JPH1148339A - 超音波溶着溶断装置 - Google Patents
超音波溶着溶断装置Info
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- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
- B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 与えられた加工形状を正確に再現した加工形
状をシート材料に形成することができるようにする。 【解決手段】 外部から加工形状が与えられると、その
加工形状と加工ローラの旋回半径に基づいてコントロー
ラ３６は加工ローラの旋回軸の軸心の移動軌跡を演算等
により求める。すると、コントローラ３６は、前記与え
られた加工形状及び求められた旋回軸の軸心の移動軌跡
に基づいて、加工ローラ旋回モータ２５、加工ローラ回
転モータ１９、加工ローラ送りモータ２８、工具ホーン
回転モータ１２、工具ホーン送りモータ１６を回転駆動
する。
状をシート材料に形成することができるようにする。 【解決手段】 外部から加工形状が与えられると、その
加工形状と加工ローラの旋回半径に基づいてコントロー
ラ３６は加工ローラの旋回軸の軸心の移動軌跡を演算等
により求める。すると、コントローラ３６は、前記与え
られた加工形状及び求められた旋回軸の軸心の移動軌跡
に基づいて、加工ローラ旋回モータ２５、加工ローラ回
転モータ１９、加工ローラ送りモータ２８、工具ホーン
回転モータ１２、工具ホーン送りモータ１６を回転駆動
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムや不織布
等からなるシート材料を、超音波が伝達される工具ホー
ンと加工ローラとの間に挟むことにより、シート材料を
溶着または溶断する超音波溶着溶断装置に関する。
等からなるシート材料を、超音波が伝達される工具ホー
ンと加工ローラとの間に挟むことにより、シート材料を
溶着または溶断する超音波溶着溶断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の超音波溶着溶断装置の一例とし
て、特公昭６２−８２９６号公報に記載された装置があ
る。この装置においては、シート材料を送りながら、工
具ホーン及び加工ローラによりシート材料を溶着または
溶断することにより、加工形状として、シート材料の送
り方向に沿った加工直線を得ることができる。また、シ
ート材料を停止させた状態で、工具ホーン及び加工ロー
ラをシート材料の送り方向と直交する方向へ移動させる
ことにより、加工形状として、シート材料の送り方向と
直交する方向に沿った加工直線を得ることができる。
て、特公昭６２−８２９６号公報に記載された装置があ
る。この装置においては、シート材料を送りながら、工
具ホーン及び加工ローラによりシート材料を溶着または
溶断することにより、加工形状として、シート材料の送
り方向に沿った加工直線を得ることができる。また、シ
ート材料を停止させた状態で、工具ホーン及び加工ロー
ラをシート材料の送り方向と直交する方向へ移動させる
ことにより、加工形状として、シート材料の送り方向と
直交する方向に沿った加工直線を得ることができる。
【０００３】しかしながら、上記従来構成においては、
シート材料を溶着または溶断する際に曲線状の加工形状
を、即ち加工曲線を得たい場合であっても、加工直線し
か得ることができなかった。
シート材料を溶着または溶断する際に曲線状の加工形状
を、即ち加工曲線を得たい場合であっても、加工直線し
か得ることができなかった。
【０００４】これに対して、シート材料を曲線加工でき
るように構成した装置の一例が特開平６−２９７６０８
号公報に記載されている。しかし、この装置において
は、加工ローラや工具ホーンの形状を、必要とする加工
曲線が得られるような特殊な形状にしている。そのた
め、加工曲線の種類に応じて加工ローラや工具ホーンの
形状を変える必要があり、多種類の加工ローラや工具ホ
ーンを用意しなければならなかった。また、用意されて
いる加工ローラや工具ホーンに対応する種類の加工曲線
しか得ることができないため、使用者が所望する任意の
加工形状を得ることができない場合があった。
るように構成した装置の一例が特開平６−２９７６０８
号公報に記載されている。しかし、この装置において
は、加工ローラや工具ホーンの形状を、必要とする加工
曲線が得られるような特殊な形状にしている。そのた
め、加工曲線の種類に応じて加工ローラや工具ホーンの
形状を変える必要があり、多種類の加工ローラや工具ホ
ーンを用意しなければならなかった。また、用意されて
いる加工ローラや工具ホーンに対応する種類の加工曲線
しか得ることができないため、使用者が所望する任意の
加工形状を得ることができない場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
上記課題を解決する超音波溶着溶断装置として、加工形
状が直線状或いは曲線状のいずれであっても、使用者の
所望する任意の加工形状を得ることができる超音波溶着
溶断装置を発明した。この発明は、本出願人により先に
出願されており（特願平９−８１０３２号）、未公開で
ある。
上記課題を解決する超音波溶着溶断装置として、加工形
状が直線状或いは曲線状のいずれであっても、使用者の
所望する任意の加工形状を得ることができる超音波溶着
溶断装置を発明した。この発明は、本出願人により先に
出願されており（特願平９−８１０３２号）、未公開で
ある。
【０００６】上記超音波溶着溶断装置の構成を図８ない
し図１０を参照して説明する。まず、図８及び図９にお
いて、超音波溶着溶断装置１は、本体フレーム２内にシ
ート材料３を挟んで下側に配設された工具ホーン４及び
超音波振動子５と、上側に配設された加工ローラ６とを
備えて構成されている。
し図１０を参照して説明する。まず、図８及び図９にお
いて、超音波溶着溶断装置１は、本体フレーム２内にシ
ート材料３を挟んで下側に配設された工具ホーン４及び
超音波振動子５と、上側に配設された加工ローラ６とを
備えて構成されている。
【０００７】シート材料３は、図示しないシート材料供
給装置から超音波溶着溶断装置１へ供給され、ローラ
７、８、９により、水平方向（図９中左右方向）に移送
されるように構成されている。この場合、図９中右側の
ローラ８、９のうち下側のローラ８はローラ駆動モータ
１０により回転駆動されるように構成されており、この
モータ１０が正逆回転駆動されることによりシート材料
３は右方或いは左方のいずれかの方向へ送り出されるよ
うに構成されている。
給装置から超音波溶着溶断装置１へ供給され、ローラ
７、８、９により、水平方向（図９中左右方向）に移送
されるように構成されている。この場合、図９中右側の
ローラ８、９のうち下側のローラ８はローラ駆動モータ
１０により回転駆動されるように構成されており、この
モータ１０が正逆回転駆動されることによりシート材料
３は右方或いは左方のいずれかの方向へ送り出されるよ
うに構成されている。
【０００８】工具ホーン４及び超音波振動子５は連結部
材１１ａ，１１ｂを介して連結され、超音波振動子５に
て発生された超音波振動が工具ホーン４へ伝達される構
成となっている。また、工具ホーン４の上部には、図１
０に示すように、周壁部がある程度肉厚な形状の円筒状
部４ａが設けられている。そして、工具ホーン４及び超
音波振動子５は、工具ホーン回転モータ１２により回転
駆動される構成となっている。
材１１ａ，１１ｂを介して連結され、超音波振動子５に
て発生された超音波振動が工具ホーン４へ伝達される構
成となっている。また、工具ホーン４の上部には、図１
０に示すように、周壁部がある程度肉厚な形状の円筒状
部４ａが設けられている。そして、工具ホーン４及び超
音波振動子５は、工具ホーン回転モータ１２により回転
駆動される構成となっている。
【０００９】さらに、工具ホーン４及び超音波振動子５
は、第１の可動部材１３に設けられている。この第１の
可動部材１３は、本体フレーム２の側板２ａ、２ｂ間に
配設されたボールねじ１４及びボールガイド１５を介し
て図８中左右方向へ往復移動されるように構成されてい
る。そして、ボールねじ１４のねじ棒１４ａは、右側板
２ａの右側面に配設された工具ホーン送りモータ１６に
より正逆回転駆動され、その回転方向に対応して第１の
可動部材１３ひいては工具ホーン４が図８中左方または
右方へ移動されるように構成されている。
は、第１の可動部材１３に設けられている。この第１の
可動部材１３は、本体フレーム２の側板２ａ、２ｂ間に
配設されたボールねじ１４及びボールガイド１５を介し
て図８中左右方向へ往復移動されるように構成されてい
る。そして、ボールねじ１４のねじ棒１４ａは、右側板
２ａの右側面に配設された工具ホーン送りモータ１６に
より正逆回転駆動され、その回転方向に対応して第１の
可動部材１３ひいては工具ホーン４が図８中左方または
右方へ移動されるように構成されている。
【００１０】一方、加工ローラ６は、ローラ支持部材１
７に軸１８を介して回転可能に設けられており、加工ロ
ーラ回転モータ１９によりベルト伝達機構１９ａを介し
て回転駆動されるように構成されている。また、加工ロ
ーラ６，ローラ支持部材１７，加工ローラ回転モータ１
９から構成される加工ローラユニット２０は、コ字状を
なす支持部材２２の側壁部２２ａ，２２ａ間に配設され
ている。加工ローラユニット２０の上部には昇降シリン
ダ２１が配設されており、この昇降シリンダ２１のロッ
ド２１ａの下端部に、前記ローラ支持部材１７が取付け
られている。これにより、ロッド２１ａの伸縮に応じて
ローラ支持部材１７、即ち加工ローラ６が昇降するよう
に構成されている。
７に軸１８を介して回転可能に設けられており、加工ロ
ーラ回転モータ１９によりベルト伝達機構１９ａを介し
て回転駆動されるように構成されている。また、加工ロ
ーラ６，ローラ支持部材１７，加工ローラ回転モータ１
９から構成される加工ローラユニット２０は、コ字状を
なす支持部材２２の側壁部２２ａ，２２ａ間に配設され
ている。加工ローラユニット２０の上部には昇降シリン
ダ２１が配設されており、この昇降シリンダ２１のロッ
ド２１ａの下端部に、前記ローラ支持部材１７が取付け
られている。これにより、ロッド２１ａの伸縮に応じて
ローラ支持部材１７、即ち加工ローラ６が昇降するよう
に構成されている。
【００１１】さらに、支持部材２２は、この上壁部２２
ｂに連結された旋回軸２３を介して第２の可動部材２４
に回転可能に取付けられている。この第２の可動部材２
４は、本体フレーム２の側板２ａ、２ｂ間に配設された
ボールねじ２６及びボールガイド２７を介して図８中左
右方向へ往復移動されるように構成されている。そし
て、ボールねじ２６のねじ棒２６ａは、右側板２ａの右
側面に配設された加工ローラ送りモータ２８により正逆
回転駆動され、その回転方向に対応して第２の可動部材
２４ひいては加工ローラ６が、図８中左方または右方へ
移動されるように構成されている。
ｂに連結された旋回軸２３を介して第２の可動部材２４
に回転可能に取付けられている。この第２の可動部材２
４は、本体フレーム２の側板２ａ、２ｂ間に配設された
ボールねじ２６及びボールガイド２７を介して図８中左
右方向へ往復移動されるように構成されている。そし
て、ボールねじ２６のねじ棒２６ａは、右側板２ａの右
側面に配設された加工ローラ送りモータ２８により正逆
回転駆動され、その回転方向に対応して第２の可動部材
２４ひいては加工ローラ６が、図８中左方または右方へ
移動されるように構成されている。
【００１２】また、第２の可動部材２４の上面には、加
工ローラ旋回モータ２５が配設されており、このモータ
２５の回転力は、ベルト伝達機構２５ａを介して旋回軸
２３に伝達されるように構成されている。
工ローラ旋回モータ２５が配設されており、このモータ
２５の回転力は、ベルト伝達機構２５ａを介して旋回軸
２３に伝達されるように構成されている。
【００１３】そして、上記第１の可動部材１３及び第２
の可動部材２４を適宜移動させることにより、図１０に
示すように、工具ホーン４の円筒状部４ａの上端面部４
ｂ上に加工ローラ６が載置されるように構成されてい
る。これにより、工具ホーン４と加工ローラ６との間に
シート材料３を挟むことが可能な構成となっている。そ
して、工具ホーン４と加工ローラ６とは、シート材料３
を挟んだ状態で回転しながら加工を行う構成となってお
り、以て、工具ホーン４が摩耗し難い構成となってい
る。
の可動部材２４を適宜移動させることにより、図１０に
示すように、工具ホーン４の円筒状部４ａの上端面部４
ｂ上に加工ローラ６が載置されるように構成されてい
る。これにより、工具ホーン４と加工ローラ６との間に
シート材料３を挟むことが可能な構成となっている。そ
して、工具ホーン４と加工ローラ６とは、シート材料３
を挟んだ状態で回転しながら加工を行う構成となってお
り、以て、工具ホーン４が摩耗し難い構成となってい
る。
【００１４】そして、このとき、加工ローラ６の旋回軸
２３の軸心（即ち、旋回中心Ｃ）と、前記工具ホーン４
の軸心（即ち、回転中心）とが一致するように構成され
ている。これにより、加工ローラ６は、工具ホーン４の
軸心を中心としてその回りに旋回される構成となってお
り、加工ローラ６を旋回させたとき、加工ローラ６は、
常に、工具ホーン４の上端面部４ｂ上に載置される構成
となっている。
２３の軸心（即ち、旋回中心Ｃ）と、前記工具ホーン４
の軸心（即ち、回転中心）とが一致するように構成され
ている。これにより、加工ローラ６は、工具ホーン４の
軸心を中心としてその回りに旋回される構成となってお
り、加工ローラ６を旋回させたとき、加工ローラ６は、
常に、工具ホーン４の上端面部４ｂ上に載置される構成
となっている。
【００１５】このような構成の超音波溶着溶断装置１
は、例えばマイクロコンピュータを主体とする制御手段
によりその運転全般が制御される構成となっている。そ
して、上記制御手段は外部から加工形状が指令される
と、この指令された加工形状に基づいて、工具ホーン４
及び加工ローラ６によりシート材料３を溶着または溶断
する加工速度、旋回軸２３即ち加工ローラ６の旋回角度
を設定する。すると、制御手段は、各モータ１０，１
２，１６，１９，２５，２８を通電駆動して、前記旋回
角度となるように加工ローラ６を旋回させると共に、前
記加工速度となるように工具ホーン４や加工ローラ６を
回転させたり、工具ホーン４や加工ローラ６を移動させ
るように構成されている。
は、例えばマイクロコンピュータを主体とする制御手段
によりその運転全般が制御される構成となっている。そ
して、上記制御手段は外部から加工形状が指令される
と、この指令された加工形状に基づいて、工具ホーン４
及び加工ローラ６によりシート材料３を溶着または溶断
する加工速度、旋回軸２３即ち加工ローラ６の旋回角度
を設定する。すると、制御手段は、各モータ１０，１
２，１６，１９，２５，２８を通電駆動して、前記旋回
角度となるように加工ローラ６を旋回させると共に、前
記加工速度となるように工具ホーン４や加工ローラ６を
回転させたり、工具ホーン４や加工ローラ６を移動させ
るように構成されている。
【００１６】ところで、上記超音波溶着溶断装置１にお
いては、加工ローラ６は、旋回軸２３の軸心Ｃを中心と
して旋回する構成であるため、加工ローラ６の移動は、
旋回軸２３の軸心Ｃを基準として行われる。従って、与
えられた加工形状に基づいて加工ローラ送りモータ２８
を通電駆動することにより加工ローラ６（即ち第２の可
動部材２４）を移動させると、旋回軸２３の軸心Ｃの移
動軌跡Ｐ（図１０参照）が上記与えられた加工形状とな
る。
いては、加工ローラ６は、旋回軸２３の軸心Ｃを中心と
して旋回する構成であるため、加工ローラ６の移動は、
旋回軸２３の軸心Ｃを基準として行われる。従って、与
えられた加工形状に基づいて加工ローラ送りモータ２８
を通電駆動することにより加工ローラ６（即ち第２の可
動部材２４）を移動させると、旋回軸２３の軸心Ｃの移
動軌跡Ｐ（図１０参照）が上記与えられた加工形状とな
る。
【００１７】ここで、実際にシート材料３に形成される
加工形状（加工軌跡）は、工具ホーン４の円筒状部４ａ
の上端面部４ｂと加工ローラ６との接触部の軌跡Ｐ１で
ある。そして、この軌跡Ｐ１と旋回軸２３の軸心Ｃの移
動軌跡Ｐとの間には、加工ローラ６の旋回半径分のずれ
がある。具体的には、加工形状が例えば半円である場
合、接触部の軌跡Ｐ１と旋回軸２３の軸心Ｃの移動軌跡
Ｐとは半径が異なることになるが、上記先願の超音波溶
着溶断装置１の構成においては、そのような軌跡の相違
を考慮していなかった。このため、先願の構成では、シ
ート材料３の実際の加工形状が、与えられた加工形状と
正確に一致しないおそれがあり、さらなる改良が望まれ
ていた。
加工形状（加工軌跡）は、工具ホーン４の円筒状部４ａ
の上端面部４ｂと加工ローラ６との接触部の軌跡Ｐ１で
ある。そして、この軌跡Ｐ１と旋回軸２３の軸心Ｃの移
動軌跡Ｐとの間には、加工ローラ６の旋回半径分のずれ
がある。具体的には、加工形状が例えば半円である場
合、接触部の軌跡Ｐ１と旋回軸２３の軸心Ｃの移動軌跡
Ｐとは半径が異なることになるが、上記先願の超音波溶
着溶断装置１の構成においては、そのような軌跡の相違
を考慮していなかった。このため、先願の構成では、シ
ート材料３の実際の加工形状が、与えられた加工形状と
正確に一致しないおそれがあり、さらなる改良が望まれ
ていた。
【００１８】そこで、本発明の目的は、与えられた加工
形状を正確に再現した加工形状をシート材料に形成する
ことができる超音波溶着溶断装置を提供することにあ
る。
形状を正確に再現した加工形状をシート材料に形成する
ことができる超音波溶着溶断装置を提供することにあ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の超音
波溶着溶断装置は、シート材料を、超音波が伝達される
工具ホーンと加工ローラとの間に挟むことにより、前記
シート材料を溶着または溶断する加工を行うものにおい
て、前記シート材料を送り出すシート送り手段と、前記
工具ホーンを回転させるホーン回転駆動手段と、前記工
具ホーンを前記シート材料の送り方向と交わる方向へ往
復移動させるホーン移動駆動手段と、前記加工ローラを
回転させるローラ回転駆動手段と、前記加工ローラを前
記工具ホーンの移動方向と同じ方向へ往復移動させるロ
ーラ移動駆動手段と、前記加工ローラを旋回させるロー
ラ旋回駆動手段と、前記シート送り手段、前記ホーン移
動駆動手段、前記ローラ回転駆動手段、前記ローラ移動
駆動手段及び前記ローラ旋回駆動手段を駆動制御する制
御手段と、与えられた加工形状及び前記加工ローラの旋
回半径に基づいて前記加工ローラの旋回中心の移動軌跡
を求める手段とを備えたところに特徴を有する。
波溶着溶断装置は、シート材料を、超音波が伝達される
工具ホーンと加工ローラとの間に挟むことにより、前記
シート材料を溶着または溶断する加工を行うものにおい
て、前記シート材料を送り出すシート送り手段と、前記
工具ホーンを回転させるホーン回転駆動手段と、前記工
具ホーンを前記シート材料の送り方向と交わる方向へ往
復移動させるホーン移動駆動手段と、前記加工ローラを
回転させるローラ回転駆動手段と、前記加工ローラを前
記工具ホーンの移動方向と同じ方向へ往復移動させるロ
ーラ移動駆動手段と、前記加工ローラを旋回させるロー
ラ旋回駆動手段と、前記シート送り手段、前記ホーン移
動駆動手段、前記ローラ回転駆動手段、前記ローラ移動
駆動手段及び前記ローラ旋回駆動手段を駆動制御する制
御手段と、与えられた加工形状及び前記加工ローラの旋
回半径に基づいて前記加工ローラの旋回中心の移動軌跡
を求める手段とを備えたところに特徴を有する。
【００２０】上記構成によれば、制御手段によって各駆
動手段を適宜駆動制御することにより、シート材料を送
り出しながら、加工ローラ及び工具ホーンをシート材料
の送り方向と交わる方向へ往復移動させることが可能と
なる。この場合、シート材料の送り速度や、加工ローラ
の移動速度並びにその移動方向等をいろいろ調節するこ
とにより、シート材料の加工形状として、シート材料の
送り方向に対して斜め方向の加工直線や、加工曲線を得
ることができる。特に、上記構成では、与えられた加工
形状及び加工ローラの旋回半径に基づいて加工ローラの
旋回中心の移動軌跡を求めるように構成したので、シー
ト材料の加工形状として、使用者の望む加工形状を忠実
に再現することができる。
動手段を適宜駆動制御することにより、シート材料を送
り出しながら、加工ローラ及び工具ホーンをシート材料
の送り方向と交わる方向へ往復移動させることが可能と
なる。この場合、シート材料の送り速度や、加工ローラ
の移動速度並びにその移動方向等をいろいろ調節するこ
とにより、シート材料の加工形状として、シート材料の
送り方向に対して斜め方向の加工直線や、加工曲線を得
ることができる。特に、上記構成では、与えられた加工
形状及び加工ローラの旋回半径に基づいて加工ローラの
旋回中心の移動軌跡を求めるように構成したので、シー
ト材料の加工形状として、使用者の望む加工形状を忠実
に再現することができる。
【００２１】また、上記構成の場合、制御手段によっ
て、シート材料の溶着または溶断の加工が進行する加工
速度と加工ローラの旋回中心の移動軌跡とに基づいて、
シート材料の送り速度、工具ホーンの移動速度、加工ロ
ーラの旋回角度、加工ローラの回転速度及び加工ローラ
の移動速度を設定するように構成することが好ましい
（請求項２）。
て、シート材料の溶着または溶断の加工が進行する加工
速度と加工ローラの旋回中心の移動軌跡とに基づいて、
シート材料の送り速度、工具ホーンの移動速度、加工ロ
ーラの旋回角度、加工ローラの回転速度及び加工ローラ
の移動速度を設定するように構成することが好ましい
（請求項２）。
【００２２】また、本発明の請求項３のコンピュータ読
取り可能な記録媒体は、超音波溶着溶断装置を動作させ
るための制御プログラムを格納したコンピュータ読取り
可能な記録媒体であって、シート材料の加工形状と加工
ローラの旋回半径とに基づいて加工ローラの旋回中心の
移動軌跡を演算する機能を実現させるための移動軌跡演
算プログラムを格納している。
取り可能な記録媒体は、超音波溶着溶断装置を動作させ
るための制御プログラムを格納したコンピュータ読取り
可能な記録媒体であって、シート材料の加工形状と加工
ローラの旋回半径とに基づいて加工ローラの旋回中心の
移動軌跡を演算する機能を実現させるための移動軌跡演
算プログラムを格納している。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図１ないし図７を参照しながら説明する。尚、本実施例
に係る超音波溶着溶断装置は、図８及び図９に示す超音
波溶着溶断装置１と略同一構成であるため、同一部分に
ついては同一符号を付してその説明は省略し、異なると
ころを説明する。
図１ないし図７を参照しながら説明する。尚、本実施例
に係る超音波溶着溶断装置は、図８及び図９に示す超音
波溶着溶断装置１と略同一構成であるため、同一部分に
ついては同一符号を付してその説明は省略し、異なると
ころを説明する。
【００２４】まず、図２及び図３は、超音波溶着溶断装
置１と、この超音波溶着溶断装置１へシート材料３を供
給するためのシート材料供給装置３１の概略構成を示し
ている。シート材料３は、例えば２枚の不織布３２ａ、
３３ａを重ねたものであり、これら不織布は、シート材
料供給装置３１の図２中左方部に回転可能に配設された
２個のロール３２、３３にそれぞれ巻回されている。２
個のロール３２、３３の図２中右方には、案内ローラ３
４、３５が回転可能に設けられている。これら案内ロー
ラ３４、３５により、２個のローラ３２、３３から導出
された２枚の不織布３２ａ、３３ａが重ねられると共
に、右方へ案内されて、超音波溶着溶断装置１のローラ
７へ供給されるように構成されている。
置１と、この超音波溶着溶断装置１へシート材料３を供
給するためのシート材料供給装置３１の概略構成を示し
ている。シート材料３は、例えば２枚の不織布３２ａ、
３３ａを重ねたものであり、これら不織布は、シート材
料供給装置３１の図２中左方部に回転可能に配設された
２個のロール３２、３３にそれぞれ巻回されている。２
個のロール３２、３３の図２中右方には、案内ローラ３
４、３５が回転可能に設けられている。これら案内ロー
ラ３４、３５により、２個のローラ３２、３３から導出
された２枚の不織布３２ａ、３３ａが重ねられると共
に、右方へ案内されて、超音波溶着溶断装置１のローラ
７へ供給されるように構成されている。
【００２５】尚、上記不織布３２ａ、３３ａは、例えば
ナイロンやポリエステルやポリプロピレン等の合成樹脂
により形成されたものである。また、シート材料３とし
ては、上記不織布３２ａ、３３ａに限られるものではな
く、合成樹脂製のフィルム、化学繊維製の布を用いても
良いし、ガラス繊維（グラスファイバ）からなる布を用
いても良い。更に、シート材料３として、上記した各種
の布やフィルム等を３枚以上重ねたものを使用しても良
い。更にまた、溶断だけの加工を行う場合は、シート材
料３として、上記した各種の布やフィルムなどを１枚だ
け使用するものを用いても良い。
ナイロンやポリエステルやポリプロピレン等の合成樹脂
により形成されたものである。また、シート材料３とし
ては、上記不織布３２ａ、３３ａに限られるものではな
く、合成樹脂製のフィルム、化学繊維製の布を用いても
良いし、ガラス繊維（グラスファイバ）からなる布を用
いても良い。更に、シート材料３として、上記した各種
の布やフィルム等を３枚以上重ねたものを使用しても良
い。更にまた、溶断だけの加工を行う場合は、シート材
料３として、上記した各種の布やフィルムなどを１枚だ
け使用するものを用いても良い。
【００２６】さて、図１は超音波溶着溶断装置１の電気
的構成を機能ブロックの組み合わせにて示す図である。
この図１において、制御手段としてのコントローラ３６
は、例えばマイクロコンピュータを主とした回路から構
成されている。マイクロコンピュータは周知のＣＰＵ、
ＲＡＭ、ＲＯＭを備えており、ＲＯＭには超音波溶着溶
断装置１の運転全般を制御する機能を実現する制御プロ
グラムが格納されている。
的構成を機能ブロックの組み合わせにて示す図である。
この図１において、制御手段としてのコントローラ３６
は、例えばマイクロコンピュータを主とした回路から構
成されている。マイクロコンピュータは周知のＣＰＵ、
ＲＡＭ、ＲＯＭを備えており、ＲＯＭには超音波溶着溶
断装置１の運転全般を制御する機能を実現する制御プロ
グラムが格納されている。
【００２７】上記コントローラ３６は、布送り速度検出
センサ３７、布基準検出センサ３８、加工ローラ原点検
出センサ３９、Ｚ上端検出センサ４０、Ｚ下端検出セン
サ４１、布テンション検出センサ４２からの各検出信号
を受けるように構成されている。上記布送り速度検出セ
ンサ３７は、図２に示すように、ローラ８の上に載せら
れたシート材料３の上方に設けられ、シート材料３の送
り速度を検出するセンサである。Ｚ上端検出センサ４０
は、図２に示すように配設され、加工ローラ６の上死点
を検出するセンサである。Ｚ下端検出センサ４１は、図
２に示すように配設され、加工ローラ６の下死点を検出
するセンサである。また、図３に示すように、布基準検
出センサ３８はシート材料３の上辺部側に設けられ、シ
ート材料３の基準位置を検出するセンサである。また、
加工ローラ原点検出センサ３９は、図３に示すように配
設され、加工ローラ６の原点を検出するセンサである。
さらに、布テンション検出センサ４２は、図３に示すよ
うに配設され、シート材料３のテンションを検出するセ
ンサである。また、コントローラ３６は、操作パネル４
３に設けられた各種の操作スイッチからの各操作信号を
受けるように構成されている。
センサ３７、布基準検出センサ３８、加工ローラ原点検
出センサ３９、Ｚ上端検出センサ４０、Ｚ下端検出セン
サ４１、布テンション検出センサ４２からの各検出信号
を受けるように構成されている。上記布送り速度検出セ
ンサ３７は、図２に示すように、ローラ８の上に載せら
れたシート材料３の上方に設けられ、シート材料３の送
り速度を検出するセンサである。Ｚ上端検出センサ４０
は、図２に示すように配設され、加工ローラ６の上死点
を検出するセンサである。Ｚ下端検出センサ４１は、図
２に示すように配設され、加工ローラ６の下死点を検出
するセンサである。また、図３に示すように、布基準検
出センサ３８はシート材料３の上辺部側に設けられ、シ
ート材料３の基準位置を検出するセンサである。また、
加工ローラ原点検出センサ３９は、図３に示すように配
設され、加工ローラ６の原点を検出するセンサである。
さらに、布テンション検出センサ４２は、図３に示すよ
うに配設され、シート材料３のテンションを検出するセ
ンサである。また、コントローラ３６は、操作パネル４
３に設けられた各種の操作スイッチからの各操作信号を
受けるように構成されている。
【００２８】一方、コントローラ３６は、各モータなど
の駆動手段を通電制御するように構成されている。ここ
で、各モータは、例えばＡＣサーボモータから構成され
ている。即ち、コントローラ３６は、加工ローラ旋回モ
ータ２５、加工ローラ回転モータ１９、加工ローラ送り
モータ２８をサーボドライバ４４、４５、４６を介して
通電制御するように構成されている。そして、コントロ
ーラ３６は、昇降シリンダ２１を通電制御するように構
成されている。
の駆動手段を通電制御するように構成されている。ここ
で、各モータは、例えばＡＣサーボモータから構成され
ている。即ち、コントローラ３６は、加工ローラ旋回モ
ータ２５、加工ローラ回転モータ１９、加工ローラ送り
モータ２８をサーボドライバ４４、４５、４６を介して
通電制御するように構成されている。そして、コントロ
ーラ３６は、昇降シリンダ２１を通電制御するように構
成されている。
【００２９】また、コントローラ３６は、工具ホーン回
転モータ１２、工具ホーン送りモータ１６をサーボドラ
イバ４７、４８を介して通電制御すると共に、超音波振
動子５を発振器４９により超音波振動させるように構成
されている。更に、コントローラ３６は、ローラ駆動モ
ータ１０をサーボドライバ５０を介して通電制御すると
共に、布テンション付与装置５１を通電制御するように
構成されている。
転モータ１２、工具ホーン送りモータ１６をサーボドラ
イバ４７、４８を介して通電制御すると共に、超音波振
動子５を発振器４９により超音波振動させるように構成
されている。更に、コントローラ３６は、ローラ駆動モ
ータ１０をサーボドライバ５０を介して通電制御すると
共に、布テンション付与装置５１を通電制御するように
構成されている。
【００３０】上記布テンション付与装置５１は、シート
材料３に所望のテンションを付与する装置である。ま
た、上記各モータはロータリエンコーダを内蔵してお
り、これらロータリエンコーダからの信号を各サーボド
ライバに与えるように構成されている。これにより、コ
ントローラ３６は、上記各モータの回転数（回転角度）
を高精度にフィードバック制御できるように構成されて
いる。
材料３に所望のテンションを付与する装置である。ま
た、上記各モータはロータリエンコーダを内蔵してお
り、これらロータリエンコーダからの信号を各サーボド
ライバに与えるように構成されている。これにより、コ
ントローラ３６は、上記各モータの回転数（回転角度）
を高精度にフィードバック制御できるように構成されて
いる。
【００３１】次に、上記超音波溶着溶断装置１の加工動
作について、図４ないし図７並びに図１０も参照して説
明する。まず、外部からコントローラ３６に与えられた
加工形状（加工軌跡）及び加工ローラ６の旋回半径に基
づいて、加工ローラ６の旋回軸２３の移動軌跡を求める
制御の内容について説明する。
作について、図４ないし図７並びに図１０も参照して説
明する。まず、外部からコントローラ３６に与えられた
加工形状（加工軌跡）及び加工ローラ６の旋回半径に基
づいて、加工ローラ６の旋回軸２３の移動軌跡を求める
制御の内容について説明する。
【００３２】図１０に示すように、シート材料３の溶着
または溶断の加工軌跡は、工具ホーン４の円筒状部４ａ
の上端面部上における加工ローラ６と接触する点（即
ち、加工点）の軌跡Ｐ１である。これに対して、加工ロ
ーラ６の旋回軸２３の移動軌跡Ｐは、上記軌跡Ｐ１から
加工ローラ６の旋回半径分だけずれた位置にある。
または溶断の加工軌跡は、工具ホーン４の円筒状部４ａ
の上端面部上における加工ローラ６と接触する点（即
ち、加工点）の軌跡Ｐ１である。これに対して、加工ロ
ーラ６の旋回軸２３の移動軌跡Ｐは、上記軌跡Ｐ１から
加工ローラ６の旋回半径分だけずれた位置にある。
【００３３】このとき、加工ローラ６の旋回角度をθ、
加工ローラ６の旋回半径をＲとすると、加工点の位置
（ｘ，ｙ）に対して、加工ローラ６の旋回軸２３の位置
（ｘ´，ｙ´）は次の式で表される。尚、この場合、ｘ
軸はシート材料３の送り方向に沿う方向であり、ｙ軸は
シート材料３の送り方向に直交する方向である。
加工ローラ６の旋回半径をＲとすると、加工点の位置
（ｘ，ｙ）に対して、加工ローラ６の旋回軸２３の位置
（ｘ´，ｙ´）は次の式で表される。尚、この場合、ｘ
軸はシート材料３の送り方向に沿う方向であり、ｙ軸は
シート材料３の送り方向に直交する方向である。
【００３４】ｘ´＝ｘ−Ｒ×ｓｉｎθ ………（１） ｙ´＝ｙ＋Ｒ×ｃｏｓθ ………（２） そして、コントローラ３６は、外部から加工形状及び加
工ローラ６の旋回半径が与えられると、上記式（１）及
び（２）に基づいて加工ローラ６の旋回軸２３の移動軌
跡を求める。従って、本実施例では、コントローラ３６
が加工ローラ６の旋回中心の移動軌跡を求める手段を構
成している。また、このようにしてコントローラ３６が
旋回軸２３の移動軌跡を求める機能を実現させるための
移動軌跡演算プログラムは、コントローラ３６のマイク
ロコンピュータ（のＲＯＭ）に格納されている。
工ローラ６の旋回半径が与えられると、上記式（１）及
び（２）に基づいて加工ローラ６の旋回軸２３の移動軌
跡を求める。従って、本実施例では、コントローラ３６
が加工ローラ６の旋回中心の移動軌跡を求める手段を構
成している。また、このようにしてコントローラ３６が
旋回軸２３の移動軌跡を求める機能を実現させるための
移動軌跡演算プログラムは、コントローラ３６のマイク
ロコンピュータ（のＲＯＭ）に格納されている。
【００３５】ここで、外部から加工形状（即ち、加工軌
跡）をコントローラ３６に指令する方法としては、例え
ば加工形状を特定する加工データ（例えば加工軌跡を表
現する式や加工軌跡を表現するベクトルデータ等のデー
タ）をコントローラ３６に入力するように構成すれば良
い。そして、上記加工データは、パソコン等を用いて適
宜作成することが好ましい。
跡）をコントローラ３６に指令する方法としては、例え
ば加工形状を特定する加工データ（例えば加工軌跡を表
現する式や加工軌跡を表現するベクトルデータ等のデー
タ）をコントローラ３６に入力するように構成すれば良
い。そして、上記加工データは、パソコン等を用いて適
宜作成することが好ましい。
【００３６】この後、コントローラ３６は、上記求めた
旋回軸２３の移動軌跡に基づいて加工ローラ６の旋回軸
２３の移動速度、工具ホーン４（の軸心）の移動速度を
演算により求めて設定する。また、コントローラ３６
は、上記与えられた加工軌跡から加工速度及び旋回角度
を演算等により求めて設定し、更に、この求めた加工速
度及び旋回角度に基づいてシート材料３の送り速度、工
具ホーン４の回転速度、加工ローラ６の回転速度を演算
により求めて設定するように構成されている。
旋回軸２３の移動軌跡に基づいて加工ローラ６の旋回軸
２３の移動速度、工具ホーン４（の軸心）の移動速度を
演算により求めて設定する。また、コントローラ３６
は、上記与えられた加工軌跡から加工速度及び旋回角度
を演算等により求めて設定し、更に、この求めた加工速
度及び旋回角度に基づいてシート材料３の送り速度、工
具ホーン４の回転速度、加工ローラ６の回転速度を演算
により求めて設定するように構成されている。
【００３７】そして、コントローラ３６は、加工ローラ
旋回モータ２５を通電駆動することにより、求められた
旋回角度となるように加工ローラ６を旋回させる。続い
て、コントローラ３６は、上記したように算出したシー
ト材料３の送り速度、工具ホーン１８の回転速度、工具
ホーン１８の移動速度、加工ローラ６の回転速度、加工
ローラ６の旋回軸２３の移動速度となるように、ローラ
駆動モータ１０、工具ホーン回転モータ１２、工具ホー
ン送りモータ１６、加工ローラ回転モータ１９、加工ロ
ーラ送りモータ２８を通電駆動する。
旋回モータ２５を通電駆動することにより、求められた
旋回角度となるように加工ローラ６を旋回させる。続い
て、コントローラ３６は、上記したように算出したシー
ト材料３の送り速度、工具ホーン１８の回転速度、工具
ホーン１８の移動速度、加工ローラ６の回転速度、加工
ローラ６の旋回軸２３の移動速度となるように、ローラ
駆動モータ１０、工具ホーン回転モータ１２、工具ホー
ン送りモータ１６、加工ローラ回転モータ１９、加工ロ
ーラ送りモータ２８を通電駆動する。
【００３８】この場合、工具ホーン４の移動速度と、加
工ローラ６の旋回軸２３の移動速度は同じ速度であり、
工具ホーン４及び加工ローラ６の旋回軸２３は同一方向
に同一速度で移動するようになっている。
工ローラ６の旋回軸２３の移動速度は同じ速度であり、
工具ホーン４及び加工ローラ６の旋回軸２３は同一方向
に同一速度で移動するようになっている。
【００３９】そして、超音波溶着溶断装置１が上述した
ように運転制御されると、シート材料３には与えられた
加工形状（即ち、加工軌跡）Ｐ１が形成されるようにな
る。この場合、加工が例えば溶断であれば、上記加工曲
線Ｐ１は溶断曲線（即ち、溶断軌跡）となる。
ように運転制御されると、シート材料３には与えられた
加工形状（即ち、加工軌跡）Ｐ１が形成されるようにな
る。この場合、加工が例えば溶断であれば、上記加工曲
線Ｐ１は溶断曲線（即ち、溶断軌跡）となる。
【００４０】次に、種々の加工形状が指令されたとき
に、コントローラ３６において、加工速度、旋回角度、
シート材料３の送り速度、工具ホーン４の回転速度、工
具ホーン４の移動速度、加工ローラ６の回転速度、加工
ローラ６の移動速度、加工ローラ６の旋回軸２３の移動
速度を求める具体的な制御の例を説明する。
に、コントローラ３６において、加工速度、旋回角度、
シート材料３の送り速度、工具ホーン４の回転速度、工
具ホーン４の移動速度、加工ローラ６の回転速度、加工
ローラ６の移動速度、加工ローラ６の旋回軸２３の移動
速度を求める具体的な制御の例を説明する。
【００４１】ここで、加工速度をｖ、加工ローラ６の旋
回角度をθ、シート材料３の送り速度をＪ６ｖ、工具ホ
ーン４の回転速度をＪ４ｖ、工具ホーン４の移動速度を
Ｊ５ｖ、加工ローラ６の回転速度をＪ１ｖ、加工ローラ
６の移動速度をＪ３ｖ、加工ローラ６の旋回軸２３の移
動速度をＪ２ｖとする。
回角度をθ、シート材料３の送り速度をＪ６ｖ、工具ホ
ーン４の回転速度をＪ４ｖ、工具ホーン４の移動速度を
Ｊ５ｖ、加工ローラ６の回転速度をＪ１ｖ、加工ローラ
６の移動速度をＪ３ｖ、加工ローラ６の旋回軸２３の移
動速度をＪ２ｖとする。
【００４２】まず、図４に示す例１は、加工形状として
例えばシート材料３の送り方向に対して角度θ１の加工
直線を得る場合の例である。この場合、シート材料３の
送り速度Ｊ６ｖをω（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、時間をｔ
（ｓｅｃ）とする。すると、コントローラ３６は、上記
した各速度及び加工ローラ６の旋回角度θを次の式で求
めるように構成されている。尚、加工ローラ６の移動位
置をＪ３、加工ローラ６の旋回軸２３の移動位置をＪ２
とする。
例えばシート材料３の送り方向に対して角度θ１の加工
直線を得る場合の例である。この場合、シート材料３の
送り速度Ｊ６ｖをω（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、時間をｔ
（ｓｅｃ）とする。すると、コントローラ３６は、上記
した各速度及び加工ローラ６の旋回角度θを次の式で求
めるように構成されている。尚、加工ローラ６の移動位
置をＪ３、加工ローラ６の旋回軸２３の移動位置をＪ２
とする。
【００４３】Ｊ３＝ω×ｔ×ｔａｎθ１ Ｊ２＝（ω×ｔ＋Ｒ×ｓｉｎθ）×ｔａｎθ１＋Ｒ×ｃ
ｏｓθ Ｊ３ｖ＝ω×ｔａｎθ１ Ｊ２ｖ＝ω×ｔａｎθ１（＝Ｊ５ｖ） Ｊ６ｖ＝ω
ｏｓθ Ｊ３ｖ＝ω×ｔａｎθ１ Ｊ２ｖ＝ω×ｔａｎθ１（＝Ｊ５ｖ） Ｊ６ｖ＝ω
【数１】 Ｊ１ｖ＝ｖ／（Ｄ１×π） Ｊ４ｖ＝ｖ／（２×Ｒ×π） 従って、この加工ローラ６の回転速度Ｊ１ｖ及び工具ホ
ーン４の回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
ーン４の回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
【００４４】
【数２】
【数３】 θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｊ３ｖ／ω）×３６０／２／π 尚、上記Ｊ３，Ｊ２の単位は（ｍｍ）、Ｊ３ｖ，Ｊ２
ｖ，Ｊ６ｖの単位は（ｍｍ／ｓｅｃ）、上記ｖの単位は
（ｍｍ／ｓｅｃ）、上記Ｊ１ｖ，Ｊ４ｖの単位は（１／
ｓｅｃ）、上記θの単位は度である。
ｖ，Ｊ６ｖの単位は（ｍｍ／ｓｅｃ）、上記ｖの単位は
（ｍｍ／ｓｅｃ）、上記Ｊ１ｖ，Ｊ４ｖの単位は（１／
ｓｅｃ）、上記θの単位は度である。
【００４５】また、図５に示す例２は、加工形状として
例えば、 ｙ＝ａ×ｓｉｎ（２πωｔ／λ） で表現される加工曲線を得る場合の例である。この場
合、ｘ（ωｔ）軸はシート材料３の送り方向に沿う方向
であり、ｙ軸はシート材料３の送り方向と直交する方向
である。また、ａは上記加工曲線の振幅（ｍｍ）であ
り、λは上記加工曲線の周期（ｍｍ）である。更に、シ
ート材料３の送り速度Ｊ６ｖをω（ｍｍ／ｓｅｃ）と
し、時間をｔ（ｓｅｃ）とする。この場合、コントロー
ラ３６は、上記した各速度及び加工ローラ６の旋回角度
θを次の式で求めるように構成されている。尚、単位等
は例１の場合と同じである。
例えば、 ｙ＝ａ×ｓｉｎ（２πωｔ／λ） で表現される加工曲線を得る場合の例である。この場
合、ｘ（ωｔ）軸はシート材料３の送り方向に沿う方向
であり、ｙ軸はシート材料３の送り方向と直交する方向
である。また、ａは上記加工曲線の振幅（ｍｍ）であ
り、λは上記加工曲線の周期（ｍｍ）である。更に、シ
ート材料３の送り速度Ｊ６ｖをω（ｍｍ／ｓｅｃ）と
し、時間をｔ（ｓｅｃ）とする。この場合、コントロー
ラ３６は、上記した各速度及び加工ローラ６の旋回角度
θを次の式で求めるように構成されている。尚、単位等
は例１の場合と同じである。
【００４６】Ｊ３＝ａ×ｓｉｎ（２πωｔ／λ） Ｊ２＝ａ×ｓｉｎ（２π（ω×ｔ＋Ｒ×ｓｉｎθ）／
λ）＋Ｒ×ｃｏｓθ Ｊ３ｖ＝ａ×２πω／λ×ｃｏｓ（２πωｔ／λ） Ｊ２ｖ＝ａ×２πω／λ×ｃｏｓ（２π（ω×ｔ＋Ｒ×
ｓｉｎθ）／λ） Ｊ６ｖ＝ω
λ）＋Ｒ×ｃｏｓθ Ｊ３ｖ＝ａ×２πω／λ×ｃｏｓ（２πωｔ／λ） Ｊ２ｖ＝ａ×２πω／λ×ｃｏｓ（２π（ω×ｔ＋Ｒ×
ｓｉｎθ）／λ） Ｊ６ｖ＝ω
【数４】 Ｊ１ｖ＝ｖ／（Ｄ１×π） Ｊ４ｖ＝ｖ／（２×Ｒ×π） 従って、この加工ローラ６の回転速度Ｊ１ｖ及び工具ホ
ーン４の回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
ーン４の回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
【００４７】
【数５】
【数６】 θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｊ３ｖ／ω）×３６０／２／π 更に、図６に示す例３は、加工形状として例えば、
【数７】 で表現される加工曲線が繰り返された加工形状を得る場
合の例である。この場合、ｘ（ωｔ）軸はシート材料３
の送り方向に沿う方向であり、ｙ軸はシート材料３の送
り方向と直交する方向である。また、λは上記加工曲線
の周期、即ち直径（ｍｍ）である。更に、シート材料３
の送り速度Ｊ６ｖをω（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、時間をｔ
（ｓｅｃ）とする。この場合、コントローラ３６は、上
記した各速度及び加工ローラ６の旋回角度θを次の式で
求めるように構成されている。尚、単位等は例１の場合
と同じである。
合の例である。この場合、ｘ（ωｔ）軸はシート材料３
の送り方向に沿う方向であり、ｙ軸はシート材料３の送
り方向と直交する方向である。また、λは上記加工曲線
の周期、即ち直径（ｍｍ）である。更に、シート材料３
の送り速度Ｊ６ｖをω（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、時間をｔ
（ｓｅｃ）とする。この場合、コントローラ３６は、上
記した各速度及び加工ローラ６の旋回角度θを次の式で
求めるように構成されている。尚、単位等は例１の場合
と同じである。
【００４８】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】 Ｊ６ｖ＝ω
【数１２】 Ｊ１ｖ＝ｖ／（Ｄ１×π） Ｊ４ｖ＝ｖ／（２×Ｒ×π） 従って、この加工ローラ６の回転速度Ｊ１ｖ及び工具ホ
ーン４の回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
ーン４の回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
【００４９】
【数１３】
【数１４】 θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｊ３ｖ／ω）×３６０／２／π
【００５０】そして、上記加工曲線を繰り返す部分にお
いては、超音波溶着溶断装置１は次のように運転制御さ
れる。即ち、１周期分の加工曲線の形成が終了し、加工
ローラ６の旋回軸２３が終点（図６中、Ｐｚにて示
す。）に位置すると、コントローラ３６は、昇降シリン
ダ２１を通電制御することにより加工ローラ６を上昇さ
せる。続いて、コントローラ３６は、加工ローラ旋回モ
ータ２５を通電駆動することにより、加工ローラ６を、
１周期の始点における旋回角度θとなるように旋回させ
る。さらに、コントローラ３６は、ローラ駆動モータ１
０を逆転駆動することによりシート材料３を加工ローラ
６の旋回半径Ｒの２倍分の距離だけ逆送りさせ、旋回軸
２３を始点（図６中、Ｐ０にて示す。）に位置させる。
いては、超音波溶着溶断装置１は次のように運転制御さ
れる。即ち、１周期分の加工曲線の形成が終了し、加工
ローラ６の旋回軸２３が終点（図６中、Ｐｚにて示
す。）に位置すると、コントローラ３６は、昇降シリン
ダ２１を通電制御することにより加工ローラ６を上昇さ
せる。続いて、コントローラ３６は、加工ローラ旋回モ
ータ２５を通電駆動することにより、加工ローラ６を、
１周期の始点における旋回角度θとなるように旋回させ
る。さらに、コントローラ３６は、ローラ駆動モータ１
０を逆転駆動することによりシート材料３を加工ローラ
６の旋回半径Ｒの２倍分の距離だけ逆送りさせ、旋回軸
２３を始点（図６中、Ｐ０にて示す。）に位置させる。
【００５１】この後、コントローラ３６は、昇降シリン
ダ２１を通電制御して加工ローラ６を再び下降させ、上
記したように算出した各速度となるように、ローラ駆動
モータ１１等を通電駆動するのである。
ダ２１を通電制御して加工ローラ６を再び下降させ、上
記したように算出した各速度となるように、ローラ駆動
モータ１１等を通電駆動するのである。
【００５２】更にまた、図７に示す例４は、加工形状と
して例えば、
して例えば、
【数１５】 で表現される加工曲線が繰り返された加工形状を得る場
合の例である。この場合、ｘ（ωｔ）軸はシート材料３
の送り方向に沿う方向であり、ｙ軸はシート材料３の送
り方向と直交する方向である。また、ａは上記加工曲線
の振幅（ｍｍ）であり、λは上記加工曲線の周期（ｍ
ｍ）である。更に、シート材料３の送り速度Ｊ６ｖをω
（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、時間をｔ（ｓｅｃ）とする。更
にまた、上記加工曲線の終点と始点との間は、シート送
り方向と直交する方向の加工直線が形成されるものとす
る。
合の例である。この場合、ｘ（ωｔ）軸はシート材料３
の送り方向に沿う方向であり、ｙ軸はシート材料３の送
り方向と直交する方向である。また、ａは上記加工曲線
の振幅（ｍｍ）であり、λは上記加工曲線の周期（ｍ
ｍ）である。更に、シート材料３の送り速度Ｊ６ｖをω
（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、時間をｔ（ｓｅｃ）とする。更
にまた、上記加工曲線の終点と始点との間は、シート送
り方向と直交する方向の加工直線が形成されるものとす
る。
【００５３】この場合、コントローラ３６は、上記加工
曲線を形成する際の各速度及び加工ローラ６の旋回角度
θを次の式で求めるように構成されている。尚、単位等
は例１の場合と同じである。
曲線を形成する際の各速度及び加工ローラ６の旋回角度
θを次の式で求めるように構成されている。尚、単位等
は例１の場合と同じである。
【００５４】
【数１６】
【数１７】
【数１８】
【数１９】 Ｊ６ｖ＝ω
【数２０】 Ｊ１ｖ＝ｖ／（Ｄ１×π） Ｊ４ｖ＝ｖ／（２×Ｒ×π） 従って、この加工ローラ６の回転速度Ｊ１ｖ及び工具ホ
ーンの回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
ーンの回転速度Ｊ４ｖは次のように表される。
【００５５】
【数２１】
【数２２】 θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｊ３ｖ／ω）×３６０／２／π
【００５６】そして、上記加工曲線の終点と次の加工曲
線との間に加工直線を形成する場合、超音波溶着溶断装
置１は次のように運転制御される。即ち、加工ローラ６
の旋回軸２３が終点（図７中、Ｐｚにて示す。）に位置
すると、コントローラ３６は、昇降シリンダ２１を通電
制御することにより、加工ローラ６を上昇させる。続い
て、コントローラ３６は、加工ローラ旋回モータ２５を
通電駆動することにより、加工ローラ６がシート材料３
の送り方向と直交する方向となるように旋回させる。さ
らに、コントローラ３６は、ローラ駆動モータ１０を通
電駆動（逆転駆動）することによりシート材料３を加工
ローラ６の旋回半径Ｒだけ逆送りさせると共に、加工ロ
ーラ送りモータ２８及び工具ホーン送りモータ１６を通
電駆動（逆転駆動）することにより加工ローラ６及び工
具ホーン４を旋回半径Ｒ図中右方へ移動させる。この結
果、加工ローラ６の旋回軸２３は、図７中Ｐｚ´にて示
す位置に移動する。
線との間に加工直線を形成する場合、超音波溶着溶断装
置１は次のように運転制御される。即ち、加工ローラ６
の旋回軸２３が終点（図７中、Ｐｚにて示す。）に位置
すると、コントローラ３６は、昇降シリンダ２１を通電
制御することにより、加工ローラ６を上昇させる。続い
て、コントローラ３６は、加工ローラ旋回モータ２５を
通電駆動することにより、加工ローラ６がシート材料３
の送り方向と直交する方向となるように旋回させる。さ
らに、コントローラ３６は、ローラ駆動モータ１０を通
電駆動（逆転駆動）することによりシート材料３を加工
ローラ６の旋回半径Ｒだけ逆送りさせると共に、加工ロ
ーラ送りモータ２８及び工具ホーン送りモータ１６を通
電駆動（逆転駆動）することにより加工ローラ６及び工
具ホーン４を旋回半径Ｒ図中右方へ移動させる。この結
果、加工ローラ６の旋回軸２３は、図７中Ｐｚ´にて示
す位置に移動する。
【００５７】この後、コントローラ３６は、昇降シリン
ダ２１を通電制御して加工ローラ６を再び下降させ、シ
ート材料３を停止させた状態で、加工ローラ送りモータ
２８、加工ローラ回転モータ１９、工具ホーン送りモー
タ１６、工具ホーン回転モータ１２を通電駆動する。こ
れにより、Ｐｚ´に位置する旋回軸２３は次の始点Ｐ０
まで移動すると共に、加工曲線の終点から次の加工曲線
の始点まで加工直線が形成される。
ダ２１を通電制御して加工ローラ６を再び下降させ、シ
ート材料３を停止させた状態で、加工ローラ送りモータ
２８、加工ローラ回転モータ１９、工具ホーン送りモー
タ１６、工具ホーン回転モータ１２を通電駆動する。こ
れにより、Ｐｚ´に位置する旋回軸２３は次の始点Ｐ０
まで移動すると共に、加工曲線の終点から次の加工曲線
の始点まで加工直線が形成される。
【００５８】このような構成の本実施例によれば、外部
からコントローラ３６に指令された加工形状及び加工ロ
ーラ６の旋回半径に基づいて、加工ローラ６の旋回軸２
３の移動軌跡を求め、この求められた移動軌跡及び与え
られた加工形状に基づいてコントローラ３６は各モータ
１０，１２，１６，１９，２５，２８を適宜駆動制御す
るように構成した。そのため、加工ローラ６の旋回軸２
３の移動軌跡とずれて移動する加工ローラ６と工具ホー
ン４の上端面部４ｂとの接触部の移動軌跡、即ち、シー
ト材料３に実際に形成される加工形状が、与えられた加
工形状を正確に再現したものとなるので、超音波溶着溶
断装置１の加工性能が向上する。
からコントローラ３６に指令された加工形状及び加工ロ
ーラ６の旋回半径に基づいて、加工ローラ６の旋回軸２
３の移動軌跡を求め、この求められた移動軌跡及び与え
られた加工形状に基づいてコントローラ３６は各モータ
１０，１２，１６，１９，２５，２８を適宜駆動制御す
るように構成した。そのため、加工ローラ６の旋回軸２
３の移動軌跡とずれて移動する加工ローラ６と工具ホー
ン４の上端面部４ｂとの接触部の移動軌跡、即ち、シー
ト材料３に実際に形成される加工形状が、与えられた加
工形状を正確に再現したものとなるので、超音波溶着溶
断装置１の加工性能が向上する。
【００５９】また、本実施例においては、コントローラ
３６によって、外部から指令された加工形状に基づいて
旋回軸２３の移動軌跡を求め、この移動軌跡に基づいて
加工ローラ６の旋回軸２３の移動速度Ｊ２ｖ、工具ホー
ン４の移動速度Ｊ５ｖを設定し、外部から指令された加
工形状に基づいて加工速度ｖや加工ローラ６の旋回角度
θを設定し、これらに基づいてシート材料３の送り速度
Ｊ６ｖ加工ローラ６の回転速度及び工具ホーン４の回転
速度を設定するように構成した。従って、外部から加工
形状を指令するだけで、各速度を決めることができるか
ら、超音波溶着溶断装置１（のコントローラ３６）の操
作性が良くなる。
３６によって、外部から指令された加工形状に基づいて
旋回軸２３の移動軌跡を求め、この移動軌跡に基づいて
加工ローラ６の旋回軸２３の移動速度Ｊ２ｖ、工具ホー
ン４の移動速度Ｊ５ｖを設定し、外部から指令された加
工形状に基づいて加工速度ｖや加工ローラ６の旋回角度
θを設定し、これらに基づいてシート材料３の送り速度
Ｊ６ｖ加工ローラ６の回転速度及び工具ホーン４の回転
速度を設定するように構成した。従って、外部から加工
形状を指令するだけで、各速度を決めることができるか
ら、超音波溶着溶断装置１（のコントローラ３６）の操
作性が良くなる。
【００６０】尚、上記実施例においては、加工ローラ６
の旋回軸２３と工具ホーン４の軸心とが一致するように
構成したが、工具ホーン４の上端面部４ｂに加工ローラ
６が載置されていれば、一致していなくても良い。
の旋回軸２３と工具ホーン４の軸心とが一致するように
構成したが、工具ホーン４の上端面部４ｂに加工ローラ
６が載置されていれば、一致していなくても良い。
【００６１】また、上記実施例では、超音波溶着溶断装
置１の運転全般を制御する機能を実現する制御プログラ
ム及び移動軌跡を求めるための移動軌跡演算プログラム
をＲＯＭに記憶しておくように構成したが、これに限ら
れるものではない。例えば、超音波溶着溶断装置１にハ
ードディスク装置やフロッピーディスクドライブ装置を
配設し、ハードディスク装置に上記プログラムを記憶さ
せておくように構成しても良い。
置１の運転全般を制御する機能を実現する制御プログラ
ム及び移動軌跡を求めるための移動軌跡演算プログラム
をＲＯＭに記憶しておくように構成したが、これに限ら
れるものではない。例えば、超音波溶着溶断装置１にハ
ードディスク装置やフロッピーディスクドライブ装置を
配設し、ハードディスク装置に上記プログラムを記憶さ
せておくように構成しても良い。
【００６２】この場合、上記プログラムをフロッピーデ
ィスクに格納させておき、このフロッピーディスクをフ
ロッピーディスクドライブ装置に装着することで上記プ
ログラムをハードディスク装置にインストールするよう
に構成することが好ましい。また、上記プログラムを格
納する記憶媒体としては、上記フロッピーディスクに限
られるものではなく、ＣＤ−ＲＯＭやＩＣカード等を用
いても良い。
ィスクに格納させておき、このフロッピーディスクをフ
ロッピーディスクドライブ装置に装着することで上記プ
ログラムをハードディスク装置にインストールするよう
に構成することが好ましい。また、上記プログラムを格
納する記憶媒体としては、上記フロッピーディスクに限
られるものではなく、ＣＤ−ＲＯＭやＩＣカード等を用
いても良い。
【００６３】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、外部から制御手段に与えられた加工形状及び加工ロ
ーラの旋回半径に基づいて加工ローラの旋回中心の移動
軌跡を求め、更に、制御手段によってシート送り手段、
ホーン回転駆動手段、ホーン移動駆動手段、ローラ回転
駆動手段、ローラ移動駆動手段及びローラ旋回駆動手段
を適宜駆動制御するように構成したので、シート材料に
実際に形成される加工形状が上記与えられた加工形状を
正確に再現したものとなるという優れた効果を奏する。
に、外部から制御手段に与えられた加工形状及び加工ロ
ーラの旋回半径に基づいて加工ローラの旋回中心の移動
軌跡を求め、更に、制御手段によってシート送り手段、
ホーン回転駆動手段、ホーン移動駆動手段、ローラ回転
駆動手段、ローラ移動駆動手段及びローラ旋回駆動手段
を適宜駆動制御するように構成したので、シート材料に
実際に形成される加工形状が上記与えられた加工形状を
正確に再現したものとなるという優れた効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図
【図２】超音波溶着溶断装置及びシート材料供給装置の
概略側面図
概略側面図
【図３】超音波溶着溶断装置及びシート材料供給装置の
概略上面図
概略上面図
【図４】加工形状の一例
【図５】加工形状の他の例
【図６】加工形状の他の例
【図７】加工形状の他の例
【図８】超音波溶着溶断装置の正面図
【図９】超音波溶着溶断装置の縦断側面図
【図１０】超音波溶着溶断装置の加工動作を説明するた
めの図
めの図
１は超音波溶着溶断装置、２は本体フレーム、３はシー
ト材料、４は工具ホーン、５は超音波振動子、６は加工
ローラ、１０はローラ駆動モータ（シート送り手段）、
１２は工具ホーン回転モータ（ホーン回転駆動手段）、
１３は第１の可動部材、１６は工具ホーン送りモータ
（ホーン移動駆動手段）、１９は加工ローラ回転モータ
（ローラ回転駆動手段）、２１は昇降シリンダ、２３は
旋回軸、２４は第２の可動部材、２５は加工ローラ旋回
モータ（ローラ旋回駆動手段）、２８は加工ローラ送り
モータ（ローラ移動駆動手段）、３２ａ、３３ａは不織
布（シート材料）、４２は加工ローラユニット、３６は
コントローラ（制御手段）、４３は操作パネル、４９は
発振器を示す。
ト材料、４は工具ホーン、５は超音波振動子、６は加工
ローラ、１０はローラ駆動モータ（シート送り手段）、
１２は工具ホーン回転モータ（ホーン回転駆動手段）、
１３は第１の可動部材、１６は工具ホーン送りモータ
（ホーン移動駆動手段）、１９は加工ローラ回転モータ
（ローラ回転駆動手段）、２１は昇降シリンダ、２３は
旋回軸、２４は第２の可動部材、２５は加工ローラ旋回
モータ（ローラ旋回駆動手段）、２８は加工ローラ送り
モータ（ローラ移動駆動手段）、３２ａ、３３ａは不織
布（シート材料）、４２は加工ローラユニット、３６は
コントローラ（制御手段）、４３は操作パネル、４９は
発振器を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 シート材料を、超音波が伝達される工具
ホーンと加工ローラとの間に挟むことにより、前記シー
ト材料を溶着または溶断する加工を行う超音波溶着溶断
装置において、 前記シート材料を送り出すシート送り手段と、 前記工具ホーンを回転させるホーン回転駆動手段と、 前記工具ホーンを前記シート材料の送り方向と交わる方
向へ往復移動させるホーン移動駆動手段と、 前記加工ローラを回転させるローラ回転駆動手段と、 前記加工ローラを前記工具ホーンの移動方向と同じ方向
へ往復移動させるローラ移動駆動手段と、 前記加工ローラを、旋回させるローラ旋回駆動手段と、 前記シート送り手段、前記ホーン移動駆動手段、前記ロ
ーラ回転駆動手段、前記ローラ移動駆動手段及び前記ロ
ーラ旋回駆動手段を駆動制御する制御手段と、 与えられた加工形状及び前記加工ローラの旋回半径に基
づいて前記加工ローラの旋回中心の移動軌跡を求める手
段とを備えたことを特徴とする超音波溶着溶断装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記シート材料の溶着
または溶断の加工が進行する加工速度と前記加工ローラ
の旋回中心の移動軌跡とに基づいて、前記シート材料の
送り速度、前記工具ホーンの移動速度、前記加工ローラ
の旋回角度、前記加工ローラの回転速度及び前記加工ロ
ーラの移動速度を設定することを特徴とする請求項１記
載の超音波溶着溶断装置。 - 【請求項３】 超音波溶着溶断装置を動作させるための
制御プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記
録媒体であって、 シート材料の加工形状と加工ローラの旋回半径とに基づ
いて加工ローラの旋回中心の移動軌跡を演算する機能を
実現させるための移動軌跡演算プログラムを格納したコ
ンピュータ読取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20572097A JP3204171B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 超音波溶着溶断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20572097A JP3204171B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 超音波溶着溶断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1148339A true JPH1148339A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3204171B2 JP3204171B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=16511576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20572097A Expired - Fee Related JP3204171B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 超音波溶着溶断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204171B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011116422A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Howa Sangyo Kk | 切断補助線形成装置、及び切断補助線形成方法 |
| JP2011116421A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Howa Sangyo Kk | 切断補助線形成装置、及び切断補助線形成方法 |
| JP2014526398A (ja) * | 2011-09-01 | 2014-10-06 | オーファウデー キネグラム アーゲー | 転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合する方法及び装置 |
| WO2020030918A1 (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-13 | HS Products Limited | Apparatus and method for manufacturing a resilient unit |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP20572097A patent/JP3204171B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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