(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が四角形の金属シートを搬送方向に切断して複数の切断片を製造するに際し、搬送される金属シートの不良の有無を検出し、この金属シートを切断した後に前記金属シートの不良部分を搬送経路外に除去する製缶用金属シートの不良部除去方法において、
前記金属シートを、相互に平行な２側縁に沿って平面方向に搬送するとともに、前記金属シートの表面における前記２側縁付近に、前記金属シートの搬送にともない、前記金属シートの厚さ方向に変位する形状検出装置を接触させ、前記金属シートの厚さ方向における前記形状検出装置の変位状態に基づいて前記金属シートの側縁の折れ曲がりの有無を間接的に変位センサで検出し、その変位センサの出力信号に基づいて前記金属シート自体の形状不良の有無を判定し、その後、前記金属シートを切断して複数の切断片を製造するとともに、これらの切断片のうち折れ曲がりが有ると判定された側縁に対応する切断片を、その他の切断片の搬送経路外に排出することを特徴とする製缶用金属シートの不良部除去方法。
【請求項２】
平面形状が四角形の金属シートを相互に平行な２側縁に沿って平面方向に搬送する搬送装置と、この金属シートを搬送方向に切断して複数の切断片を製造する切断装置と、搬送される金属シートの不良の有無を検出し、この金属シートを切断した後に前記金属シートの不良部分を含む切断片を、その他の切断片の搬送経路外に排出する排出装置とを備えた製缶用金属シートの不良部除去装置において、
前記金属シートの２側縁付近の上面に接触し、かつ、前記金属シート自体の形状に沿って前記金属シートの厚さ方向に変位することのできる形状検出装置と、
前記金属シートの搬送にともなう前記形状検出装置の変位状態に基づいて前記金属シートの側縁の折れ曲がりの有無を間接的に検出する変位センサと、
その変位センサの出力信号に基づいて、前記金属シート自体の形状不良の有無を判定する判定装置とを備えるとともに、
前記金属シートの搬送方向における前記形状検出装置よりも上流で、かつ前記形状検出装置に近づけた位置に、前記金属シートを前記搬送装置の搬送面に押し付ける付勢部材が設けられていることを特徴とする製缶用金属シートの不良部除去装置。
【請求項３】
前記金属シートの搬送方向における前記切断装置と前記形状検出装置との距離が、前記金属シートの搬送方向の長さよりも長く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の製缶用金属シートの不良部除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属シートを切断してその切断片を円筒形状に湾曲させ、その側縁同士を溶接する溶接缶胴の製造過程において、切断前の金属シートの状態でその不良を検出し、その不良部分を除去することのできる製缶用金属シートの不良部除去方法および金属シートの不良部除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３ピース缶の缶胴を製造するにあたり、平面形状が四角形の金属シートを搬送方向に切断して複数の切断片を製造し、これらの切断片を円筒形状に曲げて、その側縁同士を接触させて溶接することにより、缶胴を製造する方法が知られている。このような溶接缶胴の製造過程で用いられる装置の一例が、実公昭６１−９８６８号公報、特開昭６０−１３７７６２号公報、実開昭６２−１４１４１６号公報に記載されている。この実公昭６１−９８６８号公報には、装飾済みの金属シートを厚さ方向に積み重ねておくための装置が記載されている一方、特開昭６０−１３７７６２号公報および実開昭６２−１４１４１６号公報には、金属シートを切断するための装置が記載されている。
【０００３】
ところで、このような缶胴に用いる金属シートには、予め印刷塗装が付与されるが、その塗装過程において、本来は印刷塗装を施す必要の無い部位にミスト（インキや塗料などの絶縁物）が付着する可能性がある。また、積層されている金属シートのロットを、フォークリフトなどにより加工工程に運搬する場合や、加工工程において金属シートを所定の位置にセットする場合などに、金属シートと、周囲の物体または加工装置のフレームとが接触して、金属シートの４隅に折れ曲がりが発生する可能性がある。
【０００４】
上記のように、不良箇所のある金属シートを切断して切断片を製造し、この切断片を溶接すると溶接不良が発生して缶胴の製品品質が低下する可能性がある。そこで、溶接対象部位に不良箇所がある切断片を、缶胴の製造過程で排除することのできる方法の一例が特開平２−２２７６４９号公報に記載されている。この公報に記載された不良部除去方法は、印刷塗装が施された金属シートの非塗装部におけるミストの有無を検出するものであり、非塗装部の両面に上下一対の導通チェックロールを接触配置し、このロール間に被検出シートを介して通電し、シート表面上のミストによりロールがシート表面から遊離して通電が絶たれることにより、ミストの有無を検出するものである。そして、ミストが検出された金属シートに相当する部分の切断片を、工程外に排出することで、溶接不良の発生頻度が減少するものとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平２−２２７６４９号公報に記載された発明によれば、缶胴の溶接工程よりも前の段階で、付着物を有する金属シートを検出することができるが、金属シートの折れ曲がりなどのように、金属シート自体の形状不良を検出することができず、この種の技術は未だ提案されていなかった。このように、形状不良のある金属シートを切断した切断片が溶接工程に搬送された場合は、切断片のフィードジャムなどの搬送トラブルを発生させたり、切断片の側縁を電気溶接するための溶接ワイヤー（電極線）の切断、または溶接不良（アンダーウェルドなど）の原因となり、溶接缶胴の製品品質が低下する問題があった。そして、これらの不都合が缶胴製造ラインの前工程および後工程に悪影響を及ぼし、製缶工程全体の稼働が不安定になる結果を招いていた。
【０００６】
そこで、複数の金属シートが積層されたロット中に、折れ曲がりのある金属シートが発見された場合に、積層状態にある金属シートの中から、折れ曲がりのある金属シートを人力により抜き取ることも考えられる。しかしながら、重量による金属シート同士の摩擦力が強いために不良品の除去が困難であり、かつ、積層された金属シートが崩れる可能性があり、抜き取り作業が危険であった。このため、積層された金属シート中に、不良のある金属シートが発見された場合は、その金属シートが単品でシート供給装置ラインに流れてきてから、オペレータがラインの稼働を一旦停止させて不良のある金属シートを人力により除去しなければならない。したがって、不良金属シートの除去に多大の労力と時間を要し、結果的に缶胴の製造効率が低下する問題があった。
【０００７】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、金属シートの形状不良の有無を検出し、かつ、金属シートを切断して得た切断片の搬送過程において、形状不良に対応する箇所の切断片を除去することのできる製缶用金属シートの不良部除去方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、平面形状が四角形の金属シートを搬送方向に切断して複数の切断片を製造するに際し、搬送される金属シートの不良の有無を検出し、この金属シートを切断した後に前記金属シートの不良部分を搬送経路外に除去する製缶用金属シートの不良部除去方法において、前記金属シートを、相互に平行な２側縁に沿って平面方向に搬送するとともに、前記金属シートの表面における前記２側縁付近に、前記金属シートの搬送にともない、前記金属シートの厚さ方向に変位する形状検出装置を接触させ、前記金属シートの厚さ方向における前記形状検出装置の変位状態に基づいて前記金属シートの側縁の折れ曲がりの有無を間接的に変位センサで検出し、その変位センサの出力信号に基づいて前記金属シート自体の形状不良の有無を判定し、その後、前記金属シートを切断して複数の切断片を製造するとともに、これらの切断片のうち折れ曲がりが有ると判定された側縁に対応する切断片を、その他の切断片の搬送経路外に排出することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１の発明によれば、金属シートの搬送中に、形状検出装置が金属シートの形状に追従して金属シートの厚さ方向に変位することにより、その形状検出装置の変位状態に基づいて金属シートの側縁の折れ曲がりの有無が変位センサによって間接的に検出される。また、金属シートの搬送が継続されて切断され、切断片が得られる。そして、形状不良が無いと判定された側縁に対応する良品の切断片は搬送経路に沿って搬送されるが、折れ曲がりが有ると判定された側縁に対応する不良品の切断片は、良品の切断片とは区別されて搬送経路外に排出される。
【００１１】
請求項２の発明は、平面形状が四角形の金属シートを相互に平行な２側縁に沿って平面方向に搬送する搬送装置と、この金属シートを搬送方向に切断して複数の切断片を製造する切断装置と、搬送される金属シートの不良の有無を検出し、この金属シートを切断した後に前記金属シートの不良部分を含む切断片を、その他の切断片の搬送経路外に排出する排出装置とを備えた製缶用金属シートの不良部除去装置において、前記金属シートの２側縁付近の上面に接触し、かつ、前記金属シート自体の形状に沿って前記金属シートの厚さ方向に変位することのできる形状検出装置と、前記金属シートの搬送にともなう前記形状検出装置の変位状態に基づいて前記金属シートの側縁の折れ曲がりの有無を間接的に検出する変位センサと、その変位センサの出力信号に基づいて、前記金属シート自体の形状不良の有無を判定する判定装置とを備えるとともに、前記金属シートの搬送方向における前記形状検出装置よりも上流で、かつ前記形状検出装置に近づけた位置に、前記金属シートを前記搬送装置の搬送面に押し付ける付勢部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の発明によれば、金属シートの搬送中に、形状検出装置が金属シートの形状に追従して金属シートの厚さ方向に変位することにより、形状検出装置の変位状態に基づいて金属シートの側縁の折れ曲がりの有無が変位センサによって間接的に検出される。この金属シートの側縁の形状不良の有無を検出する際に、金属シートが厚さ方向に動くことが抑制される。また、金属シートの搬送が継続されて切断され、切断片が得られる。そして、形状不良が無いと判定された側縁に対応する良品の切断片は搬送経路に沿って搬送されるが、折れ曲がりが有ると判定された側縁に対応する不良品の切断片は、良品の切断片とは区別されて搬送経路外に排出される。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記金属シートの搬送方向における前記切断装置と前記形状検出装置との距離が、前記金属シートの搬送方向の長さよりも長く設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の作用が生じるほか、金属シートの形状不良の有無が検出された後に、金属シートの切断がおこなわれる。このため、金属シートの切断にともない金属シートが厚さ方向に振動したとしても、この振動は形状検出装置による形状検出精度には影響しない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、添付図面に基づいてこの発明を詳細に説明する。図１は、３ピース缶の缶胴製造工程内に設けられた金属シート切断工程Ａ１を示す概略的な平面図である。ここで金属シートとしては、金属シート切断工程Ａ１の前工程である印刷工程（図示せず）において、塗料やインクなどにより直接印刷処理を施したもの、またはグラビヤ印刷フィルムをラミネートしたものなどが例示される。
【００１６】
前記金属シート切断工程Ａ１には、第１搬送コンベア１と第２搬送コンベア２と第３搬送コンベア３とが設けられている。第１搬送コンベア１は、平面形状が四角形（具体的には正方形または長方形）の金属シート４をその平面方向に搬送する機能を有している、いわゆるフィンガー付きチェーンコンベアである。具体的には、金属シート４が、相互に平行な２側縁５，５と平行な矢印Ｂ１方向に搬送される。また第２搬送コンベア２は、第１搬送コンベア１と同様なフィンガー付きコンベアであり、後述する大切断片５７を矢印Ｂ２方向に搬送する機能を有している。第１搬送コンベア１の搬送方向における右側には、金属シート４の搬送方向に沿って下側ガイド部材３２が設けられている。そして、搬送コンベア１の搬送面と下側ガイド部材３２の上面とが面一に設定されている。したがって、金属シート４の下面７９が搬送コンベア１および下側ガイド部材３２に接触する。
【００１７】
また、金属シート４の搬送方向における第１搬送コンベア１の両側には、形状検出装置６，６が設けられている。この形状検出装置６，６の構成を、便宜上、金属シート４の搬送方向における右側に配置されている形状検出装置６に基づいて説明する。前記第１搬送コンベア１の側方にはフレーム７が設けられており、形状検出装置６はフレーム７に立設された支柱８を有している。支柱８における第１搬送コンベア１側の側面には、ねじ部材９Ａによりベッド９が固定されており、このベッド９の上面には金属シート４の搬送方向と平行なガイドレール１０が設けられている。
【００１８】
また、ベッド９上には可動台１１が設けられており、この可動台１１はガイドレール１０に沿って移動することができる。可動台１１にはその厚さ方向に貫通する長孔１２が複数形成されている。この長孔１２はガイドレール１０と平行な方向に延ばされており、長孔１２に挿入されたねじ部材１３がベッド９の雌ねじ（図示せず）にねじ込まれている。したがって、ねじ部材１３を緩めることにより、金属シート４の搬送方向に沿って可動台１１を移動することができ、ねじ部材１３を締め付けることにより、可動台１１が金属シート４の搬送方向の所定位置に固定される。
【００１９】
さらに可動台１１における第１搬送コンベア１側の端部には、金属シート４の搬送方向に直交する方向に延ばされた２つの切欠部１４，１５が形成されている。また可動台１１上には、切欠部１４，１５に沿ってそれぞれ移動することのできる支持台１６，１７が取り付けられている。支持台１６，１７には、切欠部１４，１５と同方向に延ばされた複数の長孔１８と複数の長孔１９とが別個に形成されている。そして、長孔１８に挿入されたねじ部材２０が可動台１１側にねじ込まれており、長孔１９に挿入されたねじ部材２１が可動台１１側にねじ込まれている。したがって、ねじ部材２０，２１を緩めることにより、金属シート４の搬送方向と直交する方向に支持台１６，１７を移動することができ、ねじ部材２０，２１を締め付けることにより、支持台１６，１７が金属シート４の搬送方向に直交する方向の所定位置に固定される。
【００２０】
また、支持台１６の方が支持台１７よりも上流に配置されており、支持台１６側は以下のように構成されている。支持台１６の自由端、つまり第１搬送コンベア１の上方側の端部には、ジョイントプレート２２が取り付けられている。このジョイントプレート２２には上下方向に延ばされた長孔２３が形成されている。そして長孔２３に挿入されたねじ部材２４が支持台１６の雌ねじ（図示せず）にねじ込まれている。さらにジョイントプレート２２の下端部にはねじ部材２２Ａによりブラケット２５が固定されている。
【００２１】
一方、前記支持台１６には高さ調整機構２６が設けられており、この高さ調整機構２６は、調整用つまみ２７と、調整用つまみ２７の操作により上下方向に動作するシャフト２８とを有している。そして、シャフト２８の下端には前記ブラケット２５が連結されている。したがって、ねじ部材２４を緩めて調整用つまみ２７を操作することにより、ブラケット２５の高さを調整することができる。また、ねじ部材２４を締め付けることにより、ブラケット２５が所定の高さに固定される。
【００２２】
前記ブラケット２５には、水平方向に、かつ、金属シート４の搬送方向に直交して延びた支軸２９が設けられている。また、この支軸２９を中心として回転することのできる腕部材３０が設けられている。この腕部材３０の自由端には支軸３０Ａを中心として回転することのできるローラ３１が取り付けられている。さらに、ブラケット２５に形成されたピン２５Ａと、腕部材３０に形成されたピン３０Ｂとに亘り、引っ張りばね３３が掛け渡されている。この引っ張りばね３３により、腕部材３０が支軸２９を中心とした反時計方向に付勢されている。
【００２３】
つぎに、支持台１７側の構成について説明する。支持台１７の自由端、つまり、下側ガイド部材３２の上方側の端部には、ジョイントプレート３４が取り付けられている。このジョイントプレート３４には上下方向に延ばされた長孔３５が形成されている。そして長孔３５に挿入されたねじ部材３６Ａが、支持台１７の雌ねじ（図示せず）にねじ込まれている。さらにジョイントプレート３４の下端部には、ねじ部材３４Ａによりブラケット３６が固定されている。
【００２４】
一方、前記支持台１７には高さ調整機構３７が設けられており、この高さ調整機構３７は、調整用つまみ３８と、調整用つまみ３８の操作により上下方向に動作するシャフト３９とを有している。このシャフト３９の下端には前記ブラケット３６が連結されている。したがって、ねじ部材３６Ａを緩めて調整用つまみ３８を操作することにより、ブラケット３６の高さを調整することができる。また、ねじ部材３６Ａを締め付けることにより、ブラケット３６が所定の高さに固定される。
【００２５】
前記ブラケット３６には、水平方向に、かつ、金属シート４の搬送方向に直交して延びた支軸４０が設けられている。また、この支軸４０を中心として回転することのできる腕部材（ドグ）４１が設けられている。この腕部材４１の自由端には支軸４２を中心として回転することのできるローラ４３が取り付けられている。さらに、ブラケット３６に形成されたピン３６Ｂと、腕部材４１に形成されたピン４１Ａとに亘り、引っ張りばね４４が掛け渡されている。この引っ張りばね４４により、腕部材４１が支軸４０を中心とした反時計方向に付勢されている。上記構成のローラ３１，４３は、金属シート４の搬送にともない、側縁５付近の上面８０に接触して転動することができる。また、ローラ３１の中心とローラ４３の中心との距離は、スペースを考慮して近づけた値に設定されている。この設定状態は、支軸２９，４０同士の位置関係、および腕部材３０，４１の傾斜角度に基づいて調整することができる。
【００２６】
前記ブラケット３６にはプレート４６を介して変位センサ（渦電流変位センサ）４７が取り付けられている。これに対して、腕部材４１における第１搬送コンベア１とは反対側の側面には、変位センサ４７に近接して鉄板（金属片）４５が取り付けられている。この変位センサ４７は、通電により高周波磁界を形成すると、電磁誘導作用により、鉄板４５の表面と磁界との距離に応じて渦電流が発生する機能を有している。このため、腕部材４１の回転により変位センサ４７の検出面と鉄板４５との距離が変化し、渦電流が変化することになる。
【００２７】
一方、下側ガイド部材３２の側方、つまりフレーム７の上面には、図４に示すように、第１搬送コンベア１の搬送方向に沿ってブロック４８が設けられている。このブロック４８はねじ部材７Ａにより固定されており、ブロック４８における下側ガイド部材３２側の側面には、下側ガイド部材３２と平行なホルダー４９が取り付けられている。そして、ホルダー４９には、第１コンベア１の搬送方向に沿って複数のねじ部材５０が垂直に取り付けられており、各ねじ部材５０を中心として回転することのできる複数の側方ガイドローラ５１が設けられている。各側方ガイドローラ５１は、下側ガイド部材３２とフレーム７との間に配置され、各側方ガイドローラ５１の外周面、つまりガイド面の上端と下端との間の高さに、下側ガイド部材３２の上面が設定されている。各側方ガイドローラ５１は、第１搬送コンベア１により搬送される金属シート４の幅方向の移動を規制するゲージ機能を有している。
【００２８】
ところで、金属シート４の搬送方向の左側に配置されている形状検出装置６は、基本的には金属シート４の搬送方向の右側に配置されている形状検出装置６と構成的に類似している。ただし、金属シート４の搬送方向の左側に配置されている形状検出装置６には、ブロック４８、プレート４９、側方ガイドローラ５１、ねじ部材５０などの部品が設けられていない点が、金属シート４の搬送方向の右側に配置されている形状検出装置６とは異なる。
【００２９】
前記第１搬送コンベア１により搬送される金属シート４の搬送方向において、形状検出装置６よりも下流には、第１次切断装置５３が設けられている。この第１次切断装置５３は、図５に示すように上下一対のカッターローラ５４，５５を有している。このカッターローラ５４，５５の回転中心軸線（図示せず）は、金属シート４の搬送方向に直交し、かつ、水平に配置されている。各カッターローラ５４，５５の外周面には、軸線方向に所定間隔をおいて複数のカッター５６がそれぞれ設けられている。また、カッターローラ５４，５５を駆動させるモータ（図示せず）が設けられている。そして、このカッターローラ５４，５５は、搬送される金属シート４を、その搬送方向、つまり、側縁５と平行な方向に切断して複数の大切断片５７を製造する機能を有している。
【００３０】
さらに、金属シート４の搬送方向における形状検出装置６の下流の端部（具体的には、ローラ４３の下流端）と、第１次切断装置５３の上流の端部（具体的には、カッターローラ５４，５５の上流端）との間の距離Ｌ１は、金属シート４の搬送方向の長さＬ２よりも長く設定されている。
【００３１】
一方、第１次切断装置５３における大切断片５７の排出側には、排出装置５８が設けられている。この排出装置５８は、前記第２搬送コンベア２の上方に設けられたマグネットコンベア５９と、モータ６０により駆動される排出ローラ６１と、排出トレイ６２とを有している。マグネットコンベア５９は、電磁石により構成されるプレート６３と、プレート６３の下面に形成された複数のローラ６５とを有している。プレート６３は、通電または非通電の制御により吸着力が発生または解除される。さらに、プレート６３の下面側における大切断片５７の搬送方向の下流には、それぞれの大切断片５７に対応してストッパ６６が設けられている。このストッパ６６は、アクチュエータ（図示せず）により上下方向に動作し、ローラ６５に沿って搬送される大切断片５７と当接する位置と当接しない位置とに突出・退避制御される。
【００３２】
前記排出ローラ６１はプレート６３の下方に設けられており、排出ローラ６１は、第１次切断装置５３から排出される大切断片５７の排出方向（矢印Ｂ１方向）において、第２搬送コンベア２よりも下流に配置されている。この排出ローラ６１の配置高さは、複数のローラ６５と第２搬送コンベア２との間の高さに設定されている。また、排出トレイ６２は、大切断片５７の排出方向において、排出ローラ６１よりも下流に配置されている。この排出トレイ６２は、第２搬送コンベア２の上面と同じ高さに設けられている。
【００３３】
前記第２搬送コンベア２は、第１搬送コンベア１に直交する方向（矢印Ｃ１方向）に動作することにより、大切断片５７を搬送する機能を有している。この第２搬送コンベア２により形成されている搬送経路の途中には、第２次切断装置６７が設けられている。この第２次切断装置６７は、上下一対のカッターローラ６８，６８Ａを有している。
【００３４】
この一対のカッターローラ６８，６８Ａは、大切断片５７の搬送方向に直交し、かつ、水平な回転中心軸線を中心として回転するように構成されている。また、一対のカッターローラ６８，６８Ａの外周には、中心軸線方向に所定間隔をおいて複数のカッター６９が形成されている。さらに、この一対のカッターローラ６８，６８Ａを駆動するモータ（図示せず）が設けられている。この第２次切断装置６７は、各大切断片５７を搬送方向に切断することにより、複数の小切断片７０を製造する機能を有している。
【００３５】
さらに、前記第３搬送コンベア３は第２搬送コンベア２の排出側に設けられており、第３搬送コンベア３は、第２搬送コンベア２から矢印Ｃ１方向に排出された小切断片７０を、矢印Ｄ１方向に搬送して溶接工程７１に送る機能を有している。溶接工程７１には小切断片７０を円筒形状に曲げる装置（図示せず）と、その重ね合わせ領域を電気溶接する溶接ワイヤー（電極線；図示せず）と、溶接電極が巻き掛けられる支持ローラ（図示せず）とが設けられている。
【００３６】
図６は、上記金属シート切断工程Ａ１の制御系統を示すブロック図である。すなわち、変位センサ４７はアンプ７２に接続されている。このアンプ７２はスパン調整トリマ７３と零調整トリマ７４とを有している。アンプ７２は変位センサ４７の信号を増幅して出力する機能を有している。またこのアンプ７２の出力側には、検出器制御盤７５が接続されている。この検出器制御盤７５は電子制御装置（ＥＣＵ）７６とモニタ７７とを有している。
【００３７】
この電子制御装置７６は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＯＭおよびＲＡＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。さらに、電子制御装置７６の出力側には排出装置５８および警報表示灯７８が接続されている。この警報表示灯７８は金属シート切断工程Ａ１のラインサイド、具体的には作業者が目視確認できる位置に配置されている。
【００３８】
ここで、この実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明する。下面７９がこの発明の一方の面に相当し、第１搬送コンベア１および下側ガイド部材３２がこの発明の搬送装置に相当し、上面８０がこの発明の表面または他方の面に相当し、ローラ４３および腕部材４１ならびに鉄板４５がこの発明の形状検出装置に相当し、大切断片５７がこの発明の切断片に相当し、第２搬送コンベア２がこの発明の搬送経路に相当する。また、アンプ７２および電子制御装置７６がこの発明の判定装置に相当し、第１次切断装置５３がこの発明の切断装置に相当し、ローラ３１および腕部材３０ならびに引っ張りばね３３がこの発明の付勢部材に相当する。
【００３９】
つぎに、金属シート４自体の形状不良を検出し、かつ、その不良部分を除去する方法を、図７のフローチャートを参照しながら説明する。金属シート４を第１搬送コンベア１に搬入する前に、変位センサ４７の信号に対するアンプ７２の出力電圧の零調整と、スパン（増幅割合）調整をおこなう。まず、アンプ７２の出力電圧の零調整に際しては、変位センサ４７により高周波磁界を形成して鉄板４５に磁束を通過させることにより、鉄板４５に渦電流を形成させこれを変位センサ４７により検出する。そして、鉄板４５と変位センサ４７の検出面とを接触させた状態とし、この状態における出力電圧が零mvになるように、零調整トリマ７６を操作する。また、スパン調整に際しては、鉄板４５と変位センサ４７の検出面との距離を２mmに設定し、この状態における出力電圧が2,000mvになるように、スパン調整トリマ７７を操作する。
【００４０】
一方、検出対象となる金属シート４を１枚だけ搬送コンベア１上に載せ、ローラ３１を金属シート４の上面８０に接触させる。そして、支軸２９の中心よりも支軸３０Ａの中心の方が、金属シート４の搬送方向の下流に位置する方向に、腕部材３０を傾斜させた状態に設定する。そして、支軸２９を通過する鉛直線（図示せず）と、腕部材３０とのなす鋭角側の角度が２０度〜４０度、好ましくは３０度に設定される。この腕部材３０と鉛直線とのなす角度は、初期位置設定機構（図示せず）を操作することにより、調整することができる。
【００４１】
また、ローラ４３を金属シート４に接触させた状態において、支軸４０の中心よりも支軸４２の中心の方が、金属シート４の搬送方向の下流に位置する方向に、腕部材４１を傾斜させる。そして、支軸４０を通過する鉛直線（図示せず）と、腕部材４１とのなす鋭角側の角度が２０度〜４０度、好ましくはローラ４３の変位に対する鉄板４５の相対的な変位量（または変位割合）が大きくなる角度である３０度に設定される。この腕部材４１と鉛直線とのなす角度は、初期位置設定機構（図示せず）を操作することにより調整することができる。
【００４２】
つぎに、ローラ３１，４３の高さ調整をおこなうとともに、アンプ７２の出力電圧の基準電圧の設定をおこなう（ステップＳ１）。このローラ３１，４３の高さ調整は、つぎのようにしておこなわれる。まず、第１搬送コンベア１上に、検出基準となる0.18mmの金属シート４を一枚配置し、その側縁５と、ローラ３１，４３におけるブロック４８側の端面とが面一となるように、ローラ３１，４３を金属シート４の搬送方向に直交して移動させる。このローラ３１，４３の移動は、支持台１６，１７の水平移動によりおこなわれる。さらに、ローラ３１，４３が金属シート４の上面８０に接触する高さに、ローラ３１，４３を位置決めする。このローラ３１，４３の高さ調整はブラケット２５，３６の上下方向の移動によりおこなわれる。なお、ローラ３１を金属シート４の上面８０に接触した状態において、アンプ７２の出力電圧は零〜５mv程度になる。
【００４３】
また、基準電圧の設定はつぎのようにしておこなわれる。アンプ７２の基準電圧は、変位センサ４７の検出面の中心と、鉄板４５との間の測定距離により変化するため、金属シート４の厚みに対応して各々の測定距離を設定しておき、これらの測定距離に対応して各々基準電圧を設定することになる。ここで、金属シート４の厚さと、測定距離と、基準電圧との関係の一例を表１に示す。
【００４４】
【表１】
0003764298.tif 000002
【００４５】
上記ステップＳ１についで、金属シート４の形状不良の有無を判断する際に用いるしきい値を設定する（ステップＳ２）。このしきい値とは、基準電圧に対して、金属シート４で許容される変形量を加味したものであり、基準電圧にしきい値を乗算したものを基準検出電圧とする。そして、アンプ７２の出力電圧が、この基準検出電圧を越えた場合に、その金属シート４を不良判定対象品として取り扱う。例えば、しきい値を１５０％に設定した場合の基準検出電圧は、
基準検出電圧＝基準電圧×１．５
で求められる。
【００４６】
また、ステップＳ２についで、金属シート４の変形部位を変位センサ４７により検出し、これに対応するアンプ７２の出力電圧が上記基準検出電圧を越えた場合に、その越えている時間の長短によって、金属シート４が不良品であるか否かを判定するため、その判定のための上限時間を検出時間として設定する（ステップＳ３）。言い換えれば、実際の出力電圧が基準検出電圧を越えており、その状態が検出時間を越えて継続的に検出された場合に、その金属シート４を実際に不良品であると判定する。ここで、基準検出電圧と基準電圧としきい値との関係の一例を表２に示す。
【００４７】
【表２】
0003764298.tif 000003
【００４８】
上記のステップＳ１，〜ステップＳ３をおこなった後、第１搬送コンベア１上に金属シート４を搬入し、この第１搬送コンベア１により金属シート４を第１次切断装置５３に向けて搬送する。この場合、金属シート４は、その下面７９が下側ガイド部材３２に接触した状態で搬送され、かつ、一方の側縁５が側方ガイドローラ５１に接触することにより、その搬送方向に直交する方向の移動が規制される。そして、金属シート４は第１次切断装置５３に到達する前に形状検出装置６に到達し、金属シート４の搬送方向の先端４Ａが、ローラ３１と下側ガイド部材３２との間に進入し、ついでローラ４３と下側ガイド部材３２との間に進入する（ステップＳ４）。
【００４９】
ここで、腕部材３０が前述した方向に傾斜しているために、金属シート４がローラ３１と下側ガイド部材３２との間に進入する際に、腕部材３０が図３において円滑に時計方向に所定角度回転し、ローラ３１が金属シート４の上面８０に沿って転動する。また、この場合、腕部材３０は、引っ張りばね３３により支軸２９を中心として反時計方向に付勢されているため、金属シート４を下側ガイド部材３２側に押し付ける方向に、ローラ３１の押圧力が作用している。
【００５０】
そして、ローラ３１の押圧力が金属シート４に作用している間に、金属シート４の先端４Ａがローラ４３と下側ガイド部材３２との間に進入する。すると、搬送力によりローラ４３が転動するとともに、腕部材４１が引っ張りばね４４の弾性力に抗して図３において時計方向に所定角度回転し、ローラ４３が金属シート４の上面８０に沿って転動する。このようにして、腕部材４１が時計方向に回転すると、鉄板４５と変位センサ４７と間の距離が変化し、変位センサ４７の信号がアンプ７２により増幅されて所定電圧の信号が出力される。前記電子制御装置７６においては、図８に示すように、前記金属シート４の１枚分の通過時間の間（ローラ４３と下側ガイド部材３２との間に金属シート４が存在している間）、上記アンプ７２により増幅された出力電圧が、基準検出電圧を越えたているか否かが判断される（ステップＳ５）。
【００５１】
すなわち、金属シート４の４隅のうちの少なくとも１箇所に折れ曲がり部Ｍ１が存在していた場合は、ローラ４３がその折れ曲がり部Ｍ１の形状に沿って上方に変位する。したがって、腕部材４１がさらに時計方向に回転し、変位センサ４７と鉄板４５との距離が長くなる。このため、アンプ７２の出力電圧が基準検出電圧を越えた値になり、ステップＳ５でＹｅｓと判断され、この金属シート４が不良判定対象品であると判定される。
【００５２】
さらに、実際の出力電圧が基準検出電圧を超えている状態が、検出時間を越えて継続されているか否かが判断される（ステップＳ６）。すなわち、不良判定対象品のうち、図８に示す時間ｔが検出時間を越えている箇所が１箇所でも検出されると、ステップＳ６でＹｅｓと判断され、この金属シート４が不良品であると判定される。ついで、アンプ７２の出力電圧波形、出力電圧のピーク値、実際の出力電圧が基準検出電圧を超えた金属シート４の個数、および不良品と判定した不良部位（４隅のうちのどの箇所か）、不良判定年月日、検出時刻などをモニタ７７に表示する処理がおこなわれる（ステップＳ７）。
【００５３】
さらに、警報表示灯７８が起動されているか否かが判断され（ステップＳ８）、ステップＳ８でＹｅｓと判断された場合は、金属シート４に不良が発見されたことを警報表示灯７８により表示する（ステップＳ９）。このようにして、金属シート４の４隅の少なくとも一つに曲がりがあるか否かが判定された後、金属シート４は第１次切断装置５３に搬送される。そして、カッター５６により金属シート４が切断されて複数の大切断片５７が製造される。
【００５４】
ところで、前記のように折れ曲がり部Ｍ１があると判定された金属シート４が切断された場合は、排出装置５８が起動されているか否かが判断され（ステップＳ１０）、ステップＳ１０でＹｅｓと判断された場合は、その金属シート４を切断して製造した大切断片５７のうち、折れ曲がり部Ｍ１の検出された側縁５を含む大切断片５７が、つぎのような動作により排出トレイ６２に排出される（ステップＳ１１）。
【００５５】
すなわち、ローラ４３の接触している金属シート４が不良品であると判定されると、その側縁を含む大切断片５７に対応するストッパ６６が、マグネットコンベア５９に磁力吸着されてローラ６５の下面に沿って搬送されてくる大切断片５７と当接しない位置に後退する。このため、折れ曲がり部Ｍ１のある大切断片５７はストッパ６６の位置を通過してマグネットコンベア５９により吸着保持されながらローラ６５と排出ローラ６１との間に搬送される。そして、モータ６０の駆動により排出ローラ６１が回転し、排出ローラ６１により大切断片５７が排出トレイ６２に排出される。このようにしてステップＳ１１の制御をおこない、この制御ルーチンを終了する。
【００５６】
なお、残りの大切断片５７は、それに対応するストッパ６６が後退することなく下降した位置にあり、搬送されてくる大切断片５７とストッパ６６とが当接して、マグネットコンベア５９の下面に吸着保持されたままストッパ６６の位置で停止する。ついで、残りの大切断片５７に対応するプレート６３が、順次、非通電状態に制御されることにより、第２搬送コンベア２上にタイミング良く落下し、そのまま第２搬送コンベア２により下流に搬送される。また、ステップＳ８，Ｓ１０でＮｏと判断された場合は、いずれもこの制御ルーチンを終了する。
【００５７】
一方、ステップＳ５においてＮｏと判断された場合、つまり側縁５に曲がりが検出されなかった場合は、ステップＳ６，〜Ｓ１１の制御をおこなうことなく制御ルーチンを終了する。具体的には、全てのストッパ６６は後退することなく下降した位置にあり、第１次切断装置５３により切断して得た各大切断片５７はストッパ６６に当接して停止する。ついで、プレート６３が、順次、非通電状態に制御されることにより、第２搬送コンベア２上に大切断片５７が落下し、そのまま第２搬送コンベア２により下流に搬送される。
【００５８】
このようにして、第２搬送コンベア２により搬送される大切断片５７は、第２次切断装置６７によりさらに搬送方向に切断されて小切断片７０が製造される。これらの小切断片７０は第３搬送コンベア３により溶接工程７１に搬送され、円筒形状に曲げられて側縁部同士が重ねられ、その重ねられた部分を溶接して缶胴（図示せず）が製造される。
【００５９】
以上のように、金属シート４を第１次切断する前の段階で、その側縁５に曲がりがあるか否かが判定され、その後に金属シート４を切断している。そして、折れ曲がり部Ｍ１があると判定された側縁５を含む大切断片５７だけが、排出トレイ６２に排出される。したがって、溶接工程７１に搬送される小切断片７０には曲がりが存在せず、そのフィードジャムなどの搬送トラブルを回避でき、電気溶接するための溶接ワイヤー（電極線）の切断、または溶接不良（アンダーウェルドなど）を未然に防止して溶接缶胴の製品品質を向上させることができる。
【００６０】
また、第１搬送コンベア１および第２搬送コンベア２ならびに第３搬送コンベア３を動作させたままの状態とし、かつ、第１次切断装置５３および第２次切断装置６７を稼働したままの状態とし、さらに、前工程および後工程に支障を及ぼすことなく、折れ曲がり部Ｍ１のある大切断片５７を缶胴の製造ライン外に排出することができる。したがって、製缶工程全体の稼働状態が安定化し、製造効率を向上させることができる。
【００６１】
さらに、金属シート４の搬送方向におけるローラ４３よりも上流に、金属シート４を下側ガイド部材３２に押し付けるローラ３１が設けられている。したがって、ローラ４３により金属シート４の曲がりを検出する際に、金属シート４が上下方向（厚さ方向）に振動することが抑制され、金属シート４の曲がり検出精度が向上し、誤検出などを回避することができる。
【００６２】
また、金属シート４の変形の有無の検出が終了した後に、金属シート４の第１次切断が開始される。したがって、金属シート４の変形の有無の検出中に、金属シート４の搬送速度が変化したり振動したりする、いわゆる外乱の発生が回避され、変形の有無の検出精度を向上させることができる。
【００６３】
さらに、折れ曲がり部Ｍ１のある金属シート４の一枚を一括して工程外に除去することなく、折れ曲がり部Ｍ１のある大切断片５７のみを工程外に排出するために、金属材料の無駄が抑制されて缶胴の製造コストを抑制することができ、経済的である。さらに、曲がり部分に対して直接検出センサを接触させることなく、ローラ４３（つまり腕部材４１）の変位量に基づいて、金属シート４の曲がりの有無を間接的に判定する構成を採用しているため、変位センサ４７の検出面が傷つくことを防止でき、その耐久性が向上する。
【００６４】
なお、この実施形態において、形状検出装置６を第１次切断装置５３よりも上流に配置し、金属シート４が第１次切断装置５３を通過した後に、折れ曲がり部Ｍ１のある大切断片５７を搬送経路外に排出しているが、大切断片５７の搬送に伴う振動などのように、検出信号に対する外乱の発生を回避することができれば、形状検出装置６を第２次切断装置６７と排出装置５８との間に配置し、小切断片７０が第２次切断装置６７を通過した後に、折れ曲がり部のある小切断片７０を搬送経路外に排出することもできる。なお、搬送経路外に排出された大切断片５７については、そのままスクラップしてもよいが、オフラインなどで小切断片に加工した後、折れ曲がり部Ｍ１のある不良部分だけを廃棄し、これ以外の部分を良品として取り扱えば廃棄による材料のロスが少なくなり、経済的である。
【００６５】
また、この実施形態においては、金属シート４における搬送方向の左側の側縁５付近は、いわゆる廃棄領域（スクラップマージン）になり、その廃棄領域が第１次切断装置５３で切断されるために、この廃棄領域に多少の曲がりがあっても、後工程では支障が生じにくい。しかしながら、金属シート４における搬送方向の右側の側縁５付近は、ゲージサイドで廃棄領域とはならないために、微小な曲がりが存在していたとしても、後工程で支障が生じる可能性がある。そこで、金属シート４の搬送方向における右側に形状検出装置６を設けることが特に有効である。
【００６６】
また、腕部材３０，４１が所定方向に傾斜しているために、金属シート４の搬送力によりローラ３１，４３が金属シート４の形状に沿って円滑に転動する。特に、ローラ４３の変位が容易であるために金属シート４の形状を高精度に検出することができる。なお、この実施形態においては折れ曲がりの他に、反り、潰れなどの変形をも検出することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、金属シートを切断する前の段階の搬送途中で、形状検出装置が金属シートの厚さ方向に変位することにより、その側縁の変形の有無が判定され、その後に金属シートを切断している。そして、折れ曲がりがないと判断された良品の切断片は搬送経路に搬送される一方、折れ曲がりがあると判定された側縁に対応する不良品の切断片は、良品の切断片とは区別されて搬送経路外に排出される。したがって、後工程に搬送される切断片には曲がりが存在せず、そのフィードジャムなどの搬送トラブルを回避でき、かつ、溶接不良を未然に防止して溶接缶胴の製品品質を向上させることができる。
【００６８】
また、金属シートの搬送中に切断装置を稼働したままの状態で、前工程および後工程に支障を及ぼすことなく、曲がりのある切断片を缶胴の製造ライン外に排出することができる。したがって、製缶工程全体の稼働が安定化し、製造効率を向上させることができる。
【００６９】
請求項２の発明によれば、金属シートの搬送方向における接触装置よりも上流に、金属シートを下側ガイド部材に付勢する付勢部材が設けられている。したがって、接触装置により金属シートの曲がりを検出する際に、金属シートが上下方向（厚さ方向）に振動することが抑制され、金属シートの曲がり検出精度が向上し、誤検出などを回避することができる。また、金属シートを切断する前の段階の搬送途中で、形状検出装置が金属シートの厚さ方向に変位することにより、その金属シートの側縁の変形の有無が判定され、その後に金属シートを切断している。そして、折れ曲がりがないと判断された良品の切断片は搬送経路に搬送される一方、折れ曲がりがあると判定された側縁に対応する不良品の切断片は、良品の切断片とは区別されて搬送経路外に排出される。したがって、後工程に搬送される切断片には曲がりが存在せず、そのフィードジャムなどの搬送トラブルを回避でき、かつ、溶接不良を未然に防止して溶接缶胴の製品品質を向上させることができる。
【００７０】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られるほか、金属シートの側縁の折れ曲がりの有無の検出が終了した後に、金属シートの切断が開始される。したがって、金属シートの側縁の折れ曲がりの有無の検出中に、金属シートの搬送速度が変化したり振動したりするような、いわゆる外乱の発生が回避され、その変形の有無の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を適用した缶胴製造工程の一例を示す概略的な平面図である。
【図２】  図１に示された形状検出装置の構成を示す平面図である。
【図３】  図２に示された形状検出装置の正面図である。
【図４】  図２に示された形状検出装置の側面図である。
【図５】  図１に示された排出装置の側面図である。
【図６】  この発明のシステムの制御回路を示すブロック図である。
【図７】  この発明における金属シートの不良判定方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】  この発明において、アンプの出力電圧と金属シートの通過時間との関係の一例を示す線図である。
【符号の説明】
１…第１搬送コンベア、  ２…第２搬送コンベア、  ４…金属シート、  ５…側縁、  ３０，４１…腕部材、  ３１，４３…ローラ、  ３２…下側ガイド部材、  ４５…鉄板、  ４７…変位センサ、  ５７…大切断片、  ５８…排出装置、７２…アンプ、  ７５…電子制御装置、  ７９…下面、  ８０…上面、  Ｌ１…距離、  Ｌ２…長さ。
【図１】
0003764298.tif 000004
【図２】
0003764298.tif 000005
【図３】
0003764298.tif 000006
【図４】
0003764298.tif 000007
【図５】
0003764298.tif 000008
【図６】
0003764298.tif 000009
【図７】
0003764298.tif 000010
【図８】
0003764298.tif 000011