JPH0593622A - 走査式不連続部センサーの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パイプや罐等のように、溶接等によって接続さ
れたために微小段差が生じた不連続部を持つ円筒状部材
等の検査面における前記不連続部を走査するセンサーの
支持構造を提供することを目的としている。 【構成】前記検査面３上を転動しうるローラ７を備えた
支持部材２１を、第１の弾性部材によって検査面の方向
に付勢して設けるとともに、センサー１を前記支持部材
２１に設けた第２の弾性部材２によって前記検査面に接
触するよう付勢して設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接等によって接続さ
れたために微小段差が生じた不連続部を持つ平面状の金
属板や曲面状の金属部材の表面を走査することによっ
て、その不連続部を検出するセンサー支持構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】溶接等によって接続されたために微小段
差が生じた不連続部を持つ平面状の金属板や曲面状の金
属部材に対して、文字や記号等の印刷をするとき、その
印刷が前記不連続部にかかると印刷の乱れが発生する不
都合がある。よって、印刷にあたっては、不連続部を避
けることが必要となっている。

【０００３】それは、図６に示すようなペール罐３にお
いては、その側面を形成する金属板は、縦方向の継ぎ目
４で溶接等されて、この部分が印刷を避けるべき不連続
部となっている。また、持ち運び用の把手の取りつけ部
３１は対称位置に１対設けられている。そして、１対の
取りつけ部の何れか一方は、前記継ぎ目４と一致させら
れている。

【０００４】このことを利用して、前記把手の取りつけ
部３１を光学センサー等で検知して、不連続部の位置で
あると推定し、印刷位置を制御することが行われてい
る。また、検知しやすい大きさ形状である前記把手の取
りつけ部３１のようなものが存在していない対称物や、
印刷面を広くする必要があって、側面の半周分以上を印
刷位置として確保する必要がある場合等においては、前
記継ぎ目４を直接検知することが要求されている。

【０００５】そのために、光学的センサーで検査面を走
査する技術や、本発明の出願人が既に出願した加速度セ
ンサーによって検査面を走査する技術等のように、検査
面上を走査するセンサーが種々提案されている。出願人
が提案した加速度センサーによる不連続部検出装置は、
図５に示したように、検査面３に垂直な方向の加速度を
検知する加速度センサー１の接触部１１には硬度の格別
高い素材を用い、前記加速度センサー１を弾性部材等に
よる押圧手段２によって前記検査面２に押しつけ、前記
加速度センサー１を前記検査面上で走査させることによ
って、不連続部４における前記検査面に垂直な方向の加
速度変化から前記不連続部４を検知するように構成した
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した、光学的セン
サーで検査面を走査する技術や、本発明の出願人が既に
出願した加速度センサーによって検査面を走査する技術
等のように、検査面上をセンサーによって走査する技術
では、検査面の凹凸やうねりにセンサーが追従困難にな
り、接触式のセンサーにおいては接触圧が大きく変化し
て測定誤差やノイズが生じたり、非接触式のセンサーに
おいては検査面との距離が大きく変化して測定誤差やノ
イズが生じたりするとおいう問題があった。

【０００７】そこで、本発明においては、上記したよう
な走査式のセンサーを常時最適な状態で支持することの
できる技術を提供することを目的としているのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、セン
サーで、全体的に平滑な表面を持つ検査面上を走査する
ことによって、その検査面上の不連続部を検出するよう
構成された走査式不連続部センサーの支持構造におい
て、前記検査面上を転動しうるローラを備えた支持部材
を、第１の弾性部材によって検査面の方向に付勢して設
けるとともに、前記センサーを前記支持部材に設けた第
２の弾性部材によって前記検査面に接触するよう付勢し
て設けるという手段を講じた。

【０００９】また、前記センサーは、検査面上の段差に
よる面に垂直な方向の加速度変化を検出する加速度セン
サーとしても良い。

【００１０】

【作用】上記手段を講じた本発明によれば、センサー
で、全体的に平滑な表面を持つ検査面上を走査すること
によって、その検査面上の不連続部を検出するよう構成
された走査式不連続部センサーの支持構造において、第
１の弾性部材によって付勢された支持部材は、検査面上
を転動するローラによって、検査面との距離が一定に保
たれる。

【００１１】そして、前記支持部材に設けた第２の弾性
部材の付勢力によって、センサーは検査面に押圧され
る。このとき、検査面の段差等の急激な不連続部におい
ては、前記支持部材はその慣性によって追従しないが、
前記センサーによって不連続部が検出される。そして、
検査面の小さな凹凸においては、前記第２の弾性部材が
軟性変形することによってセンサーが追従する。

【００１２】そして、検査面のうねり等のような大きな
凹凸がある場合は、前記第２の弾性部材の弾性変形によ
ってはその凹凸を吸収できないので追従できないが、検
査面上を転動するローラが、第１の弾性部材の弾性変形
によって前記検査面のうねり等のような大きな凹凸に追
従するので、このローラが設けられている支持部材も前
記検査面の凹凸に追従する。

【００１３】このようにして、段差等の急激な不連続部
はセンサーによって検出されるが、小さな凹凸や大きな
凹凸は、第２の弾性部材や第１の弾性部材の弾性変形に
よって吸収されるので検出の妨げとはならない。

【００１４】また、前記センサーを、検査面上の段差に
よる面に垂直な方向の加速度変化を検出する加速度セン
サーとすると、検査面の急激な変化は大きな加速度を生
じ、検査面のゆるやかな変化は小さな加速度しか生じな
いので、大きな加速度によって段差を検出することがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳
説する。図１は本発明の走査式不連続部センサーの支持
構造を備えたペール罐捺印装置の平面図、図２は同不連
続部検出装置の断面図、図３は前記不連続部検出装置の
平面図、図４は加速度センサー部の拡大平面図である。

【００１６】各図において、１は加速度センサー、２は
この加速度センサー１を弾性付勢力によって押圧する第
２の弾性部材としての板バネである。２１はセンサー支
持体であり、コの字型のフレーム２２と、その軸２３で
軸支された支持部材としてのＬ字型アーム２４と、該Ｌ
字型アーム２４の先端に回動自在に設けられたローラ７
と、前記Ｌ字型アーム２４の先端に固定され、前記加速
度センサー１が前記ローラ７と略同位置に位置するよう
に支持する第２の弾性部材としての板バネ２と、前記Ｌ
字型アーム２４を回動させる検出器用のシリンダー２５
と、このシリンダー２５が先端に取りつけられ、基部が
前記フレーム２２に固定された第１の弾性部材としての
板バネ２６と、この板バネ２６の変形を抑制する剛体の
ストッパ２７から構成されている。この板バネ２６は、
無荷重状態でストッパ２７を押圧する弾性付勢力を与え
られている。

【００１７】３はペール罐、４はペール罐３の継ぎ目、
５は前記ペール罐３を回転させるターンテーブルであ
る。前記ターンテーブル５はサーボモータ５１で回転駆
動される。６は前記ペール罐３の表面に所定の文字記号
を印刷する捺印装置である。

【００１８】前記加速度センサー１のペール罐３との接
触部１１には、硬度の高い部材を設けて摩耗を防止して
いる。

【００１９】上記構成のペール罐捺印装置において、搬
送用ローラコンベア５２で搬送されたペール罐３が、検
出部Ａのターンテーブル５の位置に来ると、センサー５
４で検知して、機械制御盤９０の制御回路９１および駆
動回路９３を介して前記シリンダー５３が駆動され、前
記ターンテーブル５を上昇させる。

【００２０】次に、検出器用のシリンダー２５が収縮す
ると、前記Ｌ字型アーム２４が時計回りに回動して、先
端の加速度センサー１をペール罐３の表面に押しつけ
る。

【００２１】このとき、前記シリンダー２５が急激に収
縮しても、前記板バネ２６の弾性によって、前記加速度
センサー１をペール罐３の表面に急激に叩きつけること
は防止される。更に、ペール罐３を回転させるときに、
ペール罐３の中心とターンテーブル５の中心との偏心や
大きな凹凸等によって、ペール罐３の表面が大きくうね
っても、前記ローラ７がペール罐３の表面を転動するこ
とによって、前記板バネ２６の弾性変形させるので、前
記加速度センサー１はペール罐３の表面のうねりに追従
する。

【００２２】そして、前記板バネ２によって、加速度セ
ンサー１は常時適切な範囲の圧力でペール罐３の表面に
押圧されるので、加速度変化を適切に検出することがで
きるのである。

【００２３】次に、前記ターンテーブル５を、矢印の向
きに回転させると、その表面を加速度センサー１が走査
して、継ぎ目４の段差があると、その段差を通過すると
きにペール罐３の半径方向の加速度が大きく変化するの
で、加速度センサー１はその加速度信号を出力する。こ
のときの加速度のピーク値は、数１のように表せる。

【００２４】

【数１】

【００２５】但し、Ｆ：板バネによる押しつけ力 ｈ：継ぎ目の段差 ｋ：加速度センサーの固定部のバネ定数 ｍ：加速度センサーの有効質量 よって、検出感度とＳ／Ｎ比を上げるために、本装置に
おいては、小型の圧電型の加速度センサーを選択して、
板バネ２に直付けした。

【００２６】そして、前記板バネによる押しつけ力Ｆ
は、前記構造によって常時適切な範囲に保持されるの
で、上記加速度のピーク値は正確に検出できるのであ
る。

【００２７】このようにして得られた加速度信号は、信
号処理回路８０に入力され、この回路から継ぎ目検出信
号を出力する。図７において、前記加速度センサー１の
出力は電荷であるので、入力インピーダンスの極めて高
いチャージアンプ８１で増幅し、しきい値を設定可能な
比較器（またはコンパレータ）８２で安定化し、リレー
回路等を内蔵した出力信号保持回路８３から継ぎ目検出
信号を出力する。

【００２８】この継ぎ目検出信号は機械制御盤９０の制
御回路９１に入力される。この制御回路９１には、ペー
ル罐３の到着を検知する光学センサー５４の信号も入力
されうようにすると良い。前記制御回路９１からは前記
出力信号保持回路８３へのリセット信号が出力される。
このリセット信号とともに手動リセット信号を入力する
ようにしても良い。この信号処理回路８０の詳細を図８
に示した。

【００２９】この継ぎ目検出信号は、機械制御盤９０に
入力され、シーケンサー等の制御回路９１と駆動回路９
２を介して前記サーボモータ５１を回転駆動し、前記タ
ーンテーブル５を回して継ぎ目４の向きを所定の向き、
例えば、ローラーコンベア５２の進行方向に向ける。同
時に、前記検出器用のシリンダー２５が伸長すると、前
記Ｌ字型アーム２４が反時計回りに回動して、先端の加
速度センサー１をペール罐３の表面から離脱させる。

【００３０】このとき、前記シリンダー２５の伸長によ
って、前記板バネ２６が前記ストッパ２７に当接した
後、前記加速度センサー１をペール罐３の表面から離脱
させる。同時に、前記機械制御盤９０から信号処理回路
８０へリセット信号が送られて、信号処理回路の出力を
リセットする。

【００３１】次に、ターンテーブル５を下降させて、ロ
ーラーコンベア５２とベルトコンベアによって、ペール
罐３を捺印部Ｂへ搬送する。捺印部Ｂにおいては、捺印
装置６によって所定の文字記号が前記継ぎ目４を避け
て、所定の捺印エリア３２に印字されるのである。

【００３２】このようにして、この捺印装置によれば、
ペール罐３の継ぎ目４を避けた所定の捺印エリア３２に
明瞭な捺印をすることが可能となるのである。また、加
速度センサー１による継ぎ目の検出の信頼性を向上させ
るために、ペール罐３の把手の取りつけ部３１を光学セ
ンサーで検出して、継ぎ目４の検出信号と取りつけ部３
１の検出信号の論理積によって、継ぎ目の位置を判定し
ても良い。

【００３３】また、この加速度センサー１によれば、ペ
ール罐３等の曲面に限らず、平板の継ぎ目等の段差も検
知することが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、段差等の急激な不連続
部はセンサーによって検出されるが、それ以外の小さな
凹凸や大きな凹凸には、第２の弾性部材や第１の弾性部
材の弾性変形によって追従することができるので、段差
等の急激な不連続部のみを検出することが可能となる。

【００３５】このようにして、本発明の走査式不連続部
センサーの支持構造によれば、検査面に凹凸が存在して
いても、継ぎ目等の段差のように急激な不連続部のみを
正確に検出することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査式不連続部センサーの支持構造を
備えたペール罐捺印装置の平面図である。

【図２】同不連続部検出装置の断面図である。

【図３】前記不連続部検出装置の平面図である。

【図４】加速度センサー部の拡大平面図である。

【図５】加速度センサー部の拡大側面図である。

【図６】捺印対象のペール罐の斜視図である。

【図７】信号処理回路と機械制御盤のブロック構成図で
ある。

【図８】信号処理回路の詳細回路図である。

【符号の説明】

１ 加速度センサー ２ 板バネ（第２の弾性部材） ２１ センサー支持体 ２４ 支持部材 ２６ 板バネ（第１の弾性部材） ３ ペール罐（検査面） ４ 継ぎ目（不連続部） ７ ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】センサーで、全体的に平滑な表面を持つ検
   査面上を走査することによって、その検査面上の不連続
   部を検出するよう構成された走査式不連続部センサーの
   支持構造において、前記検査面上を転動しうるローラを
   備えた支持部材を、第１の弾性部材によって検査面の方
   向に付勢して設けるとともに、前記センサーを前記支持
   部材に設けた第２の弾性部材によって前記検査面に接触
   するよう付勢して設けたことを特徴とする走査式不連続
   部センサーの支持構造。
2. 【請求項２】前記センサーは、検査面上の段差による面
   に垂直な方向の加速度変化を検出する加速度センサーで
   あることを特徴とする請求項１に記載の走査式不連続部
   センサーの支持構造。