JP2017223676A - 管端部の認識 - Google Patents

Abstract

【課題】突合せ溶接機内に緊締されたプラスチック管端部を認識する方法およびこれに関連した装置を提供する。【解決手段】プラスチック管端部を、プラスチック管端部の間にもたらすことができる平削り盤を用いて平削りし、かつ次いで、プラスチック管端部の間にもたらすことができる加熱ミラーを用いて加熱し、プラスチック管端部を、加熱ミラーの除去後に互いに溶接するものであって、この場合に平削り盤および／または加熱ミラーを、制御された運動によってプラスチック管端部の間に内方旋回させ、このとき平削り盤および／または加熱ミラーに配置された少なくとも１つのセンサを用いて、平削り盤および／または加熱ミラーの制御された内方旋回運動中にプラスチック管端部を認識もしくは検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、突合せ溶接機内に緊締されたプラスチック管端部を認識する方法およびこれに関連した装置であって、プラスチック管端部を、プラスチック管端部の間にもたらすことができる平削り盤を用いて平削りし、かつ次いで、プラスチック管端部の間にもたらすことができる加熱ミラーを用いて加熱し、プラスチック管端部を、加熱ミラーの除去後に互いに溶接するものであって、この場合に平削り盤および／または加熱ミラーを、制御された運動によってプラスチック管端部の間に内方旋回させる、方法およびこれに関連した装置に関する。

突合せ溶接機は、２つのプラスチック管路端部を結合するのに用いられ、従来技術に基づいて公知の突合せ溶接機は、特に管端部の平削り工程および加熱工程時に、多くの場合手動操作可能である。

従来、溶接のために手動で機械に入力しなくてはならない、突合せ溶接機操作員によって入力された管パラメータが、突合せ溶接機内に緊締された管端部と合致しないという可能性があった。例えば誤った管寸法が制御装置に入力されることがあり、このような誤った管寸法によっては、時間、温度、圧力等のような、管路に相当する必要な溶接パラメータが得られない。これによって、誤ったパラメータによって溶接を実施することがあり、その結果、使用不能な溶接部が生ぜしめられることになる。

欧州特許出願公開第０５３５４５４号明細書（EP 0 535 454 A1）に開示されたプラスチック部品の溶接装置では、加熱装置のような加工工具が手によって管端部の間に旋回させられる。相応の溶接工程を実施するために、操作員によってプラスチック管データ、例えば寸法、材料等が、手動で装置内に入力され、これらのプラスチック管データに基づいて、格納されている溶接パラメータがシステムから選択され、装置は選択された溶接パラメータを、例えば加熱装置は相応の温度に予加熱する等のように、相応に利用する。

既に述べたようにこのような構成には欠点がある。すなわちこの場合、操作員によって、緊締された管端部に相当していない誤った値が、入力されることがあり、装置は誤った値に基づいて溶接を実行し、これによって溶接部は通常使用不能になってしまう。

本発明の課題は、プラスチック管端部の溶接が正確に、もしくは緊締されたプラスチック管端部に相当する溶接パラメータによって実施され、誤った値による溶接が実施され得ないことを保証する、方法およびこれに関連した装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば、平削り盤および／または加熱ミラーに配置された少なくとも１つのセンサを用いて、平削り盤および／または加熱ミラーの制御された内方旋回運動中にプラスチック管端部を認識もしくは検出することによって解決される。

平削り盤および／または加熱ミラーは、プラスチック管端部の間に旋回させられ、このとき旋回工程は、制御されて行われる。すなわち平削り盤および／または加熱ミラーは、平削り盤および／または加熱ミラーの確定された運動シーケンスを達成するために、自動式に内方旋回させられる。平削り盤および／または加熱ミラーの内方旋回速度は、好ましくは一定である。平削り盤および／または加熱ミラーに配置されたセンサは、これによって、予め設定された曲線もしくは半径に沿って、管端部のそばにおいて旋回し、これによって旋回工程中における特定の時間にわたって管端部を検出し、これによって、制御装置を用いて管寸法を測定することができる。

平削り盤および／または加熱ミラーは、予め確定された速度で管端部の間に内方旋回し、これによってセンサもしくは制御装置は、管端部の寸法を、センサが管端部を認識している時間に基づいて測定することができる。

択一的に、平削り盤および／または加熱ミラーは、可変の内方旋回速度によって緊締箇所もしくは緊締された管端部の間に内方旋回することも可能であり、このとき可変の内方旋回速度は、制御装置を用いて制御され、かつこれによっても緊締された管端部の寸法を測定することができる。

まず第一に、測定された管寸法値は、制御値として用いられるべきであり、つまり操作員は、今なお管の値を手動で入力するが、制御装置はこの値を、センサによって測定された値と比較する。そして合致していない場合には、誤溶接を回避するために、制御装置は操作員に値を再検討することを促す。

もちろん、装置もしくは方法を、制御装置を用いて、完全なシーケンスが自動式に実施され、かつセンサによって検知されたデータが制御値として用いられるのみならず、それに基づいて溶接が実施される確定値として用いられるように、構成することも可能である。このような場合には、操作員はもはや値を入力する必要がなく、工程は完全に自動式に実行されることになる。

好適なことが示されている実施形態では、互いに向かい合って位置している両方のプラスチック管端部を、それぞれ別個のセンサを用いて認識もしくは検出する。これを行うためには、センサは平削り盤および／または加熱ミラーの両側に配置されていなくてはならない。これによって、誤って２つの異なったプラスチック管が溶接装置内に緊締されていることをも、検知することができる。

管端部を認識するための好適なセンサとして、光学式センサが使用される。これには、このようなセンサが、値を求めるために、プラスチック管端部の直ぐ近くを通過旋回する必要がないという利点がある。

別の好適な実施形態としては、レーザがセンサとして使用され、この実施形態もまた、管端部の申し分ない検出を可能にする。

本発明の別の構成として、管端部を検出するために、容量式センサを使用することも可能である。使用されるセンサの選択は、使用分野に応じてもしくは周囲条件に応じて行うことができる。

種々異なった管寸法のために適した、自動式のプロセスを可能にするためには、プラスチック管端部の認識もしくは検出を無接触式に行うと有利である。使用されるセンサは、好適に管寸法の認識もしくは検出のために用いられる。

好適な実施形態としては、センサは管材料認識のためにも用いられる。

管の材料認識は、検出された管寸法、つまり内径および外径が各材料に相応して特別に対応付けられていることによって可能になる。これによって制御装置には、管寸法の標準値がそれに対応する材料と共に格納され、これによって制御装置は、センサによって検出された管寸法値に基づいて、如何なる材料から管端部が製造されているかを検知することができる。

本発明の別の構成では、材料を認識するカラーセンサが使用されている。材料もしくはプラスチックの認識は、純粋にカラーセンサを介して行われるのではなく、既に上において述べたように、各材料に対して適宜に相応に対応付けされている管寸法もしくは内径および外径の認識によっても、検知可能であり、このときカラーセンサは、材料の正確な対応付けをさらに補助的に保証するために用いることができる。

択一的に、材料を特定するためおよび必要な溶接パラメータを生成するために、ブリネル硬度試験またはロックウェル硬度試験のような硬度試験を実施することも可能である。

この試験を実施するのに考えられる実施形態では、検査心棒をプラスチック管の下に設け、管端部内への測定された進入深さによって、もしくは検査心棒の長さ変化の測定によって材料を検知することができる。

本発明に係る方法を実施する、プラスチック管端部を突合せ溶接する本発明に係る装置は、プラスチック管端部を保持もしくは固定する、同軸的な位置に配置された２つの緊締箇所と、プラスチック管端部を平削りするために、プラスチック管端部の間にもたらすことができる平削り盤と、次いでプラスチック管端部を加熱する加熱ミラーとを有しており、該加熱ミラーは、プラスチック管端部の間にもたらすことができ、かつプラスチック管端部は、加熱ミラーの除去後に緊締箇所が一緒に移動することによって互いに溶接され、平削り盤および／または加熱ミラーは、制御された運動によってプラスチック管端部の間に内方旋回させられ、平削り盤および／または加熱ミラーに、該平削り盤および／または加熱ミラーの制御された内方旋回運動中に、プラスチック管端部を認識もしくは検出する少なくとも１つのセンサが配置されている。

すべての運動シーケンスおよびひいては全突合せ溶接工程が制御されて実行されると、好適であることが判明しており、つまり平削り盤および加熱ミラーの内方旋回工程および外方旋回工程のみならず、平削り、加熱および溶接のために緊締箇所が一緒に移動することもまた制御されて実行され、手動運転はもはや不可能である。好ましくは、装置は個々のステップの間において停止し、ステップを検査することおよび必要な場合にクリーニングすることを操作員に要求する。シーケンスをさらに進行させるために、操作員はステップを確認することができ、そしてシーケンスは続けられる。これにより装置の制御によって、突合せ溶接の完全なシーケンスが自動化されている。

上に述べた構成は、方法にも装置にも適用可能である。

図面には、本発明の１実施形態が記載されているが、本発明は、この実施形態だけに制限されるものではない。

本発明に係る方法を実施する本発明に係る装置を概略的に示す図である。

図１には、本発明に係る方法を実施する本発明に係る装置１が概略的に示されている。

緊締箇所２には、互いに溶接すべき管端部３のうちの一方が見えており、このとき緊締された管端部を備えた他方の緊締箇所は、図面の手前に位置しているので、見ることができない。

図示の実施形態では、センサ４が平削り盤５に配置されている。距離および速度に関して確定された旋回運動を生ぜしめる、平削り盤５の制御された内方旋回によって、センサ４は、予め設定された曲線軌道６もしくは半径の円弧に沿って一定に移動する。管端部３の高さにおいてセンサ４は、そこに管が位置していることを認識し、これにより、センサ４が管を認識している時間の測定、旋回運動の速度および予め設定された距離によって、どの管３もしくは管寸法が緊締されて位置しているのかを検知することができる。これによって、制御装置内に寸法に関連してかつ材料に関連して格納されている必要な溶接パラメータを、割り当てることができる。

択一的に、センサは、加熱ミラー（Heizspiegel）に配置されてもよい。

１ 突合せ溶接用の装置
２ 緊締箇所
３ 管端部
４ センサ
５ 平削り盤
６ 曲線／半径

Claims (10)

1. 突合せ溶接機内に緊締されたプラスチック管端部を認識する方法であって、前記プラスチック管端部を、プラスチック管端部の間にもたらすことができる平削り盤を用いて平削りし、かつ次いで、前記プラスチック管端部の間にもたらすことができる加熱ミラーを用いて加熱し、前記プラスチック管端部を、前記加熱ミラーの除去後に互いに溶接させ、この場合に前記平削り盤および／または前記加熱ミラーを、制御された運動によって前記プラスチック管端部の間に内方旋回させる方法において、
   前記平削り盤および／または前記加熱ミラーに配置された少なくとも１つのセンサを用いて、前記平削り盤および／または前記加熱ミラーの制御された内方旋回運動中に前記プラスチック管端部を認識もしくは検出することを特徴とする、プラスチック管端部を認識する方法。
2. 互いに向かい合って位置している両方の前記プラスチック管端部を、それぞれ別個のセンサを用いて認識もしくは検出する、請求項１記載の方法。
3. 前記プラスチック管端部の前記認識もしくは検出を、光学式センサを用いて行う、請求項１または２記載の方法。
4. 前記プラスチック管端部の前記認識もしくは検出を、レーザを用いて行う、請求項１または２記載の方法。
5. 前記プラスチック管端部の前記認識もしくは検出を、容量式センサを用いて行う、請求項１または２記載の方法。
6. 前記プラスチック管端部の前記認識もしくは検出を、無接触式に行う、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. センサを用いて管寸法を測定する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. センサを用いて管材料を検知する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 特に請求項１から８までのいずれか１項記載の方法によって、プラスチック管端部を突合せ溶接する装置であって、前記プラスチック管端部を保持する、同軸的な位置に配置された２つの緊締箇所と、前記プラスチック管端部を平削りするために、前記プラスチック管端部の間にもたらすことができる平削り盤と、次いで前記プラスチック管端部を加熱する加熱ミラーとを有しており、該加熱ミラーは、前記プラスチック管端部の間にもたらすことができ、かつ前記プラスチック管端部は、前記加熱ミラーの除去後に前記緊締箇所が一緒に移動することによって互いに溶接され、前記平削り盤および／または前記加熱ミラーは、制御された運動によって前記プラスチック管端部の間に内方旋回させられる装置において、
   前記平削り盤および／または前記加熱ミラーに、該平削り盤および／または前記加熱ミラーの前記制御された内方旋回運動中に、前記プラスチック管端部を認識もしくは検出する少なくとも１つのセンサが配置されていることを特徴とする、プラスチック管端部を突合せ溶接する装置。
10. 前記運動は好ましくはすべて制御されて実行される、もしくは前記装置の制御装置によって制御されている、請求項９記載の装置。