[发明专利]一种超声波发生器的自适应方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声焊接技术领域，具体涉及一种超声波发生器的自适应方法，尤其适用于焊接机的超声波发生器。

背景技术

超声波发生器是一种用以产生超声频电能并向超声换能器提供的装置。超声波发生器用于焊接机时，可应用于超声波塑胶焊接机、超声波金属焊接机及超声波布料花边机等焊接机。焊接机与被焊工件等形成超声波焊接系统，焊接系统工作于频率谐振和阻抗匹配状态时才能正常焊接。

传统的模拟超声波发生器采用自激震荡的模拟方式产生超声波，其产生的超声波频带比较窄，应用其的焊接系统适用的范围窄。数字化超声波发生器以他激震荡方式产生超声波，其产生超声波的超声波频带较宽，应用其的焊接系统适用的范围比应用模拟超声波发生器的焊接系统款。但超声波焊接系统的谐振频率点容易受被焊工件的材质、表面压力、熔接面温度等因素影响，而发生频率漂移，当超声波焊接系统频率漂移范围超出超声波发生器产生的超声波的频率范围时，焊接系统无法工作在最佳谐振频率点，容易造成焊接不牢、焊接面起皱纹等，影响被焊工件的质量，严重时还可能导致超声波焊接系统停震，焊接失败。此外，超声波发生器的输出功率受被焊工件材质差异、焊接结合面的粗糙程度、谐振频率点的漂移程度等因素的影响。超声波发生器的输出功率不稳定，则输出的电压也不稳定，容易导致焊接结合面的焊接不均匀，影响被焊工件的质量。

现有的超声波发生器均存在上述应用瓶颈。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种超声波发生器的自适应方法，超声波发生器的输出频率能跟随焊接系统的谐振频率点进行自适应。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种超声波发生器的自适应方法，包括超声波发生器的输出频率自适应方法，具体如下：

步骤一、预先设定频率变化的初始方向和电流数据初始值；

步骤二、在可预期的系统允许的最大工作频率范围内，以一定的频率步长进行频率扫描，并采样谐振回路该频率点的电流数据，且存储该电流数据；

步骤三、将当前采样电流数据与上一次采样电流数据进行比较，若当前采样电流数据比上一次采样电流数据大，则频率变化方向与上一次的频率变化方向一致，并返回步骤二；若当前采样电流数据比上一次采样电流数据小，则频率变化方向与上一次的频率变化方向相反，并返回步骤二；若前采样电流数据与上一次采样电流数据一致，则此频率点为谐振点，并在此谐振点驻点工作。

作为优选，所述步骤一中还包括预先设定电流数据的门限值的步骤；

所述步骤二包括频率粗扫描的步骤和频率精扫描的步骤，所述频率粗扫描的步骤如下：

在可预期的系统允许的最大工作频率范围内，以第一频率步长进行频率粗扫描，并采样谐振回路该频率点的电流数据，且存储该电流数据；

判断当前采样电流数据是否小于预设电流数据的门限值，若是则继续粗扫描，否则进行精扫描；

所述频率精扫描的步骤如下：

以频率粗扫描得到的谐振频率点为参考，在可预期的系统最大频率漂移范围内，以第二频率步长进行频率精扫描，并采样谐振回路该频率点的电流数据，且存储该电流数据。

作为优选，进行频率粗扫描时频率变化不做延时停留，进行精频率扫描时频率变化做一定的延时停留。

作为优选，所述采样谐振回路该频率点的电流数据的步骤具体为：在同一频率点多次采样电流数据，并除去采样电流数据中的异样点，再通过移动平均法对采样电流数据进行平滑，得到谐振回路中该频率点的当前采样电流数据。

作为优选，所述电流数据为电压值，所述采样电流数据的步骤具体为：电流取样单元采样谐振回路的电流信号，通过A/D电压转换单元转换成电压值，并输入至微处理器。

作为优选，所述步骤一和步骤二之间还包括恒定超声波发生器的输出电压的步骤。

作为优选，还包括超声波发生器的输出电压的自适应方法，具体如下：

步骤1、预先设定系统工作最佳电压值；

步骤2、恒定超声波发生器的输出频率为系统的谐振点；

步骤3、通过电流取样单元采样谐振回路的电流信号，通过A/D电压转换单元转换成电压值，并输入至微处理器；