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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利基于步进电机驱动且位置和压力可控的超声波点焊机获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120095307B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510596158.8，技术领域涉及：B23K20/10；该发明授权基于步进电机驱动且位置和压力可控的超声波点焊机是由朱若玫;邱建琪设计研发完成，并于2025-05-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于步进电机驱动且位置和压力可控的超声波点焊机在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于步进电机驱动且位置和压力可控的超声波点焊机，由机械装置和控制单元两部分组成，机械装置包括带编码器的步进电机、基板、齿轮、齿条、导轨、滑块以及压杆，导轨的两端设有限位块；控制单元包括微控制器和步进电机微步驱动模块，控制过程中微控制器发送相应的脉冲给步进电机微步驱动模块，步进电机微步驱动模块根据接收到的脉冲控制步进电机主轴旋转，通过传动实现对压杆的控制。本发明点焊机能同时实现焊接位置自动检测以及精确的位置和压力控制，具有结构简单、成本低廉、无需气源、噪声小等优点。

本发明授权基于步进电机驱动且位置和压力可控的超声波点焊机在权利要求书中公布了：1.一种基于步进电机驱动且位置和压力可控的超声波点焊机，由机械装置和控制单元两部分组成，其特征在于：所述机械装置包括带编码器的步进电机、基板、齿轮、齿条、导轨、滑块以及压杆，导轨的两端设有限位块，所述步进电机和导轨安装固定在基板上，所述齿轮固定在步进电机的主轴上，所述滑块设置在导轨上，滑块上固定有连接板，所述压杆安装在连接板的底部，所述齿条安装在连接板的侧面且与齿轮啮合；工作时，步进电机的主轴转动并通过以上连接关系使滑块在导轨上滑动，从而带动压杆上下动作； 所述控制单元包括微控制器和步进电机微步驱动模块，所述微控制器在上电后通过初始化程序自动检测并设定压杆基准点位置和工作点位置，正常工作过程中通过位置控制模式使压杆快速下行到工作点位置，并切换压力控制模式进行点焊加工，加工完成后切换位置控制模式使压杆快速返回基准点位置；在整个控制过程中微控制器发送相应的脉冲给步进电机微步驱动模块，所述步进电机微步驱动模块根据接收到的脉冲控制步进电机主轴旋转，通过传动实现对压杆的控制； 所述位置控制模式下微控制器根据步进电机转子的当前位置和目标位置确定脉冲方向并计算出所需要的脉冲总数，结合速度要求，按加速-恒速-减速模式生成脉冲序列，并按顺序将这些脉冲发送给步进电机微步驱动模块，用以控制步进电机主轴旋转使压杆到达目标位置； 所述微控制器在发送每一个脉冲前，需计算步进电机的当前失调角θ，若-θ m ≤θ≤θ m ，则正常发送脉冲；否则，暂缓发出本次脉冲，等间隔一定时间后重新尝试发送，θ m 为最大输出扭矩对应的失调角； 当微控制器将脉冲序列都发送完毕之后开启目标位置定位模式，微控制器定时比较步进电机转子的当前位置D和目标位置D 1，若D＜D 1-ε，则微控制器向步进电机微步驱动模块发送一个正向脉冲；若D＞D 1+ε，则微控制器向步进电机微步驱动模块发送一个反向脉冲；若D 1-ε≤D≤D 1+ε，则表示定位成功，目标位置到达，ε为设定的位置容许偏差量； 所述压力控制模式下微控制器定时比较步进电机的当前输出扭矩T和目标扭矩T 1，若T＜T 1-σ，则微控制器向步进电机微步驱动模块发送一个正向脉冲；若T＞T 1+σ，则微控制器向步进电机微步驱动模块发送一个反向脉冲；若T 1-σ≤T≤T 1+σ，则表示达到目标压力，σ为设定的扭矩容许偏差量； 在所述初始化程序中微控制器采用压力控制模式向步进电机微步驱动模块发送脉冲，通过步进电机主轴旋转使压杆逐步上行，当步进电机的输出扭矩达到目标扭矩T 2时滑块被导轨上端的限位块顶住，此时将步进电机转子的当前位置加上适当的偏差量即作为压杆基准点位置；然后微控制器同样采用压力控制模式，通过步进电机主轴旋转使压杆逐步下行，当步进电机的输出扭矩达到目标扭矩T 3时压杆被待点焊的加工工件顶住，此时将步进电机转子的当前位置减去适当的偏差量即作为压杆工作点位置。

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