號變化是滾子30上不同的輪廓36、37造 成的。
[0052] 因此，根據(jù)發(fā)生器數(shù)據(jù)組成的一個或多個數(shù)據(jù)集合，可以分辨出從什么時間開始， 以及在哪個時間段內(nèi)，織物材料在間隙29中被加工。進一步地，根據(jù)兩個相似的尖峰或者 其他模式之間，例如P36和P' 36之間的時間差，可以分辨出滾子30在什么時間段內(nèi)完成一 次完整的轉(zhuǎn)動U。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，控制/調(diào)節(jié)模塊50 (見下文）或信號處理部分16根 據(jù)同一個橫向輪廓36、37造成的兩次連續(xù)的相似模式之間的時間差來確定滾子30的當(dāng)前 角速度《(步驟SII)。特別地，整個360度的周角被除以預(yù)設(shè)的時間差。一個較優(yōu)選擇 是將被檢測到的轉(zhuǎn)動U的數(shù)量除以所需的時間，從而得到滾子30的轉(zhuǎn)動速度，供后續(xù)的優(yōu) 選加工步驟使用。另一個較優(yōu)選擇是根據(jù)不同的橫向輪廓36、37造成的兩次連續(xù)的不相似 的模式之間的時間差來確定滾子30的結(jié)構(gòu)，同時也可以獲得橫向輪廓36與37之間的角度 差，并且還可以根據(jù)該橫向輪廓36與37之間的角度差除以檢測到的時間差所得的商數(shù)確 定滾子30的角速度。
[0053] 超聲波發(fā)生器10還包括控制/調(diào)節(jié)模塊50,其與超聲波發(fā)生器10的信號處理部 分16整合在一起。優(yōu)選地，信號處理部分16和控制/調(diào)節(jié)模塊50都是數(shù)字式的。實際 上，在優(yōu)選的模擬功率單元12中，必須使用模擬-數(shù)字（A/D)變換器將檢測到的模擬發(fā)生 器數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字處理部分16和控制/調(diào)節(jié)模塊50 ;但總的來說，數(shù)字式的信號處理部分 16和控制/調(diào)節(jié)模塊50相對于已知的系統(tǒng)可以達到更快的數(shù)據(jù)處理速度。
[0054] 將控制/調(diào)節(jié)模塊整合在超聲波發(fā)生器10的信號處理部分16中還有另一個優(yōu) 點：對于控制/調(diào)節(jié)模塊50來說，全部或部分發(fā)生器數(shù)據(jù)是實時可用的，獲得這些數(shù)據(jù)不需 要經(jīng)過較長的傳輸路徑，也不需要消耗聯(lián)系時間。這樣就可以獲得相對于現(xiàn)有技術(shù)更加快 速和精確的調(diào)節(jié)過程，以及更加穩(wěn)定高效的超聲波焊接制程。優(yōu)選地，信號檢測部分14對 上述的超聲波發(fā)生器10的部分或全部發(fā)生器數(shù)據(jù)進行檢測，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘柼幚聿?分16,尤其是傳輸?shù)娇刂?調(diào)節(jié)模塊50及其中的間隙調(diào)節(jié)器60和振幅調(diào)節(jié)器70 (如上所 述）所需的時間為1到1〇〇微秒，優(yōu)選為少于80微秒，進一步優(yōu)選為少于50微秒。在已知 的系統(tǒng)中，發(fā)生器數(shù)據(jù)被提供給外部控制器。傳輸發(fā)生器數(shù)據(jù)時，部分傳輸過程是通過數(shù)量 較多或較少的A/D(模擬/數(shù)字）和D/A(數(shù)字/模擬）變換器進行的，需要長達10毫秒的 變換時間。在現(xiàn)有的置于超聲波發(fā)生器之外的控制器中，完成數(shù)據(jù)加工過程需要5到50毫 秒的時間。后續(xù)的控制數(shù)據(jù)（例如用于定位超聲焊極的控制數(shù)據(jù)）的傳輸過程又需要5到 10毫秒的時間?？傊?，與本發(fā)明相比，現(xiàn)有技術(shù)中獨立于整個超聲波加工裝置之外的元件造 成了反應(yīng)時間上的劣勢，從而導(dǎo)致對非預(yù)期的處理狀況可能只能作出較慢的反應(yīng)。
[0055] 圖5示出了本發(fā)明的超聲波加工裝置1的一個較佳實施例的示意性的方框圖。該 超聲波加工裝置1通過具有均勻的外部表面32 (如上所述）的滾子30進行工作。進一步 地，該滾子30上設(shè)有角速度傳感器38,用于檢測滾子30的角速度《并將其傳輸?shù)秸系?控制/調(diào)節(jié)模塊50。進一步地，該超聲波加工裝置1，此處優(yōu)選為超聲波焊接裝置，包括具 有位置傳感器的執(zhí)行器28,用于調(diào)節(jié)超聲焊極的位置，進而調(diào)節(jié)間隙29的寬度。執(zhí)行器28 連接到位置調(diào)節(jié)器27,位置調(diào)節(jié)器27從控制/調(diào)節(jié)模塊50接收超聲焊極26的參考位置 POSstjll,并通過執(zhí)行器28調(diào)節(jié)該參考位置POSstjll。
[0056] 整合的控制/調(diào)節(jié)模塊50包括間隙調(diào)節(jié)器60和振幅調(diào)節(jié)器70,振幅調(diào)節(jié)器70 優(yōu)選地包括PID調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器60、70都用來調(diào)節(jié)輸入到利用滾子30的滾動而穿過間隙 29的織物材料的能量。優(yōu)選地，間隙調(diào)節(jié)器60和振幅調(diào)節(jié)器70可以單獨使用，也可以組 合使用。為了達到這個目的，間隙調(diào)節(jié)器60確定超聲焊極26相對于滾子30的參考位置 POSstjll (步驟SIII)，用來將超聲波發(fā)生器10的功率實際值Pist調(diào)節(jié)到超聲波發(fā)生器10的 預(yù)定的功率參考值Pstjll。優(yōu)選地，該參考位置POSstjll被通過數(shù)字/模擬（D/A)變換器或通 過現(xiàn)場總線傳輸?shù)匠暫笜O26的位置調(diào)節(jié)器27。位置調(diào)節(jié)器27使用從位置傳感器獲得 的超聲焊極26的實際位置與該參考位置POSstjll相比較，然后調(diào)節(jié)超聲焊極26的參考位置 POSsq11 (步驟SIV)。
[0057] 為了確定超聲焊極26的參考位置POSstjll，間隙調(diào)節(jié)器60首先從角速度傳感器38 接收滾子30的角速度《。一個較優(yōu)的選擇是角速度傳感器38將包含滾子30的角速度《 的參考信號傳輸?shù)娇刂?調(diào)節(jié)模塊50,然后控制/調(diào)節(jié)模塊50將該參考信號轉(zhuǎn)換為滾子 30的角速度《。確定的滾子30的角速度《被傳輸?shù)介g隙調(diào)節(jié)器60的存儲器S1。在存 儲器Sl中，存儲有被學(xué)習(xí)的特征曲線和/或特征值表和/或多個被教授的特征值，它們可 以單獨地或組合地根據(jù)滾子30的角速度《為間隙29中被加工的材料確定超聲波發(fā)生器 10的參考功率Pstjll。用這種方法確定的超聲波發(fā)生器10的參考功率？3()11被用來和從信號 檢測部分14傳輸?shù)介g隙調(diào)節(jié)器60的超聲波發(fā)生器10的當(dāng)前有效實際功率Pist進行比較。 優(yōu)選地，信號檢測部分14將超聲波發(fā)生器10的實際功率Pist傳輸?shù)桨ㄩg隙調(diào)節(jié)器60和 振幅調(diào)節(jié)器70的控制/調(diào)節(jié)模塊50所用的時間是1到100微秒，進一步優(yōu)選為少于80微 秒，更進一步地優(yōu)選為少于50微秒。在間隙調(diào)節(jié)器60中，對當(dāng)前數(shù)據(jù)進行處理所用的時間 是1到100微秒，進一步優(yōu)選為少于80微秒，更進一步地優(yōu)選為少于50微秒。
[0058] 在間隙調(diào)節(jié)器60中對超聲波發(fā)生器10的參考功率Pstjll和實際功率Pist的比較結(jié) 果被傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)器RS1，調(diào)節(jié)器RSl據(jù)此確定超聲焊極26的參考位置POSstjll和間隙29的 寬度。超聲焊極26的參考位置POSstjll被傳輸?shù)轿恢谜{(diào)節(jié)器27并且被實現(xiàn)，從而將超聲波 發(fā)生器19的實際功率Pist調(diào)節(jié)到參考功率PS()11。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，將參考位置Pstjl^ 輸?shù)轿恢谜{(diào)節(jié)器27所用的時間為1到10毫秒，進一步優(yōu)選為少于5毫秒，更進一步地優(yōu)選 為少于2毫秒。如果位置調(diào)節(jié)器27是電動執(zhí)行器，其分別實現(xiàn)預(yù)定的參考位置POSstjll或間 隙寬度所用的時間優(yōu)選為20到50毫秒。根據(jù)另一個優(yōu)選實施例，如果位置傳感器27是氣 動執(zhí)行系統(tǒng)，則實現(xiàn)參考位置POSstjll所用的時間為50到500毫秒。
[0059] 振幅調(diào)節(jié)器70具體地調(diào)節(jié)超聲波信號的振幅A。這樣，在固定設(shè)置的超聲焊極26 上，具體而言，輸入到間隙29中的織物材料上的能量在振幅A增加時隨之增長，在振幅A減 小時也隨之減小。振幅調(diào)節(jié)器70的存儲器S2也從角速度傳感器38接收滾子30的角速度 ?(如上所述），這是與間隙傳感器60相似的。在存儲器S2中，與被加工的織物材料對應(yīng)的 特征曲線和/或特征值表和/或被教授或?qū)W習(xí)的特征值分別被記錄下來，以便根據(jù)滾子30 的轉(zhuǎn)動，尤其是其角速度《，確定超聲波發(fā)生器10的功率。通過角速度《和存儲器S2中 對被加工的材料的記述，可以得出超聲波發(fā)生器10的功率參考值Pstjll(步驟SV)。發(fā)生器 的功率參考值Pstjll被用來和從信號檢測部分14接收到的超聲波發(fā)生器10的實際功率Pist 進行比較。在調(diào)節(jié)器或濾波器RF2中，比較的結(jié)果被轉(zhuǎn)換成振幅參考值A(chǔ)S()11，用來改變超聲 波信號的振幅A，進而使超聲波發(fā)生器對間隙29中的織物材料達到理想的功率輸入PS()11。 優(yōu)選地，信號檢測部分14將超聲波發(fā)生器10的實際功率Pist傳輸?shù)桨ㄕ穹{(diào)節(jié)器70的 控制/調(diào)節(jié)模塊50所用的時間為1到100微秒，進一步優(yōu)選為少于80微秒，更進一步地優(yōu) 選為少于50微秒。在振幅調(diào)節(jié)器70中，對當(dāng)前數(shù)據(jù)進行處理所用的時間是1到100微秒， 進一步優(yōu)選為少于80微秒，更進一步地優(yōu)選為少于50微秒。
[0060] 振幅參考值A(chǔ)stjll被傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)器Ra。根據(jù)振幅實際值A(chǔ)ist和振幅參考值A(chǔ)S()11的比 較結(jié)果確定振幅A的變化幅度（步驟SVI)。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，通過這種方式 確定的對振幅的調(diào)節(jié)干預(yù)通過電氣手段實現(xiàn)，對應(yīng)的控制信號被傳輸?shù)焦β蕟卧?2 (參見 圖5到圖8中的箭頭）。根據(jù)本發(fā)明，將振幅參考值A(chǔ)stjll傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)器R4所用的執(zhí)行時間 優(yōu)選為1到100微秒，進一步優(yōu)選為少于80微秒，更進一步地優(yōu)選為少于50微秒。為了在 超聲焊極26上實現(xiàn)實際振幅Aist而在調(diào)節(jié)器RA中進行的對參考振幅A^的處理所用的執(zhí) 行時間優(yōu)選為1到10毫秒，進一步優(yōu)選為少于8毫秒，更進一步地優(yōu)選為少于5毫秒。
[0061] 另一個較優(yōu)的選擇是僅通過振幅調(diào)節(jié)器70來調(diào)節(jié)超聲波加工裝置1。圖6示出 了這樣的優(yōu)選實施例的示意圖。其中可以看出間隙調(diào)節(jié)器60被省略了。對應(yīng)地，超聲焊極 26也不能再通過位置調(diào)節(jié)器27進行定位。相反地，超聲焊極26的規(guī)定位置或滾子30和超 聲焊極26之間的間隙29的規(guī)定寬度優(yōu)選地是通過馬達28或者類似的執(zhí)行器（如上所述） 來進行調(diào)節(jié)和保持的。這樣，超聲焊極26的位置可以由位置傳感器隨意地檢測和控制。另 一個較優(yōu)選擇是將超聲焊極26抵持在機械擋止部件上，使得超聲焊極26的位置是固定的。 根據(jù)另一個實施例，超聲焊極26可以手動調(diào)節(jié)，并且可以固定在預(yù)定位置。在超聲焊極26 被設(shè)置在預(yù)定位置的同時，依照上述的利用超聲波振蕩的振幅變化的操作手段，通過振幅 調(diào)節(jié)器70將超聲波發(fā)生器10的實際功率Pist調(diào)節(jié)到超聲波發(fā)生器10的參考功率PS()11。根 據(jù)超聲波加工裝置1的又一個較佳實施例（參見圖7)，其內(nèi)部的控制/調(diào)節(jié)模塊50從至少 一個包含上述發(fā)生器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合（參見圖4)中檢測滾子30的角速度《。在此情況 下，該超聲波加工裝置1包括具有不均勻的外部輪廓34的滾子30。這樣，可被檢測的輪廓 36、37會影響發(fā)生器數(shù)據(jù)的時間進程（如上所述）。從圖4所示的單個的發(fā)生器數(shù)據(jù)的時 間進程即可推導(dǎo)出角速度《。為了達到這個目的，包含發(fā)生器數(shù)據(jù)的單個數(shù)據(jù)集合、或者選 定的幾個數(shù)據(jù)集合、或者全部數(shù)據(jù)集合被傳輸?shù)接|發(fā)單元TB。在觸發(fā)單元TB中，對包含圖 4所示的發(fā)生器數(shù)據(jù)且具有時間依賴性的被檢測的數(shù)據(jù)集合進行評估。該評估可以確定正 向或負(fù)向的尖峰P36、P37，或者其他重復(fù)模式，或者其他的信號變化情況，分別在什么時間點 出現(xiàn)。根據(jù)織物材料40的常規(guī)的加工速度和與之連接的滾子30的角速度《，尖峰P36、P37 或其他重復(fù)模式的重復(fù)頻率優(yōu)選為每秒2到80次，進一步優(yōu)選為每秒2到50次，更進一步 地優(yōu)選為每秒2到20次，這都取決于具體工況。在滾子30的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)動作期間，若是滾子 30在幾小時到幾天的較長加工時間內(nèi)都一直在旋轉(zhuǎn)，尖峰P36、P37會以有規(guī)律的