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压电换能器作为超声设备的关键部件之一,其装配性能直接影响直接影响整个超声系统的工作。为解决压电换能器传统装配由人工手动装配,工作效率低,装配后的压电换能器质量无法保证,容易出现转换效率低、易发热、陶瓷片易碎等问题,本文以压电换能器装配为目的,结合传统压电换能器装配理论,使用新的压电换能器装配方法,设计了一套压电换能器自动装配机。本文首先介绍了压电换能器的工作原理和各个组成部分,以及压电换能器的主要性能指标和重要参数。利用压电换能器自身的压电效应,将压电换能器电荷量检测法运用到装配机的设计中,不仅能完成压电换能器的装配,还能实时检测压电换能器产生的电荷量,来判断压电换能器装配质量的好坏。通过公式推导,计算出谐振频率为20kHz的压电换能器装配扭矩为185N·m,装配电压为7.5V。然后对压电换能器装配机整体进行设计,包括机械结构设计和控制系统设计。机械机构设计主要对压电换能器装配机夹紧装置、压紧装置、拧紧装置等重要结构进行了详细设计,使用有限元软件Solidworks Simulation对拧紧装置中套筒扳手受力分析,并对其进行优化,降低了套筒扳手的重量,方便实际操作中使用。并且针对谐振频率为20kHz和15kHz的压电换能器的不同尺寸,分别设计了装配机上相关部件的结构。控制系统设计包括控制系统硬件设计和软件设计。首先对装配机整个控制流程进行了详细设计,控制系统采用手动装配和自动装配两种装配方法,选用西门子S7-200型PLC和HB308SN型步进电机驱动器,完成PLC程序设计和WinCC Flexible控制界面设计。最后采用压电换能器装配机进行压电换能器装配。实验结果表明:压电换能器装配机装配的换能器,装配过程完全自动化,降低了大量的人力物力,装配后的压电换能器性能满足装配要求,且装配一个压电换能器装配时间仅为90秒,大大提高了装配效率。并获得装配电压与谐振频率、阻抗和静态电容之间的关系。并在压电换能器装配完成后,每天定时测量压电换能器,得到新装配压电换能器参数随时间变化的数据。