JPH1071651A - 熱可塑性加工片を処理する方法及び装置 - Google Patents

熱可塑性加工片を処理する方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波溶接装置の如きプレスにて処理される
熱可塑性加工片の圧壊量をリアルタイムに正確に検出す
る。 【解決手段】 キャリブレーション工程に於いては、加
工片（３４）がプレス（１０）に於いて押圧されること
により生じるプレスの静止部に対する可動部の降伏又は
変位に応答する信号が発生され、その力応答変位量の値
が記憶される。その後の加工片処理工程に於いては、加
工片に振動が与えられることによる熱可塑性材料の軟化
及び流動化により加工片が圧壊すると、先に記憶されて
いる力応答変位量の値が補正信号として呼び出され、同
一の力について新たに検出された変位量信号より減算さ
れる。その減算結果は発生する加工片の真の圧壊量を示
すオンライン信号である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック部材
を処理する方法及び装置に係り、更に詳細には音波周波
数又は超音波周波数範囲の振動エネルギ又は他の適当な
エネルギを使用して行われる溶接やアプセット加工の如
き処理中に生じる熱可塑性加工片の圧壊量を正確に検出
する方法及び装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】二つの熱可塑性部材を含む加工片が振動
溶接装置又は超音波溶接装置にて溶接される場合には、
二つの部材は共通の界面に沿って互いに当接せしめられ
る。二つの部材が界面に沿って押圧接触せしめられた状
態で二つの部材の少なくとも一方に音波振動又は超音波
振動が与えられ、振動エネルギが散逸することにより界
面に沿って熱可塑性材料が軟化され流動化される。振動
エネルギの供給が停止されると、軟化した材料が凝固
し、これにより二つの部材を接合する溶接部が形成され
る。熱可塑性材料よりなる垂直のスタッドの上端が振動
エネルギを与えられることに応答してヘッド部を形成す
るよう形状変更され、或いは軟化した材料がリセス内へ
移動されリセスを充填し、これにより二つの部材が互い
に締結される点に於いて、かしめやリベット止めも非常
に近似している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる処理中に生じる
熱可塑性材料の軟化や流動化により加工片の高さが低減
（一般に「圧壊」と呼ばれる）され、これにより処理後
の加工片の高さが小さくなる。例えば１９８６年１２月
２３日付にて発行された米国特許第４，６３１，６８５
号公報より明らかである如く、上述の如く処理される加
工片の寸法均一性が近年非常に重要になってきている。
上述の米国特許公報には、超音波溶接装置にて溶接され
る加工片の圧壊量がチェックされ、圧壊量が所定の限度
内にあるときには加工片が許容され、圧壊量が所定の限
度内にないときには加工片が拒絶される方法及び装置が
開示されている。上述の従来の構成に於いては、加工片
が許容し得るものであるか否かの判定は加工片の加工が
完了した後に行われる。
【０００４】
【発明の概要】本発明は、処理中に加工片の圧壊量を制
御し、これにより溶接又はアプセット加工された加工片
の寸法均一性を改善する手段を提供する。本発明の処理
制御方法は、超音波溶接装置にて接合された熱可塑性加
工片の溶接強度は溶接工程中にホーンの振動振幅を変更
することにより（１９９５年７月２５日付にて発行され
た米国特許第５，４３５，８６３号公報参照）、又は溶
接工程中に与えられる力を変更することにより改善され
るという最近の発見に鑑みれば、非常に重要である。振
幅及び力の変更はそれぞれ振幅調整及び力調整と呼ばれ
ている。試験研究の結果によれば、上述の如き処理中に
生じる熱可塑性加工片の圧壊量は二つの成分、即ち熱可
塑性材料の溶融及び流動化の結果として生じる加工片の
実際の、即ち真の圧壊量と、処理中に加工片を拘束する
プレス部品、即ち静止部及び可動部の力に応答した降伏
変位量、即ち相対変量とを含んでいる。
【０００５】例えばプレスとしても知られている超音波
溶接装置は静止支持体、即ちベースと上下方向の支柱と
を含み、可動のキャリッジが支柱に沿う所定の位置に固
定される。キャリッジは流体圧に応答して往復動される
スライダを含み、スライダは電気音響変換器を支持して
いる。変換器にはツール、共振体等とも呼ばれる中間ホ
ーン（ブースタホーン）及び出力ホーンが連結されてい
る。溶接又は他の態様にて処理されるべき加工片が静止
ベース上の固定装置に配置され、加工片の上面がホーン
により押し付けられ、これにより高周波振動の形態にて
加工片に超音波エネルギが与えられる。
【０００６】この種の装置は、一般にＣ形をなし、ホー
ンと加工片とが押圧係合することにより支柱は曲げモー
メントを受ける。装置の他の部分も降伏し、これにより
固定されたキャリッジ又はベースに対するスライダの相
対的な機械的直線変位として検出可能な運動が生じる。
市販の装置について行われた測定結果によれば、かかる
変位量は０．５mm又はそれ以上になり、かかる変位量は
場合によっては加工片の圧壊距離よりも大きくなる。
【０００７】本発明は、加工片に対し溶接やアプセット
加工の如き処理が行われる前にプレス構成部材の押圧力
応答変位量をキャリブレーション工程により検出し、キ
ャリブレーション工程中に得られた押圧力応答信号を記
憶し、処理中の加工片の実際の圧壊量を判定する際に記
憶された信号を補正信号として呼び出す方法及び装置に
係る。従って所望の寸法が達成されたことに応答してホ
ーンの振動振幅を変更したり、押圧力を変更したり、加
工片の処理を終了させることが可能である。
【０００８】超音波溶接装置に於いては、加工片の真の
圧壊距離はＴＲＳよりの変位距離から押圧により生じる
溶接装置の変位量を減算した値に等しい。ＴＲＳは加工
片にホーンが係合し、音波エネルギが与えられ、圧壊が
開始する時点として定義される。
【０００９】従って本発明の主要な目的は、処理後の熱
可塑性加工片の寸法均一性及び完全性を向上させるよう
熱可塑性加工片を処理する新規にして改良された方法及
び装置を提供することである。
【００１０】本発明の他の一つの重要な目的は、音波エ
ネルギ又は超音波エネルギによる処理中に熱可塑性加工
片の圧壊量を正確に検出する方法及び装置を提供するこ
とである。
【００１１】本発明の更に他の一つの目的は、超音波プ
レス又は振動溶接装置の可動部と静止部との間の押圧力
に応答した相対変位量を検出し、一つ又はそれ以上の押
圧力応答変位量を示す信号を発生し、それらの信号を補
正信号として記憶し、熱可塑性加工片が処理されその圧
壊量が検出される際に記憶されている信号を呼び出すキ
ャリブレーション工程を設けることにより、溶接又はア
プセット加工後の熱可塑性加工片の寸法均一性及び完全
性を向上させる方法及び装置を提供することである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を実施形態について詳細に説明する。
【００１３】添付の図面、特に図１には静止支持体、即
ちベース１２を含む超音波溶接装置、即ち超音波プレス
１０が解図的に図示されており、ベース１２より上下方
向の支柱１４が延在しており、支柱１４に係合する一組
のブラケット１８を有するキャリッジ１６が支柱１４に
沿って配置されている。キャリッジ１６はねじ２０によ
り支柱１４に対し調節可能な高さ位置に固定される。ば
ね力を調節可能な引張りばね２２がキャリッジ１６のた
めのカウンタバランスとして作用し、これにより支柱に
沿ってキャリッジ１６を位置決めすることを容易に行い
得るようになっている。
【００１４】またキャリッジ１６は往復動可能なスライ
ダ２４を含んでおり、スライダ２４は電気音響変換器２
６を支持している。変換器２６は中間ホーン、即ちブー
スタホーン２８に機械的に連結されており、ブースタホ
ーン２８には他のホーン３０が連結されており、ホーン
３０の出力面３２は溶接工程中又はアプセット加工中に
はベース１２の上面に設置された固定装置３６に配置さ
れた熱可塑性加工片３４に押圧係合せしめられる。加工
片３４に超音波振動を与えて加工片の溶接又はアプセッ
ト加工を行うべくホーン３０の出力面３２と加工片３４
とを押圧係合させるスライダ２４の往復動は、流体によ
り作動されるシリンダ−ピストン組立体３８により行わ
れる。ピストンはスライダに連結され、ピストンの運動
は導管４０より圧力制御装置４２へ供給され流量制御弁
４４を経てシリンダ−ピストン組立体３８へ供給される
流体圧に応答して行われる。また流量制御弁４４よりシ
リンダへ至る導管には圧力測定装置４６も接続されてい
る。図示の変換器及びホーン組立体の如きツールを支持
するスライダを往復動させるべく行われる流体圧により
制御されるシリンダ−ピストン組立体の作動はよく知ら
れているので、図に於いては流体回路は解図的に示され
ている。本発明に於いては、圧力制御装置４２及び流量
制御弁４４は手動的に又は電気的に制御される装置であ
ってよい。
【００１５】溶接装置又はプレスの作動は一組の手動的
に操作されるプッシュボタン３９（そのうちの一つのみ
が図１に示されている）により開始され、プッシュボタ
ン３９はホーンを加工片に押圧係合させてホーンを共振
状態にし、これにより超音波振動を加工片に伝達すべ
く、流体回路及び図には示されていない電源の作動を制
御する従来の制御回路に作用する。振動は１秒未満乃至
１秒又はそれ以上の時間に亘り伝達され、しかる後保持
時間が与えられ、軟化し流動化した材料は保持時間中に
凝固する。
【００１６】本発明によれば、二つの検出手段、即ち電
子的力センサ５０、即ち歪みゲージと直線運動変位セン
サ５４とが設けられ、力センサ５０の出力はスライダ２
４に作用する機械的力に応答し、これによりホーンの出
力面３２と加工片３４との間の係合力を表す。他方変位
センサ５４は典型的には電気的装置又は光電気的装置で
あり、ベース１２、支柱１４、固定されたキャリジ１６
を含む実質的に静止状態の支持構造体に対するスライダ
２４の押圧力に起因する変位を示す信号を発生する。こ
の変位は加工片が圧壊する際の加工片の直線的寸法変化
の方向に実質的に平行な軸線に沿う直線運動として測定
される。
【００１７】前述の如く、溶接中又はアプセット加工中
に測定される加工片の見掛けの圧壊は、熱可塑性材料の
変位及び流動化に起因するもののみならず、溶接装置の
構造体の降伏や弾性によっても影響を受ける。図１より
解る如く、ホーンが加工片に対し押圧係合せしめられる
と、プレスがＣ形の構造体であるとすると、支柱１４に
は時計廻り方向の曲げモーメントが作用し、その曲げモ
ーメントはホーンと加工片との間の押圧力、支柱１４に
沿うキャリッジ１６の上下方向の位置、支柱１４の安定
性の関数である。更に各構成部品の間には機械的な遊び
が存在する。溶接サイクル中及びその後の保持サイクル
中にホーンと加工片との間の押圧力が一定に維持される
と、溶接装置の構造体の変位量も一定になる。しかし溶
接工程中及び保持工程中に押圧力が変更されると、溶接
装置の構造体の変位量も変化する。
【００１８】加工片が溶接又はアプセット加工される際
に於ける加工片の圧壊量を検出し判定すると共に、所望
量の圧壊量が達成された時点に於いて溶接又はアプセッ
ト加工を終了させるためには、判定結果より力に応答し
たプレス自体の変位量を除去する必要がある。この工程
の重要性は図２より明らかである。或る与えられたスト
ローク長さ及びキャリッジの位置について０kNと２．７
kNとの間に於ける溶接装置の構造体の変位を測定すべ
く、一つの典型的な超音波溶接装置が使用された。支柱
は１０２mmの外径及び７６mmの内径を有し、ストローク
長さは１９mmであり、１：２．０のゲイン比を有するブ
ースタホーンが標準的なＯリングマウント（米国特許第
５，４４３，２４０号公報の図１参照）に取り付けられ
た状態で使用され、ブースタホーンには出力ホーンが連
結され、加工片を使用することなくホーンの出力面がベ
ース上の固定装置に金属間接触せしめられた。図２よ
り、変位量は実質的に力に比例するが、力が２．５kNの
ときには０．５mmを越えることが解る。かかる大きい変
位量は加工片の圧壊量を正確に制御する際には重大であ
る。
【００１９】従って本発明はキャリブレーション工程で
ある第一の工程、即ち力の関数として溶接装置の変位量
に関するデータが検出され記憶される工程と、第二の加
工片処理工程、即ち加工片の高さが圧壊により低減さ
れ、記憶されている関連するデータが記憶装置より呼び
出され、見掛けの圧壊距離を補正して真の圧壊距離、即
ち正確な圧壊距離を求めるために使用される工程とを含
んでいる。
【００２０】上述のキャリブレーション工程を図１に示
された超音波溶接装置との関連で更に説明する。正確な
キャリブレーションを行うべく、まず実際の加工片又は
実際の加工片と実質的に同一の加工片が固定装置３６上
に配置され、実際の処理に使用されるブースタホーン及
び出力ホーンと実質的に同一のブースタホーン２８及び
出力ホーン３０が使用される。またキャリッジ１６もそ
の作動位置に設定される。
【００２１】図３には、溶接装置１０の作動を制御する
ために使用される制御装置５６が解図的に図示されてい
る。制御装置５６は「Ｃ」（キャリブレーション）又は
「Ｐ」（処理工程）を選択するためのセレクタスイッチ
５８を有している。「Ｃ」位置に於いては、加工片に振
動エネルギが与えられないので、電源への信号（導線６
０）はオフの状態を維持する。スタートのプッシュボタ
ン３９が操作されると、制御装置５６はピストンに作用
する圧力をプログラムされた態様にて段階的に増減させ
る信号を導線６２を経て電気的に制御される圧力制御装
置４２へ供給し、これによりホーン及び加工片が種々の
圧力（図４（Ａ）参照）にて押圧係合せしめられる。力
センサ５０及び直線運動変位センサ５４により押圧力に
応答した信号（図４（Ｂ）及び（Ｃ）参照）が発生さ
れ、これらの信号は制御装置５６により処理されるよう
それぞれ導線６４及び６６を経て制御装置へ伝達され
る。これら二つの信号は図２と同様の図５に示されてい
る如く、力に対する変位量の関係として直線６８にて表
される。上述の如き自動的な工程の代わりに、力に対す
る変位量のデータは手動的に形成されてもよい。各圧力
設定中に定常状態が得られた時点に於いて力及び変位量
の読みが記録され、かかる目的で各保持工程の終了時点
近傍に於いて各値をエンターするためのクロック信号
（図示せず）が使用されてもよい。或いは各読みはそれ
以上の値の変化が認められないことに応答してエンター
されてもよい。図６はキャリブレーション工程を含む主
要な工程を示すフローチャートである。各加圧工程より
読みが得られると、制御装置５６内の中央処理ユニット
（ＣＰＵ）が使用されることにより、中間押圧状態に適
用可能な中間力／変位量データが演算される。
【００２２】図７より解る如く、力応答信号６４及び変
位応答信号６６はＣＰＵ７０へ入力され、ＣＰＵ７０は
二次元マップ、換言すれば撓みマップを形成する。即ち
各力の値が対応する変位の値に関連付けられ、それらの
値がランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７２に記憶され
るようエンターされる。換言すれば記憶されている各変
位の値が対応する力の値と関連付けられ、各力の値をア
ドレスすることにより呼び出される。
【００２３】正確さを確保するためには、加工片、固定
装置又は溶接装置が変更されると、キャリブレーション
工程が再度行われなければならない。
【００２４】加工片を処理する際には、制御装置５６の
セレクタスイッチ５８が「Ｐ」位置に切り換えられ、図
８に示されたフローチャートの各ステップが実行され
る。この処理工程中には、力検出装置５０よりの力応答
信号（導線６４）が、キャリブレーション工程中に得ら
れ力に関連付けて記憶された変位信号を呼び出すための
アドレス信号としてＲＡＭ７２へ入力される（図９参
照）。かくして呼び出された変位信号は補正信号として
加算回路７４へ入力される。また加算回路７４は現在の
変位応答信号（導線６６）を受け、現在の変位応答信号
は処理工程中には加工片の変位量（圧壊量）と溶接装置
の変位量との合計を含んでいる。加算回路７４は入力さ
れる全変位量の値より溶接装置の変位量の値を減算し、
これにより加工片の実際の圧壊量を示す値を発生する。
従って導線７６の信号は発生する圧壊量をリアルタイム
に示す。加算回路７４に於いて処理される信号がデジタ
ル信号である場合には、発生する加工片の真の圧壊距離
を例えば１kHz の周波数にてリアルタイムに周期的に繰
返し演算するよう、加算回路はクロック信号により制御
される。
【００２５】所定の圧壊寸法が達成された時点に於いて
加工片の処理を終了する必要がある場合には、図９に示
されている如く、加工片の真の圧壊信号（導線７６）及
び所望の圧壊値（導線８０）を受ける比較器７８が設け
られる。加工片の真の圧壊量と所望の圧壊値とが一致す
ると、導線８２に出力信号が発生され、その出力信号は
加工片に対する振動の供給を停止するために使用され、
これにより熱可塑性材料が凝固して処理工程が終了す
る。かくして真の圧壊距離が制御される。
【００２６】本発明は、加工片の二つの部材が共通の界
面に沿って互いに当接され、両方の部材が互いに押圧係
合せしめられた状態にて少なくとも一方の部材に振動が
与えられる振動溶接装置にも適用可能である。摩擦エネ
ルギの散逸により熱可塑性材料は軟化して流動し、振動
の供給が停止されると接合部が形成される。この種の溶
接装置は一般に１００〜１０００Hzの周波数範囲の振動
にて作動する。並進運動を与える一つの典型的な振動溶
接装置が１９７５年１１月１８日付にて発行された米国
特許第３，９２０，５０４号公報に開示されている。ま
た軌道運動を与える同様の振動溶接装置が１９９２年１
１月３日付にて発行された米国特許第５，１６０，３９
３号公報に開示されている。これらの溶接装置によれ
ば、加工片はそれらの部材が互いに他に対し押圧係合せ
しめられた状態にて熱可塑性材料が軟化され流動化され
ることにより圧壊する。
【００２７】押圧力の段階的な増減が図４に示されてい
る。これと同様の増減が押圧力を連続的に変化させるこ
とにより達成されてもよい。
【００２８】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱可塑性加工片を接合又はアプセット加工する
ための超音波装置を示す解図的立面図である。
【図２】図１に示された装置のホーンと静止部材との間
の押圧係合力の関数として図１の装置に固有の変位量を
示すグラフである。
【図３】超音波溶接装置を作動させるための制御装置を
示すブロック線図である。
【図４】図１に示された装置について行われるキャリブ
レーション工程中に発生される信号を示すグラフであ
る。
【図５】キャリブレーション工程中に発生される変位量
を示すグラフである。
【図６】キャリブレーション工程の各ステップを示すフ
ローチャートである。
【図７】電気回路の解図的ブロック線図である。
【図８】加工片処理工程の各ステップを示すフローチャ
ートである。
【図９】電気回路の解図的ブロック線図である。
【符号の説明】 １０…超音波溶接装置（超音波プレス） １２…ベース １４…支柱 １６…キャリッジ ２４…スライダ ２８…ブースタホーン ３０…ホーン ３４…熱可塑性加工片 ３６…固定装置 ３８…シリンダ−ピストン組立体 ５６…制御装置 ５８…セレクタスイッチ ７０…中央処理ユニット（ＣＰＵ） ７２…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） ７４…加算回路 ７８…比較器

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性加工片を処理する方法であって、
    熱可塑性加工片はプレスにて処理されることに応答して
    圧壊による寸法変化を生じ、前記プレスは実質的に静止
    状態を維持する静止部と可動部とを有し、処理されるべ
    き加工片を前記静止部と前記可動部との間に受けるよう
    構成された方法にして、 処理されるべき加工片と同様の加工片又は処理されるべ
    き加工片と実質的に同一の加工片を前記静止部と前記可
    動部との間に配置する工程と、 前記可動部を作動状態にし、これにより前記加工片を処
    理することなく前記可動部により前記加工片及び前記静
    止部に対し力を与える工程と、 前記力に応答した前記静止部及び前記可動部の相対変位
    に応答して第一の信号を発生すると共に、前記加工片に
    作用する力に応答して第二の信号を発生する工程と、 前記第一の信号を前記第二の信号と関連付けて記憶する
    工程と、 加工片が処理される際に第二の信号の存在に応答して前
    記第一の信号を呼び出し、前記呼び出された第一の信号
    を補正信号として作用させることにより前記加工片の圧
    壊量を判定する工程と、を含んでいることを特徴とする
    熱可塑性加工片を処理する方法。
  2. 【請求項２】前記処理工程は前記加工片を振動に曝して
    熱可塑性材料を軟化させ流動化させることを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性加工片を処
    理する方法。
  3. 【請求項３】熱可塑性加工片を処理する方法であって、
    熱可塑性加工片は実質的に静止状態を維持する静止部と
    可動部とを有するプレスに配置された状態にて振動エネ
    ルギが与えられることに応答して圧壊による寸法変化を
    生じる方法にして、 処理されるべき種類の加工片を前記静止部と前記可動部
    との間に配置する工程と、 前記可動部を作動状態にし、これにより前記加工片を処
    理することなく前記可動部により前記加工片及び前記静
    止部に対し力を与える工程と、 前記力に応答した前記静止部及び前記可動部の相対変位
    に応答して第一の信号を発生すると共に、前記加工片に
    作用する力に応答して第二の信号を発生する工程と、 前記第一の信号を前記第二の信号と関連付けて記憶する
    工程と、 前記可動部が前記加工片と同一の加工片又は実質的に同
    一の加工片に力を与える状態にて前記静止部と前記可動
    部との間に配置された加工片に振動エネルギを付与する
    工程と、 前記振動エネルギが付与されている状態に於ける前記静
    止部及び前記可動部の相対変位に応答して第三の信号を
    発生する工程と、 前記第二の信号と実質的に同一の値の他の第二の信号の
    存在に応答して前記記憶された第一の信号を呼び出し、
    前記第三の信号より前記第一の信号を減算して加工片の
    圧壊量を示す出力信号を発生する工程と、を含んでいる
    ことを特徴とする熱可塑性加工片を処理する方法。
  4. 【請求項４】前記第一の信号は前記加工片の圧壊が判定
    される軸線に実質的に平行に測定した場合に於ける前記
    静止部と前記可動部との間の相対的直線変位に応答する
    信号であることを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性
    加工片を処理する方法。
  5. 【請求項５】前記出力信号が所定の値になることに応答
    して前記振動エネルギの付与を停止することを含んでい
    ることを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性加工片を
    処理する方法。
  6. 【請求項６】前記プレスは超音波溶接装置を含んでいる
    ことを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性加工片を処
    理する方法。
  7. 【請求項７】前記プレスは振動溶接装置を含んでいるこ
    とを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性加工片を処理
    する方法。
  8. 【請求項８】前記処理は加工片の二つの部材の間の界面
    に於いて熱可塑性材料を軟化させ流動化させる振動エネ
    ルギを付与することにより前記二つの部材の間に溶接部
    を形成することを含んでいることを特徴とする請求項３
    に記載の熱可塑性加工片を処理する方法。
  9. 【請求項９】前記処理は熱可塑性材料を軟化させ流動化
    させる振動エネルギを付与することにより前記加工片を
    アプセット加工することを含んでいることを特徴とする
    請求項３に記載の熱可塑性加工片を処理する方法。
  10. 【請求項１０】実質的に静止状態を維持する静止支持体
    とこれに対向するスライダとの間に熱可塑性加工片を配
    置することにより熱可塑性加工片を処理する方法であっ
    て、前記スライダには電気音響変換器及びホーンが連結
    されており、前記ホーンは押圧された状態にて加工片に
    係合するよう構成され、共振状態にされると超音波エネ
    ルギを加工片に伝達して熱可塑性材料を軟化し流動化さ
    せ、これにより加工片の圧壊を行う方法にして、 前記支持体と前記ホーンとの間に処理されるべき加工片
    と実質的に同一の加工片を配置する工程と、 前記加工片に超音波エネルギを伝達することなく、超音
    波エネルギが前記加工片に伝達される際の押圧力と実質
    的に等しい押圧力にて前記ホーンを前記加工片に押圧係
    合させる工程と、 前記ホーンと前記加工片との間の押圧係合により生じる
    前記支持体に対する前記スライダの相対変位量を示す第
    一の信号を発生すると共に、押圧力を示す第二の信号を
    発生する工程と、 前記第一の信号を前記第二の信号と関連付けて記憶する
    工程と、 加工片が前記支持体と前記ホーンとの間に配置され、前
    記ホーンが加工片と押圧係合せしめられ、超音波エネル
    ギが加工片に伝達されて熱可塑性材料が軟化され流動化
    され、これにより加工片の圧壊が行われる際に実質的に
    同一の値の第二の信号の存在に応答して前記記憶された
    第一の信号を呼び出す工程と、 超音波エネルギが加工片に伝達されている際の前記支持
    体に対する前記スライダの相対変位量に応答する第三の
    信号を発生する工程と、 前記第三の信号より前記第一の信号を減算して加工片の
    真の圧壊距離を判定する工程と、を含んでいることを特
    徴とする熱可塑性加工片を処理する方法。
  11. 【請求項１１】前記圧壊距離が所定の値になると超音波
    エネルギの伝達を停止することを含んでいることを特徴
    とする請求項１０に記載の熱可塑性加工片を処理する方
    法。
  12. 【請求項１２】前記圧壊距離は前記第三の信号と前記第
    一の信号との偏差を予め設定された信号と比較すること
    により判定されることを特徴とする請求項１１に記載の
    熱可塑性加工片を処理する方法。
  13. 【請求項１３】前記第二の信号と関連付けられた前記第
    一の信号はランダムアクセスメモリに記憶され、前記第
    二の信号はアドレス信号として使用されることを特徴と
    する請求項１０に記載の熱可塑性加工片を処理する方
    法。
  14. 【請求項１４】実質的に静止状態を維持する支持体とこ
    れに対向し電気音響変換器及びホーンが設けられた可動
    のスライダとの間に加工片を配置することにより熱可塑
    性加工片を処理する方法であって、前記ホーンは前記ス
    ライダの運動に応答して加工片に押圧係合せしめられ、
    振動エネルギの散逸により熱可塑性材料を軟化し流動化
    させ、加工片を圧壊させる方法にして、 キャリブレーション工程及び処理工程を含み、 前記キャリブレーション工程は前記支持体と前記ホーン
    との間に処理されるべき加工片又は処理されるべき加工
    片と実質的に同一の加工片を配置する工程と、 振動エネルギを付与することなく、加工片の処理工程中
    に振動エネルギが与えられる際の範囲内の種々の押圧力
    にて前記ホーンを前記加工片に押圧係合させる工程と、 前記押圧係合により発生される前記種々の押圧力の関数
    として前記支持体に対する前記スライダの相対変位量を
    示す信号を発生する工程と、 前記変位量信号に関連する力信号と関連付けて各押圧力
    変位量信号を記憶する工程と、を含み、前記処理工程は
    前記支持体と前記ホーンとの間に処理されるべき加工片
    を配置する工程と、 前記ホーンを前記加工片と押圧係合させる工程と、 前記ホーンを共振状態にして前記ホーンより前記加工片
    へ振動エネルギを伝達し、これにより熱可塑性材料を軟
    化し流動化させる工程と、 前記ホーンと前記加工片との間の押圧係合に応答して現
    在の力及び変位量を示す他の一組の信号を発生する工程
    と、 前記一組の信号のうちの力信号を使用して前記キャリブ
    レーション工程中に得られた実質的に同一の値の力信号
    に対応する記憶された変位量信号を呼び出す工程と、 前記一組の信号のうちの変位量信号より前記呼び出され
    た変位量信号を減算し、これにより処理中に生じた前記
    加工片の真の圧壊量を判定する工程と、を含んでいるこ
    とを特徴とする熱可塑性加工片を処理する方法。
  15. 【請求項１５】前記他の一組の変位信号より前記記憶さ
    れた変位応答信号を周期的に減算することを特徴とする
    請求項１４に記載の熱可塑性加工片を処理する方法。
  16. 【請求項１６】前記信号の減算結果が所定の値になると
    前記加工片への振動エネルギの伝達を停止することを含
    んでいることを特徴とする請求項１４に記載の熱可塑性
    加工片を処理する方法。
  17. 【請求項１７】前記信号を記憶する工程は前記信号を二
    次元ランダムアクセスメモリにエンターすることを含ん
    でいることを特徴とする請求項１４に記載の熱可塑性加
    工片を処理する方法。
  18. 【請求項１８】前記振動エネルギは音波又は超音波周波
    数のエネルギであることを特徴とする請求項１４に記載
    の熱可塑性加工片を処理する方法。
  19. 【請求項１９】前記支持体及び前記可動のスライダは超
    音波溶接装置の一部を構成していることを特徴とする請
    求項１４に記載の熱可塑性加工片を処理する方法。
  20. 【請求項２０】振動エネルギにて熱可塑性加工片を処理
    するためのプレスであって、振動エネルギの付与及びそ
    の散逸により熱可塑性材料が軟化され流動化され、これ
    により前記加工片を部分的に圧壊するプレスにして、 処理されるべき加工片を支持する実質的に静止状態の支
    持体と、 前記支持体上に配置された加工片へ近付く方向及びこれ
    より離れる方向へ往復動可能なツールが設けられたスラ
    イダと、 前記スライダに連結され前記往復運動を与えて前記ツー
    ルと前記加工片とを押圧係合させる手段と、 前記ツールと前記加工片とが押圧係合している際に発生
    する力に応答して第一の信号を発生すると共に、前記押
    圧係合により生じる前記スライダと前記支持体との間の
    相対変位に応答する第二の信号を発生する検出手段と、 前記第一及び第二の信号を受け前記第一及び第二の信号
    を互いに関連付けて記憶するメモリ手段と、 入力端子にて受けた信号を減算する加算手段と、 補正工程及び処理工程を選択的に与えるよう作動可能な
    制御装置と、を含み、前記制御装置は前記補正工程を行
    うよう設定されると、 （ａ）前記往復運動を与える手段を作動させて前記ツー
    ルと前記加工片とを押圧係合させ、 （ｂ）前記第一及び第二の信号をエンターして前記メモ
    リ手段に互いに関連付けて記憶し、 前記制御装置は前記処理工程を行うよう設定されると、 （ａ）前記往復運動を与える手段を作動させて前記ツー
    ルと前記加工片とを押圧係合させ、 （ｂ）前記ツールを作動状態にして前記加工片に振動エ
    ネルギを伝達し、これにより熱可塑性材料を軟化し流動
    化させ、 （ｃ）前記処理工程中に発生される第一の信号を前記第
    一の信号に関連付けられて記憶された前記第二の信号を
    呼び出すためのアドレス信号として前記メモリ手段にエ
    ンターし、前記呼び出された第二の信号を一方の入力と
    して前記加算手段へ伝達し、 （ｄ）前記処理工程中に発生された各第二の信号を他方
    の入力として前記加算手段へ伝達し、 （ｅ）前記加算手段により前記処理工程中に得られた各
    第二の信号より前記呼び出された第二の信号を減算し、
    これにより減算結果の偏差信号が前記加工片の圧壊距離
    を示すことを特徴とする熱可塑性加工片を処理するため
    のプレス。
  21. 【請求項２１】前記制御装置は前記偏差信号が所定の値
    になったときには前記ツールの作動を停止させることを
    特徴とする請求項２０に記載の熱可塑性加工片を処理す
    るためのプレス。
  22. 【請求項２２】前記偏差信号及び所望の圧壊距離を示す
    信号を入力として受け、これら二つの入力信号が実質的
    に互いに同一であるときには出力信号を発生する比較器
    回路を含み、前記出力信号は前記ツールを非作動状態に
    することを特徴とする請求項２０に記載の熱可塑性加工
    片を処理するためのプレス。
  23. 【請求項２３】前記加算手段は前記処理工程中にオンラ
    インの偏差信号を発生するよう周期的に作動されること
    を特徴とする請求項２０に記載の熱可塑性加工片を処理
    するためのプレス。
  24. 【請求項２４】前記制御装置は前記キャリブレーション
    工程中には前記往復運動を与える手段により前記ツール
    と前記加工片との間の押圧係合力を段階的に増減し、こ
    れにより種々の第一の信号と関連付けて第二の信号を発
    生し、これらの信号は前記メモリ手段に記憶されること
    を特徴とする請求項２０に記載の熱可塑性加工片を処理
    するためのプレス。
  25. 【請求項２５】前記プレスは超音波溶接装置を含んでい
    ることを特徴とする請求項２０に記載の熱可塑性加工片
    を処理するためのプレス。
  26. 【請求項２６】前記プレスは振動溶接装置を含んでいる
    ことを特徴とする請求項２０に記載の熱可塑性加工片を
    処理するためのプレス。
  27. 【請求項２７】前記検出手段は前記加工片が圧壊する際
    の軸線に実質的に平行な軸線に沿う前記スライダと前記
    支持体との間の相対的な直線運動変位に応答して前記第
    二の信号を発生することを特徴とする請求項２０に記載
    の熱可塑性加工片を処理するためのプレス。
  28. 【請求項２８】熱可塑性加工片を処理する方法であっ
    て、熱可塑性加工片はプレスにて処理されることに応答
    して圧壊による寸法変化を生じ、前記プレスは実質的に
    静止状態を維持する静止部と可動部とを有し、処理され
    るべき加工片を前記静止部と前記可動部との間に受ける
    よう構成された方法にして、 前記可動部により前記静止部に力を付与する工程と、 前記力に応答した前記静止部及び前記可動部の直線的な
    相対変位に応答して第一の信号を発生すると共に、前記
    力に応答して第二の信号を発生する工程と、 前記第一の信号を前記第二の信号と関連付けて記憶する
    工程と、 加工片が処理される際に前記記憶された第二の信号と実
    質的に同一の値の第二の信号の存在に応答して前記第一
    の信号を呼び出す工程と、 前記呼び出された第一の信号を補正信号として使用する
    ことにより処理される前記加工片の圧壊量を判定する工
    程と、を含んでいることを特徴とする熱可塑性加工片を
    処理する方法。
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