便开始下一个循环。
[0035] 图3是供应给电磁体10或11的其中之一的线圈的驱动电流的一个周期的放大时 序图。供应给两个电磁体的驱动电流是相同的，除了它们彼此有180°的相位差之外。
[0036] 每一个ZjP 圈两端的电压V可以被表不为：
其中 V是电磁体线圈两端的电压， R是电磁体线圈的等效串联电阻， L是电磁体线圈的等效电感，以及 i是电磁体线圈中的电流。
[0037] 由于电磁体的大的物理尺寸，与Aa圈或&线圈的等效电感相比，该Aa圈或& 线圈的等效串联电阻可以被认为是可以忽略的小。因此，等式（1)可以近似为：
[0038] 用Ai代替di并且用At代替dt，且然后求出Ai，得出：
[0039] 根据等式（3)，之间的时间间隔通过经过Zr线圈的电流的线性增加 Ai = (〇)，电压匕和4线圈的电感来确定。根据等式（3)，如果V = 0,那么Ai = 〇。因 此，经过线圈的电流不改变，只要V = 0,就保持基本上恒定值。
[0040] 可以看出循环的周期通过G之间的时间间隔7；Jf确限定，而电流波形的形 状通过前馈电流控制限定，通过直限定。例如，图4示出对于的电流波形的 形状。对于1Arssi,时间间隔和减小到图2和图3中的那些相同间隔的约L 而整个周期持相同，因为间隔（和（匕-0增加。
[0041] 所图示的系统提供一种对称四相驱动，其中每个控制元件是同等加载的，并且没 有控制元件在电学上比另一个控制元件被更多地加压。电磁体控制的时序图根据所需的能 量水平而变化，而激励和去激励循环的整个频率保持在设置的频率水平。IGBT控制模块20 和21实施直接前馈电流控制，其提供对供应给电磁体的电流的快速、直接和动态地精确控 制，其接着又允许到工件的焊接能量的准确递送。对于一个IGBT的前馈控制的结构如图6 所示。
[0042] 在每个阶段开始时，信号START将触发器62的输出设置成高电压水平。IGBT Ql 切换成导电，并且Aa圈中的电流逐步增加。当电流达到I ^寸，比较器61重置触发器（信 号停止（STOP))，其关断IGBT Q1。该配置允许直接在每个充电-放电周期内设置希望的电 流值Λβ?。
[0043] 图1的第二固定塑料部件/?通过液压缸28接合，通过焊接过程实时控制器25控 制，所述焊接过程实时控制器25反复地从线性位置传感器26和压力传感器27采样值。从 线性位置传感器26的采样的值指示塑料部件沒目对于塑料部件乃的位置。从压力传感器 27采样的值指示塑料部件/^和A之间的压力。当该压力达到设置点时，焊接过程开始。
[0044] 从压力和线性位置传感器采样的值可以被驱动器的内部实时控制电路使用以便 精确地监视两个接合部件之间的压力，和第二工件的位置，从而控制驱动器的位置和压力。 内部实时控制电路的响应时间是非常短的（通常5μ8到5〇μ8)，因此显著地改善焊接过程的 可重复性和精确性。
[0045] 图1所图示的系统还包括振动传感器29,其可以是感应传感器或检测移动元件12 的振动的任何其它传感器。传感器29的移动部件与移动元件12稳固地链接，以使得在传 感器29的线圈中的AC EMF反映元件12的移动的振幅和频率。传感器29的输出被系统频 率接口模块22采样，该系统频率接口模块22接着又限定被传送到控制模块20和21的值 Tset。
[0046] 所图示的系统还通过控制贯穿焊接循环施加给焊接接头的实际功率数量来许可 焊接操作的功率分布。这许可对焊接过程和焊接接头的质量二者的精确控制。施加给焊接 接头的功率P是供应给线圈&的电压V和电流I二者的函数，即P = V*I。通过上述 的值控制电流I，并且根据预置的分布该值可以贯穿焊接循环而改变。施加给线圈口 &的电压通过供应给驱动系统的电压匕的值控制，并且通过使用类似于如图6所示的闭环 电流控制系统的闭环电压控制系统，该值也可以根据预置的分布贯穿焊接循环而改变。通 过控制电流I和/或电压V，可以精确地控制贯穿每个焊接循环的递送到焊接接头的功率， 以便获得希望的功率分布。可替代地，可以通过调整由液压缸28施加给工件的力来获得希 望的功率分布，从而实现遵循预置的功率分布所需的P = V*I的改变。
[0047] 焊接机的Q因数是其弹簧、线圈、层压载体、驱动器和实际上部工具的质量的函 数。尽管弹簧、线圈、层压载体和驱动器具有相当好的可重复性和紧密度容限（由于它们是 各机器之间共享的标准组件），上部工具对要被焊接的每个部件是独特的。因此，工具设计 和制造的质量可以对整个焊接机性能具有显著的影响。振动焊接机的Q因数的典型值在 100和160之间。该值越高指示系统构建地越好，该系统利用较少的损耗更高效地运行且 更为可靠。在工厂测试期间测量该值并且将其存储在机器控制器中。在机器老化时，监视 Q并且将该Q与原始值相比较。其降低可以用作工具或机器退化的早期警报。对于查找故 障目的这也是有价值的。使用者可以围绕Q值设置限制来警报这样的发生。如果使用者改 变工具，则计算新Q值。一旦测试新的工具，该特征还可以用作工具质量的定量测量。
[0048] 为了确定机械部件的谐振频率，在图1中的系统频率接口模块22使用"声脉冲"方 法，当系统频率接口模块22产生"声脉冲"启动脉冲（参见图7)时所述方法开始。"声脉 冲"启动脉冲使得控制模块20和21能够以预先选择的初始频率激活线圈X和Y达短的时 间段（通常在50 ms和200 ms之间，其对应于操作频率的大约10到40个循环）。然后控 制模块20和21被禁用。机械部件以其谐振频率继续阻尼振荡，类似于声学音叉。通过由 系统频率接口模块22采样感应传感器29的输出来测量振荡的频率/_。经过多个循环完 成对平均多个周期的测量，并且因此提供高测量精确度。然后该频率用于下一个"声脉 冲"循环。
[0049] 在焊接循环之间执行"声脉冲"频率测量，使得它不影响焊接机的生产能力。测量 的谐振频率/被存储在系统频率接口模块22的存储器中，并且产生趋向报告。使用该报 告来跟踪由温度的改变或其它因素引起的频率波动。此外，在每个测量之后，将新的周期 U十算为：
并且将新的周期传送到控制模块20和21。
[0050] 可移动的机械系统的Q因数被测量为：
其中： Q-系统Q (质量）因数 ta-在"声脉冲"的信号结束之后处于最大振幅的时间（图7) tb-当振幅衰减一半时的时间（图7) 测量的频率。
[0051] 尽管已经图示和描述了本发明的特定的实施例和应用，但是应当理解本发明不局 限于在此公开的精确的构造和组成，并且在不脱离如在所附权利要求书中限定的本发明的 精神和范围的情况下各种修改、改变和变化从前述描述是显而易见的。
【主权项】
1. 一种通过实现第一工件相对于第二工件的线性往复移动而且将工件推进到一起来 焊接所述第一和第二工件的振动焊接系统，所述振动焊接系统包括： 第一和第二工件支架，安装所述第一工件支架以便相对于所述第二工件支架进行线性 往复移动， 一对电磁体，其耦合到所述第一工件支架以实现所述第一工件支架的线性往复移动， 所述电磁体中的每一个都包括驱动线圈，以及 电气驱动系统，其包括一对两相驱动系统，所述一对两相驱动系统中的每一个都耦合 到所述线圈中的一个以连续地激励和去激励彼此异相的所述电磁体，从而实现所述第一工 件支架的所述线性往复移