JPH08243494A - Ultrasonic oscillator - Google Patents
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- JPH08243494A JPH08243494A JP7078250A JP7825095A JPH08243494A JP H08243494 A JPH08243494 A JP H08243494A JP 7078250 A JP7078250 A JP 7078250A JP 7825095 A JP7825095 A JP 7825095A JP H08243494 A JPH08243494 A JP H08243494A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波ウェルダ，超音
波カッタ，超音波洗浄機等に使用する超音波発振装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic oscillating device used for an ultrasonic welder, an ultrasonic cutter, an ultrasonic cleaning machine and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波発振装置により効率よく超音波を
発生させるには、アクチュエータ振動系の固有共振周波
数ｆM と超音波発振装置の発振周波数ｆC とを一致させ
る必要がある。ｆM とｆC とを一致させるには、次の二
通りがある。従来技術…ｆMにｆC が自動的に一致す
るように，ｆM を検出しつつｆC を変化させる周波数自
動追尾機能を、超音波発振装置に持たせる。従来技術
…超音波発振装置にはｆC 固定のものを用い、ｆC にｆ
M が一致するようにアクチュエータ振動系のホーン等を
加工する。この場合は、旋盤等でアクチュエータ振動系
を加工した後、インピーダンスアナライザでアクチュエ
ータ振動系のインピーダンスを測定し、ｆC にｆM が一
致するまで加工・測定を繰り返す。2. Description of the Related Art In order to efficiently generate ultrasonic waves by an ultrasonic oscillator, it is necessary to match the natural resonance frequency f M of the actuator vibration system with the oscillation frequency f C of the ultrasonic oscillator. There are two ways to match f M and f C. As f C in the art ... f M is automatically matched, frequency automatic tracking function of changing the f C while detecting the f M, to give the ultrasonic wave oscillating device. Prior art: An ultrasonic oscillator fixed to f C is used, and f is set to f C.
The horn of the actuator vibration system is processed so that M matches. In this case, after machining the actuator vibration system with a lathe or the like, the impedance of the actuator vibration system is measured with an impedance analyzer, and the machining / measurement is repeated until f M coincides with f C.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、追尾可
能なｆC の範囲に技術的な限界があり、例えば周波数が
40kHz である場合は38〜42kHz である。この範囲を外れ
るｆM については、使用できないばかりか、無理に使用
すれば負荷が大きすぎることにより破損する場合もあ
る。そのため、従来技術を用いる場合でも、ある程度
は従来技術に示すホーン等の加工が必要であった。In the prior art, there is a technical limit in the range of f C that can be tracked, and for example, the frequency is
If it is 40kHz, it is 38 to 42kHz. For f M outside this range, not only cannot be used, but if it is forcibly used, it may be damaged due to too heavy a load. Therefore, even when the conventional technique is used, it is necessary to process the horn and the like shown in the conventional technique to some extent.
【０００４】しかしながら、この作業は、専用のインピ
ーダンスアナライザを必要とするため、超音波発振装置
のユーザが行うことは困難であり、超音波発振装置のメ
ーカが行っていた。これは、ユーザから見れば一々メー
カに依頼しなければならないので不便であり、メーカか
ら見れば大きな負担となっていた。However, since this work requires a dedicated impedance analyzer, it is difficult for the user of the ultrasonic oscillating device to perform this work, and the maker of the ultrasonic oscillating device performed this work. This is inconvenient because the user has to make a request to the manufacturer one by one, and it is a heavy burden on the manufacturer.
【０００５】[0005]
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、アクチュエー
タ振動系の固有共振周波数をユーザでも簡単に測定でき
る超音波発振装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic oscillating device which allows a user to easily measure the natural resonance frequency of an actuator vibration system.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波発振
装置は、上記目的を達成するためになされたものであ
り、アクチュエータ振動系の固有共振周波数に一致させ
るための追尾量を検出する自動追尾量検出回路と、この
自動追尾量検出回路で検出された追尾量に基づき周波数
信号を出力する制御回路と、この制御回路から出力され
た周波数信号に基づき発振する発振回路と、この発振回
路で発生した発振周波数で前記アクチュエータ振動系へ
電力を供給する電力増幅回路とを備えたものである。そ
して、前記アクチュエータ振動系のインピーダンスを測
定するインピーダンス測定回路と、前記アクチュエータ
振動系，前記自動追尾量検出回路及び前記電力増幅回路
の接続と前記アクチュエータ振動系，前記インピーダン
ス測定回路及び前記電力増幅回路の接続とを選択的に切
り換える切換えスイッチとが付設されている。これに加
え、前記制御回路は、前記切換えスイッチが前記インピ
ーダンス測定回路側に切り換えられた際に，前記周波数
信号をある範囲内で変化させて出力するとともに，その
発振周波数における前記アクチュエータ振動系のインピ
ーダンスを前記インピーダンス測定回路から入力する機
能を有する。また、前記発振回路は、デジタルオシレー
タとしてもよい。The ultrasonic oscillating device according to the present invention has been made in order to achieve the above-mentioned object, and it is an automatic device for detecting a tracking amount for matching the natural resonance frequency of an actuator vibration system. A tracking amount detection circuit, a control circuit that outputs a frequency signal based on the tracking amount detected by this automatic tracking amount detection circuit, an oscillation circuit that oscillates based on the frequency signal output from this control circuit, and this oscillation circuit A power amplifier circuit for supplying power to the actuator vibration system at the generated oscillation frequency. An impedance measuring circuit for measuring the impedance of the actuator vibration system, a connection between the actuator vibration system, the automatic tracking amount detection circuit and the power amplification circuit, and the actuator vibration system, the impedance measurement circuit and the power amplification circuit. A changeover switch for selectively changing over between connection and connection is additionally provided. In addition to this, when the changeover switch is changed over to the impedance measuring circuit side, the control circuit changes and outputs the frequency signal within a certain range, and the impedance of the actuator vibration system at the oscillation frequency. Is input from the impedance measuring circuit. Further, the oscillation circuit may be a digital oscillator.
【０００７】[0007]
【作用】切換えスイッチの操作により、アクチュエータ
振動系，自動追尾量検出回路及び電力増幅回路の接続を
選択したときの動作を「パワーモード」、アクチュエー
タ振動系，インピーダンス測定回路及び電力増幅回路の
接続を選択したときの動作を「測定モード」とそれぞれ
呼ぶことにする。[Function] The operation when the connection of the actuator vibration system, the automatic tracking amount detection circuit and the power amplification circuit is selected by the operation of the changeover switch is "power mode", and the connection of the actuator vibration system, the impedance measurement circuit and the power amplification circuit is performed. The operation when selected is called "measurement mode".
【０００８】パワーモードについて説明する。超音波発
振装置を超音波ウェルダ等に使用し、超音波ウェルダ等
で加工作業をしている際に、アクチュエータ振動系の固
有共振周波数は常に変化している。この変化に対する追
尾量は、自動追尾量検出回路で検出されている。検出さ
れた追尾量は制御回路に入力され、制御回路は追尾量に
基づき周波数信号を発振回路へ出力する。発振回路は周
波数信号に基づき発振し、電力増幅回路はその発振周波
数でアクチュエータ振動系へ電力を供給する。これによ
り、アクチュエータ振動系の固有共振周波数が変化して
も、その変化した固有共振周波数に一致した発振周波数
でアクチュエータ振動系へ電力が供給される。The power mode will be described. When an ultrasonic oscillator is used in an ultrasonic welder or the like and a working operation is performed using the ultrasonic welder or the like, the natural resonance frequency of the actuator vibration system is constantly changing. The tracking amount for this change is detected by the automatic tracking amount detection circuit. The detected tracking amount is input to the control circuit, and the control circuit outputs a frequency signal to the oscillation circuit based on the tracking amount. The oscillation circuit oscillates based on the frequency signal, and the power amplification circuit supplies power to the actuator vibration system at the oscillation frequency. As a result, even if the natural resonance frequency of the actuator vibration system changes, power is supplied to the actuator vibration system at an oscillation frequency that matches the changed natural resonance frequency.
【０００９】測定モードについて説明する。制御回路は
ある周波数信号を出力する。発振回路はその周波数信号
に基づき発振し、電力増幅回路はその発振周波数でアク
チュエータ振動系へ電力を供給する。このとき、インピ
ーダンス測定回路は、アクチュエータ振動系の電圧，電
流，これらの位相差等に基づき、アクチュエータ振動系
のインピーダンスを測定する。測定されたインピーダン
スは、制御回路へ出力される。続いて、制御回路は、前
回と異なる周波数信号を出力し、そのときのインピーダ
ンスを入力する。これを何回も繰り返す（スウィープす
る）ことにより、制御回路では、ある範囲内の発振周波
数におけるアクチュエータ振動系のインピーダンスのデ
ータが得られる。The measurement mode will be described. The control circuit outputs a certain frequency signal. The oscillation circuit oscillates based on the frequency signal, and the power amplification circuit supplies power to the actuator vibration system at the oscillation frequency. At this time, the impedance measuring circuit measures the impedance of the actuator vibration system based on the voltage and current of the actuator vibration system, the phase difference between these, and the like. The measured impedance is output to the control circuit. Then, the control circuit outputs a frequency signal different from the last time and inputs the impedance at that time. By repeating (sweeping) this many times, the control circuit can obtain the impedance data of the actuator vibration system within the oscillation frequency within a certain range.
【００１０】[0010]
【実施例】図１は、本発明に係る超音波発振装置の基本
的構成を示す機能ブロック図である。以下、この図に基
づき説明する。1 is a functional block diagram showing the basic configuration of an ultrasonic oscillator according to the present invention. Hereinafter, description will be given based on this figure.
【００１１】本発明に係る超音波発振装置１０は、アク
チュエータ振動系１２の固有共振周波数ｆM に一致させ
るための追尾量を検出する自動追尾量検出回路１４と、
自動追尾量検出回路１４で検出された追尾量に基づき周
波数信号Ｓfcを出力する制御回路１６と、制御回路１６
から出力された周波数信号Ｓfcに基づき発振する発振回
路１８と、発振回路１８で発生した発振周波数ｆC でア
クチュエータ振動系１２へ電力を供給する電力増幅回路
２０と、アクチュエータ振動系１２のインピーダンスＺ
を測定するインピーダンス測定回路２２と、アクチュエ
ータ振動系１２，自動追尾量検出回路１４及び電力増幅
回路２０の接続とアクチュエータ振動系１２，インピー
ダンス測定回路２２及び電力増幅回路２０の接続とを選
択的に切り換える切換えスイッチ２４とを備えている。
そして、制御回路１６は、切換えスイッチ２４がインピ
ーダンス測定回路２２側に切り換えられた際に，周波数
信号Ｓfcをある範囲内で変化させて出力するとともに，
その発振周波数ｆC におけるアクチュエータ振動系１２
のインピーダンスＺをインピーダンス測定回路２２から
入力する機能を有している。The ultrasonic oscillator 10 according to the present invention includes an automatic tracking amount detection circuit 14 for detecting a tracking amount for matching the natural resonance frequency f M of the actuator vibration system 12.
A control circuit 16 for outputting a frequency signal Sfc based on the tracking amount detected by the automatic tracking amount detection circuit 14, and a control circuit 16
The oscillator circuit 18 that oscillates based on the frequency signal Sfc output from the power amplifier circuit 20, the power amplifier circuit 20 that supplies power to the actuator vibration system 12 at the oscillation frequency f C generated by the oscillation circuit 18, and the impedance Z of the actuator vibration system 12.
The impedance measuring circuit 22 for measuring the vibration, the connection of the actuator vibration system 12, the automatic tracking amount detection circuit 14 and the power amplification circuit 20 and the connection of the actuator vibration system 12, the impedance measurement circuit 22 and the power amplification circuit 20 are selectively switched. And a changeover switch 24.
Then, when the changeover switch 24 is changed over to the impedance measuring circuit 22 side, the control circuit 16 changes and outputs the frequency signal Sfc within a certain range, and
The actuator vibration system 12 at the oscillation frequency f C
Has a function of inputting the impedance Z of the impedance measurement circuit 22.
【００１２】図２は、本発明に係る超音波発振装置の一
実施例を示す回路図である。以下、図１及び図２に基づ
き説明する。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the ultrasonic oscillator according to the present invention. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 1 and 2.
【００１３】アクチュエータ振動系１２は、ボルト締め
ランジュバン形振動子，ホーン等から構成されている。
自動追尾量検出回路１４は、コンデンサ１４１，１４
２，１４３からなるブリッジとピックアップ用コイル１
４４とにより構成され、アクチュエータ振動系１２の両
端間の抵抗成分の電圧ＶRMを同位相かつ低インピーダン
スで取り出すことができる。この回路構成は、「モーシ
ョナルブロック」と呼ばれるものである。The actuator vibration system 12 is composed of a bolted Langevin type vibrator, a horn and the like.
The automatic tracking amount detection circuit 14 includes capacitors 141, 14
2,143 bridge and pickup coil 1
It is possible to take out the voltage V RM of the resistance component between both ends of the actuator vibration system 12 with the same phase and low impedance. This circuit configuration is called "motional block".
【００１４】制御回路１６は、マイクロコンピュータ１
６１と入力用のＡ／Ｄコンバータ１６２とから構成され
ている。マイクロコンピュータ１６１は、図示しないＣ
ＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力インタフェース及びコン
ピュータプログラムによって構成されている。The control circuit 16 is the microcomputer 1.
61 and an A / D converter 162 for input. The microcomputer 161 is a C (not shown).
It is composed of a PU, a ROM, a RAM, an input / output interface and a computer program.
【００１５】電力増幅回路２０は、図示しないが、例え
ば直流電圧電源とスイッチングトランジスタ回路とから
構成され、トランジスタのオン・オフにより直流電圧を
発振周波数ｆC で交流化して出力するものである。ま
た、電力増幅回路２０と自動追尾量検出回路１４との間
には、出力トランス３０と力率改善用チョークコイル３
２とが介挿されている。電力増幅回路２０の電源電圧
は、測定モードで10〜50VDC 、パワーモードで100 〜20
0VDCである。Although not shown, the power amplification circuit 20 is composed of, for example, a direct current voltage power supply and a switching transistor circuit, and converts the direct current voltage into an alternating current at an oscillation frequency f C by turning on / off the transistor and outputs the alternating current. Further, an output transformer 30 and a power factor improving choke coil 3 are provided between the power amplification circuit 20 and the automatic tracking amount detection circuit 14.
2 and are inserted. The power supply voltage of the power amplifier circuit 20 is 10 to 50 VDC in the measurement mode and 100 to 20 in the power mode.
It is 0VDC.
【００１６】インピーダンス測定回路２２は、抵抗器２
２１，２２２，２２３によって構成され、アクチュエー
タ振動系１２の電圧，電流及びこれらの位相差を検出し
て、Ａ／Ｄコンバータ１６２へ出力する。例えば図２に
おいて、電力増幅回路２０の出力電圧Ｖ1 を10V 、抵抗
器２２１，２２２，２２３の抵抗値Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3を
それぞれ 100Ω、アクチュエータ振動系１２のインピー
ダンスをｘとする。このとき、Ａ／Ｄコンバータ１６２
の入力電圧Ｖ2 は、Ｖ2 ＝10000 ／（20ｘ＋3000）で与
えられる。したがって、入力電圧Ｖ2 を測定することに
よってインピーダンスｘが求められる。The impedance measuring circuit 22 includes a resistor 2
It is constituted by 21, 222, and 223, and detects the voltage and current of the actuator vibration system 12 and the phase difference between them, and outputs them to the A / D converter 162. For example, in FIG. 2, it is assumed that the output voltage V 1 of the power amplification circuit 20 is 10V, the resistance values R 1 , R 2 , and R 3 of the resistors 221, 222, and 223 are 100Ω, and the impedance of the actuator vibration system 12 is x. At this time, the A / D converter 162
The input voltage V 2 of V 2 is given by V 2 = 10000 / (20x + 3000). Therefore, the impedance x is obtained by measuring the input voltage V 2 .
【００１７】切換えスイッチ２４は、手動スイッチ又は
制御回路１６から切換え可能なスイッチであり、アクチ
ュエータ振動系１２と自動追尾量検出回路１４とを接離
する開閉接点２４１，２４２と、アクチュエータ振動系
１２とインピーダンス測定回路２２とを接離する開閉接
点２４３，２４４と、増幅回路２０の接続を自動追尾量
検出回路１４又はインピーダンス測定回路２２に切り換
える切換え接点２４５と、Ａ／Ｄコンバータ１６２の接
続を自動追尾量検出回路１４又はインピーダンス測定回
路２２に切り換える切換え接点２４６とから構成されて
いる。開閉接点２４１，２４２，２４３，２４４及び切
換え接点２４５，２４６は、互いに連動することにより
次の二通りの状態のどちらか一方のみをとり得る。第一
の状態は、「パワーモード」であり、開閉接点２４１，
２４２が閉，開閉接点２４３，２４４が開，切換え接点
２４５，２４６が自動追尾量検出回路１４側である。こ
れとは逆に第二の状態は、「測定モード」であり、開閉
接点２４１，２４２が開，開閉接点２４３，２４４が
閉，切換え接点２４５，２４６がインピーダンス測定回
路２２側である。なお、図２における切換えスイッチ２
４の状態は測定モードを示している。The change-over switch 24 is a switch which can be changed over from the manual switch or the control circuit 16, and includes open / close contacts 241 and 242 for connecting and disconnecting the actuator vibration system 12 and the automatic tracking amount detection circuit 14, and the actuator vibration system 12. Switching contacts 243 and 244 for connecting and disconnecting the impedance measurement circuit 22, switching contacts 245 for switching the connection of the amplifier circuit 20 to the automatic tracking amount detection circuit 14 or the impedance measurement circuit 22, and automatic tracking of the connection of the A / D converter 162. It comprises a switching contact 246 for switching to the quantity detecting circuit 14 or the impedance measuring circuit 22. The open / close contacts 241, 242, 243, 244 and the switching contacts 245, 246 can take only one of the following two states by interlocking with each other. The first state is the "power mode", and the switching contacts 241 and
242 is closed, the open / close contacts 243, 244 are open, and the switching contacts 245, 246 are on the automatic tracking amount detection circuit 14 side. On the contrary, the second state is the "measurement mode" in which the switching contacts 241 and 242 are open, the switching contacts 243 and 244 are closed, and the switching contacts 245 and 246 are on the impedance measuring circuit 22 side. The changeover switch 2 in FIG.
The state of 4 indicates the measurement mode.
【００１８】図３は、図２における発振回路１８の一例
を示すブロック図である。以下、図２及び図３に基づき
説明する。FIG. 3 is a block diagram showing an example of the oscillator circuit 18 in FIG. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 2 and 3.
【００１９】発振回路１８は、デジタルオシレータであ
り、一定周波数のクロックパルスを発生する水晶発振器
１８１と、クロックパルスを入力してその数を測定する
カウンタ１８２と、マイクロコンピュータ１６１から出
力された周波数信号Ｓfcを保持するデータラッチ１８３
と、カウンタ１８２から出力されるデータＡとデータラ
ッチ１８３から出力されるデータＢとを比較し，これら
が一致したときにパルス（発振周波数ｆC ）を出力する
コンペアレジスタ１８４とから構成されている。カウン
タ１８２，データラッチ１８３，コンペアレジスタ１８
４に用いられるＩＣは、例えばそれぞれ74161,74273,74
688 である。The oscillating circuit 18 is a digital oscillator, and has a crystal oscillator 181 for generating a clock pulse of a constant frequency, a counter 182 for inputting the clock pulse and measuring the number thereof, and a frequency signal output from the microcomputer 161. Data latch 183 holding Sfc
And a compare register 184 that compares the data A output from the counter 182 with the data B output from the data latch 183 and outputs a pulse (oscillation frequency f C ) when they match. . Counter 182, data latch 183, compare register 18
The ICs used in 4 are, for example, 74161,74273,74, respectively.
It is 688.
【００２０】発振回路１８の動作を説明する。例えば、
水晶発振器１８１の発振周波数が40MHz で、周波数信号
Ｓfcが`1000'であったとする。水晶発振器１８１のクロ
ックパルスはカウンタ１８２でカウントされ、Ａ＝Ｂ＝
1000となる度にコンペアレジスタ１８４からパルスが出
力され、このパルスによりカウンタ１８２が再びクリア
される。したがって、発振周波数ｆC は40kHz となる。The operation of the oscillator circuit 18 will be described. For example,
It is assumed that the oscillation frequency of the crystal oscillator 181 is 40 MHz and the frequency signal Sfc is `1000`. The clock pulse of the crystal oscillator 181 is counted by the counter 182, and A = B =
A pulse is output from the compare register 184 every time the count reaches 1000, and the counter 182 is cleared again by this pulse. Therefore, the oscillation frequency f C is 40 kHz.
【００２１】測定モードにおいて低い周波数から高い周
波数までデジタル設定される発振周波数ｆC の変化量
は、パワーモードにおける自動追尾の範囲幅よりも十分
に小さく、例えば１Hzステップづつ変化させることが好
ましい。また、その変化する速度は、アクチュエータ振
動系１２の応答よりも十分に速く、例えば0.1 秒間に±
1kHz程度以上とすることが好ましい。発振周波数ｆC は
例えば20〜60kHz とすることが好ましい。発振回路１８
をデジタルオシレータとしたことにより、このような特
性も容易に得られる。The amount of change in the oscillation frequency f C digitally set from the low frequency to the high frequency in the measurement mode is sufficiently smaller than the range width of the automatic tracking in the power mode, and it is preferable to change it in steps of 1 Hz, for example. The speed of change is sufficiently faster than the response of the actuator vibration system 12, for example, within ± 0.1 second.
It is preferably about 1 kHz or more. The oscillation frequency f C is preferably 20 to 60 kHz, for example. Oscillator circuit 18
Such a characteristic can be easily obtained by using a digital oscillator.
【００２２】次に、図１乃至図３に基づき超音波発振装
置１０の動作を説明する。Next, the operation of the ultrasonic oscillator 10 will be described with reference to FIGS.
【００２３】パワーモードについて説明する。超音波発
振装置１０を超音波ウェルダ等に使用し、超音波ウェル
ダ等で加工作業をしている際に、アクチュエータ振動系
１２の固有共振周波数ｆM は常に変化している。固有共
振周波数ｆM に対する追尾量は: アクチュエータ振動系
１２の両端間の抵抗成分の電圧ＶRMとして、自動追尾量
検出回路１４で検出される。電圧ＶRMは制御回路１６に
入力され、制御回路１６は、電圧ＶRMが最大となるよう
に、固有共振周波数ｆM に一致する周波数信号Ｓfcを発
振回路１８へ出力する。発振回路１８は周波数信号Ｓfc
に基づき発振し、電力増幅回路２０はその発振周波数ｆ
C でアクチュエータ振動系１２へ電力を供給する。これ
により、アクチュエータ振動系１２の固有共振周波数ｆ
M が変化しても、その変化した固有共振周波数ｆM に一
致した発振周波数ｆC でアクチュエータ振動系１２へ電
力が供給される。The power mode will be described. When the ultrasonic oscillator 10 is used for an ultrasonic welder or the like and a working operation is performed using the ultrasonic welder or the like, the natural resonance frequency f M of the actuator vibration system 12 is constantly changing. The tracking amount with respect to the natural resonance frequency f M is : detected by the automatic tracking amount detection circuit 14 as the voltage V RM of the resistance component across the actuator vibration system 12. The voltage V RM is input to the control circuit 16, and the control circuit 16 outputs a frequency signal Sfc matching the natural resonance frequency f M to the oscillation circuit 18 so that the voltage V RM becomes maximum. The oscillation circuit 18 uses the frequency signal Sfc
The power amplifier circuit 20 oscillates based on the
Electric power is supplied to the actuator vibration system 12 at C. As a result, the natural resonance frequency f of the actuator vibration system 12
Even if M changes, electric power is supplied to the actuator vibration system 12 at the oscillation frequency f C that matches the changed natural resonance frequency f M.
【００２４】測定モードについて説明する。制御回路１
６は、測定モードに入ったことを切換えスイッチ２４に
連動する接点（図示せず）によって判断し、スウィープ
用の最初の周波数信号Ｓfcを出力する。発振回路１６は
その周波数信号Ｓfcに基づき発振し、電力増幅回路２０
はその発振周波数ｆC でアクチュエータ振動系１２へ電
力を供給する。このとき、インピーダンス測定回路２２
は、アクチュエータ振動系１２の電圧，電流，これらの
位相差等に基づき、アクチュエータ振動系１２のインピ
ーダンスＺを測定する。測定されたインピーダンスＺ
は、制御回路１６へ出力される。続いて、制御回路１６
は、前回と異なる周波数信号Ｓfcを出力し、そのときの
インピーダンスＺを入力する。これを何回も繰り返すこ
とにより、制御回路１６では、ある範囲内の発振周波数
ｆC におけるアクチュエータ振動系１２のインピーダン
スＺのデータが得られる。このデータをマイクロコンピ
ュータ１６１のメモリから読み出し、共振点を求めるこ
とにより固有共振周波数ｆMが得られる。インピーダン
スＺのデータは、ＬＣＤディスプレイ等にリアルタイム
に表示するようにしてもよい。The measurement mode will be described. Control circuit 1
6 determines that the measurement mode has been entered by a contact (not shown) interlocking with the changeover switch 24, and outputs the first frequency signal Sfc for sweeping. The oscillator circuit 16 oscillates based on the frequency signal Sfc, and the power amplifier circuit 20
Supplies electric power to the actuator vibration system 12 at its oscillation frequency f C. At this time, the impedance measuring circuit 22
Measures the impedance Z of the actuator vibration system 12 based on the voltage and current of the actuator vibration system 12 and the phase difference between them. Measured impedance Z
Is output to the control circuit 16. Then, the control circuit 16
Outputs a frequency signal Sfc different from the last time and inputs the impedance Z at that time. By repeating this many times, the control circuit 16 can obtain the data of the impedance Z of the actuator vibration system 12 at the oscillation frequency f C within a certain range. The characteristic resonance frequency f M can be obtained by reading this data from the memory of the microcomputer 161 and determining the resonance point. The impedance Z data may be displayed in real time on an LCD display or the like.
【００２５】なお、本発明は、いうまでもなく、上記実
施例に限定されるものではない。例えば、発振回路はア
ナログオシレータでもよいし、インピーダンス測定回
路，切換えスイッチ等も他の回路構成でもよい。信号用
の平滑・フィルタ回路等は、必要に応じて設けてもよ
い。Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the oscillator circuit may be an analog oscillator, and the impedance measuring circuit, the changeover switch and the like may have other circuit configurations. A signal smoothing / filter circuit or the like may be provided as necessary.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明に係る超音波発振装置によれば、
アクチュエータ振動系のインピーダンスを測定するイン
ピーダンス測定回路と、インピーダンス測定回路側又は
自動追尾量検出回路側とを切り換え可能な切換えスイッ
チという簡単な構成を付設したことにより、既存の回路
を利用してインピーダンスアナライザ機能を付与でき
る。したがって、アクチュエータ振動系の固有共振周波
数をユーザでも簡単に測定でき、ユーザ側でのホーン等
の設計，保守及び調整を可能にするとともに、その分メ
ーカ側の負担を軽減できる。According to the ultrasonic oscillating device of the present invention,
An impedance analyzer using existing circuits has been added by adding a simple configuration of a changeover switch that can switch between the impedance measuring circuit that measures the impedance of the actuator vibration system and the impedance measuring circuit side or the automatic tracking amount detection circuit side. Functions can be added. Therefore, the user can easily measure the natural resonance frequency of the actuator vibration system, which enables the user to design, maintain, and adjust the horn and the like, and also reduce the burden on the manufacturer.
【図１】本発明に係る超音波発振装置の基本的構成を示
す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram showing a basic configuration of an ultrasonic oscillator according to the present invention.
【図２】本発明に係る超音波発振装置の一実施例を示す
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of an ultrasonic oscillator according to the present invention.
【図３】図２における発振回路の一例を示すブロック図
である。3 is a block diagram showing an example of an oscillation circuit in FIG.
１０ 超音波発振装置 １２ アクチュエータ振動系 １４ 自動追尾量検出回路 １６ 制御回路 １８ 発振回路 ２０ 電力増幅回路 ２２ インピーダンス測定回路 ２４ 切換えスイッチ ｆM アクチュエータ振動系の固有共振周波数 ｆC 発振回路の発振周波数 Ｓfc 周波数信号 Ｚ アクチュエータ振動系のインピーダンス10 Ultrasonic oscillator 12 Actuator vibration system 14 Automatic tracking amount detection circuit 16 Control circuit 18 Oscillation circuit 20 Power amplification circuit 22 Impedance measurement circuit 24 Changeover switch f M Actuator vibration system natural resonance frequency f C Oscillation frequency Sfc frequency Signal Z Impedance of actuator vibration system
Claims (2)
に一致させるための追尾量を検出する自動追尾量検出回
路と、この自動追尾量検出回路で検出された追尾量に基
づく周波数信号を出力する制御回路と、この制御回路か
ら出力された周波数信号に基づき発振する発振回路と、
この発振回路で発生した発振周波数で前記アクチュエー
タ振動系へ電力を供給する電力増幅回路とを備えた超音
波発振装置において、 前記アクチュエータ振動系のインピーダンスを測定する
インピーダンス測定回路と、前記アクチュエータ振動
系，前記自動追尾量検出回路及び前記電力増幅回路の接
続と前記アクチュエータ振動系，前記インピーダンス測
定回路及び前記電力増幅回路の接続とを選択的に切り換
える切換えスイッチとが付設され、 前記制御回路は、前記切換えスイッチが前記インピーダ
ンス測定回路側に切り換えられた際に，前記周波数信号
をある範囲内で変化させて出力するとともに，その発振
周波数における前記アクチュエータ振動系のインピーダ
ンスを前記インピーダンス測定回路から入力する機能を
有することを特徴とする超音波発振装置。1. An automatic tracking amount detection circuit for detecting a tracking amount for matching the natural resonance frequency of an actuator vibration system, and a control circuit for outputting a frequency signal based on the tracking amount detected by the automatic tracking amount detection circuit. And an oscillation circuit that oscillates based on the frequency signal output from this control circuit,
In an ultrasonic oscillator including an electric power amplifier circuit that supplies electric power to the actuator vibration system at an oscillation frequency generated by the oscillation circuit, an impedance measurement circuit that measures impedance of the actuator vibration system, the actuator vibration system, A switching switch for selectively switching between connection of the automatic tracking amount detection circuit and the power amplification circuit and connection of the actuator vibration system, the impedance measurement circuit and the power amplification circuit is attached, and the control circuit is configured to perform the switching. When the switch is switched to the impedance measuring circuit side, it has a function of changing and outputting the frequency signal within a certain range, and inputting the impedance of the actuator vibration system at the oscillation frequency from the impedance measuring circuit. Special The ultrasonic oscillation device.
る請求項１記載の超音波発振装置。2. The ultrasonic oscillator according to claim 1, wherein the oscillator circuit is a digital oscillator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078250A JPH08243494A (en) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | Ultrasonic oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078250A JPH08243494A (en) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | Ultrasonic oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243494A true JPH08243494A (en) | 1996-09-24 |
Family
ID=13656762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7078250A Withdrawn JPH08243494A (en) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | Ultrasonic oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08243494A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015098023A (en) * | 2013-10-17 | 2015-05-28 | 新科産業有限会社 | Ultrasonic vibration device |
| RU2673780C1 (en) * | 2015-07-08 | 2018-11-29 | Зауер Гмбх | Method and device for measuring resonant frequency of cutting processing instrument driven by ultrasonic oscillation for |
-
1995
- 1995-03-09 JP JP7078250A patent/JPH08243494A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015098023A (en) * | 2013-10-17 | 2015-05-28 | 新科産業有限会社 | Ultrasonic vibration device |
| RU2673780C1 (en) * | 2015-07-08 | 2018-11-29 | Зауер Гмбх | Method and device for measuring resonant frequency of cutting processing instrument driven by ultrasonic oscillation for |
| US10730158B2 (en) | 2015-07-08 | 2020-08-04 | Sauer Gmbh | Method and device for measuring a resonance frequency of a tool set in ultrasonic vibration for machining |
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