JPH06285625A - 自動ろう付け装置 - Google Patents
自動ろう付け装置Info
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- JPH06285625A JPH06285625A JP7927393A JP7927393A JPH06285625A JP H06285625 A JPH06285625 A JP H06285625A JP 7927393 A JP7927393 A JP 7927393A JP 7927393 A JP7927393 A JP 7927393A JP H06285625 A JPH06285625 A JP H06285625A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】トーチろう付け，高周波ろう付け，電気抵抗ろ
う付けなど金属部材のろう付けに好適な、信頼性の高い
自動ろう付け装置を提供する。 【構成】被接合金属の加熱手段と、加熱部の温度を検出
する赤外線放射温度センサと、取り込まれた温度検出デ
ータの処理手段とを有し、赤外線放射温度センサの放射
率を被接合金属の放射率に設定し、温度検出領域を被接
合金属に含まれる領域、かつ、ろう溶融時にろう付け領
域１ａではなく片方の被接合金属の表面にろうが広がる
領域１ｂとする。
う付けなど金属部材のろう付けに好適な、信頼性の高い
自動ろう付け装置を提供する。 【構成】被接合金属の加熱手段と、加熱部の温度を検出
する赤外線放射温度センサと、取り込まれた温度検出デ
ータの処理手段とを有し、赤外線放射温度センサの放射
率を被接合金属の放射率に設定し、温度検出領域を被接
合金属に含まれる領域、かつ、ろう溶融時にろう付け領
域１ａではなく片方の被接合金属の表面にろうが広がる
領域１ｂとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトーチろう付け、高周波
ろう付け、電気抵抗ろう付けなど金属部材のろう付けに
好適な自動ろう付け装置に関する。
ろう付け、電気抵抗ろう付けなど金属部材のろう付けに
好適な自動ろう付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平3−94974号公報では、ろう材の供
給タイミング、加熱停止のタイミングをろう付け部位の
測温結果に基づいて行うことを特徴としている。また特
開平2−70376 号公報では、被接合金属に対してトーチ
を相対位置に設定し、長波長光透過フィルタを付けた視
覚カメラを被接合金属を含む所定範囲から放射する光を
受光する位置にセットして温度計測を行うものである。
給タイミング、加熱停止のタイミングをろう付け部位の
測温結果に基づいて行うことを特徴としている。また特
開平2−70376 号公報では、被接合金属に対してトーチ
を相対位置に設定し、長波長光透過フィルタを付けた視
覚カメラを被接合金属を含む所定範囲から放射する光を
受光する位置にセットして温度計測を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし赤外線放射温度
センサを用いたときに必ずと言ってよいほど注意すべき
放射率の問題については触れておらず、それを最大限に
利用する位置設定をしていない。特開平3−94974号，特
開平2−70376号公報のいずれも、センサで捕える領域に
ろう付け領域を含んでいるため、置きろう付けの場合ろ
う溶融前では置きろうを含み、材質の違い，形状の違い
によって昇温の仕方にばらつきを生じる。またろう溶融
時も、ろう付け領域は盛り上がったり、多少窪みを生じ
たりして形状の相違を生じて温度変化にばらつきを生じ
るため、温度検出領域として最適とはいえない。
センサを用いたときに必ずと言ってよいほど注意すべき
放射率の問題については触れておらず、それを最大限に
利用する位置設定をしていない。特開平3−94974号，特
開平2−70376号公報のいずれも、センサで捕える領域に
ろう付け領域を含んでいるため、置きろう付けの場合ろ
う溶融前では置きろうを含み、材質の違い，形状の違い
によって昇温の仕方にばらつきを生じる。またろう溶融
時も、ろう付け領域は盛り上がったり、多少窪みを生じ
たりして形状の相違を生じて温度変化にばらつきを生じ
るため、温度検出領域として最適とはいえない。
【０００４】本発明の目的は、材質あるいは物質の状態
によって生じる放射率の違いを上手に利用して、より信
頼性の高いろう付けを実現することにある。
によって生じる放射率の違いを上手に利用して、より信
頼性の高いろう付けを実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は被接合金属の加熱手段と、加熱部の温度を
検出する赤外線放射温度センサと、それにより取り込ま
れた温度測定データの処理手段とを有する自動ろう付け
装置において、赤外線放射温度センサの放射率を、一方
の被接合金属の溶融状態あるいは磨かれた状態あるいは
還元された状態の放射率に設定し、温度検出領域を先に
述べた一方の被接合金属に含まれる領域であり、かつろ
うが溶融したときにろう付け領域ではない領域で被接合
金属表面のぬれ性により広がる領域とする。さらに温度
検出データの処理手段を用いてろう材溶融の判断をし、
ろう付け完了信号を加熱制御手段に出力する。ここで赤
外線放射温度センサにおける放射率の設定を、レンズの
絞りあるいはフィルタの選択で設定することもできる。
また、赤外線放射温度センサとしては、赤外線放射温度
計や、赤外線カメラ，赤外線透過フィルタを装着した視
覚カメラが考えられる。
め、本発明は被接合金属の加熱手段と、加熱部の温度を
検出する赤外線放射温度センサと、それにより取り込ま
れた温度測定データの処理手段とを有する自動ろう付け
装置において、赤外線放射温度センサの放射率を、一方
の被接合金属の溶融状態あるいは磨かれた状態あるいは
還元された状態の放射率に設定し、温度検出領域を先に
述べた一方の被接合金属に含まれる領域であり、かつろ
うが溶融したときにろう付け領域ではない領域で被接合
金属表面のぬれ性により広がる領域とする。さらに温度
検出データの処理手段を用いてろう材溶融の判断をし、
ろう付け完了信号を加熱制御手段に出力する。ここで赤
外線放射温度センサにおける放射率の設定を、レンズの
絞りあるいはフィルタの選択で設定することもできる。
また、赤外線放射温度センサとしては、赤外線放射温度
計や、赤外線カメラ，赤外線透過フィルタを装着した視
覚カメラが考えられる。
【０００６】
【作用】以上の構成の被接合金属同士をろう付けする装
置では、被接合金属の放射率とろうの放射率を比較して
見ると、一般的にろうの放射率の方が大きい。赤外線放
射温度センサでは、放射率を大きくすると検出温度は高
くなる。そこで赤外線放射温度センサの放射率を一方の
被接合金属に設定しておく。その状態で加熱を行うと、
ろうが被接合金属表面のぬれ性により溶融して広がる。
その広がった領域を赤外線放射温度センサで検出する
と、放射率は非接合金属の放射率のままであるから、時
間に対する昇温カーブは急激に上昇することとなる。そ
の時の温度あるいは温度の変化率により、ろう溶融の判
断が容易にできる。ろう付け部、すなわち、ろう接合部
ではろうが盛り上がったり、逆に窪みを生じるというよ
うな形状のばらつきを生じるので、信頼性の高いろう溶
融の判断をするには、ろう付け部とは少しはずれたほぼ
一様に被接合金属に広がった部分を検出するほうがよ
い。以上によりろう材溶融の判断ができ、加熱制御手段
へろう付け完了信号を出力できるので、信頼性の高いろ
う付けができる。放射温度センサでハード的にレンズの
絞りを変更したり、フィルタの選択でも放射率の設定の
代用となるので、同じ作用を生じる。
置では、被接合金属の放射率とろうの放射率を比較して
見ると、一般的にろうの放射率の方が大きい。赤外線放
射温度センサでは、放射率を大きくすると検出温度は高
くなる。そこで赤外線放射温度センサの放射率を一方の
被接合金属に設定しておく。その状態で加熱を行うと、
ろうが被接合金属表面のぬれ性により溶融して広がる。
その広がった領域を赤外線放射温度センサで検出する
と、放射率は非接合金属の放射率のままであるから、時
間に対する昇温カーブは急激に上昇することとなる。そ
の時の温度あるいは温度の変化率により、ろう溶融の判
断が容易にできる。ろう付け部、すなわち、ろう接合部
ではろうが盛り上がったり、逆に窪みを生じるというよ
うな形状のばらつきを生じるので、信頼性の高いろう溶
融の判断をするには、ろう付け部とは少しはずれたほぼ
一様に被接合金属に広がった部分を検出するほうがよ
い。以上によりろう材溶融の判断ができ、加熱制御手段
へろう付け完了信号を出力できるので、信頼性の高いろ
う付けができる。放射温度センサでハード的にレンズの
絞りを変更したり、フィルタの選択でも放射率の設定の
代用となるので、同じ作用を生じる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図３により
説明する。ここに図１は本発明の自動ろう付け装置を示
す概略図、図２はろうの溶融状態を示す図、図３は加熱
時の温度特性図である。なお、ここではトーチろう付け
の場合を示しているが、これに限定されるものではな
い。
説明する。ここに図１は本発明の自動ろう付け装置を示
す概略図、図２はろうの溶融状態を示す図、図３は加熱
時の温度特性図である。なお、ここではトーチろう付け
の場合を示しているが、これに限定されるものではな
い。
【０００８】まず、図１を用いて本発明を説明する。こ
こでは被接合金属である銅パイプ１，２，りん銅である
リングろう３を用いた自動置きろう付け装置を示してい
る。本ろう付け装置の構成は、銅パイプ１，２に対し相
対的に位置決めされたトーチ５，加熱ガスの圧力，流量
を制御したり、あるいはトーチ５の加熱位置を制御する
加熱制御手段７，銅パイプ１に対して相対的に位置決め
された赤外線放射温度センサである赤外線カメラ４，温
度検出データの処理手段である、検出された温度画像デ
ータを処理する画像データ処理手段６よりなる。画像デ
ータ処理手段６では、取り込まれた画像データをプリア
ンプ６ａ，メインアンプ６ｂによりまず温度と出力電圧
の関係を出す。それを放射率補正６ｃにより設定された
溶融時の銅パイプ１の放射率で補正し、リニアライザ６
ｄでリニアライズし、温度分布データを出す。それをモ
ニタ１０へ出力してもよい。温度分布データは温度判定
処理６ｅで演算処理してろう溶融の判定をし、ろう付け
完了信号を加熱制御手段７に出力する。
こでは被接合金属である銅パイプ１，２，りん銅である
リングろう３を用いた自動置きろう付け装置を示してい
る。本ろう付け装置の構成は、銅パイプ１，２に対し相
対的に位置決めされたトーチ５，加熱ガスの圧力，流量
を制御したり、あるいはトーチ５の加熱位置を制御する
加熱制御手段７，銅パイプ１に対して相対的に位置決め
された赤外線放射温度センサである赤外線カメラ４，温
度検出データの処理手段である、検出された温度画像デ
ータを処理する画像データ処理手段６よりなる。画像デ
ータ処理手段６では、取り込まれた画像データをプリア
ンプ６ａ，メインアンプ６ｂによりまず温度と出力電圧
の関係を出す。それを放射率補正６ｃにより設定された
溶融時の銅パイプ１の放射率で補正し、リニアライザ６
ｄでリニアライズし、温度分布データを出す。それをモ
ニタ１０へ出力してもよい。温度分布データは温度判定
処理６ｅで演算処理してろう溶融の判定をし、ろう付け
完了信号を加熱制御手段７に出力する。
【０００９】次に図１，図２，図３によりろう付け時の
状況を説明する。トーチ５より炎を出して銅パイプ１，
２，リングろう３を加熱する。図１に示すように、赤外
線カメラ４で捕らえる温度検出領域は、リングろう３に
近い銅パイプ１の部分である。しかも、図２に示すよう
に、リングろう３が溶融を開始したときに、銅パイプ１
の表面と、銅パイプ２の内面のぬれ性によりろう付け領
域１ａと銅パイプ１の表面でろうが広がる領域１ｂに分
かれるが、温度検出領域は、後者のろうが広がる領域１
ｂに設定する。その理由は、リングろう３及びろう付け
領域１ａを含む領域で設定すると、リングの形状、溶融
したときのろう付け部の盛り上がり又は窪みなど形状が
変わり、形状による放射率のばらつきが結果的に温度の
ばらつきを引き起こすためである。赤外線カメラ４の温
度検出領域を、ろうが広がる領域１ｂに設定すると、銅
パイプ１の表面上にほぼ一様に広がるので、温度のばら
つきも小さくなる。図３は、画像データ処理手段６で放
射率を溶融時の銅パイプ１の値に設定したときの温度の
時特性を示す。図１に示す赤外線カメラ４の位置設定で
は、溶融ろうも銅パイプ１の放射率で捕らえる。一般的
に赤外線放射温度センサを用いてある物体を見た場合の
放射エネルギＲ(Ｔ)は、次式で表される。
状況を説明する。トーチ５より炎を出して銅パイプ１，
２，リングろう３を加熱する。図１に示すように、赤外
線カメラ４で捕らえる温度検出領域は、リングろう３に
近い銅パイプ１の部分である。しかも、図２に示すよう
に、リングろう３が溶融を開始したときに、銅パイプ１
の表面と、銅パイプ２の内面のぬれ性によりろう付け領
域１ａと銅パイプ１の表面でろうが広がる領域１ｂに分
かれるが、温度検出領域は、後者のろうが広がる領域１
ｂに設定する。その理由は、リングろう３及びろう付け
領域１ａを含む領域で設定すると、リングの形状、溶融
したときのろう付け部の盛り上がり又は窪みなど形状が
変わり、形状による放射率のばらつきが結果的に温度の
ばらつきを引き起こすためである。赤外線カメラ４の温
度検出領域を、ろうが広がる領域１ｂに設定すると、銅
パイプ１の表面上にほぼ一様に広がるので、温度のばら
つきも小さくなる。図３は、画像データ処理手段６で放
射率を溶融時の銅パイプ１の値に設定したときの温度の
時特性を示す。図１に示す赤外線カメラ４の位置設定で
は、溶融ろうも銅パイプ１の放射率で捕らえる。一般的
に赤外線放射温度センサを用いてある物体を見た場合の
放射エネルギＲ(Ｔ)は、次式で表される。
【００１０】
【数１】
【００１１】ただし、αは定数、εは放射率、ｎはｎ値
と呼ばれ、観測波長域と温度Ｔで決まる値であり、だい
たい４以上で、観測波長域が短波長になるほど値が大き
くなる。本実施例の場合、溶融時の銅パイプ１，溶融ろ
う３ａの放射率をそれぞれε1，ε3とし、溶融ろう３ａ
をそれぞれの放射率で観測した場合の検出温度をそれぞ
れＴ1、Ｔ3とすると、数１から
と呼ばれ、観測波長域と温度Ｔで決まる値であり、だい
たい４以上で、観測波長域が短波長になるほど値が大き
くなる。本実施例の場合、溶融時の銅パイプ１，溶融ろ
う３ａの放射率をそれぞれε1，ε3とし、溶融ろう３ａ
をそれぞれの放射率で観測した場合の検出温度をそれぞ
れＴ1、Ｔ3とすると、数１から
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】となる。ここで同じ溶融ろう３ａを観測し
ているので、
ているので、
【００１５】
【数４】 Ｒ(Ｔ1)＝Ｒ(Ｔ3) …（数４） が成立する。溶融時の銅パイプ１の放射率ε1と溶融ろ
う３ａの放射率ε3を比較すると、
う３ａの放射率ε3を比較すると、
【００１６】
【数５】 ε1＜ε3 …（数５） であるので、数２ないし数５より
【００１７】
【数６】 Ｔ1＞Ｔ3 …（数６） となり、検出温度は実際の温度より高くなる。図３に示
すように、銅パイプ１の温度は時間が立つにつれて上昇
する。縦軸の温度は、ここでは温度判定処理６ｅで処理
した平均温度とする。また特性曲線８は溶融時の銅パイ
プ１の放射率ε1に設定して時特性を測定した場合であ
り、特性曲線９は、最初は溶融時の銅パイプ１の放射率
ε1 に設定して時特性を測定し、ろう溶融開始のａ点で
放射率を溶融ろう３ａの放射率ε3 に切り換えが可能な
場合の温度の時特性である。ａ点に達すると数６が成立
するため、特性曲線８ではそれ以降の温度上昇が急激に
変化する。よって、ろう全体の溶融の判断が容易とな
る。すなわち、温度上昇の変化率で判断するか、温度で
判断する方法，両者が満足したときにろう溶融と判断す
る方法などが考えられる。よって、この状態を判断して
ろう付け完了信号を加熱制御手段７に出力することがで
き、信頼性のあるろう付けができる。ここでは放射率の
設定を溶融時の銅パイプ１で設定したが、数５が成立す
るのであれば、固体の銅パイプであってもよい。また放
射率の設定を、代わりに絞りで調節したり、フィルタの
選択で調整してもよい。図２では、赤外線カメラ４で見
ている部分が全部溶融ろうに含まれているが、多少検出
精度は落ちるかもしれないが一部分であってもよい。ま
た赤外線放射温度センサが、赤外線放射温度計や赤外線
透過フィルタを装着した視覚カメラであってもよい。こ
こでは置きろう付けで説明したが、これは差しろう付け
であってもよい。
すように、銅パイプ１の温度は時間が立つにつれて上昇
する。縦軸の温度は、ここでは温度判定処理６ｅで処理
した平均温度とする。また特性曲線８は溶融時の銅パイ
プ１の放射率ε1に設定して時特性を測定した場合であ
り、特性曲線９は、最初は溶融時の銅パイプ１の放射率
ε1 に設定して時特性を測定し、ろう溶融開始のａ点で
放射率を溶融ろう３ａの放射率ε3 に切り換えが可能な
場合の温度の時特性である。ａ点に達すると数６が成立
するため、特性曲線８ではそれ以降の温度上昇が急激に
変化する。よって、ろう全体の溶融の判断が容易とな
る。すなわち、温度上昇の変化率で判断するか、温度で
判断する方法，両者が満足したときにろう溶融と判断す
る方法などが考えられる。よって、この状態を判断して
ろう付け完了信号を加熱制御手段７に出力することがで
き、信頼性のあるろう付けができる。ここでは放射率の
設定を溶融時の銅パイプ１で設定したが、数５が成立す
るのであれば、固体の銅パイプであってもよい。また放
射率の設定を、代わりに絞りで調節したり、フィルタの
選択で調整してもよい。図２では、赤外線カメラ４で見
ている部分が全部溶融ろうに含まれているが、多少検出
精度は落ちるかもしれないが一部分であってもよい。ま
た赤外線放射温度センサが、赤外線放射温度計や赤外線
透過フィルタを装着した視覚カメラであってもよい。こ
こでは置きろう付けで説明したが、これは差しろう付け
であってもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、赤外線放射温度センサ
の放射率を一方の被接合金属の放射率に設定し、温度検
出領域をその被接合金属に含まれる領域、かつ、ろうが
溶融したときにろう付け領域ではない領域で先の一方の
被接合金属表面のぬれ性により広がる領域とすることに
より、ろう溶融の判断を容易にできる。その結果、加熱
制御手段へろう付け完了信号を出力でき、信頼性のある
ろう付けができる。放射率の設定を、ハード的にレンズ
の絞りあるいはフィルタの選択で設定しても同じ効果を
生じる。
の放射率を一方の被接合金属の放射率に設定し、温度検
出領域をその被接合金属に含まれる領域、かつ、ろうが
溶融したときにろう付け領域ではない領域で先の一方の
被接合金属表面のぬれ性により広がる領域とすることに
より、ろう溶融の判断を容易にできる。その結果、加熱
制御手段へろう付け完了信号を出力でき、信頼性のある
ろう付けができる。放射率の設定を、ハード的にレンズ
の絞りあるいはフィルタの選択で設定しても同じ効果を
生じる。
【図１】本発明の自動ろう付け装置を示すブロック図。
【図２】ろうの溶融状態を示す説明図。
【図３】加熱時の温度の特性図。
１，２…銅パイプ、１ａ…ろう付け領域、１ｂ…ろうが
広がる領域、３…リングろう、４…赤外線カメラ、６…
画像データ処理手段。
広がる領域、３…リングろう、４…赤外線カメラ、６…
画像データ処理手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長安 信之 栃木県下都賀郡大平町大字富田709番地の ２ 株式会社日立栃木エレクトロニクス内
Claims (1)
- 【請求項１】被接合金属同士をろう付けする装置におい
て、被接合金属の加熱手段と、加熱部の温度を検出する
赤外線放射温度センサと、前記赤外線放射温度センサに
より取り込まれた温度検出データの処理手段とを有し、
前記赤外線放射温度センサの放射率を一方の被接合金属
の溶融状態における放射率に設定し、温度検出領域を前
記一方の被接合金属に含まれる領域、かつ、ろうが溶融
したときにろう付け領域ではない領域で前記一方の被接
合金属表面のぬれ性により広がる領域とすることを特徴
とする自動ろう付け装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7927393A JPH06285625A (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 自動ろう付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7927393A JPH06285625A (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 自動ろう付け装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285625A true JPH06285625A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=13685262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7927393A Pending JPH06285625A (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 自動ろう付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06285625A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09210838A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Fujita Corp | 風洞実験方法 |
| JPH09210842A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Fujita Corp | 風速測定方法および装置 |
| JPH1122643A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷媒圧縮機及びそのフィルター及びそのフィルターの組立方法 |
| JP2018176246A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | 株式会社ジャパンユニックス | レーザー式はんだ付け方法及びレーザー式はんだ付け装置 |
| US10486262B2 (en) | 2012-07-11 | 2019-11-26 | Carrier Corporation | Method and system for joining workpieces |
| CN115279531A (zh) * | 2020-03-27 | 2022-11-01 | 三菱电机株式会社 | 铜构件用自动火焰钎焊装置及铜构件用自动火焰钎焊方法 |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP7927393A patent/JPH06285625A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09210842A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Fujita Corp | 風速測定方法および装置 |
| JPH09210838A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Fujita Corp | 風洞実験方法 |
| JPH1122643A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷媒圧縮機及びそのフィルター及びそのフィルターの組立方法 |
| US10486262B2 (en) | 2012-07-11 | 2019-11-26 | Carrier Corporation | Method and system for joining workpieces |
| JP2018176246A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | 株式会社ジャパンユニックス | レーザー式はんだ付け方法及びレーザー式はんだ付け装置 |
| CN115279531A (zh) * | 2020-03-27 | 2022-11-01 | 三菱电机株式会社 | 铜构件用自动火焰钎焊装置及铜构件用自动火焰钎焊方法 |
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