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专利号: 2016105417373
申请人: 大连交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 塑料的加工;一般处于塑性状态物质的加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声波精密封接装置,包括超声波发生器、超声波换能器、超声波工具头、施加压力机构、封接工作台、数据处理单元及控制单元;其特征在于,所述超声波发生器与所述超声波换能器相连接,所述超声波工具头与所述超声波换能器相连接;

所述施加压力机构包括与所述超声波工具头相连接的驱动电机、运动导轨,所述控制单元控制所述驱动电机控制所述超声波工具头沿所述运动导轨运动;

所述封接工作台上依次设有压电加速度传感器和压电式动态压力传感器,所述压电加速度传感器用于检测被加工器件底面的振动信息,所述压电式动态压力传感器用于检测被加工器件所受动态压力;

所述数据处理单元包括数据采集卡,所述数据采集卡用于采集所述压电加速度传感器检测的振动信息和所述压电式动态压力传感器检测的动态压力;所述数据采集卡与所述控制单元相连接,所述控制单元根据所述数据采集卡传输的数据信息控制所述驱动电机和所述超声波发生器工作;

所述控制单元与所述超声波发生器相连接,用于控制所述超声波发生器发射的不同振幅的超声波;所述控制单元根据所述振动信息和所述动态压力实时控制所述超声波发生器发出的振幅的大小;控制单元的控制方式是以逐渐递增的方式调整超声波振幅。

2.根据权利要求1所述的超声波精密封接装置,其特征在于,所述封接工作台与所述压电加速度传感器之间还设有称重传感器,所述称重传感器用于检测所述超声波工具头对被加工器件施加的压力。

3.根据权利要求1所述的超声波精密封接装置,其特征在于,所述数据处理单元还包括电荷放大器,所述电荷放大器用于放大所述压电加速度传感器和所述压电式动态压力传感器检测的信号,并将放大后的信号传输至所述数据采集卡。

4.根据权利要求1所述的超声波精密封接装置,其特征在于,所述压电式动态压力传感器与所述被加工器件之间设有软垫。

5.一种超声波精密封接方法,其特征在于,利用如权利要求1所述的超声波精密封接装置进行封接;封接方法包括:设定预紧压力、初始振幅、振幅增长速度、振动衰减比和保压时间;

控制驱动电机驱动超声波工具头下移至与被加工器件接触,调整所述超声波工具头对被加工器件的压力为预紧压力;

控制超声波发生器发出初始振幅u0的超声波,对所述被加工器件加载超声波振动;所述初始振幅小于所述被加工器件的临界振幅;

实时获取压电加速度传感器检测的所述被加工器件底面的超声波振幅u;

计算实时衰减比I=(u-u0)/u0;

判断所述实时衰减比是否等于设定的振动衰减比,获得判断结果;

当所述判断结果表示是时,控制所述超声波工具头保持对所述被加工器件施加的压力大小至设定的保压时间,再控制所述超声波工具头上移,完成一次封接;

当所述判断结果表示否时,控制所述超声波发生器以所述振幅增长速度增加施加在所述被加工器件上的超声波的振幅,直至所述实时衰减比等于设定的振动衰减比。

6.根据权利要求5所述的超声波精密封接方法,其特征在于,所述振动衰减比为被加工器件的界面实现完整融合时的振幅衰减比。