JPS6178626A - 樹脂加工装置 - Google Patents

樹脂加工装置

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JPS6178626A
JPS6178626A JP59199479A JP19947984A JPS6178626A JP S6178626 A JPS6178626 A JP S6178626A JP 59199479 A JP59199479 A JP 59199479A JP 19947984 A JP19947984 A JP 19947984A JP S6178626 A JPS6178626 A JP S6178626A
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JP
Japan
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processing
ultrasonic
waves
microphones
resin
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Kiyoshi Inoue
潔 井上
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Inoue Japax Research Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は樹脂加工装置、特に、熱可塑性又は熱硬化性樹
脂を加工する装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
プラスチック、ビニール又はポリエチレン等の熱可塑性
樹脂又はＦ８硬化性樹脂の加工部分に超音波振動を付与
しつつ加工を行なう樹脂加工装置は公知であり現在様々
な分野で広く利用されている。
然しながら、従来の公知の樹脂加工装置は、例えば、樹
脂の種類又は厚さ等によっては、加工に時間がかかった
り又は加工が円滑に行なわれないと云う問題点があった
。更にまた、加工の進行に伴い上記樹脂の加工部分の厚
さ又は形状等が変化すると、上記加工部分に超音波振動
が効率よ（付与されなくなり加工能率及び加工精度が大
幅に低下すると云う問題点があった。
而して、上記の如き場合には、超音波発振器への供給電
力及びその発振周波数を制御して加工に最適な超音波振
動とし、更には上記に加えて上記超音波発振器にホーン
を介して取り付けられている加工用チップ及び上記ホー
ン、或いは更に上記超音波発振器を適切な寸法、形状、
或いは更に共振周波数のものに交換して加工を行なうこ
とが望ましい。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは、熱可塑性又は熱硬化性樹脂であ
ればどのような性質のものであっても確実に加工が行な
えると共に、樹脂の厚さ等に左右されず、更には加工の
進行に伴い上記樹脂の加工部分の厚さ又は形状等が変化
しても加工能率が低下することなく確実に加工を施し得
る樹脂加工装置を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
而して、上記の目的は、熱可塑性又は熱硬化性樹脂の加
工部分を圧縮し、上記加工部分に超音波発振器により超
音波振動を与えて加工を行なう樹脂加工装置に於て、上
記加工部分に付与した超音波の透過波及び反射波の両方
又は何れか一方を検出する音波検出装置と、上記音波検
出装置からの検出値に基づき、予め定められたプログラ
ムに従って上記超音波発振器を制御する装置を設けるこ
とによって達成される。
〔作　　用〕 叙上の如く、加工時に被加工体の加工部分に付与される
超音波の透過波及び反射波の両方、又は何れか一方を検
出し、その検出値に基づいて上記超音波発振器を制御し
つつ加工を進行させるので、熱可塑性又は熱硬化性樹脂
の種類又は厚さ等に左右されず、また、加工の進行に伴
い上記樹脂の加工部分の厚さ又は形状等が変化しても加
工能率が低下することなく確実に且つ短時間で加工を施
すことが可能となる。
以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明するゆ 第１図は、本発明にかかる樹脂加工装置の一実施例を示
す説明図、第２図は、第１図中、Ａ−Ａ断面図、第３図
は、他の実施例を示す説明図、第４図は、更に他の実施
例を示す説明図である。
先ず、第１図について説明する。
第１図及び第２図中、１は超音波発振器、２は先端に加
工用チップ３が取り付けられたホーン、４は一端に上記
超音波発振器１が取り付けられ、他の一端が油圧シリン
ダ５のロッド６に固定された取付部材、７は上記油圧シ
リンダ５への油の流れを切り換える油圧切換弁、８は油
圧ポンプ、９は油タンク、１０はアンビル、１１は熱可
塑性又は熱硬化性樹脂等で形成された被加工体、１２及
び１３はクロススライドテーブル、１４は上記クロスス
ライドテーブル１２及び１３が搭載される基台、１５及
び１６は上記クロススライドテーブル１２及び１３をＸ
軸及びＹ軸方向に移動させるモータ、１７は上記モータ
１５のシャフト１５ａに取り付けられた送りネジ、１８
は上記加工用チップ３の外周壁面に嵌め込まれ、内部に
４個のマイクロホン１９．２０．２１及び２２（但し、
第１図に於てはマイクロホン２２は省略されている。）
が収容されたマイクロホンホルダ、詔は上記マイクロホ
ン１９．２０．２１及び２２の検出信号をデジタル信号
化するＡＤ変換器、２４は上記超音波発振器１に所定の
周波数及び電力の超音波振動電力を供給する電源装置、
２５は上記マイクロホン１９．２０．２１及び２２から
の検出値に基づき、予め定められたプログラムに従って
上記電源装置を制御すると共に、クロススライドテーブ
ル１３及び１４のＸ軸、Ｙ軸方向への移動量及びその他
を一括して制御する数値制御装置が内蔵された制御装置
である。
而して、超音波発振器１は油圧シリンダ５のロフト６に
取付部材４を介して取り付けられており、油圧ポンプ８
から油圧シリンダ５に供給される油の流れが油圧切換弁
７によって切り換えられることによって上下に移動せし
められる。
熱可塑性又は熱硬化性樹脂等で形成された被加工体１１
が取り付けられるクロススライドテーブル１２及び１３
は基台１４上に搭載され、モータ１５及び１６の回動に
伴ってＸ軸及びＹ軸方向に移動せしめられる。
超音波発振器１のホーン２の下方にはアンビル１０が設
けられており、上記アンビル１０上に被加工体１１の加
工部分１１ａが載置される。
上記超音波発（辰器ｌにはホーン２を介して加工用チッ
プ３が取り付けられており、上記加工用チップ３の外周
壁面には先端部分が露出するようにしてマイクロホンホ
ルダ１８が嵌め込まれている。
上記マイクロホンホルダ１８内には上記加工用チップ３
を囲繞するようにマイクロホン１９乃至２２が収容され
、上記マイクロホン１９乃至２２は被加工体１１の加工
部分１１２に付与された超音波の透過波又は反射波又は
付与された超音波に基づいて発生する音波等を検出し、
この検出値はＡＤ変換器２３でデジタル変換された後制
御装置２５に入力される。
なお、上記超音波発振器ｌに電力を供給する電源装置２
４、油圧切換弁７、クロススライドテーブル１２．１３
をＸ軸及びＹ軸方向に移動させるモータ１５．１６等は
予め定められたプログラム及び変換器２３より出力する
検出信号に従って数値制御装置が内蔵された制御装置２
５によって一括して制御が行なわれるように構成されて
いる。
而して、本願発明にかかる樹脂加工装置によって加工が
行なわれる際には、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等で
形成された被加工体１１がクロススライドテーブル１２
上に搭載され、その加工部分１１ａがアンビル１０の上
に載置される。然る後、油圧切換弁７によって油圧ポン
プ８から油圧シリンダ５に供給される油の流れが切り換
えられ、超音波発振器１が下方に向かって押し下げられ
る。
而して、アンビル１０の上に載置された上記被加工体１
１の加工部分１１ａは、上記超音波発振器１にホーン２
を介して取り付けられた加工用子ノブ３によって強い圧
力で押圧されると共に、上記超音波発振器１によって超
音波振動が与えられて加工が行なわれる。
加工時には超音波振動が付与され、被加工体１１から反
射する反射波又は被加工体１１の加工部分１１ａを通過
し、アンビル１０の先端等で反射する反射波がマイクロ
ホン１９乃至２２によって検出され、この検出信号がＡ
Ｄ変換器２３でデジタル信号化された後制御装置四に入
力される。
これを具体的に説明すると、加工時に被加工体１１の加
工部分１１ａに超音波振動が付与されて加工が円滑に行
なわれている場合には、超音波が効率よく上記加工部分
１１　ａに吸収されるので反射波が生ずることが少ない
。
然しなから、加工の進行に伴い上記被加工体】１の加工
部分１１ａの厚さ又は形状等が変化すると、上記加工部
分１１　ａを超音波振動が効率よく吸収されなくなり、
上記加工部分１１ａで反射する反射波が多くなって加工
能率及び加工率ｎ度が著しく低下する。
本発明に於ては、透過波及び／又は反射波を常にマイク
ロホン１９乃至２２で検出し、加工部分１１ａに超音波
振動が効率よく吸収されず反射波が多くなった場合には
、直ちにマイクロホン１９乃至２２でこれを検出し、Ａ
Ｄ変換器２３でデジタル信号化された後制御装置２５に
人力され、上記制御装置２５は予め定められたプログラ
ムに従って超音波発振器１に電力を供給する電源装置２
４の電力供給量及び周ｌ皮数等を制御するので、加工能
率が直ちに回復し、常時確実に且つ短時間で樹脂加工を
行ない得るようになる。
次に、第３図について説明する。
第３図中、第１図及び第２図に付した番号と同一の番号
は前記と同一の構成要素を示しており、２６はアノビル
ＩＯの外周壁面に嵌め込まれ内部に４間のマイクロホン
２７．２８．２９及び３０（但し、図面に於てはマイク
ロホン３０は省略されている。）が収容されたマイクロ
ホンホルダ、３１は上記マイクロホン２７．２８．２９
及び蜀の検出信号をデジタル信号化するＡＤ変換器でる
ある。
而して、本実施例装置に於ては、加工用チップ３に取り
付けられたマイクロホンホルダ１８内のマイクロホン】
９．２０．２１及び２２と、アンビル１０の外周壁面に
取り付けられたマイクロホンホルダ２６内のマイクロホ
ン２７．２８．２９及び３０とによって、加工時に被加
工体１１の加工部分１１ａに吸収される透過波及び上記
加工部分１１ａで吸収されず反射する反射波を検出する
ので、加工状態の変化をより的確に捉えることができる
と共に、瞬時に超音波発振器の制御が行なえるので、樹
脂加工を能率良く、且つ迅速に行なうこと可能となる。
次に、第４図について説明する。
第４図中、３２は樹脂加工装置、３３ば超音波加工用工
具、３４は超音波発振器、３５はホーン、３６は上記ホ
ーン３５の先端に取り付けられた加工用チップ、３７は
上記加工用チップ３６の外周壁面に嵌め込まれ、内部に
複数個のマイクロホン３８及び３９が収容されたマイク
ロホンホルダ、４０は超音波加工用工具３３内に収容さ
れ、上記マイクロホン３８及び３９の検出信号をデジタ
ル信号化するＡＤ変換器、４１は一端に上記超音波加工
用工具３３が取り付けられ、他の一端が油圧シリンダ４
２のロッド４３に固定された取付部材、４４は上記油圧
シリンダ４２への油の流れを切り換える油圧切換弁、４
５は油圧ポンプ、４６は油タンク、４７はアンビル、４
８は熱可塑性又は熱硬化性樹脂等で形成された被加工体
、４９及び５０はクロススライドテーブル、５１は上記
クロススライドテーブル４９及び５０が搭載される基台
、５２及び５３は上記クロススライドテーブル４９及び
５０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させるモータ、５４は上
記モータ５２のシャフト５２ａに取り付けられた送りネ
ジ、５５は各種形状寸法の異なる加工用チップ５６．５
７．５８及び５９の外周壁面に夫々マイクロホン６０及
び６１．６２及び６３．６４及び６５、圀、釘、６８及
び６９が収容されたマイクロホンホルダ７０．７１．７
２．７３及び７４が取り付けられ、上記加工用チップ５
６．５７、羽及び５９に適合した超音波発振器７５．７
６．７７及び７８が取り付けられた複数の超音波加工用
工具７９．８０．８１及び８２が収容された工具マガジ
ン、８３．８４．８５及び８６は上記超音波加工用工具
７９．８０．８１及び８２内に収容され、上記マイクロ
ホン６０及び６１．６２及び６３．６４及び６５．６６
．６７．６８及び６９の検出信号をデジタル信号化する
ＡＤ変換器、８７は工具マガジン５５と樹脂加工装置３
２の取付部材４１との間で超音波加工用工具の授受を行
なう工具自動交換装置、８８は取付部材４１に交換して
取り付けられた超音波加工用工具邪の各超音波発振器３
４．７５．７６．７７及び７８に適合した周波数の電力
を供給する超音波発振電源装置、８９は各部を予め定め
られたプログラムに従って一括制御する制御装置である
。
而して、超音波加工用工具３３は超音波発振器ｉ器３４
、ホーン３５、加工用チップ３６及び上記加工用チップ
３６の外周壁面に取り付けられたマイクロホン３８及び
３９が収容されたマイクロホンホルダ３７から構成され
ている。そして、油圧ポンプ４５から油圧シリンダ４２
に供給される油の流れが油圧切換弁４４によって切り換
えられることによって上下に移動せしめられる。
熱可塑性又は熱硬化性樹脂等で形成された被加工体４８
が取り付けられるクロススライドテーブル４９及び５０
は基台５１上に搭載され、モータ５２及び５３の回動に
伴ってＸ軸及びＹ軸方向に移動せしめられる。
超音波加工用工具３３の加工用チノ１３６の下方にはア
ンビル４７が設けられており、上記アンビル４７上には
被加工体４８の加工部分４８ａが載置される。
工具自動交換装置８７１よ、その胴部８７ａに対して旋
回自在に設けられた旋回部８７　ｂと、上記旋回部８７
　ｂに対して回動・伸縮自在に設けられたアーム８７　
Ｃと、その先端に回動自在に取り付けられた把持部８７
　ｄとから構成され、所定のプログラムに従って（耐脂
加工装置３２の取付部材４１から超音波加工用工具３３
を取り外し、工具マガジン５５との間で超音波加工用工
具の授受を行ない得るように構成されている。
而して、本実施例装置に於ては、加工の進行に伴い被加
工体４８の加工部分４８ａの厚さ又は形状等が変化し、
上記加工部分４８ａを超音波振動が効率よく吸収されな
（なったり、また、上記加工部分４８ａで吸収されず反
射する反射波が多くなって加工能率及び加工精度が著し
く低下すると、上記反射波は直ちにマイクロホン３８及
び３９で検出され、ＡＤ変換器４０でデジタル信号化さ
れた後制御装雪８９に入力され、制御値Ｗ８９は予め定
められたプログラムに従って超音波発振器３４に電力を
供給する電源装置８８の電力供給量及び周波数等を制御
するので、加工能率が低下することなく確実な樹脂加工
が行なえる。
更に、上記制御によっても加工部分４８ａからの反射波
があまり減少せず良好な加工が行なわれない場合には、
加工が一旦停止されると共に、制御装置８９が油圧切換
弁４４を切り換えて取付部材４１を上方に引き上げる。
これと同時に上記取付部材４１の挟持作用が解除される
と共に、工具自動交換装置８７によって上記超音波加工
用工具３３が上記取付部材４１から取り外されて、工具
マガジン５５内の所定の位置に返還される。
上記超音波加工用工具３３の返還動作が完了すると、工
具自動交換装置８７が工具マガジン５内に収容された超
音波加工用工具７９．８０．８１又は８２のうちから所
定の超音波加工用工具を選択し、その超音波加工用工具
が取付部材４１に取り付けられると、上記超音波加工用
工具が被加工体４８に向かって押し下げられる。
而して、アンビルｔ２の上に載置された被加工体４８の
加工部分４８ａは、加工に最適な加工用チップ、ホーン
及び超音波発振器を備えた超音波加工用工具の上記加工
用千ノブによって強い圧力で押圧されると共に、その選
択されたチップ、ホーン及び超音波発振器に通した周波
数及び電力の超音波が電源装置８８から超音波発振器に
供給され、従ってホーンを介して超音波振動が付与され
て加工が再開される。
叙上の如く、アンビル４７と加工用チップとの間に挾ま
れた被加工体４８の加工部分４８ａからの反射波が多く
なった場合には、制御装置８９が超音波発振器を駆動す
る電源装置８日を制御して適切な超音波振動が付与され
るようにし、更に、上記制御によっても加工部分４８ａ
からの反射波が減少しない場合には、超音波加工用工具
を適切なものに交換して加工が行なわれるので、短時間
に能率良く確実な加工を施すことができる。
以上説明した如（上記一連の作業は、装置全体を統括制
御する制御装置８９のコンピュータに入力されたプログ
ラムに従って行なわれるので、長時間にわたる無人運転
も行なえるのである。
なお、図面では省略したが、工具マガジン５５内には超
音波発振器３４に取り付けられる形状及び大きさの異な
る種々のホーン及び加工用チップも収容されており、上
記超音波発振器３４に加工状態又は加工形状に応じて適
宜に自動交換が行なわれるように構成されている。
〔発明の効果〕
本発明は叙上の如く構成されるので、本発明によるとき
には、加工時に被加工体の加工部分に付与される超音波
の透過波又は反射波を検出し、その検出値に基づいて上
記超音波発振器を制御しっつ加工を進行させるので、熱
可塑性又は熱硬化性樹脂の種類又は厚さ等に左右されず
、また、加工の進行に伴い上記［Ｈ脂の加工部分の厚さ
又は形状等が変化しても加工能率が低下することなく確
実に且つ短時間で加工を施すことができる。
なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものではない
。即ち、例えば、本実施例に於ては、マイクロホンが収
容されたマイクロホンホルダを加工用チップの外周壁面
に設けたが、被加工体の加工部分に付与される超音波の
透過波、反射波又は付与された超音波によって発生する
音波等を検出することができれば他の泣面であってもよ
い。また、超音波発振器及び超音波加工用工具を油圧シ
リンダによって上下移動させるように構成したが、油圧
シリンダに限定されず他の公知の昇降装置が利用できる
。更にまた、被加工体の加工部分に付与される超音波の
透過波又は反射波等を検出するのにマイクロホンを使用
したが、マイクロホンに限定されず他の公知の音波検出
装置が利用できる。
その他、マイクロホンホルダに収容するマイクロホンの
数、被加工体の取り付は方法及びその加工送りの仕方等
は本発明の目的の範囲内で自由に設計変更できるもので
あって、本発明はそれらの総てを包摂するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明にかかる樹脂加工装置の一実施例を示
す説明図、８２図は、第１図中、Ａ−Ａ方向断面図、第
３図は、他の実施例を示す説明図、第４図は、更に他の
実施例を示す説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 熱可塑性又は熱硬化性樹脂の加工部分を圧縮し、上記加
    工部分に超音波発振器により超音波振動を与えて加工を
    行なう樹脂加工装置に於て、 上記加工部分に付与した超音波の透過波及び反射波の両
    方又は何れか一方を検出する音波検出装置と、上記音波
    検出装置からの検出値に基づき、予め定められたプログ
    ラムに従つて上記超音波発振器を制御する装置を設けた
    ことを特徴とする上記の樹脂加工装置。
JP59199479A 1984-09-26 1984-09-26 樹脂加工装置 Pending JPS6178626A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981425A (en) * 1987-09-25 1991-01-01 Battelle-Institut E.V. Device for ultrasonic atomization of a liquid medium
JPH09243609A (ja) * 1996-03-05 1997-09-19 Fujimori Kogyo Kk 超音波による熱封緘度合検査方法
EP1447204A1 (de) * 2003-02-12 2004-08-18 Telsonic Holding AG Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von Bauteilen
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US11065821B2 (en) 2018-04-16 2021-07-20 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Vibration welding device, method for connecting at least two elongated components by vibration welding, and a production method for the vibration welding device

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