目前,现有的传统的超声波焊接机存在着一些问题,虽然科技在不断进步,但是针对超声焊接系统的基础理论的研究目前几乎处于停滞的状态。在传统的超声焊接系统中,由于部分结构的设计和选型导致了整个超声焊接系统结构的不太稳定,各个机构部件在实际使用过程中有的并不顺畅, 另外,在焊接系统运行中,不可避免会遇到的问题就是经常发生频率漂移现象,虽然在实际工业应用中,频率漂移是不可避免的,但是这一现象也不能过于明显。这是由于系统参数受到诸如温度不断发生变化、加工过程中不可避免的磨损、零件的振动等因素的干扰,不可避免地会导致振幅的减小和加工质量的损失。更为严重的是,抗负载变幅杆的空负荷之间的变换,则差别很大,这直接会导致电流波动较大较为频繁,直接体现着一个波动的振幅,变化频繁的振幅。另外就是目前的超声波焊接机对焊接质量缺少较好的监测系统,在出现焊接事故、焊接质量下降、次品率高等等事故问题时,几乎找不到系统运行过程中的参数、关系等记录,无法进行排查,不利于提高生产效率。
针对上述第一个问题,在对整体结构把握的基础上,将每一部分的结构根据其特点进行选材选型,基于更好的在实际生产中使用的原则,进行了结构上的完善及优化。针对第二个问题,将基于电流反馈理论给出―种改进后的频率跟踪算法,及时进行调节,使电压和电流的相位差尽可能为0,尽可能保证声学系统的振幅波动减小到最低. 以保证系统的稳定性、可靠性。针对第三个问题,将基于工业物联网技术,通过STM32F103增强型处理器作为整个系统的CPU,建立能够产生纯净、可靠、稳定的超声波的发生电路,包括主电路和控制电路两部分,其中主电路包括整流电路、单相全桥逆变电路等模块.控制电路包括晶振电路、RC复位电路等模块,实现超声波的产生从而进行焊接.并建立智能化的超声焊接系统,使之能够有效地控制焊接的强度与焊接的时间,并采集系统运行各个过程中的参数。