距前一次新发振系统开发已经超过5年了,这期间使用上的缺失, 都会做为本次改进的参考,超音波秉持着持续研发,精益求精的精 神不断的改善系统上的缺失,先进超音波系统的优点,再次
推出更稳定的发振系统,增强使用上的信赖度,满足客户对不同产品应 用的需求,这次新产品的开发不是要一昧的追求新的技术突破,而是要 给客户一个系统更可靠的超音波加工机械生产平台,所以对于此新系统
开发特点,特别介绍给所有旧雨新知了解,也欢迎所有业界先进不吝指 教!
新系统的介绍如下:
新一代超音波系统规格
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031501.jpg)
- 交换式功率原件
晶体因不正常动作所造成的故障,因为在以往使用MOSFET的使用量
为5组,当其中单一颗组件故障时,超音波系统即不能使用,现使用
IGBT为单一组或模块式,在耐电流方面比以往都增加许多,减少故
障因子。
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031502.jpg)
- 开机低电压系统测试
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031503.jpg)
三、超音波频宽OVERLOAD及超音波过负载OVERLOAD
1、新一代超音波系统硬件架构内,建置一组频率与电压转换 线路,由转换电压之高低,即可知发振频率多少,并使用 此电压讯号作为与线路内定之频率上下限电压做比较,如
超出频率上下限电压即停止发振并亮OVERLOAD黄色LED。
(加强针对焊头及振动部组之断裂或故障之保护装置)
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031504.jpg)
2、除了以上第1项外新一代超音波系统另有一组过负载之电压
检测线路。
当负载电压超过设定值,即起动保护线路,预防振动子或
其它组件受高压冲击而损坏。
四、谐振频率显示
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031505.jpg)
五、发振系统架构
新一代超音波系统为VCO电子振荡式 (PLL VCO) 由电压控制
超音波发振,经相位回授锁定线路利用”当超音波谐振时电
压与电流相位同相,无相位差之原理”。
电压回授 电流回授
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031506.jpg)
六、谐振频率控制
新一代超音波系统当超音波发振时会自动截取振动部组之电流
及电压相位作振荡波形每一周期之回授相位差比较,并将相位
差转换为电压再转换为频率,驱动IGBT。
七、振动部组温升谐振补偿、负载谐振补偿
当超音波振动部组锁附超音波焊头,作持续式超音波发振加工
时,如……超音波制被机、超音波花边机、超音波不织布加
工机、超音波卷标裁切机、超音波分条机、超音波CD套加工
、机超音波宝石加工机、超音波文书夹自动连续加工机、超
音波筛粉、超音波聚焦式洗净机、超音波车床、铣床、钻孔
、研磨及配置于自动化生产设备等,需持续发振或发振
DUTY CYCLE间隔时间相当短之超音波加工场合,超音波振动
部组及焊头之温升变化均相当大,但往往基于环境及使用方便
性及设备考虑,无法提供非常良好之空调散热,纵使有良好之
空调散热环境,亦会有一定程度之温升。
- 因振动部组及超音波焊头均为金属材质,当所有金属材质
外产生温升(内热式)
- 当超音波焊头发振加工时,加工物表面会因振动摩擦而产
头及振动部组。
3、超音波物理公式(λ=波长、c=物质音波传导速度、f=频率)
λ=c/f f=c/λ
当超音波焊头及振动部组发热时,基于热涨冷缩之原理,超
音波焊头及振动部组,波长会变长(即尺寸变长),由以上公
式可知,音速度不变(材质不变)之状况下当波长变长后,频
率势必下降,此时频率之漂移会更加速,严重者会造成系统
毁损。
- 当超音波加工时,一般均会以气缸、马达等传动机构带动
音波发振,(塑料熔接三大要素:时间、振幅、压力) 当振
动部组及焊头受压后之共振频率与空载之共振频率势必因
匹配线路阻抗之不同而产生变化,即谐振点位置会偏移。
5、由以上之分析新一代超音波系统因具备,谐振频率自动控
制之功能,所以针对以上温升及负载变化之情形亦能使超
音波系统自动工作于超音波加工时状况之谐振点。
八、关机滤波电容缓放电
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031507.jpg)
九、发振斜率控制
1、新一代超音波系统内部硬件架构,设有一组发振斜率电压
控制线路 (RAMP CONTROL),控制每次超音波发振之电压
上升曲线,避免发振脉冲过高造成零件损坏。
2、当超音波焊头由静止状态(不振动),到要瞬间使其谐振位
移振动,须非常大之动能,也就是说要提供振动子非常大
之电压(电能转为机械能),因此瞬间发振之电压脉冲非常
高(一般约Vpp2000~4000V之间)。
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031508.jpg)
![](http://webbuilder.asiannet.com/ftp/460/2011031509.jpg)