JPH028891B2 - - Google Patents

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JPH028891B2
JPH028891B2 JP57204252A JP20425282A JPH028891B2 JP H028891 B2 JPH028891 B2 JP H028891B2 JP 57204252 A JP57204252 A JP 57204252A JP 20425282 A JP20425282 A JP 20425282A JP H028891 B2 JPH028891 B2 JP H028891B2
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ultrasonic
signal
vibrator
workpiece
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Kunimitsu Yoshida
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Brother Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は超音波エネルギーによつて被加工物
に加工を施す超音波加工機に関する。
従来技術 従来の超音波加工機においては、流体圧シリン
ダにより加工用ホーンを下動させ、その加工用ホ
ーンが被加工物を押圧した時流体圧シリンダ回路
内の流体圧が変化するのを圧力スイツチによつて
検知し、その圧力スイツチの作動に基づいて超音
波振動子及び加工用ホーンの振動を開始させ、加
工を開始するようにしていた。
しかしながら、この圧力スイツチはばね等の機
械的機構により構成されており、このため、超音
波振動子の振動開始時期がかならずしも一定せず
ばらつきを生じるおそれがある。又、被加工物の
材質、形状が変化することによりその被加工物の
条件に合致させてその流体圧を設定調整しなけれ
ばならないという問題点があつた。
目 的 この発明の目的は、上記問題点を解決するため
に為されたもので、加工用ホーンが被加工物に当
接した時に超音波振動子の振動を開始させるよう
にして、特別な機械的スイツチ等を設けることな
く、発振開始時期を調整する必要がなく、又、発
振開始時期のばらつきをなくした信頼性の高い超
音波加工機を提供することにある。
実施例 以下この発明を具体化した一実施例を図面に従
つて説明する。
第１図に示すように機枠１は、テーブル２と、
そのテーブル２上に立設された支柱３と、その支
柱３の上部に固定された固定台４とからなる。そ
の固定台４には流体圧シリンダ５が固定され、そ
の下方に延びるピストンロツド６には可動枠体７
が固定されており、その可動枠体７には超音波振
動子８が保持されている。その超音波振動子８の
下端には加工用ホーン９が着脱可能に取付けら
れ、その下端の加工面９ａは前記テーブル２と対
向している。又、超音波振動子８を振動させる振
動子駆動回路１０が設けられている。
流体圧シリンダ５のヘツド側出入口５ａは流量
制御バルブ１１と逆止めバルブ１２との並列回路
を介して方向制御バルブ１３のポートＡに接続さ
れている。また、流体圧シリンダ５のロツド側出
入口５ｂは流量制御バルブ１４と逆止めバルブ１
５との並列回路を介して方向制御バルブ１３のポ
ートＢに接続されている。
さて、テーブル２上に型１６を載置して、その
型１６上にプラスチツクからなる２の被加工物１
７の重合載置する。この状態で図示しない加工開
始スイツチを操作すると、方向制御バルブ１３が
Ｉ位置に切換え配置され、その方向制御バルブ１
３のポートＡから逆止めバルブ１２を介して流体
圧シリンダ５の出入口５ａに流体圧が供給され
て、ピストンロツド６が下動され、出入口５ｂか
ら流量制御バルブ１４を介して方向制御バルブ１
３のポートＢへ流体が吐出される。ピストンロツ
ド６の下動に伴い、可動枠体７と共に加工用ホー
ン９が下動され、その加工面９ａが被加工物１７
の加工部１７ａを押圧する。その状態で振動子駆
動回路１０により超音波振動子８を振動させ、被
加工物１７に加工面９ａから超音波振動を付与す
ると両被加工物１７の加工部１７ａが超音波加工
される。加工終了後は、方向制御バルブ１３が
位置に切換えられ、ポートＢから逆止めバルブ１
５を介して出入口５ｂへ流体圧が供給される。そ
れにより、ピストンロツド６が上動され、出入口
５ａから流量制御バルブ１１を介して方向制御バ
ルブ１３のポートＡへ流体が吐出される。このた
め、ピストンロツド６が上動されて加工用ホーン
９が上動され、加工終了後の被加工物１７をテー
ブル２上から取除くことができる。
次に、この実施例の超音波加工機の振動子駆動
回路１０を含む電子回路を第２図に従つて説明す
る。第１の信号発生回路１８からは連続的な微少
信号SG１がアナログスイツチ１９を介して励磁
回路２０に付与される。又、第２の信号発生回路
２１からは微少信号SG１よりかなり大きい振幅
値の通常信号SG２がアナログスイツチ２２を介
して励磁回路２０に付与される。その励磁回路２
０は、それらの微少信号SG１又は通常信号SG２
のいずれかを増幅して電力増幅回路２３に供給
し、その電力増幅回路２３は出力トランス２４を
介して超音波振動子８に大電力を供給する。な
お、出力トランス２４の二次側の一端子と超音波
振動子８との間には整合用のチヨークコイル２５
が接続されており、二次側の他端子は接地されて
いる。そして、第１及び第２の信号発生回路１
８，２１、励磁回路２０、電力増幅回路２３、出
力トランス２４等で振動子駆動回路１０が構成さ
れている。
出力トランス２４の一次側の一端子は電流検出
抵抗２６を介して接地され、その電流検出抵抗２
６を電流検出回路２７としている。その電流検出
抵抗２６の出力トランス２４側端子は比較回路３
１の一端子に接続され、その比較回路３１の他端
子には基準電圧Vrefが付与されている。そして、
電流検出回路２７と比較回路３１とでパラメータ
変化検知回路３２が構成されている。比較回路３
１の出力端子は、RSフリツプフロツプ回路３３
（以下、RS−FF回路と称する）のセツト端子Ｓ
及びタイマ回路３５の入力端子に直接接続され、
インバータ３４を介してリセツト端子Ｒに接続さ
れている。そのリセツト端子Ｒにはタイマ回路３
５の出力端子が接続されている。そして、RS−
FF回路３３と、インバータ３４と、タイマ回路
３５とで制御回路３６が構成されている。この
RS−FF回路３３のセツト端子Ｓに論理１（リセ
ツト端子Ｒに論理０）の信号が付与されると、出
力端子Ｑからの論理１の信号に基づいて前記アナ
ログスイツチ１９がオンされ、リセツト端子Ｒに
論理１（セツト端子Ｓに論理０）の信号が付与さ
れると、出力端子からの論理１の信号に基づい
て前記アナログスイツチ２２がオンされる。
又、タイマ回路３５の出力信号に基づいて方向
制御バルブ１３が切換えられる。
さて、加工用ホーン９が被加工物１７に当接し
ていない時には、RS−FF回路３３の出力端子Ｑ
からの信号に基づいてアナログスイツチ１９がオ
ンされ、出力端子からの信号に基づいてアナロ
グスイツチ２２がオフされている。従つて微少信
号SG１が励磁回路２０に入力され、超音波振動
子８には微少な超音波振動が連続的に付与されて
いる。この場合、出力トランス２４の一次側に流
れる電流すなわち検知電流Ｉは微少な値である。
その検知電流Ｉに比例する検知電圧ｖが比較回路
３１の一端子に付与され、比較回路３１は、その
検知電圧ｖと基準電圧Vrefとを比較して、論理
１の検知信号SG３を出力する。その検知信号SG
３に基づいてRS−FF回路３３の出力端子Ｑは論
理１となり、前述したようにアナログスイツチ１
９がオンされている。又、出力端子は論理０と
なり、前述したようにアナログスイツチ２２がオ
フされている。
つぎに、加工用ホーン９が下動され被加工物１
７に当接すると、その加工用ホーン９に機械的負
荷が加わり、超音波振動子８の負荷が増大するこ
ととなる。それにより、出力トランス２４の一次
側に流れる電流、すなわち検知電流Ｉが変化す
る。その検知電流Ｉの変化に基づいて比較回路３
１は検知電圧ｖと基準電圧Vrefとを比較して、
論理０の検出信号SG３を制御回路３６に付与す
る。それにより、RS−FF回路３３の出力端子Ｑ
は論理０となり、アナログスイツチ１９がオフさ
れるとともに、出力端子は論理１となり、アナ
ログスイツチ２２がオンされる。従つて通常信号
SG２が励磁回路２０に付与され、電力増幅回路
２３により増幅されて超音波振動子８に通常の超
音波振動が付与される。従つて、被加工物１７に
加工用ホーン９が当接すると同時に通常の超音波
加工が為されることとなる。
つぎに、検知信号SG３が出力された後所定時
間経過後にタイマ回路３５によりRS−FF回路３
３がリセツトされ、アナログスイツチ１９がオン
されるとともにアナログスイツチ２２がオフされ
て元の状態に戻る。又、そのタイマ回路３５から
の出力信号に基づいて方向制御バルブ１３が切換
えられ加工用ホーン９が上動され、被加工物１７
の加工が終了する。
なお、パラメータ変化検知回路３２としては、
第３図に示すように、出力トランス２４の二次側
を流れる電流Ｉを電流検出抵抗２６により検出し
てもよいし、又、第４図に示すように超音波振動
子８の検出用端子８ａから検出電圧vsまたは検出
電流Isを検出するようにしてもよい。又、検出電
圧vs及び検出電流Isを検出して超音波振動子８の
アドミツタンスＹ＝Is／vsの変化を演算回路によ
り求めたり、そのアドミツタンス変化に基づく超
音波振動子の振動周波数変化を求めるようにして
もよい。
効 果 以上詳述したようにこの発明は、加工用ホーン
９の被加工物１７への当接に先立つて超音波振動
子８に微少な超音波振動を連続的に付与するため
の信号SG１を発生するようにした第１の信号発
生回路１８と、加工用ホーン９の被加工物１７へ
の当接を検知するために前記振動子駆動回路１０
に接続され、その加工用ホーン９の被加工物１７
への当接時における前記振動子駆動回路１０への
入力電流若しくは前記超音波振動子８のアドミツ
タンス値等のパラメータの変化を検知するパラメ
ータ変化検知回路３２と、被加工物１７に加工を
施すために通常の超音波振動を前記超音波振動子
８に付与するための信号SG２を発生する第２の
信号発生回路２１と、前記第１の信号発生回路１
８からの信号SG１に前記超音波振動子８の駆動
時において前記パラメータ変化検知回路３２によ
つて検知された検知信号SG３の発生に基づいて
前記第１の信号発生回路１８による超音波振動子
８の駆動を無効化させるとともに前記第２の信号
発生回路２１を有効化させ前記超音波振動子８に
通常の超音波振動を付与する制御回路３６とを設
けたことにより、超音波振動子８の振動開始時期
を、被加工物１７の材質、形状に影響されること
なく、確実に設定することができて加工上の信頼
性を向上させることができるとともに、圧力スイ
ツチが不要となるので機械的構成を簡単にするこ
とができる効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図はこの発明を具体化した一実
施例を示し、第１図は側面図、第２図は回路図で
ある。第３図はこの発明を具体化した別の実施例
を示す回路図、第４図は同じく別の実施例を示す
回路図である。 機枠……１、可動枠体……７、超音波振動子…
…８、加工用ホーン……９、振動子駆動回路……
１０、被加工物……１７、第１の信号発生回路…
…１８、アナログスイツチ……１９、励磁回路…
…２０、第２の信号発生回路……２１、アナログ
スイツチ……２２、電力増幅回路……２３、出力
トランス……２４、電流検出抵抗……２６、電流
検出回路……２７、比較回路……３１、パラメー
タ変化検知回路……３２、制御回路……３６、微
少信号……SG１、通常信号……SG２、検知電流
……Ｉ、検知信号……SG３。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 機枠１に往復動可能に支持された可動枠体７
    と、 その可動枠体７に保持され、一端に加工用ホー
    ン９が連結された超音波振動子８と その超音波振動子８を超音波振動させる振動子
    駆動回路１０と を含み、前記可動枠体７の移動に基づいて前記加
    工用ホーン９が被加工物１７に当接された時、前
    記加工用ホーン９に超音波振動の付与を開始させ
    ることにより被加工物１７に加工を施すようにさ
    れた超音波加工機において、 前記加工用ホーン９の被加工物１７への当接に
    先立つて前記超音波振動子８に微少な超音波振動
    を連続的に付与するための信号SG１を発生する
    第１の信号発生回路１８と、 前記加工用ホーン９の被加工物１７への当接を
    検知するために前記振動子駆動回路１０に接続さ
    れ、その加工用ホーン９の被加工物１７への当接
    時における前記振動子駆動回路１０への入力電流
    若しくは前記超音波振動子８のアドミツタンス値
    等のパラメータの変化を検知するパラメータ変化
    検知回路３２と、 被加工物１７に加工を施すために通常の超音波
    振動を前記超音波振動子８に付与するための信号
    SG２を発生する第２の信号発生回路２１と、 前記第１の信号発生回路１８からの信号SG１
    による前記超音波振動子８の駆動時において前記
    パラメータ変化検知回路３２によつて検知された
    検知信号SG３の発生に基づいて前記第１の信号
    発生回路１８による超音波振動子８の駆動を無効
    化させるとともに前記第２の信号発生回路２１を
    有効化させ前記超音波振動子８に通常の超音波振
    動を付与する制御回路３５と、 を設けたことを特徴とする超音波加工機。 ２ 前記パラメータ変化検知回路３２は、前記振
    動子駆動回路１０への入力電流を検出する電流検
    出回路２７と、その電流検出回路２７によつて検
    出された電流値と予め定められた基準値とを比較
    する比較回路３１とを含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の超音波加工機。
JP57204252A 1982-11-20 1982-11-20 超音波加工機 Granted JPS5994592A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57204252A JPS5994592A (ja) 1982-11-20 1982-11-20 超音波加工機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57204252A JPS5994592A (ja) 1982-11-20 1982-11-20 超音波加工機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5994592A JPS5994592A (ja) 1984-05-31
JPH028891B2 true JPH028891B2 (ja) 1990-02-27

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139435U (ja) * 1989-04-21 1990-11-21

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