JP2008139042A - Manufacturing method for honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関し、特に、完成したハニカム構造体の外形を検査する外観検査工程に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb structure, and more particularly to an appearance inspection process for inspecting the outer shape of a completed honeycomb structure.
従来より、完成したハニカム構造体の外形形状を測定する方法が、例えば特許文献1で提案されている。具体的に、特許文献1では、異なる高さに複数のレーザ変位計が設置された腕と、円板であって当該円板の外縁部分に腕が垂直に固定されると共に回転モータにより回転する回転盤と、駆動モータによって上下すると共に被測定物を設置するための昇降テーブルと、を備えた外形形状測定装置を用いた測定方法が提案されている。
Conventionally, for example,
このような外形形状測定装置では、回転盤および昇降テーブルの各中心軸が被測定物の中心軸上に配置されている。そして、昇降テーブル上に被測定物が設置され、回転盤が回転することにより、腕が被測定物の周囲を回転する。このとき、腕に設置された各レーザ変位計からレーザ光を照射することにより、各レーザ変位計から被測定物の表面までの距離(寸法)を測定する。これにより、被測定物の立体的な形状を測定できるようになっている。
しかしながら、上記従来の技術では、外形形状測定装置は回転盤に固定された腕が被測定物の周囲を回転する構成となっているため、腕の回転から作業者を保護する安全対策を施した装置構成となっている。これにより、安全対策を施した構成が外形形状測定装置に備えられているため、装置の寸法を確保しなければならず、装置を設置する場所も確保しなければならない。 However, in the above conventional technique, the outer shape measuring device is configured such that the arm fixed to the rotating disk rotates around the object to be measured, and therefore, safety measures are taken to protect the worker from the rotation of the arm. It is a device configuration. Thereby, since the external shape measuring apparatus is provided with a configuration with safety measures, the dimensions of the apparatus must be ensured and the place where the apparatus is installed must be ensured.
また、上述のように、腕には被測定物の異なる高さの寸法を測定するために複数のレーザ変位計が設置されている。このため、外形形状測定装置自体のコストが上がってしまい、好ましくない。 In addition, as described above, a plurality of laser displacement meters are installed on the arm in order to measure different height dimensions of the object to be measured. For this reason, the cost of the external shape measuring apparatus itself increases, which is not preferable.
本発明は、上記点に鑑み、ハニカム構造体を製造するに際し、小規模の装置を用いてハニカム構造体の外形形状を検査することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to inspect the outer shape of a honeycomb structure using a small-scale apparatus when manufacturing the honeycomb structure.
上記目的を達成するため、本発明の第1の特徴では、ハニカム構造体を製造する上で、柱形状のハニカム成形体を成形したものを焼成して得られたワーク(200)の外観を検査する外観検査工程を行うに際し、まず、レーザ光を面状に照射するレーザ光照射部(141)と、当該レーザ光照射部から照射されたレーザ光のすべてを受光するものであり、受光したレーザ光の強度に応じたレベルの電気信号を検出する受光部(142)と、を備えた寸法測定装置(140)を用意する。 In order to achieve the above object, according to the first feature of the present invention, in manufacturing a honeycomb structure, the appearance of a workpiece (200) obtained by firing a column-shaped honeycomb molded body is inspected. In performing the appearance inspection process, first, the laser beam irradiation unit (141) that irradiates the laser beam in a planar shape and the laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit are all received, and the received laser A dimension measuring device (140) including a light receiving unit (142) for detecting an electric signal at a level corresponding to the intensity of light is prepared.
そして、円板状のテーブル(120)の回転軸上にワークの中心軸が重なるようにテーブル上にワークを載せる。このような状態で、レーザ光照射部から照射される面状のレーザ光のうちもっとも外側の光路が少なくともワークの外周面に交わるようにテーブルを移動させてレーザ光照射部と受光部との間にワークを配置する。この後、レーザ光を水平面状に照射すると共に、ワークの外周面に当たらないレーザ光を受光部で受光することで、ワークの径方向の寸法に相当する電気信号を取得し、当該電気信号に基づいてワークの径方向の寸法を取得する。 Then, the work is placed on the table so that the central axis of the work overlaps the rotation axis of the disk-shaped table (120). In such a state, the table is moved so that the outermost optical path of the planar laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit intersects at least the outer peripheral surface of the workpiece, and the gap between the laser beam irradiation unit and the light receiving unit is reached. Place the work on Thereafter, the laser light is irradiated in a horizontal plane, and the laser light that does not hit the outer peripheral surface of the workpiece is received by the light receiving unit, thereby obtaining an electrical signal corresponding to the dimension in the radial direction of the workpiece. The dimension of the workpiece in the radial direction is acquired based on the result.
このとき、テーブルを一定角度で回転させて、ワークにおいて複数の径方向の寸法を取得することでワークの外形寸法を取得すると共に、テーブルをワークの高さ方向に移動させてワークの高さ方向のうちいずれかの高さの径方向の寸法を取得することが特徴となっている。 At this time, the table is rotated at a constant angle, and the workpiece outer dimensions are obtained by obtaining a plurality of radial dimensions in the workpiece, and the table is moved in the workpiece height direction to obtain the workpiece height direction. It is the feature to acquire the dimension of the radial direction of either height.
このように、レーザ光を照射するレーザ光照射部および受光部の位置を固定し、テーブルを当該テーブルの回転軸を中心に回転させ、テーブルをワークの高さ方向に移動させる装置を用いることにより、ワークの径方向の外形寸法を取得することができる。このような構成を有する小規模な装置を用いることにより、装置に安全対策を施した大がかりな構成を必要とせず、省スペースに装置を設置することができる。 In this way, by using a device that fixes the positions of the laser beam irradiation unit and the light receiving unit that irradiate the laser beam, rotates the table around the rotation axis of the table, and moves the table in the height direction of the workpiece. The outer dimensions of the workpiece in the radial direction can be acquired. By using a small-scale device having such a configuration, it is possible to install the device in a space-saving manner without requiring a large-scale configuration in which safety measures are taken for the device.
このようにして、ワークの外形寸法を検査する場合、テーブルの回転軸が、レーザ光照射部から水平面状に照射されるレーザ光の光路のうちもっとも外側から照射される光路よりも外れた場所に位置するように、レーザ光照射部と受光部との間にテーブルが配置されることが好ましい。ワークの中心軸がどこであるかを見分けることが困難であるので、テーブルの回転軸を基準とすることにより、レーザ光照射部、受光部、およびテーブルの配置関係を規定することができる。 In this way, when inspecting the external dimensions of the workpiece, the rotation axis of the table is located at a position outside the optical path irradiated from the outermost side among the optical paths of the laser light irradiated in a horizontal plane from the laser light irradiation section. It is preferable that a table is disposed between the laser beam irradiation unit and the light receiving unit so as to be positioned. Since it is difficult to identify where the center axis of the workpiece is, it is possible to define the arrangement relationship of the laser beam irradiation unit, the light receiving unit, and the table by using the rotation axis of the table as a reference.
また、外観検査工程では、ワークの端面の平面度を測定することができる。この場合、まず、ワークの端面までの距離を取得する複数のロッド(152)を備えたダイヤルゲージ(151)を有する平面度測定装置(150)を用意する。次に、複数のロッドをワークの端面までそれぞれ移動させ、各ロッドの先端部分がワークの端面に到達するまでの距離をそれぞれ取得する。続いて、取得した各距離のうち最大値と最小値との差に基づいてワークの端面の平面度を検査する。このようにして、外観検査工程において、ワークの端面の平面度を測定し、良品、不良品の判定を行うことができる。 In the appearance inspection process, the flatness of the end face of the workpiece can be measured. In this case, first, a flatness measuring device (150) having a dial gauge (151) provided with a plurality of rods (152) for acquiring the distance to the end face of the workpiece is prepared. Next, each of the plurality of rods is moved to the end surface of the workpiece, and the distances until the tip portion of each rod reaches the end surface of the workpiece is acquired. Subsequently, the flatness of the end face of the workpiece is inspected based on the difference between the maximum value and the minimum value among the acquired distances. In this manner, in the appearance inspection process, the flatness of the end face of the workpiece can be measured, and a non-defective product or a defective product can be determined.
さらに、外観検査工程では、ワークの姿勢を検査することもできる。この場合、レーザ光を照射してワークの外周面にて反射したレーザ光を受光するまでの時間を計測することによりワークの外周面までの距離を測定する距離測定装置(161)を備えた直角度測定装置(160)を用意する。そして、テーブルをワークの高さ方向に移動させてワークの上部および下部における距離測定装置とワークの外周面との間の距離をそれぞれ取得し、それぞれ取得した距離の差に基づいてワークの直角度を検査する。このとき、テーブルを回転させてワークの径方向のうち少なくとも2つの径方向の直角度を取得することで、ワークの直角度を検査する。このようにして、ワークの姿勢を検査することにより、ワークの良品、不良品を判定することができる。 Further, in the appearance inspection process, the posture of the workpiece can be inspected. In this case, a straight line equipped with a distance measuring device (161) that measures the distance to the outer peripheral surface of the workpiece by measuring the time until the laser beam reflected by the outer peripheral surface of the workpiece is received. An angle measuring device (160) is prepared. Then, the table is moved in the height direction of the workpiece to obtain the distance between the distance measuring device at the upper and lower parts of the workpiece and the outer peripheral surface of the workpiece, respectively, and the perpendicularity of the workpiece based on the obtained difference in distance Inspect. At this time, the perpendicularity of the workpiece is inspected by rotating the table and acquiring the perpendicularity of at least two radial directions among the radial directions of the workpiece. In this way, it is possible to determine whether the workpiece is good or defective by inspecting the posture of the workpiece.
本発明の第2の特徴では、ハニカム構造体を製造する上で、柱形状のハニカム成形体を成形したものを焼成して得られたワーク(200)の外観を検査する外観検査工程を行うに際し、まず、レーザ光を面状に照射するレーザ光照射部(310)と、当該レーザ光照射部から照射されたレーザ光のすべてを受光するものであり、受光したレーザ光の強度に応じたレベルの電気信号を検出する受光部(320)と、を備え、レーザ光照射部および受光部が一体的にワークの高さ方向に移動する簡易寸法検査装置(300)を用意する。 In the second feature of the present invention, when the honeycomb structure is manufactured, an appearance inspection process for inspecting the appearance of the workpiece (200) obtained by firing the column-shaped honeycomb formed body is performed. First, a laser beam irradiation unit (310) that irradiates a laser beam in a planar shape and all of the laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit are received, and a level corresponding to the intensity of the received laser beam. And a light receiving unit (320) for detecting the electrical signal of the laser beam, and a simple dimension inspection device (300) in which the laser beam irradiation unit and the light receiving unit move integrally in the height direction of the workpiece.
続いて、円板状のテーブル(330)の回転軸上にワークの中心軸が重なるようにテーブル上にワークを載せる。そして、レーザ光照射部から照射される面状のレーザ光のうちもっとも外側の光路が少なくともワークの外周面に照射されるようにレーザ光照射部および受光部を一体的を移動させてレーザ光照射部と受光部との間にワークを配置する。 Subsequently, the work is placed on the table so that the central axis of the work overlaps the rotation axis of the disk-shaped table (330). Then, the laser beam irradiation unit and the light receiving unit are moved integrally so that the outermost optical path of the planar laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit is irradiated to at least the outer peripheral surface of the workpiece. A work is disposed between the light receiving portion and the light receiving portion.
この後、レーザ光を水平面状に照射すると共に、ワークの外周面に当たらないレーザ光を受光部で受光することで、ワークの径方向の寸法に相当する電気信号を取得し、当該電気信号に基づいてワークの径方向の寸法を取得する。このとき、テーブルを一定角度で回転させて、ワークにおいて複数の径方向の寸法を取得することでワークの外形寸法を取得すると共に、テーブルをワークの高さ方向に移動させてワークの高さ方向のうちいずれかの高さの径方向の寸法を取得することが特徴となっている。 Thereafter, the laser light is irradiated in a horizontal plane, and the laser light that does not hit the outer peripheral surface of the workpiece is received by the light receiving unit, thereby obtaining an electrical signal corresponding to the dimension in the radial direction of the workpiece. The dimension of the workpiece in the radial direction is acquired based on the result. At this time, the table is rotated at a constant angle, and the workpiece outer dimensions are obtained by obtaining a plurality of radial dimensions in the workpiece, and the table is moved in the workpiece height direction to obtain the workpiece height direction. It is the feature to acquire the dimension of the radial direction of either height.
このように、テーブルの高さを固定し、レーザ光照射部および受光部を一体的にワークの高さ方向に移動させる装置を用いることによっても、ワークの径方向の外形寸法を取得することができる。このような構成を有する小規模な装置を用いることもできる。 As described above, it is also possible to acquire the outer dimension in the radial direction of the workpiece by using a device that fixes the height of the table and moves the laser beam irradiation unit and the light receiving unit integrally in the height direction of the workpiece. it can. A small-scale apparatus having such a configuration can also be used.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本実施形態では、ハニカム構造体として排ガス浄化フィルタについて説明する。この排ガス浄化フィルタ(いわゆるDPF)は、例えば車両のエンジンから排出される排気ガスに含まれる汚染物質を浄化して大気に排出させるものとして用いられる。
(First embodiment)
In the present embodiment, an exhaust gas purification filter will be described as a honeycomb structure. This exhaust gas purification filter (so-called DPF) is used, for example, to purify pollutants contained in exhaust gas discharged from an engine of a vehicle and discharge it to the atmosphere.
図1は、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化フィルタの斜視図である。この図に示されるように、排ガス浄化フィルタ1は、円柱形状を有しており、例えばセラミックスの焼結品をなしている。
FIG. 1 is a perspective view of an exhaust gas purification filter according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the exhaust
また、排ガス浄化フィルタ1の内部は蜂の巣構造(以下、ハニカム構造という)になっており、円柱の軸方向に両端面2、3を貫通する多数の孔4を有している。各孔4は、当該各孔4を分離する壁5を介してそれぞれが隣接しており、各孔4が円柱の軸に垂直な方向に配列されることでそれぞれが独立した通路をなしている。言い換えると、壁5が格子状をなすことで、多数の孔4が構成される。上記壁5には図示しない気孔が多数設けられている。
Moreover, the inside of the exhaust
そして、排ガス浄化フィルタ1の一方の端面2において、各孔4の一部には当該各孔4の開口部を栓詰めするための栓材6が設けられている。本実施形態では、栓材6は各孔4に千鳥状に設けられている。すなわち、栓材6が設けられた孔4の隣の孔4は栓材6が設けられていない状態になっており、開口した状態になっている。
Then, on one
さらに、排ガス浄化フィルタ1の他方の端面3の各孔4の一部にも上記一方の端面2と同様に栓材6が千鳥状に設けられている。この場合、端面3の各孔4に千鳥状に栓詰めされた各栓材6は、端面2側で栓詰めされていない各孔4の開口部に千鳥状に設けられている。以上が、本実施形態に係る排ガス浄化フィルタ1の構成である。
Furthermore, the
このような構成を有する排ガス浄化フィルタ1においてエンジンから排出される排気ガスに含まれる汚染物質は以下のようにして取り除かれる。すなわち、エンジンから排出された排気ガスは、まず、排ガス浄化フィルタ1の一方の端面2から各孔4のうち開口した孔4内に導かれる。続いて、排気ガスは、孔4内の通路を端面3側に進むと共に、当該孔4と隣の孔4とを分離する壁5を通過する。これにより、排気ガスに含まれる汚染物質が壁5の内部で取り除かれる。
In the exhaust
そして、排気ガスは、排ガス浄化フィルタ1内に進入した孔4の隣の孔4内の通路を通って排ガス浄化フィルタ1の他方の端面3から排出される。このようにして、排ガス浄化フィルタ1にて排気ガスに含まれる汚染物質が除去されるようになっている。
The exhaust gas is discharged from the other end face 3 of the exhaust
次に、上記排ガス浄化フィルタ1の製造方法について説明する。まず、ハニカム構造体をかたどったハニカム成形体を成形するための原料粉末を用意する混合工程を行う。本実施形態では、シリカ、タルク、アルミナの各粉末材料、造孔材および有機バインダを規定量ずつ混ぜ合わせてコージェライト化材料を用意する。
Next, a method for manufacturing the exhaust
なお、造孔材は、排ガス浄化フィルタ1の内部に気孔を形成するためのものであり、例えばカーボンや樹脂等が採用される。このような造孔材はこの後の焼成工程によって焼き飛ばされるため、排ガス浄化フィルタ1内には残らないようになっている。また、有機バインダは化学結合により原料粒子同士を強固に結びつけるものであり、例えばメチルセルロース等が採用される。
The pore former is for forming pores in the exhaust
この後、上記混合工程にて用意した原料粉末を水と混練することで原料粉末を粘土化する混練工程を行い、粘土状のものを成形型から押し出すことでハニカム成形体を成形する押出工程を行う。 After this, the kneading step of pulverizing the raw material powder by kneading the raw material powder prepared in the above mixing step with water, and the extrusion step of forming the honeycomb formed body by extruding the clay-like one from the forming die Do.
続いて、当該ハニカム成形体を一定の長さに切断する切断工程を行い、排ガス浄化フィルタ1をかたどったハニカム成形体を得る。
Then, the cutting process which cut | disconnects the said honeycomb molded object to fixed length is performed, and the honeycomb molded object which modeled the exhaust
そして、上記のようにして得られたハニカム成形体を乾燥させる乾燥工程を行い、ハニカム成形体の水分を除去する。この後、ハニカム成形体の両端面に図示しないマスクテープを貼り付けるマスキング工程を行う。本工程では、マスクテープとして例えばポリエステル系の粘着性を有するシートが採用される。 And the drying process which dries the honeycomb molded object obtained as mentioned above is performed, and the water | moisture content of a honeycomb molded object is removed. Thereafter, a masking step of attaching a mask tape (not shown) to both end faces of the honeycomb formed body is performed. In this step, for example, a polyester-based adhesive sheet is used as the mask tape.
続いて、マスクテープに穴を開ける穴開け工程を行う。すなわち、排ガス浄化フィルタ1の両端面2、3それぞれを上述のように栓詰めするため、ハニカム成形体の両端面それぞれに貼り付けたマスクテープにレーザ光を照射して、マスクテープを千鳥状に穴開けする。
Subsequently, a hole making process for making holes in the mask tape is performed. That is, in order to plug the both end faces 2 and 3 of the exhaust
なお、本工程では、例えばハニカム成形体の両端面をそれぞれカメラで撮影し、マスクテープにおいて穴開けすべき場所を演算した後、レーザにて穴開けする方法が採用される。ただし、ハニカム成形体の両端面の各マスクテープに対する穴開けは、両端面において孔4一つ分だけ千鳥模様がシフトするように行う。 In this step, for example, a method is adopted in which both end faces of the honeycomb formed body are photographed with a camera, the place where the mask tape is to be drilled is calculated, and then the hole is drilled with a laser. However, perforation of each mask tape on both end faces of the honeycomb formed body is performed so that the staggered pattern is shifted by 4 holes on both end faces.
次に、マスクテープに穴開けされた各孔4の開口部に栓材6を設ける栓詰め工程を行う。これは、セラミック液にハニカム成形体の両端面をそれぞれ浸し、マスクテープが穴開けされた部分の各孔4にこのセラミック液を進入させて栓詰めする。そして、栓詰めがなされたハニカム成形体の両端面を加熱することで栓材6を形成する。
Next, a plugging process is performed in which a
この後、ハニカム成形体を台車に載せ、台車を焼成炉に搬入し、ハニカム成形体を焼成する焼成工程を行う。具体的には、上記ハニカム成形体が搭載された台車を焼成炉内に搬入し、焼成炉内で各ハニカム成形体を例えば1500℃で加熱する。この後、焼成炉内から台車を搬出する。以下では、焼成工程により得られた焼成品をワークという。 Thereafter, the honeycomb formed body is placed on a carriage, the carriage is carried into a firing furnace, and a firing step is performed in which the honeycomb formed body is fired. Specifically, the carriage on which the honeycomb formed body is mounted is carried into a firing furnace, and each honeycomb formed body is heated at, for example, 1500 ° C. in the firing furnace. Thereafter, the carriage is taken out from the firing furnace. Hereinafter, the fired product obtained by the firing process is referred to as a workpiece.
次に、上記焼成工程によって得られたワークの外観を検査する外観検査工程を行う。本外観検査工程では、多目的寸法検査装置を用いる。まず、当該多目的寸法検査装置について説明する。 Next, an appearance inspection process for inspecting the appearance of the workpiece obtained by the firing process is performed. In this appearance inspection process, a multipurpose dimension inspection apparatus is used. First, the multipurpose dimension inspection apparatus will be described.
図2は、多目的寸法検査装置の外観図であり、(a)は多目的寸法検査装置の平面図、(b)は多目的寸法検査装置の正面図である。図2(a)に示されるように、多目的寸法検査装置100は、ステーション110と、テーブル120と、を備えて構成されている。
2A and 2B are external views of the multipurpose dimension inspection apparatus, wherein FIG. 2A is a plan view of the multipurpose dimension inspection apparatus, and FIG. 2B is a front view of the multipurpose dimension inspection apparatus. As shown in FIG. 2A, the multipurpose
ステーション110は、水平に設置された円板であり、図示しない周知の回転機構によって一方向に回転するものである。本実施形態では、上記回転機構によって一定角度ごと(例えば90°ごと)に回転するようになっている。
The
テーブル120は、ワーク200を載せる円板状のものであり、上記ステーション110の回転と共に移動する。本実施形態では、テーブル120はステーション110の表面側の外縁部に4カ所設けられており、各テーブル120上に当該テーブル120の回転軸とワーク200の中心軸とが重なるようにワーク200が載せられる。
The table 120 has a disk shape on which the
また、図2(b)に示されるように、ステーション110の裏面側に駆動機構130が設置されている。この駆動機構130は、テーブル120を鉛直方向(ワーク200の高さ方向)に移動させる機能、テーブル120を一方向に回転させる機能を有している。すなわち、テーブル120は、対応する駆動機構130によってステーション110の表面側で上下移動すると共に回転する。
In addition, as shown in FIG. 2B, the
そして、図2(a)に示されるように、ステーション110の周囲のうち一カ所は、作業者がワーク200を載せ替える場所とされている。すなわち、作業者は、ステーション110が回転することによって当該場所に移動してきたテーブル120上のワーク200を検査済みのものから未検査のものに乗せ換える。
Then, as shown in FIG. 2A, one place around the
このような多目的寸法検査装置100には、ステーション110が回転することによって各テーブル120が移動した場所に、寸法測定部140(本発明の寸法測定装置に相当)と、平面度測定部150(本発明の平面度測定装置に相当)と、直角度測定部160(本発明の直角度測定装置に相当)と、が備えられている。
In such a multi-purpose
寸法測定部140は、ワーク200の外周寸法を測定する部分である。このような寸法測定部140は、レーザ光照射部141と、受光部142と、が備えられている。レーザ光照射部141は、レーザ光を水平面状に照射するものである。また、受光部142は、受光素子を備えたものであり、レーザ光照射部141から照射されたレーザ光のすべてを受光してレーザ光の強度に応じた電気信号、すなわち電圧信号を出力するものである。当該受光部142の受光素子は、水平面状のレーザ光を受光するため、直線状をなしている。これらレーザ光照射部141および受光部142は、それぞれ直方体状のケースに収納されたものとして構成されている。
The
また、レーザ光照射部141および受光部142は、寸法測定部140において所定の高さに固定されている。すなわち、テーブル120がワーク200の高さ方向に上下移動することにより、ワーク200がレーザ光照射部141と受光部142とに挟まれるように配置されるようになっている。
Further, the laser
図3は、レーザ光照射部141、受光部142、およびワーク200の位置関係を示した平面図である。当該図3では、水平面状に照射されるレーザ光を矢印で表現してある。図3に示されるように、ワーク200は、レーザ光照射部141と受光部142との間に完全に挟まれた状態になっていない。
FIG. 3 is a plan view showing the positional relationship between the laser
具体的には、レーザ光照射部141から照射される面状のレーザ光のうちもっとも外側の光路が少なくともワーク200の外周面と交わるようにレーザ光照射部141、受光部142、テーブル120が配置される。言い換えると、テーブル120の回転軸の位置が、レーザ光照射部141から水平面状に照射されるレーザ光の光路のうちもっとも外側から照射される光路よりも外れた場所に位置するように、テーブル120、レーザ光照射部141、および受光部142が配置されている。
Specifically, the laser
このようにテーブル120の中心軸の位置がレーザ光の光路から外されているのは、ワーク200の中心軸を正確に探すことができず、ワーク200の中心軸を基準とすることが困難であるためである。したがって、上記のように配置関係を規定することで、ワーク200の寸法が柱形状の半径よりも大きく測定されることは極めて少ない。
As described above, the position of the central axis of the table 120 is removed from the optical path of the laser beam. The central axis of the
このような配置により、図3に示される配置でレーザ光照射部141からレーザ光が照射されると、ワーク200に照射されたレーザ光のすべてが受光部142に入射されず、ワーク200の外側を通過したレーザ光が受光部142にて受光される。これにより、ワーク200の径方向の寸法に相当する電圧信号が取得され、この電圧信号がワーク200の径方向の寸法に換算される。当該換算は、例えば電圧信号の大きさと寸法との関係によって行われる。こうして、ワーク200の径方向の寸法が得られるようになっている。
With this arrangement, when laser light is emitted from the laser
平面度測定部150は、ワーク200の端面の平面度を測定する部分である。当該平面度測定部150にはダイヤルゲージが備えられている。図4は、平面度測定部150に備えられたダイヤルゲージの斜視図である。この図に示されるように、本実施形態では、ダイヤルゲージ151は4本のロッド152を有しており、当該ダイヤルゲージ151がワーク200の端面上に配置されている。
The
このようなダイヤルゲージ151では、各ロッド152がワーク200の端面方向に移動すると共に、各ロッド152の先端部分がワーク200の端面に到達するまでの距離がそれぞれ取得される。そして、当該各距離の最大値と最小値との差が基準値の範囲内であるか否かが判定されることで、ワーク200の端面の平面度が検査されるようになっている。
In such a
直角度測定部160は、ワーク200の直角度、すなわちワーク200の姿勢を検査する部分であり、ワーク200の外周面までの距離を測定する距離測定部が備えられている。図5は、当該直角度測定部160に備えられた距離測定部の正面図である。当該距離測定部161(本発明の距離測定装置に相当)は、レーザ光を照射するレーザ光源と、当該レーザ光源を駆動するレーザ駆動部と、ワーク200の外周面で反射したレーザ光を受光する受光素子と、を備えている。本実施形態では、距離測定部161からワーク200の外周面までの距離を測定するため、距離測定部161はワーク200の径方向上に配置されている。
The
このような距離測定部161では、距離測定部161から照射されたレーザ光がワーク200の外周面で反射して距離測定部161にて受光されるまでの時間を計測することにより、距離測定部161とワーク200の外周面との距離が取得される。そして、ワーク200の高さに応じた距離測定部161とワーク200の外周面との距離の差が基準値の範囲内か否かによってワーク200の直角度が判定されるようになっている。
In such a
本実施形態では、上記構成を有する多目的寸法検査装置100は、例えば、CPU、RAM、ROM、ハードディスク等を備えたパーソナルコンピュータとして構成される図示しない制御装置によってコントロールされる。すなわち、制御装置にて寸法測定部140、平面度測定部150、直角度測定部160における各検査がコントロールされ、各測定部140〜160でそれぞれ取得されたデータに応じてワーク200の良品、不良品の判定がなされる。以上が、本実施形態で用いられる多目的寸法検査装置100の構成である。
In the present embodiment, the multipurpose
上記多目的寸法検査装置100を用いて、ワーク200の外形形状を以下のようにして測定する。はじめに、ステーション110のうち作業者側に位置するテーブル120にワーク200を載せる。このとき、ワーク200の中心軸がテーブル120の回転軸に重なるように、治具を用いてテーブル120上にワーク200を置く。そして、ステーション110を90度回転させることで、ワーク200を載せたテーブル120を寸法測定部140に移動させる。
Using the multipurpose
次に、寸法測定部140にてワーク200の外形寸法を測定する。まず、駆動機構130を駆動し、ワーク200の上部にレーザ光が照射される高さまでテーブル120の高さを調整する。高さを固定した状態で、レーザ光照射部141からレーザ光を水平面状に照射して受光部142でレーザ光を受光する。これにより、ワーク200の径方向の寸法に相当する電圧信号を取得すると共に、当該電圧信号に基づいてワーク200の径方向の寸法を換算し、ワーク200の径方向の寸法を取得する。そして、テーブル120を一定角度ごとに回転させて、上記のようにワーク200の径方向の寸法を取得する。本実施形態では、例えば15°ごとに180°分測定する。このようにして、ワーク200の外形寸法を取得する。
Next, the external dimension of the
また、ワーク200の高さ方向の中間部分の外形寸法を測定する場合、レーザ光照射部141および受光部142がワーク200の高さ方向の中間部分に位置するように駆動機構130を駆動してテーブル120を移動させる。そして、上記と同様にして、ワーク200の外形寸法を測定する。さらに、ワーク200の下部の外形寸法を測定する場合、レーザ光照射部141および受光部142がワーク200の下部に位置するようにテーブル120を移動させ、ワーク200の外形寸法を測定する。得られた各外形寸法が基準値の範囲内であれば良品であると判定され、基準値の範囲外であれば不良と判定される。
Further, when measuring the external dimensions of the intermediate portion in the height direction of the
ワーク200の外形寸法の測定が終了した後、駆動機構130を駆動してテーブル120を下げる。そして、ステーション110を90°回転させてテーブル120を平面度測定部150に移動させる。
After the measurement of the external dimensions of the
続いて、平面度測定部150にてワーク200の端面の平面度を測定する。具体的には、ダイヤルゲージ151に備えられた複数のロッド152をワーク200の端面まで移動させる。そして、各ロッド152の先端部分がワーク200の端面に到達するまでの距離をそれぞれ取得する。このようして取得した各ロッド152の各距離のうち最大値と最小値との差を取得する。当該差が基準値の範囲内であれば、ワーク200の端面の平面度が確保できていると判定され、基準値の範囲外であれば、ワーク200の端面の平面度が確保できていないと判定される。
Subsequently, the
このようにして、ワーク200の端面の平面度の測定が終了した後、ステーション110を90°回転させてテーブル120を直角度測定部160に移動させる。
In this way, after the measurement of the flatness of the end surface of the
次に、直角度測定部160にて、ワーク200の直角度を測定する。すなわち、ワーク200の上部が距離測定部161に対向する高さまで駆動機構130によってテーブル120を移動させる。続いて、距離測定部161からレーザ光を照射し、レーザ光を照射してから受光するまでの時間に基づいて距離測定部161とワーク200の外周面との距離を取得する。この後、ワーク200の下部が距離測定部161に対向する高さまでテーブル120を移動させて上記と同様に距離測定部161とワーク200の外周面との距離を取得する。そして、ワーク200の上部と下部とにおける各距離の差を取得する。
Next, the
このようにして得られた各距離の差が基準値の範囲内である場合、ワーク200の直角度が良いと判定され、距離の差が基準値の範囲外である場合、ワーク200の直角度が悪いと判定される。
When the difference between the distances thus obtained is within the range of the reference value, it is determined that the perpendicularity of the
ワーク200の姿勢が斜めになっている場合、ワーク200の一径方向については、ワーク200はテーブル120面に対して直角に立っているが他の径方向については直角に立っていない。そこで、テーブル120を一定角度(例えば15°)だけ回転させて他の径方向についても直角度を測定する。
When the posture of the
すなわち、上記一径方向における直角度の測定が終了した後、テーブル120を一定角度回転させて、上記と同様にワーク200の直角度を測定する。そして、少なくとも2つの径方向においてワーク200の直角度がそれぞれ良いと判定された場合、最終的にワーク200の直角度が良いと判定される。一方、上記2つの径方向のうち一径方向でも直角度が悪いと判定された場合、最終的に測定対象のワーク200の直角度は悪いと判定される。
That is, after the measurement of the perpendicularity in the one-diameter direction is completed, the table 120 is rotated by a certain angle, and the perpendicularity of the
ワーク200の直角度の測定が終了すると、テーブル120をステーション110側に下げ、ステーション110を90°回転させる。そして、作業者がすべての測定が終了したワーク200をテーブル120から取り外す。こうして外観検査工程が終了する。
When the perpendicularity measurement of the
なお、作業者は、ステーション110が回転するたびに当該作業者の場所に回ってきたテーブル120上の検査済みのワーク200を取り外し、未検査のワーク200をテーブル120上に配置させる。
Note that each time the
以上のようにして、ワーク200の外観検査工程が終了すると、上記各測定によって基準値を満たさないものを不良として判定することができる。また、上記各測定によって基準値を満たすものを完成品とすることができる。このようにして、図1に示される排ガス浄化フィルタ1が完成する。
As described above, when the appearance inspection process of the
以上説明したように、本実施形態では、テーブル120に載せたワーク200の外周面の一部にレーザ光照射部141からレーザ光を照射すると共に、ワーク200の外周面に照射されないレーザ光を受光部142にて受光し、その電圧信号からワーク200の外形寸法を測定する。また、テーブル120を一定角度ごとに回転させることで、ワーク200の複数の径方向における外形寸法を測定することが特徴となっている。
As described above, in the present embodiment, a laser beam is irradiated from a laser
このように、レーザ光を照射するレーザ光照射部141および受光部142をワーク200の周囲で回転させずに、レーザ光照射部141および受光部142の位置を固定し、テーブル120を上下移動および回転させることで、作業者の安全性を確保するほどの大がかりな構成を必要とせずに、ワーク200の外形寸法を測定する寸法測定部140の規模を縮小したものを用いることができる。このようにして、小規模な装置を用いてワーク200の外形寸法を測定することができる。
As described above, the positions of the laser
また、寸法測定部140においては、複数のレーザ光源を必要とせず、一組のレーザ光照射部141、受光部142で外形寸法を測定できるため、寸法測定部140を低コストで構成することができる。
In addition, the
さらに、本実施形態に示されるように、複数の測定部分を設けた多目的寸法検査装置100を用いることで、1つのワーク200について複数の外観検査を行うことができる。
Furthermore, as shown in this embodiment, by using the multipurpose
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第1実施形態では、多目的寸法検査装置100を用いてワーク200の外形寸法、ワーク200の端面の平面度、ワーク200の直角度をそれぞれ多目的に測定していたが、本実施形態ではワーク200の外形寸法のみを測定する簡易的な装置を用いることが特徴となっている。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the first embodiment will be described. In the first embodiment, the multipurpose
図6は、本実施形態で用いられる簡易寸法検査装置の概略図であり、(a)は簡易寸法検査装置の平面図、(b)は簡易寸法検査装置の正面図である。図6に示されるように、簡易寸法検査装置300は、レーザ光照射部310と、受光部320と、テーブル330と、を備えて構成されている。
FIG. 6 is a schematic view of a simple dimension inspection apparatus used in the present embodiment, where (a) is a plan view of the simple dimension inspection apparatus, and (b) is a front view of the simple dimension inspection apparatus. As shown in FIG. 6, the simple
これらレーザ光照射部310、受光部320は、上記多目的寸法検査装置100の寸法測定部140に備えられたレーザ光照射部141、受光部142と同じものであり、寸法測定原理も第1実施形態と同様である。本実施形態では、図示しない移動機構によって、レーザ光照射部310、受光部320が一体的に鉛直方向に移動するようになっている。
The laser
また、テーブル330は、ワーク200を載せて回転するものであり、図示しない回転機構が備えられている。このようなテーブル330は高さが固定されており、テーブル330の回転軸を中心に回転するのみの構成となっている。
The table 330 rotates with the
このような簡易寸法検査装置300で外形寸法を測定するに際し、まず、テーブル330上にワーク200を載せる。次に、レーザ光照射部310および受光部320をワーク200の上部に移動させ、ワーク200にレーザ光を照射して受光部320にて受光する。そして、受光したレーザ光の強度に応じた電圧信号を取得すると共に、当該電圧信号からワーク200の寸法を換算する。こうして、ワーク200の径方向の寸法を得る。
When measuring the external dimensions with such a simple
続いて、テーブル330を一定角度だけ回転させて、上記と同様にワーク200の外形寸法を取得する。本実施形態においても、例えば15°ごとに180°分の外形寸法を取得する。この後、レーザ光照射部310および受光部320をワーク200の高さ中間部分、ワーク200の下部にそれぞれ移動させ、上記と同様にしてワーク200の外形寸法をそれぞれ測定する。このようにして得られた各外形寸法が基準値の範囲内であれば良品であると判定され、基準値の範囲外であれば不良と判定される。
Subsequently, the table 330 is rotated by a certain angle, and the external dimensions of the
以上のように、外形寸法のみを測定する簡易寸法検査装置300を用いてワーク200の外形寸法を測定することもできる。また、レーザ光照射部310および受光部320が一体的にワーク200の高さ方向に移動し、テーブル330が回転する構成となっている簡素化された装置を用いることができ、大型の装置を用いなくてもワーク200の外形寸法の測定が可能である。
As described above, the external dimension of the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、円柱形状の排ガス浄化フィルタ1について説明したが、排ガス浄化フィルタ1は円柱形状に限定されるものではなく、角柱等の他の柱形状のものであっても構わない。また、ハニカム構造体に栓材6が設けられていないモノリスを製造する場合であっても、上記方法を採用することができる。
(Other embodiments)
In the above embodiments, the columnar exhaust
上記各実施形態では、ワーク200の外形寸法を測定する際、ワーク200の上部、中間部、下部の三カ所について測定しているが、所望の場所の測定だけで良い。また、どの高さから測定しても構わない。
In each of the above-described embodiments, when measuring the external dimensions of the
上記各実施形態では、多目的寸法検査装置100は、寸法測定部140、平面度測定部150、および直角度測定部160が備えられた構成となっているが、ワーク200の外観に関する他の測定を行う部分を設けても構わない。例えば、ワーク200の重量を測定する部分を設けることができる。この場合、ステーション110が回転した際にワーク200の重量を測定する部分にテーブル120が配置されるようにステーション110にテーブル120を追加設置すれば良い。
In each of the above embodiments, the multipurpose
1…排ガス浄化フィルタ、2、3…排ガス浄化フィルタの両端面、4…孔、100…多目的寸法検査装置、120、330…テーブル、140…寸法測定部、141、310…レーザ光照射部、142、320…受光部、150…平面度測定部、151…ダイヤルゲージ、152…ロッド、160…直角度測定部、161…距離測定部、200…ワーク、300…簡易寸法検査装置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ハニカム構造体をかたどった柱形状のハニカム成形体を成形したものを焼成することで得られたワーク(200)の外観を検査する外観検査工程を含んでおり、
前記外観検査工程では、レーザ光を面状に照射するレーザ光照射部(141)と、当該レーザ光照射部から照射されたレーザ光のすべてを受光するようになっていると共に、受光したレーザ光の強度に応じたレベルの電気信号を検出する受光部(142)と、を備えた寸法測定装置(140)を用意し、円板状のテーブル(120)の回転軸上に前記ワークの中心軸が重なるように前記テーブル上に前記ワークを載せ、前記レーザ光照射部から照射される面状のレーザ光のうちもっとも外側の光路が少なくとも前記ワークの外周面と交わるように前記テーブルを移動させて前記レーザ光照射部と前記受光部との間に前記ワークを配置した後、前記レーザ光を水平面状に照射すると共に、前記ワークの外周面に当たらないレーザ光を前記受光部で受光することで、前記ワークの径方向の寸法に相当する電気信号を取得し、当該電気信号に基づいて前記ワークの径方向の寸法を取得するに際し、前記テーブルを一定角度で回転させて、前記ワークにおいて複数の径方向の寸法を取得することで前記ワークの外形寸法を取得すると共に、前記テーブルを前記ワークの高さ方向に移動させて前記ワークの高さ方向のうちいずれかの高さの径方向の寸法を取得することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 A method for manufacturing a honeycomb structure having a pillar shape and having a plurality of holes (4) penetrating both end faces (2, 3) of the pillar shape in an axial direction of the pillar shape,
Including an appearance inspection step of inspecting the appearance of the workpiece (200) obtained by firing the column-shaped honeycomb molded body shaped like the honeycomb structure.
In the appearance inspection step, the laser beam irradiation unit (141) that irradiates the laser beam in a planar shape and the laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit are all received, and the received laser beam. A dimension measuring device (140) including a light receiving unit (142) for detecting an electric signal of a level corresponding to the intensity of the disk, and a central axis of the workpiece on a rotation axis of a disk-shaped table (120) The workpiece is placed on the table so as to overlap, and the table is moved so that the outermost optical path of the planar laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit intersects at least the outer peripheral surface of the workpiece. After the workpiece is disposed between the laser beam irradiation unit and the light receiving unit, the laser beam is irradiated in a horizontal plane, and the laser beam that does not hit the outer peripheral surface of the workpiece is received by the light receiving unit. By receiving light, an electrical signal corresponding to the dimension in the radial direction of the workpiece is acquired, and when acquiring the dimension in the radial direction of the workpiece based on the electrical signal, the table is rotated at a constant angle, Acquiring the outer dimensions of the workpiece by acquiring a plurality of radial dimensions in the workpiece, and moving the table in the height direction of the workpiece to obtain one of the height directions of the workpiece A method for manufacturing a honeycomb structure, comprising obtaining a dimension in a radial direction.
前記ハニカム構造体をかたどった柱形状のハニカム成形体を成形したものを焼成することで得られたワーク(200)の外観を検査する外観検査工程を含んでおり、
前記外観検査工程では、レーザ光を面状に照射するレーザ光照射部(310)と、当該レーザ光照射部から照射されたレーザ光のすべてを受光するようになっていると共に、受光したレーザ光の強度に応じたレベルの電気信号を検出する受光部(320)と、を備え、前記レーザ光照射部および前記受光部が一体的に前記ワークの高さ方向に移動する簡易寸法検査装置(300)を用意し、円板状のテーブル(330)の回転軸上に前記ワークの中心軸が重なるように前記テーブル上に前記ワークを載せ、前記レーザ光照射部から照射される面状のレーザ光のうちもっとも外側の光路が少なくとも前記ワークの外周面に交わるように前記レーザ光照射部および前記受光部を一体的を移動させて前記レーザ光照射部と前記受光部との間に前記ワークを配置した後、前記レーザ光を水平面状に照射すると共に、前記ワークの外周面に当たらないレーザ光を前記受光部で受光することで、前記ワークの径方向の寸法に相当する電気信号を取得し、当該電気信号に基づいて前記ワークの径方向の寸法を取得するに際し、前記テーブルを一定角度で回転させて、前記ワークにおいて複数の径方向の寸法を取得することで前記ワークの外形寸法を取得すると共に、前記テーブルを前記ワークの高さ方向に移動させて前記ワークの高さ方向のうちいずれかの高さの径方向の寸法を取得することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。 A method for manufacturing a honeycomb structure having a pillar shape and having a plurality of holes (4) penetrating both end faces (2, 3) of the pillar shape in an axial direction of the pillar shape,
Including an appearance inspection step of inspecting the appearance of the workpiece (200) obtained by firing the column-shaped honeycomb molded body shaped like the honeycomb structure.
In the appearance inspection step, the laser beam irradiation unit (310) that irradiates the laser beam in a planar shape and the laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit are all received, and the received laser beam. And a light receiving unit (320) for detecting an electric signal at a level corresponding to the intensity of the laser, and a simple dimensional inspection apparatus (300) in which the laser beam irradiation unit and the light receiving unit move integrally in the height direction of the workpiece. ), The workpiece is placed on the table so that the central axis of the workpiece overlaps the rotation axis of the disk-shaped table (330), and the planar laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit The laser beam irradiating unit and the light receiving unit are moved integrally so that the outermost optical path of the workpiece intersects at least the outer peripheral surface of the workpiece. After the laser beam is disposed, the laser beam is irradiated in a horizontal plane, and the laser beam that does not hit the outer peripheral surface of the workpiece is received by the light receiving unit, so that an electrical signal corresponding to the radial dimension of the workpiece is generated. When acquiring and acquiring the radial dimension of the workpiece based on the electrical signal, the outer dimension of the workpiece is obtained by rotating the table at a certain angle and acquiring a plurality of radial dimensions in the workpiece. And obtaining a radial dimension of any one of the height directions of the workpiece by moving the table in the height direction of the workpiece. .
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