超声波焊接机的焊接参数的动态调整
阅读：513发布：2020-05-08
专利汇可以提供超声波焊接机的焊接参数的动态调整专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 超 声波 焊接 机的焊接参数的动态调整， 超声波 焊接 机包括在超声波焊接机的系列操作期间动态调整用于控制焊接周期的焊接的焊接参数。超声波焊接机包括由 控制器 控制的电源，并且在下一焊接周期开始之前，该控制器基于指示超声波堆中的 热能 的堆热能参数的值来设置用于下一焊接周期的焊接参数的值。控制器基于为焊接参数设置的值来控制电源，以控制下一焊接周期的焊接。，下面是超声波焊接机的焊接参数的动态调整专利的具体信息内容。
1.一种控制超声波焊接机的方法，所述超声波焊接机具有由控制器控制的电源、超声波堆，所述超声波堆至少包括超声波焊头、耦接至所述电源的超声波换能器以及将所述超声波焊头耦接至所述换能器的增幅器，所述方法包括：
在下一焊接周期开始之前，通过使用所述控制器基于指示所述超声波堆中的热能的堆热能参数的值来设置用于所述下一焊接周期的焊接参数的值，以在所述超声波焊接机的系列操作期间，当所述堆热能参数的值从上次所述焊接参数的值被改变已经改变至少第一预定阈值并且小于第二预定阈值时，动态调整用于控制焊接周期的焊接的焊接参数，当所述堆热能参数的值尚未改变至少所述第一预定阈值时，所述焊接参数的值被保持不变；以及使用所述控制器基于所设置的焊接参数来控制所述电源，以控制所述下一焊接周期中的焊接。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：对紧接在所述下一焊接周期之前的多个焊接周期的堆热能参数的值进行平均以得到平均值，并且在确定是否改变所述焊接参数的值时使用所述平均值作为所述堆热能参数的值，并且当确定改变所述焊接参数的值时基于所述平均值来设置用于所述下一焊接周期的焊接参数的值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个焊接周期在两个至五百个焊接周期的范围内。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个焊接周期在十五个至二十五个焊接周期的范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述堆热能参数是所述超声波焊头的温度、所述超声波堆的谐振频率以及所述电源的驱动频率与所述超声波焊头的振动频率之间的相位差中的任一个。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述堆热能参数是所述超声波焊头的谐振频率。
7.一种超声波焊接机，包括：
电源，其由控制器控制；
超声波堆，其至少包括超声波焊头、超声波换能器以及将所述超声波焊头耦接至所述超声波换能器的增幅器；所述超声波换能器耦接至所述电源；以及
所述控制器，其被配置成：通过基于指示所述超声波堆中的热能的堆热能参数的值设置用于下一焊接周期的焊接参数的值，以在所述超声波焊接机的系列操作期间，当所述堆热能参数的值从上次所述焊接参数的值被改变已经改变至少第一预定阈值并且小于第二预定阈值时，动态调整用于控制焊接周期的焊接的焊接参数，当所述堆热能参数的值尚未改变至少所述第一预定阈值或者所述堆热能参数的值被改变至少所述第二预定阈值时，所述焊接参数的值被保持不变，然后基于所述焊接参数控制所述电源，以控制所述下一焊接周期中的焊接。
8.根据权利要求7所述的超声波焊接机，其中，所述控制器被配置成：对紧接所述下一焊接周期之前的多个焊接周期的堆热能参数的值进行平均以得到平均值，并且在确定是否改变所述焊接参数的值时使用所述平均值作为所述堆热能参数的值，并且当所述控制器确定改变所述焊接参数的值时基于所述平均值来设置用于所述下一焊接周期的焊接参数的值。
9.根据权利要求8所述的超声波焊接机，其中，所述多个焊接周期在两个至五百个焊接周期的范围内。
10.根据权利要求9所述的超声波焊接机，其中，所述多个焊接周期在十五个至二十五个焊接周期的范围内。
11.根据权利要求8所述的超声波焊接机，其中，所述堆热能参数是所述超声波焊头的温度、所述超声波堆的谐振频率以及所述电源的驱动频率与所述超声波焊头的振动频率之间的相位差中的任一个。
12.根据权利要求11所述的超声波焊接机，其中，所述堆热能参数是所述超声波焊头的谐振频率。
超声波焊接机的焊接参数的动态调整
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2016年12月9日提交的美国临时申请第62/432,165号的权益。以上申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
背景技术
[0004] 本节提供了与本公开内容相关的背景信息，其中，背景不一定是现有技术。
[0005] 图1示出了典型的超声波塑料焊接机100的模型。超声波塑料焊接机100的典型部件包括具有超声波换能器102、增幅器104以及超声波焊头106的超声波堆101。如超声波焊接领域的技术人员通常理解的，超声波焊头是将来自超声波换能器的机械能传递至工件的金属棒。超声波焊头通常是由超声波换能器产生的谐振频率的半波长长。超声波换能器102将来自电源122的20-60kHz频率的电能转换成机械能。在超声波换能器102中转换的机械能通过增幅器104和超声波焊头106被传递至应用108，例如待焊接在一起的两个部件112、部件114。增幅器104和超声波焊头106执行传送机械能以及将来自超声波换能器102的机械振动通过增益因子进行变换的功能。超声波焊接机100由控制器124控制，控制器124具有耦接至超声波焊接机100的可应用部件的输入端和输出端。应当理解的是，电源122可以包括控制器124(如图1所示)，或者控制器124可以是与电源122分开的设备。
[0006] 在焊头端110上产生的机械振动是执行将部件112、部件114焊接在一起的任务的运动，在下面的示例中部件112、部件114是塑料部件。焊头端110可以由钛或其他高强度、硬度材料制成。待焊接在一起的部件112、部件114被放置成邻近焊头端110，诸如一起被放置在砧座120上。焊头端110被带至与待焊接的顶部部件112接触。超声波焊头106以在塑料件中产生竖向振荡的方式进行振荡。也就是说，超声波焊头引起塑料部件相对于彼此的振荡性压缩/解压缩，从而使得在焊接界面处相互抵接的塑料部件的表面被加热，最终熔化在一起。
[0007] 大多数超声波焊接处理是由焊接参数控制的处理。焊接参数是用于确定何时停止对正在焊接的部件施加焊接能量——机械振动——的参数。在一个示例中，焊接参数是时间，在这种情况下，焊接处理是时间控制的处理，其中，机械振动被施加至正在被焊接的部件达焊接参数设置的预定时间段。在另一示例中，焊接参数是能量，在这种情况下，焊接处理是能量控制的处理，其中，机械振动被施加至正在被焊接的部件，直到已经用完焊接参数设置的预定量的能量为止。在另一示例中，焊接参数是下沉(collapse)距离，在这种情况下，焊接处理是由下沉距离处理进行的焊接，其中，机械振动被施加至正在被焊接的部件，直到它们已经一起下沉达到焊接参数设置的预定距离为止。在这方面，下沉距离通常由当两个正在被焊接的部件开始熔化在一起时超声波焊头端向砧座移动的距离确定。应当理解的是，可以使用其他焊接参数，例如，绝对距离、比较距离、频率、幅度、幅度分布、力、力分布、功率输出、温度以及接近速度。
[0008] 在自动化装置中使用的超声波焊接机通常在用于最佳操作的稳定的操作条件下使用。稳定的操作条件是在升温阶段之后当堆达到稳定温度时实现的。升温阶段是处于空闲或关闭之后的时间，并且焊接设备在生产周期的系列化生产中焊接第一部件，直到堆已经进行充分的焊接以达到稳定温度为止。在升温阶段的开始时，堆具有较低的温度，例如，安装焊接机的环境的温度。随着升温阶段的持续，堆变热，直到达到稳定的温度为止。当堆达到稳定温度时，升温阶段结束。
[0009] 稳态条件是当超声波堆已经达到标称的稳定温度时，其通常被认为在超声波焊接机已经执行足够数量的焊接操作以使超声波堆已经达到标称的稳定温度时发生。然而，超声波焊接机通常不会处于真正的稳态条件，因为即使在达到标称的稳定温度之后，例如由于其所在的区域的环境温度变化，超声波堆的温度仍可以改变。例如，超声波焊接机所在的工厂的区域的环境温度在清晨可能比在下午晚些时候要低几度。即使超声波焊接机一整天都在持续运行，环境温度的差异也会影响超声波堆的温度。
[0010] 由于超声波堆的温度变化，所以超声波堆中的热能也变化。超声波堆的温度增加导致超声波堆中的热能增加，并且相反地，超声波堆的温度降低导致超声波堆中的热能降低。超声波堆中热能的变化可以引起超声波焊接机的焊接结果的变化。在这方面，用于焊接处理的焊接参数通常是针对超声堆处于稳态条件时设置的。因此，随着超声波堆中的热能由于超声波堆的温度的变化而变化，可能导致焊接结果的变化。发明内容
[0011] 本节提供了对本公开内容的总体概述，而不是其全部范围或其全部特征的全面公开。
[0012] 根据本公开内容的一方面，超声波焊接机包括如下方法：在超声波焊接机的系列操作期间，通过动态调整用于控制焊接周期的焊接的焊接参数来控制超声波焊接机。超声波焊接机具有由控制器控制的电源、至少包括超声波焊头、耦接至电源的超声波换能器以及将超声波焊头耦接至换能器的增幅器的超声波堆。该方法包括：在下一焊接周期开始之前，使用控制器基于指示超声波堆中的热能的堆热能参数的值来设置下一焊接周期的焊接参数的值，以及使用控制器基于设置的焊接参数来控制电源，以控制下一焊接周期中的焊接。
[0013] 一方面，对紧接下一焊接周期之前的多个焊接周期的堆热能参数的值进行平均以得到平均值，并且基于该平均值来设置下一焊接周期的焊接参数的值。一方面，所述多个焊接周期在二至五百个焊接周期的范围内。一方面，所述多个焊接周期在十五个至二十五个焊接周期的范围内。
[0014] 一方面，如果平均值未从上次焊接参数改变的值已经改变至少第一预定阈值，则用于下一焊接周期的焊接参数的值不从用于最近的焊接周期的焊接参数的值改变，如果平均值已经改变至少预定阈值，则将用于下一焊接周期的焊接参数的值设置为基于该平均值的新的值。一方面，用于下一焊接周期的焊接参数的值仅当平均值已经改变至少第一预定阈值并且小于第二预定阈值时才改变。
[0015] 一方面，堆热能参数是超声波焊头的温度、超声波堆的谐振频率以及电源的驱动频率与超声波焊头的振动频率之间的相位差中的任一个。一方面，堆热能参数是超声波焊头的谐振频率。
[0017] 本文所描述的附图出于仅对选择的实施方式而非所有可能的实现方式进行说明的目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。
[0018] 图1是现有技术的超声波焊接机的示意图；
[0019] 图2A至图2C是根据本公开内容的一方面的用于基于指示超声波焊接机的超声波堆中的热能的参数的值来设置用于焊接周期的焊接参数的值以及基于该焊接参数的值来控制焊接周期的焊接的控制例程的流程图；以及
[0020] 图3是根据本公开内容的一方面的用于基于指示超声波堆中的热能的超声波焊头的谐振频率的值来设置用于焊接周期的焊接参数以及基于该焊接参数的值来控制焊接周期的焊接的控制例程的流程图。
[0021] 贯穿附图中的若干视图，对应的附图标记指示对应的部分。
具体实施方式
[0022] 现在将参照附图更充分地描述示例实施方式。
[0023] 下面的讨论将参考图1的现有技术的超声波焊接机100。在这方面，应当理解的是，如下所述的根据本公开内容的各方面的控制超声波焊接机100的方法不同于迄今为止已经控制超声波焊接机(例如超声波焊接机100)的方法，并且图1是现有技术的指示并不意味着下面描述的控制方法在现有技术中。
[0024] 根据本公开内容的一方面，在超声波焊接机的操作期间，监视指示超声波堆中的热能的参数。指示超声波堆中的热能的这个参数在本文中被称为超声波堆热能参数(STHE)。基于指示下一焊接周期开始时超声波堆中的热能的STHE的值，设置用于在下一焊接周期期间控制焊接的焊接参数。在这方面，STHE的值不在下一焊接周期的刚好开始时得到，而是在下一焊接周期的开始之前不久就可以得到，例如，在紧接着的前一焊接周期结束时或紧接着的前一焊接周期的焊接结束时。
[0025] 同样，可以获得预定数目的连续焊接周期中的每个焊接周期期间的STHE，并对其进行平均，并且该平均值(“STAVG”)用于设置焊接参数。例如，说明性地，在可应用的焊接周期的焊接结束时得到每个这样的STHE。一方面，STAVG平均值是紧接在焊接参数的值被设置的下一焊接周期之前的预定数目的连续焊接周期中得到的STHE值的滚动平均值。一方面，代替滚动平均值，在每预定数目的焊接周期之后计算STAVG。应当理解的是，说明性地，超声波焊接机100是能够每分钟运行数百个焊接周期因此具有非常短的焊接周期时间的高容量超声波焊接机。一旦超声波堆已经达到标称的稳态温度，那么从一个焊接周期到下一接续的焊接周期超声波堆的热能几乎没有变化。
[0026] 一方面，在适用的情况下，如果STHE或STAVG未改变至少第一预定阈值(P1)，则焊接参数不被调整。如果超声波堆中的热能变化足够小，则这种变化对焊接性能将没有任何明显的影响。因此，第一预定阈值被设置成反映存在足够的超声波堆中热能的变化而导致足够的焊接性能的变化，从而期望对该变化进行补偿。说明性地，该第一预定阈值可以通过实验确定。
[0027] 一方面，在适用的情况下，如果STHE或STAVG改变大于第二预定阈值(P2)，则焊接参数也不被调整。这个方面考虑了STHE值可能出现的任何异常情况，例如异常高的值。说明性地，该第二预定阈值(P2)也可以通过实验确定。
[0028] 堆热能参数STHE可以是指示超声波堆中的热能的任何参数。通过示例而非限制的方式，这些参数包括超声波堆的温度、特别是超声波焊头的温度、超声波堆的谐振频率、特别是超声波焊头的谐振频率以及电源的驱动频率与超声波堆特别是超声波焊头的振动频率之间的相位差。
[0029] 图2A是上面描述的设置焊接参数的控制例程的流程图，说明性地，从升温时间段的开始时起。控制例程在200处开始。在202处，在运行焊接周期之前，控制例程得到STHE的当前值。在204处，控制例程基于STHE的当前值来设置要用于第一焊接周期的焊接参数(WP)的值，该值成为当前焊接参数值(WPCV)。如本文所使用的，术语当前焊接参数值WPCV用于指代用于控制焊接周期的焊接的焊接参数的值。
[0030] 在206处，控制例程使超声波焊接机100使用当前焊接参数值WPCV来运行预定数目的焊接周期，以控制焊接周期的焊接，并且在每个焊接周期中的适当的点处(例如在每个焊接周期期间进行的焊接结束时)得到STHE的值。在206处，控制例程还对这些STHE的值进行平均，以得到当前平均值STAVGC。在208处，如上所述，控制例程检查当前平均值STAVGC是否从用于设置第一焊接周期的WPCV的STHE的值已经改变至少第一预定阈值(P1)但小于第二预定阈值(P2)。如果是的话，则控制例程进行至210，在210处，控制例程基于当前STAVGC设置将用于下一焊接周期的当前焊接参数值WPCV，然后进行至212。如果否的话，则当前焊接参数值WPCV不改变，并且控制例程进行至212。
[0031] 在212处，控制例程使超声波焊接机100使用WPCV运行焊接周期，得到STHE的当前值，并且更新当前平均值STAVGC，例如，通过将STHE的最旧的值替换为在当前焊接周期期间得到的STHE的值，然后重新计算STAVGC。如上所述，然后控制例程进行至214，在214处，控制例程检查当前平均值STAVGC是否已经从用于设置当前焊接参数值WPCV的最后的STAVG改变了至少第一预定阈值(P1)但小于第二预定阈值(P2)。如果是的话，则控制例程进行至216，在216处，控制例程基于STAVGC设置当前焊接参数值WPCV，然后进行至218。如果当前平均值STAVGC未从用于设置当前焊接参数值WPCV的最后的STAVG改变至少第一预定阈值(P1)但小于第二预定阈值(P2)时，则控制例程分支至218，在218处，控制例程检查是否要运行另一焊接周期，或者超声波焊接机是否将转换至空闲状态。如果要运行另一焊接周期，则控制例程分支回至212。如果不运行另一焊接周期，则控制例程分支至220，在220处，超声波焊接机100空闲。
[0032] 图2B是图2A的控制例程的变型。代替在每个焊接周期之后重新计算STAVGC并且确定是否要改变要用于下一焊接周期的焊接参数的值，如图2B的框212'所示，控制例程在每预定数目的焊接周期之后进行此操作。
[0033] 图2C是图2A的控制例程的另一变型，其中，如图2C中的框206”、框208”以及框210”所示，使用STHE而非STAVG来设置WPCV。
[0034] 一方面，超声波焊头的谐振频率被用作STHE。参照图1，如现有技术中所已知的，随着超声波焊头的温度升高，其谐振频率降低，相反，随着超声波焊头的温度降低，其谐振频率增加。同样，如在现有技术中所已知的，电源122在每个焊接周期的焊接时间段期间监视超声波焊头106的谐振频率，并且调整电源122驱动超声波换能器102的频率(下文中称为驱动频率)，以将该驱动频率保持在超声波焊头106的谐振频率处。焊接时间段是在当前焊接周期期间焊接能量被施加至正在被焊接的部件的时间段。
[0035] 根据本公开内容的一方面，如果超声波焊头106的谐振频率(用作STHE参数)增加或减小，则电源122使当前焊接参数值WPCV进行相应的变化。一方面，仅当超声波焊头106的谐振频率增加或减小至少第一预定阈值(P1)时，电源122使当前焊接参数值WPCV进行相应的变化。一方面，仅当在预定数目的焊接周期的每次焊接结束时的超声波焊头的谐振频率的平均值已经增加或减小至少第一预定阈值(P1)时，电源122使当前焊接参数值WPCV进行相应的变化。应当理解的是，该预定数目的焊接周期取决于影响超声波焊头的温度变化速度的参数，例如，焊接应用、超声波焊接机所在的环境、超声波焊接机操作的循环速率等。一方面，该预定数目的焊接周期是启发式地确定的。一方面，该平均值是紧接在焊接周期之前的预定数目的焊接周期中得到的超声波焊头的谐振频率的滚动平均值。一方面，在每个焊接周期之后并且在开始下一焊接周期之前，电源122基于超声波焊头106的当前谐振频率或视情况而定的超声波焊头106的谐振频率的当前平均值(例如，如下面将更详细的讨论的当前焊接结束频率或搜寻频率)来针对当前焊接参数值WPCV设置值。如本文所使用的，焊接结束频率是在焊接时间段结束时的超声波焊头106的谐振频率，当前焊接结束频率是紧接下一焊接周期之前的最近完成的焊接周期的焊接时间段结束时的超声波焊头106的谐振频率，而在先焊接结束频率是紧接最近完成的焊接周期之前完成的焊接周期的焊接时间段结束时的超声波焊头106的谐振频率。
[0036] 一方面，如果当前焊接结束频率从紧接之前的焊接结束频率改变至少第一预定阈值(P1)量，则将由电源122设置的当前焊接参数值WPCV改变为基于当前的焊接结束频率的值。一方面，如果紧接下一焊接周期之前的预定数目的连续焊接周期的焊接结束频率的平均值从最后用于设置焊接参数的值的焊接结束频率的平均值已经改变至少第一预定阈值(P1)，则将由电源122设置的当前焊接参数值WPCV的值改变为基于焊接结束频率的当前平均值的值。然后，WPCV被电源122用作下一焊接周期的焊接参数。一方面，通过在第一焊接周期之前执行的搜寻所确定的搜寻频率被用作超声波焊头106的谐振频率，以确定用于第一焊接周期的当前焊接参数值WPCV的值。
[0037] 一方面，在适用的情况下，如果当前焊接结束频率或焊接结束频率的平均值已经改变至少第二预定阈值，则不改变当前焊接参数值WPCV。
[0038] 一方面，说明性地，将超声波焊头106的谐振频率(或谐振频率的平均值)与焊接参数的值之间的对应关系编程到电源122(例如控制器124)中。对应关系通过对特定部件运行超声波焊接机100的剖析过程来确定。一方面，搜寻频率与焊接参数的值之间的对应关系以及焊接结束频率与焊接参数的值之间的对应关系二者被编程到电源122中。在该方面，当搜寻频率被用作超声波焊头的谐振频率时，在选择用于当前焊接参数值WPCV的值时使用搜寻频率与焊接参数的值的对应关系，以及当焊接结束频率被用作超声波焊头的谐振频率时，在选择用于当前焊接参数值WPCV的值时使用焊接结束频率与焊接参数的值的对应关系。应当理解的是，这同样适用于用于STHE的任何其他参数，STHE值(或STHE值的平均值)与焊接参数的值之间的对应关系被确定，并且说明性地被编程到电源122(例如控制器124)中。
[0039] 一方面，超声波焊头的谐振频率中每Hz焊接参数值的变化(本文中称为ΔWP/Hz)被确定并被编程到电源122中。每当对当前焊接参数值WPCV进行改变时，当前焊接参数值WPCV增加或减少ΔWP*ΔHz，其中，ΔHz是超声波焊头的谐振频率已改变的量。应当理解的是，这同样适用于用于STHE的任何其他参数，并且随后关系更一般地为ΔWP*ΔSTHE，其中，ΔSTHE是堆热能参数STHE已经改变的量。还应当理解的是，当超声波堆中的热能增加时，ΔSTHE的符号为负，这导致了当前焊接参数值WPCV的值降低，当超声波堆中的热能减少时，ΔSTHE的符号为正，这导致了当前焊接参数值WPCV的值增加。例如，在超声波焊头的谐振频率被用作STHE的情况下，ΔWP*ΔHz将为正，导致当超声波焊头的谐振频率已增加时WPCV增加，ΔWP*ΔHz将为负，导致当超声波焊头的谐振频率已减小时WPCV减小。
[0040] 这样的剖析过程的示例将被描述为在超声波焊接机100上运行，但是应当理解的是，这样的剖析过程可以在与超声波焊接机100相同配置的独立的超声波焊接机(例如实验室中的超声波焊接机)上运行。说明性地，在超声波焊接机100的升温时间段执行示例剖析过程。应当理解的是，剖析过程可以在升温时间段之后持续一段时间，例如，持续直到超声波堆101的温度达到最高操作温度为止。
[0041] 在示例剖析过程期间，使用超声波焊接机100在环境温度例如20℃下进行待焊接部件例如部件112、部件114的初始良好焊接。记录该初始良好焊接的焊接参数(本文中称为WPA)、该焊接的焊接时间段结束时的焊接结束频率(本文中称为WEFA)以及该焊接的搜寻频率(本文中称为SFA)。本领域已知的搜寻是在空气中运行超声波焊接机100的超声波堆101。也就是说，在超声波焊头106不与任何部件112、部件114或砧座120接触的情况下，电源122通过以驱动频率驱动超声波换能器102来激励超声波堆101。在该初始良好焊接的焊接周期之前运行搜寻，并记录搜寻频率。搜寻频率是搜寻结束时的超声波焊头106的谐振频率。然后，超声波焊接机100逐步运行焊接部件112、部件114的一系列焊接周期，直到超声波堆101达到稳定状态为止，在该稳定状态下，不存在超声波焊头106的谐振频率在焊接周期之间的进一步的频率下降。每个步骤之后的焊接结束频率被记录为搜寻频率。每个步骤可以例如是时间的增量，例如一分钟(这可以取决于超声波堆101的热量上升速率而变化)。每个步骤可以例如是焊接周期。一旦超声波堆101达到稳定状态就记录该焊接参数(本文中称为WPB)，同样记录焊接结束频率(本文中称为WEFB)以及搜寻频率(SFB)。
[0042] 然后，创建两条特征曲线：随时间推移的焊接参数与焊接结束频率(WP对WEF)，以及随时间推移的焊接参数与搜寻频率(WP对SF)。这两条曲线看起来像线性函数。两条曲线的斜率在任何时候都是相似的。这两条曲线之间的频率将存在差异，该差异是恒定的并且与堆无关。
[0043] WPA与WPB之间的差异(WPA-WPB)限定了整个升温时间段的焊接参数设置的全部范围。WEFA与WEFB之间的差异限定了在升温时间段期间的超声波焊头106的谐振频率的频率偏移的全部范围。在升温时间段期间超声波焊头106的谐振频率中每Hz偏移(ΔHz)的焊接参数变化(ΔWP)的设置值由ΔWP＝(WPA-WPB)/(WEFA-WEFB)来定义。使用ΔWP建立与超声波焊头106的焊接结束频率(WEF)和超声波焊头106的搜寻频率(SF)相对应的焊接参数(WP)的一组值，以创建上面讨论的特征曲线。因此，如以上讨论的上面的两个特征曲线所反映的，对于焊接结束频率基础和搜寻频率基础二者，将存在与升温时间段期间超声波焊头106的频率偏移的全部范围中每个超声波焊头106的谐振频率对应的不同的焊接参数(WP)值。可替选地，如上所讨论的，ΔWP/Hz被用于确定超声波焊接机100的操作期间对焊接参数的值进行的改变。
[0044] 一方面，当超声波焊接机100在其已经空闲达延长的时间段之后开始焊接部件时，或者当超声波焊接机100第一次开始焊接部件时，在第一焊接周期之前运行搜寻，并且将搜寻频率用于设置焊接参数(WP)的值。也就是说，已经被编程到电源122中的与该搜寻频率相对应的焊接参数(WP)被电源122用作第一焊接周期的焊接参数(WP)。之后，电源122基于最近完成的焊接时间段的焊接结束频率来设置下一焊接周期的焊接参数(WP)。
[0045] 图3是上面描述的使用超声波焊头106的谐振频率作为STHE来设置当前焊接参数值WPCV的控制例程的流程图。控制例程在300处开始。在302处，在运行焊接周期之前，控制例程使电源122运行搜寻并确定搜寻频率。在304处，控制例程将要用于第一焊接周期的当前焊接参数值WPCV设置为基于该搜寻频率的值，以及在306处，控制例程使超声波焊接机100运行使用WPCV的焊接周期，以在焊接周期期间控制焊接。在该焊接周期的焊接时间段期间，还监视超声波焊头106的谐振频率，包括当前焊接结束频率。在308处，控制例程检查当前焊接结束频率是否从上次用于设置WPCV的焊接结束频率改变至少第一预定阈值(P1)并且小于第二预定阈值(P2)。如果是的话，则控制例程进行至312，在312处，控制例程将要用于下一焊接周期的当前焊接参数值WPCV设置为基于该当前焊接结束频率的值，然后进行至312。如果在308处当前焊接结束频率未从最后用于设置WPCV的焊接结束频率改变至少第一预定阈值(P1)并且小于第二预定阈值(P2)，则控制例程分支至312。在312处，控制例程检查是否要运行另一焊接周期，或者超声波焊接机是否要被转换至空闲状态。如果要运行另一焊接周期，则控制例程分支至306。如果不运行另一焊接周期，则控制例程分支到312，在312处，超声波焊接机100空闲。在变型中，如图3中的虚线框308'所示，预定数目的连续焊接周期的焊接结束频率的平均值被用于设置要用于下一焊接周期的当前焊接参数值WPCV。
[0046] 为了说明和描述的目的已经提供了对实施方式的前述描述。这不旨在是穷举的或者限制本公开内容。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下可互换，并且可以在选择的实施方式中使用，即使未具体示出或描述。特定实施方式的各个元件或特征还可以以多种方式改变。这样的变型不应被认为是偏离本公开内容，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开内容的范围内。
[0047] 如本文中所使用的，术语控制器、控制模块、控制系统等可以指以下中的一部分或包括：专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享、专用或组)；可编程逻辑控制器、包括基于计算机的控制系统的可编程控制系统例如基于处理器的控制系统、处理控制器例如PID控制器或提供所描述的功能或在使用软件编程时提供如本文所描述的以上功能的其他合适的硬件部件；或者以上一些或全部的组合，例如在片上系统中。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或组)。当描述这样的设备执行功能时，应当理解的是，该设备被配置成通过适当的逻辑例如软件、硬件或其组合来执行该功能。
[0048] 为了便于描述，本文中可以使用空间相关术语，例如“内部”、“外部”、“下方”、“下”、“低于”、“上”、“上方”等，以描述如图所示的一个元素或特征与另一个元素或特征的关系。除了图中描述的方位以外，空间相关术语可以旨在涵盖在使用或操作中的设备的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将随后朝向其他元件或特征“上”。因此，示例术语“下”可以涵盖上和下两个方位。设备可以是其他朝向(旋转90度或在其他方位)，并且本文中使用的空间相对描述符根据情况解释。
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