漆包线作为内外连接的导体介质和部分基础元件,广泛应用于电子元器件、航空航天和汽车等产品中。当漆包线的末端和金属终端需要实现连接时,传统的连接方法在焊接质量、焊接效率、焊接成本等方面难以满足要求,这使得漆包线的连接问题一直是一个工业难题。本文针对传统漆包线连接方法的缺点与不足,提出了超声波焊接工艺。搭建了能够实现漆包线超声波焊接的工艺实验平台,主要包括力位控制平台、超声振动系统以及加热台。漆包线超声波焊接是一个比较复杂的控制过程,其关键是焊接过程中位置的控制、力的控制及力位切换的控制,基于这些关键点,着重设计开发了位置控制环路和力控制环路,并在此基础上实现了力位切换控制,基本满足了漆包线焊接的位置控制精度和力的稳定性要求。位置控制系统中,设计了基于经典PID加速度前馈的位置控制框架,对比了常见速度规划算法并选取了三角形速度规划信号。为了得到更好的跟随响应和动态性能,引入了模糊控制,结合PID和模糊控制各自的优点,提高了位置控制环精度。对于力控制系统,常见的有闭环力控制和开环力控制两种方法。本文从实际成本、实现方式和控制效果三方面做了比较,结合实际情况选择了开环力控制方法。分析了直接力位切换和带速度环的力位切换,提出了相应的控制框架和思路,并通过实验验证了两种方法的力位切换效果。同时对位置偏差作为切换条件进行了分析。采用带速度环的力位切换控制,力波动由原来的±58g降低到了±5g。最后进行了整个焊接过程的工艺实验,验证了算法的正确性和系统的重复稳定性。系统在整个焊接过程中力位切换平稳,具有较好的位置精度和力的稳定性。