(57)【要約】【課題】模様の先頭から確実に、且つ、容易に被加工物を加工することができる超音波加工装置を提供すること。【解決手段】加工ローラには複数の模様が形成されており、その模様の基準となる原点が加工ローラには設けられている。そして、加工ローラによる加工の前に、加工ローラの回転の原点が自動的に検出され、その原点から所定角度回転した位置の模様に、上昇中の加工ローラが自動的に回転される（Ｓ３１５）。次に、加工ローラが降下されて（Ｓ３２０）、超音波が発生される。そして、模様が変わるたびに（Ｓ３５０）、上昇中の加工ローラが加工に用いる模様ので先頭に合わせて回転され（Ｓ３１５〜Ｓ３３０）、加工順序に沿って順次模様がシート材料に形成される。【選択図】　　　　図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の模様が形成された加工ローラを回転して、超音波によって被加工物を加工する超音波加工装置であって、
前記加工ローラを回転する回転手段と、
前記加工ローラに形成された模様を選択する選択手段と、
前記加工ローラに形成された模様の位置の情報を記憶する記憶手段と、
前記選択手段によって選択された模様について前記被加工物を加工する前に、前記記憶手段の情報に基づき前記選択された模様の形成位置まで、前記回転手段が前記加工ローラを回転するように、前記回転手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする超音波加工装置。
【請求項２】
前記加工ローラと前記被加工物とを相対的に移動して、それらを接近、離間する相対移動手段を備え、前記相対移動手段によって前記被加工物から離間している前記加工ローラを、前記回転手段が前記形成位置まで回転するように、前記制御手段は前記回転手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の超音波加工装置。
【請求項３】
前記加工ローラに形成された模様の基準となる回転の原点を検出する検出手段と備え、前記選択手段によって選択された模様について、前記被加工物を加工する前に、前記記憶手段の情報に基づき、前記検出手段によって検出された原点から所定角度離れた前記選択された模様の形成位置まで、前記回転手段が前記加工ローラを回転するように、前記制御手段は前記回転手段を制御することを特徴とする請求項１または２記載の超音波加工装置。
【請求項４】
前記回転手段は、複数の加工ローラを交換可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波加工装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、複数の加工ローラについての情報を記憶し、前記制御装置は、前記回転手段によって回転される加工ローラについての模様に関する情報に基づいて、前記回転手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の超音波加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、模様が形成された加工ローラを回転させて、超音波によって被加工物を加工する超音波加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波加工装置では、本出願人による特許３２０４１９６号の明細書及び図面に記載したように、模様が形成された加工ローラと超音波が伝達されるホーンとの間に、樹脂製のフィルムや合成繊維製の布の被加工物が配置され、超音波が発生された状態で、その加工ローラが被加工物上で回転されると、被加工物に模様が形成される。この加工ローラには、単一の模様が連続して形成されており、加工ローラが被加工物に最初に接触した時から、模様が繰り返し形成されはじめる。従って、異なる模様を被加工物に形成するには、加工ローラを交換していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異なる模様を形成するたびに、加工ローラを交換するのでは、それに時間がかかり、作業効率が低いという問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、作業効率の良い超音波加工装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載の超音波加工装置は、加工ローラを回転する回転手段と、前記加工ローラに形成された模様を選択する選択手段と、前記加工ローラに形成された模様の位置の情報を記憶する記憶手段と、前記選択手段によって選択された模様について前記被加工物を加工する前に、前記記憶手段の情報に基づき前記選択された模様の形成位置まで、前記回転手段が前記加工ローラを回転するように、前記回転手段を制御する制御手段とを備えている。
【０００６】
請求項１記載の超音波加工装置では、前記回転手段によって加工ローラは回転される。前記選択手段によって前記加工ローラに形成された模様が選択される。前記記憶手段によって前記加工ローラに形成された模様の位置の情報が記憶される。前記回転手段は前記制御手段によって制御され、前記選択手段によって選択された模様について前記被加工物を加工する前に、前記記憶手段の情報に基づき前記選択された模様の形成位置まで、前記回転手段によって前記加工ローラが回転される。こうして、前記選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置する。
【０００７】
請求項２記載の超音波加工装置は、請求項１の構成に加えて、前記加工ローラと前記被加工物とを相対的に移動して、それらを接近、離間する相対移動手段を備え、前記相対移動手段によって前記被加工物から離間している前記加工ローラを、前記回転手段が前記形成位置まで回転するように、前記制御手段は前記回転手段を制御する。
【０００８】
請求項２記載の超音波加工装置では、前記相対移動手段によって、前記加工ローラと前記被加工物とが相対的に移動されて、それらを接近、離間する。前記制御手段は前記回転手段を制御して、前記相対移動手段によって前記被加工物から離間している前記加工ローラが、前記回転手段によって前記形成位置まで回転される。こうして、前記加工ローラと前記被加工物とが離間しているときに、前記選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置する。
【０００９】
請求項３記載の超音波加工装置は、請求項１または２の構成に加えて、前記加工ローラに形成された模様の基準となる回転の原点を検出する検出手段と備え、前記選択手段によって選択された模様について、前記被加工物を加工する前に、前記記憶手段の情報に基づき、前記検出手段によって検出された原点から所定角度離れた前記選択された模様の形成位置まで、前記回転手段が前記加工ローラを回転するように、前記制御手段は前記回転手段を制御する。
【００１０】
請求項３記載の超音波加工装置では、前記検出手段によって前記加工ローラに形成された模様の基準となる回転の原点が検出される。前記制御手段は前記回転手段を制御し、前記選択手段によって選択された模様について前記被加工物を加工する前に、前記記憶手段の情報に基づき、前記検出手段によって検出された原点から所定角度離れた前記選択された模様の形成位置まで、前記回転手段によって前記加工ローラが回転される。こうして、前記加工ローラの回転の原点が検出されてから、前記選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置する。
【００１１】
請求項４記載の超音波加工装置は、請求項１乃至３のいずれかの構成を備え、前記回転手段は、加工ローラを交換可能である。
【００１２】
請求項４記載の超音波加工装置では、前記回転手段に対して、加工ローラが交換可能であり、前記回転手段によって回転される加工ローラの前記選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置する。
【００１３】
請求項５記載の超音波加工装置は、請求項４の構成を備え、前記記憶手段は、複数の加工ローラについての情報を記憶し、前記制御装置は、前記回転手段によって回転される加工ローラについての模様に関する情報に基づいて、前記回転手段を制御する。
【００１４】
請求項５記載の超音波加工装置では、前記記憶手段は、前記回転手段によって回転される加工ローラについて複数の模様についての情報を記憶して、前記記憶手段に記憶された情報のうち、前記回転手段に回転される加工ローラの模様に関する情報に基づいて、前記回転手段によって回転される加工ローラの模様が加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図１０を参照しながら説明する。まず、図１及び図２は超音波加工装置１の全体構成を示す図であり、図３は本願発明の特有な加工ローラ回転原点センサｓを示す図であり、図４は電気的な構成を示す図である。図５及び図６は超音波加工装置１の記憶領域を示す図である。図７乃至図９は超音波加工装置１のプログラムのフローチャートである。図１０は模様（加工用模様突起部）の一覧を示す図である。
【００１６】
これら図１及び図２の本実施の形態の超音波加工装置１は、超音波によって溶断及び溶着が可能であって、その際に模様を形成することが可能である。そして、超音波加工装置１は本出願人による特許３２０４１９６号の明細書及び図面に記載の超音波加工装置と同様の機構を備え、更に、加工ローラ３６に形成された模様の基準となる原点を検出する新規な加工ローラ回転原点センサｓ及びその検出結果の基づくプログラムを備えている。
【００１７】
超音波加工装置１には、シート材料７を例えば水平方向（図２中左から右方向）に移送するためのローラ８，９が回転可能に設けられている。これらローラ９のうちの下側のローラ８，９は、図１中の右側面に配設されたローラ駆動モータ１１によりベルト伝達機構１２を介して回転駆動されるように構成されている。このローラ駆動モータ１１は、例えばＡＣサーボモータから構成されている。
【００１８】
また、上記シート材料７は、例えば２枚の不織布を重ねたものであり、シート材料供給装置（図略）から超音波加工装置１へ供給されるようになっている。尚、上記不織布は、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７としては、上記不織布に限られるものではなく、樹脂製のフィルムや合成繊維製の布を用いても良い。更に、シート材料７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７として、上記した各種の布やフィルム等を１枚だけ使用するものを用いても良い。
【００１９】
さて、図１及び図２に示すように、超音波加工装置１でのシート材料７の下側には、工具ホーン１８及び超音波振動子１９がシート材料７の送り方向と例えば直交する方向（図１中左右方向）へ往復移動可能に設けられている。尚、超音波振動子１９において発生された超音波振動が工具ホーン１８に伝達される構成となっている。
【００２０】
また、図１に示すように、ホーン回転駆動モータ２７が配設されている。このホーン回転駆動モータ２７の回転力は、ベルト伝達機構２８を介して超音波振動子１９ひいては工具ホーン１８に伝達されるように構成されている。即ち、工具ホーン１８は、工具ホーン回転モータ２７により回転駆動される構成となっている。尚、工具ホーン回転モータ２７は例えばＡＣサーボモータにより構成されている。
【００２１】
超音波加工装置１の図１中の右側面には、ボールねじ等からなるホーン移動機構が設けられ、工具ホーン送りモータ３３により正逆回転駆動され、工具ホーン送りモータ３３を正転または逆転駆動させることにより、工具ホーン１８及び超音波振動子１９を図１中左方または右方へ移動させることが可能な構成となっている。尚、工具ホーン送りモータ３３は例えばＡＣサーボモータにより構成されている。また、この工具ホーン１８は必ずしも回転させる必要はなく、回転しない固定型のものを備えても良い。
【００２２】
超音波加工装置１でのシート材料７の上側には、加工ローラ３６がローラ８，９によるシート材料７の送り方向と例えば直交する方向（図１中左右方向）へ往復移動可能に設けられている。
【００２３】
まず、加工ローラ３６は、第２の可動部材３７に取り付けられている。この可動部材３７は、水平状に配置された基台３８と、この基台３８の下面部に下方へ向けて突出すると共に回転可能に設けられたほぼコ字状をなす支持部材３９とから構成されている。上記基台３８の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔内に旋回軸４０が回転可能に挿入されている。この旋回軸４０の下端部に支持部材３９の上部壁３９ａ（図２参照）が連結されている。
【００２４】
この加工ローラ３６の円周部には、異なる模様が複数個、間隔をあけて形成されている。この模様は線画であり、模様の端部をその先頭することが好ましいとされている。更に、上述した加工ローラ３６では、加工ローラ３６の円周部に対してほぼ同一大きさの模様が複数形成されているが、加工ローラ３６の円周部に対して大きさが異なる模様が複数形成されていても良い。
【００２５】
それらの模様の基準となるように、加工ローラ３６の側面には、原点ドグ３６ａが設けられ、この原点ドグ３６ａは水平に伸展し、この加工ローラ３６の回転に支障がように設けられている。この原点ドグ３６ａが配置された加工ローラ３６の部分が、加工ローラ３６の制御上の「回転角度０度」となるように、加工ローラ３６は制御される。
【００２６】
尚、第１の加工ローラ３６では、複数種類の１２個の模様がその加工ローラ３６の円周部には配置されており、それぞれの模様の大きさは、加工ローラ３６の回転角度にして２０度分にわたる大きさで、模様どうしの間隔は１０度分である。そして、加工ローラ３６の上記「回転角度０度」を基準とした回転角度５度、３５度、６５度、９５度、・・・、２７５度、３０５度、３３５度に相当する位置が各模様の先頭である。即ち、その加工ローラ３６の回転角度にして３０度分毎に模様の先頭が位置する。この回転角度は、加工時の加工ローラの回転方向を考慮して決まっている。そして、この５度を模様の先頭とする模様から順に、模様番号が「１，２，３，・・・，１０，１１，１２」と付けられている。図３及び図１０に示すように、第１の加工ローラ３６の模様番号１の模様は「真円」で、模様番号２の模様は「楕円」、模様番号３の模様は「＋（プラスのマーク）」、模様番号４は「四角形」である。
【００２７】
尚、模様の先頭となる回転角度と、加工ローラ３６の原点（回転角度０度）となる角度とを一致させた構成でも良い。その構成の場合には、上記１２個の模様の先頭になる回転角度は、回転角度０度、３０度、６０度、９０度、・・・、２７０度、３００度、３３０度となる。この超音波加工装置１には、別の模様が形成された加工ローラ３６を作業者は交換でき、かならずしも、この第１の加工ローラ３６とは、模様の総数、模様の先頭の回転角度、並びに、模様の大きさが同じであるわけではないが、加工ローラ３６の制御や管理の都合上、模様の総数、模様の先頭の回転角度、並びに、模様の大きさは同じであっても良い。
【００２８】
また、基台３８の上面部には、加工ローラ旋回モータ４１が配設されている。この加工ローラ旋回モータ４１の回転力は、ベルト伝達機構４１ａを介して旋回軸４０に伝達されるように構成されている。即ち、旋回軸４０及び支持部材３９は、加工ローラ旋回モータ４１により回転駆動される構成となっている。尚、加工ローラ旋回モータ４１は例えばＡＣサーボモータにより構成されている。上記ベルト伝達機構４１ａは、加工ローラ旋回モータ４１の回転軸に設けられた駆動プーリ、旋回軸４０に設けられた従動プーリ、これらプーリに掛けられたベルトから構成されている。
【００２９】
そして、支持部材３９の対向する側壁部３９ｂ、３９ｃ間には、加工ローラユニット４２（図２参照）が配設されている。この加工ローラユニット４２の上部には、加工ローラ３６を昇降させる昇降シリンダ４３が配設されている。この昇降シリンダ４３の伸縮するロッド４３ａの下端部には、ほぼコ字状をなすローラ支持部材４４が設けられている。このローラ支持部材４４の対向する側壁部４４ａ、４４ｂ間に、上記加工ローラ３６が軸４５を介して全回転可能に設けられている。上記昇降シリンダ４３が相対移動手段を構成している。
【００３０】
この側壁部４４ａ，４４ｂは上部壁４４ｃによって連結されており、この上部壁４４ｃは加工ローラ３６の上方に位置する。図３に示すように、この上部壁４４ｃには、発光素子及び受光素子からなる加工ローラ回転原点センサｓが配置されており、加工ローラ３６の原点ドグ３６ａが加工ローラ回転原点センサｓに対して所定位置に接近したことを光学的に検出するように構成されている。即ち、加工ローラ３６に形成された模様の基準となる位置を、この加工ローラ回転原点センサｓは検出する。上記加工ローラ回転原点センサｓが検出手段を構成している。
【００３１】
更に、加工ローラ３６は、加工ローラユニット４２の図２中右側面部に配設された加工ローラ回転モータ４６によりベルト伝達機構４７を介して回転駆動されるように構成されている。上記加工ローラ回転モータ４６が回転手段を構成している。尚、加工ローラ回転モータ４６は例えばＡＣサーボモータにより構成されている。上記ベルト伝達機構４７は、加工ローラ回転モータ４６の回転軸に設けられた駆動プーリ、加工ローラ３６の軸４５に設けられた従動プーリ、これらプーリに掛けられたベルトから構成されている。また、上記構成の場合、昇降シリンダ４３により、ローラ支持部材４４ひいては加工ローラ３６が上下動されるように構成されている。
【００３２】
上記第２の可動部材３７の基台３８の下方には、ボールねじ等から構成され、加工ローラ３６を図１中の左右方向に移動する移動機構が配設され、加工ローラ水平送りモータ５２によりねじ棒４９が回転駆動されると、その回転方向に対応して軸受部５３ひいては基台３８が図１中左方または右方へ移動されるように構成されている。即ち、加工ローラ水平送りモータ５２を正転または逆転駆動させることにより、第２の可動部材３７ひいては加工ローラ３６を図１中左方または右方へ移動させることが可能になっている。
【００３３】
上記構成によれば、工具ホーン１８の円筒状部の上端面部上に加工ローラ３６が載置されるように構成され、工具ホーン１８と加工ローラ３６との間にシート材料７を挟むことが可能な構成となっている。また、加工ローラ３６は、工具ホーン１８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いる。
【００３４】
さて、図４に示すように、超音波加工装置１のコントローラ５５は、例えばＣＰＵ５５ａ、ＲＯＭ５５ｂ、ＲＡＭ５５ｃ等から構成されており、超音波加工装置１の運転全般を制御する機能（即ち、この機能を実現する制御プログラム）を有している。このコントローラ５５が制御手段を構成している。
【００３５】
上記コントローラ５５は、布送り速度検出センサ５６、布基準検出センサ５７、加工ローラ水平原点検出センサ５８、Ｚ上端検出センサ５９、Ｚ下端検出センサ６０、布テンション検出センサ６１、加工ローラ回転原点センサｓ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５６は、ローラ８，９の間に挟まれたシート材料７の上方に設けられ、シート材料７の送り速度を検出するセンサである。布基準検出センサ５７は、シート材料７の上辺部側に設けられ、シート材料７の基準位置を検出するセンサである。加工ローラ水平原点検出センサ５８は、図１中における左右方向の位置を検出するための基準となる加工ローラ３６の水平位置原点を検出するセンサである。Ｚ上端検出センサ５９は、加工ローラ３６の上死点を検出するセンサである。Ｚ下端検出センサ６０は、加工ローラ３６の下死点を検出するセンサである。これらのセンサによって、加工ローラ３６がシート材料７に対して離間、接近したことが検出可能となっている。布テンション検出センサ６１は、シート材料７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５５は、各種入力操作のための操作パネル６２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。
【００３６】
更に、コントローラ５５は、加工ローラ旋回モータ４１、加工ローラ回転モータ４６、加工ローラ水平送りモータ５２をサーボドライバ６３、６４、６５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５５は、昇降シリンダ４３を通電制御するように構成されている。また、コントローラ５５は、工具ホーン回転モータ２７、工具ホーン送りモータ３３をサーボドライバ６６、６７を介して通電制御すると共に、超音波振動子１９を発振器６８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５５は、ローラ駆動モータ１１をサーボドライバ６９を介して通電制御すると共に、布テンション付与装置７０を通電制御するように構成されている。
【００３７】
上記布テンション付与装置７０は、シート材料７を支持する軸支部に設けられ、シート材料７に所望のテンションを付与する装置である。また、上記各モータはそれぞれ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５５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。
【００３８】
ＲＯＭ５５ｂには、図５に示す記憶領域が設けられ、ＲＡＭ５５ｃには、図６に示す記憶記憶領域が設けられている。次に、それら記憶領域について説明する。
【００３９】
図５に示すＲＯＭ５５ｂの加工ローラ識別情報記憶領域には、超音波加工装置１に装着可能な複数の加工ローラ３６の識別情報が複数記憶されている。これによって、作業者が加工ローラ３６の種類を入力すると、コントローラ５５はその加工ローラ３６の種類を識別できる。例えば、４桁の数字で、「０００１」が入力されると、第１の加工ローラ３６であることが入力されたと、コントローラ５５は識別する。このＲＯＭ５５ｂの加工ローラ模様情報記憶領域には、超音波加工装置１に装着可能な複数の加工ローラ３６のそれぞれの模様情報が記憶されている。具体的に模様情報とは、模様の種類、加工ローラ３６における模様の総数、模様の各先頭に関する各加工ローラ３６における回転角度、各模様の大きさに対応する回転角度（模様形成範囲）、模様の先頭となる加工ローラ３６における回転角度に対応した模様番号などが加工ローラ３６毎に記憶されている。このＲＯＭ５５ｂの加工ローラ模様情報記憶領域が記憶手段を構成する。
【００４０】
このＲＯＭ５５ｂの加工ローラ加工情報記憶領域には、超音波加工装置１に装着可能な複数の加工ローラ３６のそれぞれに特有な加工情報が記憶されている。具体的に加工情報とは、加工の際のシート材料７の移動速度や超音波の発生度合いなどの上記模様情報以外の加工に必要な情報である。即ち、コントローラー５５は、入力された加工ローラ３６の種類を識別することによって、複数の加工ローラ３６の模様情報及び加工情報のうちから、その識別された加工ローラ３６に適した模様情報及び加工情報を読み出すことが可能である。
【００４１】
そして、このＲＯＭ５５ｂの共通プログラム記憶領域には、複数の加工ローラ３６で共通して用いられる図７乃至図９に示すプログラムが記憶されている。こうして、入力及び識別された加工ローラ３６の種類に適した特定の模様情報及び加工情報と、複数の加工ローラ３６で共通したプログラムとを用いて、コントローラ５５はシート材料７の加工を適切に制御する。
【００４２】
図６に示すＲＡＭ５５ｃの各記憶領域には、超音波加工装置１での今回の加工に対応した情報が適宜記憶される。このＲＡＭ５５ｃの加工ローラ種類記憶領域には、入力及び識別された加工ローラ３６の識別情報が自動的に記憶される。これにより、超音波加工装置１での今回の加工で実際に用いられる加工ローラ３６の種類がコントローラ５５によって特定される。このＲＡＭ５５ｃの選択模様総数記憶領域には、超音波加工装置１での今回の加工で実際に用いられる模様の総数が自動的に記憶される。
【００４３】
このＲＡＭ５５ｃの選択模様記憶領域には、超音波加工装置１での今回の加工で実際に用いられる模様を特定するための情報が加工順序に沿って記憶されている。具体的には、模様の先頭となる加工ローラ３６における回転角度対応した模様番号がそこに記憶される。加工に実際に用いられる加工ローラ３６の識別情報、模様の総数、並びに、加工に用いるために選択された模様の関する情報は、作業者によって１つずつ手動にて入力されても良いし、ＦＤや通信回線等の装置外部からコントローラ５５に供給される加工に関する情報として一括して入力されても良い。このＲＡＭ５５ｃの選択模様記憶領域が模様選択手段を構成する。尚、この加工順序は必要に応じて、作業者の操作によって変更可能である。
【００４４】
このＲＡＭ５５ｃの加工ローラ原点検出の有無記憶領域には、加工ローラ３６に形成された模様の基準となる原点を検出したか否かの情報が自動的に記憶される。このＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ回転角度記憶領域には、超音波加工装置１に装着された加工ローラ３６の最下位置（加工開始位置）についての上記原点からの回転角度が、加工ローラ回転モータ４６に回転に従って常に更新して自動的に記憶される。この回転角度は、加工時の加工ローラ３６の回転方向を基準として決められている。このＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ昇降状態記憶領域には、加工ローラ３６がシート材料７に接触している下降状態であるか、加工ローラ３６がシート材料７から離間している上昇状態であるかが、昇降シリンダ４３のロッド４３ａの伸縮に従って常に更新して自動的に記憶される。これによって、模様の位置あわせのために、加工ローラ３６を回転可能か否かがコントローラ５５によって識別可能となる。このＲＡＭ５５ｃの現在の加工順序記憶領域には、現在加工中の模様がどれであるかが自動的に加工の進行に従って自動的に記憶される。このＲＡＭ５５ｃのその他の記憶領域には、上述した情報以外の加工に必要な情報が自動的に記憶される。
【００４５】
次に、超音波加工装置１の加工動作について、図７乃至図９も参照して説明する。
【００４６】
超音波加工装置１の電源が投入されると、まず、コントローラ５５は初期設定も行い、ＲＡＭ５５ｃの情報を全てリセットする（Ｓ７０）。尚、ＲＡＭ５５ｃの加工ローラ原点検出の有無記憶領域の情報は原点検出無しを示すものに更新される。
【００４７】
そして、加工ローラ３６の種類及び加工に用いる選択模様を作業者が操作パネル６２から入力するまで、コントローラ５５は入力待ちをする（Ｓ８０：Ｎ，Ｓ９０：Ｎ）。作業者が、加工ローラの種類を「０００１」と、そして、加工に用いる選択模様を模様番号によって「１，３，２，３，４，・・・」と、手動で１つずつ入力するか、或いは、ＦＤや通信手段の装置外部から一括して入力する。コントローラ５５がその入力を検出して（Ｓ８０：Ｙ，Ｓ９０：Ｙ）、それらの情報やそれに関連する情報をＲＡＭに記憶する（Ｓ８５，Ｓ９５）
処理Ｓ８５では、コントローラ５５は、そのＲＯＭ５５ｂの加工ローラ識別情報記憶領域の情報に基づいて、入力された加工ローラ３６の種類が第１の加工ローラ３６であると識別し、識別された第１の加工ローラ３６の識別情報をＲＡＭ５５ｃの加工ローラ種類記憶領域に記憶する。更に、ＲＡＭ５５ｃの加工ローラ種類記憶領域の第１の加工ローラ３６の識別情報、並びに、ＲＯＭ５５ｂの加工ローラ模様情報記憶領域及び加工ローラ加工情報記憶領域の情報に基づいて、コントローラ５５は、その識別した第１の加工ローラ３６に適した模様情報及び加工情報をＲＡＭ５５ｃのその他の記憶領域に一時的に記憶する。また、処理Ｓ９５では、コントローラ５５は、選択された模様の総数をＲＡＭ５５ｃの選択模様総数記憶領域に記憶し、更に、模様を入力した順番と加工順番とを一致させて、そのＲＡＭ５５ｃの選択模様記憶領域に選択された模様の「模様番号１，３，２，３，４，・・・」を記憶する。
【００４８】
続いて、原点検出処理（Ｓ１００）が自動的に行われ、デフォルト（加工順序と無関係）としての模様番号１の模様の先頭が加工開始位置（加工ローラ３６下降時に、その加工ローラ３６がシート材料７に最初に接触する最下の部分）にくるように、加工ローラ回転モータ４６が加工ローラ３６を回転する。その後に、作業者が加工開始を操作パネル６２によって入力すると、その入力がコントローラ５５に検出され（Ｓ２００：Ｙ）、処理Ｓ９０で選択された模様がシート材料７に形成される加工処理がなされる（Ｓ３００）。
【００４９】
図８に示すように、上記Ｓ１００の原点検出処理サブルーチンでは、加工ローラ３６が上昇されているか否かがＺ上端検出センサ５９、Ｚ下端検出センサ６０、並びに、ＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ昇降状態記憶領域の情報によって検出され（Ｓ１１０）、加工ローラ３６が上昇していなければ（Ｓ１１０：Ｎ）、昇降シリンダ４３が加工ローラ３６を上昇するように、コントローラ５５によって昇降シリンダ４３が制御されて（Ｓ１２０）、加工ローラ３６が被加工物たるシート材料７から自動的に離間される。このとき、ＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ昇降状態記憶領域に、加工ローラ３６が上昇されたとの情報がコントローラ５５によって記憶される。
【００５０】
次に、加工ローラ３６が１回転分回転するように、コントローラ５５が加工ローラ回転モータ４６を制御する（Ｓ１３０）。そして、この加工ローラ３６が１回転するうちに、加工ローラ回転原点センサｓが原点ドグ３６ａの接近によって回転原点を検出したならば（Ｓ１４０：Ｙ）、その検出したときの加工ローラ３６の位置が回転角度０となるように、情報がＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ回転角記憶領域に自動的に更新して記憶され、以後、加工ローラ３６がその原点を基準としてコントローラ５５によって回転制御される。このとき、ＲＡＭ５５ｃの加工ローラ原点検出の有無記憶領域に、原点検出有りの情報をコントローラ５５は記憶する。そして、その原点が検出されると、原点から最も近い、回転角度５度の模様の先頭部分が、加工ローラ３６の最下位置に位置するように、コントローラ５５が加工ローラ回転モータ４６を制御する（Ｓ１３０）。
【００５１】
この処理Ｓ１５０では、原点に最も近い模様の先頭が加工ローラ３６の最下位置に位置するように、原点検出後に加工ローラ３６が回転されているが、回転角度６５度等の他の模様の先頭が加工ローラ３６の最下位置に位置するように、加工ローラ３６が回転されても良い。また、この処理Ｓ１５０では、模様の先頭となる唯一の角度５度であるが、適宜、その角度を変えるようにしても良い。具体的には、１回目にこの処理Ｓ１５０がなされるときは、回転角度５度の模様の先頭、２回目にこの処理Ｓ１５０がなされるときは、回転角度３５度の模様の先頭、３回目にこの処理Ｓ１５０がなされるときは、回転角度６５度の模様の先頭というように、順次、模様の先頭が変わるように構成しても良い。更に、処理Ｓ１５０において、加工順序を考慮して、加工順序１番目の模様の先頭が最下位置に位置するようにしても良い。
【００５２】
尚、用いられる加工ローラ３６が第１の加工ローラ３６と異なれば、加工ローラ３６に形成されている模様も異なるので、異なった模様の先頭に関わる情報（回転角度に関するデータ）がＲＡＭ５５ｃの各記憶領域に記憶される。そして、上述した構成では、用いられる加工ローラ３６に依存して、模様の先頭の情報が異なっており、製品データやプログラムの可変値として扱っているが、この超音波加工装置１において用いられる全ての加工ローラ３６について、模様の種類に関わらず、同じ回転角度から模様の先頭が始まっているのであれば、模様の先頭に関わる情報をプログラムの一部の固定値として、ＲＯＭ５５ｂ或いはＲＡＭ５５ｃに記憶しても良い。
【００５３】
もし、加工ローラ３６が１回転されても、加工ローラ３６の原点が検出されなければ（Ｓ１４０：Ｎ）、ＲＡＭ５５ｃの加工ローラ原点検出の有無記憶領域の情報に基づき、エラー表示が操作パネル６２の表示装置に自動的に表示されて、作業者に異常が自動的に報知される（Ｓ１６０）。そして、エラー解除の入力が作業者によってなされたことを、コントローラ５５が操作パネル６２を介して検出すると（Ｓ１７０：Ｙ）、エラー表示は自動的に操作パネル６２の表示装置からクリアされて（Ｓ１８０）、再び、上昇判断や加工ローラ３６の一回転、原点検出の有無の処理が再びなされる（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）。
【００５４】
加工処理サブルーチン（Ｓ３００）においては、まず、ＲＡＭ５５ｃの現在の加工順序記憶領域に記憶される情報（加工順序ｉ）がコントローラ５５によって「１」とされる（Ｓ３１５）。即ち、加工順序が１番目であることをコントローラ５５が特定する。次に、加工順序１番目の「真円」の模様に関し、その先頭となる回転角度５度部分が加工ローラ３６の最下位置に位置するように、ＲＡＭ５５ｃのその他の記憶領域に記憶された模様情報のうちから、模様番号１の模様の「真円」について模様の先頭に関する情報及び現在の加工ローラ回転角度記憶領域の情報に基づいて、コントローラ５５が加工ローラ回転モータ４６を制御する（Ｓ３１５）。次に、加工ローラ３６が下降され、シート材料７に接触するように、コントローラ５５は昇降シリンダ４３を制御する（Ｓ３２０）。このとき、ＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ昇降状態記憶領域の情報が下降と更新される。
【００５５】
そして、加工順序１番目の模様の「真円」がその先頭から加工開始され、ＲＡＭ５５ｃのその他の記憶領域に記憶された模様番号１の模様の「真円」について模様の大きさに関する情報に基づき、その模様番号１の模様の「真円」が完成されるまで、加工ローラ３６が所定の角度回転（少なくとも回転角度にして２０度分回転される。少なくとも回転角度２５度までは回転され、模様どうしの間隔部分が加工ローラ３６の最下位置に位置する。）される（Ｓ３２５）。この加工ローラ３６がシート材料７上で回転されているときには、超音波は適宜発生されている。
【００５６】
次に、加工ローラ３６が上昇され、シート材料７から離間するように、コントローラ５５は昇降シリンダ４３を制御する（Ｓ３３０）。このとき、ＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ昇降状態記憶領域の情報が上昇と更新される。そして、選択模様総数記憶領域に記憶された模様の総数に、加工順序ｉが達していないので（Ｓ３３５：Ｎ）、必要に応じて加工ローラ３６の水平移動やシート材料７の単独移動が行われ（Ｓ３４０，Ｓ３４５）、次の加工順序に値ｉがインクリメントされ、加工順序「ｉ＝２」がＲＡＭ５５ｃの現在の加工順序記憶領域に記憶される。
【００５７】
続いて、加工順序２番目の模様番号３の模様の「＋（プラスのマーク）」について、同様に、その先頭が加工ローラ３６の最下位置に位置するように、加工ローラ３６が回転角度６５度まで回転され、加工ローラ３６が少なくとも回転角度にして２０度分（少なくとも回転角度８５度まで）回転され、加工順序２番目の模様の「＋（プラスのマーク）」がシート材料７に形成される（Ｓ３１５〜Ｓ３３０）。続いて、加工順序３番目の模様番号２の模様の「楕円」、加工順序４番目の模様番号３の模様の「＋（プラスのマーク）」がシート材料７に順次形成される。そして、ＲＡＭ５５ｃの選択模様総数記憶領域に記憶された模様の総数に、加工順序ｉが達するまで、同様の処理が繰り返されて、模様が順次シート材料７に形成される（Ｓ３１５〜Ｓ３５０）。
【００５８】
尚、原点検出、模様の先頭合わせ、並びに、加工のいずれの処理においても、加工ローラ３６の回転角度は、ＲＡＭ５５ｃの現在の加工ローラ回転角度記憶領域に常に自動的に更新されて記憶される。
【００５９】
上述した構成では、加工ローラ３６の模様の先頭が加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置する。その所定位置を加工ローラ３６の最下位置としたが、適宜、その位置は変更しても良い。例えば、上述した構成では、シート材料７が加工ローラ３６の下方に位置するので、所定の位置を最下位置としたが、シート材料７が垂直な状態にされ、加工ローラ３６が水平方向にシート材料７に対して接近及び離間するならば、その所定の位置は加工ローラ３６のその水平方向に応じた位置となる。また、最下位置がそのまま加工開始位置であったので、模様の先頭を加工ローラ３６の最下位置に位置させたが、模様の先頭からの加工に支障がない限り、その近傍でも良い。特に、シート材料７に加工ローラ３６が沈み込む場合には、そうした近傍の位置が加工開始位置となるからである。
【００６０】
上述した構成では、ＲＡＭ５５ｃに記憶された情報（加工ローラ３６の回転角度）に基づき、加工ローラ３６が加工ローラ回転モータ４６によって回転されて、加工ローラ３６の模様の先頭が加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置するが、加工ローラ３６の模様がカメラで撮影され、その画像データに基づいて、模様の先頭を所定の位置に合わせても良い。
【００６１】
この構成では、加工ローラ３６が加工ローラ回転モータ４６によって回転されて、加工ローラ３６の複数種類の模様のうちのいずれかの先頭が加工開始に関わる所定の位置（加工ローラ３６の最下位置）に自動的に位置する。特には、加工ローラ３６の同一の複数の模様のうちのいずれかの先頭が加工開始に関わる所定の位置（加工ローラ３６の最下位置）に自動的に位置する。しかし、同一の模様が加工ローラ３６に複数あれば、上述したように、ＲＯＭ５５ｂ或いはにＲＡＭ５５ｃ記憶された少なくとも２つの情報に基づき、加工ローラ３６が加工ローラ回転モータ４６によって作業効率を考慮して最適に回転されて、加工ローラ３６の複数の模様のうちのいずれかの先頭が加工開始に関わる所定の位置（加工ローラ３６の最下位置）に自動的に位置するように構成しても良い。その２つの情報を記憶する構成によれば、加工ローラ３６の一部分に偏った摩耗や汚れを考慮して、最適に加工を行うことができる。
【００６２】
この構成では、加工ローラ３６とシート材料７とが相対的に移動され、それらが接近、離間し、シート材料７と離間している加工ローラ３６が原点検出のために回転されて、模様の先頭が加工開始に関わる所定の位置（加工ローラ３６の最下位置）に自動的に位置する。そして、この構成では、加工ローラ３６が昇降されて、それら加工ローラ３６とシート材料７とが離間しているが、シート材料７が昇降されて、それらが離間しても良い。
【００６３】
１つのシート材料７において形成される模様は、ある間隔をあけて形成しているが、連続して並ぶように、模様を形成しても良い。そのように並んで模様を形成する場合は、上記超音波加工装置１では、模様の先頭を自動的に合わせているので、その生産性は非常に高い。
【００６４】
上述した超音波加工装置１においては、原点ドグ３６ａを１つだけ備えているが、複数備えても良く、特に、模様の先頭毎に、原点ドグ３６ａを備えても良い。原点ドグ３６ａを複数備えた方が、原点の検出を速く行える。
【００６５】
上述した超音波加工装置１においては、加工の前に、加工に用いる模様の先頭が自動的に加工開始位置に位置するので、加工ローラ３６が他のものと交換されても、生産効率が良い。そして、上述の説明では、１つの加工ローラ３６を用いてシート材料７を加工しているが、加工ローラ３６を適宜交換して複数の加工ローラ３６を用いて、シート材料７を加工しても良い。その場合においては、加工の前に、加工に用いる模様の先頭が自動的に加工開始位置に位置するので、極めて生産効率が良い。上述した超音波加工装置１は、加工ローラ３６が作業者の手動作業にて交換されるようにが、加工ローラ３６を複数種類備える自動交換装置にて自動的に順次交換されるように構成しても良い。上述した超音波加工装置１は、加工ローラ３６に模様となる部分が突出して形成されているが、凹ませて形成されていても良い。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１記載の超音波加工装置では、選択手段によって選択された模様について被加工物を加工する前に、記憶手段の情報に基づき選択された模様の形成位置まで、回転手段によって加工ローラが回転され、選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置するので、作業効率が良い。
【００６７】
請求項２記載の超音波加工装置では、加工ローラと被加工物とが離間しているときに、選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置するので、作業効率が良い。
【００６８】
請求項３記載の超音波加工装置では、加工ローラの回転の原点が検出されてから、選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置するので、作業効率が良い。
【００６９】
請求項４記載の超音波加工装置では、加工ローラが交換されても、回転手段によって回転される加工ローラの選択手段によって選択された模様が、加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置するので、作業効率が良い。
【００７０】
請求項５記載の超音波加工装置では、加工ローラが交換されても、回転手段によって回転される加工ローラの模様に関する情報に基づいて、前記回転手段によって回転される加工ローラの模様が加工開始に関わる所定の位置に自動的に位置するので、作業効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る超音波加工装置の全体図である。
【図２】本実施の形態に係る超音波加工装置の全体図である。
【図３】本実施の形態に係る超音波加工装置の加工ローラ周辺を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る超音波加工装置の電気的構成を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る超音波加工装置のＲＯＭの記憶領域を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る超音波加工装置のＲＡＭの記憶領域を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る超音波加工装置のメインルーチンのフローチャートである。
【図８】本実施の形態に係る超音波加工装置の原点検出処理のフローチャートである。
【図９】本実施の形態に係る超音波加工装置の加工処理のフローチャートである。
【図１０】第１の加工ローラの模様の一覧を示す図である。
【符号の説明】
１　超音波加工装置
７　シート材料
３６　加工ローラ
４６　加工ローラ回転モータ
５５　コントローラ
５５ａ　ＲＯＭ
５５ｂ　ＲＡＭ
ｓ　センサー
【図１】
2004001276.tif 000003
【図２】
2004001276.tif 000004
【図３】
2004001276.tif 000005
【図４】
2004001276.tif 000006
【図５】
2004001276.tif 000007
【図６】
2004001276.tif 000008
【図７】
2004001276.tif 000009
【図８】
2004001276.tif 000010
【図９】
2004001276.tif 000011
【図１０】
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