超声波焊接系统是卫生用品生产线上的关键装置。近年来,随着高端一次性卫生用品需求的增加和对产品质量要求的提高,卫品产线企业对设备技术的升级已迫在眉睫,作为产线核心部件,超声波焊接系统的工作性能直接影响产线效率和产品质量,但有关优化焊接工艺及提高系统动态性能等技术问题尚需深入研究。本文以某企业的PP无纺布超声波焊接系统为原型,针对焊接过程温度场模拟与焊接参数优化、焊接系统结构优化、提高振动性能的焊接系统固定方式、焊头间隙调整方法等系统关键问题开展研究,主要工作如下:建立了焊接参数优选模型,模型以传热学为基础,通过对温度场的计算判断焊接参数的合理性;对粒子群算法提出了一种创新的改进方法,将温度场模型与改进粒子群算法结合,得到了PP无纺布在特定工况下的最佳焊接参数,得到的焊接深度为0.05mm左右。建立了长槽尺寸对焊接系统动态性能影响的模型,通过计算得到了360组不同长槽尺寸下焊头的振动响应,将其作为样本对BP神经网络进行了训练;采用最小角度法和随机变异法编写了多目标粒子群算法,得到了优化的焊头尺寸,验证结果表明优化后的焊头在满足疲劳性能的条件下最大振幅大约提高了8μm。研究了超声波焊接系统的固定方式,提出了一种在焊头侧面添加支撑工具固定超声焊接系统以实现系统隔振的创新方法,并对支撑底座进行了设计。仿真结果表明本文提出的固定方案变形小于3μm且应力小,对焊接系统的性能影响小,对振动的隔离效果好。设计了焊接间隙调整机构,并对其进行了运动学、动力学和控制仿真,使得设计的机构能够满足进行动态调控的要求。