การประยุกต์ใช้การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ ANSYS และการออกแบบความน่าจะเป็นบนแตรการเชื่อมอัลตราโซนิก

คำนำ
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอัลตราโซนิกการประยุกต์ใช้นั้นกว้างขวางมากขึ้นเรื่อย ๆ สามารถใช้ในการทำความสะอาดอนุภาคสิ่งสกปรกขนาดเล็กและยังสามารถใช้สำหรับการเชื่อมโลหะหรือพลาสติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์พลาสติกของวันนี้การเชื่อมอัลตราโซนิกส่วนใหญ่จะใช้เนื่องจากโครงสร้างสกรูถูกละเว้นลักษณะที่ปรากฏอาจสมบูรณ์แบบมากขึ้นและฟังก์ชั่นของการกันน้ำและการกันฝุ่น การออกแบบฮอร์นเชื่อมพลาสติกมีผลกระทบสำคัญต่อคุณภาพการเชื่อมขั้นสุดท้ายและกำลังการผลิต ในการผลิตเครื่องวัดไฟฟ้าใหม่คลื่นอัลตราโซนิกจะใช้เพื่อหลอมรวมใบหน้าด้านบนและด้านล่างเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตามในระหว่างการใช้งานพบว่ามีการติดตั้งเครื่องมือบางอย่างบนเครื่องและแตกและความล้มเหลวอื่น ๆ เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ ผลิตภัณฑ์เชื่อมเครื่องมือบางอย่างอัตราข้อบกพร่องสูง ความผิดพลาดต่าง ๆ มีผลกระทบอย่างมากต่อการผลิต ตามความเข้าใจผู้จัดหาอุปกรณ์มีความสามารถในการออกแบบที่ จำกัด สำหรับการใช้เครื่องมือและมักจะผ่านการซ่อมแซมซ้ำเพื่อให้ได้ตัวบ่งชี้การออกแบบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีของเราเองเพื่อพัฒนาเครื่องมือที่ทนทานและวิธีการออกแบบที่สมเหตุสมผล
2 หลักการเชื่อมพลาสติกอัลตราโซนิก
การเชื่อมพลาสติกอัลตราโซนิกเป็นวิธีการประมวลผลที่ใช้การรวมกันของเทอร์โมพลาสติกในการสั่นสะเทือนที่สูง - ความถี่และพื้นผิวการเชื่อมถูกัน เพื่อให้ได้ผลการเชื่อมอัลตราโซนิกที่ดีอุปกรณ์อุปกรณ์วัสดุและพารามิเตอร์กระบวนการจำเป็นต้องมี ต่อไปนี้เป็นการแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการของมัน
2.1 ระบบเชื่อมพลาสติกอัลตราโซนิก
รูปที่ 1 เป็นมุมมองแผนผังของระบบเชื่อม พลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านเครื่องกำเนิดสัญญาณและเครื่องขยายสัญญาณกำลังเพื่อสร้างสัญญาณไฟฟ้าสลับกันของความถี่อัลตราโซนิก (> 20 kHz) ที่ใช้กับตัวแปลงสัญญาณ (เซรามิก piezoelectric) ผ่านตัวแปลงสัญญาณพลังงานไฟฟ้าจะกลายเป็นพลังงานของการสั่นสะเทือนเชิงกลและแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนเชิงกลจะถูกปรับโดยเขาไปยังแอมพลิจูดการทำงานที่เหมาะสมจากนั้นส่งไปยังวัสดุที่สัมผัสกับหัวเครื่องมือ (เครื่องมือเชื่อม) อย่างสม่ำเสมอ พื้นผิวที่สัมผัสของวัสดุเชื่อมทั้งสองนั้นอยู่ภายใต้การสั่นสะเทือนที่มีความถี่สูง หลังจากระบายความร้อนวัสดุจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้การเชื่อม

ในระบบการเชื่อมแหล่งสัญญาณเป็นส่วนวงจรที่มีวงจรแอมพลิฟายเออร์กำลังที่มีความเสถียรความถี่และความสามารถในการขับเคลื่อนส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเครื่อง วัสดุเป็นเทอร์โมพลาสติกและการออกแบบพื้นผิวข้อต่อจำเป็นต้องพิจารณาวิธีการสร้างความร้อนและท่าเรืออย่างรวดเร็ว ทรานสดิวเซอร์แตรและหัวเครื่องมือทั้งหมดสามารถพิจารณาโครงสร้างเชิงกลเพื่อการวิเคราะห์ที่ง่ายของการมีเพศสัมพันธ์ของการสั่นสะเทือนของพวกเขา ในการเชื่อมพลาสติกการสั่นสะเทือนเชิงกลจะถูกส่งในรูปแบบของคลื่นยาว วิธีการถ่ายโอนพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและปรับแอมพลิจูดเป็นจุดสำคัญของการออกแบบ
2.2 หัวเครื่องมือ (เครื่องมือเชื่อม)
หัวเครื่องมือทำหน้าที่เป็นส่วนต่อติดต่อระหว่างเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกและวัสดุ ฟังก์ชั่นหลักของมันคือการส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนเชิงกลตามยาวที่ส่งออกโดยตัวแปรอย่างเท่าเทียมกันและมีประสิทธิภาพไปยังวัสดุ วัสดุที่ใช้มักจะเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมคุณภาพสูงหรือแม้กระทั่งโลหะผสมไทเทเนียม เนื่องจากการออกแบบวัสดุพลาสติกเปลี่ยนไปมากลักษณะที่แตกต่างกันมากและหัวเครื่องมือต้องเปลี่ยนตาม รูปร่างของพื้นผิวการทำงานควรเข้ากันได้ดีกับวัสดุเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายกับพลาสติกเมื่อสั่น ในเวลาเดียวกันความถี่ที่เป็นของแข็งในระยะยาว - สั่งซื้อควรประสานงานกับความถี่เอาท์พุทของเครื่องเชื่อมมิฉะนั้นพลังงานการสั่นสะเทือนจะถูกบริโภคภายใน เมื่อหัวเครื่องมือสั่นสะเทือนความเข้มข้นของความเครียดในท้องถิ่นจะเกิดขึ้น วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างท้องถิ่นเหล่านี้ยังเป็นการพิจารณาการออกแบบ บทความนี้สำรวจวิธีการใช้หัวเครื่องมือการออกแบบ ANSYS เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การออกแบบและความคลาดเคลื่อนของการผลิต
3 การออกแบบเครื่องมือเชื่อม
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้การออกแบบเครื่องมือเชื่อมมีความสำคัญมาก มีซัพพลายเออร์อุปกรณ์อัลตราโซนิกจำนวนมากในประเทศจีนที่ผลิตเครื่องมือเชื่อมของตัวเอง แต่ส่วนสำคัญของพวกเขาคือการเลียนแบบและจากนั้นพวกเขาจะถูกตัดแต่งและทดสอบอย่างต่อเนื่อง ด้วยวิธีการปรับซ้ำนี้การประสานงานของเครื่องมือและความถี่อุปกรณ์จะทำได้ ในบทความนี้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สามารถใช้เพื่อกำหนดความถี่เมื่อออกแบบเครื่องมือ ผลการทดสอบเครื่องมือและข้อผิดพลาดการออกแบบความถี่เพียง 1% ในขณะเดียวกันบทความนี้แนะนำแนวคิดของ DFSS (ออกแบบสำหรับ Six Sigma) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและการออกแบบเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพ แนวคิดของ 6 - Sigma Design คือการรวบรวมเสียงของลูกค้าอย่างเต็มที่ในกระบวนการออกแบบสำหรับการออกแบบเป้าหมาย และก่อนการพิจารณาการเบี่ยงเบนที่เป็นไปได้ในกระบวนการผลิตเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะกระจายอยู่ในระดับที่เหมาะสม กระบวนการออกแบบจะแสดงในรูปที่ 2 เริ่มต้นจากการพัฒนาตัวบ่งชี้การออกแบบโครงสร้างและขนาดของเครื่องมือได้รับการออกแบบขั้นต้นตามประสบการณ์ที่มีอยู่ แบบจำลองพารามิเตอร์ถูกสร้างขึ้นใน ANSYS จากนั้นโมเดลจะถูกกำหนดโดยวิธีการออกแบบการทดลองจำลอง (DOE) พารามิเตอร์ที่สำคัญตามข้อกำหนดที่แข็งแกร่งกำหนดค่าแล้วใช้วิธีย่อย - ปัญหาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์อื่น ๆ เมื่อคำนึงถึงอิทธิพลของวัสดุและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมในระหว่างการผลิตและการใช้เครื่องมือนอกจากนี้ยังได้รับการออกแบบด้วยความอดทนเพื่อตอบสนองความต้องการของต้นทุนการผลิต ในที่สุดการออกแบบการผลิตทดสอบและทดสอบทฤษฎีและข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นจริงเพื่อตอบสนองตัวชี้วัดการออกแบบที่ส่งมอบ ขั้นตอนต่อไปนี้ - โดย - ขั้นตอนการแนะนำรายละเอียด
3.1 การออกแบบรูปร่างทางเรขาคณิต (การสร้างแบบจำลองพารามิเตอร์)
การออกแบบเครื่องมือเชื่อมก่อนกำหนดรูปร่างและโครงสร้างทางเรขาคณิตโดยประมาณและกำหนดรูปแบบพารามิเตอร์สำหรับการวิเคราะห์ที่ตามมา รูปที่ 3 a) คือการออกแบบเครื่องมือเชื่อมที่พบบ่อยที่สุดซึ่งมีร่องรูปตัว U - ที่เปิดในทิศทางของการสั่นสะเทือนบนวัสดุประมาณลูกบาศก์ประมาณ ขนาดโดยรวมคือความยาวของทิศทาง x, y และ z และขนาดด้านข้าง x และ y โดยทั่วไปจะเทียบได้กับขนาดของชิ้นงานที่ถูกเชื่อม ความยาวของ Z เท่ากับความยาวคลื่นครึ่งหนึ่งของคลื่นอัลตราโซนิกเนื่องจากในทฤษฎีการสั่นสะเทือนแบบคลาสสิกความถี่แกนแรก - คำสั่งซื้อของวัตถุยาวนั้นถูกกำหนดโดยความยาวของมันและความยาวครึ่ง - คลื่นจะถูกจับคู่กับความถี่คลื่นเสียง การออกแบบนี้ได้รับการขยาย ใช้เป็นประโยชน์ต่อการแพร่กระจายของคลื่นเสียง วัตถุประสงค์ของร่องรูป U - คือการลดการสูญเสียการสั่นสะเทือนด้านข้างของเครื่องมือ ตำแหน่งขนาดและจำนวนจะถูกกำหนดตามขนาดโดยรวมของเครื่องมือ จะเห็นได้ว่าในการออกแบบนี้มีพารามิเตอร์น้อยกว่าที่สามารถควบคุมได้อย่างอิสระดังนั้นเราจึงทำการปรับปรุงบนพื้นฐานนี้ รูปที่ 3 b) เป็นเครื่องมือที่ออกแบบใหม่ซึ่งมีพารามิเตอร์ขนาดมากกว่าการออกแบบแบบดั้งเดิมหนึ่งอัน: รัศมีอาร์คด้านนอกอาร์นอกจากนี้ร่องจะถูกจารึกไว้บนพื้นผิวการทำงานของเครื่องมือเพื่อร่วมมือกับพื้นผิวของชิ้นงานพลาสติกซึ่งเป็นประโยชน์ในการส่งพลังงานการสั่นสะเทือนและปกป้องชิ้นงานจากความเสียหาย โมเดลนี้เป็นแบบจำลองแบบพารามิเตอร์เป็นประจำใน ANSYS และจากนั้นการออกแบบการทดลองครั้งต่อไป
3.2 การออกแบบการทดลอง DOE (การกำหนดพารามิเตอร์ที่สำคัญ)
DFSS ถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่ใช้งานได้จริง มันไม่ได้มีความสมบูรณ์แบบ แต่มีประสิทธิภาพและแข็งแกร่ง มันรวบรวมความคิดของ 6 - sigma, จับความขัดแย้งหลักและละทิ้ง“ 99.97%” ในขณะที่ต้องการให้การออกแบบมีความต้านทานต่อความแปรปรวนของสิ่งแวดล้อม ดังนั้นก่อนที่จะทำการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์เป้าหมายควรได้รับการคัดเลือกก่อนและควรเลือกขนาดที่สำคัญต่อโครงสร้างและควรกำหนดค่าของพวกเขาตามหลักการความทนทาน
3.2.1 การตั้งค่าพารามิเตอร์ DOE และ DOE
พารามิเตอร์การออกแบบคือรูปร่างเครื่องมือและตำแหน่งขนาดของร่องรูป U - ฯลฯ ทั้งหมดแปด พารามิเตอร์เป้าหมายคือความถี่แรก - คำสั่งตามแนวแกนการสั่นสะเทือนเนื่องจากมีอิทธิพลมากที่สุดต่อการเชื่อมและความเครียดที่เข้มข้นสูงสุดและความแตกต่างในแอมพลิจูดพื้นผิวการทำงานนั้นถูก จำกัด เป็นตัวแปรสถานะ จากประสบการณ์จะสันนิษฐานว่าผลกระทบของพารามิเตอร์ที่มีต่อผลลัพธ์เป็นแบบเส้นตรงดังนั้นแต่ละปัจจัยจะถูกตั้งค่าเป็นสองระดับสูงและต่ำ รายการพารามิเตอร์และชื่อที่เกี่ยวข้องมีดังนี้
DOE ดำเนินการใน ANSYS โดยใช้โมเดลพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ เนื่องจากข้อ จำกัด ของซอฟต์แวร์ Full - ปัจจัย DOE สามารถใช้พารามิเตอร์ได้สูงสุด 7 พารามิเตอร์ในขณะที่โมเดลมีพารามิเตอร์ 8 ตัวและการวิเคราะห์ผลลัพธ์ DOE ของ ANSYS นั้นไม่ครอบคลุมเท่าซอฟต์แวร์ Professional 6 - Sigma และไม่สามารถจัดการการโต้ตอบได้ ดังนั้นเราจึงใช้ APDL เพื่อเขียนลูป DOE เพื่อคำนวณและแยกผลลัพธ์ของโปรแกรมจากนั้นนำข้อมูลลงใน minitab สำหรับการวิเคราะห์
3.2.2 การวิเคราะห์ผลลัพธ์ DOE
การวิเคราะห์ DOE ของ Minitab แสดงในรูปที่ 4 และรวมถึงการวิเคราะห์ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักและการวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ การวิเคราะห์ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักใช้เพื่อกำหนดว่าการเปลี่ยนแปลงตัวแปรการออกแบบใดที่มีผลกระทบมากขึ้นต่อตัวแปรเป้าหมายดังนั้นจึงแสดงว่าตัวแปรการออกแบบที่สำคัญใด การทำงานร่วมกันระหว่างปัจจัยจะถูกวิเคราะห์เพื่อกำหนดระดับของปัจจัยและเพื่อลดระดับของการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรการออกแบบ เปรียบเทียบระดับของการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยอื่น ๆ เมื่อปัจจัยการออกแบบสูงหรือต่ำ ตามสัจพจน์อิสระการออกแบบที่ดีที่สุดไม่ได้เชื่อมต่อกันดังนั้นเลือกระดับที่ตัวแปรน้อยกว่า
ผลการวิเคราะห์ของเครื่องมือเชื่อมในบทความนี้คือ: พารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญคือรัศมีอาร์คด้านนอกและความกว้างของสล็อตของเครื่องมือ ระดับของพารามิเตอร์ทั้งสองคือ“ สูง” นั่นคือรัศมีนั้นมีค่ามากขึ้นใน DOE และความกว้างของร่องก็ใช้ค่าที่มากขึ้น มีการกำหนดพารามิเตอร์ที่สำคัญและค่าของพวกเขาแล้วพารามิเตอร์อื่น ๆ อีกหลายตัวถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบใน ANSYS เพื่อปรับความถี่เครื่องมือเพื่อให้ตรงกับความถี่ในการทำงานของเครื่องเชื่อม กระบวนการปรับให้เหมาะสมมีดังนี้
3.3 การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์เป้าหมาย (ความถี่เครื่องมือ)
การตั้งค่าพารามิเตอร์ของการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบนั้นคล้ายกับของ DOE ความแตกต่างคือค่าของพารามิเตอร์ที่สำคัญสองตัวได้รับการพิจารณาและอีกสามพารามิเตอร์เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของวัสดุซึ่งถือเป็นเสียงรบกวนและไม่สามารถปรับให้เหมาะสมได้ พารามิเตอร์ที่เหลืออีกสามพารามิเตอร์ที่สามารถปรับได้คือตำแหน่งตามแนวแกนของสล็อตความยาวและความกว้างของเครื่องมือ การเพิ่มประสิทธิภาพใช้วิธีการประมาณค่าย่อยใน ANSYS ซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัญหาทางวิศวกรรมและกระบวนการเฉพาะถูกละเว้น
เป็นที่น่าสังเกตว่าการใช้ความถี่เป็นตัวแปรเป้าหมายต้องใช้ทักษะเล็กน้อยในการทำงาน เนื่องจากมีพารามิเตอร์การออกแบบมากมายและการเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายโหมดการสั่นสะเทือนของเครื่องมือจึงมีจำนวนมากในช่วงความถี่ที่น่าสนใจ หากผลลัพธ์ของการวิเคราะห์แบบโมดอลถูกใช้โดยตรงมันเป็นเรื่องยากที่จะหาโหมดแกนแรก - คำสั่งซื้อครั้งแรกเนื่องจากการเชื่อมต่อลำดับโมดัลอาจเกิดขึ้นเมื่อพารามิเตอร์เปลี่ยนไปนั่นคือลำดับความถี่ธรรมชาติที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงโหมดดั้งเดิม ดังนั้นบทความนี้จึงใช้การวิเคราะห์แบบโมดอลก่อนจากนั้นใช้วิธีการซ้อนทับโมดอลเพื่อรับเส้นโค้งการตอบสนองความถี่ โดยการค้นหาค่าสูงสุดของเส้นโค้งการตอบสนองความถี่มันสามารถมั่นใจได้ถึงความถี่โมดัลที่สอดคล้องกัน สิ่งนี้มีความสำคัญมากในกระบวนการปรับให้เหมาะสมโดยอัตโนมัติโดยไม่จำเป็นต้องกำหนดวิธีการด้วยตนเอง
หลังจากการปรับให้เหมาะสมเสร็จสิ้นความถี่การทำงานของการออกแบบของเครื่องมือสามารถใกล้เคียงกับความถี่เป้าหมายมากและข้อผิดพลาดน้อยกว่าค่าความอดทนที่ระบุในการปรับให้เหมาะสม ณ จุดนี้การออกแบบเครื่องมือจะถูกกำหนดโดยทั่วไปตามด้วยความคลาดเคลื่อนการผลิตสำหรับการออกแบบการผลิต
3.4 การออกแบบความอดทน
การออกแบบโครงสร้างทั่วไปเสร็จสมบูรณ์หลังจากมีการกำหนดพารามิเตอร์การออกแบบทั้งหมด แต่สำหรับปัญหาทางวิศวกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาค่าใช้จ่ายในการผลิตจำนวนมากการออกแบบความอดทนเป็นสิ่งจำเป็น ค่าใช้จ่ายของความแม่นยำต่ำก็ลดลงเช่นกัน แต่ความสามารถในการตอบสนองตัวชี้วัดการออกแบบจำเป็นต้องมีการคำนวณทางสถิติสำหรับการคำนวณเชิงปริมาณ ระบบการออกแบบความน่าจะเป็นของ PDS ใน ANSYS สามารถวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการทนพารามิเตอร์การออกแบบและการทนพารามิเตอร์เป้าหมายได้ดีขึ้นและสามารถสร้างไฟล์รายงานที่เกี่ยวข้องได้อย่างสมบูรณ์
3.4.1 การตั้งค่าพารามิเตอร์ PDS และการคำนวณ
ตามแนวคิดของ DFSS การวิเคราะห์ความอดทนควรดำเนินการกับพารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญและความคลาดเคลื่อนทั่วไปอื่น ๆ สามารถกำหนดเชิงประจักษ์ได้ สถานการณ์ในบทความนี้ค่อนข้างพิเศษเพราะตามความสามารถของการตัดเฉือนการทนต่อการผลิตของพารามิเตอร์การออกแบบทางเรขาคณิตมีขนาดเล็กมากและมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความถี่เครื่องมือสุดท้าย ในขณะที่พารามิเตอร์ของวัตถุดิบแตกต่างกันอย่างมากเนื่องจากซัพพลายเออร์และราคาของวัตถุดิบคิดเป็นมากกว่า 80% ของต้นทุนการประมวลผลเครื่องมือ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดช่วงความอดทนที่สมเหตุสมผลสำหรับคุณสมบัติของวัสดุ คุณสมบัติของวัสดุที่เกี่ยวข้องที่นี่คือความหนาแน่นโมดูลัสของความยืดหยุ่นและความเร็วของการแพร่กระจายคลื่นเสียง
การวิเคราะห์ความอดทนใช้การจำลองแบบสุ่ม Monte Carlo ใน ANSYS เพื่อสุ่มตัวอย่างวิธีภาษาละตินไฮเปอร์คิวบ์เพราะสามารถทำให้การกระจายของจุดสุ่มตัวอย่างมีความสม่ำเสมอและสมเหตุสมผลมากขึ้นและได้รับความสัมพันธ์ที่ดีขึ้นโดยมีจุดน้อยลง กระดาษนี้ตั้งไว้ 30 คะแนน สมมติว่าความคลาดเคลื่อนของพารามิเตอร์วัสดุทั้งสามนั้นกระจายไปตามเกาส์โดยเริ่มต้นขีด จำกัด บนและล่างจากนั้นคำนวณใน ANSYS
3.4.2 การวิเคราะห์ผล PDS
ผ่านการคำนวณ PDS ค่าตัวแปรเป้าหมายที่สอดคล้องกับจุดสุ่มตัวอย่าง 30 จุด ไม่ทราบการกระจายตัวของตัวแปรเป้าหมาย พารามิเตอร์จะถูกติดตั้งอีกครั้งโดยใช้ซอฟต์แวร์ minitab และความถี่จะถูกกระจายโดยทั่วไปตามการแจกแจงแบบปกติ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงทฤษฎีทางสถิติของการวิเคราะห์ความอดทน
การคำนวณ PDS ให้สูตรที่เหมาะสมจากตัวแปรการออกแบบไปจนถึงการขยายตัวของตัวแปรเป้าหมาย: โดยที่ y คือตัวแปรเป้าหมาย x คือตัวแปรการออกแบบ C คือค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์และฉันเป็นหมายเลขตัวแปร

ตามนี้ความทนทานต่อเป้าหมายสามารถกำหนดให้กับตัวแปรการออกแบบแต่ละตัวเพื่อให้งานของการออกแบบความอดทนเสร็จสมบูรณ์
3.5 การตรวจสอบการทดลอง
ส่วนด้านหน้าคือกระบวนการออกแบบของเครื่องมือเชื่อมทั้งหมด หลังจากเสร็จสิ้นวัตถุดิบจะถูกซื้อตามความคลาดเคลื่อนของวัสดุที่ได้รับอนุญาตจากการออกแบบแล้วส่งไปยังการผลิต การทดสอบความถี่และโมดัลจะดำเนินการหลังจากการผลิตเสร็จสมบูรณ์และวิธีการทดสอบที่ใช้เป็นวิธีการทดสอบซุ่มยิงที่ง่ายและมีประสิทธิภาพมากที่สุด เนื่องจากดัชนีที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือความถี่โมดัลตามแนวแกนแรก ผลการจำลองการออกแบบคือ 14925 Hz ผลการทดสอบคือ 14954 Hz ความละเอียดความถี่คือ 16 Hz และข้อผิดพลาดสูงสุดน้อยกว่า 1% จะเห็นได้ว่าความแม่นยำของการจำลององค์ประกอบไฟไนต์ในการคำนวณแบบโมดัลนั้นสูงมาก
หลังจากผ่านการทดสอบการทดลองเครื่องมือจะถูกนำไปใช้ในการผลิตและประกอบบนเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิก สภาพปฏิกิริยาเป็นสิ่งที่ดี งานนี้มีเสถียรภาพมานานกว่าครึ่งปีและอัตราการเชื่อมของการเชื่อมสูงซึ่งเกินอายุการใช้งานสามเดือนที่สัญญาโดยผู้ผลิตอุปกรณ์ทั่วไป สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบประสบความสำเร็จและกระบวนการผลิตยังไม่ได้รับการปรับเปลี่ยนและปรับซ้ำซ้ำ ๆ ประหยัดเวลาและกำลังคน
4 บทสรุป
บทความนี้เริ่มต้นด้วยหลักการของการเชื่อมพลาสติกอัลตราโซนิกลึกลึกลงไปอย่างลึกซึ้งถึงจุดสนใจทางเทคนิคของการเชื่อมและเสนอแนวคิดการออกแบบของเครื่องมือใหม่ จากนั้นใช้ฟังก์ชั่นการจำลองที่ทรงพลังขององค์ประกอบ จำกัด เพื่อวิเคราะห์การออกแบบอย่างเป็นรูปธรรมและแนะนำแนวคิดการออกแบบ 6 - Sigma ของ DFSS และควบคุมพารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญผ่านการออกแบบการทดลอง ANSYS DOE และการวิเคราะห์ความอดทน PDS เพื่อให้ได้การออกแบบที่แข็งแกร่ง ในที่สุดเครื่องมือผลิตได้สำเร็จหนึ่งครั้งและการออกแบบก็สมเหตุสมผลโดยการทดสอบความถี่ทดลองและการตรวจสอบการผลิตจริง นอกจากนี้ยังพิสูจน์ให้เห็นว่าวิธีการออกแบบชุดนี้เป็นไปได้และมีประสิทธิภาพ