輸出。

技術領域

本發明涉及超聲波電源控制技術領域，尤其是涉及超聲波電源應用于塑膠焊接的頻率和振幅自適應方法。

背景技術

目前市面上的傳統超聲波電源發生器采用自激振蕩的方式產生超聲波，是一種模擬方式，自激振蕩方式產生的超聲波頻帶比較窄，超聲波塑膠焊接系統工作頻率受工件材質，表面壓力，熔接面溫度等因素影響，容易發生頻率漂移，出現頻率漂移會出現下列問題：

1)塑膠焊接系統頻率漂移后，一當超聲波電源自激產生的超聲波頻率不能涵蓋塑膠焊接系統頻率漂移的范圍，容易造成停振，焊接失敗。

2)塑膠焊接系統頻率漂移后，一當超聲波電源自激產生的超聲波頻率沒有跟上塑膠焊接系統頻率漂移，系統沒有工作在最佳諧振頻率點，容易造成，焊接不牢，或者焊接面起皺紋，影響產品品質。

市面上的傳統超聲波電源發生器的輸出功率不能自動調節，一般都是開始工作前依據經驗或多次試驗調定塑膠焊接超聲波電源的最大輸出功率。工件材質差異，工件結合面的粗糙度，諧振頻率點的準確度等因素會影響超聲波電源功率的穩定輸出，沒有穩定的功率輸出，超聲波振蕩幅度也就不穩定，這樣，容易造成結合面焊接不均勻，對產品焊接品質的穩定性是一個挑戰。

發明內容

本發明為克服上述情況不足，提供了一種能解決上述問題的技術方案。

超聲波電源應用于塑膠焊接的頻率自適應方法，包括如下步驟：

步驟1、將第一AD轉換模塊連接在超聲波電源輸出端處，第一AD轉換模塊連接有第一微處理器，第一微處理器通過第一AD轉換模塊進行電壓采樣；

步驟2、在第一微處理器中設置電流門檻值，當電壓采樣數據小于電流門檻值時，進入到粗掃描系統，粗掃描系統將電壓采樣數據重新輸入到第一微處理器中進行電流門檻值的判斷；

步驟3、當電壓采樣數據大于電流門檻值時，進入到精掃描系統；當前電壓采樣數據等于上一次電壓采樣數據時，進入到頻率駐點工作，再進行頻率輸出；當前電壓采樣數據小于上一次電壓采樣數據時，精掃描系統的輸出頻率與上一次的頻率方向相反，再進行頻率輸出；當前電壓采樣數據大于上一次電壓采樣數據時，精掃描系統的輸出頻率與上一次的頻率方向一致，再進行頻率輸出，實現恒定超聲波頻率輸出。

作為本發明進一步的方案：步驟2中粗掃描系統的頻率變化步長設置在5—10Hz之間，粗掃描系統的頻率變化時間間隔設置在2ms內。

作為本發明進一步的方案：精掃描系統的頻率變化步長設置在0.1-0.5Hz，精掃描系統的頻率變化時間間隔大于20ms。

作為本發明進一步的方案：步驟1過后的電壓采樣數據通過數學方法去除電壓采樣的異樣點，并通過第一微處理器計算出電壓采樣數據的平均值。

超聲波電源應用于塑膠焊接的振幅自適應方法，包括如下步驟：

步驟1、將第二AD轉換模塊連接在恒定超聲波頻率輸出端處，第二AD轉換模塊連接有第二微處理器，第二微處理器通過第二AD轉換模塊進行電壓采樣；