JP3978990B2 - 缶胴溶接部の検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接箇所の溶接状態の良否を検査する缶胴溶接部の検査装置及び検査方法に関し、特に、電気抵抗溶接した缶胴の接合部の溶接の良否を、缶胴溶接部に沿って温度を計測することによって得られた計測データと、予め設定された基準データとを比較することで検査する缶胴溶接部の検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定寸法に裁断した金属板を丸めて円筒体に形成し、この円筒体の側面を部分的に重ね合わせて、当該重合部を電気抵抗縫合溶接して缶胴を製造する方法が知られている。
そして、溶接後に、当該缶胴溶接部の検査を行う装置及び方法が、例えば、特開平２−２２４８７７号公報、特開平９−１３５５号公報及び特許第２５６８４３２号等で提案されている。
【０００３】
図７は、上記公報等で公知の缶胴溶接の手順を説明する図である。
図示しないフォーミング装置によってブランクを丸めて形成された缶胴１は、図中矢印Ａの方向に搬送される。溶接装置３０′は、缶胴１の重合部に上方から当接する上電極支持ローラ３０１′と、この上電極支持ローラ３０１′とともに前記重合部を挟み込む下電極支持ローラ３０２′とを有する。上電極支持ローラ３０１′及び下電極支持ローラ３０２′には、溶接用の電極線ｗが供給される。そして、上電極支持ローラ３０１′及び下電極支持ローラ３０２′が回転して缶胴１をＡ方向へ送りながら、溶接ポイントＰで重合部を溶接する。このようにして溶接された重合部が、缶胴溶接部１ａである。
【０００４】
缶胴溶接部１ａの検査は、上電極支持ローラ３０１′及び下電極支持ローラ３０２′の近傍に設けられた熱放射式センサなどの温度センサ３０５′を用いて行う。
温度センサ３０５′は、一定速度でＡ方向に送られる缶胴溶接部１ａの温度を、所定時間間隔で計測する。そして、これによって得られた計測データを、予め設定された基準データと比較することで、缶胴溶接部１ａの溶接の良否が判断される。
【０００５】
ところで、缶胴１の長手方向に沿った前記重合部を溶接する場合、缶胴１の中央付近では、溶接の際に缶胴１に加えられた熱が周囲に速やかに拡散するが、缶胴１の両端では、縁部分が熱伝導率の低い大気と接触していることから、缶胴溶接部１ａの両端の温度が前記中央付近の温度に比して高くなる（いわゆるエッジ効果）。そのため、温度が急激に高くなる缶胴溶接部１ａの両端部分で誤判断が生じやすく、良品が誤って不良品と判断されることが多い。そこで、このような誤判断を避けるために、缶胴溶接部の両端をマスキングして、両端部分を検査対象から除外しているのが現状である。
【０００６】
しかしながら、このような検査方法、特に溶接不良の生じやすい缶胴両端部をマスキングする検査方法では、高精度の検査を行うことができなかった。このため、飲料缶や食缶、エアゾール缶等のように溶接品質が重要視される缶の検査において、缶胴の溶接方向端部も含めた有効な検査を行うことができないという問題があった。
さらに、上記従来の溶接装置は、缶胴を一定速度で送りながら所定の時間ごとに温度を計測しているため、缶胴の送り速度が速くなると缶一個当たりの温度計測点箇所が少なくなる（例えば、缶胴の送り速度が二倍になると温度測定箇所が１／２になる）。したがって、缶の生産速度を高めると缶胴溶接部の検査精度が低下するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題にかんがみてなされたもので、エッジ効果によって温度が急激に変化する缶胴溶接部の両端を含めて、缶胴溶接部の一端から他端までを確実に検査することができ、かつ、缶胴の寸法や缶胴の送り速度等が変化しても、検査精度が低下することのない缶胴溶接部の検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、缶胴の重合部を溶接装置によって溶接した後に、溶接した部分の温度を温度センサによって前記缶胴の長手方向に沿って計測し、この計測の結果得られた計測データを予め記憶された基準データと比較して、前記溶接が適切に行われたか否かを検査する缶胴溶接部の検査装置において、前記溶接装置による前記重合部の溶接ポイントより前記缶胴の送り方向前方の予め設定された位置に位置決めされた温度センサと、前記缶胴の送りと同期して移動する移動体の移動量を検出するセンサと、このセンサの出力に基づいて前記缶胴の送り量に応じたパルスを発生させる送りパルス発生手段とを有する送り量検出手段と、前記缶胴溶接部の一端から他端まで、前記パルス発生手段からのパルスに基づいた所定の送り間隔で計測データを作成する計測データ作成手段と、前記缶胴溶接部の一端から他端までについて予め作成された基準データを記憶する記憶手段と、前記缶胴の各々について前記缶胴の送りタイミングに応じた基準パルスを発生させる基準パルス発生手段と、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したかどうかを判断し、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したと判断したときに前記計測データと前記基準データとを比較して検査を開始する制御手段とを有する構成としてある。
【０００９】
本発明は、缶胴の送り速度と無関係に缶胴溶接部の検査を行うようにしているので、缶胴の送り速度が変化したりしても高精度で缶胴溶接部の検査を行うことができる。また、缶胴溶接部の一端から他端までの温度計測を行って計測データを作成し、この計測データを、缶胴溶接部の一端から他端までについて予め設定された基準データと比較して検査を行うので、缶胴溶接部の一端から他端までを、確実に検査することができ、溶接品質が重要視される飲料缶や食缶、エアゾール缶等の検査にも最適である。
【００１０】
また、缶胴の送り量を前記缶胴の送りに同期して移動する移動体の移動量に基づいて検出しているので、缶胴の送り量を直接検出することが困難な場合であっても、間接的に缶胴の送り量を正確に検出することが可能になる。さらに、所定の送り量ごと、例えば１ｍｍごとに送りパルスを発生させ、この送りパルスの発生回数をカウントすることで、容易に缶胴の送り量を計測することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記記憶手段が、前記基準パルスの間隔又は前記基準パルスが発生されたときの缶胴溶接部の先端と前記温度センサとの間隔を記憶し、前記制御手段は、前記記憶手段から読み出したこれら間隔に基づいて、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したかどうかを判断する構成としてある。
この構成によれば、制御手段が計測データと基準データとを比較して行う検査開始のタイミングを、基準パルスと基準パルスの間隔又は基準パルスが発生されたときの缶胴溶接部の先端と前記温度計測部との間隔に基づいて決定することができる。
【００１２】
前記移動体としては、請求項４に記載するように、前記重合部の溶接に使用され、前記缶胴の送り量と同期して走行する電極線を利用することができる。
電極線は、缶胴溶接部の一端から他端までを確実に溶接するために、常に缶胴と同期して走行している。したがって、電極線の走行量（送り量）を検出することで、缶胴の送り量を正確に検出することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記溶接装置の手前に、所定寸法に裁断された金属板を丸めて前記缶胴を形成するフォーミング装置を配置し、このフォーミング装置によって形成された缶胴を連続的に前記溶接装置に送り出す場合において、前記基準パルス発生手段は、前記フォーミング装置による前記缶胴のフォーミング動作によって前記基準パルスを発生させる構成としてある。
この構成によれば、缶胴の一つずつについて基準パルスを確実に発生させることが可能である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記記憶手段には前記缶胴溶接部の長さに関するデータが記憶され、前記制御手段は、前記計測データと前記基準データの比較を開始してから記憶手段に記憶された前記缶胴溶接部の長さ分だけ前記缶胴が送られたときに、前記比較を終了させる構成としてある。
この構成によれば、例えば、缶胴溶接部の先端が温度計測部に達してから缶胴が缶胴溶接部の長さ分だけ送られたときに、缶胴溶接部の検査を終了させることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記計測データを表示する表示手段と、前記記憶手段に記憶される前記間隔の設定値を変更するための入力手段とを有し、
前記表示手段に表示された前記計測データの形状と、前記基準パルスの発生の時期とから前記缶胴溶接部の先端と前記温度計測位置との距離を計測し、
この計測結果に基づき、前記記憶手段に記憶された記憶内容を前記入力手段によって変更する構成としてある。
この構成によれば、例えば、長さの異なる缶に切り換わったような場合における、缶胴先端から温度計測点までの間隔（距離）の変化を、前記表示手段によって正確に判断することができ、かつ、前記入力手段を用いて前記変化に対応した修正を行うことで、検査開始位置を適切に調整することが可能になる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、缶胴の重合部を溶接装置によって溶接した直後に、溶接した部分の温度を温度センサによって前記缶胴の長手方向に沿って計測し、この計測の結果得られた計測データを予め記憶された基準データと比較して、前記溶接が適切に行われたか否かを検査する缶胴溶接部の検査方法において、前記溶接装置による前記重合部の溶接ポイントより前記缶胴の送り方向前方の予め設定された位置に温度センサを位置決めし、前記缶胴の送り量を前記缶胴の送りに同期して移動する移動体の移動量に基づいて検出し、前記缶胴溶接部の一端から他端まで、前記温度センサによって前記缶胴溶接部の温度を所定の送り間隔で計測して計測データを求め、前記缶胴溶接部の先端が、前記温度センサによる温度計測点の位置に達したかどうかを前記缶胴ごとに発生される基準パルスと前記缶胴の送り量とから判断し、前記缶胴溶接部の先端が、前記温度センサによる温度計測点の位置に達したときに前記計測データを予め設定された基準データと比較して検査を開始する方法としてある。
【００１７】
この方法によれば、缶胴の送り速度と無関係に缶胴溶接部の検査を行うようにしているので、缶胴の送り速度が変化しても、設定値等を何ら変更する必要なく、缶胴溶接部の検査を精度良く継続して行うことができる。また、缶胴溶接部の一端から他端までを、確実に検査することができる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、前記缶胴溶接部の一端から他端までの前記計測データを表示手段に表示するとともに、基準パルスが発生されたときに当該基準パルスの発生のタイミングを前記表示手段に表示し、表示された前記計測データのうち、計測データの先端に位置する温度のピーク点と、表示された前記基準パルスの発生のタイミングとのずれ量に基づいて、前記検査開始の時期を設定する方法としてある。
この方法によれば、表示手段に表示された計測データの形状に基づいて缶胴溶接部の先端及び後端の位置を知ることができる。そして、缶胴溶接部の先端と後端の位置に基づいて検査の開始時期及び終了時期を設定することで、缶胴溶接部の一端から他端にわたって正確な検査を行うことが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面にしたがって詳細に説明する。
図１は缶胴が形成されてから缶胴の重合部が溶接され、搬出されるまでの一連の工程を説明するための概略図、図２は、図１に示された溶接装置の詳細を説明するための概略図である。
【００２０】
［缶胴溶接の工程の説明］
図１に示す缶胴溶接の一連の工程は、缶胴１を形成するフォーミング装置１０と、このフォーミング装置１０によってフォーミングされた缶胴１を溶接装置３０まで搬送する搬送装置２０と、この搬送装置２０で送られてきた缶胴の重合部を溶接しかつ検査を行う溶接装置３０と、溶接及び缶胴溶接部の検査が終了した缶胴１を搬出する搬出装置４０で行われる。
【００２１】
フォーミング装置１０では、複数枚のブランク１０５を積層状態にストックするストッカ１０１から移送部材１０２がブランク１０５を一枚づつ取り出し、フォーミングローラ１０４に送る。そして、このフォーミングローラ１０４によってブランク１０５が丸められ、円筒状の缶胴１が形成される。フォーミングされた缶胴１は、フォーミング装置１０の搬出コンベア１０９によって送り出される。
【００２２】
このフォーミング装置１０では、例えば、ブランク１０５を巻き付けて缶胴１を形成するためのフォーミングローラ１０４が一回転するごとに、一つの基準パルスを発生する。フォーミングローラ１０４は、缶胴１が一つ形成されるたびに１回転するので、前記基準パルスは一つの缶胴１ごとに発生することになる。
搬出コンベア１０９によって送り出された缶胴１は、搬送装置２０のコンベア２００によって、溶接装置３０まで送られる。コンベア２００のチェーン２０１には、均等間隔で複数のフック２０２が設けられている。缶胴１は、チェーン２０１の走行とともにフック２０２に押されて、溶接装置３０まで移動する。
【００２３】
溶接装置３０では、上電極支持ローラ３０１及び下電極支持ローラ３０２が常時回転していて、溶接装置３０まで缶胴１が搬送されてくると、上下の電極支持ローラ３０１，３０２が缶胴１の重合部を挟み込む。そして、図１中矢印の方向に缶胴１を送りながら、上下の電極支持ローラ３０１，３０２によって溶接が行われる。また、電極支持ローラ３０１，３０２による溶接ポイントＰよりも送り方向前方側であって、電極支持ローラ３０１，３０２の近傍には、溶接直後の缶胴溶接部の温度を計測するための温度センサ３０５が配置されている。
溶接の終了した缶胴１は、温度センサ３０５によって計測された温度に基づいて缶胴溶接部１ａの検査が行われた後、上下の電極支持ローラ３０１，３０２の回転によって搬出装置４０に送り出される。搬出装置４０ではコンベア４０１，４０２によって缶胴１を次工程に送る。
【００２４】
［溶接装置の説明］
次に、図２を参照しながら、溶接装置の概略を説明する。
図２に示すように、溶接装置３０では、プロファイリングユニット３１０で断面がほぼ楕円状に形成された溶接用の電極線ｗが、ガイドローラ３１５，３１６，３１７を経由して、上電極支持ローラ３０１に巻き付けられる。
電極線ｗはさらにガイドローラ３１８，３１９を経て缶胴１の内側に入り込み、下電極支持ローラ３０２に巻き付けられる。このとき、電極線ｗは反転されているので、電極線ｗの他面が缶胴１に押し付けられる。
溶接の際には、上電極支持ローラ３０１に巻き付けられた電極線ｗの一面及び下電極支持ローラ３０２に巻き付けられた電極線ｗの他面が缶胴１の重合部に押し付けられて、当該重合部の溶接が行われる。溶接に使用された電極線ｗは、ガイドローラ３１９と同心に設けられたガイドローラ３２０を経て、図示しない裁断機に送られ、チップ状に裁断される。
【００２５】
温度センサ３０５は、非接触状態で缶胴溶接部１ａの温度を計測することができる赤外線センサ等の熱放射式センサで、缶胴溶接部１ａが通過する通過線上の温度計測点Ｓの温度を常時計測している。
そして、この計測結果は、後述する検査装置の制御部に送信され、計測データと基準データとを比較することで、缶胴溶接部１ａの溶接の良否が検査される。
【００２６】
［送り量検出手段の説明］
この実施形態では、缶胴１の送り量を送り量検出手段３１１で１ｍｍごとに検出するようにしている。そして、缶胴溶接部１ａの溶接に用いられる電極線ｗの送り量が缶胴１の送り量と等しいことから、電極線ｗの送り量を検出することで、缶胴１の送り量を検出するようにしている。
【００２７】
具体的には、送り量検出手段３１１は、円周上に均等ピッチで複数の歯が形成され、電極線ｗの送りに同期して回転する歯車３１３と、この歯車３１３に対向して配置され、歯車３１３の歯が前面を通過するたびにＯＮ又はＯＦＦの信号を出力する近接スイッチ３１２と、この近接スイッチ３１２のＯＮ又はＯＦＦの信号に基づいてパルスを発生させる送りパルス発生手段とを有している。
ここで、歯車３１３の歯は、電極線ｗの送り量１ｍｍ分に相当するよう形成されているので、電極線ｗが１ｍｍ送られるごとに１パルス発生するようになっている。したがって、電極線ｗと同期して送られる缶胴１の送り量は、送り量検出手段３１１からのパルス数をカウントすることによって検出することが可能となる。
【００２８】
この送りパルス発生手段としては、例えば、公知のパルスマチックトランスミッタを用いることができる。このようなパルスマチックトランスミッタを用いる場合は、例えば１００ｍｍごと（１００パルスごと）に自己更正パルスを発生するようにして誤差を修正し、１ｍｍの送り量の検出を常に正確に行うことができるようにするのがよい。
【００２９】
［溶接装置の制御部の説明］
図３に、この実施形態における缶胴溶接部１ａの検査装置の制御ブロック図を示す。
送り量検出手段３１１を構成する近接スイッチ３１２のＯＮ／ＯＦＦ信号は、送りパルス発生手段である送りパルス発生器３５１に入力される。この送りパルス発生器３５１からは、前記したように、電極線ｗの送り量１ｍｍごとに一つの送りパルスが発生される。この送りパルスは、送りパルスの発生数をカウントするカウンタ３５２に送信される。
【００３０】
フォーミング装置１０には、フォーミングローラ１０４（図１参照）が一回転するごとに一回転するカム１１３が設けられている。そして、このカム１１３の回転を検出する近接スイッチ１１２の出力が、基準パルス発生器３５３に送信される。したがって、この基準パルス発生器３５３からは、フォーミング装置１０で缶胴１が一つ形成されるたびに、一つの基準パルスが発生される。この基準パルスは、計測データ作成部３５６及び制御部３７０を構成する比較器３７１に送信される。この実施形態では、上記した近接スイッチ１１２、カム１１３及び基準パルス発生器３５３によって、基準パルス発生手段１１１が構成される。
温度センサ３０５は、常に温度計測点Ｓにおける温度を計測している。温度センサ３０５の出力は変換器３５５でＡ／Ｄ変換され、その結果が計測データ作成部３５６に送信される。
【００３１】
この実施形態では、第１記憶部３６６と第２記憶部３６７とを有する記憶手段３６５が設けられている。キーボード３６４を使った入力により、記憶内容の書き換えが可能である第１記憶部３６６には、予め設定された基準データが記憶される。また、この第１記憶部３６６には、缶の種類及び種類ごとの缶胴１の長さＬが記憶されている。
第１記憶部３６６と同様に記憶内容の書き換えが可能である第２記憶部３６７には、基準パルスが発生された時に溶接装置３０に位置している缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離（間隔）ｌが記憶される。
記憶手段３６５に記憶された距離ｌ及び缶胴１の長さＬは、缶の種類が切り換わったり、温度センサ３０５の取付位置が変化したりした場合に、入力手段であるキーボード３６４を用いて、その値を変更することが可能である。
【００３２】
なお、缶胴１の長さＬについては、次に溶接を行うべき缶の種類を選択することによって自動的に設定することもできるが、缶胴１の長さＬの違いによって例えば基準パルスの間隔が異なるような場合には、これを利用して、缶胴１の長さＬを自動変更することが可能になる。例えば、基準パルスの間隔が送りパルスに換算して２００パルス分に相当するときには、缶胴１の長さが１３５ｍｍ、２５０パルス分に相当するときには同１５０ｍｍというように、缶胴１の長さＬを基準パルスの間隔に対応付けてメモり等に記憶させておく。このようにすれば、缶胴１の長さＬが切り換わったときに、基準パルスの間隔の変化に応じて適切な長さＬを自動設定することも可能になる。
【００３３】
［距離ｌの設定の手順］
次に、基準パルスが発生された時点における缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離（間隔）ｌの設定の手順を、図４及び図５を参照しながら説明する。
図４は、缶胴１の先端位置と基準パルス、送りパルス及びカウンタ３５２のカウント数との関係を示す図、図５は、表示手段３６３に表示された計測データを説明する図で、（ａ）が検査開始時期及び検査終了時期を設定する前のもの、（ｂ）が検査開始時期及び検査終了時期を設定した後のものを示している。
【００３４】
缶胴１の連続溶接を開始する前に、先頭の缶胴１を溶接装置３０に送って通常通りに溶接を行い、温度センサ３０５で当該缶胴１における缶胴溶接部１ａの温度の計測を行う。そして、このときに得られた計測データを、ディスプレイ等の表示手段３６３に表示させる。
このとき、先頭の缶胴１を溶接装置３０に送ってから基準パルスが発生されれば、当該基準パルスの発生時を「仮の検査開始時期」として、表示手段３６３に表示されている前記計測データと対応させて表示させる。また、缶胴１の長さＬを第２記憶部３６７から読み出し、「仮の検査開始時期」から長さＬ分だけ後方にずらした位置を「仮の検査終了時期」として、表示手段３６３に表示されている前記計測データと対応させて表示させる（図５（ａ））。
【００３５】
計測データは、先に説明したように、缶胴溶接部１ａの両端付近で急激に温度が上昇する部分を有し、缶胴溶接部１ａの両端でその温度がピークになる。そのため、計測データの中でピーク点Ｔ１，Ｔ２が出現する部分が、缶胴溶接部１ａの両端の位置を示すことになる。
そこで、基準パルスの発生に基づいて設定された「仮の検査開始時期」と「仮の検査終了時期」が、ピーク点Ｔ１，Ｔ２に対してどれだけずれているかを、送りパルスの発生間隔に基づいて計測することで、基準パルスが発生された時点における缶胴１の先端の位置ｉと計測点Ｓとの間の距離ｌを容易に求めることができる。また、ピーク点Ｔ１，Ｔ２の距離を計測することで、缶胴１の長さＬを求めることができる。
【００３６】
このようにして求められた缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離ｌ及び缶胴１の長さＬは、キーボード３６４によって第２記憶部３６７に入力され記憶される。以後、この距離ｌ及び長さＬにしたがって缶胴溶接部１ａの検査開始時期及び検査終了時期が設定される（図５（ｂ）において「設定後の検査開始時期」及び「設定後の検査終了時期」と記載する）。
【００３７】
［制御部の説明］
図３に示すように、本発明の検査装置の制御部３７０には、計測データと基準データを比較する比較器３７１と、この比較器３７１の比較結果に基づいて缶胴溶接部１ａの溶接の良否を判断する判断部３７２が含まれている。
比較器３７１には、計測データ作成部３５６から計測データが入力されるとともに、基準パルス発生器３５３から基準パルスが入力される。基準パルスが入力されると、比較器３７１は第２記憶部３６７に記憶されている距離ｌ及び長さＬを読み出し、カウンタ３５２から入力されてくる送りパルスのカウント数に基づいて、検査開始及び検査終了の時期的なタイミングをとる。
【００３８】
基準パルスが発生されてからカウントされた送りパルスの数が距離ｌに相当する数（例えば距離ｌ＝１９ｍｍであるときには、カウント数が１９）になったときに、比較器３７１は、計測データ作成部３５６から入力された計測データと第１記憶部３６６から読み出した基準データとの比較を開始する。計測データと基準データの比較は、送りパルス発生器３５１からの１パルスごと、つまり缶胴溶接部１ａの長手方向に沿って１ｍｍごとに行われる。
【００３９】
この作業は、比較を開始してからカウントされた送りパルスのカウント数が缶胴１の長さＬに相当する数（例えば１３５ｍｍの缶胴においては、カウント数１３５）になるまで継続される。これにより、先端から後端にわたって、確実に缶胴溶接部１ａの溶接の検査が行われることになる。
比較器３７１の比較結果は判断部３７２に入力され、この判断部３７２で溶接の良否が判断される。なお、比較器３７１で行われる計測データと基準データの比較を、ディスプレイ等の表示手段３６８に表示するようにしてもよい。この表示手段３６８は、計測データ作成部３５６で作成された計測データを表示する表示手段３６３と同一のものであってもよい。
【００４０】
図６に、比較器３７１における計測データと基準データの比較結果を示す。
図６に示すように、基準データには、検査開始から検査終了までの間に所定の許容上限値及び許容下限値が予め設定されていて、計測データがこの許容上限と許容下限の間に位置している限り、判断部３７２は溶接が良好であると判断する。一部において前記許容上限を超える計測データ（図６中Ｅ１で示す）又は許容下限を超える計測データ（同Ｅ２で示す）が存在する缶胴１については、溶接不良と判断して、当該缶胴１を排出するように指令を出力する。
【００４１】
また、比較器３７１の比較結果をディスプレイ等の表示手段３６８に表示すると、送りパルスのカウント数に基づいて、缶胴溶接部１ａのどの部分に不良があるかを容易に判定することが可能となる。
なお、基準データは、例えば、缶胴溶接部１ａの溶接状態が良好な複数個（例えば８個）の計測データに基づいて、許容上限と許容下限を随時更新するようにしてもよい。このようにすることで、缶胴１の溶接を連続的に行うことにより生じることのある計測データの変動に応じて、基準データを随時変更することが可能になる。
【００４２】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、移動体として電極線ｗを例に挙げて説明したが、缶胴１と同期して移動するものであればこれに限られず、缶胴１を搬送するコンベアのベルトであってもよい。
【００４３】
また、基準パルスは、フォーミング装置１０に設けたカム１１３の回転を検出することにより発生させるものとして説明したが、一つの缶胴１に対して確実に一つの基準パルスを発生させることができるのであれば、上記したような構成には限られない。例えば、搬送装置２０上を搬送される缶胴１を反射式センサ等で検出して、この反射式センサから出力される信号に基づいて、基準パルスを発生させるように構成することも可能である。
【００４４】
さらに、上記の説明では、缶胴１の長さＬと缶胴溶接部１ａの長さが一致することを前提に説明したが、本発明は缶胴１の長さＬと缶胴溶接部１ａの長さが異なる場合にも適用が可能である。
また、上記の説明では、１ｍｍの均等間隔で缶胴溶接部１ａの温度計測を行うものとして説明したが、計測の間隔はこれに限られるものではない。例えば、缶胴溶接部１ａの両端で０．５ｍｍ間隔、中央では１ｍｍ間隔あるいは両端で１ｍｍ間隔、中央では３ｍｍ間隔というように、缶胴溶接部１ａの各部位ごとに異なる間隔とすることも可能である。
このようにすると、溶接不良の生じ易い部分は検査間隔を短くすることによって精密な検査を行い、溶接不良の生じにくい部分は検査間隔を長くして検査のスピード化を図ることが可能となる。
【００４５】
また、上記の説明では、基準パルスが発生されたときに、溶接装置３０に位置している缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離（間隔）ｌを第２記憶部３６７に記憶させ、この距離ｌに基づいて検査開始時期を決定するものとして説明したが、基準パルスと基準パルスの間隔を第２記憶部３６７に記憶させ、先の缶胴１の検査が開始されてから、基準パルスの間隔に相当する数の送りパルスがカウントされたときに、次の缶胴１について検査を開始させるように構成することも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、エッジ効果によって温度が急激に変化する缶胴溶接部の両端を含めて、缶胴溶接部の一端から他端までを確実に検査することができる。したがって、信頼性の高い検査結果を得ることができる。
また、缶胴の送り量ごと（例えば、送り量１ｍｍごと）に缶胴溶接部の検査を行うようにしているので、缶胴の長さが切り換わったり、缶胴の送り速度を変化させた場合にも、検査開始及び検査終了のタイミングを変更する必要がなく、かつ、検査の精度を常に一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォーミング部で缶胴が形成されてから缶胴の重合部が溶接され、搬出されるまでの一連の工程を説明する概略図である。
【図２】図１の工程に設けられた溶接装置の詳細を説明する概略図である。
【図３】本発明の缶胴溶接部の検査装置における制御ブロック図である。
【図４】缶胴の先端位置と基準パルス、送りパルス及びカウンタ３５２のカウント数との関係を示す図である。
【図５】表示手段に表示された計測データの一例を示す図で（ａ）は検査開始時期及び検査終了時期を設定する前のもの、（ｂ）は検査開始時期及び検査終了時期を設定した後のものを示す。
【図６】比較部における計測データと基準データの比較結果を示す図である。
【図７】本発明の従来例にかかり、特開平２−２２４８７７号公報、特開平９−１３５５号公報及び特許第２５６８４３２号等で公知の缶胴溶接の手順を説明する図である。
【符号の説明】
１ 缶胴
１ａ 缶胴溶接部
１０ フォーミング装置
２０ 搬送装置
３０ 溶接装置
４０ 搬出装置
１１１ 基準パルス発生手段
１１２ 近接スイッチ
１１３ カム
３０１ 上電極支持ローラ
３０２ 下電極支持ローラ
３０５ 温度センサ
３１１ 送り量検出手段
３１２ 近接スイッチ
３１３ 歯車
３５１ 送りパルス発生器
３５２ カウンタ
３５３ 基準パルス発生器
３５６ 計測データ作成部
３６３，３６８ 表示手段
３６４ キーボード（入力手段）
３６５ 記憶手段
３６６ 第１記憶部
３６７ 第２記憶部
３７０ 制御部（制御手段）
３７１ 比較器
３７２ 判断部
ｗ 電極線
Ｐ 溶接ポイント
Ｓ 温度計測点
Ｔ１，Ｔ２ ピーク点
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接箇所の溶接状態の良否を検査する缶胴溶接部の検査装置及び検査方法に関し、特に、電気抵抗溶接した缶胴の接合部の溶接の良否を、缶胴溶接部に沿って温度を計測することによって得られた計測データと、予め設定された基準データとを比較することで検査する缶胴溶接部の検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定寸法に裁断した金属板を丸めて円筒体に形成し、この円筒体の側面を部分的に重ね合わせて、当該重合部を電気抵抗縫合溶接して缶胴を製造する方法が知られている。
そして、溶接後に、当該缶胴溶接部の検査を行う装置及び方法が、例えば、特開平２−２２４８７７号公報、特開平９−１３５５号公報及び特許第２５６８４３２号等で提案されている。
【０００３】
図７は、上記公報等で公知の缶胴溶接の手順を説明する図である。
図示しないフォーミング装置によってブランクを丸めて形成された缶胴１は、図中矢印Ａの方向に搬送される。溶接装置３０′は、缶胴１の重合部に上方から当接する上電極支持ローラ３０１′と、この上電極支持ローラ３０１′とともに前記重合部を挟み込む下電極支持ローラ３０２′とを有する。上電極支持ローラ３０１′及び下電極支持ローラ３０２′には、溶接用の電極線ｗが供給される。そして、上電極支持ローラ３０１′及び下電極支持ローラ３０２′が回転して缶胴１をＡ方向へ送りながら、溶接ポイントＰで重合部を溶接する。このようにして溶接された重合部が、缶胴溶接部１ａである。
【０００４】
缶胴溶接部１ａの検査は、上電極支持ローラ３０１′及び下電極支持ローラ３０２′の近傍に設けられた熱放射式センサなどの温度センサ３０５′を用いて行う。
温度センサ３０５′は、一定速度でＡ方向に送られる缶胴溶接部１ａの温度を、所定時間間隔で計測する。そして、これによって得られた計測データを、予め設定された基準データと比較することで、缶胴溶接部１ａの溶接の良否が判断される。
【０００５】
ところで、缶胴１の長手方向に沿った前記重合部を溶接する場合、缶胴１の中央付近では、溶接の際に缶胴１に加えられた熱が周囲に速やかに拡散するが、缶胴１の両端では、縁部分が熱伝導率の低い大気と接触していることから、缶胴溶接部１ａの両端の温度が前記中央付近の温度に比して高くなる（いわゆるエッジ効果）。そのため、温度が急激に高くなる缶胴溶接部１ａの両端部分で誤判断が生じやすく、良品が誤って不良品と判断されることが多い。そこで、このような誤判断を避けるために、缶胴溶接部の両端をマスキングして、両端部分を検査対象から除外しているのが現状である。
【０００６】
しかしながら、このような検査方法、特に溶接不良の生じやすい缶胴両端部をマスキングする検査方法では、高精度の検査を行うことができなかった。このため、飲料缶や食缶、エアゾール缶等のように溶接品質が重要視される缶の検査において、缶胴の溶接方向端部も含めた有効な検査を行うことができないという問題があった。
さらに、上記従来の溶接装置は、缶胴を一定速度で送りながら所定の時間ごとに温度を計測しているため、缶胴の送り速度が速くなると缶一個当たりの温度計測点箇所が少なくなる（例えば、缶胴の送り速度が二倍になると温度測定箇所が１／２になる）。したがって、缶の生産速度を高めると缶胴溶接部の検査精度が低下するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題にかんがみてなされたもので、エッジ効果によって温度が急激に変化する缶胴溶接部の両端を含めて、缶胴溶接部の一端から他端までを確実に検査することができ、かつ、缶胴の寸法や缶胴の送り速度等が変化しても、検査精度が低下することのない缶胴溶接部の検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、缶胴の重合部を溶接装置によって溶接した後に、溶接した部分の温度を温度センサによって前記缶胴の長手方向に沿って計測し、この計測の結果得られた計測データを予め記憶された基準データと比較して、前記溶接が適切に行われたか否かを検査する缶胴溶接部の検査装置において、前記溶接装置による前記重合部の溶接ポイントより前記缶胴の送り方向前方の予め設定された位置に位置決めされた温度センサと、前記缶胴の送りと同期して移動する移動体の移動量を検出するセンサと、このセンサの出力に基づいて前記缶胴の送り量に応じたパルスを発生させる送りパルス発生手段とを有する送り量検出手段と、前記缶胴溶接部の一端から他端まで、前記パルス発生手段からのパルスに基づいた所定の送り間隔で計測データを作成する計測データ作成手段と、前記缶胴溶接部の一端から他端までについて予め作成された基準データを記憶する記憶手段と、前記缶胴の各々について前記缶胴の送りタイミングに応じた基準パルスを発生させる基準パルス発生手段と、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したかどうかを判断し、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したと判断したときに前記計測データと前記基準データとを比較して検査を開始する制御手段とを有する構成としてある。
【０００９】
本発明は、缶胴の送り速度と無関係に缶胴溶接部の検査を行うようにしているので、缶胴の送り速度が変化したりしても高精度で缶胴溶接部の検査を行うことができる。また、缶胴溶接部の一端から他端までの温度計測を行って計測データを作成し、この計測データを、缶胴溶接部の一端から他端までについて予め設定された基準データと比較して検査を行うので、缶胴溶接部の一端から他端までを、確実に検査することができ、溶接品質が重要視される飲料缶や食缶、エアゾール缶等の検査にも最適である。
【００１０】
また、缶胴の送り量を前記缶胴の送りに同期して移動する移動体の移動量に基づいて検出しているので、缶胴の送り量を直接検出することが困難な場合であっても、間接的に缶胴の送り量を正確に検出することが可能になる。さらに、所定の送り量ごと、例えば１ｍｍごとに送りパルスを発生させ、この送りパルスの発生回数をカウントすることで、容易に缶胴の送り量を計測することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記記憶手段が、前記基準パルスの間隔又は前記基準パルスが発生されたときの缶胴溶接部の先端と前記温度センサとの間隔を記憶し、前記制御手段は、前記記憶手段から読み出したこれら間隔に基づいて、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したかどうかを判断する構成としてある。
この構成によれば、制御手段が計測データと基準データとを比較して行う検査開始のタイミングを、基準パルスと基準パルスの間隔又は基準パルスが発生されたときの缶胴溶接部の先端と前記温度計測部との間隔に基づいて決定することができる。
【００１２】
前記移動体としては、請求項４に記載するように、前記重合部の溶接に使用され、前記缶胴の送り量と同期して走行する電極線を利用することができる。
電極線は、缶胴溶接部の一端から他端までを確実に溶接するために、常に缶胴と同期して走行している。したがって、電極線の走行量（送り量）を検出することで、缶胴の送り量を正確に検出することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記溶接装置の手前に、所定寸法に裁断された金属板を丸めて前記缶胴を形成するフォーミング装置を配置し、このフォーミング装置によって形成された缶胴を連続的に前記溶接装置に送り出す場合において、前記基準パルス発生手段は、前記フォーミング装置による前記缶胴のフォーミング動作によって前記基準パルスを発生させる構成としてある。
この構成によれば、缶胴の一つずつについて基準パルスを確実に発生させることが可能である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記記憶手段には前記缶胴溶接部の長さに関するデータが記憶され、前記制御手段は、前記計測データと前記基準データの比較を開始してから記憶手段に記憶された前記缶胴溶接部の長さ分だけ前記缶胴が送られたときに、前記比較を終了させる構成としてある。
この構成によれば、例えば、缶胴溶接部の先端が温度計測部に達してから缶胴が缶胴溶接部の長さ分だけ送られたときに、缶胴溶接部の検査を終了させることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記計測データを表示する表示手段と、前記記憶手段に記憶される前記間隔の設定値を変更するための入力手段とを有し、
前記表示手段に表示された前記計測データの形状と、前記基準パルスの発生の時期とから前記缶胴溶接部の先端と前記温度計測位置との距離を計測し、
この計測結果に基づき、前記記憶手段に記憶された記憶内容を前記入力手段によって変更する構成としてある。
この構成によれば、例えば、長さの異なる缶に切り換わったような場合における、缶胴先端から温度計測点までの間隔（距離）の変化を、前記表示手段によって正確に判断することができ、かつ、前記入力手段を用いて前記変化に対応した修正を行うことで、検査開始位置を適切に調整することが可能になる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、缶胴の重合部を溶接装置によって溶接した直後に、溶接した部分の温度を温度センサによって前記缶胴の長手方向に沿って計測し、この計測の結果得られた計測データを予め記憶された基準データと比較して、前記溶接が適切に行われたか否かを検査する缶胴溶接部の検査方法において、前記溶接装置による前記重合部の溶接ポイントより前記缶胴の送り方向前方の予め設定された位置に温度センサを位置決めし、前記缶胴の送り量を前記缶胴の送りに同期して移動する移動体の移動量に基づいて検出し、前記缶胴溶接部の一端から他端まで、前記温度センサによって前記缶胴溶接部の温度を所定の送り間隔で計測して計測データを求め、前記缶胴溶接部の先端が、前記温度センサによる温度計測点の位置に達したかどうかを前記缶胴ごとに発生される基準パルスと前記缶胴の送り量とから判断し、前記缶胴溶接部の先端が、前記温度センサによる温度計測点の位置に達したときに前記計測データを予め設定された基準データと比較して検査を開始する方法としてある。
【００１７】
この方法によれば、缶胴の送り速度と無関係に缶胴溶接部の検査を行うようにしているので、缶胴の送り速度が変化しても、設定値等を何ら変更する必要なく、缶胴溶接部の検査を精度良く継続して行うことができる。また、缶胴溶接部の一端から他端までを、確実に検査することができる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、前記缶胴溶接部の一端から他端までの前記計測データを表示手段に表示するとともに、基準パルスが発生されたときに当該基準パルスの発生のタイミングを前記表示手段に表示し、表示された前記計測データのうち、計測データの先端に位置する温度のピーク点と、表示された前記基準パルスの発生のタイミングとのずれ量に基づいて、前記検査開始の時期を設定する方法としてある。
この方法によれば、表示手段に表示された計測データの形状に基づいて缶胴溶接部の先端及び後端の位置を知ることができる。そして、缶胴溶接部の先端と後端の位置に基づいて検査の開始時期及び終了時期を設定することで、缶胴溶接部の一端から他端にわたって正確な検査を行うことが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面にしたがって詳細に説明する。
図１は缶胴が形成されてから缶胴の重合部が溶接され、搬出されるまでの一連の工程を説明するための概略図、図２は、図１に示された溶接装置の詳細を説明するための概略図である。
【００２０】
［缶胴溶接の工程の説明］
図１に示す缶胴溶接の一連の工程は、缶胴１を形成するフォーミング装置１０と、このフォーミング装置１０によってフォーミングされた缶胴１を溶接装置３０まで搬送する搬送装置２０と、この搬送装置２０で送られてきた缶胴の重合部を溶接しかつ検査を行う溶接装置３０と、溶接及び缶胴溶接部の検査が終了した缶胴１を搬出する搬出装置４０で行われる。
【００２１】
フォーミング装置１０では、複数枚のブランク１０５を積層状態にストックするストッカ１０１から移送部材１０２がブランク１０５を一枚づつ取り出し、フォーミングローラ１０４に送る。そして、このフォーミングローラ１０４によってブランク１０５が丸められ、円筒状の缶胴１が形成される。フォーミングされた缶胴１は、フォーミング装置１０の搬出コンベア１０９によって送り出される。
【００２２】
このフォーミング装置１０では、例えば、ブランク１０５を巻き付けて缶胴１を形成するためのフォーミングローラ１０４が一回転するごとに、一つの基準パルスを発生する。フォーミングローラ１０４は、缶胴１が一つ形成されるたびに１回転するので、前記基準パルスは一つの缶胴１ごとに発生することになる。
搬出コンベア１０９によって送り出された缶胴１は、搬送装置２０のコンベア２００によって、溶接装置３０まで送られる。コンベア２００のチェーン２０１には、均等間隔で複数のフック２０２が設けられている。缶胴１は、チェーン２０１の走行とともにフック２０２に押されて、溶接装置３０まで移動する。
【００２３】
溶接装置３０では、上電極支持ローラ３０１及び下電極支持ローラ３０２が常時回転していて、溶接装置３０まで缶胴１が搬送されてくると、上下の電極支持ローラ３０１，３０２が缶胴１の重合部を挟み込む。そして、図１中矢印の方向に缶胴１を送りながら、上下の電極支持ローラ３０１，３０２によって溶接が行われる。また、電極支持ローラ３０１，３０２による溶接ポイントＰよりも送り方向前方側であって、電極支持ローラ３０１，３０２の近傍には、溶接直後の缶胴溶接部の温度を計測するための温度センサ３０５が配置されている。
溶接の終了した缶胴１は、温度センサ３０５によって計測された温度に基づいて缶胴溶接部１ａの検査が行われた後、上下の電極支持ローラ３０１，３０２の回転によって搬出装置４０に送り出される。搬出装置４０ではコンベア４０１，４０２によって缶胴１を次工程に送る。
【００２４】
［溶接装置の説明］
次に、図２を参照しながら、溶接装置の概略を説明する。
図２に示すように、溶接装置３０では、プロファイリングユニット３１０で断面がほぼ楕円状に形成された溶接用の電極線ｗが、ガイドローラ３１５，３１６，３１７を経由して、上電極支持ローラ３０１に巻き付けられる。
電極線ｗはさらにガイドローラ３１８，３１９を経て缶胴１の内側に入り込み、下電極支持ローラ３０２に巻き付けられる。このとき、電極線ｗは反転されているので、電極線ｗの他面が缶胴１に押し付けられる。
溶接の際には、上電極支持ローラ３０１に巻き付けられた電極線ｗの一面及び下電極支持ローラ３０２に巻き付けられた電極線ｗの他面が缶胴１の重合部に押し付けられて、当該重合部の溶接が行われる。溶接に使用された電極線ｗは、ガイドローラ３１９と同心に設けられたガイドローラ３２０を経て、図示しない裁断機に送られ、チップ状に裁断される。
【００２５】
温度センサ３０５は、非接触状態で缶胴溶接部１ａの温度を計測することができる赤外線センサ等の熱放射式センサで、缶胴溶接部１ａが通過する通過線上の温度計測点Ｓの温度を常時計測している。
そして、この計測結果は、後述する検査装置の制御部に送信され、計測データと基準データとを比較することで、缶胴溶接部１ａの溶接の良否が検査される。
【００２６】
［送り量検出手段の説明］
この実施形態では、缶胴１の送り量を送り量検出手段３１１で１ｍｍごとに検出するようにしている。そして、缶胴溶接部１ａの溶接に用いられる電極線ｗの送り量が缶胴１の送り量と等しいことから、電極線ｗの送り量を検出することで、缶胴１の送り量を検出するようにしている。
【００２７】
具体的には、送り量検出手段３１１は、円周上に均等ピッチで複数の歯が形成され、電極線ｗの送りに同期して回転する歯車３１３と、この歯車３１３に対向して配置され、歯車３１３の歯が前面を通過するたびにＯＮ又はＯＦＦの信号を出力する近接スイッチ３１２と、この近接スイッチ３１２のＯＮ又はＯＦＦの信号に基づいてパルスを発生させる送りパルス発生手段とを有している。
ここで、歯車３１３の歯は、電極線ｗの送り量１ｍｍ分に相当するよう形成されているので、電極線ｗが１ｍｍ送られるごとに１パルス発生するようになっている。したがって、電極線ｗと同期して送られる缶胴１の送り量は、送り量検出手段３１１からのパルス数をカウントすることによって検出することが可能となる。
【００２８】
この送りパルス発生手段としては、例えば、公知のパルスマチックトランスミッタを用いることができる。このようなパルスマチックトランスミッタを用いる場合は、例えば１００ｍｍごと（１００パルスごと）に自己更正パルスを発生するようにして誤差を修正し、１ｍｍの送り量の検出を常に正確に行うことができるようにするのがよい。
【００２９】
［溶接装置の制御部の説明］
図３に、この実施形態における缶胴溶接部１ａの検査装置の制御ブロック図を示す。
送り量検出手段３１１を構成する近接スイッチ３１２のＯＮ／ＯＦＦ信号は、送りパルス発生手段である送りパルス発生器３５１に入力される。この送りパルス発生器３５１からは、前記したように、電極線ｗの送り量１ｍｍごとに一つの送りパルスが発生される。この送りパルスは、送りパルスの発生数をカウントするカウンタ３５２に送信される。
【００３０】
フォーミング装置１０には、フォーミングローラ１０４（図１参照）が一回転するごとに一回転するカム１１３が設けられている。そして、このカム１１３の回転を検出する近接スイッチ１１２の出力が、基準パルス発生器３５３に送信される。したがって、この基準パルス発生器３５３からは、フォーミング装置１０で缶胴１が一つ形成されるたびに、一つの基準パルスが発生される。この基準パルスは、計測データ作成部３５６及び制御部３７０を構成する比較器３７１に送信される。この実施形態では、上記した近接スイッチ１１２、カム１１３及び基準パルス発生器３５３によって、基準パルス発生手段１１１が構成される。
温度センサ３０５は、常に温度計測点Ｓにおける温度を計測している。温度センサ３０５の出力は変換器３５５でＡ／Ｄ変換され、その結果が計測データ作成部３５６に送信される。
【００３１】
この実施形態では、第１記憶部３６６と第２記憶部３６７とを有する記憶手段３６５が設けられている。キーボード３６４を使った入力により、記憶内容の書き換えが可能である第１記憶部３６６には、予め設定された基準データが記憶される。また、この第１記憶部３６６には、缶の種類及び種類ごとの缶胴１の長さＬが記憶されている。
第１記憶部３６６と同様に記憶内容の書き換えが可能である第２記憶部３６７には、基準パルスが発生された時に溶接装置３０に位置している缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離（間隔）ｌが記憶される。
記憶手段３６５に記憶された距離ｌ及び缶胴１の長さＬは、缶の種類が切り換わったり、温度センサ３０５の取付位置が変化したりした場合に、入力手段であるキーボード３６４を用いて、その値を変更することが可能である。
【００３２】
なお、缶胴１の長さＬについては、次に溶接を行うべき缶の種類を選択することによって自動的に設定することもできるが、缶胴１の長さＬの違いによって例えば基準パルスの間隔が異なるような場合には、これを利用して、缶胴１の長さＬを自動変更することが可能になる。例えば、基準パルスの間隔が送りパルスに換算して２００パルス分に相当するときには、缶胴１の長さが１３５ｍｍ、２５０パルス分に相当するときには同１５０ｍｍというように、缶胴１の長さＬを基準パルスの間隔に対応付けてメモり等に記憶させておく。このようにすれば、缶胴１の長さＬが切り換わったときに、基準パルスの間隔の変化に応じて適切な長さＬを自動設定することも可能になる。
【００３３】
［距離ｌの設定の手順］
次に、基準パルスが発生された時点における缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離（間隔）ｌの設定の手順を、図４及び図５を参照しながら説明する。
図４は、缶胴１の先端位置と基準パルス、送りパルス及びカウンタ３５２のカウント数との関係を示す図、図５は、表示手段３６３に表示された計測データを説明する図で、（ａ）が検査開始時期及び検査終了時期を設定する前のもの、（ｂ）が検査開始時期及び検査終了時期を設定した後のものを示している。
【００３４】
缶胴１の連続溶接を開始する前に、先頭の缶胴１を溶接装置３０に送って通常通りに溶接を行い、温度センサ３０５で当該缶胴１における缶胴溶接部１ａの温度の計測を行う。そして、このときに得られた計測データを、ディスプレイ等の表示手段３６３に表示させる。
このとき、先頭の缶胴１を溶接装置３０に送ってから基準パルスが発生されれば、当該基準パルスの発生時を「仮の検査開始時期」として、表示手段３６３に表示されている前記計測データと対応させて表示させる。また、缶胴１の長さＬを第２記憶部３６７から読み出し、「仮の検査開始時期」から長さＬ分だけ後方にずらした位置を「仮の検査終了時期」として、表示手段３６３に表示されている前記計測データと対応させて表示させる（図５（ａ））。
【００３５】
計測データは、先に説明したように、缶胴溶接部１ａの両端付近で急激に温度が上昇する部分を有し、缶胴溶接部１ａの両端でその温度がピークになる。そのため、計測データの中でピーク点Ｔ１，Ｔ２が出現する部分が、缶胴溶接部１ａの両端の位置を示すことになる。
そこで、基準パルスの発生に基づいて設定された「仮の検査開始時期」と「仮の検査終了時期」が、ピーク点Ｔ１，Ｔ２に対してどれだけずれているかを、送りパルスの発生間隔に基づいて計測することで、基準パルスが発生された時点における缶胴１の先端の位置ｉと計測点Ｓとの間の距離ｌを容易に求めることができる。また、ピーク点Ｔ１，Ｔ２の距離を計測することで、缶胴１の長さＬを求めることができる。
【００３６】
このようにして求められた缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離ｌ及び缶胴１の長さＬは、キーボード３６４によって第２記憶部３６７に入力され記憶される。以後、この距離ｌ及び長さＬにしたがって缶胴溶接部１ａの検査開始時期及び検査終了時期が設定される（図５（ｂ）において「設定後の検査開始時期」及び「設定後の検査終了時期」と記載する）。
【００３７】
［制御部の説明］
図３に示すように、本発明の検査装置の制御部３７０には、計測データと基準データを比較する比較器３７１と、この比較器３７１の比較結果に基づいて缶胴溶接部１ａの溶接の良否を判断する判断部３７２が含まれている。
比較器３７１には、計測データ作成部３５６から計測データが入力されるとともに、基準パルス発生器３５３から基準パルスが入力される。基準パルスが入力されると、比較器３７１は第２記憶部３６７に記憶されている距離ｌ及び長さＬを読み出し、カウンタ３５２から入力されてくる送りパルスのカウント数に基づいて、検査開始及び検査終了の時期的なタイミングをとる。
【００３８】
基準パルスが発生されてからカウントされた送りパルスの数が距離ｌに相当する数（例えば距離ｌ＝１９ｍｍであるときには、カウント数が１９）になったときに、比較器３７１は、計測データ作成部３５６から入力された計測データと第１記憶部３６６から読み出した基準データとの比較を開始する。計測データと基準データの比較は、送りパルス発生器３５１からの１パルスごと、つまり缶胴溶接部１ａの長手方向に沿って１ｍｍごとに行われる。
【００３９】
この作業は、比較を開始してからカウントされた送りパルスのカウント数が缶胴１の長さＬに相当する数（例えば１３５ｍｍの缶胴においては、カウント数１３５）になるまで継続される。これにより、先端から後端にわたって、確実に缶胴溶接部１ａの溶接の検査が行われることになる。
比較器３７１の比較結果は判断部３７２に入力され、この判断部３７２で溶接の良否が判断される。なお、比較器３７１で行われる計測データと基準データの比較を、ディスプレイ等の表示手段３６８に表示するようにしてもよい。この表示手段３６８は、計測データ作成部３５６で作成された計測データを表示する表示手段３６３と同一のものであってもよい。
【００４０】
図６に、比較器３７１における計測データと基準データの比較結果を示す。
図６に示すように、基準データには、検査開始から検査終了までの間に所定の許容上限値及び許容下限値が予め設定されていて、計測データがこの許容上限と許容下限の間に位置している限り、判断部３７２は溶接が良好であると判断する。一部において前記許容上限を超える計測データ（図６中Ｅ１で示す）又は許容下限を超える計測データ（同Ｅ２で示す）が存在する缶胴１については、溶接不良と判断して、当該缶胴１を排出するように指令を出力する。
【００４１】
また、比較器３７１の比較結果をディスプレイ等の表示手段３６８に表示すると、送りパルスのカウント数に基づいて、缶胴溶接部１ａのどの部分に不良があるかを容易に判定することが可能となる。
なお、基準データは、例えば、缶胴溶接部１ａの溶接状態が良好な複数個（例えば８個）の計測データに基づいて、許容上限と許容下限を随時更新するようにしてもよい。このようにすることで、缶胴１の溶接を連続的に行うことにより生じることのある計測データの変動に応じて、基準データを随時変更することが可能になる。
【００４２】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、移動体として電極線ｗを例に挙げて説明したが、缶胴１と同期して移動するものであればこれに限られず、缶胴１を搬送するコンベアのベルトであってもよい。
【００４３】
また、基準パルスは、フォーミング装置１０に設けたカム１１３の回転を検出することにより発生させるものとして説明したが、一つの缶胴１に対して確実に一つの基準パルスを発生させることができるのであれば、上記したような構成には限られない。例えば、搬送装置２０上を搬送される缶胴１を反射式センサ等で検出して、この反射式センサから出力される信号に基づいて、基準パルスを発生させるように構成することも可能である。
【００４４】
さらに、上記の説明では、缶胴１の長さＬと缶胴溶接部１ａの長さが一致することを前提に説明したが、本発明は缶胴１の長さＬと缶胴溶接部１ａの長さが異なる場合にも適用が可能である。
また、上記の説明では、１ｍｍの均等間隔で缶胴溶接部１ａの温度計測を行うものとして説明したが、計測の間隔はこれに限られるものではない。例えば、缶胴溶接部１ａの両端で０．５ｍｍ間隔、中央では１ｍｍ間隔あるいは両端で１ｍｍ間隔、中央では３ｍｍ間隔というように、缶胴溶接部１ａの各部位ごとに異なる間隔とすることも可能である。
このようにすると、溶接不良の生じ易い部分は検査間隔を短くすることによって精密な検査を行い、溶接不良の生じにくい部分は検査間隔を長くして検査のスピード化を図ることが可能となる。
【００４５】
また、上記の説明では、基準パルスが発生されたときに、溶接装置３０に位置している缶胴１の先端と温度計測点Ｓとの距離（間隔）ｌを第２記憶部３６７に記憶させ、この距離ｌに基づいて検査開始時期を決定するものとして説明したが、基準パルスと基準パルスの間隔を第２記憶部３６７に記憶させ、先の缶胴１の検査が開始されてから、基準パルスの間隔に相当する数の送りパルスがカウントされたときに、次の缶胴１について検査を開始させるように構成することも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、エッジ効果によって温度が急激に変化する缶胴溶接部の両端を含めて、缶胴溶接部の一端から他端までを確実に検査することができる。したがって、信頼性の高い検査結果を得ることができる。
また、缶胴の送り量ごと（例えば、送り量１ｍｍごと）に缶胴溶接部の検査を行うようにしているので、缶胴の長さが切り換わったり、缶胴の送り速度を変化させた場合にも、検査開始及び検査終了のタイミングを変更する必要がなく、かつ、検査の精度を常に一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォーミング部で缶胴が形成されてから缶胴の重合部が溶接され、搬出されるまでの一連の工程を説明する概略図である。
【図２】図１の工程に設けられた溶接装置の詳細を説明する概略図である。
【図３】本発明の缶胴溶接部の検査装置における制御ブロック図である。
【図４】缶胴の先端位置と基準パルス、送りパルス及びカウンタ３５２のカウント数との関係を示す図である。
【図５】表示手段に表示された計測データの一例を示す図で（ａ）は検査開始時期及び検査終了時期を設定する前のもの、（ｂ）は検査開始時期及び検査終了時期を設定した後のものを示す。
【図６】比較部における計測データと基準データの比較結果を示す図である。
【図７】本発明の従来例にかかり、特開平２−２２４８７７号公報、特開平９−１３５５号公報及び特許第２５６８４３２号等で公知の缶胴溶接の手順を説明する図である。
【符号の説明】
１ 缶胴
１ａ 缶胴溶接部
１０ フォーミング装置
２０ 搬送装置
３０ 溶接装置
４０ 搬出装置
１１１ 基準パルス発生手段
１１２ 近接スイッチ
１１３ カム
３０１ 上電極支持ローラ
３０２ 下電極支持ローラ
３０５ 温度センサ
３１１ 送り量検出手段
３１２ 近接スイッチ
３１３ 歯車
３５１ 送りパルス発生器
３５２ カウンタ
３５３ 基準パルス発生器
３５６ 計測データ作成部
３６３，３６８ 表示手段
３６４ キーボード（入力手段）
３６５ 記憶手段
３６６ 第１記憶部
３６７ 第２記憶部
３７０ 制御部（制御手段）
３７１ 比較器
３７２ 判断部
ｗ 電極線
Ｐ 溶接ポイント
Ｓ 温度計測点
Ｔ１，Ｔ２ ピーク点
Claims (8)
- 缶胴の重合部を溶接装置によって溶接した後に、溶接した部分の温度を温度センサによって前記缶胴の長手方向に沿って計測し、この計測の結果得られた計測データを予め記憶された基準データと比較して、前記溶接が適切に行われたか否かを検査する缶胴溶接部の検査装置において、
前記溶接装置による前記重合部の溶接ポイントより前記缶胴の送り方向前方の予め設定された位置に位置決めされた温度センサと、
前記缶胴の送りと同期して移動する移動体の移動量を検出するセンサと、このセンサの出力に基づいて前記缶胴の送り量に応じたパルスを発生させる送りパルス発生手段とを有する送り量検出手段と、
前記缶胴溶接部の一端から他端まで、前記パルス発生手段からのパルスに基づいた所定の送り間隔で計測データを作成する計測データ作成手段と、
前記缶胴溶接部の一端から他端までについて予め作成された基準データを記憶する記憶手段と、
前記缶胴の各々について前記缶胴の送りタイミングに応じた基準パルスを発生させる基準パルス発生手段と、
前記基準パルスと前記送り量検出手段が検出した送り量とから、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したかどうかを判断し、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したと判断したときに前記計測データと前記基準データとを比較して検査を開始する制御手段と、
を有することを特徴とする缶胴溶接部の検査装置。 - 前記記憶手段が、前記基準パルスと基準パルスの間隔又は前記基準パルスが発生されたときの缶胴溶接部の先端と前記温度センサとの間隔を記憶し、前記制御手段は、前記記憶手段から読み出した前記間隔に基づいて、前記缶胴溶接部の前記先端が前記温度計測点に達したかどうかを判断することを特徴とする請求項１に記載の缶胴溶接部の検査装置。
- 前記移動体が、前記重合部の溶接に使用され、前記缶胴の送り量と同期して走行する電極線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の缶胴溶接部の検査装置。
- 前記溶接装置の手前に、所定寸法に裁断された金属板を丸めて前記缶胴を形成するフォーミング装置を配置し、このフォーミング装置によって形成された缶胴を連続的に前記溶接装置に送り出す場合において、前記基準パルス発生手段は、前記フォーミング装置による前記缶胴のフォーミング動作によって前記基準パルスを発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の缶胴溶接部の検査装置。
- 前記記憶手段には前記缶胴溶接部の長さに関するデータが記憶され、前記制御手段は、前記計測データと前記基準データの比較を開始してから前記記憶手段に記憶された前記缶胴溶接部の長さ分だけ前記缶胴が送られたときに、前記比較を終了させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の缶胴溶接部の検査装置。
- 前記計測データを表示する表示手段と、前記記憶手段に記憶される前記間隔の設定値を変更するための入力手段とを有し、
前記表示手段に表示された前記計測データの形状と、前記基準パルスの発生の時期とから前記缶胴溶接部の先端と前記温度計測位置との距離を計測し、
この計測結果に基づき、前記記憶手段に記憶された記憶内容を前記入力手段によって変更することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の缶胴溶接部の検査装置。 - 缶胴の重合部を溶接装置によって溶接した後に、溶接した部分の温度を温度センサによって前記缶胴の長手方向に沿って計測し、この計測の結果得られた計測データを予め記憶された基準データと比較して、前記溶接が適切に行われたか否かを検査する缶胴溶接部の検査方法において、
前記溶接装置による前記重合部の溶接ポイントより前記缶胴の送り方向前方の予め設定された位置に温度センサを位置決めし、
前記缶胴の送り量を前記缶胴の送りに同期して移動する移動体の移動量に基づいて検出し、
前記缶胴溶接部の一端から他端まで、前記温度センサによって前記缶胴溶接部の温度を所定の送り間隔で計測して計測データを求め、
前記缶胴溶接部の先端が、前記温度センサによる温度計測点に達したかどうかを前記缶胴ごとに発生される基準パルスと前記缶胴の送り量とから判断し、
前記缶胴溶接部の先端が、前記温度センサによる温度計測点の位置に達したときに、前記計測データを予め設定された基準データと比較する前記缶胴溶接部の検査を開始すること、
を特徴とする缶胴溶接部の検査方法。 - 前記缶胴溶接部の一端から他端までの前記計測データを表示手段に表示するとともに、基準パルスが発生されたときに当該基準パルスの発生のタイミングを前記表示手段に表示し、表示された前記計測データのうち、計測データの先端に位置する温度のピーク点と、表示された前記基準パルスの発生のタイミングとのずれ量に基づいて、前記検査開始の時期を設定することを特徴とする請求項７に記載の缶胴溶接部の検査方法。
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