焊剂填充率的判定装置、判定方法、判定系统及判定程序的制作方法

专利名称：焊剂填充率的判定装置、判定方法、判定系统及判定程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于在软钢、高张力钢、不锈钢或耐热钢等的焊接中使用的全自动或半自动焊接用的电弧焊接用焊丝等的填充焊剂焊丝的制造装置所使用的焊剂填充率判定装置，使用该装置的焊剂填充率判定方法，焊剂填充率判定系统及焊剂填充率判定程序。
背景技术：
填充焊剂焊丝按照以下这样的制造方法制造。首先，将金属带板从板宽方向的两侧弯曲成形为U字状，在弯曲成形了的金属带板的内部填充焊剂。接着，将填充有焊剂的金属带板成形为管状而制成金属制外皮，之后，通过拉伸使金属制外皮细径化到规定直径，制造沿长度方向形成有接缝的填充焊剂焊丝。而且，在这样的填充焊剂焊丝的制造中，因为焊剂供给部(BF)异常、金属带板供给速度和焊剂供给量的平衡异常、设备或材料的振动异常等，有时会产生未填充焊剂的部分或焊剂填充率(焊剂相对于每单位长度的焊丝整体质量的质量％)不满足允许范围的部分。因此，需要查出并排除对焊接品质带来不良影响的这种焊剂填充率异常品，以不使其作为产品混入。目前，作为焊剂填充率异常品的检查及排除方法，有如下方法从作为产品的填充焊剂焊丝截取规定长度的样品，通过对该样品进行破坏检查，直接测定焊剂的质量、体积或截面面积等，根据其值算出焊剂填充率，并根据该检查结果排除焊剂填充率的异常品。这样的检查由于是抽查，所以与全数检查相比存在可靠性差的问题。另外，这样的检查由于是通过人手进行破坏检查，所以需要长的作业时间，其作业负荷也大，并且确定产生检查异常的原因并直到改正前的异常制造批次被舍弃，还存在生产率变低的问题。为了解决这种问题，希望在焊丝制造中通过以非破坏且在线的方式检查焊剂填充率，来排除焊剂填充率的异常品。作为用于该目的的焊剂填充率检测装置，在专利文献I中提出一种如下装置将填充焊剂焊丝穿在线圈内，利用电磁感应现象来算出焊剂填充率，通过算出的焊剂填充率来检测异常品。具体地说，当对线圈通有高频的交流电流时，在填充焊剂焊丝的金属制外皮因电磁感应而产生感应电流，由于通过该感应电流而产生的磁场，线圈的阻抗发生变化。而且， 在通过拉伸制造的填充焊剂焊丝中，由于金属制外皮的外径侧一边被限制而一边被拉伸， 所以金属制外皮存在要向内径侧鼓出的倾向。因此，若焊剂的填充量少的话，金属制外皮的壁厚存在变厚的倾向，若焊剂的填充量多的话，金属制外皮的壁厚存在变薄的倾向。另外， 线圈的阻抗在金属制外皮的壁厚变厚、即焊剂填充率下降时会大幅度减少。因此，在专利文献I中，通过线圈的阻抗的变化来算出填充焊剂焊丝的焊剂填充率。现有技术文献专利文献专利文献I JP特开平9-239588号公报但是，通过前述的电磁感应而产生的感应电流的变化量、即线圈的阻抗的变化量
4在判别焊丝内的焊剂的有无时是有效的程度，但其不能定量地把握焊剂填充率，焊剂填充率的算出精度低。因此，虽然能够检测出未填充焊剂的异常品，但即便填充有焊剂，也无法检测出焊剂填充率超过允许范围的异常品。因此，在专利文献I的焊剂填充率检测装置中， 存在焊剂填充率的检测精度低、异常品的检测精度也低的问题。另外，在专利文献I的焊剂填充率检测装置中，如前所述，由于焊剂填充率的算出精度低，所以在检测到无焊剂填充品的情况下，要在停止制造装置后，通过制造的产品的破坏检查来测定焊剂填充率。结果是，在每次发现异常品时，需要追溯到正常品并除去异常品，存在制造成品率下降，生产率差的问题。

发明内容
因此，本发明为了解决这种问题而提出，其要解决的问题是提供一种在用于填充焊剂焊丝的制造装置时，焊剂填充率的算出精度高，由此异常品的检测精度优越，且生产率也优越的焊剂填充率判定装置，使用该装置的焊剂填充率判定方法及焊剂填充率判定系统，以及焊剂填充率判定程序。为了解决所述问题，本发明涉及一种焊剂填充率判定装置，其配置于制造填充焊剂焊丝的制造装置来判定焊剂填充率，所述制造装置在板宽方向弯曲的金属带板的内部填充焊剂，并将该金属带板成形为管状来制造填充焊剂焊丝，其特征在于，焊剂填充率判定装置具备:输入部，其输入焊剂上表面坐标，该焊剂上表面坐标是由相对于填充有所述焊剂的金属带板的板表面配置于上方的传感器在该焊剂填充后马上测定的该金属带板的板宽方向的焊剂上表面坐标；存储部，其存储有由所述传感器测定的未填充焊剂的金属带板的板宽方向的金属带板内表面坐标、预先设定的金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率的允许范围；焊剂截面面积算出部，其通过所述焊剂上表面坐标和所述金属带板内表面坐标算出焊剂截面面积；焊剂填充率算出部，其对所述焊剂截面面积在规定长度上进行积分，算出焊剂填充容量，并将该焊剂填充容量通过所述焊剂比重换算为焊剂填充质量，通过该焊剂填充质量和所述金属带板质量算出焊剂填充率；以及判断部，其将所述算出的焊剂填充率满足所述焊剂填充率的允许范围的情况判断为良好，将不满足的情况判断为不良。根据所述结构，由传感器测定焊剂上表面坐标以及金属带板内表面坐标，使用这些曲面坐标，在焊剂截面面积算出部算出焊剂截面面积，使用该焊剂截面面积在焊剂填充率算出部算出焊剂填充率。因此，算出的焊剂填充率由于是根据焊剂截面面积这样的与焊剂填充率具有直接关系的物理量算出的，所以与现有技术那样根据在焊丝产生的感应电流这样的与焊剂填充率存在间接关系的物理量推测的技术相比，算出精度变高，焊剂填充率的异常品的检测精度提高。因此，在检测到异常品的情况下，没必要像现有技术那样实施产品的破坏检查，因此，不存在因破坏检查导致的产品成品率下降的情况，焊丝的生产率提高。另外，在算出焊剂截面面积上使用的焊剂上表面坐标由于是在金属带板的管状成形前的焊剂填充后马上测定的量，因此即使在查出异常品的情况下，异常品的波及范围窄，焊丝的生广率进一步提闻。本发明涉及的焊剂填充率判定装置的特征在于，在所述焊剂填充率判定装置中， 在所述输入部输入的是由相对于填充有所述焊剂的金属带板的板表面配置于上方的第一传感器在该焊剂填充后马上测定的该金属带板的板宽方向的焊剂上表面坐标；由相对于填充有所述焊剂的金属带板的板表面配置于下方的第二传感器在该焊剂填充后马上测定的该金属带板的板宽方向的金属带板外表面坐标，在所述存储部还存储有未填充所述焊剂的金属带板的板宽方向的金属带板截面面积，在所述焊剂截面面积算出部，通过所述焊剂上表面坐标和所述金属带板外表面坐标算出总截面面积，通过该总截面面积和所述金属带板截面面积算出焊剂截面面积。根据所述结构，通过第一传感器以及第二传感器测定焊剂上表面坐标以及金属带板外表面坐标，使用这些曲面坐标和预先存储于存储部中的金属带板截面面积，在焊剂截面面积算出部算出总截面面积以及焊剂截面面积，使用该焊剂截面面积在焊剂填充率算出部算出焊剂填充率。因此，算出的焊剂填充率由于和所述焊剂填充率控制装置同样是根据与焊剂填充率有直接关系的物理量即焊剂截面面积算出的，因此焊剂填充率的算出精度闻，焊剂填充率的异常品的检测精度提闻，并且焊丝的生广率提闻。另外，由于测定焊剂上表面坐标以及金属带板外表面坐标这两曲面坐标，所以既是在因流动中的振动等使得金属带板向上下、左右或斜向移动的情况下，也不会对算出该金属带板的移动的焊剂截面面积带来影响。因此，焊剂填充率的算出精度高，焊剂填充率的异常品的检测精度提高。进而，和所述焊剂填充率控制装置同样，由于焊剂填充率的算出所采用的焊剂上表面坐标及金属带板外表面坐标这两曲面坐标是在金属带板成形为管状前的焊剂填充后马上测定的，因此焊丝的生产率更进一步提高。本发明涉及的焊剂填充率判定装置优选所述焊剂填充率判定装置的所述判断部中的所述算出的焊剂填充率是在该焊剂填充率上还加上规定的修正值的量。根据所述结构，判断部中的焊剂填充率是进一步加上了修正值的量，因此，焊剂填充率的算出精度更高，焊剂填充率的异常品的检测精度进一步提高。本发明涉及一种焊剂填充率判定方法，其使用所述的焊剂填充率判定装置来判定焊剂填充率，其特征在于，包括第一步骤，在该步骤中，将由所述传感器在焊剂填充后马上测定的填充有所述焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标输入给输入部，并将该曲面坐标输出给焊剂截面面积算出部；第二步骤，在该步骤中，在所述焊剂截面面积算出部使用在所述第一步骤输出的所述曲面坐标算出焊剂截面面积，并将该焊剂截面面积输出给焊剂填充率算出部；第三步骤，在该步骤中，在所述焊剂填充率算出部对在所述第二步骤输出的所述焊剂截面面积在规定长度进行积分，来算出焊剂填充容量，将该焊剂填充容量以存储于所述存储部的焊剂比重换算为焊剂填充质量，通过该焊剂填充质量和存储于所述存储部的金属带板质量算出焊剂填充率，并将该焊剂填充率输出给所述判断部；第四步骤，在该步骤中，在所述判断部对于在所述第三步骤输出的所述焊剂填充率与存储于所述存储部的焊剂填充率的允许范围进行比较，判断所述焊剂填充率是良好还是不良，在判断为不良的情况下停止所述制造装置的工作。
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根据所述顺序，在第一步骤输入由传感器测定的填充有焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标，使用该曲面坐标在第二步骤算出焊剂截面面积，使用该焊剂画面面积在第三步骤算出焊剂填充率。因此，算出的焊剂填充率由于是从焊剂截面面积这样的与焊剂填充率有直接关系的物理量算出的，因此焊剂填充率的算出精度高，焊剂填充率的异常品的检测精度提高。因此，在检测到异常品的情况下，没必要像现有技术那样实施产品的破坏检查，因此，焊丝的生产率提高。另外，在第一步骤输入的曲面坐标由于是在金属带板的管状成形前的焊剂填充后马上测定的量，因此即使在查出异常品的情况下，异常品的波及范围窄，焊丝的生产率进一步提高。进而，对于在第三步骤算出的焊剂填充率在第四步骤判断其是良好还是不良，在判断为不良的情况下停止制造装置的工作，或者查找异常原因，因此异常品的波及范围窄，焊丝的生产率进一步提高。本发明涉及一种焊剂填充率判定系统，其特征在于，具备制造装置，其在板宽方向弯曲的金属带板的内部填充焊剂，并将该金属带板成形为管状，由此制造填充焊剂焊丝；技术方案I或3所述的焊剂填充率判定装置，其配置于所述制造装置，判定焊剂填充率；以及传感器，其配置于所述制造装置，在所述焊剂填充后马上测定在所述焊剂填充率判定装置采用的填充有所述焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标。根据所述结构，由于具备使用在焊剂填充后马上测定的填充有焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标来判定焊剂填充率的焊剂填充率判定装置，所以能够从曲面坐标算出焊剂截面面积这样的与焊剂填充率有直接关系的物理量，可从该焊剂截面面积算出、判定焊剂填充率，所以焊剂填充率的算出精度变高，焊剂填充率的异常品的检测精度提高，并且焊丝的生产率也提高。本发明涉及一种焊剂填充率判定程序，其为了在制造填充焊剂焊丝的制造装置中判定焊剂填充率，使具备存储部的电脑作为输入部、焊剂截面面积算出部、焊剂填充率算出部和判断部起作用，其中，制造装置通过在板宽方向弯曲的金属带板的内部填充焊剂，并将该金属带板成形为管状来制造填充焊剂焊丝；存储部存储有预先设定的金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率的允许范围；在输入部输入由传感器在所述焊剂填充后马上测定的填充有该焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标；焊剂截面面积算出部使用所述曲面坐标算出焊剂截面面积；焊剂填充率算出部对所述焊剂截面面积在规定长度上进行积分，算出焊剂填充容量，将该焊剂填充容量通过所述焊剂比重换算为焊剂填充质量，通过该焊剂填充质量和所述金属带板质量算出焊剂填充率；判断部将所述算出的焊剂填充率满足所述焊剂填充率的允许范围的情况判断为良好，将不满足的情况判断为不良。根据所述结构，使用在焊剂填充后马上测定的填充有焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标，可以算出焊剂截面面积这样的与焊剂填充率有直接关系的物理量，可使用该焊剂截面面积算出焊剂填充率，所以焊剂填充率的算出精度变高，焊剂填充率的异常品的检测精度提高，并且焊丝的生产率也提高。发明效果根据本发明，能够提供一种在用于填充焊剂焊丝的制造装置时，焊剂填充率的算出精度高，由此异常品的检测精度优越，且生产率也优越的焊剂填充率判定装置，使用该装置的焊剂填充率判定方法及焊剂填充率判定系统，以及焊剂填充率判定程序。


图I是表示本发明涉及的焊剂填充率判定装置的结构的框图2(a)、(b)是表示本发明的焊剂截面面积的算出方法的图，是表示曲面坐标的现实画面的模式图3(a)、(b)是表示本发明的焊剂截面面积的其他算出方法的图，是表示曲面坐标的现实画面的模式图4是表示本发明涉及的焊剂填充率判定方法的顺序的工序流程；
图5(a)、(b)是表示本发明涉及的焊剂填充率判定系统的结构的模式图。
图中
UlA判定装置
2输入部
3存储部
4焊剂截面面积算出部
5焊剂填充率算出部
6判断部
10传感器
IOa第一传感器
IOb第二传感器
101金属带板
IOlA焊剂填充板
IOlC填充焊剂焊丝
102焊剂
200制造装置
300判定系统
ZF焊剂上表面坐标
ZMa金属带板内表面坐标
ZMb金属带板外表面坐标
具体实施例方式以下参考附图详细说明本发明涉及的焊剂填充率判定装置、焊剂填充率判定方法、焊剂填充率判定系统以及焊剂填充率判定程序的实施方式。<焊剂填充率判定装置>首先，对于本发明涉及的焊剂填充率判定装置进行说明。
如图5(a)、(b)所示，本发明的焊剂填充率判定装置(以下，称为判定装置)1配置于制造装置200来判定焊剂填充率，制造装置200通过在板宽方向弯曲的金属带板101的内部填充焊剂102，并将该金属带板101成形为管状，制造填充焊剂焊丝101C。在此，所谓焊剂填充率是焊剂102的质量相对于每单位长度的填充焊剂焊丝IOlC 的全部质量的百分比(质量％)。配置本发明的判定装置I的制造装置200具备第一成形机201，其使金属带板 101在板宽方向上弯曲；焊剂填充机202，其在弯曲了的金属带板101的内部填充焊剂102 ； 第二成形机203，其将填充有焊剂102的金属带板101 (以下，称为焊剂填充板101A)成形为管状，制造沿长度方向形成有接缝104的管状焊丝IOlB ;以及拉伸机207，其将管状焊丝 IOlB的外径拉伸到产品直径，从而制造在细径的金属外皮103的内部填充有焊剂102的填充焊剂焊丝101C。另外，制造装置200也可以是还具备将制造的填充焊剂焊丝IOlC卷成线圈状的卷取机208、成形用润滑剂的涂覆机及除去机(未图示)的结构。在制造装置200中，第一成形机201和第二成形机203可以使用成形辊等，焊剂填充机202可以使用带式给料机、均匀自动给料机、台式给料机、弹簧式振动给料机( > 卜口 > 7 4 —夕'一)等，拉伸机207可以使用串联连接有多个拉伸部的拉伸机，其中拉伸部由辊模(roller dice) 204或孔模205与绞盘206构成。为了由判定装置I算出焊剂填充率，在制造装置200配置有测定焊剂填充板IOlA 的板厚方向的曲面坐标的传感器10。另外，为了在焊剂102填充后马上测定焊剂填充板 IOlA的板厚方向的曲面坐标，将传感器10配置在焊剂填充机202和第二成形机203之间。如图I所示，本发明的第一实施方式的判定装置I的特征在于具备输入部2、存储部3、焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部5、判断部6。而且，在第一实施方式的判定装置I中，传感器10只由在焊剂填充板IOlA的板表面的上方配置的第一传感器IOa构成 (参考图5(a)、(b))。以下，对各结构进行说明。(输入部)在输入部2，焊剂填充板IOlA的板宽方向的焊剂上表面坐标ZF、即由填充的焊剂 102的上表面描绘的曲面的曲面坐标(参考图2(a))被从所述第一传感器IOa输入，将该焊剂上表面坐标ZF输出给焊剂截面面积算出部4。另外，由第一传感器IOa测定焊剂上表面坐标ZF例如使用激光变位计，该激光变位计从第一传感器IOa向焊剂填充板IOlA的板厚方向以规定间隔或连续地射出激光，通过测定来自测定对象物的反射光来进行坐标测定。 在焊剂上表面坐标ZF，板宽方向为X轴坐标，板厚方向为Y轴坐标。而且，焊剂上表面坐标 ZF也可以是由焊剂填充板IOlA的外径、填充焊剂焊丝IOlC的外径、焊剂填充率等在预先设定的检查区域(参考图2(a))被限制的范围内的曲面坐标。输入输出的焊剂上表面坐标ZF如前所述，是由相对于焊剂填充板IOlA的板表面而言配置在上方的第一传感器10a(参考图5(a)、(b))在将焊剂102填充在金属带板101 内部之后不久测定的。因此，如后所述，从该焊剂上表面坐标ZF算出的焊剂截面面积以及焊剂填充率由于是在填充焊剂焊丝IOlC的制造过程的初期阶段的数值，因此查出焊剂填充率的异常品的情况的波及范围窄，可以防止生产率的下降。(存储部)
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在存储部3存储有由所述第一传感器IOa测定的未填充焊剂102的金属带板101 的板宽方向的金属带板内表面坐标ZMa、即由弯曲的金属带板101的内表面描绘的曲面的曲面坐标(参考图2(a));根据填充焊剂焊丝IOlC的规格、使用目的等而预先设定的金属带板质量、焊剂比重以及焊剂填充率的允许范围，并在必要时将它们输出给焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部5及判断部6。具体地说，将金属带板内表面坐标ZMa输出给焊剂截面面积算出部4，将金属带板质量及焊剂比重输出给焊剂填充率算出部5，将焊剂填充率的允许范围输出给判断部6。而且，金属带板内表面坐标ZMa、金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率向存储部3的输入是预先由操作员等进行的。另外，由第一传感器IOa测定金属带板内表面坐标ZMa和所述焊剂上表面坐标ZF同样。而且,金属带板内表面坐标ZMa、 金属带板质量可以是在预先设定的检查区域(参考图2(a))限制的范围内的量。(焊剂截面面积算出部)在焊剂截面面积算出部4，将从输入部2输出的焊剂上表面坐标ZF和从存储部3 输出的金属带板内表面坐标ZMa输入,使用该焊剂上表面坐标ZF和金属带板内表面坐标 ZMa算出焊剂截面面积S (参考图2(a))，并将算出的焊剂截面面积S输出给焊剂填充率算出部5。并且，如图2(a)所示，焊剂截面面积S是将由焊剂102的上表面描绘的曲面的曲面坐标(焊剂上表面坐标ZF)与弯曲的金属带板101的内表面描绘的曲面的曲面坐标(金属带板内表面坐标ZMa)之间的区域的面积作为焊剂截面面积S算出。(焊剂填充率算出部)在焊剂填充率算出部5，将从焊剂截面面积算出部4输出的焊剂截面面积S输入， 使用该焊剂截面面积S算出焊剂填充率，并将算出的焊剂填充率输出给判断部6。另外，向焊剂填充率算出部5输入从存储部3输出的焊剂比重以及金属带板质量。而且，焊剂填充率是将焊剂截面面积S在规定长度上进行积分来算出焊剂填充容量，并通过焊剂比重将该焊剂填充容量换算为焊剂填充质量，由该焊剂填充质量和金属带板质量算出焊剂填充率。这样算出的焊剂填充率由于是根据焊剂截面面积S这样的与焊剂填充率具有直接关系的物理量算出的，所以算出精度高，焊剂填充率的异常品的检测精度优越。因此，在检测到异常品的情况下，没必要实施破坏检查，因此，不存在因破坏检查导致的产品成品率下降的情况，填充焊剂焊丝101C的生产率优越。(判断部)在判断部6，输入从焊剂填充率算出部5输出的焊剂填充率与从存储部3输出的焊剂填充率的允许范围，在该焊剂填充率满足允许范围时判断为良好，在不满足时判断为不良。而且，判断部6优选将判断结果输出给制造装置200的焊剂填充机202或控制部(未图示)，控制制造装置200的工作。在判断部6，优选在从焊剂填充率算出部5输出的、即算出的焊剂填充率上加上规定的修正值，通过判断该加上修正值后的焊剂填充率(修正焊剂填充率)是否满足允许范围，从而判断填充焊剂焊丝101C的焊剂填充率是良好还是不良。在此，修正值优选预先进行预备实验等，并根据其结果在考虑焊剂比重的误差、传感器的安装造成的误差等后进行设定。而且，在本发明的判定装置I中，输入部2可通过网络通信等构成，存储部3可通过ROM、RAM、HDD (硬盘)等存储介质构成，焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部5及
10判断部6可通过微机、个人电脑等处理计算装置构成。另外，本发明的判定装置I除了所述结构外，还可以进一步具备显示部7。(显示部)在显示部7，显示从输入部2输出的焊剂上表面坐标ZF以及从存储部3输出的金属带板内表面坐标ZMa。而且，显示部7可由微机、个人电脑等的显示器等构成。通过在显示部7上显示焊剂上表面坐标ZF以及金属带板内表面坐标ZMa，操作员等可以确认焊剂102 向焊剂填充板IOlA的填充状态。另外，也可以在确认焊剂102的填充状态之后，由操作员等向显示部7输入检查区域，进行焊剂上表面坐标ZF以及金属带板内表面坐标ZMa的数据甄选。如图I所示，本发明的第二实施方式的判定装置IA的特征在于具备输入部2、存储部3、焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部5、判断部6。而且，判定装置IA也可以进一步具备显示部7。而且，在第二实施方式的判定装置IA中，传感器10由在焊剂填充板 IOlA的板表面的上方配置的第一传感器IOa和在下方配置的第二传感器IOb构成(参考图 5(a)、(b))。以下，对各结构进行说明。(输入部)在输入部2，焊剂填充板IOlA的板宽方向的焊剂上表面坐标ZF(参考图3(a))被从所述第一传感器IOa输入,焊剂填充板IOlA的金属带板外表面坐标ZMb、即由金属带板 101的外表面描绘的曲面的曲面坐标(参考图3(a))被从所述第二传感器IOb输入。另外， 在输入部2，将焊剂上表面坐标ZF及金属带板外表面坐标ZMb输出给焊剂截面面积算出部
4。进而，由第一传感器IOa测定焊剂上表面坐标ZF及由第二传感器IOb测定金属带板外表面坐标ZMb和所述第一实施方式的判定装置I中焊剂上表面坐标ZF同样。而且，焊剂上表面坐标ZF及金属带板外表面坐标ZMb也可以是在预先设定的检查区域(参考图3(a)) 被限制的范围内的曲面坐标。而且，输入输出的焊剂上表面坐标ZF及金属带板外表面坐标ZMb如前所述，是由相对于焊剂填充板IOlA的板表面而言配置在上方的第一传感器IOa和配置在下方的第二传感器10b(参考图5(a)、(b))在将焊剂102填充在金属带板101内部之后不久测定的。 因此，如后所述，从该焊剂上表面坐标ZF及金属带板外表面坐标ZMb算出的焊剂截面面积以及焊剂填充率由于是在填充焊剂焊丝IOlC的制造过程的初期阶段的数值，因此查出焊剂填充率的异常品的情况的波及范围窄，可以防止生产率的下降。(存储部)在存储部3除了预先设定的金属带板质量、焊剂比重以及焊剂填充率的允许范围外，还存储有未填充焊剂102的金属带板101的板宽方向的金属带板截面面积S2(参考图 3(b)),并在必要时将它们输出给焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部5及判断部6。 具体地说，将金属带板截面面积S2输出给焊剂截面面积算出部4，将金属带板质量及焊剂比重输出给焊剂填充率算出部5，将焊剂填充率的允许范围输出给判断部6。而且，金属带板截面面积S2、金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率向存储部3的输入是预先由操作员等进行的。另外，金属带板截面面积S2、金属带板质量可以是在预先设定的检查区域(参考图3(b))限制的范围内的量。(焊剂截面面积算出部)
在焊剂截面面积算出部4，将从输入部2输出的焊剂上表面坐标ZF及金属带板外表面坐标ZMb输入，使用该焊剂上表面坐标ZF和金属带板外表面坐标ZMb算出焊剂截面面积S(参考图3(b))，并将算出的焊剂截面面积S输出给焊剂填充率算出部5。另外，向焊剂截面面积算出部4输入从存储部3输出的金属带板截面面积S2。并且，如图3(a)、(b)所示，焊剂截面面积S是将从总截面面积SI减去金属带板截面面积S2后面积作为焊剂截面面积S(S = S1-S2)算出，其中总截面面积SI是以由焊剂102的上表面描绘的曲面的曲面坐标(焊剂上表面坐标ZF)与由弯曲的金属带板101的外表面描绘的曲面的曲面坐标(金属带板外表面坐标ZMb)之间的区域定义的。而且，在图3(a)、(b)中，记载了焊剂上表面坐标ZF、金属带板外表面坐标ZMb由检查区域限制的情况下的总截面面积SI、金属带板截面面积S2及焊剂截面面积S。所述第一实施方式的判定装置I在通常的制造的情况下，具体地说在以通常速度使金属带板101流动的情况下，可以精度良好地算出焊剂截面面积S。但是，在为了提高生产率而使金属带板101以高于通常速度的高速流动的情况下，容易产生以下这样的问题。在高速流动中，在金属带板101上容易产生左右或斜向的振动。该金属带板101的振动会使为了算出焊剂截面面积S而由第一传感器IOa测定的焊剂上表面坐标ZF向上下、 左右或斜向移动。另一方面，作为焊剂截面面积S的算出基准的金属带板内表面坐标ZMa 是预先由没有振动的状态的金属带板101测定的曲面坐标。因此，如图2(b)所示，由第一实施方式的判定装置I算出的焊剂截面面积与实际的焊剂截面面积S相比，容易算出增加了误差AS的量或者容易算出减少了误差AS的量，算出的焊剂截面面积的算出精度容易下降。而且，在图2(b)中，记载了焊剂上表面坐标ZF因金属带板101的振动而向上方移动的情况。在第二实施方式的判定装置IA中，即使在产生了前述那样的金属带板101的振动的情况下，为了算出焊剂截面面积S而由第一传感器IOa和第二传感器IOb测定的焊剂上表面坐标ZF及金属带板外表面坐标ZMb会因金属带板101的振动而向同一方向移动。因此，在第二实施方式的判定装置IA中，在算出的焊剂截面面积上不会产生误差AS，因此算出精度变高。(焊剂填充率算出部、判断部及显示部)焊剂填充率算出部5、判断部6及显示部7由于与所述第一实施方式的判定装置I 同样，所以省略说明。而且，在本发明的判定装置IA中，输入部2可通过网络通信等构成，存储部3可通过ROM、RAM、HDD (硬盘)等存储介质构成，焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部5及判断部6可通过微机、个人电脑等处理计算装置构成，显示部7可通过微机、个人电脑等的显示器构成。<焊剂填充率判定方法>下面，对本发明的焊剂填充率判定方法(以下，称为判定方法)进行说明。其中， 判定装置、传感器及制造装置的结构，参考图I、图5(a)、(b)进行说明。如图4所示，本发明的判定方法是使用所述的第一实施方式或第二实施方式的焊剂填充率判定装置I(IA)来判定焊剂填充率的方法，其包括输入焊剂填充板IOlA的板宽方向的曲面坐标的第一步骤SI ;算出焊剂截面面积S的第二步骤S2 ;算出焊剂填充率F的第三步骤S3 ;判断焊剂填充率F是良好还是不良的第四步骤S4。(第一步骤)第一步骤SI是将由传感器10在焊剂102填充后不久测定的焊剂填充板IOlA的板宽方向的曲面坐标输入给输入部2，并将其曲面坐标输出给焊剂截面面积算出部4的工序。在此，输入输出的曲面坐标由于是在焊剂102填充后不久测定的，因此，如后所述，从该曲面坐标算出的焊剂截面面积S以及焊剂填充率F由于是在填充焊剂焊丝IOlC的制造过程的初期阶段的数值，因此查出焊剂填充率F的异常品的情况的波及范围窄，可以防止生产率的下降。而且，在使用第一实施方式的判定装置I的情况下，曲面坐标是由相对于焊剂填充板IOlA的板表面配置在上方的第一传感器IOa测定的焊剂上表面坐标ZF(参考图 2(a))。另外，在使用第二实施方式的判定装置IA的情况下，曲面坐标是由相对于焊剂填充板IOlA的板表面配置在上方的第一传感器IOa及配置在下方的第二传感器IOb测定的焊剂上表面坐标ZF及金属带板外表面坐标ZMb (参考图3(a))。(第二步骤)第二步骤S2是在焊剂截面面积算出部4使用在第一步骤SI输出的曲面坐标来算出焊剂截面面积S，并将该焊剂截面面积S输出给焊剂填充率算出部5的工序。在使用第一实施方式的判定装置I的情况下，焊剂截面面积S的算出是将焊剂上表面坐标ZF和从存储部3输出的金属带板内表面坐标ZMa之间的区域的面积作为焊剂截面面积S算出的(参考图2(a))。另外，在使用第二实施方式的判定装置IA的情况下，算出焊剂上表面坐标ZF和金属带板外表面坐标ZMb之间的区域的面积,作为总截面面积SI (参考图3(a))，通过从该总截面面积SI减去存储在存储部3中的金属带板截面面积S2，从而算出焊剂截面面积S(S = S1-S2)(参考图3(b))。而且，在图3(a)、(b)中，记载了焊剂上表面坐标ZF、金属带板外表面坐标ZMb由检察区域限制的情况下的总截面面积SI、金属带板截面面积S2及焊剂截面面积S。(第三步骤)第三步骤S3是在焊剂填充率算出部5中使用在第二步骤S2输出的焊剂截面面积 S来算出焊剂填充率F，并将该焊剂填充率F输出给判断部6的工序。焊剂填充率F的算出是以下述的(S3-1) (S3-3)的顺序进行的。(S3-1)每隔焊剂填充板IOlA的规定长度L(例如L = Imm)或者每隔规定时间 T (例如T= Isec)，进行第一步骤SI及第二步骤直到进行规定长度(例如75_)或者规定时间(例如60sec)，使用此时算出的焊剂截面面积S，定义函数S (L)或S(T)。(S3-2)以规定长度(例如75mm)或者规定时间(60sec)对函数S(L)或S(T)进行积分，算出焊剂填充容量V。(S3-3)将焊剂填充容量V以存储于存储部3的焊剂比重换算为焊剂填充质量Fl， 由该焊剂填充质量Fl和存储于存储部3的金属带板质量F2通过下式(I)算出焊剂填充率 F0F(% ) = [F1/(F1+F2)] X100— (I)这样算出的焊剂填充率F由于是根据焊剂截面面积S这样的与焊剂填充率F具有CN 102601549 A
直接关系的物理量算出的，所以算出精度高，焊剂填充率F的异常品的检测精度优越。因此，在检测到异常品的情况下，没必要实施破坏检查，因此，不存在因破坏检查导致的产品成品率下降的情况，填充焊剂焊丝IOlC的生产率优越。(第四步骤)第四步骤S4是如下这样的工序在判断部6中，对在第三步骤S3输出的焊剂填充率F和存储于存储部3的焊剂填充率F的允许范围进行比较，判断焊剂填充率F是良好还是不良，在判断为不良的情况下，停止制造装置200的工作，即，结束焊剂填充率F的判定。 另外，在第四步骤S4中，即使在焊剂填充率F被判断为是良好的情况下，也可以对应于距离允许范围中心值的偏差、即焊剂填充率F和允许范围中心值之差，进行使焊剂填充机202中的、焊剂供给量或者金属带板101的流动速度增减的控制。在第四步骤S4中，优选在由第三步骤S3输出的、即在算出的焊剂填充率F上加上规定的修正值，判断加上了该修正值的焊剂填充率(修正焊剂填充率)是否满足允许范围， 由此，判断填充焊剂焊丝IOlC的焊剂填充率是良好还是不良。在此，修正值优选预先进行预备实验等，并根据其结果在考虑焊剂比重的误差、传感器的安装造成的误差等后进行设定。〈焊剂填充率判定系统〉下面，对本发明涉及的焊剂填充率判定系统进行说明。如图5(a)、(b)所示，本发明的焊剂填充率判定系统(以下称为判定系统)300的特征在于，具备制造装置200，其在板宽方向弯曲的金属带板101的内部填充焊剂102，并将该金属带板101成形为管状，由此制造填充焊剂焊丝IOlC ;判定装置I (IA)，其配置于制造装置200，判定焊剂填充率；传感器10，其配置于制造装置200，在焊剂102填充后马上测定在焊剂填充率判定装置I (IA)采用的焊剂填充板IOlA的板宽方向的曲面坐标。在判定系统300中，在将第一实施方式的判定装置I配置于制造装置200时，传感器10仅由在焊剂填充板IOlA的上方配置的第一传感器IOa构成，测定的曲面坐标为焊剂上表面坐标ZF (参考图2 (a))。另外，在将第二实施方式的判定装置IA配置于制造装置200 时，传感器10由在焊剂填充板IOlA的上方配置的第一传感器IOa以及在焊剂填充板IOlA 的下方配置的第二传感器IOb构成，测定的曲面坐标为焊剂上表面坐标ZF以及金属带板外表面坐标ZMb (参考图3 (a))。(传感器)在判定系统300中，传感器10的构成只要是能够测定焊剂填充板IOlA的曲面坐标的传感器就没有特别的限定，但优选使用激光进行测定的激光变位计。另外，传感器10 对曲面坐标的测定是通过从传感器10向焊剂填充板IOlA的板厚方向以规定间隔或连续地射出激光、并测定其反射光来进行的。在曲面坐标中，板宽方向为X轴坐标，板厚方向为Y 轴坐标。而且，在传感器10由第一传感器IOa和第二传感器IOb构成的情况下，使X轴坐标在第一传感器IOa和第二传感器IOb —致,使Y轴坐标的O点在第一传感器IOa和第二传感器IOb —致。(制造装置、判定装置)在判定系统300中，制造装置200、判定装置I (IA)的构成的详细情况和前述相同， 因此省略说明。
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判定系统300由于具备使用在焊剂填充后马上测定的焊剂填充板IOlA的曲面坐标来判定焊剂填充率的判定装置I (IA)，所以能够从曲面坐标算出焊剂截面面积这样的与焊剂填充率有直接关系的物理量，并能够从该焊剂截面面积算出、判定焊剂填充率，因此， 焊剂填充率的算出精度变高，焊剂填充率的异常品的检测精度优越，并且填充焊剂焊丝的生产率也优越。〈焊剂填充率判定程序〉在前述中，对于本发明涉及的焊剂填充率判定装置进行了说明，但焊剂填充率判定装置可由一般的CPU、RAM、ROM等构成，可通过作为所述输入部、焊剂截面面积算出部、焊剂填充率算出部以及判断部起作用的程序模块(焊剂填充率判定程序)使具备存储部的电脑工作。以下，对于本发明涉及的焊剂填充率判定程序进行说明。如图I、图5(a)、(b)所示，本发明的焊剂填充率判定程序在制造装置200中，为了判定焊剂填充率，使具备存储部3的电脑作为输入部2、焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部5和判断部6起作用，其中，制造装置200通过在板宽方向弯曲的金属带板101的内部填充焊剂102，并将该金属带板101成形为管状来制造填充焊剂焊丝IOlC ;存储部3存储有预先设定的金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率的允许范围；输入部2输入由传感器 10在焊剂102填充后马上测定的焊剂填充板IOlA的板宽方向的曲面坐标；焊剂截面面积算出部4使用曲面坐标算出焊剂截面面积；焊剂填充率算出部5对焊剂截面面积在规定长度上进行积分，算出焊剂填充容量，将该焊剂填充容量通过焊剂比重换算为焊剂填充质量， 通过该焊剂填充质量和金属带板质量算出焊剂填充率；判断部6判断算出的焊剂填充率在满足焊剂填充率的允许范围的情况下判断为良好，在不满足的情况下判断为不良。另外，焊剂填充率判定程序也可以进一步使电脑作为现实焊剂填充板IOlA的板厚方向的曲面坐标的显示部7起作用。在焊剂填充率判定程序中，对输入给输入部2的曲面坐标进行测定的传感器10可以仅由在焊剂填充板IOlA的上方配置的第一传感器IOa构成，也可以由在焊剂填充板IOlA 的上方配置的第一传感器IOa和在下方配置的第二传感器IOb构成。而且，在仅由第一传感器IOa构成的情况下，测定的曲面坐标为焊剂上表面坐标ZF(参考图2(a))在由第一传感器IOa和第二传感器IOb构成的情况下，测定的曲面坐标为焊剂上表面坐标ZF和金属带板外表面坐标ZMb (参考图3(a))。另外，为了在焊剂截面面积算出部4算出焊剂截面面积，存储部3也可以还存储有金属带板内表面坐标ZMa(参考图2(a))或金属带板截面面积 S2(参考图3(b))。在焊剂填充率判定程序中，输入部2、焊剂截面面积算出部4、焊剂填充率算出部
5、判断部6及显示部7的结构以及电脑所具备的存储部3的结构的详细情况由于和所述判定装置I (IA)同样，因此，省略说明。在焊剂填充率判定程序中，使用焊剂填充后马上测定的焊剂填充板的板宽方向的曲面坐标，可以算出焊剂截面面积这样的与焊剂填充率有直接刮泥的物理量，使用该焊剂截面面积算出焊剂填充率，因此，焊剂填充率的算出精度变高，焊剂填充率的异常品的检测精度优越，并且填充焊剂焊丝101C的生产率也优越。实施例对于本发明的实施例进行说明。
使用图5 (a)所示的制造装置200来制造填充焊剂焊丝101C。此时，通过在制造装置200配置的第一传感器IOa和第二传感器IOb测定焊剂填充板IOlA的曲面坐标，使用该曲面坐标，通过图I所示的本发明的焊剂填充率判定装置IA算出焊剂填充率。而且，作为第一传感器IOa及第二传感器IOb,采用Keyence公司制的“高精度二维激光变位计型号 U-G ”。在本实施例中，第一传感器IOa和第二传感器IOb对曲面坐标的测定是每隔焊剂填充板IOlA的长度Imm而进行的，在判定装置IA中，算出焊剂填充板IOlA的长度75mm的量的焊剂填充率。这样的曲面坐标的测定以及焊剂填充率的算出进行到焊剂填充板IOlA 的长度为3000mm。另外，通过预备实验将修正值设定为O. 9质量％，加到算出的焊剂填充率上。算出的焊剂填充率的结果在表I中表示。另外，通过破坏检查算出制造的填充焊剂焊丝IOlC的焊剂填充率。在填充焊剂焊丝中，其长度通过拉伸等而伸长到焊剂填充板IOlA的长度的约4倍，因此破坏检查每隔填充焊剂焊丝的长度300mm进行到长度达到12000mm。算出的焊剂填充率的结果如表I所示。表I(单位质量％)
实施例(修正值0.9)破坏检查修正前修正后平均值12.4613.3613.44最大值12.8113.7113.70最小值12.2313.1313.17标准偏差值0.16_0.14 从表I的结果可确认在本发明的判定装置IA中，能够高精度地算出与通过破坏检查算出的焊剂填充率、即作为产品的填充焊剂焊丝IOic的焊剂填充率接近的焊剂填充率。另外，确认到通过将由预备实验设定的修正值加到算出的焊剂填充率上，由此可以高精度地算出更接近于产品的焊剂填充率的焊剂填充率。
1权利要求
1.一种焊剂填充率判定装置，其配置于制造填充焊剂焊丝的制造装置来判定焊剂填充率，所述制造装置在板宽方向弯曲的金属带板的内部填充焊剂，并将该金属带板成形为管状来制造填充焊剂焊丝，其特征在于，焊剂填充率判定装置具备输入部，其输入焊剂上表面坐标，该焊剂上表面坐标是由相对于填充有所述焊剂的金属带板的板表面配置于上方的传感器在该焊剂填充后马上测定的该金属带板的板宽方向的焊剂上表面坐标；存储部，其存储有由所述传感器测定的未填充焊剂的金属带板的板宽方向的金属带板内表面坐标、预先设定的金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率的允许范围；焊剂截面面积算出部，其通过所述焊剂上表面坐标和所述金属带板内表面坐标算出焊剂截面面积；焊剂填充率算出部，其对所述焊剂截面面积在规定长度上进行积分，算出焊剂填充容量，并将该焊剂填充容量通过所述焊剂比重换算为焊剂填充质量，通过该焊剂填充质量和所述金属带板质量算出焊剂填充率；以及判断部，其将所述算出的焊剂填充率满足所述焊剂填充率的允许范围的情况判断为良好，将不满足的情况判断为不良。
2.如权利要求I所述的焊剂填充率判定装置，其特征在于，在所述输入部输入的是由相对于填充有所述焊剂的金属带板的板表面配置于上方的第一传感器在该焊剂填充后马上测定的该金属带板的板宽方向的焊剂上表面坐标；由相对于填充有所述焊剂的金属带板的板表面配置于下方的第二传感器在该焊剂填充后马上测定的该金属带板的板宽方向的金属带板外表面坐标，在所述存储部还存储有未填充所述焊剂的金属带板的板宽方向的金属带板截面面积，在所述焊剂截面面积算出部，通过所述焊剂上表面坐标和所述金属带板外表面坐标算出总截面面积，通过该总截面面积和所述金属带板截面面积算出焊剂截面面积。
3.如权利要求I或2所述的焊剂填充率判定装置，其特征在于，所述判断部中的所述算出的焊剂填充率是在该焊剂填充率上还加上规定的修正值的量。
4.一种焊剂填充率判定方法，其使用权利要求I 3中任一项所述的焊剂填充率判定装置来判定焊剂填充率，其特征在于，包括第一步骤，在该步骤中，将由所述传感器在焊剂填充后马上测定的填充有所述焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标输入给输入部，并将该曲面坐标输出给焊剂截面面积算出部;第二步骤，在该步骤中，在所述焊剂截面面积算出部使用在所述第一步骤输出的所述曲面坐标算出焊剂截面面积，并将该焊剂截面面积输出给焊剂填充率算出部；第三步骤，在该步骤中，在所述焊剂填充率算出部对在所述第二步骤输出的所述焊剂截面面积在规定长度进行积分，来算出焊剂填充容量，将该焊剂填充容量以存储于所述存储部的焊剂比重换算为焊剂填充质量，通过该焊剂填充质量和存储于所述存储部的金属带板质量算出焊剂填充率，并将该焊剂填充率输出给所述判断部；第四步骤，在该步骤中，在所述判断部对于在所述第三步骤输出的所述焊剂填充率与存储于所述存储部的焊剂填充率的允许范围进行比较，判断所述焊剂填充率是良好还是不良，在判断为不良的情况下停止所述制造装置的工作。
5.一种焊剂填充率判定系统，其特征在于，具备制造装置，其在板宽方向弯曲的金属带板的内部填充焊剂，并将该金属带板成形为管状，由此制造填充焊剂焊丝；权利要求I或3所述的焊剂填充率判定装置，其配置于所述制造装置，判定焊剂填充率；以及传感器，其配置于所述制造装置，在所述焊剂填充后马上测定在所述焊剂填充率判定装置采用的填充有所述焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标。
6.一种焊剂填充率判定程序，其为了在制造填充焊剂焊丝的制造装置中判定焊剂填充率，使具备存储部的电脑作为输入部、焊剂截面面积算出部、焊剂填充率算出部和判断部起作用，其中，制造装置通过在板宽方向弯曲的金属带板的内部填充焊剂，并将该金属带板成形为管状来制造填充焊剂焊丝；存储部存储有预先设定的金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率的允许范围；在输入部输入由传感器在所述焊剂填充后马上测定的填充有该焊剂的金属带板的板宽方向的曲面坐标；焊剂截面面积算出部使用所述曲面坐标算出焊剂截面面积；焊剂填充率算出部对所述焊剂截面面积在规定长度上进行积分，算出焊剂填充容量， 将该焊剂填充容量通过所述焊剂比重换算为焊剂填充质量，通过该焊剂填充质量和所述金属带板质量算出焊剂填充率；判断部将所述算出的焊剂填充率满足所述焊剂填充率的允许范围的情况判断为良好， 将不满足的情况判断为不良。
全文摘要
提供一种焊剂填充率的算出精度高，异常品的检测精度优越，且生产率也优越的焊剂填充率的判定装置、判定方法、判定系统及判定程序。焊剂填充率判定装置配置于制造装置，并具备输入部，其输入焊剂上表面坐标，该焊剂上表面坐标是由在填充有焊剂的金属带板的上方配置的第一传感器在填充后马上测定的焊剂上表面坐标；存储部，其存储有由第一传感器测定的金属带板内表面坐标、金属带板质量、焊剂比重及焊剂填充率的允许范围；焊剂截面面积算出部，其通过焊剂上表面坐标和金属带板内表面坐标算出焊剂截面面积；焊剂填充率算出部，其通过焊剂截面面积、焊剂比重、金属带板质量算出焊剂填充率；判断部，其判断算出的焊剂填充率的好坏。
文档编号B23K35/40GK102601549SQ201210014749
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月17日 优先权日2011年1月20日
发明者小野纯一 申请人:株式会社神户制钢所