時間差重復 出現(xiàn)。這些有規(guī)律的時間差分別對應滾子30的每次完整轉(zhuǎn)動U，不均勻外部輪廓32的可檢 測的輪廓36、37在每次完整轉(zhuǎn)動U期間都經(jīng)過超聲焊極26 -次。觸發(fā)單元TB確定可檢測 的輪廓36、37經(jīng)過超聲焊極26的時間范圍，優(yōu)選為確定其時間點。在這個時間范圍期間或 者在這個時間點上對織物材料40進行加工，優(yōu)選為焊接。優(yōu)選地，控制/調(diào)節(jié)模塊50或信 號處理部分16的系統(tǒng)時間可以提供用作參考的時間信號。這樣，如果得知了可檢測的輪廓 36、37的第一尖峰P36、P37出現(xiàn)的時間點，從觸發(fā)單元TB的評估就可以得知周期性的重復加 工出現(xiàn)時的時間差、每次加工所用的時間長度、以及每次加工相對于系統(tǒng)時間在何時開始。 在此之后，通過觸發(fā)單元TB還可以將有關(guān)特殊時間范圍的信息提供給控制/調(diào)節(jié)模塊50， 該等特殊時間范圍可能是滾子30的零散的轉(zhuǎn)動時間、其角度偏移所用的時間及其在一次 轉(zhuǎn)動中轉(zhuǎn)過一定角位移所用的時間，在該等特殊時間范圍內(nèi)確實地、唯一地發(fā)生了對織物 材料的加工操作。
[0062] 根據(jù)觸發(fā)單元TB的數(shù)據(jù)，處理單元BBlO確定滾子30的角速度為了達到這個 目的，優(yōu)選地，處理單元BBlO用每次轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)角度，也就是360度，除以每次轉(zhuǎn)動U所需 的時間。為了提高精確度，優(yōu)選地，也可以用若干次轉(zhuǎn)動U的旋轉(zhuǎn)角度除以其所需的時間。 確定的角速度《被傳輸?shù)秸穹{(diào)節(jié)器70和/或間隙調(diào)節(jié)器60。在另一個優(yōu)選的處理單元 BB20中，對可檢測的輪廓36、37的角位置進行單獨的確認。根據(jù)時間上的參考點，優(yōu)選地根 據(jù)例如可檢測的輪廓36、37第一次經(jīng)過超聲焊極26時的時間點，可以對時間進行測量。通 過處理單元BBlO確定的角速度《和測得的時間，始終都可以確定可檢測的輪廓36、37當 前分別所處的角位置9。
[0063] 優(yōu)選地，角位置被用于測量檢測單元MB中。在已知的系統(tǒng)中，在滾子30的一 次轉(zhuǎn)動U期間，發(fā)生器數(shù)據(jù)是均勻傳輸?shù)?。這樣，在非加工過程的發(fā)生期間產(chǎn)生的信號會 對尖峰p36、p37或其他模式產(chǎn)生的信號、以及織物材料的加工過程期間產(chǎn)生的信號形成干擾 性質(zhì)的疊加，導致可能沒有或僅有很少的超聲波能量作用于織物材料上。當使用處理單元 BB20時，可以清楚地識別及檢測對織物材料40的加工實際上發(fā)生在哪個時間范圍內(nèi)，而測 量檢測單元MB僅用于在該等加工時間范圍內(nèi)確定被檢測的發(fā)生器數(shù)據(jù)或者其中選定的一 部分。這樣，發(fā)生器數(shù)據(jù)不會與非加工時段內(nèi)產(chǎn)生的噪聲信號相互疊加，從而使發(fā)生器數(shù)據(jù) 與已知的系統(tǒng)相比可以實現(xiàn)更高的精確度。
[0064] 根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，通過滾子30的轉(zhuǎn)動過程或者其中選定的一部分， 在測量檢測單元MB中產(chǎn)生被檢測的重復的發(fā)生器數(shù)據(jù)的平均值。這樣可以使經(jīng)過評估的 發(fā)生器數(shù)據(jù)具有更高的精確度，從而使得后續(xù)的調(diào)節(jié)或控制過程可以同時被實現(xiàn)，并且具 有更高的精確度。據(jù)此，優(yōu)選地可以更加精確地確定超聲波發(fā)生器10的實際功率Pist，并將 該實際功率Pist傳輸?shù)介g隙調(diào)節(jié)器60和/或振幅調(diào)節(jié)器70。又一個較優(yōu)的選擇是忽視超 聲波加工裝置1在輪廓36、37的范圍以外的閑置功率，這樣可以提高檢測到的功率平均值 的精確度。進一步地，數(shù)據(jù)評估僅在尖峰P36、P37的范圍內(nèi)進行，而不是在滾子30的整個轉(zhuǎn) 動過程中進行。這樣可以減少評估的工作量及相關(guān)的計算功率。
[0065]基于控制/調(diào)節(jié)模塊50中對發(fā)生器數(shù)據(jù)的評估，通過測量檢測單元MB對數(shù)據(jù)進 行檢測所用的時間為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，以便于進行進一步的處理和使用。據(jù)此，根據(jù)優(yōu)選的將測量檢測單元MB提供的發(fā)生 器數(shù)據(jù)合并到間隙調(diào)節(jié)器60中的方案，具有間隙調(diào)節(jié)器60的超聲波加工裝置1在使用伺 服電動機時優(yōu)選的反應時間是20到60毫秒，在使用氣動執(zhí)行系統(tǒng)時優(yōu)選的反應時間是50 到500毫秒。對于優(yōu)選的將測量檢測單元MB提供的發(fā)生器數(shù)據(jù)合并到振幅調(diào)節(jié)器70中的 方案，超聲波加工裝置1優(yōu)選的反應時間是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。
[0066] 進一步地，角速度《和角位置9優(yōu)選地被傳輸?shù)絾卧猇SP和VSA。在單元VSP中 產(chǎn)生用以確定超聲焊極26的參考位置POSstjlJ^預控制。在單元VSA中產(chǎn)生用以確定超聲 波信號的參考振幅預控制。該"預控制"功能被施加到超聲波加工裝置1的一個或 不同的校正變量上，優(yōu)選為施加到例如參考振幅AstjllI(步驟SVIII)和/或超聲焊極26 的參考位置POSstjllI(步驟SVII)，對該等校正變量進行預控制，從而對超聲波加工過程 施加可預知的影響，提高加工的質(zhì)量和/或可靠性。參考位置POSstjll的預控制參數(shù)被記錄 在單元VSP中，參考振幅Astjll的預控制參數(shù)被記錄在單元VSA中。如果該超聲波加工裝置 為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，在滾子30的每次轉(zhuǎn)動期間都具有周期性重復的加工過程，則預控制參數(shù)優(yōu)選 地被記錄為滾子30的角位置(p的函數(shù)。另一個較優(yōu)的選擇是將其記錄為可以根據(jù)角速度 ?和/或旋轉(zhuǎn)角P等參數(shù)用公式表示出來的線性或非線性的數(shù)學函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的又一 個較佳實施例，預控制參數(shù)被以特征線或特征場的形式來記錄。優(yōu)選地，該特征場是基于滾 子30的角位置9和角速度《建立的。又一個較優(yōu)的選擇是記錄用參數(shù)表示的特征場，并 在超聲波處理裝置工作期間將該特征場傳輸?shù)絾卧猇SA及VSP。
[0067] 基于被記錄為函數(shù)或者特征場的預控制參數(shù)，在超聲波加工裝置工作期間，對預 控制參數(shù)的函數(shù)進行計算和/或根據(jù)滾子30的角位置9和角速度《對一個或多個特征場 進行讀取。然后將當前的預控制參數(shù)輸入到對應的執(zhí)行器件，此處為位置調(diào)節(jié)器60和振幅 調(diào)節(jié)器70,如圖7及圖8所示。為了能夠?qū)㈩A控制參數(shù)合并到超聲波加工裝置1的調(diào)節(jié)時 序中，超聲波發(fā)生器10及其整合的控制/調(diào)節(jié)模塊50必須保證具有對應的計算功率。 [0068] 又一個較優(yōu)的選擇是由超聲波發(fā)生器10的控制/調(diào)節(jié)模塊50確保讀取特征場或 計算適合于超聲波加工的函數(shù)時僅需要較短的時間周期。這樣可以確保特征場在滾子30 的每次轉(zhuǎn)動期間相應地經(jīng)常被讀取，和/或函數(shù)在滾子30的每次轉(zhuǎn)動期間對應地經(jīng)常被計 算。這樣，超聲波加工制程可以被優(yōu)化，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比可以達到更好的精確度和質(zhì) 量。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，對于滾子30的旋轉(zhuǎn)角進行的預控制的精確度為10+。 如果滾子30的一次完整轉(zhuǎn)動需要200毫秒，則單元VSA和VSP用于計算函數(shù)和/或讀取特 征場的時間周期的最大值為55微秒。對應地，其他方面的精確度也是可以調(diào)節(jié)的。
[0069] 為了加快預控制參數(shù)的確定時間，一個較優(yōu)的選擇是將預控制函數(shù)和特征場都用 參數(shù)來表示。這意味著該函數(shù)以及該特征場的數(shù)值被分別定義為基于滾子30的角位置(R和/或角速度《等參數(shù)產(chǎn)生的數(shù)學術(shù)語。
[0070] 預控制可以產(chǎn)生有前瞻性的或者可預知的影響，優(yōu)選地，這類特點被分別應用于 具有連續(xù)橫縫的超聲波焊接中。通過預控制，該焊接操作可以克服本發(fā)明起初所討論的織 物材料的有害應力，也可以克服超聲焊極26的與該有害應力相關(guān)的退讓性的移動。該等退 讓性的移動會使間隙29打開的程度過大，以致在跟隨著前一道接縫的后一道接縫處無法 獲得適當?shù)暮附有Ч⑶乙虼硕荒苓_到理想的焊接強度。通過預控制可以確定用于產(chǎn) 生連續(xù)接縫的橫向輪廓37所對應的角位置9的參考位置POSstjlJP/或參考振幅Astjll的修 正量。參考退讓性移動的具體范例，對參考位置POSstjll的預控制可以使間隙29縮小，而對 參考振幅Astjll的預控制可以使超聲波振蕩的振幅增加。這樣就可以生產(chǎn)出強度令人滿意的 連續(xù)接縫。用這樣的手段消除超聲波加工過程中其他類型的干擾，也是一個較優(yōu)的選擇。
[0071] 圖8示出了超聲波加工裝置1的又一個優(yōu)選實施例的示意圖。在這個實施例中， 間隙調(diào)節(jié)器60被取消了。作為替代方案，超聲焊極26被手動地或者通過執(zhí)行器28調(diào)節(jié)到 預定位置，并固定在該預定位置。這樣可以提供限定寬度的間隙29,織物材料移動時穿過該 間隙29。通過如上所述的振幅調(diào)節(jié)器70,可以對超聲波發(fā)生器10及超聲波加工裝置1實 現(xiàn)基于功率的調(diào)節(jié)。使用振幅調(diào)節(jié)器70進行的調(diào)節(jié)或控制所需的條件數(shù)據(jù)是從結(jié)合在一 起使用的觸發(fā)單元TB與處理單元BBlO接收的。為了提高振幅調(diào)節(jié)器70的精確度，一個較 優(yōu)的選擇是從測量檢測單元MB確定的數(shù)據(jù)中選擇一部分提供給振幅調(diào)節(jié)器70。因此，根據(jù) 圖8所示的優(yōu)選實施例，由平均值單元MB確定的超聲波發(fā)生器10的實際功率Pist被傳輸 到振幅調(diào)節(jié)器70。進一步地，又一個較優(yōu)的選擇是將上述的使用單元VSA進行的預控制與 振幅調(diào)節(jié)器70結(jié)合起來。
[0072] 元件標號列表
[0073] 1 超聲波加工裝置
[0074] 10 超聲波發(fā)生器
[0075] 12 功率單元
[0076] 14 信號檢測部分
[0077] 16 信號處理部分
[0078] 22 轉(zhuǎn)換器
[0079] 24 升壓器
[0080] 26 超聲焊極
[0081] 27 位置調(diào)節(jié)器
[0082] 28 具有位置傳感器的超聲焊極執(zhí)行器
[0083] 29 間隙
[0084] 30 滾子/砧板
[0085] 32 均勻的外部表面
[0086] 34 不均勻的外部表面
[0087] 36,37 可檢測的輪廓
[0088] 38 角速度傳感器
[0089] 40 織物材料
[0090] 42 橫縫
[0091] 44 橫縫42之間的區(qū)域
[0092] 50 控制/調(diào)節(jié)模塊
[0093] 60 間隙調(diào)節(jié)器
[0094] 70 振幅調(diào)節(jié)器
[0095] P36、P37發(fā)生器數(shù)據(jù)中的尖峰
[0096]S1、S2 存儲器
[0097]RF1、RF2調(diào)節(jié)器/濾波器
[0098]TB 觸發(fā)單元
[0099]BB10、BB2〇 計算單元
[0100] MB 測量檢測單元
[0101] VSP 確定位置的預控制
[0102] VSA 確定振幅的預控制
[0103] Un 供電電壓
【主權(quán)項】
1. 一種超聲波加工裝置，其特征在于：所述超聲波加工裝置包括超聲波發(fā)生器、轉(zhuǎn)換 器、至少一個超聲焊極及與所述超聲焊極相對設置的反向工具，所述超聲焊極與所述反向 工具之間由間隙隔開；其中所述超聲焊極或者所述反向工具被設置為可旋轉(zhuǎn)的并且包括均 勻的外部表面；一控制/調(diào)節(jié)模塊，優(yōu)選為數(shù)字控制/調(diào)節(jié)模塊，整合在所述超聲波發(fā)生器 的信號處理部分中，使得所述超聲波發(fā)生器可以處理所述超聲波發(fā)生器收到的多種發(fā)生器 數(shù)據(jù)