JPH0681702B2 - 高周波ウエルダー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車用ドアの内装材、シート等の製造に好適
に使用される高周波ウエルダーに関する。

（従来の技術と問題点） 高周波ウエルダーの加工上の問題点としてスパークによ
る加工不良の割合が多く、各加工メーカーとも苦労して
いる。例えば、塩化ビニールと塩化ビニールの場合、そ
の間に異物が入り込まない限り殆どスパークしないが、
塩化ビニールとウレタンフォーム等のパットとハードボ
ードを溶着する場合はスパーク不良が出ることが多い。

このようなスパークの要因としては、現場でのホコリや
異物の付着、高周波治具（電極）の欠損や押面の傾き、
平行度不良による面圧不均一、機械や高周波治具（電
極）に付着したスパークによるカーボン、ハードボード
の含水率のムラ、高含水率、異物の混入等が考えられ
る。また、電圧負荷が大きすぎたり、電流負荷が大きす
ぎたり、乱れたりすることもその原因である。

上記の各原因に対してそれぞれ各種の対策がとられてい
る。電流の負荷の問題に対しては、例えばメーターリレ
ーによる陽極電流制御が知られている。この方法は陽極
電流計にて電流の上限と下限を設定しておき、この範囲
内で陽極電流を制御しようとするものである。すなわ
ち、高周波ウエルダーによる溶着加工において、負荷
（被加工物）の電気的特性（インピーダンス）に対し最
適の高周波電力を供給しうる状態に整合器（可変バリコ
ン）を調整し最適の同調（マッチング）をとるようにし
ないと、スパークの発生や高周波電力不足による加熱時
間の長期化という問題を生じる。そこで整合器（バリコ
ン）を自動的に駆動して、変化する電流値を制御しよう
としている。上記メーターリレーによる陽極電流制御の
場合、発振スタートから下限値に達するまでモーターを
駆動してバリコンを操作し陽極電流を増加し、下限値に
達するとモーターを停止させる。電流は負荷の加熱に伴
い増加し、陽極電流が上限値に達すると上記モーターは
陽極電流を逆に減少させる方向に動作する。第４図はこ
のような制御の状態を示しており、高周波電力のうち溶
着に使用される部分はＡの範囲内であるので、上限値と
下限値はこの部分において所望の電力を供給できるよう
に設定されている。したがって、立ち上がり電流の制御
はなされていないから、オーバーシュートやアンダーシ
ュートが発生しやすく、スパークの原因となる。

またサーボアンプ式、プログラム式その他の制御が知ら
れているが、いずれの方式も予め設定したように単に電
流を変化させるものであるため、実際の加工中において
電極間で時々刻々変化している被加工物の状態に対処で
きていない。その上、被加工物は同一ロットでも湿気の
多少、異物、厚み等の相違により誘電率、体積抵抗率が
均一でないので常に同じ条件で処理できるとはいえず、
発熱量Ｐ（Ｗ）（代用特性として電流値でみる）の値が
意図した動きにはならない。例えば、含水率が高いもの
は可変バリコンの動きは同一でも誘電率、体積抵抗率の
値が変化し電流は任意に上昇しスパーク値に達する場合
がある。そのような事態を生じないようにするには、処
理されている被加工物の状態を適宜のセンサーで検知
し、その情報によって高周波電力を制御することも考え
られるが、高周波ウエルダーは1MHz以上、通常10〜40Hz
程度の高周波を使用するので、そのようなセンサーは高
周波で破壊されてしまい、実際的でない。

（発明の解決課題） 本発明の目的は上記のような実情に鑑み、陽極電流に基
いて高周波電力を理想曲線に沿って変化させるとともに
被加工物による誘電率、体積抵抗率の相違もその都度自
動的に補正し、スパークの発生を抑えるようにした高周
波ウエルダーを提供することである。

（課題解決の手段） 本発明によれば上記目的は被加工物を加熱するため電極
間に高周波電力を供給するようにした高周波ウエルダー
において、陽極電流計にて陽極電流の上限値と下限値を
設定し、該上限値若しくは下限値に陽極電流が到達した
とき同調バリコンを制御して上限値と下限値の範囲内に
陽極電流が戻るようにし、一方スパークを生じないで被
加工物を溶着するための陽極電流の時間的変化をプログ
ラムし、該プログラムに従って上記同調バリコンを制御
して陽極電流を変化させると共に上記陽極電流計の上記
上限値及び下限値を該プログラムに従って変化させるよ
うにしたことを特徴とする高周波ウエルダーにより達成
することができる。

（作用） 本発明の高周波ウエルダーはスパークを生じないで被加
工物を溶着するための陽極電流の時間的変化を予めプロ
グラムしておき、このプログラムに従って同調バリコン
を制御するので、基本的には最適の状態で溶着加工が進
行し、途中で被加工物の損失によって陽極電流が上限値
若しくは下限値を超えるようなときがあっても該上限値
及び下限値は上記プログラムに従って変化しているか
ら、直ちに上記同調バリコンを制御して上限値と下限値
の範囲内に陽極電流を戻すように作用し、スパーク不良
を生じないようにすることができる。

（実施例） 第１図は本発明の構成図を示してある。陽極電流計（メ
ーターリレー）本体１には陽極電流を表示する指針２と
上限値を設定する上限指針３及び下限値を設定する下限
指針４が設けられている（第２図、第３図）。上記上限
指針３と下限指針４はヨーク５、６に係合する図示を省
いた調節ノブによりそれぞれ調整することができ、各セ
ンサー７、８が指針２に設けた検出器９を検知すると信
号を発するようになっている。上記上限指針３と下限指
針４の軸10は上記指針２と同軸心的にそれぞれ回転自在
に設けられている。

ティーチング用設定ダイヤル11は、上記上限指針３と下
限指針４に設けた歯車12、13に係合する歯車14を有し、
該歯車12、13、14は該ダイヤルを押し込むと係合し、引
き出すと係合が外れるようになっており、押し込み状態
ではダイヤル軸15はストッパー16によって回転可能に保
持されている。上記歯車14は押し込み位置において歯車
列17に係合し、DCサーボモーター、ステッピングモータ
ー、ポジションメーター、ロータリーエンコーダー等の
駆動手段18により駆動される。

構成図において、陽極電流計（メーターリレー）の指針
２の端子2aとセンサーの端子7a、8aからの信号は、自動
制御の場合は、プログラムコントローラー19に入力し、
該プログラムコントローラー19の出力はアンプ20を介し
上記駆動手段18に入力されている。図の鎖線で示す部分
は陽極電流計（メーターリレー）の内部に設けられる構
成である。

また、上記端子2a、7a、8aからの信号はインターフェー
ス21を介し第２のプログラムコントローラー22に入力
し、該プログラムコントローラー22の出力はアンプ23を
介し、DCサーボモーター、ステッピングモーター、ポジ
ションメーター、ロータリーエンコーダー等の駆動手段
24に入力し、該駆動手段24によつて整合器の同調バリコ
ン25を制御するようにしてある。

なお、該プログラムコントローラー22は同調バリコン25
を直接制御するためのものであるから、手動で制御する
場合には、上記センサーの端子7a、8aを接点26、27に接
続することにより、該センサーの信号を該プログラムコ
ントローラー22に直接入力して同調バリコン25を制御す
ることもできる。

また、上記プログラムコントローラー22の出力は上記駆
動手段18を操作するよう上記アンプ20にも接続されてい
る。

而して、上記陽極電流計（メーターリレー）１の上記上
限指針３と下限指針４は、ティーチング用設定ダイヤル
11を第３図のように抜き出した状態で上限値と下限値を
定めるように調整される。通常これらの指針の間隔は狭
いものとなることが好ましい。

そして、上記ティーチング用設定ダイヤル11を第３図の
鎖線のように押し込み、陽極電流を表す指針２が上記上
限指針３と下限指針４の間にくるようにする。

この状態で、上記ティーチング用設定ダイヤル11を回し
て被加工物の最適の陽極電流のカーブ（理想曲線）を描
くように変位させ、その態様を上記プログラムコントロ
ーラー19に記憶させる。この理想曲線は、被加工物に応
じて種々の態様になる。このプログラムコントローラー
19のプログラムにしたがって上記上限指針３と下限指針
４を加工作業のつど移動させるように上記駆動手段18が
動作する。

また、同時にインターフェース21を介し、上記プログラ
ムコントローラー22もこの理想曲線を記憶し、駆動手段
24によつて同調バリコン25を制御する。

上記のようにしてから実際に被加工物を高周波ウエルダ
ーの電極間にセットし、加工を始める。

そうすると、プログラムコントローラー19及び駆動手段
18により上記上限指針３と下限指針４はプログラムにし
たがって変位し、該上限指針３と下限指針４に挟まれた
陽極電流の指針２も理想曲線に沿って変位すると共に同
調バリコン25もプログラムコントローラー22の作用で理
想曲線に沿って変位する。

このようにして加工しているとき、同一ロット品でも被
加工物の誘電体損失の違いから、予め設定した上記プロ
グラムから外れる事態が生じてくる。この変化は上記陽
極電流計の指針２が上記上限指針３または下限指針４に
到達したり、超えたりする現象として現れるから、各セ
ンサー７、８は検知信号を発し、その信号はインターフ
ェース21を介して上記プログラムコントローラー22にフ
ィードバックされる。

該プログラムコントローラー22はアンプ20を介して駆動
手段18で上記各指針を正しい位置に戻すと共にアンプ23
により陽極電流がスパークを生じない範囲内に戻るよう
に上記同調バリコン25を被加工物の電気特性に合った電
流値に追尾させる。

（発明の効果） 本発明は上記のように、陽極電流計（１）にて陽極電流
の上限値と下限値を上限指針（３）と下限指針（４）で
設定し、これらの上限指針と下限指針の間に陽極電流を
指示する指針（２）が配置され、該指針（２）はそれに
設けられた検出器（９）が上限指針（３）に設けられた
センサー（７）と下限指針（４）に設けられたセンサー
（８）のいずれかに接触することにより上限指針と下限
指針の範囲内に戻るように制御され、該制御にて陽極電
流をその上限値と下限値の範囲内に同調バリコン（25）
を介して保持し、一方スパークを生じないで被加工物を
溶着するための陽極電流の時間的変化をその理想的曲線
のプログラムとして一対のプログラムコントローラー
（19），（22）に記憶させ、これらのプログラムコント
ローラーにて上限指針（３）と下限指針（４）をプログ
ラムの理想的曲線に沿って追随させると共に同調バリコ
ン（25）を制御し、陽極電流を変化させると共に陽極電
流計（１）の上限値と下限値を変化させるように構成さ
れているので、高周波ウエルダーの加工上におけるスパ
ークによる加工不良の発生率が従来装置にくらべて減少
される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は構成図、第２図
及び第３図は陽極電流計（メーターリレー）の分解斜視
図及び断面図、第４図は従来のメーターリレー方式の場
合の陽極電流の変化を示すグラフである。 １……陽極電流（メーターリレー） 18……駆動手段、19……プログラムコントローラー、22
……プログラムコントローラー、24……駆動手段、25…
…同調バリコン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物を加熱するため電極間に高周波電
   力を供給するようにした高周波ウエルダーにおいて、陽
   極電流計（１）にて陽極電流の上限値と下限値を上限指
   針（３）と下限指針（４）で設定し、これらの上限指針
   と下限指針の間に陽極電流を指示する指針（２）が配置
   され、該指針（２）はそれに設けられた検出器（９）が
   上限指針（３）に設けられたセンサー（７）と下限指針
   （４）に設けられたセンサー（８）のいずれかに接触す
   ることにより上限指針と下限指針の範囲内に戻るように
   制御され、該制御にて陽極電流をその上限値と下限値の
   範囲内に同調バリコン（25）を介して保持し、一方スパ
   ークを生じないで被加工物を溶着するための陽極電流の
   時間的変化をその理想的曲線のプログラムとして一対の
   プログラムコントローラー（19），（22）に記憶させ、
   これらのプログラムコントローラーにて上限指針（３）
   と下限指針（４）をプログラムの理想的曲線に沿って追
   随させると共に同調バリコン（25）を制御し、陽極電流
   を変化させると共に陽極電流計（１）の上限値と下限値
   を変化させるようにしたことを特徴とする高周波ウエル
   ダー。