聲信號除了穿過端子110和電線112外還穿過沖頭116傳輸。例如，在一些實施例中，聲信號可在沖頭116中的換能器處生成，傳輸穿過沖頭116、穿過端子110、穿過電線112以及穿過砧座14，并且然后在砧座114中的換能器處被接收。在一些實施例中，聲信號可在砧座114中的換能器處生成，傳輸穿過砧座114、穿過端子110、穿過電線112以及穿過沖頭116，并且然后在沖頭116中的換能器處被接收。在一些實施例中，聲信號可在沖頭116中的換能器處生成，傳輸穿過沖頭116、穿過端子110、穿過電線112以及然后往回穿過沖頭116，并且然后在沖頭116中的換能器(其可以是生成聲信號的同一換能器)處被接收。在一些實施例中，聲信號可在砧座114中的換能器處生成，傳輸穿過砧座114、穿過端子110、穿過電線112以及然后往回穿過砧座114，并且然后在砧座114中的換能器(其可以是生成聲信號的同一換能器)處被接收。
[0021]可選地，控制模塊130可具有校準模塊142，用于校準控制模塊130的一個或多個模塊。例如，控制模塊142可被用于確定高度、距離、超聲頻率、系統(tǒng)中使用的材料的系數(shù)等，其可被壓接質(zhì)量模塊132或其他模塊用來實施計算或用在運行算法中，以確定壓接高度或系統(tǒng)的其他特性。
[0022]可選地，任何模塊的功能可被組合進一個或多個其他模塊中。例如，校準和壓接質(zhì)量模塊可組合進單獨的模塊等。
[0023]圖2例示了端子壓接設(shè)備100的一部分，其示出了用于在壓接操作期間成形壓接端子的砧座114和沖頭116。在示例性實施例中，壓接工裝104形成F壓接(F-crimp);然而在替代實施例中其他形狀的壓接工裝可形成具有其他形狀的壓接。
[0024]砧座114具有用于支撐端子110的支撐表面150。在所示的實施例中，支撐表面150是平的且是水平的；然而，在替換實施例中支撐表面150可以具有其他形狀和定向。當(dāng)沖頭穿過壓接沖程移動時端子110?？吭谥伪砻?50上。
[0025]沖頭116具有在壓接處理期間接合端子110的成形表面152。成形表面152在壓接處理期間向內(nèi)按壓端子套管的側(cè)壁。成形表面152在壓接處理期間抵靠電線112壓緊側(cè)壁。當(dāng)沖頭116與端子110接觸時，聲信號158可橫穿成形表面152傳輸進入端子110和電線112。聲信號158可橫穿支撐表面150傳輸進入站座114。聲信號158可在限定在成形表面152和支撐表面150處的交界面處被反射。
[0026]在示例性實施例中，超聲模塊140(圖1中所示)包括傳輸和/或接收在超聲頻率范圍內(nèi)的聲信號158的一個或多個超聲換能器160。在示出的實施例中，超聲模塊140包括超聲發(fā)射換能器162和超聲接收換能器164。超聲發(fā)射換能器162聯(lián)接到?jīng)_頭116，而超聲接收換能器164聯(lián)接到砧座114。在其他實施例中，超聲接收換能器164可聯(lián)接到?jīng)_頭116，并且/或者超聲發(fā)射換能器162可聯(lián)接到砧座114。在其他實施例中，換能器162、164中的任一個或者全部兩個可能夠發(fā)射和接收聲信號158，而不是具有專用的發(fā)射和接收換能器。在其他實施例中，僅需要能夠發(fā)射和接收聲信號158的一個換能器162或164。超聲換能器160可被聯(lián)接至壓接工裝104的外部表面?？商娲?，超聲換能器可嵌入壓接工裝104內(nèi)。超聲換能器160被超聲地聯(lián)接至壓接工裝104，其中聲信號158可被從超聲換能器160發(fā)射至壓接工裝104或從壓接工裝104發(fā)射至超聲換能器160。超聲換能器160經(jīng)由壓接工裝104超聲地聯(lián)接至端子110和電線112。
[0027]在示例性實施例中，超聲換能器160是將電能轉(zhuǎn)換為聲音的壓電換能器。當(dāng)電壓施加到壓電換能器時，壓電換能器改變大小。超聲模塊140包括聯(lián)接到超聲發(fā)射換能器162的電氣線路，以提供橫跨超聲換能器162的交流電來引起很高頻率的振蕩以產(chǎn)生很高頻率的聲波。當(dāng)來自聲信號158的力被施加至超聲接收換能器164時該超聲接收換能器164生成電壓，并且在超聲接收換能器164處生成的電信號由聯(lián)接至其的電氣線路傳輸至超聲模塊140和/或壓接質(zhì)量模塊132(圖1中所示)。不同于壓電換能器的其他類型的超聲換能器160可在替代實施例中被使用，諸如磁致伸縮換能器。
[0028]在示例性實施例中，超聲模塊140被用于通過在發(fā)射換能器162處生成超聲波聲信號158來確定形成的電線112和端子110的壓接高度。聲信號158以縱向聲波的形式行進穿過壓接工裝104和壓接端子110和電線112，然而波可以沿任何方向傳播。超聲接收換能器164接收聲信號158并且將這樣的信號轉(zhuǎn)換為電信號用于諸如被壓接質(zhì)量模塊132處理。這樣的處理被重復(fù)，約每個壓接循環(huán)500次或更多次。
[0029]超聲波聲信號158穿過沖頭116(例如沿距離Y1)、穿過端子110和電線112(例如沿距離Y2)、以及穿過砧座114(例如沿距離Y3)所需的時間T可使用超聲模塊140和/或壓接質(zhì)量模塊132處的超聲信號生成和處理裝置準確測量。沖頭116和砧座114的距離，S卩Y1和Y3，由壓接工裝104固定，而端子110和電線112的距離Y2在壓接處理期間改變。聲信號158行進距離Y1的時間T1可被測量或確定，并且是基于沖頭116的材料的聲傳輸速度系數(shù)的。聲信號158行進距離Y2的時間T2可被測量或確定，并且是基于端子110和電線112的材料的聲傳輸速度系數(shù)的。聲信號158行進距離Y3的時間T3可被測量或確定，并且是基于砧座114的材料的聲傳輸速度系數(shù)的。
[0030]將信號從發(fā)射換能器162發(fā)送到接收換能器164的總時間T直接隨Y2距離的變化而變化。Y2距離是端子110的壓接高度170的度量。壓接高度170(例如Y2距離)可在壓接處理期間的任意點測量。例如，壓接高度170可在沖頭116的底死點測量，其對應(yīng)壓接處理期間的最小的測得的壓接高度170。壓接高度170可在沖頭116從端子110分離的時刻被測量，因為當(dāng)沖頭116從端子110分離時聲信號158將停止從發(fā)射換能器162向接收換能器164傳播。所接收的最后的聲信號158大體對應(yīng)于壓接端子110的穩(wěn)定的壓接高度或最終的壓接高度。
[0031]在示例性實施例中，發(fā)射換能器162和成形表面152之間的距離Y1可使用校準模塊142在校準處理期間被測量。距離Y1可被人工測量，比如使用諸如測微計的工具。距離Y1可通過其他方式測量，諸如通過使用超聲模塊140。例如，將信號發(fā)送穿過Y1距離兩次所需的時間能夠通過從換能器162發(fā)送信號并且然后等待在成形表面152反射后的回波信號回到換能器162來容易地測量?？倳r間被除以二，以得到單程傳輸時間T1。這樣的處理可在壓接處理開始之前執(zhí)行，諸如在校準處理期間，使得壓接表面可反射更強的信號，而不是將聲信號158傳輸穿過成形表面152進入端子110。距離Y1可基于時間T1使用穿過沖頭116的已知材料的聲傳輸速度系數(shù)來計算。
[0032]在示例性實施例中，換能器162和支撐表面150之間的距離Y3可使用校準模塊142在校準處理期間被測量。距離Y3可被人工測量，比如使用諸如測微計的工具。距離Y3可通過其他方式測量，諸如通過使用超聲模塊140。例如，將信號發(fā)送穿過Y3距離兩次所需的時間能夠通過從換能器164發(fā)送信號并且然后等待在支撐表面150反射后回波信號回到換能器164來容易地測量?？倳r間被除以二，以得到單程傳輸時間T3。這樣的處理可在壓接處理開始之前執(zhí)行，諸如在校準處理期間，使得壓接表面可反射更強的信號，而不是將聲信輸穿過支撐表面150進入端子110。距離Y3可基于時間T3使用穿過砧座114的已知材料的聲傳輸速度系數(shù)來計算。
[0033]電線112和端子110可由各種類型的材料(諸如銅、銅合金、鋁、鋁合金等)制造。聲信號158穿過壓接電線和端子行進的速度需要被確定以準確測量壓接高度170(例如距離Y2)。在示例性實施例中，為確定穿過電線112和穿過端子110的聲速，測試或校準壓接被執(zhí)行并且校準壓接的壓接高度被通過使用諸如測微計的工具的手工測量或通過使用確定沖頭116相對于砧座114的位置的線性編碼器來確定。在校準壓接期間在換能器162、164之間傳輸超聲信號所需的總時間被測量和記錄。針對沖頭116和砧座114的壓接工具傳輸時間T1和T3是已知的且是常數(shù)(例如基于上述校準處理是已知的)。壓接工具傳輸時間T1和T3被從總時間T減去。剩余時間T2是聲信號在壓接端子中的時間。時間T2對應(yīng)于測量的校準壓接高度170，并且用于端子110和電線112的特定材料的聲傳播速度系數(shù)可基于校準壓接高度170和時間T2計算。
[0034]對于使用相同材料電線和相同材料端子的未來的壓接，校準處理期間計算的聲傳輸速度系數(shù)可被用于在壓接處理期間基于測量的時間Τ2計算其壓接高度170。聲傳輸速遞系數(shù)作為常數(shù)使用，以計算未來的壓接的距離Υ2。當(dāng)距離Υ2在壓接處理期間調(diào)整或變化時，超聲波聲信號158從發(fā)射換能器165傳遞到接收換能器164所需的總