KR20040020057A - 공작물을 용접 또는 성형과 같이 기계가공하는 방법 - Google Patents

공작물을 용접 또는 성형과 같이 기계가공하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040020057A
KR20040020057A KR10-2003-7015733A KR20037015733A KR20040020057A KR 20040020057 A KR20040020057 A KR 20040020057A KR 20037015733 A KR20037015733 A KR 20037015733A KR 20040020057 A KR20040020057 A KR 20040020057A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
time
amplitude
parameter
processed
Prior art date
Application number
KR10-2003-7015733A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100859681B1 (ko
Inventor
누스로타
Original Assignee
스타플라 울트라쉘-테크니크 지엠비이에이치
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 스타플라 울트라쉘-테크니크 지엠비이에이치 filed Critical 스타플라 울트라쉘-테크니크 지엠비이에이치
Publication of KR20040020057A publication Critical patent/KR20040020057A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100859681B1 publication Critical patent/KR100859681B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/94—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
    • B29C66/951—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools
    • B29C66/9516—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools by controlling their vibration amplitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
    • B29C66/959—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 characterised by specific values or ranges of said specific variables
    • B29C66/9592—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 characterised by specific values or ranges of said specific variables in explicit relation to another variable, e.g. X-Y diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • 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
    • B29C66/71—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 composition of the plastics material of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • 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
    • B29C66/737—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 state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7377—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 state of the material of the parts to be joined amorphous, semi-crystalline or crystalline
    • B29C66/73771—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 state of the material of the parts to be joined amorphous, semi-crystalline or crystalline the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being amorphous
    • B29C66/73772—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 state of the material of the parts to be joined amorphous, semi-crystalline or crystalline the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being amorphous the to-be-joined areas of both parts to be joined being amorphous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • 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
    • B29C66/737—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 state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7377—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 state of the material of the parts to be joined amorphous, semi-crystalline or crystalline
    • B29C66/73773—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 state of the material of the parts to be joined amorphous, semi-crystalline or crystalline the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being semi-crystalline
    • B29C66/73774—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 state of the material of the parts to be joined amorphous, semi-crystalline or crystalline the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being semi-crystalline the to-be-joined areas of both parts to be joined being semi-crystalline
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/912—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by measuring the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/9121—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by measuring the temperature, the heat or the thermal flux by measuring the temperature
    • B29C66/91221—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by measuring the temperature, the heat or the thermal flux by measuring the temperature of the parts to be joined

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

본 발명은 초음파 용접 장치의 음파 전달봉이 기계 가공될 공작물 위에 위치하며, 상기 음파 전달봉의 진동폭이 수정되는 공작물 납땜 또는 변형 방법에 관한 것이다. 납땜 작업을 최적화 하기 위하여, 상기 진동폭은 미리 결정된 시간(tx) 동안 미리 결정된 기울기에 따라 감소되며, 상기 공작물의 특성 매개변수는 상기 시간(tx) 이후에 직접 또는 간접으로 측정되며, 상기 음파 전달봉은 측정된 매개변수의 값에 따라 지속 시간(ty) 동안 소정의 일정한 또는 반드시 일정한 진폭으로 초음파 에너지를 상기 공작물에 전달한다.

Description

공작물을 용접 또는 성형과 같이 기계가공하는 방법{Method for machining, such as soldering or deformation, a workpiece}
본 발명에 대응하는 방법으로는 예를 들면 유럽특허 EP0 567 426 B1에 공지되어 있다. 음파 전달봉이 반파장 공진기로서 공진 진동하며, 물질과 강제 접촉하고, 소정의 기간 동안 초음파 에너지를 공작물로 전달하는, 상기 공지된 초음파 용접 방법에 있어서, 상기 음파 전달봉의 진동폭은 상기 소정의 기간의 잔여 부분에 대해 감소된 진동폭으로 작동되도록 제어 신호로 감소된다.
제어 신호는 또한 공작물로 전달되는 출력의 함수로서 트리거될 수 있다. 대응하는 방법들로는 WO 98/49009, 미국특허 제 5,855,706호 또는 미국특허 제5,658,408호 또는 미국특허 제 5,435,863호에 공지되어 있다.
상기 초음파 주파수 사이에서 선택이 이루어지며, 상기 공작물의 변형 정도나 또는 공작물의 유연화 상태(softening condition)가 전달된 초음파 에너지에 부가하여 제어된 변수들로서 선택될 수 있다. 규정에 의해, 대응하는 방법들을 실현하기 위한 자동 제어 기술 비용은 매우 비싸며, 이는 장애의 요인이 된다.
본 발명은 특히 플라스틱 물질 또는 그를 포함하는 공작물(workpiece)을 용접 또는 성형과 같이 처리하기 위한 방법에 관한 것이며, 음파 전달봉(sonotrode) 또는 초음파 용접 장치가 초음파 에너지를 전달하도록 공작물을 처리하기 위해 상기 공작물 위에 직접 또는 간접으로 고정되고, 상기 음파 전달봉은 처리되는 동안 진동폭이 변경된다.
도 1은 플라스틱 물질을 초음파 용접하기 위한 장치의 기본도.
도 2는 진폭-시간 그래프
본 발명은, 비록 상술된 타입의 방법이 자가학습(self-learning)에 의한 최적화가 가능할지라도, 공작물의 처리, 특히 플라스틱 부품의 용접을 단순한 제어를 통해 최적화할 수 있는 방식으로, 개량될 상기 방법의 문제점에 기초하였다.
상기 문제점은 기본적으로, 소정의 시간(tx) 동안, 진동폭이 소정의 행로를 따라 감소되는 본 발명에 의해 해결된다. 시간(tx) 이후, 공작물의 특성 매개변수가 직접 또는 간접으로 측정된다. 이어서, 상기 음파 전달봉은 소정의 일정한 진동폭하에서 측정된 매개변수 값에 대한 함수로서 시간(ty) 동안 초음파 에너지를 공작물로 전달한다. 또한, 상기 진동폭은 그의 부품을 위해 처리될 공작물의 함수로서 특성화되는 시간(tx)에 있어서 램프형(ramp-like) 행로에 따른다.
상술된 공지 기술과는 달리, 음파 전달봉은 확고히 특성화된 진동폭으로 처리될 공작물에 작용하며, 따라서, 처리 개시 시점에서, 상기 진폭은 다음에 일정한 값으로 설정되도록 소정의 값을 갖는다. 이와 같은 값은 상기 공작물과 관계없이선정되거나, 또는 상기 공작물에 의존해서 선정될 수도 있다.
일정한 값을 설정하기 위해, 어떠한 진동폭의 증가 및 연이은 감소도 발생하지 않는다. 반드시 일정하지는 않지만 기본적으로는 연속성을 가지나, 용접이나 또는 성형의 개시점으로부터 시간(tx) 동안 진동폭의 램프형 감축이 발생한다.
이와는 독립적으로, 상기 음파 전달봉이 일정한 진폭을 갖는 공작물에 작용하는 시간(ty)은 처리될 공작물의 특성값에 도달함으로써 결정되며, 물론 최대 시간은 초과할 수 없다. 이것은, 소정의 시간(t2) 후에, 상기 공작물이 아직 처리될 특징들을 갖지 않았을 때 조차도, 기계가공 처리는 종결되는 것을 의미한다.
개량된 본 발명에 따르면, 진폭의 행로가 연속 처리 공정을 위해 변화되며, 필요한 경우, 시간(tx) 이후 측정된 매개변수값에 대한 함수로서 변경된다. 이와 같은 방법에 있어서는, 자가학습 공정이 실현되어, 용접 결과 뿐만 아니라 최적의 처리 결과를 수행한다.
시간(tx및 txy)의 합은 여러 공작물에 의존하나, 예를 들어, 에러가 발생할 때 초음파 용접 장치가 손상되는 것을 피하기 위해 최대 시간(tz)을 초과할 수 없다.
특히, 진동폭이 일정한 시간(ty) 동안에, 특성 매개변수 또는 처리될 공작물의 추가의 특성 매개변수가 직접 또는 간접으로 측정되며, 공정은 상기 매개변수의 소정값에 도달한 후 종결된다.
상기 공작물의 온도 및/또는 상기 공작물의 성형도 및/또는 처리되는 동안의 상기 음파 전달봉의 이동 및/또는 상기 공작물의 광전송 및/또는 상기 공작물의 광반사가 매개변수로서 선택될 수 있다. 또한, 상기 공작물의 변형도가 음파 전달봉에 할당된 변위 센서에 의해 결정될 수 있으며, 따라서, 간접 매개변수 결정이 연속해서 발생한다.
상기 음파 전달봉의 진폭이 소정 행로를 따르는 시간(tx)은 초음파 용접 장치에 저장 처리될 공작물의 물질-특성값에 따라 특성화될 수 있다. 또한 상기 저장값은 공작물이 공급될 때 자동적으로 호출된다. 특히, 상기 저장값은 공작물에 할당된 코드를 판독함으로써 호출된다.
본 발명에 대한 추가적인 상세한 설명, 장점 및 특징은 단독으로 또는 혼합적으로 추론될 수 있는 청구항들 뿐만 아니라 도면으로부터 추측될 수 있는 적합한 설계의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
공작물을 처리하기 위한 기본 장치가 도 1에 도시되어 있다. 특히, 하나의부품 또는 복수의 부품이 플라스틱 또는 플라스틱을 포함하는 물질로 제조되고 서로 용접될 공작물로 이해된다. 기타 응용, 예를 들면 분리 플라스틱 부품들도 마찬가지로 가능하다. 여기서는 플라스틱 용접 응용에 대한 적합한 분야으로서 의료 분야가 언급될 수 있다.
설계에 있어서, 역-전극 또는 앤빌(14) 위에 위치하는 2개의 플라스틱 부품(10,12)은 초음파 용접 장치를 사용하여 용접되며, 진동 설정된 음파 전달봉(16)을 통해 음파 전달봉의 헤드(18) 및 상부(14)와 용접될 부품들(10,12)과 접촉하게 된다. 상기 음파 전달봉(16)은 변환기를 통해 일반적인 방식으로 진동하며, 만약 그 대신 부스터일 필요가 있는 경우는 더욱 상세히 설명한다. 상기 변환기로의 에너지 공급은 진동폭과 진동 지속 시간이 또한 설정되는 라인(22)을 통해 제어 유닛(20)으로부터 발생한다.
그것은 제 1 시간(tx) 동안 본 발명에 따라 제공되며, 상기 음파 전달봉(16)은 진동폭과, 용접 및 반드시 감소될 부품들(10,12)로의 에너지 공급에 있어서 변경되며, 따라서, 연속적으로 또는 단계적으로 진폭 감소가 발생한다. 시간(tx)이 완전히 경과한 후에, 상기 음파 전달봉(16)을 제어 유닛(20)을 통해 일정한 진동폭으로 설정하기 위해, 예를 들면 온도와 같은, 용접될 부품들(10,12)의 특성 등급이 사용된다. 다음에 상기 음파 전달봉(16)은 시간(ty) 동안 완전히 특성화된 진폭으로 진동하며, 여기서 상기 시간(ty)도 완전히 특성화되거나 또는 용접의 진행 함수로서 결정된다. 다시 한번 용접될 부품들(10,12)의 매개변수는 초음파 용접을결정하기 위한 전환 변수로서 사용될 수 있다.
매개변수를 측정하기 위한 2가지 가능성은 순수 설계에 있어서 예로서 나타난다. 따라서, 제어 신호는 음파 전달봉(16)에 할당된 변위 센서를 통해 라인(24) 위로 제어 유닛(20)에 공급될 수 있다. 상기 변위 센서는 용접될 부품들(10,12)의 변형 또는 유연화 정도에 대한 정보를 간접적으로 제공한다.
용접될 부품들(10,12)의 온도는 측정 탐촉자(도시되지 않음) 및 라인(25)을 통해 동시에 또는 선택적으로 측정될 수 있으며, 시간(tx) 또는 지속 시간(ty) 동안 일정한 진폭을 명확히 하기 위해 상기 제어 유닛(20)에 공급된다.
음파 전달봉의 진폭은 처리되거나 또는 용접될 공작물로 전달되는 초음파 에너지를 통해 도 2에 도시된 시간과 관련하여 표시된다. 따라서 곡선(26)은 램프형(ramp-like)을 나타내며, 따라서 기본적으로 일정한 변화 또는 단계적인 변화, 즉 진폭의 감소 행로(diminishing course)는 완전히 특성화된 지속 시간(tx) 동안 제 1 공작물에 대해 변하며, 시간(tx) 이후에, 온도, 유연화 또는 투명도와 같은 처리될 가공물의 특성 매개변수는 처리될 무정형 열가소성상에서 측정된다.
다음에, 상기 음파 전달봉은 측정값의 함수로서 일정한 크기{직선(28)}의 진동으로 설정된다. 직선(28)에 대응하는 진폭을 갖는 음파 전달봉이 작용하는 동안, 처리될 공작물의 동일한 또는 다른 매개변수는 소정의 시간 간격으로 측정될 수 있거나, 또는, 만약 처리된 공작물이 탐지된 값에 기초한 소정의 값에 도달했거나 또는 용접 공정이 종결되고 시간(ty)이 지난 후에 처리 공정이 종결된 것을 인식할 수 있을 경우, 상기 공작물로부터 음파 전달봉을 제거하기 위하여 연속적으로 측정될 수 있다.
곡선(30,32)은 다른 물질 특성을 갖는 공작물의 처리에 대응한다. 하나는 곡선(30) 행로에 대응하는 램프형 진폭이 곡선(26)보다 더욱 급경사를 형성한다는 사실을 알 수 있다. 동시에, 진폭 변화가 종결된 후의 시간(tx2)은 시간(tx2)보다 크게 된다. 다음에, 진폭은 처리 중의 예에 있어서보다 작게 되는 값으로 설정된다. 상기 처리 공정 자체는 시간(tx1)보다 큰 시간(tx2) 이후에 종결된다.
곡선(34,36)에 의해 표시된 추가의 행로 시컨스는 상기 진폭의 행로에 있어서 램프형 변화가 다음의 일정한 진폭값{곡선(34)}과 비교하여 더욱 평평하게 수행된다는 사실을 더욱 명료히 나타내며, 상기 진폭값{곡선(34)}은 동시에 작은 시간(ty3)을 갖는 처리 예에서보다 큰 값을 나타낸다.
상기 진폭 행로 변화(26,30,34)는 물질에 의존하며, 기본적으로는 초음파 용접 장치에 저장된다. 그럼에도 불구하고, 특성화된 곡선의 독립적인 최적화는 또한, 처리가 종결된 후, 따라서 시간(tx1, tx2, tx3)이 경과한 후에 얻어진 측정값들이 필요한 경우 연속 제어를 부여하도록 특성화된 것들과 비교함으로써 발생할 수 있다.
이것과는 별도로, 전체 시간(tx+ ty)은, 처리될 물질이 측정된 매개변수 또는 매개변수들에 기초하여 시간(tx)에서 소정의 특성들을 갖지 못할지라도, 최대 시간(tx2)보다 작다. 이와 같은 방식에 의하면, 어떠한 잠재적 에러들로 인한 초음파 용접 장치 또는 부품들의 파괴를 초래하지 못하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 이론은 유사 분야에서 뿐만 아니라 다소 관련이 없는 분야에서 조차도 플라스틱을 용접하기 위해 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
무정형 또는 부분 결정 열가소성과 같은, 용접될 열가소성과 관련하여, 유사 유연화 범위를 갖는 부분만이 용접 또는 접착된다. 양극성으로 인해, 초음파 용접은 PVC에 특히 적합하며, 또한 PMMA 및 ABS의 초음파 용접에 있어서 첨가제로서 작용한다.

Claims (14)

  1. 공작물을 처리하기 위해, 음파 전달봉(16)이 초음파 에너지를 전달하도록 처리될 공작물 위에 직접 또는 간접으로 지지되고 또한 그의 진동폭이 변경되는, 특히 플라스틱 물질 또는 그를 포함하는 공작물(10,12)을 용접 또는 성형과 같이 처리하기 위한 공작물 처리 방법에 있어서,
    소정의 시간(tx) 동안, 상기 음파 전달봉(16)의 진동폭은 소정의 행로를 따라 감소되며, 시간(tx) 이후, 상기 공작물(10,12)의 특성 매개변수가 직접 또는 간접으로 측정되며, 이어서, 상기 음파 전달봉은 소정의 일정한 또는 기본적으로 일정한 진폭하에서 측정된 매개변수 값에 대한 함수로서 시간(ty) 동안 초음파 에너지를 공작물로 전달하는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 진폭은 램프형(ramp-like) 행로(26,30,34)에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 진폭의 변화 행로는 처리될 공작물(10,12)의 함수로서 특성화되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공작물이 연속 처리될진폭 행로가 점검되며, 만약 필요한 경우, 시간(tx) 이후 측정된 값의 함수로서 변경되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시간(ty)은 변수인 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시간(tX)과 시간(ty)은 특성화된 시간 간격(tZ)보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시간(ty) 동안, 처리될 공작물(10,12)의 특성 매개변수 또는 추가의 특성 매개변수는 직접 또는 간접으로 측정되고, 상기 공정은 상기 매개변수의 소정값에 도달된 후 종결되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공작물(10,12)의 온도 및/또는 상기 공작물의 변형도 및/또는 처리되는 동안의 상기 음파 전달봉의 이동 및/또는 상기 공작물의 전송 및/또는 상기 공작물의 광반사는 매개변수로서 선택되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진폭 변화 행로 및 시간(tx)은 초음파 용접 장치에 저장 및 처리될 공작물(10,12)의 물질-특성값에 따라 특성화되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장값은 공작물(10,12)이 초음파 용접 장치에 공급될 때 자동적으로 호출되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호출은 공작물(10,12)에 할당된 저장값의 코드를 판독함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동폭의 증가는 용접 또는 성형되는 동안은 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동폭의 감소는 기본적으로는 용접 또는 성형이 개시되는 시점에서 발생하는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동폭의 크기는 제어되는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
KR1020037015733A 2001-06-01 2002-05-31 공작물을 용접 또는 성형과 같이 기계가공하는 방법 KR100859681B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10126943.9 2001-06-01
DE10126943A DE10126943A1 (de) 2001-06-01 2001-06-01 Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
PCT/EP2002/006019 WO2002098636A1 (de) 2001-06-01 2002-05-31 Verfahren zum bearbeiten wie verschweissen oder verformen eines werkstücks.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040020057A true KR20040020057A (ko) 2004-03-06
KR100859681B1 KR100859681B1 (ko) 2008-09-23

Family

ID=7687035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020037015733A KR100859681B1 (ko) 2001-06-01 2002-05-31 공작물을 용접 또는 성형과 같이 기계가공하는 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6979376B2 (ko)
EP (1) EP1392494B1 (ko)
JP (1) JP2004527407A (ko)
KR (1) KR100859681B1 (ko)
AT (1) ATE277745T1 (ko)
BR (1) BR0209753A (ko)
DE (2) DE10126943A1 (ko)
WO (1) WO2002098636A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10324094B3 (de) * 2003-04-30 2004-09-09 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh Verfahren zum Verschweißen von Teilen
DE102004022509A1 (de) * 2004-01-07 2005-08-25 Stapla Ultraschall-Technik Gmbh Verfahren zum Abquetschen und Abdichten eines Rohres
JP2005251272A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Fuji Photo Film Co Ltd テープカートリッジ用リールの溶着方法
EP1849569B2 (de) † 2006-04-26 2020-12-09 Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Ultraschall sowie Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung
US20080054051A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Branson Ultrasonics Corporation Ultrasonic Welding Using Amplitude Profiling
DE102006043605B3 (de) * 2006-09-16 2008-03-27 Stapla Ultraschalltechnik Gmbh Verfahren zur Qualitätsüberwachung beim Ultraschallschweißen
DE102007053853A1 (de) * 2007-11-09 2009-05-20 Weber Ultrasonics Gmbh Ultraschallschweißeinrichtung
DE102008060301B4 (de) 2008-12-03 2012-05-03 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum kraftschlüssigen Verbinden von glasartigen Bauteilen mit Metallen sowie Computerprogramm und maschinenlesbarer Träger zur Durchführung des Verfahrens
DE202008016010U1 (de) 2008-12-03 2009-02-19 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung zum kraftschlüssigen Verbinden von glasartigen Bauteilen mit Metallen
DE102009002675A1 (de) 2009-04-27 2010-10-28 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultraschallsiegelvorrichtung und Verfahren zum Versiegeln von Materialbahnen
DE102012106491A1 (de) 2012-07-18 2014-01-23 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Steuerung eines Ultraschallbearbeitungsprozesses
CN103692648B (zh) * 2014-01-03 2016-04-27 大连交通大学 一种微纳结构的超声波封接装置及其封接方法
DE102015120165A1 (de) 2015-11-20 2017-05-24 Kromberg & Schubert Gmbh Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Ultraschallschweißprozesses
US11517977B2 (en) * 2017-09-15 2022-12-06 Tech-Sonic, Inc. Dual cam servo weld splicer

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5658408A (en) * 1992-04-21 1997-08-19 Branson Ultrasonics Corporation Method for processing workpieces by ultrasonic energy
DE69307179T2 (de) * 1992-04-21 1997-05-15 Emerson Electric Co Ultraschallschweissverfahren
US5855706A (en) * 1992-04-21 1999-01-05 Branson Ultrasonics Corporation Simultaneous amplitude and force profiling during ultrasonic welding of thermoplastic workpieces
DE4321874A1 (de) * 1993-07-01 1995-01-12 Ver Foerderung Inst Kunststoff Verfahren und Vorrichtung zum Steuern und Regeln von Prozeßparametern beim Ultraschallschweißen
US5507324A (en) * 1994-03-21 1996-04-16 Attwood Corporation Fuel fill devices for boats
US5939166A (en) * 1994-08-31 1999-08-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Moisture stable tuftstring carpet
US5601205A (en) * 1996-04-01 1997-02-11 Ford Motor Company Fuel tank assembly
WO1999027284A1 (en) * 1997-11-25 1999-06-03 Stant Manufacturing Inc. Weldable fuel tank valve apparatus
DE19810509C2 (de) * 1998-03-11 2000-02-10 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum Schweißen mit Ultraschall
JP2000306957A (ja) * 1999-04-21 2000-11-02 Tdk Corp 超音波ボンディング実装方法及び超音波ボンディング装置
US6260578B1 (en) * 1999-08-12 2001-07-17 Delphi Technologies, Inc. Spud assembly for a fuel tank
CA2334149C (en) * 2000-02-03 2005-05-10 Stant Manufacturing Inc. Weldable mount for fuel systems component
US6484741B2 (en) * 2001-02-26 2002-11-26 Eaton Corporation Fuel tank vapor vent valve assembly and method of making same

Also Published As

Publication number Publication date
US6979376B2 (en) 2005-12-27
KR100859681B1 (ko) 2008-09-23
JP2004527407A (ja) 2004-09-09
WO2002098636A1 (de) 2002-12-12
BR0209753A (pt) 2004-07-27
EP1392494A1 (de) 2004-03-03
ATE277745T1 (de) 2004-10-15
US20040129366A1 (en) 2004-07-08
DE10126943A1 (de) 2002-12-12
EP1392494B1 (de) 2004-09-29
DE50201177D1 (de) 2004-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100859681B1 (ko) 공작물을 용접 또는 성형과 같이 기계가공하는 방법
US7819158B2 (en) Ultrasonic press using servo motor with integrated linear actuator
CA2094425C (en) Method and apparatus for processing workpieces by ultrasonic energy
US9849628B2 (en) Ultrasonic welding method using delayed motion of welding stack
CA2253189C (en) Simultaneous amplitude and force profiling during ultrasonic welding of thermoplastic workpieces
US5846377A (en) Method for processing workpieces by ultrasonic energy
JP6685669B2 (ja) サーボモータおよび遅延運動手法を使用した超音波プレス機
US20140338814A1 (en) Vibration welders with high frequency vibration, position motion control, and delayed weld motion
JP5610512B2 (ja) 部品検出ホーン
US20020100534A1 (en) Method and apparatus for ultrasonic processing of workpieces
JP2009297786A (ja) サーボモータおよび遅延運動手法を使用した超音波プレス機
CN112888553B (zh) 用于焊接物理变化部件的自动超声挤压系统和方法
US4047657A (en) Method and apparatus for joining metal workpieces using high frequency vibratory energy
US6588644B2 (en) Energy controller for vibration welder
WO1999013327A1 (fr) Sonde de focalisation ultrasonique a ondes longitudinales destinee a l'inspection d'une matiere polymere, et systeme d'evaluation de defauts
JP4190682B2 (ja) 超音波加工装置
US11370180B2 (en) Ultrasonic bonding apparatus, control device and control method
JP4646862B2 (ja) 半導体チップの超音波接合方法およびその超音波接合装置
JP2022185631A (ja) 超音波接合装置
RU2240917C2 (ru) Способ ультразвуковой сварки пластмасс
JP2023549351A (ja) ダイナミックモードワークピース加工装置
JPS60259326A (ja) ワイヤカツト放電加工装置
JPH1170372A (ja) 超音波発生装置
JPH05259231A (ja) 超音波ワイヤボンディング方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee