JP2719148B2 - リムの溶接線位置検出装置 - Google Patents

リムの溶接線位置検出装置

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JP2719148B2
JP2719148B2 JP63085166A JP8516688A JP2719148B2 JP 2719148 B2 JP2719148 B2 JP 2719148B2 JP 63085166 A JP63085166 A JP 63085166A JP 8516688 A JP8516688 A JP 8516688A JP 2719148 B2 JP2719148 B2 JP 2719148B2
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宏彰 岩井
修 藤田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、タイヤホイールにおけるリムの溶接部の位
置を自動的に検出するためのリムの溶接線位置検出装置
に関するものである。
[従来の技術] 自動車用鋼板製リム(タイヤホイール)は、製造工程
の後に、製品の品質管理ならびに安全性の要請から、エ
ア洩れ検査が行われている。
リムの製造工程は、溶接後、トリミング→フレアリン
グ→ローリング→サイジングを経て、エア洩れ検査とな
る。ところが、エア洩れは溶接欠陥に起因することが殆
どであり、エア洩れ検査を自動化するに当って、リムの
溶接線中心位置を正確に検出し、溶接線が一定位置にな
るようにセッティングする必要がある。
このリムの溶接線中心位置の検出手段としては、 (1)渦電流探傷方式によって、溶接部と母材部とのイ
ンピーダンス変化の差をとらえ、溶接部を検出する。
(2)光学的な方式で、溶接部と母材との色差あるいは
反射率差によって、溶接部を検出する ことが考えられる。
(1)の渦電流探傷方式は、一般に単純形状品の探傷
に適当とされているが、リムの場合は、前記の製造の各
工程中に受ける材料の加工硬化変形等により、電磁気学
的特性(電気伝導度、導磁率)が変化する。また、素材
自体においても材質は均一な状態ではない。さらにリム
表面上にはリムの形状を示す刻印も入っており、錆など
の付着物等も原因となって、溶接線の位置検出に大きな
誤差を生ずる。
(2)の光学的な方式の例として、第6図は、特公昭
55-37947号公報によって提案された「ホイールリム等の
溶接部を自動的に検出する方法およびその装置」の概略
説明図であって、21はホイールリム、22はリム回転装
置、23は光投射装置、24は投射・反射する光、25は受光
部、26はフラッシュバット溶接部、27は判別装置、28は
リム回転制御装置である。
第7図は、同検出装置における光の反射率の変化を示
す説明図である。
この光学的な検出装置の動作は、一定速度、一定方向
に回転させたホイールリム21に、光を投射し、母材より
も黒いところを反射光の検出レベルの変化により検知し
て溶接部とするものである。
[解決しようとする課題] しかしながら、上記の光学的な検出手段によっても、
次のような問題点がある。
(1)溶接時の温度、使用溶接材料の違い等の影響によ
り、溶接部26自体の反射率に大きな差がある。
(2)表面についた汚れによって反射率に変化が生ず
る。
これらが原因となって、確実に溶接線を検出すること
ができない。
本発明は、上記の問題点を解決しようとするもので、
溶接部の色調が変化しても、また部分的な汚れがあって
も誤動作することのない、リムの溶接線位置検出装置を
得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明のリムの溶接線位置検出装置は、リムの周面に
施された溶接部の位置を反射光の強弱変化によって検出
するリムの溶接線位置検出装置において、 前記溶接部の長さ方向に配列された複数箇の反射光検知
センサと、 同複数の反射光検出センサの信号出力を加算したのち、
平均することによって、リムの周方向位置と出力信号の
平均値との関係を示す積算信号波形を作成する平均手段
と、 該平均手段により作成された積算信号波形において、出
力信号平均値の最小値を示すリムの周方向位置の左右で
波形を比較することによりリムの溶接線中心を算出する
演算手段とが設けられ、 前記算出手段が、 最小値aを示すリムの周方向位置bを求め、 該周方向位置bから±c離れた周方向位置b−cおよび
b+cを求め、 さらに、±d離れた周方向位置b−c−dおよびb+c
+dを求め、 b−c−dからb−cまでの信号を平均し平均値fを求
め、 b+dからb+c+dまでの信号を平均し平均値gを求
め、 (f+a)/2を求め、 (g+a)/2を求め、 (f+a)/2と測定信号との交点X1の周方向位置x1を求
め、 (g+a)/2と測定信号との交点X2の周方向位置x2を求
め、 (x1+x2)/2を溶接線とするものである。
[作用] リムの場合に、外側方からリム中心に向かって見たと
きの溶接線の形状は、相当な長さを持った直線である。
それに対して、汚れ、錆等は、不規則な形状を呈し、溶
接線程の一定方向長さを持つことは殆どない。
本発明は、上記の観点に立って、複数の反射光検出セ
ンサ(以下、センサということがある)が溶接線の異な
る部分を同時に検知するように溶接線に沿って配置され
ることを第1の特徴とするもので、複数の前記センサの
うちのひとつ、ふたつが、前記汚れ、錆等によって信号
生成しても、また、母材あるいは溶接部微少点の色調が
変動しても、その影響を低減するように、全センサの信
号出力を平均する手段を併せて設け、同平均手段の出力
を信号処理して溶接線位置演算を行うようにしている。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明す
る。第1図は、一実施例としてのリムの溶接線位置検出
装置のブロック図であって、1は検査されるリム、2−
1〜2−nはリム1の外周に予想される溶接線にそって
配置された照明光源を併せ持つ複数箇の反射光検出セン
サ、3はリム1を載置する回転可能なターンテーブル、
4はターンテーブル3を回転駆動するサーボモータ、5
はサーボモータ4を制御するサーボドライバコントロー
ラ、6はターンテーブル3の回転角度を検出し信号出力
するロータリエンコーダ、7は複数の反射光検出センサ
2−1〜2−nのうちの一つを選択する信号切換器、8
は反射光検出センサ2−1〜2−nのアナログ出力をデ
ィジタル化するA/D変換器、9は系の制御を司るコンピ
ュータ、9aは複数のセンサディジタル信号値を平均して
メモリに格納するところのコンピュータ9の制御プログ
ラム上に設定された平均手段である。
第2図は、コンピュータ9の上で動作する制御プログ
ラムとしての溶接線検出動作のフローチャートであっ
て、 ステップ31では、複数の、センサ2−1からセンサ2
−nまでのn箇の信号を、コンピュータ9のメモリに取
り込む。
ステップ32では、コンピュータ9の制御プログラム内
に構成されている平均手段9aによって、前記各センサ2
−1〜2−nからの信号データを加算平均し、リム1の
回転角度と対応をつけてコンピュータ9のメモリに蓄え
る。ステップ31と32をリムの回転角度360度に亘って繰
り返し、加算平均値の並びを積算信号波形とする。
ステップ33では、積算信号波形の最小値の周方向位置
bを求める(第4図参照)。
ステップ34では、bから±c(約15°)離れた周方向
の位置b−c,b+cを求める。
ステップ35では、bから±cだけ離れた位置よりそれ
ぞれの範囲をdとして、周方向位置のb−c−dからb
−cまでの信号を平均し平均値fを求める。
ステップ36では、fと最小値aとの平均値(f+a)
/2を求める。
ステップ37では、(f+a)/2と測定信号との交点X1
の周方向位置x1を求める。
ステップ38では、周方向位置のb+cからb+c+d
までの信号を平均し平均値gを求める。
ステップ39では、gと最小値aとの平均値(g+a)
/2を求める。
ステップ40では、(g+a)/2と測定信号との交点X2
の周方向位置x2を求める。
ステップ41では、x1とx2の中央(x1+x2)/2を溶接線
中心とする。
本実施例の溶接線位置検出装置は、このように構成さ
れており、次のように動作する。
検査されるリム1が、ターンテーブル3に載せられ、
サーボモータ4により回転させられる。サーボモータ4
はサーボドライバコントローラ5を介してコンピュータ
9により制御されている。ターンテーブル3の回転角度
は、ロータリエンコーダ6によって信号化されコンピュ
ータ9に入力される。リム1の外側方に複数箇のセンサ
2−1〜2−nが垂直に固定配置されている。
まず、センサ2−1より検出された反射光強度信号
は、信号切換器7で選択されA/D変換器8でディジタル
化され、コンピュータ9に取り込まれる。次に信号切換
器7はセンサ2−2を選び、2−1同様にデータをコン
ピュータ9に取り込む。順次同じようにして2−nのセ
ンサまでデータを取り込む。この一連のスキャンは、高
速(数10μs/ch)で行われる。
次にコンピュータ9は、各センサ2−1〜2−nから
のデータを加算平均し、メモリに蓄える。
これを繰り返して、リム1の一周に亘ってデータを取
り込む。なおデータ取り込みのタイミングは、ターンテ
ーブル3に取付けられたロータリエンコーダ6からのパ
ルスで行う。
次に溶接線検出のアルゴリズムに従って、溶接線中心
位置を決める。
第3図に、リム1外側方に取付けるセンサの数を4箇
としたときの各センサ信号波形と平均波形を示す。同図
上側は各センサ2−1〜2−4の生波形、同図下側は加
算平均した平均波形である。上側図の矢印部分11では、
溶接部でない所に、1箇だけのセンサでは誤検出する可
能性が強い、擬似信号(汚れ)が出ている。それに対し
下側図の平均波形は、擬似波形が消え、次段階の溶接線
検出が確実に行えるようになっている。
溶接線検出の手順を、第4図の波形処理法を説明する
グラフに基づき説明する。まず、一周の波形データ全部
の中で最小の値aおよびその周方向の位置bを求める。
次にbから±cだけ離れた位置からそれぞれdだけの範
囲を平均して各々の値fとgを求める。
さらにfとaとの中央(f+a)/2と波形との交点X1
と、gとaの中央(g+a)/2と波形との交点X2を求め
る。このX1とX2の周方向の位置x1,x2を求め、その中央x
w xw=(x1+x2)/2 を溶接線中心とする。
この溶接線中心算出方法では、左右の反射光量レベル
fおよびgに差があっても、溶接中心が正確に中央にく
る。すなわち、第5図のように、溶接線をスキャンした
時の波形例を12,13のように肩幅2αの折線で近似する
と、母材がやや黒い12の場合は、スレッショルドレベル
12aが低く、母材がやや白い13の場合は、スレッショル
ドレベル13aが高いので、2つのスレッショルド点A,Bの
x座標上の位置x1は等しくなり、母材の検出レベルの影
響を受けないことになる。
このようにして、本実施例の検出装置により、母材、
溶接部の反射率が多少変動しても、また汚れが付着して
いても正確に溶接線を検出できるようになり、若干の装
置との付加によって溶接線位置を一定になるようにリム
を配列させることができて、エア洩れ自動検査装置を好
適に作動させることができる。
なお、本実施例においては、リムの空気漏れ検査のた
めの位置決めに本発明装置を適用したが、リムのバルブ
取付穴の穿孔をするとき、またはデイスクをリムに溶接
するとき、リム溶接部と穿孔位置、またはリム溶接部と
デイスク溶接部とが合致しないようにするときに本装置
を使用して、好適にリムの位置決めを行なうことができ
る。
[発明の効果] 本発明のリムの溶接線位置検出装置は、リム溶接部の
長さ方向に配列された複数箇の反射光検知センサと、同
複数の反射光検知センサの信号出力を平均する平均手段
とが設けられたので、 (1)汚れなどの擬似信号による、溶接位置検出ミスを
防ぎ、確実に溶接線を検出することができる。
(2)マルチセンサなので、1つのセンサが故障しても
溶接線検出に対する影響が少ない。
(3)母材、溶接部の反射光量の違いがあっても、正確
に溶接線中心を検出することができる 等の優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は一実施例としてのリムの溶接線位置検出装置の
ブロック図、第2図は同実施例装置の溶接線検出動作の
フローチャート、第3図は同実施例装置の単位センサ信
号波形と平均波形を示すグラフ、第4図は同実施例装置
の波形処理法を説明するグラフ、第5図は同実施例装置
の母材反射率が異なるときの波形処理を説明するグラ
フ、第6図は従来のホイールリム等の溶接部を自動的に
検出する装置の概略説明図、第7図は同従来の検出装置
における光の反射率の変化を示す説明図である。 1……リム、2−1〜2−n……反射光検出センサ、3
……ターンテーブル、4……サーボモータ、5……サー
ボトライバコントローラ、6……ロータリエンコーダ、
7……信号切換器、8……A/D変換器、9……コンピュ
ータ、9a……平均手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 結城 滋 兵庫県西宮市能登町4―24 (56)参考文献 特開 昭63−63903(JP,A) 特開 昭55−37947(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リムの周面に施された溶接部の位置を反射
    光の強弱変化によって検出するリムの溶接線位置検出装
    置において、 前記溶接部の長さ方向に配列された複数箇の反射光検知
    センサと、 同複数の反射光検出センサの信号出力を加算したのち、
    平均することによって、リムの周方向位置と出力信号の
    平均値との関係を示す積算信号波形を作成する平均手段
    と、 該平均手段により作成された積算信号波形において、出
    力信号平均値の最小値を示すリムの周方向位置の左右で
    波形を比較することによりリムの溶接線中心を算出する
    演算手段とが設けられ、 前記算出手段が、 最小値aを示すリムの周方向位置bを求め、 該周方向位置bから±c離れた周方向位置b−cおよび
    b+cを求め、 さらに、±d離れた周方向位置b−c−dおよびb+c
    +dを求め、 b−c−dからb−cまでの信号を平均し平均値fを求
    め、 b+dからb+c+dまでの信号を平均し平均値gを求
    め、 (f+a)/2を求め、 (g+a)/2を求め、 (f+a)/2と測定信号との交点X1の周方向位置x1を求
    め、 (g+a)/2と測定信号との交点X2の周方向位置x2を求
    め、 (x1+x2)/2を溶接線中心とするものであることを特徴
    とするリムの溶接線位置検出装置。
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JPS6265505U (ja) * 1985-10-14 1987-04-23
JPS6363903A (ja) * 1986-09-04 1988-03-22 Toshiba Corp 溶接開先情報検出装置

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