CN112404691A - 超声波焊接系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超声波焊接系统，所述装置包括焊接设备、超声波焊接仪及控制器，超声波焊接仪与所述焊接设备连接；控制器与所述焊接设备及所述超声波焊接仪均连接，用于控制所述超声波焊接仪将电能转化为预设的高频电能，并基于所述高频电能向所述焊接设备提供高频机械能，以使得所述焊接设备执行预设的焊接动作；控制器还用于根据获取的所述焊接设备的第一焊接数据及所述超声波焊接仪的第二焊接数据判断所述焊接设备的焊接质量。本申请在保证超声波焊接系统中焊头的使用寿命的同时，有效地提高了超声焊接设备的焊接质量与焊接效率。

Description

超声波焊接系统

技术领域

本申请涉及超声波焊接技术领域，特别是涉及一种超声波焊接系统。

背景技术

超声波焊接仪因其具备工作效率高、操作简便及适应流水线作业等诸多优点，被广泛应用于各种金属焊接或塑料焊接中。

然而，传统的超声波焊接仪在焊接的过程中，需要不断地尝试，依赖操作者的经验来控制焊接的效率与质量，经常出现调试好的超声波焊接仪提供的超声焊接信号与实际焊接需求不匹配，导致焊头磨损过快或器件损坏，严重影响焊头的使用寿命及焊接效率；并且调试好的超声波焊接仪在实际焊接的过程中只能通过肉眼观察焊接成品来判断焊接质量，不能及时地发掘超声波焊接仪的焊接异常状态，导致焊接效率低下且造成不必要的焊接损失。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的技术问题，提供一种能够根据焊接需求输出焊接能量，并能够智能判断超声波焊接仪的焊接质量的超声波焊接系统，使得调试好的超声波焊接仪输出的超声焊接信号与实际焊接需求相匹配，在保证超声波焊接仪中焊头的使用寿命的同时，有效地提高了超声焊接设备的焊接质量与焊接效率，并减少了因超声波焊接仪异常而造成的焊接损失。

为实现上述目的及其他目的，本申请提供了一种超声波焊接系统，包括：

焊接设备；

超声波焊接仪，与所述焊接设备连接；

控制器，与所述焊接设备及所述超声波焊接仪均连接，用于控制所述超声波焊接仪将电能转化为预设的高频电能，并基于所述高频电能向所述焊接设备提供高频机械能，以使得所述焊接设备执行预设的焊接动作；

其中，所述控制器还用于获取所述焊接设备的第一焊接数据及所述超声波焊接仪的第二焊接数据，以根据所述第一焊接数据及所述第二焊接数据判断所述焊接设备的焊接质量。

于上述实施例中的超声波焊接系统中，通过设置控制器根据获取的所述焊接设备的第一焊接数据及所述超声波焊接仪的第二焊接数据判断所述焊接设备的焊接质量，以便于经由控制器控制所述超声波焊接仪将电能转化为预设的高频电能，并基于所述高频电能向所述焊接设备提供高频机械能，以使得所述焊接设备执行预设的焊接动作，从而使得超声波焊接仪输出的焊接信号与实际焊接需求相匹配，在保证超声波焊接仪中焊头的使用寿命的同时，有效地提高了超声焊接设备的焊接质量与焊接效率。所述控制器还能够根据获取的所述第一焊接数据及所述第二焊接数据生成实时焊接质量信息，便于及时发掘超声波焊接设备的焊接异常状态信息，以提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，或及时地控制超声波焊接仪执行预设的故障响应动作，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。

在其中一个实施例中，所述控制器包括第一控制器，所述第一控制器向所述超声波焊接仪发送时间同步信号，所述时间同步信号包括时间校准信息，以使得所述超声波焊接仪根据所述时间校准信息调整所述超声波焊接仪的时间，将所述超声波焊接仪和所述第一控制器的时间保持一致；

在焊接过程中，所述第一控制器建立所述焊接设备的第一焊接数据与时间的对应关系，所述超声波焊接仪建立所述超声波焊接仪的第二焊接数据与时间的对应关系；

所述第一控制器对所述第一焊接数据和所述第二焊接数据整合处理，得到整合焊接数据，以根据所述整合焊接数据判断所述焊接设备的焊接质量。

于上述实施例中的超声波焊接系统中，通过第一控制器向超声波焊接仪发送时间同步信号，时间同步信号包括时间校准信息；以使得超声波焊接仪根据时间校准信息调整超声波焊接仪的时间，将超声波焊接仪和第一控制器的时间保持一致；在焊接过程中，第一控制器建立焊接设备的第一焊接数据与时间的对应关系，超声波焊接仪建立超声波焊接仪的第二焊接数据与时间的对应关系；对第一焊接数据和第二焊接数据整合处理，以获取整合焊接数据，使得产品的工艺参数具有完整的可追溯性，提高焊接稳定性，为优化焊机设备性能提供数据基础，从而加快工艺的发展进度，优化产品良率。

在其中一个实施例中，所述控制器还包括终端设备，

所述终端设备发送焊接识别码，使得所述第一控制器接收所述焊接识别码并存储于所述第一控制器，并建立所述焊接识别码与所述第一焊接数据的对应关系，以获取便于保存与识别的数据，同时使得产品的工艺参数具有完整的可追溯性，提高焊接稳定性，为优化焊机设备性能提供数据基础，从而加快工艺的发展进度，优化产品良率。

在其中一个实施例中，所述终端设备被配置为：

对所述整合焊接数据图形化处理，获取焊接质量数据，并根据所述焊接质量数据判断所述焊接设备的单次焊接质量；及/或

根据所述焊接质量数据判断在预设时间段内所述焊接设备的焊接质量。

在其中一个实施例中，所述终端设备被配置为：

获取在所述预设时间段内焊接质量正常状态下的多个焊接标准能量曲线；

对多个所述焊接标准能量曲线作图像叠加拟合处理，以获取预设焊接标准能量曲线范围；

若所述超声波焊接仪的单次焊接能量曲线位于所述预设焊接标准能量曲线范围内，判定单次焊接质量正常，反之，判定单次焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。

于上述实施例中的超声波焊接系统中，由于正常工作状态下的超声波焊接仪的实时焊接数据应该在一定的阈值范围内波动，可以基于超声波焊接仪的历史正常工作状态下的焊接数据，获取在所述预设时间段内焊接质量正常状态下的多个焊接标准能量曲线，对多个所述焊接标准能量曲线作图像叠加拟合处理，以获取预设焊接标准能量曲线范围，若所述超声波焊接仪的单次焊接能量曲线位于所述预设焊接标准能量曲线范围内，判定单次焊接质量正常，反之，判定单次焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。实现对超声波焊接系统的焊接质量的智能检测，以及时地发掘焊接过程中可能出现的异常或故障，提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，或及时地控制超声波焊接仪执行预设的故障响应动作，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。

在其中一个实施例中，所述终端设备被配置为：

根据在所述预设时间段内的所述焊接质量数据计算标准差；

若所述标准差位于预设质量精度范围内，则判定在所述预设时间段内焊接质量正常，反之，判定在所述预设时间段内焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。

于上述实施例中的超声波焊接系统中，由于正常工作状态下的超声波焊接仪的实时焊接数据应该是规律变化的，可以根据在所述预设时间段内的所述焊接质量数据计算标准差；若所述标准差位于预设质量精度范围内，则判定在所述预设时间段内焊接质量正常，反之，判定在所述预设时间段内焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。以及时地发掘焊接过程中可能出现的异常或故障，提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，或及时地控制超声波焊接仪执行预设的故障响应动作，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。

在其中一个实施例中，所述超声波焊接系统还包括警示装置，所述警示装置与所述终端设备连接，用于接收所述焊接质量异常信息，并根据所述焊接质量异常信息执行预设的警示动作，以提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。

在其中一个实施例中，所述第一焊接数据包括焊接设备的气缸压力数值、气缸动作的时间、气缸位置数据及焊头工作时间中的至少一种；

所述第二焊接数据包括超声波焊接仪输出的焊接信号的电压、电流、功率、能量、电压电流相位差、能量加速时间、能量减速时间、频率及单次焊接时间中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第一控制器被配置为：

获取焊接模式触发信号，并根据所述焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在对应的焊接模式下工作。

在其中一个实施例中，所述焊接模式信号包括正极焊接模式触发信号及负极焊接模式触发信号；所述第一控制器被配置为：

基于获取的所述正极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在正极焊接模式下工作；

基于获取的所述负极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在负极焊接模式下工作。

于上述实施例中的超声波焊接系统中，通过设置第一控制器基于获取的正极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在正极焊接模式下工作，并设置第一控制器基于获取的负极焊接模式触发信号控制超声波焊接仪在负极焊接模式下工作，使得超声波焊接仪能够根据焊接材料的差异切换焊接模式，提高超声波焊接仪与焊接材料之间的适应性的同时降低了焊接效果调试的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本申请一实施例中提供的一种超声波焊接系统的架构示意图；

图2为本申请另一实施例中提供的一种超声波焊接系统的架构示意图；

图3为本申请又一实施例中提供的一种超声波焊接系统的架构示意图；

图4为本申请一实施例中的实时焊接曲线的波形示意图；

图5为本申请一实施例中的单次焊接能量曲线的波形示意图；

图6为本申请一实施例中的日焊接能量曲线的波形示意图；

图7为本申请一实施例中的日焊接能量与警示能量阈值范围、停机能量阈值范围的比对图；

图8为本申请一实施例中提供的一种超声波焊接系统的架构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参考图1，在本申请的一个实施例中提供的一种超声波焊接系统100中，包括焊接设备21、超声波焊接仪22及控制器30，超声波焊接仪22与焊接设备21连接；控制器30与焊接设备21及超声波焊接仪22连接，用于控制超声波焊接仪22将电能转化为预设的高频电能，并基于所述高频电能向焊接设备21提供高频机械能，以使得焊接设备21执行预设的焊接动作；其中，控制器30还用于获取焊接设备21的第一焊接数据及超声波焊接仪22的第二焊接数据，以根据所述第一焊接数据及所述第二焊接数据判断焊接设备21的焊接质量。

具体地，请继续参考图1，超声波焊接仪22在进行焊接前需要将其焊接数据调整到合适的值，以使得调试好的超声波焊接仪22输出的焊接信号与实际焊接需求相匹配，从而保证焊接质量。常见的焊接数据包括电流幅值、电压频率、电压幅值、电压电流相位差、电流频率、焊接时间、电流加速时间、电压减速时间、能量值、功率值或相位变化曲线中的至少一种。可以根据超声波焊接仪22不同的焊接场景编制最佳焊接波形对应的各项焊接参数汇总的表格，以获取超声波焊接仪22在不同焊接场景下的预设目标调试数据。根据获取的预设目标调试数据经由控制器30控制超声波焊接仪22将电能转化为预设的高频电能，并基于所述高频电能向焊接设备21提供高频机械能，以使得焊接设备21执行预设的焊接动作，从而使得超声波焊接仪22输出的焊接信号与实际焊接需求相匹配，在保证超声波焊接仪中焊头的使用寿命的同时，有效地提高了超声焊接设备的焊接质量与焊接效率。控制器30还能够根据获取的所述第一焊接数据及所述第二焊接数据生成实时焊接质量信息，便于及时发掘超声波焊接设备的焊接异常状态信息，以提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，或及时地控制超声波焊接仪执行预设的故障响应动作，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。在焊接的过程中，超声波焊接仪22可以记录自己的焊接数据，控制器30还能够根据获取的焊接设备21的第一焊接数据及超声波焊接仪22的第二焊接数据生成实时焊接质量信息，便于及时发掘超声波焊接设备的焊接异常状态信息，以提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，或及时地控制超声波焊接仪执行预设的故障响应动作，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。

进一步地，请参考图2，在本申请的一个实施例中，控制器30包括第一控制器31，第一控制器31向超声波焊接仪22发送时间同步信号，所述时间同步信号包括时间校准信息，以使得超声波焊接仪22根据所述时间校准信息调整所述超声波焊接仪22的时间，将所述超声波焊接仪和所述第一控制器的时间保持一致；在焊接过程中，第一控制器31建立焊接设备21的第一焊接数据与时间的对应关系，超声波焊接仪22建立超声波焊接仪22的第二焊接数据与时间的对应关系；第一控制器31对所述第一焊接数据和所述第二焊接数据整合处理，得到整合焊接数据，以根据所述整合焊接数据判断所述焊接设备的焊接质量。

作为示例，请继续参考图2，通过第一控制器31向超声波焊接仪22发送时间同步信号，时间同步信号包括时间校准信息；以使得超声波焊接仪22根据时间校准信息调整超声波焊接仪22的时间，将超声波焊接仪22和第一控制器31的时间保持一致；在焊接过程中，第一控制器31建立焊接设备21的第一焊接数据与时间的对应关系，超声波焊接仪22建立超声波焊接仪22的第二焊接数据与时间的对应关系；第一控制器31对第一焊接数据和第二焊接数据整合处理，以获取整合焊接数据，使得产品的工艺参数具有完整的可追溯性，提高焊接稳定性，为优化焊机设备性能提供数据基础，从而加快工艺的发展进度，优化产品良率。

作为示例，第一控制器例如是可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)，PLC和超声波焊接仪各自都有内部的计时器记录时间，例如当前时间为2020年10月29日。由于可编程逻辑控制器和超声波焊接仪内部的计时器不可能完全相同，因此两者的计时时间也会略有差异，会导致在焊接同一片极耳产生的焊接数据在可编程逻辑控制器和超声波焊接仪的时间均不相同，不利于后续的数据处理。第一焊接数据可以包括焊接设备的气缸压力数值、气缸动作的时间、气缸位置数据及焊头工作时间中的至少一种；第二焊接数据可以包括超声波焊接仪输出的焊接信号的电压、电流、功率、能量、电压电流相位差、能量加速时间、能量减速时间、频率及单次焊接时间中的至少一种。在焊接的过程中，第一控制器可以记录焊接数据，例如在2020年10月29日10时-2020年10月29日10时10分进行焊接，在焊接过程中每隔2秒记录一次焊接数据，则将焊接数据与每次记录的时间相对应。将第一焊接数据和第二焊接数据通过一定的格式(如内部计算机能够识别的存储数据的格式)整合在一起，以生成整合焊接数据。其中，把一段时间分成多个时间点，把每个时间点对应的各项数据对应存储，比如15.10-15.20分之间的数据采集了20个，对应相同时间段和相同的时间节点，将第一焊接数据和第二焊接整合起来得到整合焊接数据。使得产品的工艺参数具有完整的可追溯性，提高焊接稳定性，为优化焊机设备性能提供数据基础，从而加快工艺的发展进度，优化产品良率。

进一步地，请参考图3，在其中一个实施例中，控制器30还包括终端设备32，终端设备32发送焊接识别码，使得第一控制器31接收所述焊接识别码并存储于第一控制器31，并建立所述焊接识别码与所述第一焊接数据的对应关系，以获取便于保存与识别的数据，同时使得产品的工艺参数具有完整的可追溯性，提高焊接稳定性，为优化焊机设备性能提供数据基础，从而加快工艺的发展进度，优化产品良率。终端设备32可以包括台式机、笔记本、平板电脑或工控机等中的至少一种。

作为示例，焊接设备21在对极片进行焊接过程中，第一控制器31建立焊接识别码与第一焊接数据的对应关系，根据时间轴将第一焊接数据和第二焊接数据整合，再通过焊接识别码标识第一焊接数据和第二焊接数据整合后的焊接数据，使得产品的工艺参数具有完整的可追溯性。

进一步地，请继续参考图3，在本申请的一个实施例中，终端设备32被配置为：

对所述整合焊接数据进行图形化处理，获取焊接质量数据，并根据所述焊接质量数据判断所述焊接设备的单次焊接质量；及/或

根据所述焊接质量数据判断在预设时间段内所述焊接设备的焊接质量。

具体地，可以对整合焊接数据进行处理，得到焊接质量数据，焊接质量数据包括相邻的两次超声焊接能量幅值差值、焊接总能量、能量加速时间、能量减速时间、相邻的两个焊接信号之间的时间间隔值、焊头压力的幅值、超声启动信号发出时刻到超声能量发出时刻之间的时间间隔值、超声结束信号发出时刻到超声能量结束时刻之间的时间间隔值、焊头压紧时刻到焊接能量发出时刻之间的时间间隔值、焊头下压的起始时刻到焊接能量发出时刻之间的时间间隔值、焊头抬起信号的发出时刻与焊头伸位传感器信号释放之间的时间间隔、压力释放阶段的持续时间值、压力上升阶段的持续时间值及焊接信号的启动时刻到焊接信号电平反转时刻之间的时间值中的至少一种。

通过获取焊接质量数据，可根据焊接质量数据判定当前焊接操作的焊接质量是否正常，若焊接质量异常，第一控制器31例如是PLC端标记异常产品，最终排除不良产品，也可以用来判断长周期内的焊接质量变化并反馈焊接设备的焊接状态是否稳定。相对于对焊接产品进行逐一检测，实现了对焊接质量的快速检测，大大提高了焊机焊接质量的可靠性、检测效率及自动化程度，减少检测的人力物力投入，提高生产效率，及时规避不良焊接产品流入下一道工序，减少经济损失。

作为示例，请继续参考图3，可以获取超声波焊接仪22在不同焊接场景下的预设目标调试数据，经由所述终端设备例如是电脑显示，可以生成显示有所述实时焊接调试数据及预设目标调试数据的超声波焊接仪22的实时焊接曲线的波形图，请参考图4，从而实现对超声波焊接仪22的可视化智能调试。所述波形图中显示有所述实时焊接调试数据及预设目标调试数据，以便于在实时焊接曲线的波形图中直观地观察超声波焊接仪22的实时焊接调试数据。所述焊接调试数据包括电压、电流、功率、能量、电压电流相位差、能量加速时间、能量减速时间、频率及单次焊接时间中的至少一种。其中，a表示电流幅值、b表示电压频率、c表示电压幅值、d表示电压电流相位差、e表示电流频率、f表示焊接时间、g表示电流加速时间及h表示电压减速时间。图4中仅示意性给出部分常见的焊接调试数据，并不作为对本申请实施例的具体限定。

根据获取的预设目标调试数据经由第一控制器31控制超声波焊接仪22将电能转化为预设的高频电能，并基于所述高频电能向焊接设备21提供高频机械能，以使得焊接设备21执行预设的焊接动作，从而使得超声波焊接仪22输出的焊接信号与实际焊接需求相匹配，在保证超声波焊接仪中焊头的使用寿命的同时，有效地提高了超声焊接设备的焊接质量与焊接效率。控制器30还用于根据焊接质量数据生成实时焊接质量信息。由于超声波焊接仪22的实时焊接数据中隐藏着超声波焊接仪22的潜在工作规律，正常工作状态下的超声波焊接仪22的实时焊接数据中各类型数据应该分别在对应的阈值范围内上下波动。并且超声波焊接仪22在出现工作异常或故障的情况下，实时焊接数据中的一种或多种会超出其对应的阈值范围。因此，可以基于超声波焊接仪22的历史正常工作状态下的实时焊接数据，确定实时焊接数据中各类型数据分别对应的正常工作阈值范围，然后通过判断实时焊接数据中的各类型数据是否位于对应的正常工作阈值范围内，来确定超声波焊接仪22是否出现异常或故障。

进一步地，请继续参考图3，在本申请的一个实施例中，终端设备32被配置为：

获取在所述预设时间段内焊接质量正常状态下的多个焊接标准能量曲线；

对多个所述焊接标准能量曲线作图像叠加拟合处理，以获取预设焊接标准能量曲线范围；

若所述超声波焊接仪的单次焊接能量曲线位于所述预设焊接标准能量曲线范围内，判定单次焊接质量正常，反之，判定单次焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。

具体地，焊接能量参数更能反映焊接质量状况，此处对焊接能量曲线作曲线叠加拟合处理，也可根据实际需求对焊接质量数据包括的其他数据作叠加拟合处理，如相邻的两次超声焊接能量幅值差值、焊接总能量、能量加速时间、能量减速时间、相邻的两个焊接信号之间的时间间隔值、焊头压力的幅值、超声启动信号发出时刻到超声能量发出时刻之间的时间间隔值、超声结束信号发出时刻到超声能量结束时刻之间的时间间隔值、焊头压紧时刻到焊接能量发出时刻之间的时间间隔值、焊头下压的起始时刻到焊接能量发出时刻之间的时间间隔值、焊头抬起信号的发出时刻与焊头伸位传感器信号释放之间的时间间隔、压力释放阶段的持续时间值、压力上升阶段的持续时间值及焊接信号的启动时刻到焊接信号电平反转时刻之间的时间值中的任意一种。

作为示例，可以以焊接设备的启动状态信号为起始基准，对过往多个焊接能量曲线作图像叠加拟合处理，以获取预设焊接标准能量曲线范围。图5为本申请实施例中提供的单次焊接能量曲线与预设正常焊接能量曲线对比图，其中，预设焊接标准能量曲线范围的上限值和预设焊接标准能量曲线范围的下限值均用虚线表示，实时焊接能量曲线用实线表示。若所述超声波焊接仪的单次焊接能量曲线靠近所述预设焊接标准能量曲线范围，操作人员注意检查焊接工件的工作状态，例如焊头、焊座或者压力是否需要调节等。若所述超声波焊接仪的单次焊接能量曲线远远超出所述预设焊接标准能量曲线范围，则报警停机，由焊机操作者检查产品焊接效果，如果焊接质量异常，则需调整焊接工件的工作状态；如果检查焊接质量正常，属于焊机误报警，则需重新更新预设焊接标准能量曲线范围的上下限值。若重新更新预设焊接标准能量曲线范围的上下限值，可以更换焊接数据的时间段，或者根据实际经验对预设焊接标准能量曲线进行修正。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述终端设备被配置为：

根据在所述预设时间段内的所述焊接质量数据计算标准差；

若所述标准差位于预设质量精度范围内，则判定在所述预设时间段内焊接质量正常，反之，判定在所述预设时间段内焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。

具体地，由于正常工作状态下的超声波焊接仪的实时焊接数据应该是规律变化的，可以根据在所述预设时间段内的所述焊接质量数据计算标准差；焊接质量数据包括多种数据，每种数据均可以对应计算各自的标准差；预设质量精度范围用来反映稳定程度，可根据实际经验设定范围。若出现焊接质量异常，还可生成焊接异常信号，以便于提醒检测人员进行单次焊接质量检查，查明具体原因。以及时地发掘焊接过程中可能出现的异常或故障，提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，或及时地控制超声波焊接仪执行预设的故障响应动作，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。

进一步地，请参考图6，在本申请的一个实施例中，所述终端设备被配置为：

根据所述正常日焊接能量阈值范围确定所述超声波焊接仪的警示能量阈值范围及/或停机能量阈值范围；

若所述超声波焊接仪的日焊接能量值位于所述警示能量阈值范围内，生成预警提示控制信号，以控制所述超声波焊接仪执行预设的警示动作；

若所述超声波焊接仪的日焊接能量值位于所述停机能量阈值范围内，生成停机控制信号，以控制所述超声波焊接仪停止输出焊接信号。

作为示例，请参考图7中日焊接能量与警示能量阈值范围、停机能量阈值范围的比对图，根据正常日焊接能量的最大值a乘以系数c，以获得超声波焊接仪的停机能量阈值范围的上限值M＝ac，其中，系数c的取值根据生产需求确定。另外，根据正常日焊接能量阈值范围的最小值b乘以系数d，以获得超声波焊接仪的停机能量阈值范围的下限值N＝bd，其中，系数d的取值根据生产需求确定。综上，超声波焊接仪的停机能量阈值范围为(M,+∞)和(0，N)，超声波焊接仪的警示能量阈值范围为(a，M)和(N，b)，(a，b)为正常日焊接能量阈值范围。

进一步地，请参考图8，在本申请的一个实施例中，超声波焊接系统100还包括警示装置40，警示装置40与第一控制器31连接，用于接收所述焊接质量异常信息，并根据所述焊接质量异常信息执行预设的警示动作，以提醒相关工作人员注意检查并排除设备故障风险，避免超声波焊接仪在故障状态下执行焊接工作造成不必要的焊接损失。作为示例，所述警示动作包括点亮报警灯光、发出报警提示声音或发送报警提示短信中的至少一种。

进一步地，请继续参考图8，在本申请的一个实施例中，第一控制器31被配置为：

获取焊接模式触发信号，并根据所述焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在对应的焊接模式下工作。

作为示例，在本申请的一个实施例中，所述焊接模式信号包括正极焊接模式触发信号及负极焊接模式触发信号；所述控制器被配置为执行如下步骤：

基于获取的所述正极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在正极焊接模式下工作；

基于获取的所述负极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在负极焊接模式下工作。

具体地，当超声波焊接仪处于正极焊接模式下时，超声波焊接仪处于固定频率工作模式，在焊接之前，需要进行追频，以适应响应的负载和换能器。同时由于正极焊接处于固定频率焊接模式，加之正极一般都是铝材料与铝材料之间的焊接，所以焊接能量输出比较稳定，波动范围较小，所需要的能量也小一些，超声波焊接仪需要工作于分辨率更高、幅度更小的A/D和D/A模式。同时负载过载的判定阈值范围相对较小，以更好的起到过载保护作用。当超声波焊接仪处于负极焊接模式下时，超声波焊接仪处于变频工作状态，在焊接之前，不需要进行追频，只需要设置运行的换能器工作频率的上限值及下限值即可。在允许的焊接频率范围内，超声波焊接仪处于不断地变频工作模式下，以适应负载的快速变化。由于一般负极焊接用于铜与铜或者是铜与镍之间的焊接，所需要的焊接能量较大，焊接能量输出因为负载的不断变化而有较大的波动范围，超声波焊接仪需要工作于分辨率较低、幅度更大的A/D和D/A模式。同时负载过载的判定阈值需要设置的较大一些，以更好的起到过载保护作用。

通过设置控制器基于获取的正极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在正极焊接模式下工作，并设置控制器基于获取的负极焊接模式触发信号控制超声波焊接仪在负极焊接模式下工作，使得超声波焊接仪能够根据焊接材料的差异切换焊接模式，提高超声波焊接仪与焊接材料之间的适应性的同时降低了焊接效果调试的难度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波焊接系统(100)，其特征在于，包括：

焊接设备(21)；

超声波焊接仪(22)，与所述焊接设备(21)连接；

控制器(30)，与所述焊接设备(21)及所述超声波焊接仪(22)均连接，用于控制所述超声波焊接仪(22)将电能转化为预设的高频电能，并基于所述高频电能向所述焊接设备(21)提供高频机械能，以使得所述焊接设备(21)执行预设的焊接动作；

其中，所述控制器(30)还用于获取所述焊接设备(21)的第一焊接数据及所述超声波焊接仪(22)的第二焊接数据，以根据所述第一焊接数据及所述第二焊接数据判断所述焊接设备(21)的焊接质量。

2.根据权利要求1所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，所述控制器(30)包括第一控制器(31)，

所述第一控制器(31)向所述超声波焊接仪(22)发送时间同步信号，所述时间同步信号包括时间校准信息，以使得所述超声波焊接仪(22)根据所述时间校准信息调整所述超声波焊接仪(22)的时间，将所述超声波焊接仪(22)和所述第一控制器(31)的时间保持一致；

在焊接过程中，所述第一控制器(31)建立所述焊接设备(21)的第一焊接数据与时间的对应关系，所述超声波焊接仪(22)建立所述超声波焊接仪(22)的第二焊接数据与时间的对应关系；

所述第一控制器(31)对所述第一焊接数据和所述第二焊接数据整合处理，得到整合焊接数据，以根据所述整合焊接数据判断所述焊接设备(21)的焊接质量。

3.根据权利要求2所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，所述控制器(30)还包括终端设备(32)，

所述终端设备(32)发送焊接识别码，使得所述第一控制器(31)接收所述焊接识别码并存储于所述第一控制器(31)，并建立所述焊接识别码与所述第一焊接数据的对应关系。

4.根据权利要求3所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，所述终端设备(32)被配置为：

对所述整合焊接数据图形化处理，获取焊接质量数据，并根据所述焊接质量数据判断所述焊接设备(21)的单次焊接质量；及/或

根据所述焊接质量数据判断在预设时间段内所述焊接设备(21)的焊接质量。

5.根据权利要求4所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，所述终端设备(32)被配置为：

获取在所述预设时间段内焊接质量正常状态下的多个焊接标准能量曲线；

对多个所述焊接标准能量曲线作图像叠加拟合处理，以获取预设焊接标准能量曲线范围；

若所述超声波焊接仪(22)的单次焊接能量曲线位于所述预设焊接标准能量曲线范围内，判定单次焊接质量正常，反之，判定单次焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。

6.根据权利要求4所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，所述终端设备(32)被配置为：

根据在所述预设时间段内的所述焊接质量数据计算标准差；

若所述标准差位于预设质量精度范围内，则判定在所述预设时间段内焊接质量正常，反之，判定在所述预设时间段内焊接质量异常并生成焊接质量异常信息。

7.根据权利要求5或6所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，还包括：

警示装置(40)，与所述终端设备(32)连接，用于接收所述焊接质量异常信息，并根据所述焊接质量异常信息执行预设的警示动作。

8.根据权利要求1-6任一项所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于：

所述第一焊接数据包括焊接设备(21)的气缸压力数值、气缸动作的时间、气缸位置数据及焊头工作时间中的至少一种；

所述第二焊接数据包括超声波焊接仪(22)输出的焊接信号的电压、电流、功率、能量、电压电流相位差、能量加速时间、能量减速时间、频率及单次焊接时间中的至少一种。

9.根据权利要求2-6任一项所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，所述第一控制器(31)被配置为：

获取焊接模式触发信号，并根据所述焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在对应的焊接模式下工作。

10.根据权利要求9所述的超声波焊接系统(100)，其特征在于，所述焊接模式信号包括正极焊接模式触发信号及负极焊接模式触发信号；

所述第一控制器(31)被配置为：

基于获取的所述正极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在正极焊接模式下工作；

基于获取的所述负极焊接模式触发信号控制所述超声波焊接仪在负极焊接模式下工作。

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