JPH09300080A - シーム位置決定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転テーブル上の対象物の溶接シーム位置を
決定するシーム位置決定装置に関し、溶接シームの位置
決めを自動化して、作業効率を上げることができ、また
補強部品の取付精度も向上させることができるようにす
る。 【解決手段】 この発明のシーム位置決定装置は、対象
物１に向けて送信コイルから低周波磁界を出力し、対象
物１からの反射磁界を受信コイルで受信し、その受信し
た反射磁界の変化に基づいて溶接シーム１ａを検出する
ようにしたシーム検出装置１０と、回転テーブル５を回
転させシーム検出装置１０に対して溶接シーム１ａの走
査を行わせるテーブル回転手段（６，１２等）と、回転
テーブル５の回転量、シーム検出装置１０の位置情報お
よびシーム検出装置１０からのシーム検出情報に基づい
て溶接シーム１ａの位置を決定するとともにその溶接シ
ーム１ａの位置に基いて回転テーブル５を回転させ溶接
シーム１ａに所定方向を向かせるシーム位置決定手段
（１０，１２等）と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転テーブル上
の対象物の溶接シーム位置を決定するシーム位置決定装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シーム溶接で形成した缶１００に、図８
に示すような取っ手１０１を取り付ける場合、缶１００
の側面の指定位置に、取っ手１０１を差し込むための補
強部品１０２をプロジェクション溶接している。このプ
ロジェクション溶接工程は、プロジェクション溶接機を
用いて自動的に行っており、その際の補強部品１０２の
取り付け位置は、缶１００のシーム（シーム溶接部）１
０３の位置を基準にして決めている。このため、プロジ
ェクション溶接工程に入るまでには、シーム１０３を所
定方向に揃えておく必要があるが、シーム１０３の位置
検出にはこれといった方法がなく、作業者が缶１００を
手に取り、シーム１０３を目視で確認し、所定方向に揃
えてセットしているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
人手に頼ってシーム１０３の位置を検出していると、連
続的な作業時間にも限界があって作業効率が悪く、ま
た、ミスも起こしやすいので補強部品１０２の取付精度
がそれほど良くなかった。この発明は上記に鑑み提案さ
れたもので、溶接シームの位置決めを目視に頼らず自動
化して、作業効率を上げることができ、また補強部品の
取付精度も向上させることができるシーム位置決定装置
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のシーム位置決定装置は、回転テーブルに
載置した対象物の溶接シーム位置を決定するシーム位置
決定装置において、上記対象物に向けて送信コイルから
低周波磁界を出力する磁界送信手段と、上記対象物から
の反射磁界を受信コイルで受信する反射磁界受信手段
と、上記受信した反射磁界の変化に基づいて溶接シーム
を検出するシーム検出手段と、を有するシーム検出装置
と、上記回転テーブルを回転させシーム検出装置に対し
て溶接シームの走査を行わせるテーブル回転手段と、上
記回転テーブルの回転量、上記シーム検出装置の位置情
報およびシーム検出装置からのシーム検出情報に基づい
て溶接シームの位置を決定するとともにその溶接シーム
の位置に基いて回転テーブルを回転させ溶接シームに所
定方向を向かせるシーム位置決定手段と、を有するよう
にした。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１は缶の向きを自動的
に揃える缶セッティングシステムの説明図である。図に
おいて、シーム溶接で形成した缶１は、前工程コンベア
１３から次工程の缶セッティングシステムに運ばれて回
転テーブル５に載置され、当該工程完了後、次工程コン
ベア１５に運ばれ、その次工程コンベア１５上で例えば
プロジェクション溶接が施される。この缶１の移動は、
コントロールユニット１２の指令を受けて動作するオー
トハンド２０を用いて行われる。

【０００６】上記の缶セッティングシステム（シーム位
置決定装置）は、缶１のシーム１ａを検出してその向き
を一定方向に揃えるために構築したシステムであり、コ
ントロールユニット１２を中心に、シーム検出装置１
０、回転テーブル５、その回転テーブル５を回転させる
ためのサーボモータ６、および缶１を上方から押さえる
押さえ板２から構成されている。

【０００７】押さえ板２は、回転テーブル５と同軸線上
に回転中心を有して缶１を上部より押さえ、缶１の位置
ズレを抑制するためのものであり、シリンダ３のピスト
ン先端に固定してあって上下に移動可能となっている。
すなわち、シリンダ３には電磁弁４が接続してあり、コ
ントロールユニット１２からの指令を受けて電磁弁４が
開くとシリンダ３に圧縮空気が流入し、それによりシリ
ンダ３は押さえ板２を下降させ、回転テーブル５上の缶
１を上方から押さえる。なお、その押さえる程度は、回
転テーブル５と一体に缶１も回転できる程度に軽く調整
されている。

【０００８】回転テーブル５は、上述したように、サー
ボモータ６によって回転駆動し、このサーボモータ６
は、コントロールユニット１２からの指令を受けて動作
するモータ制御部７から出力された駆動信号で回転す
る。また、サーボモータ６にはその回転量を検出するエ
ンコーダ６１が設けてあり、そのエンコーダ６１の検出
信号は、回転テーブル５の回転量情報としてコントロー
ルユニット１２にフィードバックされている。

【０００９】シーム検出装置１０は、缶１のシーム（シ
ーム溶接部）１ａを検出するための装置であり、シリン
ダ８のピストン先端に固定してあって水平方向に移動可
能となっている。すなわち、シリンダ８には電磁弁９が
接続してあり、コントロールユニット１２からの指令を
受けて電磁弁９が開くとシリンダ８に圧縮空気が流入
し、それによりシリンダ８はピストンを缶１の方向に突
出させ停止する。そのときのシーム検出装置１０と缶１
とは、シーム検出装置１０によるシーム検出を精度良く
行える程度の一定距離を保持するように予め調整してあ
り、その検出位置に停止したときのシーム検出装置１０
の位置情報はコントロールユニット１２にメモリしてあ
る。当該工程が完了すると、電磁弁９は閉じてシリンダ
８はそのピストンを後退させシーム検出装置１０を缶１
から十分離れた位置まで後退させて、缶１の移動を妨げ
ないようにしている。

【００１０】シーム検出装置１０には信号処理部１１が
接続してあり、シーム検出装置１０が受信した波形信号
は、信号処理部１１に送られて処理され、その後さら
に、コントロールユニット１２に送られる。

【００１１】コントロールユニット１２では、信号処理
部１１経由で送られてくるシーム検出装置１０からの信
号に基づいてシーム１ａを検出するとともに、そのシー
ム１ａの検出情報や、回転テーブル５の回転情報、シー
ム検出装置１０の位置情報から、シーム１ａを一定方向
に向かせるための移動角度を求め、その移動角度だけ回
転テーブル５を回転させて缶１の向きを揃える。

【００１２】図２はシーム検出装置の構成を概略的に示
す図である。シーム検出装置１０は、図に示すように、
中央の送信コイル１０ａと、その送信コイル１０ａの両
側に設けた２つの受信コイル１０ｂ，１０ｃとを有して
おり、測定時に送信コイル１０ａより低周波磁界を出力
し、反射してくる磁界を両側の受信コイル１０ｂ，１０
ｃで受信する。その各受信信号は、上述したように、シ
ーム検出装置１０から信号処理部１１経由で、コントロ
ールユニット１２に送られる。

【００１３】一般に送信コイルにより発生した磁界内に
金属対象物があると、電磁誘導作用によって、対象物表
面に磁束の通過と垂直方向の渦電流が流れ、受信コイル
の磁界が変化する。

【００１４】缶１の材質は溶接部分（シーム１ａ）を除
いて均一であるから、缶１とシーム検出装置１０との距
離が一定であれば材質が変化しない限り受信コイル１０
ｂ，１０ｃの各出力は変化せず一定となる（図３）。一
方、シーム１ａは厚さや材質がその他の部分とは若干変
化しているので、このシーム１ａの部分で渦電流損によ
る磁気抵抗の変化が生じ、その結果図３に示すように、
受信コイル１０ｂ，１０ｃの各出力波形に変化が表れ
る。

【００１５】上述したように、このシーム検出装置１０
の出力信号は、信号処理部１１を経由してコントロール
ユニット１２に送られ、コントロールユニット１２は、
その出力波形に現れる上記の変化点を捕らえて、その変
化点に対応する回転角度を読み取り、その回転角度をシ
ーム１ａの位置情報（検出情報）として認識する。そし
て、そのシーム１ａの位置情報や、回転テーブル５の回
転角度情報、シーム検出装置１０の位置情報から、シー
ム１ａを所定方向に向かせるための移動角度を求め、そ
の移動角度分の信号をモータ制御部７経由でサーボモー
タ６に送って回転テーブル５を回転させる。これによ
り、缶１は、そのシーム１ａが所定の方向となるような
向きに揃えられ、その状態で次工程コンベア１５に運ば
れる。

【００１６】なお、上記のシーム検出装置１０の出力波
形に現れる変化点のみを検出するのは受信コイル１０
ｂ，１０ｃのいずれか一つだけでも可能である。しかし
ながら、実際にこれらの検出を行う場合、回転テーブル
５の上に缶１を載せ、缶１を回転させてシーム位置検出
を行うが、このとき缶１の中心が回転テーブル５の中心
からずれていると、回転させたときに偏芯が起こる。磁
界はシーム検出装置１０と缶１との距離に反比例して変
化し、距離が離れる程小さくなる。したがって、偏芯し
ているときの受信コイルの検出波形には、図４に示すよ
うに、うねりが生じ、シーム１ａの位置が精度良く検出
できなくなる。このため、この実施形態では、受信コイ
ルを２ケ用い、この出力の差を取ることにより偏芯によ
るドリフトをキヤンセルするようにしている。

【００１７】図５に受信コイル１０ｂおよび１０ｃの検
出波形を示す。受信コイル１０ｂと１０ｃとの特性が同
等となるように調整すると、受信コイル１０ｂと１０ｃ
とがシーム検出装置１０内で離れている距離を角度に換
算した分だけ位相のずれた同一波形が各コイル１０ｂ，
１０ｃより出力され、その出力の差を取ることにより、
偏芯によるドリフトがキャンセルでき、より精度良くシ
ーム位置Ｐを特定することができる（図６）。

【００１８】上記手法でもシーム位置検出は可能である
が、缶１のへこみ、傷による不必要な信号がまだ混入し
ており誤検出をする恐れがある。そこで、この実施形態
では、さらに検出精度を上げるため、この信号を微分回
路に通し、信号の変化分のみを検出する方法に着目し実
用化した。これにより、図７に示すように、低い信号変
化分はキャンセルされ、シーム位置信号のみを正確に検
出することが可能となり、さらに精度良くシーム位置Ｐ
を特定できるようになった。

【００１９】このように、この実施形態では、缶１のシ
ーム１ａの検出およびその所定方向へのセッティングを
目視に頼らずに自動的に行えるようにしたので、作業効
率を上げることができ、また精度良くセッティングでき
るので、次工程での補強部品等の取り付けも精度良く行
うことができる。

【００２０】また、シーム検出装置１０に２つの受信コ
イル１０ｂ，１０ｃを用いるようにしたので、缶１が回
転テーブル５上で偏芯していても、その偏芯による検出
誤差をキャンセルでき、シーム１ａの検出精度を上げる
ことができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のシーム
位置決定装置によれば、対象物の溶接シームの検出およ
びその一定方向へのセッティングを目視に頼らずに自動
的に行えるようにしたので、作業効率を上げることがで
きる。また、精度良くセッティングできるので、次工程
での補強部品等の取り付けも精度良く行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】缶の向きを自動的に揃える缶セッティングシス
テムの説明図である。

【図２】シーム検出装置の構成を概略的に示す図であ
る。

【図３】受信コイルの基本的な信号波形を示す図であ
る。

【図４】缶の偏芯により受信コイルの波形にうねりが生
じた場合を示す図である。

【図５】２つの受信コイルの信号波形である。

【図６】２つの受信コイルの差を取った場合の信号波形
である。

【図７】受信コイルからの信号を微分し、変化分の大き
い信号のみを取り出した波形である。

【図８】缶に取っ手を取り付けた場合を示す図である。

【符号の説明】

１ 缶 １ａ シーム ２ 押さえ板 ３，８ シリンダ ４、９ 電磁弁 ５ 回転テーブル ６ サーボモータ ７ モータ制御部 １０ シーム検出装置 １０ａ 送信コイル １０ｂ，１０ｃ 受信コイル １１ 信号処理部 １２ コントロールユニット ２０ オートハンド

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 11/06 １０２ Ｂ２３Ｋ 11/06 １０２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転テーブルに載置した対象物の溶接シ
   ーム位置を決定するシーム位置決定装置において、 上記対象物に向けて送信コイルから低周波磁界を出力す
   る磁界送信手段と、上記対象物からの反射磁界を受信コ
   イルで受信する反射磁界受信手段と、上記受信した反射
   磁界の変化に基づいて溶接シームを検出するシーム検出
   手段と、を有するシーム検出装置と、 上記回転テーブルを回転させ上記シーム検出装置に対し
   て溶接シームの走査を行わせるテーブル回転手段と、 上記回転テーブルの回転量、上記シーム検出装置の位置
   情報およびシーム検出装置からのシーム検出情報に基づ
   いて溶接シームの位置を決定するとともにその溶接シー
   ムの位置に基いて回転テーブルを回転させ溶接シームに
   所定方向を向かせるシーム位置決定手段と、 を有することを特徴とするシーム位置決定装置。