(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の缶胴の溶接部の温度を、前記缶胴の長手方向に沿って温度センサで検出し、その検出結果に基づいて溶接状態を判定する缶胴の溶接状態判定方法において、
前記溶接部の温度を複数の温度センサにより検出するとともに、前記溶接部における前記缶胴の長手方向の同一箇所について、２つ以上の温度センサの検出結果が共に溶接不良を示した場合に、前記溶接部の状態を溶接不良と判定することを特徴とする缶胴の溶接状態判定方法。
【請求項２】
前記缶胴をその長手方向に搬送するとともに、前記缶胴の搬送経路に対して搬送方向の異なる位置に配置された複数の温度センサ毎にそれぞれ異なる時刻に前記溶接部の温度検出をおこない、１個の缶胴あたり１パルス発生する缶区切り信号と缶胴の搬送に伴って出力されるマシンクロック信号とに基づきかつ前記缶区切り信号を基準として、各温度センサの検出信号のタイミングについて、単一の缶胴における長手方向での検出箇所を一致させる補正処理を行うことにより、前記缶胴の長手方向の同一箇所についての溶接状態をその補正された各検出信号によって判定することを特徴とする請求項１に記載の缶胴の溶接状態判定方法。
【請求項３】
長手方向に搬送される円筒形状の缶胴の溶接部の温度を、前記缶胴の長手方向に沿って温度センサで検出し、その検出結果に基づいて溶接状態を判定する缶胴の溶接状態判定装置において、
前記溶接部に塗装が施される前に、この溶接部の温度を検出するために設けられ、かつ、温度の検出特性が異なる高温用赤外線温度センサおよび低温用赤外線温度センサと、前記溶接部に照射された光の反射光を検出する差動光センサと、前記溶接部に磁束を通過させるとともに、発生する渦電流によって得られる磁束変化を検出する渦電流探傷センサとを有し、
前記高温用赤外線温度センサと前記低温用赤外線温度センサと前記差動光センサと前記渦電流探傷センサとを、前記缶胴の搬送経路に対して前記缶胴の長手方向の異なる位置に配置することにより、各センサの検出時刻が異なるように構成されているとともに、
１個の缶胴あたり１パルス発生する缶区切り信号と缶胴の搬送に伴って出力されるマシンクロック信号とに基づきかつ前記缶区切り信号を基準として、各センサにより異なる時刻により検出された信号のタイミングについて、単一の缶胴における長手方向での検出箇所を一致させる補正処理を行うことにより、前記缶胴の長手方向の同一箇所について、前記補正された検出信号のうち２つ以上の補正された検出信号の検出結果が共に溶接不良を示した場合に、前記溶接部を溶接不良と判定する複合判定装置を備えていることを特徴とする缶胴の溶接状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶接缶の溶接状態の判定方法およびその装置に関し、特に、複数のセンサの検出結果に基づいて、溶接部の状態を判定することのできる溶接状態判定方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属板を円筒形状に曲げ、その側縁同士の重ね合わせ部を、ワイヤ電極を介して一対の電極ローラによって電気溶接して缶胴を製造するワイヤシーム溶接方法が知られている。ところで、ワイヤシーム溶接した缶胴の溶接部は、例えばスプラッシュ（溶融金属の飛沫）が溶接用電極の間に挟み込まれるなどの理由により、溶接不良を起こす場合がある。そこで、溶接不良を有する缶胴を、その製造過程で排除することを目的として、缶胴の溶接状態を判定する装置および方法が提案されている。このような装置および方法の一例が、特開平２−２１１９８８号公報、特公平３−６９６３３号公報、特開平２−１６５８７２号公報、特開平５−２６１５５７号公報などに記載されている。
【０００３】
上記特開平２−２１１９８８号公報に記載された溶接適否判定方法は、缶胴のサイドシーム部を上下電極ローラで挟持し、この上下電極ローラに交流電圧を印加してサイドシーム部を電気抵抗縫合溶接するにあたり、上下電極ローラ間の溶接ワイヤに二次的に発生する電流を検出し、その検出結果と、基準上限値および基準下限値とを比較することにより、溶接状態の適否を判別するものである。また特公平３−６９６３３号公報に記載された溶接缶胴の検査装置は、缶胴の重ね合わせ部に線電極の電極面を対接させて重ね合わせ部を溶接する場合に、電極面のダメージをダメージセンサで検知するとともに、ダメージのある電極により溶接された缶胴を溶接不良と判断するものである。
【０００４】
さらに、特開平２−１６５８７２号公報に記載された溶接適否判別方法およびその装置は、複数の缶胴の溶接部の温度を、赤外線温度センサを用いてその溶接状態を順次測定するとともに、複数缶分の計測データのうち最も古いデータを１つ捨てて、新しい計測データを１つ取り込む形で新しく基準データを更新し、この更新結果に基づいて、溶接適否の判定の判断に用いる上限値と下限値との範囲を更新するものである。さらにまた、特開平５−２６１５５７号公報に記載された溶接適否判定装置は、缶胴のサイドシーム部を撮影することにより、溶接部と缶胴地金部との境界線を検出するとともに、検出された境界線と基準線とを比較し、その比較結果に基づいて缶の溶接不良を判定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の特開平２−２１１９８８号公報に記載された溶接適否判別方法、および特公平３−６９６３３号公報に記載された検査装置は、溶接部の状態を直接検出するものではなく、ワイヤ電極に流れる電流の測定結果や、ワイヤ電極面のダメージ部の検査結果に基づいて、溶接部の適否を間接的に判定するものである。このため、過大な溶接不良は検出することができるものの、微少な溶接不良は検出することができない可能性があり、その判定精度が低かった。これに対して、特開平２−１６５８７２号公報、特開平５−２６１５５７号公報に記載されたものは、溶接状態を直接検出しているため、間接検出に比べて溶接不良に対する判定精度が高いと言える。
【０００６】
しかしながら、特開平２−１６５８７２号公報のものは、溶接部の温度を高温赤外線センサにより検出し、その検出結果に基づいて溶接部の良否の判定をおこなっている。このため、溶接時にスプラッシュが高温赤外線センサの検出領域を通過した場合に、このスプラッシュによる急激な温度変化までもが高温赤外線センサにより検出されてしまう可能性がある。したがって、溶接部の温度変化が、溶接状態を判定するための上下限レベルの範囲内にある良品の缶胴についても、溶接不良として誤判定する可能性があった。その結果、缶胴の製造過程で溶接不良の缶胴を排除する場合に、ムダばね率（溶接不良の缶胴として排除した缶胴の総数に、実際には溶接不良ではない良品の缶胴が含まれている割合を意味する。）が高くなる原因となっていた。
【０００７】
また、特開平５−２６１５５７号公報に記載されたものは、缶胴の外側から、溶接部と缶胴地金部との境界線を撮像して溶接不良を検出する構成になっている。このため、缶胴の外面側については、その溶接状態を確実に判定することができるものの、缶胴の内面でスプラッシュなどによる溶接不良が発生していたとしても、このような溶接不良は見逃してしまう点で、溶接適否判定の信頼性向上が望めなかった。
【０００８】
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、缶胴の溶接状態の判定精度を向上することができ、かつ、ムダばね率を低減させることのできる缶胴の溶接状態判定方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】
請求項１の発明は、円筒形状の缶胴の溶接部の温度を、前記缶胴の長手方向に沿って温度センサで検出し、その検出結果に基づいて溶接状態を判定する缶胴の溶接状態判定方法において、前記溶接部の温度を複数の温度センサにより検出するとともに、前記溶接部における前記缶胴の長手方向の同一箇所について、２つ以上の温度センサの検出結果が共に溶接不良を示した場合に、前記溶接部の状態を溶接不良と判定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、溶接部における缶胴の長手方向の同一箇所について、２つ以上の温度センサの検出結果が共に溶接不良に相当する場合に、初めて溶接不良と判定される。したがって、溶接不良の判定に用いられるデータ数が多くなるとともに、複数の温度センサの検出領域に対して、同時にスプラッシュが進入して通過することが抑制される。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記缶胴をその長手方向に搬送するとともに、前記缶胴の搬送経路に対して搬送方向の異なる位置に配置された複数の温度センサ毎にそれぞれ異なる時刻に前記溶接部の温度検出をおこない、１個の缶胴あたり１パルス発生する缶区切り信号と缶胴の搬送に伴って出力されるマシンクロック信号とに基づきかつ前記缶区切り信号を基準として、各温度センサの検出信号のタイミングについて、単一の缶胴における長手方向での検出箇所を一致させる補正処理を行うことにより、前記缶胴の長手方向の同一箇所についての溶接状態をその補正された各検出信号によって判定す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、請求項１の発明と同様の作用が生じるほか、缶胴の搬送を停止させることなく、溶接部の溶接状態が各センサにより検出される。また、溶接部の同一箇所について、各温度センサ毎にそれぞれ異なる時刻に温度が検出されるため、溶接中にスプラッシュが発生したとしても、そのスプラッシュが、各センサの検出領域に対して同時に進入することが回避される。
【００１３】
請求項３の発明は、長手方向に搬送される円筒形状の缶胴の溶接部の温度を、前記缶胴の長手方向に沿って温度センサで検出し、その検出結果に基づいて溶接状態を判定する缶胴の溶接状態判定装置において、前記溶接部に塗装が施される前に、この溶接部の温度を検出するために設けられ、かつ、温度の検出特性が異なる高温用赤外線温度センサおよび低温用赤外線温度センサと、前記溶接部に照射された光の反射光を検出する差動光センサと、前記溶接部に磁束を通過させるとともに、発生する渦電流によって得られる磁束変化を検出する渦電流探傷センサとを有し、前記高温用赤外線温度センサと前記低温用赤外線温度センサと前記差動光センサと前記渦電流探傷センサとを、前記缶胴の搬送経路に対して前記缶胴の長手方向の異なる位置に配置することにより、各センサの検出時刻が異なるように構成されているとともに、１個の缶胴あたり１パルス発生する缶区切り信号と缶胴の搬送に伴って出力されるマシンクロック信号とに基づきかつ前記缶区切り信号を基準として、各センサにより異なる時刻により検出された信号のタイミングについて、単一の缶胴における長手方向での検出箇所を一致させる補正処理を行うことにより、前記缶胴の長手方向の同一箇所について、前記補正された検出信号のうち２つ以上の補正された検出信号の検出結果が共に溶接不良を示した場合に、前記溶接部を溶接不良と判定する複合判定装置を備え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、溶接部における缶胴の長手方向の同一箇所について、２つ以上のセンサの検出結果が共に溶接不良に相当する場合に初めて溶接不良と判定されるために、溶接中に発生するスプラッシュが単一のセンサの検査領域に進入しただけでは溶接不良と判定されない。また、検出時刻が異なる２つ以上のセンサの検出信号を補正処理してそれらの検出信号のタイミングを缶胴の長手方向で一致させ、缶胴の長手方向の同一箇所について溶接部の溶接不良をその補正処理された検出信号によって判定するため、缶胴の搬送経路に対して、２つ以上のセンサを缶胴の長手方向に沿った異なる位置に設けることができるとともに、缶胴の長手方向における各センサの取付位置を調整する必要もない。
【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２は、３ピース缶の缶胴製造工程Ａ１の全体構成を示す概略図であり、缶胴製造工程Ａ１には、溶接工程Ｂ１と溶接状態判定工程Ｃ１と塗装工程Ｄ１とプレヒート工程Ｐ１と缶胴除去工程Ｋ１とが形成されている。図１は、溶接工程Ｂ１および溶接状態判定工程Ｃ１付近の構成を示す図である。缶胴製造工程Ａ１においては、缶胴Ｅ１がその長手方向（中心軸線（図示せず）方向）に沿い、かつ、水平に搬送される。そして、溶接工程Ｂ１よりも缶胴Ｅ１の搬送方向の下流に溶接状態判定工程Ｃ１が形成され、溶接状態判定工程Ｃ１よりも下流に塗装工程Ｄ１が形成され、塗装工程Ｄ１よりも下流にプレヒート工程Ｐ１が形成され、プレヒート工程Ｐ１よりも下流に缶胴除去工程Ｋ１が形成されている。
【００１６】
まず、溶接工程Ｂ１には第１の電極支持ローラ１および第２の電極支持ローラ２が設けられている。第１の電極支持ローラ１および第２の電極支持ローラ２は、相互に平行に配置された中心軸線（図示せず）を中心として回転することができる。また、第１の電極支持ローラ１と第２の電極支持ローラ２とは、その外周面が相互に向き合う位置に配置されている。さらに、第１の電極支持ローラ１を第２の電極支持ローラ２側に向けて押圧する圧縮コイルばね３が設けられている。さらにまた、第１の電極支持ローラ１および第２の電極支持ローラ２の外周には、１本の電極線４が連続して巻き掛けられている。なお、溶接工程Ｂ１の缶胴搬送装置（図示せず）側にはロータリーエンコーダ（図示せず）が設けられており、このロータリーエンコーダの機能により、所定数のパルス（例えば１缶胴あたり１２０パルス）を発生するマシンクロック信号と、および１個の缶胴Ｅ１あたり１パルスを発生する缶区切り信号とが得られるように構成されている。
【００１７】
上記構成の溶接工程Ｂ１に対して、薄板鋼板などの金属材料を湾曲し、かつ、その両側縁が重ねられた状態の円筒体Ｅ２が、前述の缶胴搬送装置（図示せず）により搬送される。そして、円筒体Ｅ２の側縁の重ね合わせ部分が、電極線４同士の間、すなわち溶接点Ｆ１を通過する際に、電極線４に対して交流電圧が印加されて溶接部６が形成される。このようにして、溶接部６が形成された缶胴Ｅ１が、溶接状態判定工程Ｃ１に搬送される。
【００１８】
この溶接状態判定工程Ｃ１における缶胴Ｅ１の搬送経路の上方には、高温用赤外線温度センサ７と、差動光センサ８と、低温用赤外線温度センサ９と、渦電流探傷センサ１０とが設けられており、これらのセンサと総合制御装置２２とがデータ通信可能に接続されている。また、各センサ７，〜１０のうち、高温用赤外線温度センサ７が、搬送方向の最も上流に配置されている。具体的には、溶接点Ｆ１の下流側の５〜１０mm程度の領域において、溶接部６の表面温度を検出することができる位置に、高温用赤外線温度センサ７が配置されている。
【００１９】
また、低温用赤外線温度センサ９は、高温用赤外線温度センサ７よりも下流側に配置されている。具体的には、溶接点Ｆ１よりも１５０mm程度下流側の位置に、低温用赤外線温度センサ９が配置されている。また、低温用赤外線温度センサ９は０〜４００℃の範囲で温度を検出することができ、高温用赤外線温度センサ７は１００〜６００℃の範囲で温度を検出することができるとともに、赤外線温度センサ７，９は、共に検出結果に対応した電気信号を出力する機能を有している。これらの赤外線温度センサ７，９同士は異機種のセンサであり、具体的には、温度測定範囲、温度測定素子、温度測定波長、応答速度、スポット径などの特性が異なるものが使用される。
【００２０】
さらに前記差動光センサ８は、缶胴Ｅ１の搬送方向において、高温用赤外線温度センサ７と低温用赤外線温度センサ９との間に配置されている。図３は、この差動光センサ８のヘッド１２の構成を示す端面図であり、ヘッド１２には、缶胴Ｅ１に向けて光を照射する投光部１３と、缶胴Ｅ１からの反射光を受光する複数の受光部１４，１５とが設けられている。この差動光センサ８は、受光部１４，１５で得られた光量の差を増幅する演算処理をおこなうとともに、演算処理の結果に応じた信号を出力する機能を有している。
【００２１】
さらにまた、前記渦電流探傷センサ１０は、低温用赤外線温度センサ９と塗装工程Ｄ１との間に配置されている。図４は、渦電流探傷センサ１０の構成を示す概念図であり、渦電流探傷センサ１０は、励磁コイル１６および受信コイル１７を備えている。そして、励磁コイル１６に電流を流して缶胴Ｅ１を通過する磁束Ｇ１を形成するとともに、缶胴Ｅ１の表面に発生する渦電流Ｈ１と、渦電流Ｈ１による磁束Ｇ１の変化とを検出し、その検出結果に対応する電気信号を出力する機能を有している。このように、各センサ７，〜１０が、缶胴Ｅ１の搬送方向の異なる位置に配置されている。なお、各センサ７，〜１０は、それぞれ缶胴Ｅ１の長手方向の先端を検出する機能をも有している。そして、溶接状態判定工程Ｃ１は、各センサ７，〜１０の検出信号に基づいて、缶胴Ｅ１の溶接状態を判定する機能を有している。
【００２２】
さらに前記塗装工程Ｄ１には、塗装コンベア１８および塗装機１８Ａが設けられており、塗装コンベア１８により搬送される缶胴Ｅ１の溶接部６に対して、塗装機１８Ａにより塗装が施される。また、プレヒート工程Ｐ１には、ヒータ（図示せず）およびテイクアウェイコンベア１９が設けられており、塗装が施された缶胴Ｅ１をテイクアウェイコンベア１９により搬送するとともに、缶胴Ｅ１の塗装領域がヒータにより加熱されて乾燥する。
【００２３】
また缶胴除去工程Ｋ１には、例えば、リジェクトタイミングセンサ１９Ａ、エアブローシステム１９Ｂ、リジェクトシュート１９Ｃなどが設けられている。この缶胴除去工程Ｋ１は、溶接状態判定工程Ｃ１において、溶接不良と判定された缶胴Ｅ１を製造工程Ａ１からリジェクトシュート１９Ｃに排出する機能を有している。
【００２４】
図５は、溶接状態判定工程Ｃ１および塗装工程Ｄ１を制御する総合制御装置２２の構成を示すブロック図である。この総合制御装置２２は、各種のセンサ７，〜１０から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換処理装置２３と、検出されたデータや、予め設定されている基準値もしくは処理手順を記憶するメモリ２４と、処理手順に沿ってデータの処理をおこなう中央演算処理装置（ＣＰＵ）２５とを有している。そして、前述のロータリエンコーダから出力された缶区切り信号およびマシンクロック信号が、Ａ／Ｄ変換処理装置２３および中央演算処理装置２５に入力される。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換処理装置２３は、各センサ７，〜１０にそれぞれ接続されたＡ／Ｄ変換回路２６，〜２９を有しており、各Ａ／Ｄ変換回路２６，〜２９がメモリ２４に接続されている。また、中央演算処理装置２５は、遅延補正処理部３０および複合判定処理部３１とを有している。遅延補正処理部３０は、メモリ２４に対して相互に並列に接続されたシフト処理回路３２，〜３５を有している。
【００２６】
さらに、複合判定処理部３１は、シフト処理回路３２，〜３５に対して相互に並列に接続された比較回路３６，〜３９と、比較回路３６，〜３９に２つの入力端子をそれぞれ接続したＡＮＤ回路４０，〜４５と、ＡＮＤ回路４０，〜４５の出力端子が接続されたＯＲ回路４６とを有している。前記比較回路３６，〜３９には、溶接部６の溶接状態を判定する基準値、すなわち上限値および下限値が入力される。そして、中央演算処理装置２５においては、ＯＲ回路４６の出力信号に基づいて缶胴除去用制御装置４７に対する信号が出力されるように構成されている。
【００２７】
缶胴除去用制御装置４７は、記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）および演算処理装置（ＣＰＵ）ならびに入出力インタ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。この缶胴除去用制御装置４７に対しては、塗装コンベア１８の駆動パルス信号およびテイクアウェイコンベア１９の駆動パルス信号ならびにリジェクトタイミングセンサ１９Ａの信号が入力されている。また缶胴除去用制御装置４７からはエアブローシステム１９Ｂに対する制御信号が出力される。ここで、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。すなわち、溶接点Ｆ１がこの発明の溶接中の領域に相当し、総合制御装置２２がこの発明の複合判定装置に相当する。
【００２８】
上記の缶胴製造工程Ａ１においては、缶胴Ｅ１が溶接状態判定工程Ｃ１に対して長手方向に搬送されると、まず、高温用赤外線温度センサ７により、缶胴Ｅ１の長手方向に沿って溶接部６の温度の検出が開始される。ついで、差動光センサ８により、缶胴Ｅ１の長手方向に沿って溶接部６に対して光が照射されるとともに、その反射光が差動光センサ８の受光部１４，１５により受光される。その後、低温用赤外線温度センサ９により、缶胴Ｅ１の長手方向に沿って溶接部６の温度の検出が開始される。さらにその後、渦電流探傷センサ１０により、缶胴Ｅ１の長手方向に沿って溶接部６の渦電流Ｈ１および磁束Ｇ１の変化が検出される。このように、溶接部６に対する各センサ７，〜１０の検出開始時刻および終了時刻がそれぞれ異なっている。
【００２９】
そして、各センサ７，〜１０により溶接部６の溶接状態が検出され、各センサ７，〜１０は検出結果に基づくアナログ信号を出力する。このアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換処理装置２３によりデジタル信号に変換され、そのデジタル値がメモリ２４に記憶される。ここで、各センサ７，〜１０の検出信号に基づいて判定することのできる溶接部６の欠陥状況の一例を表１に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
ついで、各センサ７，〜１０の検出信号を、缶区切り信号を基準として、単一の缶胴Ｅ１における長手方向の検出箇所を一致させるように、マシンクロックパルスの数により、検出タイミングの補正（遅延補正）処理をおこなう。すなわち、この実施形態においては、各センサ７，〜１０による検出時刻がそれぞれ異なるために、缶胴Ｅ１の長手方向における検出信号のタイミングが各缶胴Ｅ１毎にずれている。このため、缶胴Ｅ１の長手方向における同一箇所の溶接状態を判定するためには、各センサ７，〜１０の検出信号を、単一の缶胴Ｅ１に対応させ、かつ、長手方向の検出タイミングを補正する必要がある。
【００３２】
この補正処理の一例を、図６に示す各信号のタイムチャートに基づいて説明する。図６には、缶区切り信号およびマシンクロック信号が示され、かつ、補正前および補正後における各センサ７，〜１０の信号が示されている。そして、補正前における各センサ７，〜１０の信号には、いずれも溶接不良を意味する波形ＮＧ（No good）が表れている。また補正前における各センサ７，〜１０の信号は、高温用赤外線温度センサ７の信号を基準とした場合に、高温用赤外線温度センサ７の信号に対して、差動光センサ８の信号がマシンクロックで１５パルス遅れており、高温用赤外線温度センサ７の信号に対して、低温用赤外線温度センサ９の信号がマシンクロックで３０パルス遅れており、高温用赤外線温度センサ７の信号に対して、渦電流探傷センサ１０の信号がマシンクロックで５０パルス遅れている。
【００３３】
そこで、高温用赤外線温度センサ７を基準として、差動光センサ８の信号を１５パルスの遅延補正数により補正し、低温用赤外線温度センサ９の信号を３０パルスの遅延補正数で補正し、渦電流探傷センサ１０の信号を５０パルスの遅延補正数で補正することにより、同一の缶胴Ｅ１に対して、長手方向の同一箇所につき各センサ７，〜１０の信号に基づく総合判定をおこなうことができる。ここで、遅延補正数とは、各センサ７，〜１０のＡ／Ｄ変換回路２６，〜２９への入力信号と缶区切り信号の立ち上がりタイミングとの遅延差を、マシンクロック数で表した量である。
【００３４】
このようにして、各センサ７，〜１０の信号を遅延補正した後に、つぎのような複合判定処理がおこなわれる。すなわち、遅延補正された信号から求めた溶接不良のレベルと、予め設定されている溶接不良レベルの上限値および下限値とが、比較回路３６，〜３９で比較される。この比較の結果、缶胴Ｅ１の長手方向の同一箇所について、溶接不良に相当する波形ＮＧが２つ以上のセンサにより検出されているか否かが、ＡＮＤ回路４０，〜４５により判断される。ここで、波形ＮＧが２つ以上のセンサにより検出されていた場合に、その缶胴Ｅ１の溶接部６を溶接不良であるものとして最終的に判定する。そして、溶接不良を意味する総合ＮＧ信号が、ＯＲ回路４６から出力される。
【００３５】
つぎに、総合ＮＧ信号が出力された缶胴Ｅ１を缶胴製造工程Ａ１から排除（リジェクト）する方法を、図７のタイムチャートに基づいて説明する。まず、前記総合ＮＧ信号が缶胴除去制御装置４７に入力されると、塗装コンベア１８およびテイクアウェイコンベア１９から得られる駆動パルスに基づき、溶接不良のある缶胴Ｅ１を、リジェクトしようとする任意の位置に対応させて総合ＮＧ信号をシフトさせた時点で、シフトＮＧ信号がＯＮされるような処理をおこなう。なお、総合シフトＮＧ信号からシフトＮＧ信号を設定する場合に用いるパルス数は、溶接不良のある缶胴Ｅ１がリジェクトタイミングセンサ１９Ａにより検出されている状態でＯＮされるようなパルス数が選択される。
【００３６】
一方、リジェクトタイミングセンサ１９Ａにより、搬送される缶胴Ｅ１の有無が順次検出されており、缶胴Ｅ１の有るとき、つまりリジェクトタイミング信号のＯＮ状態でシフトＮＧ信号がＯＮされると、この缶胴Ｅ１がリジェクトタイミングセンサ１９Ａにより検出された時点から所定時間後に、リジェクト信号が任意の時間ＯＮされてエアブローシステム１９Ｂによるエアブローがおこなわれる。その結果、総合ＮＧ信号が出力された缶胴Ｅ１が、リジェクトシュート１９Ｃに排出される。すなわち、不良品の缶胴Ｅ１が缶胴製造工程Ａ１の外部に排出される。
【００３７】
ところで、前記溶接工程Ｂ１においては、電極線４，５を介して缶胴Ｅ１の重ね合わせ部を連続溶接する際に、缶胴Ｅ１と電極線４，５との接触面積が狭いため、溶接部６に発生する熱量を十分に吸収しきれず、大小のスプラッシュが発生する可能性がある。特に、缶胴Ｅ１の長手方向において、後続する缶胴Ｅ１との間に隙間がある箇所においては、その接触面積が一層小さくなるため、スプラッシュが発生する可能性が高い。しかも缶胴Ｅ１の長手方向の先端部５０では、ネックイン・フランジ加工に耐え得る溶接部を形成する必要があり、接合強度の不足が起こらないように缶胴Ｅ１の長手方向の中間領域よりも溶接温度が高くなるように設定されている。したがって、図６に示すように、缶胴Ｅ１の長手方向の端部において、各センサが共に温度変化の激しくなる特性の信号波形を発生することになる。
【００３８】
このため、溶接不良の判定基準としての上下限値（許容値）の範囲を広めに設定しておくとともに、缶胴Ｅ１の長手方向の全域に亘り一つの赤外線センサで温度検出し、かつ、許容値の幅を広くした状態で長手方向の全域について溶接不良の判定をおこなうことになる。その結果、缶胴Ｅ１の長手方向の中間領域における検出精度が低下することになるため、溶接不良を的確に検出できなくなる（見逃してしまう）可能性があり好ましくない。
【００３９】
逆に、溶接不良の判定基準としての上下限値（許容値）の範囲を狭めに設定しておくことも考えられるが、搬送装置により搬送される缶胴Ｅ１に搬送誤差が生じやすく、そのためマシンクロック信号と各センサの信号とにずれが生じる可能性がある。その結果、溶接不良の存在しない良品の缶胴Ｅ１を溶接不良のある不良品として判定してしまう虞があり、ムダばね率（後述）を低下させることは難しい。
【００４０】
そこで、この実施形態においては、図８に示すような制御回路を用いることにより、上記のような不都合に対処している。すなわち、比較回路３６，〜３９とＡＮＤ回路４０，〜４５との間に対して、比較回路３６から分岐して２つのＡＮＤ回路５２，５３の入力端子の一方に接続されている。２つのＡＮＤ回路５２，５３の他の入力端子には、それぞれ任意に単独判定幅（缶胴Ｅ１の長手方向における検出領域の長さ）を設定できるように単独エリア判定処理部６０が接続されている。単独エリア判定処理部６０は、ＬＥ側単独判定処理回路６１とＴＥ側単独判定回路６２とを有し、ＬＥ側単独判定処理回路６１とＡＮＤ回路５２の他の入力端子とが接続され、ＴＥ側単独判定回路６２とＡＮＤ回路５３の他方の入力端子とが接続されている。この実施形態においては、単独判定幅が缶胴Ｅ１の先端部５０から１５mm幅に設定されている。
【００４１】
そして、図１および図８のシステムにより、缶胴Ｅ１の長手方向の先端部５０、つまり、リーディングエッジ（ＬＥ）側と、缶胴Ｅ１の長手方向の後端部５１、つまりトレーディングエッジ（ＴＥ）側とについては、上記ＡＮＤ回路４０，〜４５を介して入力されるＮＧ信号の他に、溶接不良の判定基準として上下限値を低温赤外線温度センサ９に比べて広めに設定した高温赤外線温度センサ７により検出した溶接状態を単独判定したＮＧ信号もＯＲ回路４６に入力されるように構成されている。図８のその他の構成は図５の構成と同様であるため説明を省略する。
【００４２】
このようにして、缶胴Ｅ１の溶接部６において、ＬＥ側およびＴＥ側の所定幅の領域の温度を高温赤外線温度センサ７により検出し、かつ、単独判定した結果と、および４種類の他のセンサ７，〜１０のセンサによる複合判定結果とに基づいて、缶胴Ｅ１の溶接状態を総合的に判定することができる。
【００４３】
つぎに、総数１千万の缶胴について、その溶接状態を判定するとともに、溶接不良と判断された缶胴をリジェクト（除去）した場合のデータを表２に示す。この表２において、総リジェクト率は、総製缶数（１千万缶）のうちリジェクトした缶の割合いを意味している。また、正解率は、リジェクトした缶のうち表１に記載した欠陥がないか否かを目視観察やエアー漏れ検査により再検査して求めたものである。具体的には、前記リジェクト缶に対して、再検査の結果、実際に欠陥部分があると認められた不良缶の割合いを意味している。さらに、不良検出率は、総製缶数に対する不良缶の割合いを意味しており、さらにまたムダばね率は、リジェクトした缶のうちに占める良品の割合を意味している。
【００４４】
【表２】
0003754842.tif 000003
【００４５】
上記表２において、実施例１は、高温用赤外線温度センサ７および低温用赤外線温度センサ９の信号に基づいて、缶胴Ｅ１の溶接状態を判定した場合のデータである。また、実施例２は、各センサ７，〜１０の信号に基づいて、缶胴Ｅ１の溶接状態を判定した場合のデータである。なお、比較例は、高温用赤外線温度センサ単独により、缶胴の長手方向に沿って溶接状態を判定した場合のデータである。なお、溶接状態判定工程Ｃ１において、溶接不良と判定されなかった缶胴Ｅ１、つまり、良品の缶胴Ｅ１は、塗装工程Ｄ１を経て次工程に搬送される。
【００４６】
以上のようにこの実施形態においては、２種類以上のセンサ、特に、高温用赤外線温度センサ７を含む２つ以上のセンサの検出結果が共に溶接部６の不良に相当する場合に限り、その缶胴Ｅ１を不良品であると最終判定している。また、エッジ部については高温用赤外線温度センサ７の信号のみにより缶胴Ｅ１の溶接状態を単独判定し、缶胴Ｅ１の長手方向の所定箇所に溶接不良があることを示す信号が発生した場合に、その缶胴Ｅ１を不良品と単独判定した結果を上記の複合判定に加えることもできる。いずれも判定方法を用いた場合でも、複数のセンサの検出信号により、缶胴Ｅ１の長手方向の同一箇所が溶接不良であると判断されて初めて、その缶胴Ｅ１を不良品と判定するために、その判定精度が向上する。したがって、不良品であると判定した缶胴数に、実際には良品である缶胴（例えば、スプラッシュがセンサの検出雰囲気中に進入するのみで、このスプラッシュが缶胴Ｅ１には付着しなかった場合）が含まれる割合い、すなわちムダばね率を低下させることができる。
【００４７】
また、検出時刻の異なる複数のセンサ７，〜１０の信号を遅延補正処理することにより、缶胴Ｅ１の長手方向の同一箇所に溶接不良があることを判定している。このため、缶胴Ｅ１の搬送を停止させることなく、溶接部６の溶接状態を各センサにより検出してその良否を判定することができる。したがって、溶接工程Ｂ１や塗装工程Ｄ１に対する影響を回避することができる。さらに、缶胴Ｅ１の搬送経路に、その長手方向の異なる位置に設けた各種のセンサ７，〜１０で溶接部６の状態を判定しているために、各センサの検出雰囲気中に対して、同一時刻にスプラッシュが飛び込むことが回避され、その分、溶接不良の判定精度を一層向上することができる。さらにまた、渦電流探傷センサ１０の信号により溶接部６の溶接状態を判定する構成を採用した場合は、溶接部６のアンダーウェルド（ごくまれに発生する欠陥）をも検出することができ、溶接状態の判定精度の信頼性が一層向上する。
【００４８】
また、検出時刻が異なる２つ以上のセンサ７，〜１０の検出信号を遅延補正処理して補正された各検出信号のタイミングを缶胴の長手方向で一致させ、その補正された検出信号に基づいて缶胴Ｅ１の長手方向の同一箇所について溶接状態を判定するため、缶胴Ｅ１の搬送経路に対して、２つ以上のセンサ７，〜１０を缶胴Ｅ１の長手方向に沿った異なる位置に設けることができるとともに、缶胴Ｅ１の長手方向における各センサ７，〜１０の取付位置を調整する必要もない。したがって、缶胴Ｅ１の搬送方向における各センサ７，〜１０の配置位置の自由度が増し、既設の缶胴製造工程Ａ１に対して、この実施形態のシステムを容易に適用することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態において、低温用赤外線温度センサ９の具体的な配置位置は、溶接点Ｆ１と溶接部６に塗装が施される塗装工程Ｄ１との間であれば、高温用赤外線温度センサ７と同一箇所（ただし、溶接部６に対する低温用赤外線温度センサ９の測定角度と、溶接部６に対する高温用赤外線温度センサ７の測定角度は異ならせる）でもよいが、缶胴除去工程Ｋ１で缶胴Ｅ１が排出される際に、缶胴Ｅ１の上下動、左右動、前後動などのような微少な缶胴Ｅ１ぶれ（振動）が発生しにくく、かつ、取り付けやすい箇所に設定することが好ましい。また、差動光センサ８の具体的な配置位置についても、低温用赤外線温度センサ９の配置位置と同様である。
【００５０】
なお、渦電流探傷センサ１０の具体的な設置位置としては、低温用赤外線温度センサ９と同じであるが、電磁誘導等の磁界による影響の少ない場所が好ましい。したがって、渦電流探傷センサ１０を第１の電極支持ローラ１および第２の電極支持ローラ２の近くに配置することは避けることが望ましい。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、溶接部における缶胴の長手方向の同一箇所について、２つ以上の温度センサの検出結果が共に溶接不良に相当する場合に、初めて溶接不良と判定される。つまり、溶接不良の判定に用いられるデータ数が多くなるとともに、複数の温度センサの検出領域に対して、同時にスプラッシュが進入して通過することが抑制される。したがって、ムダばね率を低減させることができ、溶接不良判定検査の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られるほか、缶胴の搬送を停止させることなく、溶接部の溶接状態が各センサにより検出される。また、溶接部の同一箇所について、各温度センサ毎にそれぞれ異なる時刻に温度検出されるため、溶接中にスプラッシュが発生したとしても、そのスプラッシュが、各センサの検出領域に対して同時に進入することが回避される。したがって、溶接不良判定検査の信頼性を一層向上させることができる。
【００５３】
請求項３の発明によれば、溶接部における缶胴の長手方向の同一箇所について、２つ以上のセンサの検出結果が共に溶接不良に相当する場合に初めて溶接不良と判定されるために、溶接中に発生するスプラッシュが単一のセンサの検査領域に進入しただけでは溶接不良と判定されない。したがって、ムダばね率を低減させることができ、溶接不良判定検査の信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、検出時刻が異なる２つ以上のセンサの検出信号を補正処理してそれらの検出信号のタイミングを缶胴の長手方向で一致させ、缶胴の長手方向の同一箇所について溶接部の溶接不良をその補正処理された検出信号によって判定するため、缶胴の搬送経路に対して、２つ以上のセンサを缶胴の長手方向に沿った異なる位置に設けることができるとともに、缶胴の長手方向における各センサの取付位置を調整する必要もない。したがって、缶胴の搬送方向における各センサの配置位置の自由度が増し、既設の缶胴製造工程に対して判定装置を容易に適用することができる。
【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全体構成を示す概略図である。
【図２】  図１の缶胴製造工程のうち、溶接工程および溶接状態判定工程付近の構成を示す図である。
【図３】  図１の差動光センサの構成を示す端面図である。
【図４】  図１の渦電流探傷センサの構成を示す概略図である。
【図５】  この発明の制御回路構成の一例を示すブロック図である。
【図６】  この発明において、各センサの信号の補正前と補正後の状態を示すタイムチャートである。
【図７】  この発明において、総合ＮＧ信号に基づいてリジェクト信号出力させるためのタイムチャートである。
【図８】  この発明の制御回路構成の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
６…溶接部、  ７…高温用赤外線温度センサ、  ８…差動光センサ、  ９…低温用赤外線温度センサ、  １０…渦電流探傷センサ、  ２２…総合制御装置、  Ｅ１…缶胴、  Ｇ１…磁束、  Ｈ１…渦電流。
【図１】
0003754842.tif 000004
【図２】
0003754842.tif 000005
【図３】
0003754842.tif 000006
【図４】
0003754842.tif 000007
【図５】
0003754842.tif 000008
【図６】
0003754842.tif 000009
【図７】
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【図８】
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