JPH1128421A - Control method of ultrasonic generating device - Google Patents

Control method of ultrasonic generating device

Info

Publication number
JPH1128421A
JPH1128421A JP9183424A JP18342497A JPH1128421A JP H1128421 A JPH1128421 A JP H1128421A JP 9183424 A JP9183424 A JP 9183424A JP 18342497 A JP18342497 A JP 18342497A JP H1128421 A JPH1128421 A JP H1128421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
vibration amplitude
ultrasonic
ultrasonic vibrator
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9183424A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seishi Hamada
晴司 浜田
Original Assignee
Taga Electric Co Ltd
多賀電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taga Electric Co Ltd, 多賀電気株式会社 filed Critical Taga Electric Co Ltd
Priority to JP9183424A priority Critical patent/JPH1128421A/en
Publication of JPH1128421A publication Critical patent/JPH1128421A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the heat generation or the stress fatigue of a tool or the like by increasing a vibrational amplitude up to a rated value when the rate of change of a load applied on an ultrasonic vibrator transducer driven by a small vibrational amplitude during a non-load time exceeds a fixed value. SOLUTION: In a non-load state at the tip of a drill 4, the change of a current for a vibrator transducer does not occur, the output of a DC amplifier 25 is not changed as well and all of the output of a window comparator 27, a timer 30 and the like are in an L level state. Therefore, a vibrational amplitude control circuit 34 and a frequency control circuit 35 recognize a non-load mode to rotate a motor 13 at a slow speed. When a load is applied on the drill 4, the signal of the DC amplifier 25 is largely changed and the output of a differential circuit 26 is produced. When the output exceeds the setted standard level of the window comparator 27, the output of the window comparator 27 is changed to an H level and the vibrational amplitude control circuit 34 and the frequency control circuit 35 are changed to a load applied mode. As the result, the vibrational amplitude becomes a rated value, a motor 13 is rotated in a rated state to enable a usual working.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波ウェルダや
超音波加工機などの超音波応用装置に用いられる超音波
発生装置の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling an ultrasonic generator used in an ultrasonic application apparatus such as an ultrasonic welder and an ultrasonic processing machine.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、この種の超音波応用装置におけ
る超音波発振制御は、スイッチによる発振のオン・オフ
やインターフェースを利用した発振のオン・オフといっ
た手段を用い、有人・無人を問わず発振を停止させる手
段で制御する手法が主流であり、場合によっては、特別
な制御手段を持たずただ単に発振させっ放しとするもの
もある。また、これらの場合の超音波振動子の振動振幅
の増減は、予め設定された所定値とするか、或いは、人
為的な操作で調整するのが普通である。
2. Description of the Related Art Generally, ultrasonic oscillation control in this type of ultrasonic application apparatus uses means such as turning on / off the oscillation by a switch and turning on / off the oscillation using an interface. The method of controlling by means for stopping the operation is the mainstream, and in some cases, there is a method in which no special control means is provided and the oscillation is simply allowed to occur. In these cases, the increase or decrease of the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator is usually set to a predetermined value or adjusted by an artificial operation.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一般に、超音波振動子
の超音波振動を利用して何らかの作業を行う場合、その
効果をより一層上げるためには、超音波振動子の振動振
幅を上げることが最も効果的といえる。しかし、振動振
幅を上げるとそれだけ超音波振動子若しくはその先端に
装着されたツールへの負担が増大してしまう。この結
果、超音波振動子や装着されたツールの発熱や応力疲労
による劣化が促進されてしまう不都合がある。また、発
振させれば常に最良の振動振幅となっているということ
は、換言すれば、超音波の実働状態以外の時にも超音波
振動子や装着されたツールに負担を強いることになる。
例えば手持ち式の超音波カッタや超音波ナイフのような
場合、作業者が超音波カッタや超音波ナイフを手に持っ
て被対象物の切断を行うが、ツールの振動振幅は最良の
状態まで上げておくのが普通である。この場合、前述し
たように超音波振動子や装着されたツールからの発熱が
大きく、場合によっては作業者自身が熱く感じて作業に
支障を来すこともある。また、無負荷時にこのような高
い振動振幅によってツールの応力疲労が進行し、刃先が
飛散して思わぬ怪我をしてしまう可能性もある。
In general, when performing any operation utilizing the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator, in order to further enhance the effect, it is necessary to increase the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator. The most effective. However, if the vibration amplitude is increased, the load on the ultrasonic vibrator or the tool attached to the tip thereof will increase accordingly. As a result, there is an inconvenience that deterioration of the ultrasonic vibrator and the mounted tool due to heat generation and stress fatigue is promoted. In addition, the fact that oscillation is always the best when oscillated means that, in other words, a load is imposed on the ultrasonic vibrator and the mounted tool even when the ultrasonic wave is not in a working state.
For example, in the case of a hand-held ultrasonic cutter or ultrasonic knife, the operator cuts the object by holding the ultrasonic cutter or ultrasonic knife in his hand, but raises the vibration amplitude of the tool to the best condition. It is usual to keep. In this case, as described above, the heat generated from the ultrasonic vibrator and the attached tool is large, and in some cases, the worker himself feels hot and hinders the work. Further, when no load is applied, the stress fatigue of the tool is advanced due to such a high vibration amplitude, and there is a possibility that the cutting edge is scattered and an unexpected injury is caused.
【0004】このような事態に対する対応策として、被
対象物に切り込みを入れる都度、人為的に発振をオンに
させ、作業終了と同時に発振をオフさせるようにすれば
よいが、このような操作を頻繁に行うのは煩雑であり、
実際には不可能に近いことが多い。
As a countermeasure against such a situation, the oscillation may be turned on artificially each time a cut is made in the object, and the oscillation may be turned off simultaneously with the end of the work. Doing it frequently is cumbersome,
In practice, it is often impossible.
【0005】例えば、回転自在に保持された超音波振動
子の先端に各種工具等を装着し、超音波振動子を回転さ
せながら超音波振動を重畳させて加工を行う超音波ドリ
ルに代表される回転型超音波加工装置の場合を考える。
このような回転型超音波加工装置においては、ツールの
振動振幅は高振幅に維持され、さらなる加工性能向上の
ために高速回転させているのが普通である。そして、超
音波振動のオン・オフで制御するようにしている。しか
し、被加工物に対する作業が連続作業になるにつれ、実
質的に超音波振動を停止させることが煩雑となり、連続
振動させながら加工を行わざるを得なくなる。このた
め、前述した手持ち式の超音波カッタや超音波ナイフの
場合と同様に、超音波振動子やツールの発熱や応力疲労
の促進が問題となる。特に、ツールの口径が大きい場合
には、高速回転状態で被加工物にツールを接触させると
その周速が大きい分、偏心した加工に陥りやすく、加工
寸法精度の劣化や偏心加工による騒音の発生等の問題を
生ずる。この点は、回転速度を低下させれば解決し得る
ものの、速度を低下させた分だけ必然的に加工速度も低
下してしまう。さらには、無負荷時であっても常時、高
速回転させるため、回転駆動部の発熱が促進されたり、
騒音が発生したり、電気エネルギーが浪費されてしまう
問題もある。
[0005] For example, a typical example is an ultrasonic drill in which various tools and the like are attached to the tip of an ultrasonic vibrator held rotatably, and processing is performed by superimposing ultrasonic vibration while rotating the ultrasonic vibrator. Consider the case of a rotary ultrasonic machining apparatus.
In such a rotary ultrasonic machining apparatus, the vibration amplitude of the tool is usually maintained at a high amplitude, and the tool is usually rotated at a high speed in order to further improve the machining performance. The control is performed by turning on / off the ultrasonic vibration. However, as the work on the workpiece becomes a continuous work, it becomes complicated to substantially stop the ultrasonic vibration, and the processing must be performed while the work is continuously vibrated. For this reason, as in the case of the above-described hand-held ultrasonic cutter and ultrasonic knife, there is a problem in that the ultrasonic transducer and the tool generate heat and promote stress fatigue. In particular, when the tool diameter is large, if the tool is brought into contact with the workpiece in a high-speed rotation state, the peripheral speed is large, so that it is easy to fall into eccentric machining due to the large peripheral speed, deterioration of machining dimensional accuracy and generation of noise due to eccentric machining And other problems. Although this point can be solved by lowering the rotation speed, the processing speed is necessarily reduced by the reduced speed. Furthermore, even at the time of no load, the high-speed rotation is always performed, so that the heat generation of the rotation drive unit is promoted,
There are also problems that noise is generated and electric energy is wasted.
【0006】また、無負荷時でもツールが高速回転して
いる状況によっては作業者等に与える危険性も増加する
ことになる。対策として、無負荷時には回転を止めるか
又は回転速度を極端に低下させ、加工に移行する段にな
って、回転速度を下げたままの状態で被加工物に徐々に
接触させ、安定してから高速回転に移行させればよい
が、そのための制御は複雑であり、汎用性の高い超音波
加工装置への適用は困難な現状にある。
Further, even when there is no load, the danger given to an operator or the like increases depending on the situation where the tool is rotating at high speed. As a countermeasure, stop the rotation when there is no load or reduce the rotation speed extremely, it is the stage to shift to machining, gradually contact the workpiece with the rotation speed reduced, and stabilize It is sufficient to shift to high-speed rotation, but the control for that is complicated, and it is difficult to apply it to a highly versatile ultrasonic processing apparatus.
【0007】そこで、本発明は、特別な外部制御装置を
用いることなく、無負荷時の超音波振動子やツールの発
熱や応力疲労を予防することができる超音波発生装置の
制御方法を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a control method of an ultrasonic generator capable of preventing heat generation and stress fatigue of an ultrasonic vibrator and a tool under no load without using a special external control device. The purpose is to:
【0008】また、本発明は、無負荷時の超音波振動子
やツールの発熱や応力疲労を予防できる上に、不連続な
加工であっても安定した超音波加工作業を行わせること
ができる超音波発生装置の制御方法を提供することを目
的とする。
According to the present invention, it is possible to prevent heat generation and stress fatigue of the ultrasonic vibrator and the tool when no load is applied, and to perform a stable ultrasonic processing operation even in discontinuous processing. An object of the present invention is to provide a control method of an ultrasonic generator.
【0009】さらには、本発明は、無負荷時の超音波振
動子やツールの発熱や応力疲労を予防できる上に、あら
ゆる加工環境下であっても安定した超音波加工作業を行
わせることができる超音波発生装置の制御方法を提供す
ることを目的とする。
Further, the present invention can prevent heat generation and stress fatigue of the ultrasonic vibrator and tool under no load, and can perform stable ultrasonic processing work even in any processing environment. It is an object of the present invention to provide a control method of an ultrasonic generator which can be performed.
【0010】また、本発明は、安全性の向上や騒音の抑
制、エネルギー消費の抑制、及び、加工精度の向上を図
れる超音波発生装置の制御方法を提供することを目的と
する。
Another object of the present invention is to provide a control method of an ultrasonic generator capable of improving safety, suppressing noise, suppressing energy consumption, and improving machining accuracy.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
無負荷時用の小さな振動振幅で駆動されている超音波振
動子に加わる負荷の変化率を検出し、この変化率が一定
値以上に大きくなった時点で前記超音波振動子に対する
振動振幅を定格値まで増加させるようにした。超音波振
動子に直接又はツール等を介して間接的に負荷が加わっ
た場合には無負荷時とでは状態に変化を生ずるので、超
音波振動子に一定以上の負荷変動が生じた場合のみ振動
振幅を増加させて自動的に加工に最適な定格の振動振幅
で超音波振動させることで、加工作業への移行に何ら支
障がなく、かつ、無負荷待機時には小さい振動振幅とし
ておくことができ、無負荷待機時の発熱や応力疲労によ
る劣化が予防される。
According to the first aspect of the present invention,
A change rate of a load applied to the ultrasonic vibrator driven with a small vibration amplitude for no load is detected, and when this change rate becomes larger than a certain value, the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator is rated. Value. When a load is applied to the ultrasonic transducer directly or indirectly via a tool, etc., the state changes when no load is applied. By increasing the amplitude and automatically performing ultrasonic vibration at the rated vibration amplitude that is optimal for processing, there is no hindrance to the transition to processing work, and it is possible to keep the vibration amplitude small during standby without load, Deterioration due to heat generation and stress fatigue during standby with no load is prevented.
【0012】請求項2記載の発明は、無負荷時用の小さ
な振動振幅で駆動されている超音波振動子に加わる負荷
の変化率を検出し、この変化率が一定値以上に大きくな
った時点で前記超音波振動子に対する振動振幅を定格値
まで増加させた後、一定時間以上経過しても負荷の変動
が検出されない場合には前記超音波振動子に対する振動
振幅を無負荷時用の小さい値まで減少させるようにし
た。従って、請求項1記載の発明に加えて、一旦、定格
の振動振幅に移行させても一定時間内に再度負荷の変化
が検出されなければ加工が終了したものと判断して再度
振動振幅を小さい値に減少させて無負荷待機状態に戻す
ので、再度、無負荷待機時の発熱や応力疲労による劣化
が予防される。一方、一旦、定格の振動振幅に移行させ
た後は、少なくとも一定時間が経過するまでは定格の振
動振幅状態が維持されるので、比較的速い周期で断続的
な負荷の変動を生ずるような加工作業時にその途中で振
動振幅を低下させてしまうことがなく、超音波加工作業
を安定して継続できる。
According to a second aspect of the present invention, a change rate of a load applied to an ultrasonic vibrator driven with a small vibration amplitude for no load is detected, and when the change rate becomes larger than a predetermined value. After increasing the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator to the rated value, if no change in load is detected even after a certain period of time has elapsed, the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator is set to a small value for no load. To be reduced. Therefore, in addition to the invention described in claim 1, even if the vibration amplitude is once shifted to the rated vibration amplitude, if the change in the load is not detected again within a predetermined time, it is determined that the machining has been completed, and the vibration amplitude is reduced again. Since the value is reduced to a value and the state is returned to the no-load standby state, deterioration due to heat generation and stress fatigue during the no-load standby state is prevented again. On the other hand, once the vibration amplitude is shifted to the rated vibration amplitude, the rated vibration amplitude state is maintained at least until a certain period of time elapses. The ultrasonic machining operation can be stably continued without lowering the vibration amplitude during the operation.
【0013】請求項3記載の発明は、無負荷時用の小さ
な振動振幅で駆動されている超音波振動子に加わる負荷
の変化率を検出し、この変化率が一定値以上に大きくな
った時点で前記超音波振動子に対する振動振幅を定格値
まで増加させた後、一定時間以上経過しても負荷の変動
が検出されない場合には負荷の消費量を検出し、この消
費量が一定値以上であれば前記超音波振動子に対する振
動振幅を定格値に維持し一定値よりも小さければ前記超
音波振動子に対する振動振幅を無負荷時用の小さい値ま
で減少させるようにした。従って、請求項1記載の発明
に加えて、一旦、定格の振動振幅に移行させた後、一定
時間内に負荷の変化がない場合であっても、その負荷の
消費量が一定値以上であれば高負荷状態で加工作業が継
続しているものと判断してその振動振幅状態が維持され
る一方、負荷の消費量が一定値よりも小さい場合には加
工作業が終了したものと判断して振動振幅を小さい値に
減少させて無負荷待機状態に戻すので、あらゆる加工環
境下でも振動振幅の増減に関して誤動作を生ずることな
く適正に制御できる。
According to a third aspect of the present invention, a change rate of a load applied to an ultrasonic vibrator driven with a small vibration amplitude for no load is detected, and when the change rate becomes larger than a certain value. After increasing the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator to the rated value, if the load fluctuation is not detected even after a certain period of time or more, the load consumption is detected. If so, the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator is maintained at a rated value, and if smaller than a certain value, the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator is reduced to a small value for no load. Therefore, in addition to the invention described in claim 1, even if the load does not change within a certain time after the shift to the rated vibration amplitude, the consumption of the load is not less than a certain value. For example, it is determined that the machining operation is continued in a high load state, and the vibration amplitude state is maintained.If the load consumption is smaller than a certain value, it is determined that the machining operation is completed. Since the vibration amplitude is reduced to a small value to return to the no-load standby state, it is possible to appropriately control the increase and decrease of the vibration amplitude without causing a malfunction even in any processing environment.
【0014】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の超音波発生装置の制御方法に加えて、超音波振
動子に対する振動振幅の増減制御に連動させて超音波振
動子に付随する周辺装置の動作状態を制御するようにし
た。従って、超音波振動子に対する振動振幅の増減制御
時には超音波振動子に付随する周辺装置の動作状態も連
動させて制御するので、周辺装置に起因する安全性の向
上や騒音の低減やエネルギーの抑制を適正に行える。こ
こで、周辺装置としては例えば超音波振動子を回転させ
るモータ等が該当し、その制御としてはモータに対する
周波数制御やオン・オフ制御等が該当する。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the control method of the ultrasonic generator according to the first, second, or third aspect, the ultrasonic vibrator is controlled by increasing or decreasing the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator. The operating state of the associated peripheral device is controlled. Therefore, when increasing / decreasing the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator, the operating state of the peripheral device attached to the ultrasonic vibrator is also controlled in conjunction with the control, thereby improving safety, reducing noise and suppressing energy due to the peripheral device. Can be performed properly. Here, the peripheral device corresponds to, for example, a motor for rotating an ultrasonic vibrator, and its control corresponds to frequency control, on / off control, and the like for the motor.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。本実施の形態は、超音波応用装置を超
音波ドリル1とする超音波発生装置の制御方法及びその
装置に適用されている。図1は超音波ドリル1を駆動す
るための超音波発生装置及びその制御装置の構成を概略
的に示すものである。なお、図1中では、超音波振動を
効率よく発生させるための自動追尾回路等の既存の制御
部分や整合回路等については省略されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is applied to a control method and a device for an ultrasonic generator using an ultrasonic drill 1 as an ultrasonic application device. FIG. 1 schematically shows a configuration of an ultrasonic generator for driving the ultrasonic drill 1 and a controller thereof. In FIG. 1, an existing control portion such as an automatic tracking circuit for efficiently generating ultrasonic vibrations, a matching circuit, and the like are omitted.
【0016】まず、超音波ドリル1は回転自在に保持さ
れた超音波振動子2を主体とするもので、この超音波振
動子2の先端部にはホーン型ツール3がねじ等により強
固に固定されている。ホーン型ツール3の先端部は例え
ばドリル4として形成されている。5は超音波振動子2
を超音波振動させるための高周波電源であり、本実施の
形態では、定電圧回路として動作し、超音波振動子2に
対して最適な周波数電源を供給する。電源供給を受ける
ため、超音波振動子2から引き出された高圧側電極6は
ロータリコネクタ7の回転電極8に配線され、超音波振
動子2から引き出された低圧側(グランド側)電極9は
前記ロータリコネクタ7の回転電極10に配線されてい
る。ここで、前記ロータリコネクタ7は前記超音波振動
子2と同心上に回転自在に位置決め固定されてこの超音
波振動子2と同期回転自在とされている。また、このロ
ータリコネクタ7の構成部品であり前記高周波電源5に
接続された高圧側ブラシ11と低圧側ブラシ12とは機
械的に固定されており、超音波振動子2が回転状態にあ
っても前記高周波電源5からの駆動電力を安定して供給
し得る構成とされている。これにより、基本的に高周波
電源5を定電圧源とし超音波振動子2とホーン型ツール
3とで共振体を構成し、共振周波数の下に超音波振動を
起こさせる構成とされている。
First, an ultrasonic drill 1 mainly includes an ultrasonic vibrator 2 rotatably held, and a horn-type tool 3 is firmly fixed to a tip portion of the ultrasonic vibrator 2 by a screw or the like. Have been. The tip of the horn type tool 3 is formed as, for example, a drill 4. 5 is an ultrasonic transducer 2
Is a high-frequency power supply for causing the ultrasonic transducer 2 to ultrasonically vibrate, and in the present embodiment, operates as a constant voltage circuit and supplies an optimal frequency power supply to the ultrasonic transducer 2. In order to receive power supply, the high-voltage side electrode 6 drawn from the ultrasonic transducer 2 is wired to the rotating electrode 8 of the rotary connector 7, and the low-voltage side (ground side) electrode 9 drawn from the ultrasonic vibrator 2 is Wired to the rotating electrode 10 of the rotary connector 7. Here, the rotary connector 7 is rotatably positioned and fixed concentrically with the ultrasonic vibrator 2 and is rotatable synchronously with the ultrasonic vibrator 2. The high-voltage brush 11 and the low-voltage brush 12 that are components of the rotary connector 7 and that are connected to the high-frequency power supply 5 are mechanically fixed, so that the ultrasonic vibrator 2 is in a rotating state. The drive power from the high frequency power supply 5 can be stably supplied. Thus, basically, the ultrasonic vibrator 2 and the horn-type tool 3 constitute a resonator using the high-frequency power source 5 as a constant voltage source, and generate ultrasonic vibration below the resonance frequency.
【0017】ここで、本実施の形態では、超音波振動子
2に対してこの超音波振動子2を回転駆動させるモータ
13が周辺装置として設けられている。このモータ13
により回転駆動されるモータギヤ14は超音波振動子2
において振動が零のノード部分に固定されたギヤ15に
噛合するように配設されている。前記モータ13に対し
ては出力可変のモータ駆動用直流電源16が配線材1
7,18を介して接続されている。
Here, in the present embodiment, a motor 13 for rotating the ultrasonic vibrator 2 relative to the ultrasonic vibrator 2 is provided as a peripheral device. This motor 13
The motor gear 14 driven to rotate by the ultrasonic vibrator 2
Is arranged so as to mesh with a gear 15 fixed to a node part where vibration is zero. For the motor 13, a motor output DC power supply 16 having a variable output is connected to the wiring member 1.
They are connected via 7,18.
【0018】次に、制御側の構成について説明する。ま
ず、高周波電源5から超音波振動子2側に対する配線の
一部を利用した電流検出用トランス19が設けられ、こ
の電流検出用トランス19の2次側巻線間には電流検出
用抵抗20が接続されている。前述したように、高周波
電源5が定電圧源で超音波振動子2とホーン型ツール3
とで構成される共振体を共振周波数で駆動する場合、ド
リル4の先端に負荷か加わると必然的に振動子電流ia
は無負荷時よりも増加する。ここに、超音波振動子2を
定電圧駆動する場合、ドリル4の先端に加わる負荷、即
ち、ドリル4の先端で消費される仕事量と振動子電流i
a とは比例関係にあるので、振動子電流ia の変化を検
出すれば負荷の変化を知ることができる。従って、電流
検出用抵抗20の両端には負荷に比例した値が電圧とし
て現れることになる。
Next, the configuration on the control side will be described. First, a current detecting transformer 19 using a part of wiring from the high frequency power supply 5 to the ultrasonic transducer 2 side is provided, and a current detecting resistor 20 is provided between secondary windings of the current detecting transformer 19. It is connected. As described above, the high frequency power supply 5 is a constant voltage source and the ultrasonic vibrator 2 and the horn type tool 3
Is driven at the resonance frequency when the load is applied to the tip of the drill 4, the oscillator current i a
Increases from no load. Here, when the ultrasonic transducer 2 is driven at a constant voltage, the load applied to the tip of the drill 4, that is, the work consumed at the tip of the drill 4 and the transducer current i
Since a is proportional to a, a change in the load can be known by detecting a change in the oscillator current ia. Therefore, a value proportional to the load appears at both ends of the current detection resistor 20 as a voltage.
【0019】前記電流検出用抵抗20の出力側には半波
又は全波整流を行う高周波整流回路21が接続され、高
周波整流回路21の出力側には抵抗22とコンデンサ2
3とによる積分回路24が接続され、積分回路24の出
力側にはDCアンプ25と微分回路26とが順に接続さ
れている。高周波整流回路21と積分回路24とは電流
検出用抵抗20に現れる電圧値を整流後に積分して直流
信号化し、DCアンプ25はその積分値を増幅し、微分
回路26は振動子電流ia の負荷変動による変換率に変
換して出力するものである。また、前記微分回路26の
出力側にはウインドウコンパレータ27が接続されてい
る。このウインドウコンパレータ27は微分回路26か
ら得られる出力が予め設定されて一定値以上の変化率を
示す場合にはHレベル、一定値よりも小さな変化率の場
合にはLレベルの出力を出すものである。よって、これ
らの電流検出用抵抗20、高周波整流回路21、積分回
路24、DCアンプ25、微分回路26及びウインドウ
コンパレータ27により検出手段28が構成されてい
る。
A high-frequency rectifier circuit 21 for performing half-wave or full-wave rectification is connected to the output side of the current detecting resistor 20, and a resistor 22 and a capacitor 2 are connected to the output side of the high-frequency rectifier circuit 21.
3 is connected, and a DC amplifier 25 and a differentiating circuit 26 are sequentially connected to the output side of the integrating circuit 24. Frequency rectifying circuit 21 and the voltage value appearing at the current detection resistor 20 and the integrating circuit 24 integrates and after rectified direct current signaling, DC amplifier 25 amplifies the integrated value, the differential circuit 26 of the oscillator current i a This is converted into a conversion rate due to load fluctuation and output. A window comparator 27 is connected to the output side of the differentiating circuit 26. The window comparator 27 outputs an H level output when an output obtained from the differentiating circuit 26 is set in advance and indicates a rate of change equal to or more than a certain value, and outputs an L level output when the rate of change is smaller than the certain value. is there. Therefore, the detecting means 28 is constituted by the current detecting resistor 20, the high-frequency rectifier circuit 21, the integrating circuit 24, the DC amplifier 25, the differentiating circuit 26, and the window comparator 27.
【0020】一方、前記DCアンプ25の出力側がコン
パレータ29に接続され、予め設定された負荷レベルV
L に対する大小を比較する。このコンパレータ29は前
記高周波整流回路21、前記積分回路24及びDCアン
プ25とともに負荷の消費量(消費レベル)を検出する
消費量検出手段として機能する。
On the other hand, the output side of the DC amplifier 25 is connected to a comparator 29, and a preset load level V
Compare magnitude to L. The comparator 29, together with the high-frequency rectifier circuit 21, the integration circuit 24, and the DC amplifier 25, functions as a consumption detecting means for detecting the consumption of the load (consumption level).
【0021】また、予め設定された所定の一定時間Tを
経時するタイマ30が設けられている。このタイマ30
のセット入力にはパルス的にオン・オフが制御されるト
ランジスタ31のコレクタが接続されており、このトラ
ンジスタ31がオフしてそのコレクタ電位が高くなった
時点からタイマ30は一定時間Tの経時を開始する。ま
た、前記コンパレータ29の出力と前記ウインドウコン
パレータ27との出力とがワイヤードORを構成するダ
イオード32,33を介して前記トランジスタ31のベ
ースに接続されている。これにより、ウインドウコンパ
レータ27のHレベル出力又はコンパレータ29の出力
によりトランジスタ31がパルス的にオンすればタイマ
30はアクティブ状態にトリガされその出力側にHレベ
ルの出力電圧を出力し、トランジスタ31がオフした時
点から始めて一定時間Tの経時を開始するように機能す
る。
A timer 30 is provided for elapse of a predetermined time T set in advance. This timer 30
The collector of the transistor 31 whose on / off is controlled in a pulsed manner is connected to the set input of the timer 30, and from the time when the transistor 31 is turned off and the potential of the collector becomes high, the timer 30 starts lapse of a predetermined time T. Start. The output of the comparator 29 and the output of the window comparator 27 are connected to the base of the transistor 31 via diodes 32 and 33 forming a wired OR. Accordingly, if the transistor 31 is turned on in a pulsed manner by the H level output of the window comparator 27 or the output of the comparator 29, the timer 30 is triggered to an active state, outputs an H level output voltage to its output side, and the transistor 31 is turned off. It functions so as to start the lapse of a certain time T starting from the point in time when it is performed.
【0022】さらに、前記タイマ30の出力側には振幅
制御手段として機能する振動振幅制御回路34と周辺装
置制御手段として機能する周波数制御回路35とが接続
されている。振動振幅制御回路34はタイマ30からの
出力に応じて前記高周波電源5に対して振動振幅を増加
又は減少させるための制御信号を出力する。同様に、周
波数制御回路35はタイマ30からの出力に応じてモー
タ13用のモータ駆動直流電源16の出力電圧を可変さ
せることでモータ13の回転周波数を制御する。具体的
には、タイマ30の出力がHレベルの場合には振動振幅
制御回路34は超音波振動子2の振動振幅が負荷の加工
に最適な定格値となるように増加させる制御信号を高周
波電源5に出力するとともに、周波数制御回路35はモ
ータ13を定格周波数で高速回転させるための駆動電圧
を出力するようにモータ駆動直流電源16を制御する。
一方、タイマ30の出力がLレベルの場合には振動振幅
制御回路34は超音波振動子2の振動振幅が無負荷待機
時用の小さな値となるように減少させる制御信号を高周
波電源5に出力するとともに、周波数制御回路35はモ
ータ13を低速で回転、又は、回転を停止させるための
駆動電圧を出力するようにモータ駆動直流電源16を制
御する。
Further, an output side of the timer 30 is connected to a vibration amplitude control circuit 34 functioning as amplitude control means and a frequency control circuit 35 functioning as peripheral device control means. The vibration amplitude control circuit 34 outputs a control signal for increasing or decreasing the vibration amplitude to the high frequency power supply 5 according to the output from the timer 30. Similarly, the frequency control circuit 35 controls the rotation frequency of the motor 13 by varying the output voltage of the motor drive DC power supply 16 for the motor 13 according to the output from the timer 30. Specifically, when the output of the timer 30 is at the H level, the vibration amplitude control circuit 34 outputs a control signal for increasing the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator 2 to a rated value that is optimal for processing of a load. 5 and the frequency control circuit 35 controls the motor drive DC power supply 16 so as to output a drive voltage for rotating the motor 13 at a rated frequency at a high speed.
On the other hand, when the output of the timer 30 is at the L level, the vibration amplitude control circuit 34 outputs a control signal to the high frequency power supply 5 for decreasing the vibration amplitude of the ultrasonic transducer 2 to a small value for standby with no load. At the same time, the frequency control circuit 35 controls the motor drive DC power supply 16 so as to rotate the motor 13 at a low speed or output a drive voltage for stopping the rotation.
【0023】このような構成において、本実施の形態に
よる超音波振動子2の振動振幅等の制御について図2を
参照しつつ説明する。なお、ここでは説明の便宜上、無
負荷待機時にはモータ13を低速回転させるものとす
る。図2は超音波振動子2の先端にねじ等により強固に
固定されたホーン型ツール3のドリル4の先端が無負荷
の状態、負荷が印加された状態、その負荷が変動する状
態等の様々な状態での各部の動作を時間の経過とともに
示すタイムチャートである。
In such a configuration, control of the vibration amplitude and the like of the ultrasonic transducer 2 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, for convenience of explanation, it is assumed that the motor 13 is rotated at a low speed during no-load standby. FIG. 2 shows various states, such as a state where the tip of the drill 4 of the horn-type tool 3 firmly fixed to the tip of the ultrasonic vibrator 2 with a screw or the like is unloaded, a state where a load is applied, a state where the load fluctuates, 6 is a time chart showing the operation of each part in a proper state with the passage of time.
【0024】図2(a)において、VL はコンパレータ
29の負荷レベルに対する基準値(無負荷/負荷判定基
準値)を示し、基本的に、積分回路24により積分され
た値がこの負荷レベル基準値VL より小さければコンパ
レータ29は無負荷と判定し負荷レベル基準値VL 以上
であればコンパレータ29は負荷が加わっている状態で
あると判定する(図2(e)参照)。図2中、Aで示す
区間はドリル4の先端部が無負荷となっている状態、B
で示す区間はドリル4に加わる負荷が増加している状
態、Cで示す区間はドリル4に現実に負荷が加わってい
る状態、Dで示す区間は負荷が安定せずその増減が激し
い状態、Eで示す区間は負荷が徐々に低下していき無負
荷に戻った状態、Fで示す区間はドリル4の先端に負荷
が加わっているもののその値が負荷レベル基準値VL
りも低い状態の領域を各々示す。
In FIG. 2A, V L indicates a reference value (no-load / load determination reference value) for the load level of the comparator 29. Basically, the value integrated by the integration circuit 24 is the load level reference value. If the value is smaller than the value VL , the comparator 29 determines that there is no load. If the value is equal to or more than the load level reference value VL , the comparator 29 determines that a load is applied (see FIG. 2E). In FIG. 2, a section indicated by A is a state in which the tip of the drill 4 is not loaded,
The section indicated by is a state where the load applied to the drill 4 is increasing, the section indicated by C is a state where the load is actually applied to the drill 4, the section indicated by D is a state where the load is not stable and the change is drastic, E In the section indicated by, the load gradually decreases and returns to the no-load state, and in the section indicated by F, the load is applied to the tip of the drill 4 but the value is lower than the load level reference value VL. Are respectively shown.
【0025】まず、ドリル4の先端が無負荷となってい
る状態を示す区間Aでは、振動子電流ia は変動を生ぜ
ず、DCアンプ25の出力も変化しない。これにより、
微分回路25の出力も変化せず、ウインドウコンパレー
タ27の出力もLレベルのままとなる。一方、コンパレ
ータ29に入力されるDCアンプ25の出力値も負荷レ
ベル基準値VL よりも低いのでコンパレータ29の出力
はLレベルとなる。よって、トランジスタ31はオフの
ままであり(コレクタ電位がHレベルに維持されてい
る)、タイマ30はセットされずその出力もLレベル状
態のままとなる。よって、振動振幅制御回路34及び周
波数制御回路35は無負荷待機モード中と認識し、モー
タ13の回転を低速回転にして消費電力の少ない駆動状
態とし、超音波振動子2も振動振幅が無負荷待機時用の
小さな値となるように制御される。即ち、振動子電流i
a は最少値となる。
Firstly, in the interval A shows a state in which the leading end of the drill 4 is in the no-load, the transducer current i a is not generated a variation does not change the output of the DC amplifier 25. This allows
The output of the differentiating circuit 25 does not change, and the output of the window comparator 27 remains at the L level. On the other hand, since the output value of the DC amplifier 25 input to the comparator 29 is also lower than the load level reference value VL , the output of the comparator 29 becomes L level. Therefore, the transistor 31 remains off (the collector potential is maintained at the H level), the timer 30 is not set, and the output thereof remains at the L level. Therefore, the vibration amplitude control circuit 34 and the frequency control circuit 35 recognize that the apparatus is in the no-load standby mode, and rotate the motor 13 at a low speed to a driving state with low power consumption. It is controlled to be a small value for standby. That is, the oscillator current i
a is the minimum value.
【0026】次に、ドリル4の先端部に負荷が加わり始
めた区間Bでは、積分回路24で積分されDCアンプ2
5で増幅された信号は図2(a)に示すように大きく変
化するので微分回路26の出力には変化量の絶対値電圧
が発生する。この絶対値電圧がウインドウコンパレータ
27の予め設定された変化率の基準レベルを超える段階
になると、ウインドウコンパレータ27の出力がLレベ
ルからHレベルに切換わる。これを受けて、トランジス
タ31がパルス的にオン状態に転じ、タイマ30のセッ
ト入力をトリガしてフクティブにする。これにより、タ
イマ30の出力が瞬時にHレベルに転じる。これによ
り、振動振幅制御回路34及び周波数制御回路35は負
荷印加モードに転じたと認識し、振動振幅制御回路34
によって超音波振動子2に対する振動振幅が加工に最適
な定格値となるように増加させるとともに、周波数制御
回路35によってモータ13の回転を定格回転状態に制
御する。これにより、そのまま被加工物に対して通常通
りの加工作業を行える。この時、振動子電流ia は振動
振幅が定格値に上昇したのに比例して増加し、その値が
コンパレータ29に予め設定された負荷レベル基準値V
L よりも大きければコンパレータ29の出力はHレベル
となる。
Next, in a section B where a load starts to be applied to the tip of the drill 4, the integration is performed by the integration circuit 24 and the DC amplifier 2
Since the signal amplified at 5 greatly changes as shown in FIG. 2A, the output of the differentiating circuit 26 generates an absolute value voltage of the amount of change. When the absolute value voltage exceeds the reference level of the preset change rate of the window comparator 27, the output of the window comparator 27 switches from the L level to the H level. In response, the transistor 31 is turned on in a pulsed manner, and the set input of the timer 30 is triggered to be active. As a result, the output of the timer 30 instantaneously changes to the H level. As a result, the vibration amplitude control circuit 34 and the frequency control circuit 35 recognize that the mode has shifted to the load application mode, and the vibration amplitude control circuit 34
Thus, the vibration amplitude of the ultrasonic transducer 2 is increased so as to be a rated value optimal for processing, and the frequency control circuit 35 controls the rotation of the motor 13 to a rated rotation state. As a result, a normal processing operation can be performed on the workpiece as it is. In this case, the transducer current i a vibration amplitude increases in proportion to rises to the rated value, the load level reference value V whose value is preset in the comparator 29
If it is larger than L , the output of the comparator 29 becomes H level.
【0027】そして、そのまま区間Cに移行するが、こ
の区間Cではトランジスタ31がオン状態に維持された
ままとなっているので、タイマ30の設定時間(一定時
間T)とは関係なくドリル4に負荷が印加され続けてい
る限り、モータ13は定格回転数で回転し続け、超音波
振動子2もその振動振幅が定格値に維持される。これに
より、定格駆動での加工作業が継続可能となる。
Then, the process directly proceeds to the section C. In this section C, since the transistor 31 is maintained in the ON state, the drill 4 is supplied to the drill 4 irrespective of the set time of the timer 30 (constant time T). As long as the load is continuously applied, the motor 13 continues to rotate at the rated speed, and the vibration amplitude of the ultrasonic transducer 2 is also maintained at the rated value. As a result, the machining operation at the rated drive can be continued.
【0028】このような区間Cにおいて、ドリル4に印
加される負荷が減少し、その値が負荷レベル基準値VL
よりも低くなるとコンパレータ29の出力がLレベルに
転じる。これにより、トランジスタ31はオフ状態に転
じる。この時点で始めてタイマ30は経時を開始し、そ
のまま一定時間Tを経時すればタイマ30の出力はLレ
ベルとなる。ところが、一定時間Tは加工作業の実情等
を考慮して適度に長めの時間として設定されており、負
荷が瞬間的或いは極く短時間小さくなっただけの場合に
はタイマ30は未だ経時中であり再びコンパレータ29
の出力がHレベルに転じてトランジスタ31がオン状態
に戻ることによりタイマ30の経時動作がリセットされ
るので、結果的に、このような状況下ではタイマ30の
出力がLレベルにはならず、モータ13は定格回転数で
回転し続け、超音波振動子2もその振動振幅が定格値に
維持される。即ち、区間Dに示すように、比較的速い周
期での負荷の断続があっても定格動作が途切れることが
なく、加工作業を安定して行うことができる。
In such a section C, the load applied to the drill 4 decreases, and the value becomes the load level reference value VL.
When the voltage becomes lower than the above, the output of the comparator 29 changes to the L level. Accordingly, the transistor 31 turns off. At this point, the timer 30 starts aging for the first time, and if the predetermined time T elapses, the output of the timer 30 becomes L level. However, the fixed time T is set to be a moderately long time in consideration of the actual situation of the machining operation and the like, and when the load is reduced instantaneously or only for a very short time, the timer 30 is still operated over time. Yes again comparator 29
Changes to the H level and the transistor 31 returns to the ON state, whereby the aging operation of the timer 30 is reset. As a result, in such a situation, the output of the timer 30 does not go to the L level, The motor 13 keeps rotating at the rated speed, and the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator 2 is maintained at the rated value. That is, as shown in the section D, the rated operation is not interrupted even if the load is interrupted at a relatively fast cycle, and the machining operation can be performed stably.
【0029】一方、経時を開始した状態で区間Eに示す
ようにその一定時間T内に負荷の印加がなければ、一定
時間Tの経時とともにタイマ30の出力がLレベルに転
じるので、振動振幅制御回路34及び周波数制御回路3
5は無負荷待機モードに復帰したと認識し、モータ13
の回転を低速回転にして消費電力の少ない駆動状態と
し、超音波振動子2も振動振幅が無負荷待機時用の小さ
な値となるように制御される。即ち、振動子電流ia
最少値となる。
On the other hand, if the load is not applied within the predetermined time T as shown in the section E in the state where the lapse of time has started, the output of the timer 30 changes to the L level with the lapse of the predetermined time T. Circuit 34 and frequency control circuit 3
5 recognizes that it has returned to the no-load standby mode,
Is rotated at a low speed so as to be in a driving state with low power consumption, and the ultrasonic vibrator 2 is also controlled so that the vibration amplitude becomes a small value for no-load standby. That is, the transducer current i a becomes minimum value.
【0030】また、区間Fに示すように負荷レベル基準
値VL よりも低い微少な負荷がドリル4に印加されてい
る状態でも負荷に変動がありウインドウコンパレータ2
7の出力がHレベルになるとトランジスタ31がオンし
てタイマ30がアクティブとなるので、振動振幅制御回
路34及び周波数制御回路35は負荷印加モードに転じ
たと認識し、瞬時に、振動振幅制御回路34によって超
音波振動子2に対する振動振幅が加工に最適な定格値と
なるように増加させるとともに、周波数制御回路35に
よって周波数モータ13の回転を定格回転状態に制御す
る。ところが、元々、負荷レベル基準値VL よりも低い
負荷状態にありコンパレータ29の出力がLレベルのま
まであるので、タイマ30はウインドウコンパレータ2
7側の出力が再びLレベルに転じてトランジスタ31が
オフした時点から経時を開始し、そのまま、一定時間T
内で負荷変動がなければタイマ30の出力がLレベルに
転じた時点で、無負荷待機状態に戻される。従って、一
旦、定格値による振動振幅に移行させても一定時間T内
に再度負荷の変化が検出されなければ加工が終了したも
のと判断して再度振動振幅を小さい値に減少させて無負
荷待機状態に戻すので、無負荷待機時の発熱や応力疲労
による劣化を予防することができる。
Further, even when a small load lower than the load level reference value VL is applied to the drill 4 as shown in a section F, the load fluctuates and the window comparator 2
When the output of the switch 7 becomes H level, the transistor 31 is turned on and the timer 30 is activated. Therefore, the vibration amplitude control circuit 34 and the frequency control circuit 35 recognize that the mode has been switched to the load application mode, and instantly, the vibration amplitude control circuit 34 Thus, the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator 2 is increased so as to have the optimum rated value for processing, and the frequency control circuit 35 controls the rotation of the frequency motor 13 to the rated rotational state. However, since the load state is originally lower than the load level reference value VL and the output of the comparator 29 remains at the L level, the timer 30
The lapse of time starts from the point when the output on the 7-side turns to the L level again and the transistor 31 is turned off, and the constant time T
If the load does not fluctuate, the state is returned to the no-load standby state when the output of the timer 30 changes to the L level. Therefore, even if the vibration amplitude is once shifted to the rated value, if no change in the load is detected again within the fixed time T, it is determined that the machining has been completed, and the vibration amplitude is reduced to a small value again to wait for no load. Since the state is restored, it is possible to prevent deterioration due to heat generation and stress fatigue during standby with no load.
【0031】このように、本実施の形態によれば、無負
荷待機時には超音波振動子2を振動振幅の小さな状態で
駆動させておくものとし、超音波振動子2又はこの超音
波振動子2に装着されたホーン型ツール3に一定値以上
の負荷変動が生じた場合のみ自動的に振動振幅を定格値
まで増加させるように超音波振動子2に対する振動振幅
を増減制御するので、無負荷待機時には定格値での駆動
状態としておく必要がなく無負荷待機時の超音波振動子
2の発熱やホーン型ツール3の応力疲労等を予防するこ
とができる。また、一定値以上の負荷を加えることによ
り定格駆動に移行できるので、オン・オフ操作を人為的
に行う煩雑さもなく、そのまま加工作業に移行でき、作
業性も向上する。また、本実施の形態では、負荷印加/
無負荷に応じた超音波振動子2に対する振動振幅の増減
制御に同期させて、周辺装置であるモータ13の回転速
度も増減制御しているので、安全性の向上や無用な騒音
の発生の抑制や、場合によっては、加工精度の向上をも
図れるものとなる。また、一連の制御動作は、人為的な
操作に依らず、かつ、コンピータ等に代表される複雑な
操作手順を経ることなく、制御回路34,35等を用い
た簡便な構成の下に実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the ultrasonic vibrator 2 is driven with a small vibration amplitude during standby with no load, and the ultrasonic vibrator 2 or the ultrasonic vibrator 2 The vibration amplitude of the ultrasonic vibrator 2 is controlled so as to automatically increase the vibration amplitude to the rated value only when a load fluctuation of a certain value or more occurs in the horn-type tool 3 mounted on the horn-type tool 3. Sometimes, it is not necessary to keep the drive state at the rated value, and it is possible to prevent heat generation of the ultrasonic vibrator 2 and stress fatigue of the horn-type tool 3 during standby with no load. In addition, since it is possible to shift to the rated drive by applying a load equal to or more than a certain value, it is possible to directly shift to the machining operation without the trouble of manually performing the on / off operation, and to improve the workability. In the present embodiment, the load application /
The rotation speed of the motor 13, which is a peripheral device, is also controlled to increase and decrease in synchronism with the increase / decrease control of the vibration amplitude of the ultrasonic vibrator 2 according to no load, so that safety is improved and unnecessary noise is suppressed. In some cases, the processing accuracy can be improved. Further, a series of control operations can be realized with a simple configuration using the control circuits 34, 35 and the like without depending on an artificial operation and without going through a complicated operation procedure represented by a computer or the like. .
【0032】[0032]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、超音波振
動子に直接又はツール等を介して間接的に負荷が加わっ
た場合には無負荷時とでは状態に変化を生ずることを利
用して、超音波振動子に一定以上の負荷変動が生じた場
合のみ振動振幅を増加させて自動的に加工に最適な定格
の振動振幅で超音波振動させるようにしたので、加工作
業への移行に何ら支障がなく、かつ、無負荷待機時には
小さい振動振幅としておくことができ、無負荷待機時の
発熱や応力疲労による劣化を予防することができる。
According to the first aspect of the present invention, when a load is applied to the ultrasonic vibrator directly or indirectly via a tool or the like, the state is changed when no load is applied. Then, only when the load fluctuation of the ultrasonic vibrator exceeds a certain level, the vibration amplitude is increased and the ultrasonic vibration is automatically performed at the rated vibration amplitude that is optimal for processing. In this case, the vibration amplitude can be kept small at the time of no-load standby, and deterioration due to heat generation and stress fatigue at the time of no-load standby can be prevented.
【0033】請求項2記載の発明によれば、一旦、定格
の振動振幅に移行させても一定時間内に再度負荷の変化
が検出されなければ加工が終了したものと判断して再度
振動振幅を小さい値に減少させて無負荷待機状態に戻す
ようにしたので、請求項1記載の発明の効果に加えて、
再度、無負荷待機時の発熱や応力疲労による劣化を予防
することができ、また、一旦、定格の振動振幅に移行さ
せた後は、少なくとも一定時間が経過するまでは定格の
振動振幅状態が維持されるので、比較的速い周期で断続
的な負荷の変動を生ずるような加工作業時にその途中で
振動振幅を低下させてしまうことがなく、超音波加工作
業を安定して継続させることができる。
According to the second aspect of the present invention, even if the vibration amplitude is once shifted to the rated vibration amplitude, if the change in the load is not detected again within a predetermined time, it is determined that the machining has been completed, and the vibration amplitude is determined again. Since the value is reduced to a small value to return to the no-load standby state, in addition to the effect of the invention described in claim 1,
Again, it is possible to prevent deterioration due to heat generation and stress fatigue during standby with no load, and once the frequency is shifted to the rated vibration amplitude, the rated vibration amplitude state is maintained at least until a certain time elapses Therefore, during a machining operation in which an intermittent load fluctuation occurs at a relatively fast cycle, the vibration amplitude is not reduced during the machining operation, and the ultrasonic machining operation can be stably continued.
【0034】請求項3記載の発明によれば、一旦、定格
の振動振幅に移行させた後、一定時間内に負荷の変化が
ない場合であっても、その負荷の消費量が一定値以上で
あれば高負荷状態で加工作業が継続しているものと判断
してその振動振幅状態を維持させる一方、負荷の消費量
が一定値よりも小さい場合には加工作業が終了したもの
と判断して振動振幅を小さい値に減少させて無負荷待機
状態に戻すようにしたので、請求項1記載の発明の効果
に加えて、あらゆる加工環境下でも振動振幅の増減に関
して誤動作を生ずることなく適正に制御することができ
る。
According to the third aspect of the present invention, even if the load is not changed within a certain period of time after the vibration amplitude is once shifted to the rated vibration amplitude, the consumption of the load is not less than the certain value. If there is any, it is determined that the machining operation is continuing in a high load state and the vibration amplitude state is maintained, while if the load consumption is smaller than a certain value, it is determined that the machining operation is completed. Since the vibration amplitude is reduced to a small value so as to return to the no-load standby state, in addition to the effect of the invention described in claim 1, in addition to the effect of the invention according to any of the machining environments, the vibration amplitude can be properly controlled without causing a malfunction in increasing and decreasing. can do.
【0035】請求項4記載の発明によれば、請求項1,
2又は3記載の超音波発生装置の制御方法に加えて、超
音波振動子に対する振動振幅の増減制御に連動させて超
音波振動子に付随する周辺装置の動作状態を制御するよ
うにしたので、周辺装置に起因する安全性の向上や騒音
の低減やエネルギーの抑制を適正に行うことができる。
According to the invention described in claim 4, according to claim 1,
In addition to the control method of the ultrasonic generator according to 2 or 3, the operation state of the peripheral device attached to the ultrasonic vibrator is controlled in conjunction with the increase / decrease control of the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator. It is possible to appropriately improve safety, reduce noise, and suppress energy due to peripheral devices.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の実施の一形態を概略的に示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of the present invention.
【図2】様々な負荷状態での各部の動作を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 2 is a time chart showing the operation of each unit under various load states.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
2 超音波振動子 13 周辺装置 2 Ultrasonic transducer 13 Peripheral device

Claims (4)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 無負荷時用の小さな振動振幅で駆動され
    ている超音波振動子に加わる負荷の変化率を検出し、こ
    の変化率が一定値以上に大きくなった時点で前記超音波
    振動子に対する振動振幅を定格値まで増加させるように
    したことを特徴とする超音波発生装置の制御方法。
    1. A method of detecting a change rate of a load applied to an ultrasonic vibrator driven with a small vibration amplitude for no load, and when the change rate becomes larger than a predetermined value, the ultrasonic vibrator is detected. A method for controlling an ultrasonic generator, comprising: increasing a vibration amplitude with respect to a rated value.
  2. 【請求項2】 無負荷時用の小さな振動振幅で駆動され
    ている超音波振動子に加わる負荷の変化率を検出し、こ
    の変化率が一定値以上に大きくなった時点で前記超音波
    振動子に対する振動振幅を定格値まで増加させた後、一
    定時間以上経過しても負荷の変動が検出されない場合に
    は前記超音波振動子に対する振動振幅を無負荷時用の小
    さい値まで減少させるようにしたことを特徴とする超音
    波発生装置の制御方法。
    2. A method for detecting a rate of change of a load applied to an ultrasonic vibrator driven with a small vibration amplitude for no load and detecting the ultrasonic vibrator when the rate of change becomes larger than a predetermined value. After increasing the vibration amplitude to the rated value, if no change in load is detected even after a certain period of time, the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator is reduced to a small value for no load. A method for controlling an ultrasonic generator, comprising:
  3. 【請求項3】 無負荷時用の小さな振動振幅で駆動され
    ている超音波振動子に加わる負荷の変化率を検出し、こ
    の変化率が一定値以上に大きくなった時点で前記超音波
    振動子に対する振動振幅を定格値まで増加させた後、一
    定時間以上経過しても負荷の変動が検出されない場合に
    は負荷の消費量を検出し、この消費量が一定値以上であ
    れば前記超音波振動子に対する振動振幅を定格値に維持
    し一定値よりも小さければ前記超音波振動子に対する振
    動振幅を無負荷時用の小さい値まで減少させるようにし
    たことを特徴とする超音波発生装置の制御方法。
    3. A method for detecting a change rate of a load applied to an ultrasonic vibrator driven with a small vibration amplitude for no load, and when the change rate becomes larger than a predetermined value, the ultrasonic vibrator is used. After increasing the vibration amplitude to the rated value, if no change in load is detected even after a certain period of time has elapsed, the consumption of the load is detected. Controlling the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator to a rated value, and reducing the vibration amplitude for the ultrasonic vibrator to a small value for no load when the vibration amplitude is smaller than a fixed value. .
  4. 【請求項4】 超音波振動子に対する振動振幅の増減制
    御に連動して前記超音波振動子に付随する周辺装置の動
    作状態を制御するようにしたことを特徴とする請求項
    1,2又は3記載の超音波発生装置の制御方法。
    4. An operation state of a peripheral device associated with the ultrasonic vibrator is controlled in conjunction with a control of increasing / decreasing a vibration amplitude of the ultrasonic vibrator. A control method of the ultrasonic generator according to the above.
JP9183424A 1997-07-09 1997-07-09 Control method of ultrasonic generating device Pending JPH1128421A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9183424A JPH1128421A (en) 1997-07-09 1997-07-09 Control method of ultrasonic generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9183424A JPH1128421A (en) 1997-07-09 1997-07-09 Control method of ultrasonic generating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1128421A true JPH1128421A (en) 1999-02-02

Family

ID=16135543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9183424A Pending JPH1128421A (en) 1997-07-09 1997-07-09 Control method of ultrasonic generating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1128421A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010511367A (en) * 2006-11-27 2010-04-08 エムバー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド Power supply control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010511367A (en) * 2006-11-27 2010-04-08 エムバー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド Power supply control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7514890B2 (en) Surgical machine and method for controlling and/or regulating a surgical machine
JP4916037B2 (en) Motor control method and control device for dental handpiece
US8067913B2 (en) Power tool
US7614878B2 (en) System and method for dynamic control of ultrasonic magnetostrictive dental scaler
JP2863280B2 (en) Driving method of ultrasonic motor
US9289892B2 (en) Hand-held power tool
US3432691A (en) Oscillatory circuit for electro-acoustic converter
JP4217615B2 (en) Excitation circuit and flux switching motor excitation method
EP1967305B1 (en) Portable drilling machine
JP2014523348A (en) Machine tools, machining methods for workpieces
US6873124B2 (en) Rotational speed controller for electrically powered tools
US6909621B2 (en) System for and method of controlling standby power
JP2007007810A (en) Spindle for ultrasonic machining
JP5587051B2 (en) Switching power supply
EP0633095B1 (en) Electrical power tool
US7112934B2 (en) Electrical power tool having a motor control circuit for providing control over the torque output of the power tool
US20120045976A1 (en) Handheld electric machine tool
US8686675B2 (en) Power tool
EP1454713B1 (en) Fastening apparatus and method
CA2139472C (en) Method and apparatus for operating a generator supplying a high-frequency power to an ultrasonic transducer
EP2085755B1 (en) Power Tool having Motor Speed Monitor
JP3846573B2 (en) Laser processing apparatus and control method of the processing apparatus
JP5814151B2 (en) Electric tool
US9579776B2 (en) Electric power tool
EP2284987B1 (en) Method and device for adjusting the frequency of a drive current of an electric motor