超聲縫紉機芯的研究與設計.pdf

1、超聲縫紉機芯作為超聲縫紉機系統(tǒng)的核心部件，主要由超聲波驅動電源及超聲波振動設備組成。其應用機理與超聲焊接類似，是高頻率、高強度的振動直接作用于被擠壓的布料，并迅速產生巨大的熱量促使其發(fā)生熱熔現(xiàn)象，進而粘合在一起，即完成布料的縫合。針對該機理，本文對超聲縫紉機芯進行了相關研究與設計。
　　本文所研究的超聲波振動設備主要由壓電換能器、指數(shù)型變幅桿及工具頭組成，并研究分析了壓電換能器的特性。本文所設計的超聲波驅動電源為智能數(shù)控電源。采用

2、STM32F103系列單片機為主控芯片，其最大系統(tǒng)時鐘為72MHz，滿足應用需求。該電源是通過輸出兩路PWM波來分別驅動半橋式逆變電路中的兩個IGBT，逆變電路輸出的高頻信號經過匹配電路得到高頻高壓交流信號，并直接輸入到超聲波振動設備的換能器上。主控芯片通過 DA輸出來控制 PWM波的占空比，進而實現(xiàn)對振動設備輸出振幅的控制。軟件方面采用多種控制算法，實現(xiàn)了自動頻率搜索、自適應頻率跟蹤以及恒振幅控制等等。另外，該電源還增加了保護機制、人