JP7467424B2 - 缶胴の溶接 - Google Patents
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Description
(1)取り付けブロック、ねじ及びスリーブ(小さい増分調整を用いて必要な調整範囲を達成するための協働ねじ山を有する)を含む機械的システム19である。この機械的システムはまた、外部の電子ブレーキの必要性を排除し、生産条件及び予期せぬ負荷(例えば、破損した缶胴)下でも位置を失わずに適合するように設計されている。
(2)アンギュラギアボックス20であり、モータシャフトから機械システムへの動きを伝達し、低減し、尚且つ、システム全体のフットプリントを最小限に抑える。
(3)エンコーダを有するサーボモータを含むシステム21。
軸1:較正ユニット又はツール4の直径(すなわち、較正ローラ7a~7fにより形成される円の直径)に関する軸と、
軸2:較正ユニットの長手方向位置(すなわち、図1に示した溶接ロール3a,3bを通る中心線CLに対して直交する位置)に関連する軸と、
軸3:較正ユニット4の鉛直方向位置(すなわち、溶接ロール3a,3bの中心線CLに対して平行な位置)に関連する軸と、である。
1.図7に線23で示されているような、シリンダのリーディング端(すなわち、右/前側の領域)における溶接厚さ、
2.シリンダの中央部(すなわち、溶接部に沿った約半分)における溶接厚さ、
3.図7に線23で示されているような、シリンダのトレーリング端(すなわち左側の領域)における溶接厚さ、
4.「フリップ」(“flip”)(すなわち、トレーリング端と、トレーリング縁から約17mmとの間の点、例えば、トレーリング端から12mm~20mm後退した点)における溶接厚さ、
5.総平均(すなわち、溶接部の全長にわたる平均溶接厚さ)、である。
溶接厚さ目標値=溶接圧力下の板厚×マッシュ目標値
マッシュ目標値=元の板厚の1.4~1.5倍。
-上述した溶接厚さの5つの測定値(すなわち、リーディング端、中央、トレーリング端、フリップ、及び総平均の値);これらの入力は溶接モニタ15から受信されて全体にわたり平均化され、総平均値がコントローラ12により計算される。
-上述のように計算された、特定の用途のための溶接厚さ目標値であり、許容差(すなわち上限値及び下限値)を含む;
-現在及びホームのツール直径(すなわち、較正ユニット4の直径)であり、調整可能なローラ7b、7dの現在の位置、及びそれらのそれぞれの「ホーム」位置(較正ユニット4の電気機械式駆動ユニット9a、9bにより調整される前のデフォルトのローラ7b、7dの位置)により決定される;
-現在及びホームのツールの長手方向位置、すなわち、溶接ステーションの長手方向軸上の較正ユニット4の現在の位置、及び、長手方向サブアセンブリ24による調整前の較正ユニット4のデフォルトの「ホーム」位置;
-現在及びホームのツールの鉛直方向位置、すなわち、溶接ステーションの鉛直方向軸上の較正ユニット4の現在の位置、及び、鉛直方向サブアセンブリ25による調整前の較正ユニット4のデフォルトの「ホーム」位置;
-任意選択的に、その他の機械設定(例えば、平坦化された銅線の幅を含み得る)、である。
1.リーディング端(1)180μm
2.中央(2)180μm
3.トレーリング端(3)180μm
4.フリップ(4)180μm
5.総平均(5)180μm。
[(溶接厚さ目標値-実際の溶接厚さ)/2]/0.2=
[(200-180)/2]/0.2=50μm。
式中、0.2は、この例において、相関係数又は転位係数を表す。上記の調整が、較正ユニット4の調整可能なローラ7b、7dの位置に関連しており、その調整が、較正ユニット4の直径(すなわち円筒状の缶胴が通過する円形の通路の直径)を増減させるように作用することが理解されよう。しかし、溶接厚さに関して、溶接モニタ16により供給される測定値は、外側溶接ロール3aの検出された鉛直方向位置に基づくものである。この例においては、相関係数0.2(±10%)が、鉛直方向の変位(すなわち溶接厚さ)の変動を円形の変位(すなわちツール直径調整)に転位又は相関させることが分かっている。
1.リーディング端(1)220μm
2.中央(2)220μm
3.トレーリング端(3)220μm
4.フリップ(4)220μm
5.総平均(5)220μm。
[(溶接厚さ目標値-実際の溶接厚さ)/2]/0.2=
[(200-220)/2]/0.2=-50μm。
1.リーディング端(1)180μm
2.中央(2)200μm
3.トレーリング端(3)200μm
4.フリップ(4)200μm
5.総平均(5)195μm。
[(溶接厚さ目標値-実際の溶接厚さ)]/0.2=
[(200-180)]/0.2=100μm。
1.リーディング端(1)180μm
2.中央(2)200μm
3.トレーリング端(3)220μm
4.フリップ(4)225μm
5.総平均(5)207μm。
Claims (25)
- 円筒状の缶胴に沿って延在するシームを溶接するために用いられる溶接ステーションを制御するための装置であって、前記溶接ステーションが、一対の溶接ロールと、溶接中にシリンダの所望のオーバーラップを生じさせるための較正ユニットとを含み、前記較正ユニットが、少なくとも3つの異なる調整軸に沿って調整可能であり、前記装置が、
溶接されているシームを監視して、前記シームの長さに沿った一連の所定のポイントにおける溶接厚さを示す電気信号を提供するように構成された溶接モニタと、
前記電気信号を受信し、且つ、前記信号に応答して1以上の制御電気信号を生成するように構成されたコントローラと、
前記較正ユニットに接続されるための、又は前記較正ユニットの一部を形成するための複数の調整機構と、を備え、前記調整機構が、前記制御電気信号(複数可)を受信するように構成され、且つ、前記制御電気信号(複数可)に応答して前記較正ユニットを、前記3つの調整軸のうちの1以上に対して調整して、前記シリンダの前記所望のオーバーラップ及び/又は所望の溶接品質を提供するように構成されている前記装置。 - 前記溶接厚さを示す信号が、前記溶接ロールの一方又は両方の回転軸の変位を示す信号から導出される、請求項1に記載の装置。
- 前記溶接厚さを示す信号が、前記溶接ロールの偏心、及び/又は、前記溶接ロールと溶接されるべき前記シリンダとの間に位置する消耗ワイヤのプロファイルの変化に対する補償を含む、請求項2に記載の装置。
- 前記溶接厚さを示す信号が、一連の溶接された缶胴における前記一連の所定のポイントの平均又はその他の統計的に導出された溶接厚さを示す信号である、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
- 少なくとも4つの所定のポイントが連続して存在し、これらが、任意選択的に、前記シリンダのリーディング端、前記シームの長さの中央、前記シリンダのトレーリング端、及びフリップ位置を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記電気信号が、さらに、前記シームの長さ全体に沿って平均化された溶接厚さを示している、請求項5に記載の装置。
- 前記コントローラが決定システムを含み、前記決定システムが、前記電気信号と、前記調整機構のうちの1以上の現在位置とを含む入力を受信するように構成され、且つ、前記調整機構のうちの1以上に対する必要な調整を出力として計算するように構成されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記決定システムが、前記一連の所定のポイントの各々における溶接厚さを、そのポイントの目標溶接厚さと比較し、前記所定のポイントの1以上が前記目標溶接厚さから逸脱している場合にその逸脱を修正するために必要な調整を計算するように構成されている、請求項7に記載の装置。
- 前記調整機構が、制御信号(複数可)に応答して、前記溶接ステーションを通る前記シリンダの移動方向に対する前記較正ユニットのローラの半径方向位置と;各溶接ロールの中心を通る線に垂直な調整軸に沿った、前記較正ユニットの長手方向位置と;前記ローラの半径方向位置及び前記較正ユニットの長手方向位置の組合せとを調整する、請求項1~8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記調整機構の1つが、制御信号(複数可)に応答して、前記較正ユニットの鉛直方向位置を、各溶接ロールの中心を通る線に平行な調整軸に沿って調整する、請求項1~9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記調整機構の1つが、前記較正ユニットのローラの前記半径方向位置を、符号化されたモータ及びギアボックスを用いて動作可能な協働二重ねじシステムを使用して調整するように構成されている、請求項9に記載の装置。
- 前記コントローラが、閉ループコントローラである、請求項1~11のいずれか一項に記載の装置。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の装置を含む溶接ステーションであり、所望の溶接品質を維持するように構成された閉ループ制御システムを組み込んでいる、溶接ステーション。
- 円筒状の缶胴に沿って延在するシームを溶接するために使用される溶接ステーションを制御する方法であって、前記溶接ステーションが、一対の溶接ロールと、溶接中にシリンダの所望のオーバーラップを生じさせるための較正ユニットとを含み、前記方法が、
溶接されているシームを監視して、シームの長さに沿った一連の所定のポイントにおける溶接厚さを示す電気信号を提供するステップと、
前記溶接されているシームの溶接品質を示す前記電気信号に応答して1以上の制御電気信号を生成するステップと、
前記1以上の制御電気信号を、3つの調整軸のうちの1以上に対して前記較正ユニットを調整するように構成された複数の調整機構のうちの1以上に提供し、それにより前記シリンダの前記所望のオーバーラップを生じさせるステップと、を含む、方法。 - 前記溶接厚さを示す信号が、前記溶接ロールの一方又は両方の回転軸の変位を示す信号から導出される、請求項14に記載の方法。
- 前記溶接厚さを示す信号が、前記溶接ロールの偏心、及び/又は、前記溶接ロールと溶接されるべき前記シリンダとの間に位置する消耗ワイヤのプロファイルの変化に対する補償を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記溶接厚さを示す信号が、一連の溶接された缶胴における前記一連の所定のポイントの平均又はその他の統計的に導出された溶接厚さを示す信号である、請求項14~16のいずれか一項に記載の方法。
- 4つの所定のポイントが連続して存在し、これらが、任意選択的に、前記シリンダのリーディング端、前記シームの中央、前記シリンダのトレーリング端、及びフリップ位置を含む、請求項14~17のいずれか一項に記載の方法。
- 電気信号が、さらに、前記シームの全体に沿って平均化された溶接厚さを示す、請求項18に記載の方法。
- 前記1以上の制御電気信号を生成するステップが、前記調整機構のうちの1以上の位置に関する電気信号及び入力を受信して、前記調整機構のうちの1以上に対する必要な調整を出力として計算するステップを含む、請求項14~19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1以上の制御電気信号を生成するステップが、一連の所定のポイントの各々における溶接厚さを、そのポイントの目標溶接厚さと比較し、前記所定のポイントの1以上が前記目標溶接厚さから逸脱している場合に、その逸脱を修正するために必要な調整を出力として計算するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記調整機構が、制御信号(複数可)に応答して、前記溶接ステーションを通る前記シリンダの移動方向に対する前記較正ユニットのローラの半径方向位置と;各溶接ロールの中心を通る線に垂直な調整軸に沿った、前記較正ユニットの長手方向位置と;前記ローラの半径方向位置及び前記較正ユニットの長手方向位置の組合せと、を調整する、請求項14~21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記調整機構の1つが、制御信号(複数可)に応答して、前記較正ユニットの鉛直方向位置を、各溶接ロールの中心を通る線に平行な調整軸に沿って調整する、請求項14~22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記調整機構の1つが、前記較正ユニットのローラの前記半径方向位置を、符号化されたモータ及びギアボックスを用いて動作可能な協働二重ねじシステムを使用して調整する、請求項22に記載の方法。
- 溶接厚さの閉ループ制御を提供する、請求項14~24のいずれか一項に記載の方法。
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