[發明專利]包括兩個超聲波探頭的超聲波機床及其運行方法

有效

• 申請號: 201880023735.2
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN110545926B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: G·格內德
• 申請（專利權）人: 海爾曼超聲波技術兩合有限公司
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡利鳴;蔡悅

本發明涉及一種超聲波機床，該超聲波機床包括具有第一諧振頻率f₁的第一超聲波探頭(2)，被連接到所述第一超聲波探頭(2)的第一轉換器(4)，以及具有發電機輸出端的發電機(1)，該發電機用于生成具有第一頻率f₁的第一交流電壓，以及用于在發電機輸出端處輸出該第一交流電壓，其中該發電機輸出端被連接到第一轉換器(4)。根據本發明，提供了具有第二諧振頻率h的第二超聲波探頭(3)和連接到該第二超聲波探頭(3)的第二轉換器(5)，其中，發電機輸出端被連接到第二轉換器(5)，并且發電機(1)被設計用于產生具有第一電交流電壓和具有第二頻率h的第二電交流電壓的混合信號，并在發電機輸出端處輸出該混合信號，并且其中第一頻率f₁和第二頻率f₂彼此不同。

本發明涉及一種超聲波機床，該超聲波機床包括具有第一諧振頻率f₁的第一超聲波探頭和連接到該第一超聲波探頭的第一轉換器。此外，超聲波機床具有發電機，該發電機具有發電機輸出端，該發電機用于生成具有第一頻率f₁或基本上具有第一頻率f₁的第一交流電壓并且用于在發電機輸出端處輸出該第一交流電壓，其中該發電機輸出端被連接到第一轉換器。

此類超聲波機床在原則上是已知的。它們例如被用于超聲波焊接或超聲波切割。超聲波探頭配備有焊接或切割表面，并受到超聲波振動的作用，并且，為了進行焊接或切割，通常將其移至反向工具(counter tool)，其結果是待焊接或待切割的材料一方面在超聲波探頭而另一方面在反向工具之間被引導。

為了使超聲波探頭振動，可以選擇將其經由變幅器連接到轉換器。轉換器將施加在其上的交流電壓轉換為機械振動。可選的互連的變幅器能改變幅度，但不能改變振動頻率。生成交流電壓的發電機被連接到轉換器。為了將大量能量從超聲波探頭傳遞到要待加工的工件，需要超聲波振動單元，該超聲波振動單元由轉換器、超聲波探頭和可選的變幅器組成，以便用與焊接相關的諧振頻率激勵，其結果是在超聲波振動單元內形成了駐波超聲波波形。因此，發電機被適配成用于超聲波振動系統，其結果是發電機以期望的諧振頻率提供交流電壓。然而，在一些應用情況下，期望發生器生成與超聲波振動單元的諧振頻率非常接近的頻率，但是并不精確地對應于該諧振頻率。

因此，交流電壓總是被調諧到超聲波振動系統或超聲波探頭超聲波探頭的諧振頻率。

通常，僅提供單個超聲波探頭不足以完全加工材料。因此，存在一些應用情況，其中使用兩個甚至更多個超聲波探頭。通常，每個超聲波探頭都配有其自己的發電機，該發電機在發電機輸出端提供相應的交流電壓信號。

已經單獨嘗試用一個公共發電機來運行多于一個的超聲波探頭。在此情況下，要么使用具有相同諧振頻率的超聲波探頭，其結果是它們可被同時被激勵，要么將發電機輸出端依次連接到不同的超聲波探頭，其結果是盡管發電機可激勵多個超聲波探頭，但在任何時間點處僅有一個超聲波探頭被激勵。

在第一種情況下，不可能單獨改變單個超聲波探頭的振動幅度。在第二種情況下，使用一個發電機來同時運行多個超聲波探頭是不可能的。

DE 10 2013 104 227 A1涉及一種用于對材料進行超聲波加工的超聲波焊接裝置，該超聲波焊接裝置具有至少兩個超聲波探頭。WO 01/53821 A1涉及一種用于材料分析的方法以及一種用于執行這種方法的超聲波材料分析裝置。

從所描述的現有技術出發，本發明的目的是提供一種上述類型的超聲波機床，其成本有效地允許運行另外的超聲波探頭。本發明的另一目的是提出一種用于運行兩個超聲波探頭的方法。