JP2001038809A - 自動溶着装置 - Google Patents

自動溶着装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶着こての加熱温度と被溶着部を溶融して目
的の加工処理を行わせるまでの溶着こての変位量に基づ
く溶着制御を行い、溶着品質の安定化を図る。 【解決手段】 所定温度内に加熱制御された溶着こて４
は、初期位置から先端が被溶着物に接して該被溶着物４
を所定量だけ溶融するまでの移動量が変位量検出手段１
２によって検出される。前記溶着こて４の昇降動を制御
する駆動制御部８は、前記変位量検出手段１２の検出出
力と予め設定された設定値と比較し、設定値に達した時
点で溶着こて４の昇降機構３を制御し該溶着こて４を上
昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動溶着装置に関
し、詳しくは、被溶着体として例えば熱可塑性樹脂の一
部に形成したボスを加熱溶着してこの被溶着物を被着体
に熱加締めして固定するために用いる自動溶着装置の改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】被溶着体を熱溶着するための自動溶着装
置として、従来より、図４に示す溶着装置がある。この
装置１０Ａは、加工テーブル１上に立設された鉛直ガイ
ド２に沿って昇降可能に配置された昇降機構３と、昇降
機構３に保持されて上下動する溶着こて４と、溶着こて
４のヒータ温度を検出し、このヒータをオン・オフ制御
してこて温度を常時所定範囲内に維持する温度制御部５
及びこれに付属する温度設定器６と、操作スイッチ７の
入力を受けて内蔵の不図示のタイマーを動作して昇降機
構３をタイマー駆動させる駆動制御部８Ａとを備えた構
成からなる。そして、この溶着装置１０Ａは、被溶着物
の一部に形成したボスＢを被着体Ｗに突出させた状態で
加工テーブル１上にセットした後、昇降機構３を下降さ
せ、所定の加圧力により溶着こて４の先端をボスＢの頭
部に接触させることで、ボスＢを加熱溶融し、こて４の
先端凹部形状に応じてリベット頭部のような形状に平坦
化して、被着体ＷにボスＢの頭部を加締め付けする。
【０００３】このときの制御手順は、図５に示すよう
に、装置１０Ａの運転開始後、ボスＢを構成する熱可塑
性樹脂の溶融温度に合わせ溶着こて４のヒータをその溶
融温度相当に加熱制御する一方（ステップＳＴ１〜３）
で、操作スイッチ７のオン信号により昇降機構３を下降
させ、同時に、駆動制御部７のタイマーを作動させて、
所要時間が経過するまで溶着こて４をボスＢに接触させ
続けた後、タイマーのタイムアップ信号により昇降機構
３を上昇駆動させて、一加工サイクルを終了する（ステ
ップＳＴ４〜８）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな制御では、溶着こての温度（熱容量）と溶着時間の
２つの溶着条件で溶着を行っているため、被着体Ｗの比
熱やボスＢ径の相違などによる伝熱時間、あるいは作業
雰囲気温度などの違いにより、溶融状態が大きく変動
し、安定した品質が得られ難かった。つまり、溶着不足
により、加締めが不十分であったり、その逆に過剰な溶
着によりボス頭部がつぶれたり、被着体Ｗが熱可塑性樹
脂である場合に、この部分まで溶融させてしまうなどの
加工不良が生じ、歩留りを低下させる要因となった。ま
た、この種の不具合が生ずる度に温度調整、時間調整の
微調整作業が必要とされた。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
溶着こての加熱温度及び下降時の移動量を制御すること
により、溶着品質の安定化が図れる自動溶着装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る自動溶着装置は、被溶着物を加熱溶着す
る溶着こてと、該溶着こてを前記被溶着物に対し接近離
間させる昇降機構と、前記溶着こてを所定温度に加熱制
御する温度制御部と、前記溶着こての初期位置から先端
が前記被溶着物に接して該被溶着物を所定量だけ溶融す
るまでの移動量を検出する変位量検出手段と、該変位量
検出手段の検出出力を予め設定した設定値と比較し、設
定値に達した時点で前記昇降機構を制御して前記溶着こ
てを初期位置に復帰させ、且つ前記溶着こての加熱を停
止させる駆動制御部とを具備したことを特徴とする。
【０００７】そして、加熱温度が所定範囲内に設定され
た溶着こてが初期位置から下降して被溶着物に接触し、
被溶着物を溶融させて変位するまでの移動量を予め設定
した設定値と比較し、設定値に達した時点で溶着こてを
上昇駆動させて溶着を終了させることにより、つまり、
加熱温度と移動距離とに基づいた制御条件を採ることに
より、従来方式での、被着体の比熱や伝熱時間、作業雰
囲気温度などに左右されない安定した熱溶着を行うこと
ができ、安定した品質の製品が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自動溶着装置
の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、従来装置と同一箇所、同一部位には同一符号を付
して説明するものとする。図１は本発明に係る自動溶着
装置の一実施形態を示す構成図である。この溶着装置１
０は、溶着こて４の外周に水平な検出アーム１１を突設
させるとともに、この水平アーム１０の下部に検出端が
接触したダイアルゲージなどの変位量検出手段１２を備
え、変位量検出手段１２で検出した信号がＡ／Ｄ変換器
１４を通じて駆動制御部８に入力される構成を備える。
【０００９】駆動制御部８は、操作スイッチ７の入力を
受けて制御機構３の下降動を開始させるとともに、予め
設定され不図示の内部メモリに記憶された設定値とＡ／
Ｄ変換器１４より入力される溶着こて４の移動量とを比
較し、この比較結果に基づいて昇降機構３を駆動制御す
る。また、駆動制御部８は、後述する温度制御部５を制
御して溶着こて４の加熱制御の開始及び停止の指令を発
する。なお、上記した設定値は、溶着こて４が上方の初
期位置から下降し、さらに、被溶着物に接してこの被溶
着物を溶融するために変位して理想的な熱溶着が行える
までの移動量に相当し、被溶着物の材料、形状などに応
じて個々に設定されるものである。また、この駆動制御
部８では、従来装置のようなタイマーは内蔵されていな
い。
【００１０】温度制御部５は、温度設定器６を付属する
とともに、溶着こて４の不図示のヒータの温度を検出し
ており、このヒータ温度が、雰囲気温度などの外因の影
響を受けず常に温度設定器６で設定された温度の許容範
囲内に収まるように、ヒータをオン・オフ制御する。な
お、温度制御部５は、その制御の開始及び停止が駆動制
御部８からの指令に基づいて行われる。
【００１１】昇降機構３は、溶着こて４を一体的に保持
し、加工テーブル１上に立設された鉛直ガイド２に沿っ
て昇降可能に配置されて、溶着こて４を上下動させる。
【００１２】このように構成された溶着装置１０は、加
工テーブル１上に、被溶着物の一部に形成したボスＢを
突出させた被着体Ｗをセットした後、昇降機構３が下降
して、所定の加圧力により溶着こて４の先端をボスＢの
頭部に接触させることで、これを加熱溶融し、こて４の
先端凹部形状に応じてリベット頭部のような形状に平坦
化して、被着体ＷにボスＢの頭部を加締め付けする。
【００１３】次に、上記の自動溶着装置１０の制御手順
を図３に基づいて説明する。まず、装置１０の運転開始
後、温度制御部５は駆動制御部８からの指令に基づいて
温度制御を開始し、従来と同様、ボスＢを構成する熱可
塑性樹脂の溶融温度に合わせて内蔵する溶着こて４のヒ
ータをその溶融温度相当に加熱制御する一方（ステップ
ＳＴ１０１〜１０３）で、操作スイッチ７のオン信号に
より昇降装置３を下降させる（ステップＳＴ１０４，１
０５）。昇降機構３の下降に伴って溶着こて４の先端部
４ａがボスＢの頭部に接触すると、図２（ａ）に拡大し
て示すように、溶着こて４の先端部４ａがボスＢの頭部
を所定の加圧力により押圧して加熱溶融する。これによ
り、溶着こて４はその先端形状に応じてボスＢの頭部を
凹部形状に形成しつつ順次下降変位する。そして、同図
（ｂ）に示すように、溶着こて４の先端部４ａが被着体
Ｗの上面に接触するように下降したとき、変位量検出手
段１２によって検出されていた溶着こて４の移動量と予
め設定されていた設定値とが駆動制御部８によって比較
される（ステップＳＴ１０６）。そして、駆動制御部８
は、溶着こて４の移動量が設定値に一致すると、昇降装
置３を上昇させて（ステップＳＴ１０７）一加工サイク
ルを終了する。一方、溶着こて４の移動量が設定値に達
していなければ、一致するまで溶着こて４は下降変位し
続ける。なお、全ての溶着処理の終了は、不図示の終了
信号を駆動制御部８に入力することで実行されるように
したり、予めプログラムされた溶着処理回数に基づいて
駆動制御部８が動作するようにすることができる。
【００１４】このように、溶着こて４の温度と移動量と
による制御方法に従えば、従来装置で問題となった、被
着体Ｗの比熱やボスＢ径の相違などによる伝熱時間、あ
るいは作業雰囲気温度の違いによる溶融状態の変動を解
消して、安定した品質の溶着加工物が得られる。
【００１５】なお、上記実施形態では、昇降装置３を自
動昇降する場合の制御形態について説明したが、例えば
手動操作により昇降させる場合には、設定値まで下降し
たら、変位量検出装置１２の出力を受けてブザー鳴動な
どの警報出力を発生させ、この警報出力に応じて上昇さ
せるように構成することもできる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る自動溶
着装置によれば、溶着こての温度と被溶着物に向かって
下降する移動量の２つの溶着条件で溶着を行っているの
で、従来装置で発生した不具合を解消できて、熱溶着作
業を確実、かつ常時一定の品質で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる溶着装置の構成図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示す被溶着物と溶着こて
の断面図で、（ａ）は溶着初期、（ｂ）は溶着後期を示
す。
【図３】同装置を用いた制御手順を示すフローチャート
である。
【図４】従来の溶着装置の構成図である。
【図５】同装置を用いた制御手順を示すフローチャート
である。
【符号の説明】
３ 昇降機構 ４ 溶着こて ４ａ 先端部 ５ 温度制御部 ８ 駆動制御部 １２ 変位量検出装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被溶着物を加熱溶着する溶着こてと、該
    溶着こてを前記被溶着物に対し接近離間させる昇降機構
    と、前記溶着こてを所定温度に加熱制御する温度制御部
    と、前記溶着こての初期位置から先端が前記被溶着物に
    接して該被溶着物を所定量だけ溶融するまでの移動量を
    検出する変位量検出手段と、該変位量検出手段の検出出
    力を予め設定した設定値と比較し、設定値に達した時点
    で前記昇降機構を制御して前記溶着こてを初期位置に復
    帰させ、且つ前記溶着こての加熱を停止させる駆動制御
    部とを具備したことを特徴とする自動溶着装置。
JP22015699A 1999-08-03 1999-08-03 自動溶着装置 Abandoned JP2001038809A (ja)

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