[发明专利]用于检测超声波发生器(sonotrode)与对应元件的接触发生或断开的方法

说明书

本发明涉及一种检测以频率f和振动振幅Asubgt;0/subgt;振动的超声波发生器(4)与对应元件(5)的接触发生或断开的方法。为了提供一种能够特别快速且廉价地检测超声波发生器与对应元件的接触发生或断开的方法，根据本发明提出的方法具有以下步骤：a)在第一测量时间区间ΔT期间记录振动振幅Asubgt;0/subgt;(1)的时间配置，以及b)根据振动振幅Asubgt;0/subgt;(1)的时间配置确定是否在测量时间区间ΔT内发生了接触发生或断开。

本发明涉及一种检测以频率f和振动振幅A₀振动的超声波发生器与对应元件的接触发生或断开的方法。具体而言，本发明涉及一种检测超声波发生器与对应工具的接触发生的方法，其中待加工的材料可被布置在超声波发生器与对应工具之间。本发明进一步涉及一种控制超声振动装置的方法。

超声振动装置通常具有至少一个超声波发生器，在其预期使用过程中，可使其执行机械振动。在使用超声焊接装置进行超声焊接或使用超声切割装置进行超声切割的情况下，对应工具被布置在与超声波发生器相对，并且待加工材料被布置在超声波发生器和对应工具之间。然后，根据各自的应用区域，为材料提供焊缝或由超声波发生器切割。

在超声切割中，已经成功完成切割或在超声焊接中，材料带的端部在超声波发生器和对应工具之间达成接触。

一方面，在超声波发生器的操作条件振动过程期间发生的超声波发生器和对应工具之间的此类接触或碰撞是一种不必要的影响，因为超声波发生器以及对应工具都包含硬材料，因此对应工具和超声波发生器的碰撞或当它们相互摩擦时，产生这两个组件的严重磨损。

另一方面，超声波发生器和对应工具之间的接触发生指示某些工艺事件。在使用超声切割装置的切割操作中，超声波发生器和对应工具之间的接触发生指示要被切割的材料已被切断。当使用超声焊接装置进行焊接时，超声波发生器和对应工具之间的接触发生可相应地指示材料的非预期切断。在这两种应用中，超声波方式确认和对应工具相互接触的事实也都指示已经到达沿着超声波发生器和对应工具之间引导的材料带的端部。

特别是在使用超声切割装置切割时，能够确定超声波发生器与相应的对应工具接触的时间对于工艺安全和待加工产品的质量是重要的，因为这使得执行后续的适当措施成为可能。在这方面，应在接触实际发生的时间与接触被确定和定位的时间之间进行区分。根据本发明，这中间的时间被称为记录时间。因此，对接触的反应只能在记录时间到期后发生，因此反应时间大于或等于记录时间。

迄今为止，超声切割操作通常只是简单地进行，直到达到给定的预定义操作时间或给定的预定义能耗，对此，根据之前的经验，对于相应的应用而言，这指示了切割操作在该操作时间到期后或达到该能耗水平后结束。然而，这些方法不是特别精确，并且需要很长的准备时间，在这段时间内，必须首先为给定的应用收集足够的经验或测量。

替换地，所谓的金属接触电子效应被使用，其中通过从外部额外施加直流电压，与继电器开关的情况类似，超声波发生器和对应电极的接触发生被确定。然而，这种方法需要额外的传感器装置和电子装置，并且因此涉及更大程度的复杂性和更高的成本。此类方法的记录时间为2ms或更多。这对于许多应用来说太长了。

除了确定超声波发生器与对应工具的接触发生之外，还希望能够确定超声波发生器与对应工具何时彼此不接触以及超声波发生器何时与另一对应元件不接触。然而，使用附加传感器装置检测此类事件通常花费的时间太长或太复杂。

考虑到这一背景，本发明的目的是提供一种方法，通过该方法可以检测超声波发生器与对应元件的接触发生或接触断开，其中该方法消除或至少减轻了所述问题。具体而言，本发明的目的是提供一种方法，该方法确定超声波发生器与对应工具接触的小于1ms记录时间的时刻，并且成本低廉。

本发明的目的通过根据权利要求1所述的方法实现。权利要求1的主题内容是一种检测超声波发生器与对应元件接触发生或断开的方法，该超声波发生器被致使以频率f和振动振幅A₀振动，包括以下步骤：