[发明专利]一种相控阵聚焦超声焊接系统及方法

权利要求书

1.一种相控阵聚焦超声焊接系统，其特征在于，包括：

相控阵换能器，包括多个换能器单元；

主控模块，包括焊接控制模块，与所述相控阵列换能器连接，所述主控模块内预装载有待焊接产品的仿真模型程序，所述焊接控制模块根据所述仿真模型程序控制相应的所述换能器单元动作；

声耦合单元，包括耦合剂，所述耦合剂填充在所述换能器单元与所述待焊接产品之间，所述耦合剂还填充在所述待焊接产品的焊接点处；

显示单元，与所述主控模块连接，显示所述待焊接产品的仿真模型。

2.根据权利要求1所述的一种相控阵聚焦超声焊接系统，其特征在于，所述相控阵换能器包括：

焊接波长换能器阵元，用于发射焊接超声波对所述待焊接产品进行焊接；

检测波长换能器阵元，用于发射检测超声波对所述待焊接产品的位置进行检测，和/或，对所述待焊接产品焊接处进行实时监测。

3.根据权利要求2所述的一种相控阵聚焦超声焊接系统，其特征在于，当对所述待焊接产品的位置进行检测时，将位置信号传输至所述主控模块并生成位置图像，所述位置图像通过所述显示单元显示；和/或，

当对所述待焊接产品焊接处进行实时监测时，将焊接信号传输至所述主控模块并生监测图像，所述监测图像通过所述显示单元显示。

4.根据权利要求1所述的一种相控阵聚焦超声焊接系统，其特征在于，所述主控模块还包括：

位置检测模块，用于判断所述待焊接产品焊接前的位置是否符合预设的焊接方案要求；和/或，

效果检测模块，与所述焊接控制模块连接，用于判断焊接的焊缝是否符合预设的焊接方案要求。

5.根据权利要求1所述的一种相控阵聚焦超声焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括：

治具，用于对所述待焊接产品进行定位固定。

6.根据权利要求1所述的一种相控阵聚焦超声焊接系统，其特征在于，所述耦合剂为除气水，所述声耦合单元还包括：

水箱，用于装载所述耦合剂，所述相控阵换能器安装在所述水箱底部，所述待焊接产品浸入所述耦合剂中；

除气机构，与所述水箱连接，用于对所述耦合剂过滤除气。

7.根据权利要求6所述的一种相控阵聚焦超声焊接系统，其特征在于，所述声耦合单元还包括：

水冷机构，与所述水箱连接，对所述耦合剂进行冷却。

8.一种相控阵聚焦超声焊接方法，其特征在于，包括步骤：

S100、制作待焊接产品的仿真模型程序并装载到主控模块内；

S200、根据所述仿真模型程序定制焊接方案，所述焊接方案包括所述待焊接产品的定位、焊接参数；

S300、调整所述待焊接产品的位置，对所述待焊接产品进行定位，并在相控阵换能器与所述待焊接产品之间和所述待焊接产品的焊接处填充耦合剂；

S400、定位完成后，通过所述主控模块内的焊接控制模块控制相控阵换能器上的换能器单元按焊接方案依次动作，发射焊接超声波，对所述待焊接产品进行焊接。

9.根据权利要求8所述的一种相控阵聚焦超声焊接方法，其特征在于，将所述待焊接产品进行定位时，还包括步骤：

S311、所述主控模块内设置的位置检测模块，控制所述相控阵换能器上的检测波长换能器阵元，发射检测超声波，对所述待焊接产品当前的位置进行检测，得到位置信号；

S312、将所述位置信号反馈至所述位置检测模块，判断所述待焊接产品当前位置是否符合所述焊接方案，若符合则进行S400步骤，若不符合则重新调整所述待焊接产品位置后进行位置检测，直至所述待焊接产品定位符合所述焊接方案。

10.根据权利要求9所述的一种相控阵聚焦超声焊接方法，其特征在于，当对所述待焊接产品的位置进行检测时，将位置信号传输至所述主控模块并生成位置图像，所述位置图像通过所述显示单元显示。