[发明专利]超音波熔接机台与其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超音波熔接机台与其控制方法，特别是有关于一种具有频率回授功能的超音波熔接机台与其控制方法。

背景技术

随着科技的进步与经济的发展，人们对于熔接技术的要求越来越高，因此许多新颖的熔接技术陆续被开发出来，以满足人类的需求。其中超音波熔接技术具有快速、稳定、低污染的特点，因此特别受到瞩目。

超音波熔接技术是利用换能器发出高速震动的音波来高速振动工作物，使工作物因摩擦而产生超过熔点的高温而进行熔接的技术。超音波换能器包含有压电材料，此压电材料是用以接收电能并将其转换成机械能来发送超音波振动工作物。然而，在熔接的过程中，压电材料的工作频率可能随电能、力学及热效应而产生非线性的瞬间变化。当压电材料的工作频率点飘移时，若不将压电材料的工作频率点修正回压电材料的谐振点附近时，则会有大电流流过超音波换能器并发生高热现象，导致压电材料迅速烧毁，并造成系统严重破坏。

因此，需要一种新的回授控制方法，使压电材料的工作频率实质等于谐振频率。

发明内容

本发明的目的是提供一种超音波熔接机台与其控制方法，以利用回授控制的技术来监控负载的工作电流。

本发明的目的是这样实现的，根据本发明之一实施例，此超音波熔接机台至少包含：负载、驱动器、侦测器和控制模块。驱动器是用以根据驱动频率来输出驱动电流至负载。侦测器是用以侦测工作电流的电流值。控制模块，用以输出驱动频率，并计算工作电流的电流值是否大于预设阈值，并提供比较结果。其中当比较结果为是时，该控制模块以预设扫描时间来依序扫描多数个频段，以获得驱动频率的一正常驱动频率值，并将此正常驱动频率值输出至驱动器来使工作电流的电流值小于或等于预设阈值。

根据本发明之另一实施例，上述的超音波熔接机台的控制方法至少包含：根据驱动频率来利用驱动器输出驱动电流至负载。接着，侦测工作电流的电流值。然后，计算工作电流的电流值是否大于预设阈值，并提供比较结果。其中比较结果为是时，进行一扫频步骤，在此扫频步骤中，首先以预设扫描时间来依序扫描多数个频段，以获得驱动频率的正常驱动频率值。接着，将正常驱动频率值输入至驱动器，以使工作电流的电流值小于或等于预设阈值。

本发明的超音波熔接机台可控制压电陶瓷的工作频率点稳定于压电材料的谐振点附近，即便压电陶瓷的工作频率点偏移，控制模块仍可将工作频率点修正回谐振点附近，避免大电流出现于超音波换能器上。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，上文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

图1是本发明的第一实施例的超音波熔接机台的功能方块示意图。

图2是本发明的第二实施例的超音波熔接机台的控制方法框图。

主要组件符号说明

100：超音波熔接机台                110：负载

112：驱动器                        114：侦测器

118：控制模块

200：控制方法                      202：步骤

204：步骤                          206：步骤

208：步骤                          210：步骤

212：步骤

具体实施方式

请参照图1，其是绘示根据本发明的第一实施例的超音波熔接机台100的功能方块示意图。超音波熔接机台100至少包含：负载110、驱动器112、侦测器114和控制模块118。在本实施例中，负载110为超音波换能器，超音波换能器是利用压电陶瓷来将电能转换成机械能，以振动工作物。

驱动器112是用以输出驱动电压来驱动负载110，其中驱动电压的频率为驱动器112所接收的驱动频率。但由于超音波熔接机台100于工作时，负载110的电路特性，例如电感值、电阻值或电容值，会呈现非线性的瞬间变化，负载110所接收的驱动电压的频率也会随着改变，导致负载110的工作电流值也跟着改变。侦测器114用于侦测负载110的工作电流，在本实施例中，驱动器112至少包含一次侧线圈和二次侧线圈，而侦测器114至少包含感测线圈，其中二次侧线圈是电性连接至负载110，而感测线圈是用以侦测负载110上的电流。