JP3627231B2 - Method and apparatus for detecting high-frequency induction heating degree of thermoplastic resin - Google Patents

Method and apparatus for detecting high-frequency induction heating degree of thermoplastic resin Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法および検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車の内装、例えばドアトリム等においては、熱可塑性樹脂の芯材(成形材)の表面にカーペットまたはファブリックを張り付けて装飾したものがある。この芯材とカーペットとは、接着剤、タッカー止め等によって接合する方法もあるが、この方法によると、接着剤の塗布、圧着、端部のタッカー止めを行う必要がある。そのため、組み付け工程数が多いという問題を抱えていた。
【0003】
そこで、本出願人は、特開平4−103338号公報にて、ファブリックを熱可塑性樹脂へ高周波誘導加熱によって接合する技術を提案し、さらに特願平9−202467号明細書にて、融着ホーンに巻回された検出コイルの起電力を監視することによって熱可塑性樹脂に生ずるアンカー効果の発生するタイミングを捉える技術等を提案した。そして、このアンカー効果の発生するタイミングを捉える技術によると、融着ホーンの検出コイルに生ずる起電力を監視し、その急激な増大から所定時間経過をアンカー効果の発生するタイミングとしている。このため、検出コイルの起電力の急激な増大を基準にすることから、この「急激な増大」を除けば比較的安定した起電力が検出コイルから得られることを必要としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特願平9−202467号明細書に開示したアンカー効果の発生するタイミングを捉える技術によると、融着ホーンに巻回された検出コイルに誘起する高周波電力が安定していない場合には、本来、監視すべき検出コイルによる起電力の「急激な増大」の他に、高周波発生源の不安定を要因とする急激な増大または減少が生じるため、「急激な増大」を誤って検出するおそれがある。具体的には、例えば工場構内等の電源環境が良好でない場合に生じ得る高周波発生源の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱がその要因となる。
【0005】
この高周波発生源の電源電圧変動は、高周波発生源の一次電源側に自動電圧調整装置を介在させ一次側電源電圧を安定させることによって解決し得るが、高周波発生源の消費電力が極めて多いことから、大電力仕様の自動電圧調整装置を必要とする。したがって、多大な設備コストの増大を免れ得ないという新たなる問題を生ずる。
【0006】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を検出し得る熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法および検出装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法では、検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が前記検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより前記高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを技術的特徴とする。
【0010】
上記目的を達成するため、請求項2の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置では、検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第1の検出器と、
前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第2の検出器と、
前記駆動電源電圧に基づいて前記高周波誘導電圧を補正する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記第1の検出器により検出された前記駆動電源電圧の変動が前記第2の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記第2の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを技術的特徴とする。
【0011】
また、請求項の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置では、請求項記載の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置において、前記第1の検出器に代えて、前記高周波発生コイルの出力電圧を検出する第3の検出器を備えることを技術的特徴とする。
【0012】
請求項1の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、高周波発生コイルから検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。
【0015】
請求項の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第1の検出器と、高周波発生コイルから融着ホーンに巻回された検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第2の検出器と、高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて高周波誘導電圧を補正する演算装置とを備え、演算装置は、第1の検出器により検出された駆動電源電圧の変動が第2の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、第2の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。即ち、第1の検出器により検出した高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて、第2の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。
【0016】
請求項の発明では、高周波発生コイルの出力電圧を検出する第3の検出器と、高周波発生コイルから融着ホーンに巻回された検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第2の検出器と、高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて高周波誘導電圧を補正する演算装置とを備える。即ち、第3の検出器により検出した高周波発生コイルの出力電圧に基づいて、第2の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、電源電圧の変動或いはその他の要因による高周波発振器の高周波電力の強弱が生じても、高周波発生コイルの出力電圧に基づいて検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法および検出装置の実施形態について図1〜図7を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態を適用する高周波融着装置(以下「融着装置」)の構成を図1および図2に基づいて説明する。
図1に示すように、この融着装置は、ドアトリムの形状に適合するように構成した押圧型30と、この押圧型30の形状に合わせて形成した図示しない押圧型とからなる。そして、この図示しない押圧型には後述する高周波融着用のホーン(以下「融着ホーン」)40が配設され、押圧型30には融着ホーン40に対向して高周波発生用のコイル(以下「高周波コイル」)32が配設されている。
【0018】
押圧型30の上にはカーペット10が載置され、このカーペット10の上に不織布18を介在させて、ドアトリムを形成する熱可塑性のポリプロピレン樹脂(以下「PP樹脂」)20が重ねられている。カーペット10は、ナイロン毛12が植毛される基布14と、このナイロン毛12の脱毛を防ぐために基布14の裏面側に配設される熱可塑性のポリエチレン樹脂(以下「PE樹脂」)製のPEバッキング16とからなる。
なお、図示の便宜上、押圧型30等はその一部のみを示しているが、押圧型30等はドアトリムの形状に合わせて3次元的に曲面が形成され、その曲面に沿って複数組の高周波コイル32および融着ホーン40が配設されている。
【0019】
融着ホーン40は円柱形状からなり、高周波コイル32により高周波が印加されると渦電流によって発熱し得るように磁性体材料(例えば鉄)により形成されている。融着ホーン40の先端部には、山形状の突起が設けられるとともに、この突起の先端から先端周縁に向かって円弧形状の縦断面をなす凹部が形成されている。このように形成された融着ホーン40の先端部が高周波電力により加熱されることによって、融着ホーン40に押圧されたPP樹脂20とカーペット10とが融着される。
【0020】
ストッパ50は融着ホーン40の外周を取り巻くリング形状からなり、高周波が印加されても渦電流が発生し難いように低磁性率のセラミック材料により形成されている。このストッパ50は融着ホーン40によって溶融したPP樹脂20の流出を防止するために設けられ、その下端周縁から下端中央部に向かってリング状の凹部が形成されている。このようにストッパ50の下端部を形成することにより、溶融したPP樹脂をストッパ50の凹部内に溜め外部に漏れ出ることを防止して溶融した樹脂をカーペット10との融着に利用するようになっている。またストッパ50は、次述するピックアップコイル52を巻回するコイルボビンの役割をも果たしている。
【0021】
ピックアップコイル52はストッパ50の外周に巻回され、その両端部は整流器54に電気的に接続されている。つまり、高周波コイル32から発せられた高周波を高周波誘導により検出し、整流器54によってピックアップコイル電圧として取り出すことを可能にしている。なお、この整流器54により取り出されたピックアップコイル電圧は、誘導する高周波電力強弱によって連続的に変化するアナログ値として出力されるものであるから、後述するA/D変換器56により段階的に変化するディジタル値に変換される。これにより、高周波電力の強弱が、所定の演算処理を行うシーケンサ60に取込み可能なデータ形式に変換される。
【0022】
高周波コイル32は線径が比較的大きく設定された大電力用の巻線材からなり、その両端部は高周波発振器33に電気的に接続されている。つまり、高周波発振器33により印加される高周波電力を、カーペット10およびPP樹脂20を介在させながら対向して位置する融着ホーン40に高周波エネルギーとして誘導させることを可能にしている。
【0023】
高周波発振器33は一次電源34から供給された交流電力を所定周波数の高周波エネルギーに変換して高周波コイル32に供給する装置である。そのため、高周波コイル32に供給し得る高周波電力は一次電源34の電圧変動に影響を受け易い。例えば融着装置が設置される工場構内等において、大電力を必要とする他の機械装置等が起動すると、その起動に伴い一次電源34の負荷が大きく変動するため、一次電源34の電圧にいわゆる「ゆらぎ」や「瞬断」が生じたりする場合がある。このような良好ではない電源環境にあっては、一次電源34の電圧変動に伴う高周波発振器33の高周波電力の出力変動が生ずるため、高周波電力の強弱を検出しピックアップコイル電圧として出力するピックアップコイル52の高周波誘導電圧にも影響を与えることになる。
【0024】
したがって、この一次電源34に整流器36を電気的に接続し、一次電源34の電圧を取り出すことによって負荷変動等に伴う電源電圧変動量の情報をシーケンサ60に取り込む。そして、取り込んだ変動量情報に基づいて前述したピックアップコイル52に誘導したピックアップコイル電圧を後述する所定のアルゴリズムによって補正することで、正確なピックアップコイル電圧を得ることができる。また、この整流器36により取り出された電源電圧も、前述したピックアップコイル電圧と同様に、連続的に変化するアナログ値として出力されるものであるから、後述するA/D変換器38により段階的に変化するディジタル値に変換される。これにより、高周波電力の強弱が、所定の演算処理を行うシーケンサ60に取込み可能なデータ形式に変換される。
【0025】
なお、本実施形態では、一次電源34に接続された整流器36から一次電源34の電圧を取り出すことによって負荷変動等に伴う電源電圧変動量の情報をシーケンサ60に取り込んだが、高周波発振器33の出力側に電気的に接続された第2の検出器としての整流器から取り出した高周波発振器33の出力電圧変動量の情報をシーケンサ60に取り込んでも良い。これにより、高周波発振器33の出力変動を直接検出することができるため、一次電源34の電圧変動による高周波発振器33の出力変動のみならずその他の要因による出力変動についても、高周波発振器33の出力電圧に基づいてピックアップコイル52のピックアップコイル電圧を補正することができる。
【0026】
一次電源34は、高周波発振器33に交流電力を供給し得る交流電源装置であり、その投入または切断の制御、即ちオンオフ制御は図示しないインタフェースを介して遠隔でも操作可能に構成されている。これにより、後述するシーケンサ60によっても、オンオフ制御インタフェースを介して一次電源34のオンオフ制御がなされる。
【0027】
A/D変換器38、56はアナログ信号をディジタル信号に信号変換する装置である。つまり、A/D変換器38は整流器36からアナログ信号として出力される一次電源34の電圧信号を、またA/D変換器56は整流器54からアナログ信号として出力されるピックアップコイル52のピックアップコイル電圧を、それぞれ所定のサンプリング処理に従って数十ビットのディジタル信号に変換してシーケンサ60に出力する。そして、このディジタル信号として出力された電源電圧情報やピックアップコイル電圧情報は、シーケンサ60によって後述する高周波誘導加熱度の検出処理等に用いられる。
【0028】
次に、前述したピックアップコイル電圧および電源電圧に基づいて後述する補正処理、融着制御処理を行うシーケンサ60の構成について図2を参照して説明する。
シーケンサ60は、主に、表示部62、操作部64、CPU66a、メモリ66b、外部記憶装置66cおよびインタフェース66d、66eから構成されている。CPU66aはいわゆる中央演算処理装置であり、表示部62、操作部64、メモリ66b、外部記憶装置66c等の支援を受けながら所定の演算処理、各種制御処理等を行う。メモリ66bはシステムバスを介してCPU66aと接続されており、所定の制御プログラムの記憶や作業領域等に用いられる。また外部記憶装置66cには融着装置を制御するプログラムや後述するピックアップコイル電圧補正処理を行うプログラム、データ等が格納されており、これらのプログラムが必要に応じてメモリ66bにロードされる。さらにインタフェース66dには、表示部62、操作部64や外部記憶装置66cが接続されており、CPU66aとそれぞれの間とのデータのやり取りを制御している。他方、インタフェース66eには前述したA/D変換器38、56、一次電源34のオンオフ制御インタフェースが接続されている。そして、A/D変換器38、56から送出されてくるピックアップコイル電圧情報や電源電圧情報をCPU66aに順次転送するとともに、CPU66aから出力される一次電源34のオンオフ信号を一次電源34のオンオフ制御インタフェースに送出している。
【0029】
続いて、上述した融着装置による熱可塑性樹脂の融着工程を図1に基づいて説明する。先ず、高周波発振器33によって高周波コイル32に高周波を印加し融着ホーン40を加熱する。そして、この加熱した融着ホーン40をPP樹脂20に押圧すると、融着ホーン40の先端部によってPP樹脂20がカーペット10の裏面側に押圧されるため、加熱した融着ホーン40でPP樹脂20およびカーペット10のPEバッキング16を加熱、溶融する。これにより、PP樹脂20、即ちドアトリムにカーペット10が融着されるのである。そして、所定時間経過した後、高周波発振器33の電源を切断することにより高周波コイル32への高周波の印加を停止し、融着ホーン40を冷却させてから融着箇所より融着ホーン40を引き抜くことで融着工程が終了する。このように融着されたPP樹脂20とPEバッキング16とは、接合部にて互いに複雑に入り組み合うことからアンカー効果が発生し、このアンカー効果によってドアトリムにカーペット10を強固に融着することが可能となる。
【0030】
ここで、前述した融着装置による熱可塑性樹脂の融着工程を、図3に示すピックアップコイル52により検出するピックアップコイル電圧の経時変化に基づいて捉えると、次のように説明できる。なお、図3(A) において、実線はリアルタイムの融着ホーン40の高周波誘導電圧、即ちピックアップコイル52のピックアップコイル電圧の波形であり、鎖線はDT分の遅延を与えた波形を示している。また、図3(B) は、図3(A) の符号F部を拡大して表した説明図である。
【0031】
先ず、時刻C1において図1に示す高周波発振器33によって高周波コイル32に高周波電力を印加し、融着ホーン40の加熱を開始する。この高周波電力の印加によって融着ホーン40の温度が高まり、ピックアップコイル電圧が徐々に上昇するとともに(時刻C1〜C2)、PP樹脂20が溶け始めることにより融着ホーン40が僅かに高周波コイル32側に近づく。すると、高周波コイル32に接近した分、融着ホーン40の受け得る高周波電力が増大することから、ピックアップコイル電圧がさらに上昇する(時刻C2〜A)。そして、PP樹脂20が完全に溶融することによって融着ホーン40が高周波コイル32に急速に接近することから、ピックアップコイル電圧も急上昇する(時刻A〜D)。このピックアップコイル電圧が急上昇した時刻Aから所定時間経過後の時刻Bにて、高周波電力の印加を停止、即ち時刻A〜時刻Bまでの時間を制御する。これにより、融着ホーン40の温度管理を行い得るため、最適なアンカー効果、即ち最も高い融着力を発揮するように融着ホーン40の温度コントロールがなされる。
【0032】
さらに、前述したPP樹脂20が完全に溶融し、融着ホーン40が高周波コイル32に急速に接近、即ちピックアップコイル電圧が急上昇したか否かの判断について説明する。
ピックアップコイル電圧が急上昇したか否かの判断は、図3(A) 中の実線で示すリアルタイムのピックアップコイル電圧と、鎖線で示す遅延を与えたピックアップコイル電圧との差分の大きさに基づいて行われる。つまり、図3(B) 中の時刻Gにて指示するようにピックアップコイル電圧が緩やかに上昇しているときには、リアルタイムのピックアップコイル電圧値と遅延を与えたピックアップコイル電圧値との差分は小さな値になるのに対し、ピックアップコイル電圧が急上昇することにより時刻Hにて指示するようなリアルタイムのピックアップコイル電圧値と遅延を与えたピックアップコイル電圧値との差分は大きな値となる。このような差分の大小によりピックアップコイル電圧の急上昇を判断する。
【0033】
しかしながら、実際にピックアップコイル52により検出したピックアップコイル電圧PVの測定波形を観察すると、図5(B) に示すように、本来の「ピックアップコイル電圧の急上昇(時刻A〜D)」(図5(B) 中の符号α)の他に、それに類似するピックアップコイル電圧の急上昇(図5(B) 中の符号β、γ)を複数箇所において確認することができる。これは、前述したように例えば融着装置が設置される工場構内等の電源環境が良好ではない場合に生じ得る一次電源34の電圧VPSの「ゆらぎ」等を要因とする高周波発振器33の高周波電力の出力変動によるものである。したがって、この図5(B) 中の符号β、γに示す「類似するピックアップコイル電圧の急上昇」と「本来のピックアップコイル電圧の急上昇(時刻A〜D)」との区別がつき難く、両者を誤って検出する等の誤作動を招くおそれが生じ得る。そこで、次に説明するピックアップコイル電圧の補正処理が必要となる。
【0034】
ピックアップコイル電圧の補正処理を図2および図4に基づいて説明する。
図4に示すピックアップコイル電圧の補正処理は、前述したシーケンサ60により行われる。まず、ステップS10において、補正基本データの設定値の取り込みが行われる。つまり、ピックアップコイル電圧の位相遅れ時間PDTと補正係数Kとを図2に示す外部記憶装置66cまたは操作部64から読み込む。ここにいう位相遅れ時間PDTとは、高周波発振器33の電源電圧の変動による高周波電力の強弱が、ピックアップコイル52のピックアップコイル電圧の変動として現れるまでの時間をいい、この位相遅れ時間だけ遡ってピックアップコイル電圧の補正を行うための補正基本データである。また補正係数Kとは、電源電圧の変動に基づいてピックアップコイル電圧の変動を補正する際に、双方の変動幅の割合の違いを吸収するために用いられる定数である。例えば位相遅れ時間PDTは0.2秒、補正係数Kは0.4に設定される。
【0035】
ステップ12では、電源電圧の初期値VPS(0)取り込みが行われる。つまり、図2に示す一次電源34の現在の電圧情報を、整流器36およびA/D変換器38を介してシーケンサ60に読み込む。この電源電圧の初期値VPS(0)は電源電圧の変動幅を求めるための基準値になるもので、後述するステップ16の補正計算において用いられる。このステップ12までがいわゆる初期設定に相当するもので、実際のピックアップコイル電圧等の読み込みとその補正は、次のステップ14とステップ16とによって繰り返し行われる。
【0036】
ステップS14では、電源電圧VPS(T)とピックアップコイル電圧PV(T)の読み込みが行われる。つまり、任意時刻Tにおいて、一次電源34の電圧情報とピックアップコイル52のピックアップコイル電圧情報を、それぞれA/D変換器38、A/D変換器56等を介して読み込み、一旦、メモリ66bの作業領域等に記憶する。そして、ステップS16において、時刻Tから位相遅れ時間だけ遡った時刻(T−PDT)における電源電圧VPSから電源電圧の初期値VPS(0)を引いたもの、即ち電源電圧の変動幅を求め、この電源電圧の変動幅に補正係数Kを掛けたものを時刻Tにおけるピックアップコイル電圧PVから減算することによって、ピックアップコイル補正電圧V(T)を算出する。
【0037】
上述したピックアップコイル電圧の補正処理によると、高周波コイル32に接続された高周波発振器33を駆動する一次電源34の電圧変動(VPS(T−PDT)−VPS(0))に基づいて、融着ホーン40に巻回されたピックアップコイル52のピックアップコイル電圧PV(T)を補正し、ピックアップコイル補正電圧V(T)を得る。これにより、図5(A) に示すように、一次電源34の電圧VPSに「ゆらぎ」等が含まれていても、その「ゆらぎ」等の影響を受けない良好なピックアップコイル電圧Vを求めることができる。したがって、前述したような融着装置が設置される工場構内等の電源環境が良好ではない場合であっても、本来の「ピックアップコイル電圧の急上昇(時刻A〜D)」(図5(A) 中の符号X)を正確に捉えることができる。つまり、高周波発振器33の一次電源34の電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出することができる。
【0038】
次に、前述したピックアップコイル電圧の補正処理を適用した融着装置による融着制御処理を図6および図7に基づいて説明する。
図6に示すように、先ず、ステップS110において、経過時間をTに、時刻Tでの電圧をVとして設定し、次ぐステップS112において、データ処理変数を定義する。ここでは遅れ時間(遅延時間)DTに例えば0.2秒を、判定無効時間Cut Timeに所定時間を設定する。ここにいう判定無効時間とは、図3(A) 中に示す電源投入(時刻C1)からピックアップコイル電圧の急上昇(時刻A)に至るまでの所定時間をいい、この間はピックアップコイル電圧の急上昇は生じないため、その検出を休止する。さらに電源立ち上がり検出シキイ値Slant1として例えば1Vを設定する。この値は、図3(A) 中の時刻C1から時刻C2の一次電源34の投入時に生ずるピックアップコイル電圧の傾きを判断するもので、この傾きに基づいて一次電源34の投入を検出する。さらにまた樹脂交差開始検出電圧シキイ値Voltを設定する。この値は、図3(A) 中の時刻Aから時刻Dのピックアップコイル電圧の急上昇を検出するためのものである。さらに加えてピーク発生電圧誤差DVを設定する。この値は、ピックアップコイル52を介して検出することによりピックアップコイル電圧に含まれるノイズ成分を、ソフトウェア的に除去するためのものである。また樹脂交差促進時間JTを設定する。この値は、図3(A) 中の時刻Dから時刻Bまでの時間であって、融着ホーン40への高周波加熱を継続することによって樹脂を交差させ高い融着力を発揮させるためのものである。
【0039】
次に、ステップS113において、前述した補正基本データの設定値の取り込みを行う。つまり、ピックアップコイル電圧の位相遅れ時間PDTと補正係数Kとを図2に示す外部記憶装置66cまたは操作部64から読み込む。ここにいう位相遅れ時間PDTおよび補正係数Kは、先に説明した通りであり、例えば位相遅れ時間PDTは0.2秒、補正係数Kは0.4に設定される。
【0040】
引き続き、ステップS114においてデータ初期値を設定する。ここでは、最大電圧Peek Volt を0に、最大電圧発生時間Peek Time を0に、経過時間Tを0、即ちリセットに、それぞれ設定する。そして、図1に示す一次電源34の投入により高周波発振器33への通電を開始(S116)することにより、高周波コイル32から発せられる高周波によって融着ホーン40の加熱を始める。次いでタイマーTのカウントをスタートし(S118)、スタートタイムをTに設定する(S120)。その後、現在のピックアップコイル電圧V(T)から遅延時間を与えたピックアップコイル電圧V(T−DT)を減算した値が、上述したステップS112にて設定した電源立ち上がり検出シキイ値Slant1未満か否かを判断する(S122)。そして、減算値がSlant1未満、即ち一次電源34の投入が確認されるまでは(S122がYes)、ステップS120に戻りスタートタイムをTに設定し直す。他方、減算値がSlant1越えて一次電源34の投入が確認されたならば(S122がNo)、ステップS123において一次電源34による電源電圧の初期値を取り込む。
【0041】
ステップS123では、前述したように補正計算の基準値となる一次電源34の電源電圧を初期値VPS(0)として取り込む。このように、投入後の一次電源34の電圧を測定することによって、高周波発振器33の通電に伴う電源負荷変動による電圧変動の影響を受けることのない電圧を初期値VPS(0)として得ることができる。したがって、前述した補正計算をより正確に行うことができる。電源電圧を初期値VPS(0)として取り込んだ後は、判定無効時間Cut Timeが経過するまで待機する(S124)。
【0042】
所定時間の判定無効時間Cut Timeが経過すると(S124がNo)、図3(A) に示すピックアップコイル電圧の急上昇の検出を開始する。
なお、以下のステップにおいて検出または演算に用いられるピックアップコイル補正電圧V(T)は、図7に示すピックアップコイル電圧補正サブルーチンによって予め補正されたものである。つまり、図4に示すステップS14に対応する図7のステップS150では、電源電圧VPS(T)とピックアップコイル電圧PV(T)の読み込みが行われる。また図4に示すステップS16に対応する図7のステップS152では、時刻Tから位相遅れ時間だけ遡った時刻(T−PDT)の電源電圧VPSから電源電圧の初期値VPS(0)を引いたもの、即ち電源電圧の変動幅を求め、この電源電圧の変動幅に補正係数Kを掛けたものを時刻Tにおけるピックアップコイル電圧PVから減算することによって、ピックアップコイル補正電圧V(T)を算出する。このようにして算出されたピックアップコイル補正電圧V(T)が、ステップS125およびステップS129のピックアップコイル電圧補正サブルーチンによって得られる。
【0043】
ステップS126では、現在のピックアップコイル補正電圧V(T)から遅延を与えたピックアップコイル補正電圧V(T−DT)を減算した値が、測定された最大電圧Peek Volt を越えたか否かを判断する。ここで、減算値が、最大電圧Peek Volt を越えたときには(S126がYes)、最大電圧値としてこの減算値を設定する(S128)。即ち現在のピックアップコイル補正電圧V(T)と遅延を与えたピックアップコイル補正電圧V(T−TD)との差分のうちで、最も大きな値を最大電圧Peek Volt として設定するのである。
【0044】
次いでステップS130では、現在のピックアップコイル補正電圧V(T)から遅延を与えたピックアップコイル補正電圧V(T−TD)と、上述したノイズを除去するためのピーク発生電圧誤差DVとを減算した値が、最大電圧Peek Volt を越えるか否かを判断する。ここで、減算値が、最大電圧Peek Volt を越えたときには(S130がYes)、最大電圧の発生した時刻Peek Time を現時刻Tに設定する(S132)。即ち、ノイズによる誤差に左右されないように最大電圧発生時間Peek Time を設定する。
【0045】
ステップS134では、測定された最大電圧Peek Volt が、図3(A) 中の時刻Aから時刻Dのピックアップコイル補正電圧の急上昇を検出するため、前述したステップS112により設定した樹脂交差開始検出電圧シキイ値Volt未満か否かを判断する。ここで、検出した最大電圧Peek Volt が、樹脂交差開始検出電圧シキイ値Volt未満のとき、即ちピックアップコイル補正電圧が急上昇する以前であれば(S134がYes)、ステップS125に戻って最大電圧Peek Volt の検出を継続する。他方、検出した最大電圧Peek Volt が、樹脂交差開始検出電圧シキイ値Volt以上のとき、即ちピックアップコイル補正電圧が急上昇したときには(S134がNo)、現在の時刻Tから最大電圧の発生した時刻Peek Time を引いた値が、前述したステップS112により設定した樹脂交差促進時間JT未満か否かを判断する(S136)。ここで、この樹脂交差促進時間JTを経過、即ち図3(A) に示す時刻Dから時刻Bまで図1に示す融着ホーン40への高周波加熱を継続すると(S136がNo)、高周波発振器33の通電を終了して(S138)、全ての処理を完了する。
【0046】
以上説明したように本実施形態によると、高周波コイル32に接続された高周波発振器33を駆動する一次電源34の電圧変動(VPS(T−PDT)−VPS(0))に基づいて、融着ホーン40に巻回されたピックアップコイル52のピックアップコイル電圧PV(T)を補正し、ピックアップコイル補正電圧V(T)を得る。このため、一次電源34の電圧VPSに「ゆらぎ」等が含まれていても、その「ゆらぎ」等の影響を受けない良好なピックアップコイル電圧Vを求めることができる。これにより、融着装置が設置される工場構内等の電源環境が良好ではない場合であっても、高周波発振器33の一次電源34の電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出し得る効果がある。したがって、良好ではない電源環境下でも、融着ホーン40の適切な温度管理ができるため、最適なアンカー効果、即ち最も高い融着力を発揮する熱可塑性樹脂の高周波融着を可能にし得る効果がある。
【0047】
また、本実施形態によると、整流器36により検出した高周波発振器33の一次電源34の電圧に基づいて、整流器54により検出したピックアップコイル52のピックアップコイル電圧をシーケンサ60によって補正する。このため、一次電源34の「ゆらぎ」等による高周波発振器33の出力に強弱が生じても、高周波出力の変動要因である一次電源34の電圧変動に基づいてピックアップコイル52のピックアップコイル電圧値を補正することができる。これにより、高周波発振器33の一次電源34の電圧変動の有無に拘らず所定の熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出し得る効果がある。したがって、良好ではない電源環境下であっても、融着ホーン40の適切な温度管理ができるため、最も高い融着力を発揮する熱可塑性樹脂の高周波融着を可能にし得る効果がある。
【0048】
さらに、本実施形態によると、融着装置において、整流器36により検出した高周波発振器33の一次電源34の電圧に基づいて、整流器54により検出したピックアップコイル52のピックアップコイル電圧をシーケンサ60によって補正する。このため、一次電源34の「ゆらぎ」等による高周波発振器33の出力に強弱が生じても、高周波出力の変動要因である一次電源34の電圧変動に基づいてピックアップコイル52のピックアップコイル電圧値を補正することができる。これにより、高周波発振器33の一次電源34の電圧変動の有無に拘らず所定の熱可塑性樹脂の加熱状態を正確に検出し得る効果がある。したがって、良好ではない電源環境下でも、融着ホーン40の適切な温度管理ができるため、最適なアンカー効果、即ち最も高い融着力を発揮する熱可塑性樹脂の高周波融着装置を提供し得る効果がある。
【0049】
本実施形態では、2枚以上の熱可塑性樹脂(例えば、PP樹脂20,カーペット10)を融着し得る他、熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂以外の被融着材(例えば、起毛材、布材)とを融着することができる。
【0050】
【発明の効果】
請求項1の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、高周波発生コイルから検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。したがって、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を検出し得る効果がある。
【0053】
請求項の発明では、高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第1の検出器と、高周波発生コイルから融着ホーンに巻回された検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第2の検出器と、高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて高周波誘導電圧を補正する演算装置とを備え、演算装置は、第1の検出器により検出された駆動電源電圧の変動が第2の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、第2の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する。即ち、第1の検出器により検出した高周波発振器の駆動電源電圧に基づいて、第2の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、高周波発振器の電源電圧変動に伴う高周波電力の強弱が生じても、電源電圧の変動量に基づき電源電圧に対する高周波誘導電圧の位相遅れ時間だけ遡って検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。したがって、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず熱可塑性樹脂の加熱状態を検出し得る効果がある。したがって、高周波発生源の電源電圧変動の有無に拘らず所定の高周波誘導加熱度を検出し得る効果がある。
【0054】
請求項の発明では、第3の検出器により検出した高周波発生コイルの出力電圧に基づいて、第2の検出器により検出した検出コイルの高周波誘導電圧を演算装置によって補正する。これにより、電源電圧の変動或いはその他の要因による高周波発振器の高周波電力の強弱が生じても、高周波発生コイルの出力電圧に基づいて検出コイルの高周波誘導電圧値を補正することができる。したがって、高周波発生源の電源電圧変動のみならず、他の外的或いは内的要因によって高周波発振器の高周波電力の強弱が生じても、それらの有無に拘らず所定の高周波誘導加熱度を検出し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による融着装置の構成を示す模式的説明図である。
【図2】本実施形態による融着装置のシーケンサの概略構成を示すブロック図である。
【図3】図3(A) は本実施形態の融着装置により検出されたピックアップコイル電圧を示す特性図であり、図3(B) は図3(A) 中のF部を拡大した説明図である。
【図4】本実施形態によるピックアップコイル電圧の補正処理を示すフローチャートである。
【図5】図5(A) は本実施形態によるピックアップコイル電圧の補正処理後のピックアップコイル電圧を示す特性図であり、図5(B) は当該補正処理前のピックアップコイル電圧を示す特性図である。
【図6】本実施形態の融着装置による融着制御処理を示すフローチャートである。
【図7】図6に示す融着制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 カーペット (熱可塑性樹脂)
16 PEバッキング (熱可塑性樹脂)
20 PP樹脂 (熱可塑性樹脂)
30 押圧型
32 高周波コイル (高周波発生コイル)
33 高周波発振器
34 一次電源
36 整流器 (第1の検出器)
40 融着ホーン
52 ピックアップコイル(検出コイル)
54 整流器 (第2の検出器)
60 シーケンサ (演算装置)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection method and a detection apparatus for a high frequency induction heating degree of a thermoplastic resin.
[0002]
[Prior art]
Some automobile interiors, such as door trims, are decorated with a carpet or fabric attached to the surface of a core material (molding material) of a thermoplastic resin. There is a method of joining the core material and the carpet by an adhesive, tackering, or the like. However, according to this method, it is necessary to apply an adhesive, crimp, and tacker the end. Therefore, there was a problem that the number of assembly processes was large.
[0003]
In view of this, the present applicant has proposed a technique for joining a fabric to a thermoplastic resin by high-frequency induction heating in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-103338, and in Japanese Patent Application No. 9-202467, a fusion horn. We have proposed a technique that captures the timing at which the anchor effect that occurs in the thermoplastic resin occurs by monitoring the electromotive force of the detection coil wound around. According to the technique for capturing the timing at which the anchor effect occurs, the electromotive force generated in the detection coil of the fusion horn is monitored, and a predetermined time has elapsed from the rapid increase as the timing at which the anchor effect occurs. For this reason, since the rapid increase in the electromotive force of the detection coil is used as a reference, it is necessary to obtain a relatively stable electromotive force from the detection coil except for this “rapid increase”.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the technique for capturing the timing at which the anchor effect occurs disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 9-202467, the high-frequency power induced in the detection coil wound around the fusion horn is not stable. In addition to the “rapid increase” of the electromotive force caused by the detection coil to be monitored, a sudden increase or decrease caused by instability of the high-frequency generation source occurs, so the “rapid increase” is erroneously detected. There is a risk. Specifically, for example, the strength of the high-frequency power accompanying the fluctuation of the power supply voltage of the high-frequency generation source that may occur when the power supply environment such as the factory premises is not good is a factor.
[0005]
This power supply voltage fluctuation of the high frequency generation source can be solved by interposing an automatic voltage regulator on the primary power supply side of the high frequency generation source to stabilize the primary side power supply voltage, but the power consumption of the high frequency generation source is extremely large. Need an automatic voltage regulator with high power specifications. Therefore, there arises a new problem that it is inevitable that the equipment cost is greatly increased.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a thermoplastic resin that can detect the heating state of the thermoplastic resin regardless of the presence or absence of power supply voltage fluctuation of the high-frequency generation source. An object of the present invention is to provide a detection method and a detection apparatus for high-frequency induction heating.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the method for detecting the high frequency induction heating degree of the thermoplastic resin according to claim 1, the fusion horn around which the detection coil is wound and the high frequency generating coil are overlapped with each other, Method for detecting high-frequency induction heating degree of thermoplastic resin in high-frequency fusion in which this thermoplastic resin and fusion-bonding material are fused by the fusion horn disposed by interposing a fusion material and heated by high-frequency induction so When the thermoplastic resin melts, the fusion horn and the high frequency generating coil rapidly approach each other, so that the high frequency induction voltage of the detection coil rapidly rises to detect the melting of the thermoplastic resin. To detect the heating state of the thermoplastic resin A method for detecting a high-frequency induction heating degree of a thermoplastic resin,
With respect to the initial voltage value of the power supply voltage at a time that is back by the time until the strength of the high frequency power due to the fluctuation of the power supply voltage driving the high frequency oscillator connected to the high frequency generating coil appears as the fluctuation of the high frequency induction voltage of the detection coil The amount of fluctuation is obtained, and the correction value based on the amount of fluctuation is subtracted from the high-frequency induction voltage value induced from the high-frequency generation coil to the detection coil, thereby correcting the high-frequency induction voltage value, and the corrected high-frequency induction voltage A technical feature is to detect the heating state of the thermoplastic resin based on the value.
[0010]
In order to achieve the above object, in the detection device for the high frequency induction heating degree of the thermoplastic resin according to claim 2, the fusion horn around which the detection coil is wound and the high frequency generating coil are overlapped with each other, An apparatus for detecting a high frequency induction heating degree of a thermoplastic resin in a high frequency fusion in which the thermoplastic resin and a material to be fused are fused by the fusion horn disposed by interposing a fusion material and heated by high frequency induction. so When the thermoplastic resin melts, the fusion horn and the high frequency generating coil rapidly approach each other, so that the high frequency induction voltage of the detection coil rapidly rises to detect the melting of the thermoplastic resin. To detect the heating state of the thermoplastic resin A detection device for high-frequency induction heating degree of thermoplastic resin,
A first detector for detecting a driving power supply voltage of a high-frequency oscillator connected to the high-frequency generating coil;
A second detector for detecting a high-frequency induced voltage induced from the high-frequency generating coil to the detection coil;
An arithmetic unit for correcting the high-frequency induced voltage based on the drive power supply voltage,
The arithmetic unit is configured to output the power supply voltage at a time that is traced back by a time until the fluctuation of the driving power supply voltage detected by the first detector appears as the fluctuation of the high-frequency induction voltage detected by the second detector. Is obtained by subtracting a correction value based on the fluctuation amount from the high-frequency induction voltage value detected by the second detector, thereby correcting the corrected high-frequency induction voltage value. The present invention is characterized by detecting the heating state of the thermoplastic resin based on the high frequency induction voltage value.
[0011]
Claims 3 In the detection apparatus of the high frequency induction heating degree of the thermoplastic resin of claim 2 The detection apparatus for the high-frequency induction heating degree of the thermoplastic resin described above is characterized in that a third detector that detects an output voltage of the high-frequency generating coil is provided instead of the first detector.
[0012]
In the first aspect of the present invention, the power supply voltage for driving the high frequency oscillator connected to the high frequency generating coil Obtain the amount of fluctuation for the initial voltage value of the power supply voltage at the time before the time until the strength of the high-frequency power due to the fluctuation appears as the fluctuation of the high-frequency induction voltage of the detection coil. The high frequency induction voltage value is corrected by subtracting from the high frequency induction voltage value induced in the detection coil, and the heating state of the thermoplastic resin is detected based on the corrected high frequency induction voltage value. To do. As a result, even if the high-frequency power level changes due to the power supply voltage fluctuation of the high-frequency oscillator, it is based on the fluctuation amount of the power supply voltage. Go back by the phase delay time of the high-frequency induced voltage relative to the power supply voltage The high frequency induction voltage value of the detection coil can be corrected.
[0015]
Claim 2 In the invention, the first detector for detecting the driving power supply voltage of the high-frequency oscillator connected to the high-frequency generating coil and the high-frequency induced voltage induced from the high-frequency generating coil to the detection coil wound around the fusion horn are detected. A second detector; and an arithmetic unit that corrects a high-frequency induced voltage based on a drive power supply voltage of the high-frequency oscillator. The arithmetic unit calculates the initial voltage value of the power supply voltage at a time that is traced back until the fluctuation of the driving power supply voltage detected by the first detector appears as the fluctuation of the high-frequency induction voltage detected by the second detector. Is obtained by subtracting a correction value based on the fluctuation amount from the high-frequency induction voltage value detected by the second detector, thereby correcting the high-frequency induction voltage value. Detects the heating state of thermoplastic resin based on The That is, based on the driving power supply voltage of the high frequency oscillator detected by the first detector, the high frequency induction voltage of the detection coil detected by the second detector is corrected by the arithmetic unit. As a result, even if the high-frequency power level changes due to the power supply voltage fluctuation of the high-frequency oscillator, it is based on the fluctuation amount of the power supply voltage. Go back by the phase delay time of the high-frequency induced voltage relative to the power supply voltage The high frequency induction voltage value of the detection coil can be corrected.
[0016]
Claim 3 In the invention, the third detector for detecting the output voltage of the high frequency generating coil, the second detector for detecting the high frequency induced voltage induced in the detection coil wound around the fusion horn from the high frequency generating coil, And an arithmetic unit that corrects the high-frequency induced voltage based on the drive power supply voltage of the high-frequency oscillator. That is, based on the output voltage of the high frequency generating coil detected by the third detector, the high frequency induction voltage of the detecting coil detected by the second detector is corrected by the arithmetic unit. Thus, even if the high-frequency power of the high-frequency oscillator is changed due to fluctuations in the power supply voltage or other factors, the high-frequency induced voltage value of the detection coil can be corrected based on the output voltage of the high-frequency generating coil.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a detection method and a detection apparatus for a high frequency induction heating degree of a thermoplastic resin according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of a high-frequency fusion apparatus (hereinafter referred to as “fusion apparatus”) to which an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, this fusion apparatus includes a pressing die 30 configured to match the shape of the door trim, and a pressing die (not shown) formed in accordance with the shape of the pressing die 30. The pressing mold (not shown) is provided with a horn for high frequency fusion (hereinafter referred to as “fusion horn”) 40, which will be described later. A “high frequency coil”) 32 is provided.
[0018]
A carpet 10 is placed on the pressing mold 30, and a thermoplastic polypropylene resin (hereinafter “PP resin”) 20 that forms a door trim is placed on the carpet 10 with a nonwoven fabric 18 interposed therebetween. The carpet 10 is made of a base cloth 14 on which nylon hair 12 is planted, and a thermoplastic polyethylene resin (hereinafter referred to as “PE resin”) disposed on the back side of the base cloth 14 to prevent the nylon hair 12 from being removed. It consists of PE backing 16.
For convenience of illustration, only a part of the pressing die 30 or the like is shown, but the pressing die 30 or the like has a curved surface formed three-dimensionally according to the shape of the door trim, and a plurality of sets of high-frequency waves are formed along the curved surface. A coil 32 and a fusion horn 40 are provided.
[0019]
The fusion horn 40 has a cylindrical shape, and is formed of a magnetic material (for example, iron) so that heat can be generated by eddy current when a high frequency is applied by the high frequency coil 32. The front end of the fusion horn 40 is provided with a mountain-shaped protrusion, and a recess having an arc-shaped vertical cross section from the front end of the protrusion toward the periphery of the front end. The tip portion of the fusion horn 40 formed in this way is heated by high-frequency power, so that the PP resin 20 pressed against the fusion horn 40 and the carpet 10 are fused.
[0020]
The stopper 50 has a ring shape surrounding the outer periphery of the fusion horn 40, and is formed of a ceramic material having a low magnetic constant so that an eddy current does not easily occur even when a high frequency is applied. This stopper 50 is provided in order to prevent the PP resin 20 melted by the fusion horn 40 from flowing out, and a ring-shaped recess is formed from the periphery of the lower end toward the center of the lower end. By forming the lower end portion of the stopper 50 in this way, the molten PP resin is stored in the concave portion of the stopper 50 to prevent leakage to the outside, and the molten resin is used for fusion with the carpet 10. It has become. The stopper 50 also serves as a coil bobbin for winding a pickup coil 52 described below.
[0021]
The pickup coil 52 is wound around the outer periphery of the stopper 50, and both ends thereof are electrically connected to the rectifier 54. That is, the high frequency emitted from the high frequency coil 32 is detected by high frequency induction, and can be extracted as a pickup coil voltage by the rectifier 54. The pickup coil voltage taken out by the rectifier 54 is the high frequency power to be induced. of Since it is output as an analog value that changes continuously depending on the strength, it is converted into a digital value that changes stepwise by an A / D converter 56 described later. As a result, the strength of the high-frequency power is converted into a data format that can be taken into the sequencer 60 that performs predetermined arithmetic processing.
[0022]
The high-frequency coil 32 is made of a high-power winding material having a relatively large wire diameter, and both ends thereof are electrically connected to the high-frequency oscillator 33. That is, the high frequency power applied by the high frequency oscillator 33 can be induced as high frequency energy in the fusion horn 40 positioned opposite to the carpet 10 and the PP resin 20.
[0023]
The high frequency oscillator 33 is a device that converts AC power supplied from the primary power supply 34 into high frequency energy of a predetermined frequency and supplies the high frequency coil 32 with the AC power. Therefore, the high frequency power that can be supplied to the high frequency coil 32 is easily affected by voltage fluctuations of the primary power supply 34. For example, in a factory premises where a fusion apparatus is installed, when another machine or the like that requires high power is started, the load of the primary power supply 34 greatly fluctuates with the start-up, so the voltage of the primary power supply 34 is so-called. “Fluctuation” or “momentary interruption” may occur. In such an unfavorable power supply environment, the output fluctuation of the high-frequency power of the high-frequency oscillator 33 caused by the voltage fluctuation of the primary power supply 34 occurs. Therefore, the pickup coil 52 that detects the strength of the high-frequency power and outputs it as a pickup coil voltage. This also affects the high frequency induction voltage.
[0024]
Therefore, the rectifier 36 is electrically connected to the primary power supply 34 and the voltage of the primary power supply 34 is taken out, and information on the amount of power supply voltage fluctuation accompanying load fluctuation or the like is taken into the sequencer 60. An accurate pickup coil voltage can be obtained by correcting the pickup coil voltage induced in the pickup coil 52 described above based on the fetched fluctuation amount information by a predetermined algorithm described later. Further, the power supply voltage taken out by the rectifier 36 is also output as an analog value that continuously changes in the same manner as the pickup coil voltage described above, and therefore is stepwise by an A / D converter 38 described later. Converted to a changing digital value. As a result, the strength of the high-frequency power is converted into a data format that can be taken into the sequencer 60 that performs predetermined arithmetic processing.
[0025]
In this embodiment, the information of the power supply voltage fluctuation amount due to the load fluctuation or the like is taken into the sequencer 60 by taking out the voltage of the primary power supply 34 from the rectifier 36 connected to the primary power supply 34, but the output side of the high frequency oscillator 33 Information on the output voltage fluctuation amount of the high-frequency oscillator 33 taken out from the rectifier as the second detector electrically connected to may be taken into the sequencer 60. As a result, the output fluctuation of the high-frequency oscillator 33 can be directly detected, so that not only the output fluctuation of the high-frequency oscillator 33 due to the voltage fluctuation of the primary power supply 34 but also the output fluctuation due to other factors is also the output voltage of the high-frequency oscillator 33. Based on this, the pickup coil voltage of the pickup coil 52 can be corrected.
[0026]
The primary power supply 34 is an AC power supply device that can supply AC power to the high-frequency oscillator 33, and its on / off control, that is, on / off control, can be operated remotely via an interface (not shown). As a result, the sequencer 60 described later also performs on / off control of the primary power supply 34 via the on / off control interface.
[0027]
The A / D converters 38 and 56 are devices that convert analog signals into digital signals. That is, the A / D converter 38 outputs the voltage signal of the primary power supply 34 output as an analog signal from the rectifier 36, and the A / D converter 56 outputs the pickup coil voltage of the pickup coil 52 output as an analog signal from the rectifier 54. Are converted into digital signals of several tens of bits according to a predetermined sampling process, and output to the sequencer 60. The power supply voltage information and the pickup coil voltage information output as the digital signal are used by the sequencer 60 for detection processing of the high frequency induction heating degree described later.
[0028]
Next, the configuration of the sequencer 60 that performs correction processing and fusion control processing described later based on the above-described pickup coil voltage and power supply voltage will be described with reference to FIG.
The sequencer 60 mainly includes a display unit 62, an operation unit 64, a CPU 66a, a memory 66b, an external storage device 66c, and interfaces 66d and 66e. The CPU 66a is a so-called central processing unit, and performs predetermined calculation processing, various control processing, and the like while receiving support from the display unit 62, the operation unit 64, the memory 66b, the external storage device 66c, and the like. The memory 66b is connected to the CPU 66a via a system bus, and is used for storing a predetermined control program, a work area, and the like. The external storage device 66c stores a program for controlling the fusing device, a program for performing a pickup coil voltage correction process described later, data, and the like, and these programs are loaded into the memory 66b as necessary. Further, a display unit 62, an operation unit 64, and an external storage device 66c are connected to the interface 66d, and control data exchange with the CPU 66a. On the other hand, the above-described A / D converters 38 and 56 and the on / off control interface of the primary power supply 34 are connected to the interface 66e. The pickup coil voltage information and the power supply voltage information sent from the A / D converters 38 and 56 are sequentially transferred to the CPU 66a, and the on / off signal of the primary power supply 34 output from the CPU 66a is supplied to the on / off control interface of the primary power supply 34. Is being sent to.
[0029]
Subsequently, a process of fusing thermoplastic resin by the above-described fusing apparatus will be described with reference to FIG. First, a high frequency is applied to the high frequency coil 32 by the high frequency oscillator 33 to heat the fusion horn 40. When the heated fusion horn 40 is pressed against the PP resin 20, the PP resin 20 is pressed against the back side of the carpet 10 by the tip of the fusion horn 40. The PE backing 16 of the carpet 10 is heated and melted. As a result, the carpet 10 is fused to the PP resin 20, that is, the door trim. Then, after a predetermined time has elapsed, the power supply to the high-frequency coil 32 is stopped by turning off the power supply of the high-frequency oscillator 33, the fusion horn 40 is cooled, and then the fusion horn 40 is pulled out from the fusion location. This completes the fusion process. Since the PP resin 20 and the PE backing 16 fused in this manner are intricately combined with each other at the joint, an anchor effect is generated, and this anchor effect can firmly fuse the carpet 10 to the door trim. It becomes possible.
[0030]
Here, the process of fusing the thermoplastic resin by the above-described fusing device can be explained as follows based on the change with time of the pickup coil voltage detected by the pickup coil 52 shown in FIG. In FIG. 3 (A), the solid line shows the high-frequency induction voltage of the fusion horn 40 in real time, that is, the waveform of the pickup coil voltage of the pickup coil 52, and the chain line shows the waveform with a delay of DT. FIG. 3B is an explanatory diagram showing an enlarged portion F of FIG. 3A.
[0031]
First, at time C1, high frequency power is applied to the high frequency coil 32 by the high frequency oscillator 33 shown in FIG. 1, and heating of the fusion horn 40 is started. By applying the high frequency power, the temperature of the fusion horn 40 is increased, the pickup coil voltage is gradually increased (time C1 to C2), and the PP resin 20 starts to melt, so that the fusion horn 40 is slightly moved to the high frequency coil 32 side. Get closer to. Then, since the high frequency power that can be received by the fused horn 40 is increased by the amount close to the high frequency coil 32, the pickup coil voltage further increases (time C2 to A). Then, since the PP resin 20 is completely melted, the fusion horn 40 rapidly approaches the high frequency coil 32, so that the pickup coil voltage also rises rapidly (time A to D). At time B after a lapse of a predetermined time from time A when the pickup coil voltage suddenly increased, the application of high-frequency power is stopped, that is, the time from time A to time B is controlled. Thereby, since the temperature control of the fusion horn 40 can be performed, the temperature of the fusion horn 40 is controlled so as to exhibit the optimum anchor effect, that is, the highest fusion force.
[0032]
Further, a description will be given of whether or not the PP resin 20 described above has completely melted and the fusion horn 40 has rapidly approached the high-frequency coil 32, that is, whether or not the pickup coil voltage has risen rapidly.
Whether or not the pickup coil voltage has rapidly increased is determined based on the difference between the real-time pickup coil voltage indicated by the solid line in FIG. 3A and the pickup coil voltage provided with the delay indicated by the chain line. Is called. That is, when the pickup coil voltage is gradually rising as indicated at time G in FIG. 3B, the difference between the real-time pickup coil voltage value and the delayed pickup coil voltage value is small. On the other hand, when the pickup coil voltage rapidly rises, the difference between the real-time pickup coil voltage value indicated at time H and the pickup coil voltage value given the delay becomes a large value. A sudden rise in the pickup coil voltage is determined based on the difference.
[0033]
However, when the measured waveform of the pickup coil voltage PV actually detected by the pickup coil 52 is observed, as shown in FIG. 5B, the original “rapid increase of the pickup coil voltage (time AD)” (FIG. 5 ( In addition to the symbol [alpha] in B), a similar sharp rise in the pickup coil voltage (signs [beta] and [gamma] in FIG. 5B) can be confirmed at a plurality of locations. As described above, this is because, for example, the high frequency power of the high frequency oscillator 33 caused by the “fluctuation” of the voltage VPS of the primary power supply 34 that may occur when the power supply environment such as the factory premises where the fusion apparatus is installed is not good. This is due to output fluctuations. Therefore, it is difficult to distinguish between “similar pickup coil voltage sudden increase” and “original pickup coil voltage sudden increase (time A to D)” indicated by symbols β and γ in FIG. 5B. There is a risk of erroneous operation such as erroneous detection. Therefore, correction processing for the pickup coil voltage described below is necessary.
[0034]
The correction process for the pickup coil voltage will be described with reference to FIGS.
The pickup coil voltage correction process shown in FIG. 4 is performed by the sequencer 60 described above. First, in step S10, the setting value of the basic correction data is captured. That is, the phase delay time PDT and the correction coefficient K of the pickup coil voltage are read from the external storage device 66c or the operation unit 64 shown in FIG. Here, the phase delay time PDT means a time until the strength of the high frequency power due to the fluctuation of the power supply voltage of the high frequency oscillator 33 appears as the fluctuation of the pickup coil voltage of the pickup coil 52, and the pickup is traced back by this phase delay time. This is correction basic data for correcting the coil voltage. The correction coefficient K is a constant used for absorbing the difference in the ratio of the fluctuation ranges when correcting the fluctuation of the pickup coil voltage based on the fluctuation of the power supply voltage. For example, the phase delay time PDT is set to 0.2 seconds, and the correction coefficient K is set to 0.4.
[0035]
In step 12, the initial value VPS (0) of the power supply voltage of Capture is performed. That is, the current voltage information of the primary power source 34 shown in FIG. 2 is read into the sequencer 60 via the rectifier 36 and the A / D converter 38. The initial value VPS (0) of the power supply voltage is a reference value for obtaining the fluctuation range of the power supply voltage, and is used in the correction calculation in step 16 described later. Steps up to step 12 correspond to so-called initial setting, and reading of the actual pickup coil voltage and the correction thereof are repeated in the following steps 14 and 16.
[0036]
In step S14, the power supply voltage VPS (T) and the pickup coil voltage PV (T) are read. That is, at an arbitrary time T, the voltage information of the primary power supply 34 and the pickup coil voltage information of the pickup coil 52 are read via the A / D converter 38, the A / D converter 56, etc., respectively, and once the operation of the memory 66b is performed. Store in an area or the like. In step S16, the power supply voltage VPS obtained by subtracting the initial value VPS (0) of the power supply voltage from the power supply voltage VPS at the time (T-PDT) that goes back from the time T by the phase delay time, that is, the fluctuation range of the power supply voltage is obtained. The pickup coil correction voltage V (T) is calculated by subtracting the fluctuation width of the power supply voltage multiplied by the correction coefficient K from the pickup coil voltage PV at time T.
[0037]
According to the correction processing of the pickup coil voltage described above, the fused horn is based on the voltage fluctuation (VPS (T-PDT) −VPS (0)) of the primary power supply 34 that drives the high-frequency oscillator 33 connected to the high-frequency coil 32. The pickup coil voltage PV (T) of the pickup coil 52 wound around 40 is corrected to obtain a pickup coil correction voltage V (T). As a result, as shown in FIG. 5A, even if “fluctuation” or the like is included in the voltage VPS of the primary power supply 34, a good pickup coil voltage V that is not affected by the “fluctuation” or the like is obtained. Can do. Therefore, even if the power supply environment such as the factory premises where the above-described fusion bonding apparatus is installed is not good, the original “pickup of pickup coil voltage (time A to D)” (FIG. 5A) The code X) inside can be accurately captured. That is, the heating state of the thermoplastic resin can be accurately detected regardless of whether or not the voltage of the primary power supply 34 of the high-frequency oscillator 33 is varied.
[0038]
Next, a fusion control process by the fusion apparatus to which the above-described pickup coil voltage correction process is applied will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 6, first, in step S110, the elapsed time is set to T and the voltage at time T is set to V, and in the next step S112, a data processing variable is defined. Here, for example, 0.2 seconds is set as the delay time (delay time) DT, and a predetermined time is set as the determination invalid time Cut Time. The invalid determination time here refers to a predetermined time from when the power is turned on (time C1) to when the pickup coil voltage suddenly rises (time A) shown in FIG. 3A. During this time, the pickup coil voltage suddenly rises. Since it does not occur, the detection is paused. Further, for example, 1V is set as the power-up detection threshold value Slant1. This value is used to determine the slope of the pickup coil voltage generated when the primary power supply 34 is turned on from time C1 to time C2 in FIG. 3 (A), and the primary power supply 34 is detected based on this slope. Furthermore, a resin intersection start detection voltage threshold value Volt is set. This value is for detecting a sharp rise in the pickup coil voltage from time A to time D in FIG. In addition, a peak generation voltage error DV is set. This value is for removing the noise component contained in the pickup coil voltage by software by detecting it through the pickup coil 52. Further, the resin crossing acceleration time JT is set. This value is the time from time D to time B in FIG. 3 (A), and is intended to exhibit high fusing power by crossing the resin by continuing high-frequency heating to the fusing horn 40. is there.
[0039]
Next, in step S113, the setting value of the basic correction data described above is captured. That is, the phase delay time PDT and the correction coefficient K of the pickup coil voltage are read from the external storage device 66c or the operation unit 64 shown in FIG. The phase delay time PDT and the correction coefficient K here are as described above. For example, the phase delay time PDT is set to 0.2 seconds and the correction coefficient K is set to 0.4.
[0040]
Subsequently, an initial data value is set in step S114. Here, the maximum voltage Peak Volt is set to 0, the maximum voltage generation time Peak Time is set to 0, and the elapsed time T is set to 0, that is, reset. Then, the energization of the high-frequency oscillator 33 is started by turning on the primary power source 34 shown in FIG. 1 (S116), whereby heating of the fusion horn 40 is started by the high frequency emitted from the high-frequency coil 32. Next, the timer T starts counting (S118), and the start time is set to T (S120). Thereafter, whether or not the value obtained by subtracting the pickup coil voltage V (T-DT) giving the delay time from the current pickup coil voltage V (T) is less than the power supply rise detection threshold value Slant 1 set in step S112 described above. Is determined (S122). Then, until the subtraction value is less than Slant1, that is, until it is confirmed that the primary power source 34 is turned on (Yes in S122), the process returns to step S120 and the start time is reset to T. On the other hand, if the subtraction value exceeds Slant1 and it is confirmed that the primary power supply 34 is turned on (No in S122), the initial value of the power supply voltage by the primary power supply 34 is fetched in step S123.
[0041]
In step S123, as described above, the power supply voltage of the primary power supply 34 serving as the reference value for the correction calculation is captured as the initial value VPS (0). In this way, by measuring the voltage of the primary power supply 34 after being turned on, a voltage that is not affected by the voltage fluctuation due to the power supply load fluctuation accompanying the energization of the high-frequency oscillator 33 can be obtained as the initial value VPS (0). it can. Therefore, the correction calculation described above can be performed more accurately. After taking in the power supply voltage as the initial value VPS (0), it waits until the judgment invalid time Cut Time elapses (S124).
[0042]
When the determination invalid time Cut Time of the predetermined time has elapsed (No in S124), detection of a sudden rise in the pickup coil voltage shown in FIG.
Note that the pickup coil correction voltage V (T) used for detection or calculation in the following steps is corrected in advance by the pickup coil voltage correction subroutine shown in FIG. That is, in step S150 of FIG. 7 corresponding to step S14 shown in FIG. 4, the power supply voltage VPS (T) and the pickup coil voltage PV (T) are read. Further, in step S152 of FIG. 7 corresponding to step S16 shown in FIG. 4, the initial value VPS (0) of the power supply voltage is subtracted from the power supply voltage VPS at the time (T-PDT) that goes back from the time T by the phase delay time. That is, the fluctuation range of the power supply voltage is obtained, and the pickup coil correction voltage V (T) is calculated by subtracting the fluctuation width of the power supply voltage multiplied by the correction coefficient K from the pickup coil voltage PV at time T. The pickup coil correction voltage V (T) calculated in this way is obtained by the pickup coil voltage correction subroutine in steps S125 and S129.
[0043]
In step S126, it is determined whether or not the value obtained by subtracting the delayed pickup coil correction voltage V (T-DT) from the current pickup coil correction voltage V (T) exceeds the measured maximum voltage Peak Volt. . Here, when the subtraction value exceeds the maximum voltage Peak Volt (S126 is Yes), this subtraction value is set as the maximum voltage value (S128). That is, the largest value among the differences between the current pickup coil correction voltage V (T) and the delayed pickup coil correction voltage V (T-TD) is set as the maximum voltage Peak Volt.
[0044]
Next, in step S130, a value obtained by subtracting the pickup coil correction voltage V (T-TD), which is delayed from the current pickup coil correction voltage V (T), and the peak generation voltage error DV for removing the noise described above. Is determined to exceed the maximum voltage Peak Volt. Here, when the subtraction value exceeds the maximum voltage Peak Volt (S130 is Yes), the time Peak Time when the maximum voltage occurs is set to the current time T (S132). That is, the maximum voltage generation time Peak Time is set so as not to be affected by an error due to noise.
[0045]
In step S134, the measured maximum voltage Peak Volt detects the sudden rise in the pickup coil correction voltage from time A to time D in FIG. It is determined whether or not the value is less than Volt. Here, if the detected maximum voltage Peak Volt is less than the resin crossing start detection voltage threshold value Volt, that is, before the pickup coil correction voltage suddenly increases (Yes in S134), the process returns to Step S125 and returns to the maximum voltage Peak Volt. Continue detection. On the other hand, when the detected maximum voltage Peak Voltage is equal to or greater than the resin crossing start detection voltage threshold value Volt, that is, when the pickup coil correction voltage has risen rapidly (No in S134), the time Peak Time when the maximum voltage is generated from the current time T. It is determined whether the value obtained by subtracting is less than the resin crossing acceleration time JT set in step S112 described above (S136). Here, when the resin crossing acceleration time JT has elapsed, that is, when the high-frequency heating to the fusion horn 40 shown in FIG. 1 is continued from time D to time B shown in FIG. 3A (No in S136), the high-frequency oscillator 33 Is terminated (S138), and all the processes are completed.
[0046]
As described above, according to the present embodiment, the fused horn is based on the voltage fluctuation (VPS (T-PDT) −VPS (0)) of the primary power source 34 that drives the high-frequency oscillator 33 connected to the high-frequency coil 32. The pickup coil voltage PV (T) of the pickup coil 52 wound around 40 is corrected to obtain a pickup coil correction voltage V (T). For this reason, even if the voltage VPS of the primary power supply 34 includes “fluctuation” or the like, a good pickup coil voltage V that is not affected by the “fluctuation” or the like can be obtained. Thereby, even when the power supply environment such as the factory premises where the fusion apparatus is installed is not good, the heating state of the thermoplastic resin is accurately determined regardless of the voltage fluctuation of the primary power supply 34 of the high-frequency oscillator 33. There is an effect that can be detected. Therefore, since it is possible to appropriately manage the temperature of the fusion horn 40 even in an unfavorable power supply environment, there is an effect that can enable the optimum anchor effect, that is, the high frequency fusion of the thermoplastic resin that exhibits the highest fusion force. .
[0047]
Further, according to the present embodiment, the sequencer 60 corrects the pickup coil voltage of the pickup coil 52 detected by the rectifier 54 based on the voltage of the primary power supply 34 detected by the rectifier 36. For this reason, even if the output of the high-frequency oscillator 33 is increased or decreased due to “fluctuation” of the primary power supply 34, the pickup coil voltage value of the pickup coil 52 is corrected based on the voltage fluctuation of the primary power supply 34 that is the fluctuation factor of the high-frequency output. can do. Accordingly, there is an effect that the heating state of the predetermined thermoplastic resin can be accurately detected regardless of the voltage fluctuation of the primary power supply 34 of the high frequency oscillator 33. Therefore, even under an unfavorable power supply environment, the temperature of the fusion horn 40 can be appropriately controlled, so that there is an effect capable of enabling high-frequency fusion of a thermoplastic resin that exhibits the highest fusion force.
[0048]
Furthermore, according to the present embodiment, the sequencer 60 corrects the pickup coil voltage of the pickup coil 52 detected by the rectifier 54 based on the voltage of the primary power supply 34 of the high-frequency oscillator 33 detected by the rectifier 36 in the fusion apparatus. For this reason, even if the output of the high-frequency oscillator 33 is increased or decreased due to “fluctuation” of the primary power supply 34, the pickup coil voltage value of the pickup coil 52 is corrected based on the voltage fluctuation of the primary power supply 34 that is the fluctuation factor of the high-frequency output. can do. Accordingly, there is an effect that the heating state of the predetermined thermoplastic resin can be accurately detected regardless of the voltage fluctuation of the primary power supply 34 of the high frequency oscillator 33. Therefore, since the appropriate temperature control of the fusion horn 40 can be performed even in an unfavorable power supply environment, an optimum anchor effect, that is, an effect capable of providing a thermoplastic resin high-frequency fusion apparatus that exhibits the highest fusion force is provided. is there.
[0049]
In the present embodiment, two or more thermoplastic resins (for example, PP resin 20 and carpet 10) can be fused, and other materials to be fused (for example, brushed materials and cloth materials) other than the thermoplastic resin and the thermoplastic resin. ) Can be fused.
[0050]
【The invention's effect】
In the first aspect of the present invention, the power supply voltage for driving the high frequency oscillator connected to the high frequency generating coil Obtain the amount of fluctuation for the initial voltage value of the power supply voltage at the time before the time until the strength of the high-frequency power due to the fluctuation appears as the fluctuation of the high-frequency induction voltage of the detection coil. The high frequency induction voltage value is corrected by subtracting from the high frequency induction voltage value induced in the detection coil, and the heating state of the thermoplastic resin is detected based on the corrected high frequency induction voltage value. To do. As a result, even if the high-frequency power level changes due to the power supply voltage fluctuation of the high-frequency oscillator, it is based on the fluctuation amount of the power supply voltage. Go back by the phase delay time of the high-frequency induced voltage relative to the power supply voltage The high frequency induction voltage value of the detection coil can be corrected. Therefore, there is an effect that the heating state of the thermoplastic resin can be detected regardless of the presence or absence of the power supply voltage fluctuation of the high frequency generation source.
[0053]
Claim 2 In the invention, the first detector for detecting the driving power supply voltage of the high-frequency oscillator connected to the high-frequency generating coil and the high-frequency induced voltage induced from the high-frequency generating coil to the detection coil wound around the fusion horn are detected. A second detector; and an arithmetic unit that corrects a high-frequency induced voltage based on a drive power supply voltage of the high-frequency oscillator. The arithmetic unit calculates the initial voltage value of the power supply voltage at a time that is traced back until the fluctuation of the driving power supply voltage detected by the first detector appears as the fluctuation of the high-frequency induction voltage detected by the second detector. Is obtained by subtracting a correction value based on the fluctuation amount from the high-frequency induction voltage value detected by the second detector, thereby correcting the high-frequency induction voltage value. Detects the heating state of thermoplastic resin based on The That is, based on the driving power supply voltage of the high frequency oscillator detected by the first detector, the high frequency induction voltage of the detection coil detected by the second detector is corrected by the arithmetic unit. As a result, even if the high-frequency power level changes due to the power supply voltage fluctuation of the high-frequency oscillator, it is based on the fluctuation amount of the power supply voltage. Go back by the phase delay time of the high-frequency induced voltage relative to the power supply voltage The high frequency induction voltage value of the detection coil can be corrected. Therefore, there is an effect that the heating state of the thermoplastic resin can be detected regardless of the presence or absence of the power supply voltage fluctuation of the high frequency generation source. Therefore, there is an effect that a predetermined high-frequency induction heating degree can be detected regardless of whether or not the power supply voltage of the high-frequency generation source varies.
[0054]
Claim 3 In this invention, based on the output voltage of the high frequency generating coil detected by the third detector, the high frequency induced voltage of the detecting coil detected by the second detector is corrected by the arithmetic unit. Thus, even if the high-frequency power of the high-frequency oscillator is changed due to fluctuations in the power supply voltage or other factors, the high-frequency induced voltage value of the detection coil can be corrected based on the output voltage of the high-frequency generating coil. Therefore, a predetermined high-frequency induction heating degree can be detected regardless of the presence or absence of the high-frequency power of the high-frequency oscillator due to not only the power supply voltage fluctuation of the high-frequency generation source but also other external or internal factors. effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the configuration of a fusion apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a sequencer of the fusion apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 (A) is a characteristic diagram showing a pickup coil voltage detected by the fusion apparatus of the present embodiment, and FIG. 3 (B) is an enlarged view of a portion F in FIG. 3 (A). FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a pickup coil voltage correction process according to the present embodiment.
FIG. 5A is a characteristic diagram showing the pickup coil voltage after the correction processing of the pickup coil voltage according to the present embodiment, and FIG. 5B is a characteristic diagram showing the pickup coil voltage before the correction processing. It is.
FIG. 6 is a flowchart showing a fusion control process by the fusion apparatus of the present embodiment.
7 is a flowchart showing a subroutine of the fusion control process shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Carpet (thermoplastic resin)
16 PE backing (thermoplastic resin)
20 PP resin (thermoplastic resin)
30 Pressing type
32 High frequency coil (High frequency generating coil)
33 high frequency oscillator
34 Primary power supply
36 Rectifier (first detector)
40 fused horn
52 Pickup coil (detection coil)
54 Rectifier (second detector)
60 Sequencer (arithmetic unit)

Claims (3)

検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器を駆動する電源電圧の変動による高周波電力の強弱が前記検出コイルの高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧値から減算することにより前記高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを特徴とする熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出方法。
A fusion horn around which a detection coil is wound and a high-frequency generating coil are disposed with a thermoplastic resin and a material to be fused superimposed on each other, and this heat is generated by the fusion horn heated by high-frequency induction. In the method of detecting the high frequency induction heating degree of the thermoplastic resin in the high frequency fusion for fusing the plastic resin and the material to be fused, when the thermoplastic resin is melted, the fusion horn and the high frequency generating coil are rapidly approached. By detecting the melting state of the thermoplastic resin and detecting the heating state of the thermoplastic resin based on the rapid increase in the high-frequency induction voltage of the detection coil, the detection method of the high-frequency induction heating degree of the thermoplastic resin There,
With respect to the initial voltage value of the power supply voltage at a time that is back by the time until the strength of the high frequency power due to the fluctuation of the power supply voltage driving the high frequency oscillator connected to the high frequency generating coil appears as the fluctuation of the high frequency induction voltage of the detection coil The amount of fluctuation is obtained, and the correction value based on the amount of fluctuation is subtracted from the high-frequency induction voltage value induced from the high-frequency generation coil to the detection coil, thereby correcting the high-frequency induction voltage value, and the corrected high-frequency induction voltage A method for detecting a high-frequency induction heating degree of a thermoplastic resin, wherein the heating state of the thermoplastic resin is detected based on a value.
検出コイルが巻回された融着ホーンと高周波発生コイルとを、互いに重ね合わせた熱可塑性樹脂及び被融着材を介在させて配設し、高周波誘導により加熱された前記融着ホーンによってこの熱可塑性樹脂及び被融着材を融着する高周波融着における熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置で、前記熱可塑性樹脂が融けると、前記融着ホーンと前記高周波発生コイルとが急速に接近することで、前記検出コイルの高周波誘導電圧が急上昇することに基づいて前記熱可塑性樹脂の溶融を検出して前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出する熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置であって、
前記高周波発生コイルに接続された高周波発振器の駆動電源電圧を検出する第1の検出器と、
前記高周波発生コイルから前記検出コイルに誘導した高周波誘導電圧を検出する第2の検出器と、
前記駆動電源電圧に基づいて前記高周波誘導電圧を補正する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記第1の検出器により検出された前記駆動電源電圧の変動が前記第2の検出器により検出された高周波誘導電圧の変動として現れるまでの時間だけ遡った時刻における前記電源電圧の初期電圧値に対する変動量を求め、この変動量に基づく補正値を、前記第2の検出器により検出された高周波誘導電圧値から減算することにより当該高周波誘導電圧値を補正し、この補正された高周波誘導電圧値に基づいて前記熱可塑性樹脂の加熱状態を検出することを特徴とする熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置。
A fusion horn around which a detection coil is wound and a high-frequency generating coil are arranged with a thermoplastic resin and a material to be fused that are superposed on each other, and this heat is generated by the fusion horn heated by high-frequency induction. A detector for detecting the high frequency induction heating degree of the thermoplastic resin in the high frequency fusion for fusing the plastic resin and the material to be fused. When the thermoplastic resin is melted, the fusion horn and the high frequency generating coil are rapidly approached. By detecting the melting state of the thermoplastic resin and detecting the heating state of the thermoplastic resin based on the rapid increase of the high-frequency induction voltage of the detection coil , There,
A first detector for detecting a driving power supply voltage of a high-frequency oscillator connected to the high-frequency generating coil;
A second detector for detecting a high-frequency induced voltage induced from the high-frequency generating coil to the detection coil;
An arithmetic unit that corrects the high-frequency induced voltage based on the drive power supply voltage,
The arithmetic unit is configured to supply the power supply voltage at a time that is traced back until the fluctuation of the drive power supply voltage detected by the first detector appears as the fluctuation of the high-frequency induction voltage detected by the second detector. Is obtained by subtracting a correction value based on the fluctuation amount from the high-frequency induction voltage value detected by the second detector, thereby correcting the corrected high-frequency induction voltage value. An apparatus for detecting a high-frequency induction heating degree of a thermoplastic resin, wherein the heating state of the thermoplastic resin is detected based on the high-frequency induction voltage value.
請求項2記載の熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置において、前記第1の検出器に代えて、前記高周波発生コイルの出力電圧を検出する第3の検出器を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂の高周波誘導加熱度の検出装置。The high-frequency induction heating degree detection apparatus for a thermoplastic resin according to claim 2, further comprising a third detector for detecting an output voltage of the high-frequency generating coil instead of the first detector. A detection device for high-frequency induction heating degree of thermoplastic resin.
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