[发明专利]包括两个超声波探头的超声波机床及其运行方法

说明书

本发明涉及一种超声波机床，该超声波机床包括具有第一谐振频率f₁的第一超声波探头(2)，被连接到所述第一超声波探头(2)的第一转换器(4)，以及具有发电机输出端的发电机(1)，该发电机用于生成具有第一频率f₁的第一交流电压，以及用于在发电机输出端处输出该第一交流电压，其中该发电机输出端被连接到第一转换器(4)。根据本发明，提供了具有第二谐振频率h的第二超声波探头(3)和连接到该第二超声波探头(3)的第二转换器(5)，其中，发电机输出端被连接到第二转换器(5)，并且发电机(1)被设计用于产生具有第一电交流电压和具有第二频率h的第二电交流电压的混合信号，并在发电机输出端处输出该混合信号，并且其中第一频率f₁和第二频率f₂彼此不同。

本发明涉及一种超声波机床，该超声波机床包括具有第一谐振频率f₁的第一超声波探头和连接到该第一超声波探头的第一转换器。此外，超声波机床具有发电机，该发电机具有发电机输出端，该发电机用于生成具有第一频率f₁或基本上具有第一频率f₁的第一交流电压并且用于在发电机输出端处输出该第一交流电压，其中该发电机输出端被连接到第一转换器。

此类超声波机床在原则上是已知的。它们例如被用于超声波焊接或超声波切割。超声波探头配备有焊接或切割表面，并受到超声波振动的作用，并且，为了进行焊接或切割，通常将其移至反向工具(counter tool)，其结果是待焊接或待切割的材料一方面在超声波探头而另一方面在反向工具之间被引导。

为了使超声波探头振动，可以选择将其经由变幅器连接到转换器。转换器将施加在其上的交流电压转换为机械振动。可选的互连的变幅器能改变幅度，但不能改变振动频率。生成交流电压的发电机被连接到转换器。为了将大量能量从超声波探头传递到要待加工的工件，需要超声波振动单元，该超声波振动单元由转换器、超声波探头和可选的变幅器组成，以便用与焊接相关的谐振频率激励，其结果是在超声波振动单元内形成了驻波超声波波形。因此，发电机被适配成用于超声波振动系统，其结果是发电机以期望的谐振频率提供交流电压。然而，在一些应用情况下，期望发生器生成与超声波振动单元的谐振频率非常接近的频率，但是并不精确地对应于该谐振频率。

因此，交流电压总是被调谐到超声波振动系统或超声波探头超声波探头的谐振频率。

通常，仅提供单个超声波探头不足以完全加工材料。因此，存在一些应用情况，其中使用两个甚至更多个超声波探头。通常，每个超声波探头都配有其自己的发电机，该发电机在发电机输出端提供相应的交流电压信号。

已经单独尝试用一个公共发电机来运行多于一个的超声波探头。在此情况下，要么使用具有相同谐振频率的超声波探头，其结果是它们可被同时被激励，要么将发电机输出端依次连接到不同的超声波探头，其结果是尽管发电机可激励多个超声波探头，但在任何时间点处仅有一个超声波探头被激励。

在第一种情况下，不可能单独改变单个超声波探头的振动幅度。在第二种情况下，使用一个发电机来同时运行多个超声波探头是不可能的。

DE 10 2013 104 227 A1涉及一种用于对材料进行超声波加工的超声波焊接装置，该超声波焊接装置具有至少两个超声波探头。WO 01/53821 A1涉及一种用于材料分析的方法以及一种用于执行这种方法的超声波材料分析装置。

从所描述的现有技术出发，本发明的目的是提供一种上述类型的超声波机床，其成本有效地允许运行另外的超声波探头。本发明的另一目的是提出一种用于运行两个超声波探头的方法。