JPH07234117A - ワークのリード曲がりの検出装置と検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リードの曲がりの検査を簡単かつ即座に行うこ
とができるワークのリード曲がりの検出装置と検出方法
を提供すること。 【構成】ワーク６に設けられたリード７の曲がりを検出
するワークのリード曲がりの検出装置であり、上記ワー
ク６が検査位置Ｐに位置されたことを検出するワークの
位置検出手段１６と、上記ワーク６が検査位置Ｐに位置
された時に発生する上記ワークの位置検出手段１６の検
出信号に基づいて、前記リード７が遮光したレーザ光Ｌ
１ないしＬ４を受光することで、前記リード７の曲がり
を検出するレーザ検出手段１４と、を備えるワークのリ
ード曲がりの検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒型ワークのような
ワークに設けられたリードの曲がりを検出するためのワ
ークのリード曲がりの検出装置と検出方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】リードをもつワーク、たとえばリードを
もつ円筒型のワークでは、そのリードがどの方向に曲が
って向いているかが不明である。このリードの方向を明
確でないと、たとえば次の工程でこのリードに別の部材
を正確に溶接したりすることができない。したがって、
ワークが次の工程に移る前に、予めリードの曲がり（リ
ードの倒れ）を検査する必要がある。この円筒型のワー
クとは、たとえばリチウムイオン２次電池である。

【０００３】このようなリードの曲がりを検査する従来
の方法としては、次のようなものがある。 （１）ワークを止めて、リードの向きを位相決めしてリ
ードの位置を測定する。 （２）ワークを回転させながらリードの位置を測定す
る。 （３）画像処理によりリードの位置を測定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した
（１）ないし（３）の従来の検査方法では次のような問
題がある。（１）と（２）の検査方法では、１本のワー
クを検査するのに大変時間がかかる。また（３）の検査
方法では、コストが高くなり、画像処理のソフト開発等
が必要になる。

【０００５】そこで本発明は上記課題を解消するために
なされたものであり、リードの曲がりの検査を簡単かつ
即座に行うことができるワークのリード曲がりの検出装
置と検出方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、ワークに設けられたリードの曲がりを検出する
ワークのリード曲がりの検出装置であり、上記ワークが
検査位置に位置されたことを検出するワークの位置検出
手段と、上記ワークが検査位置に位置された時に発生す
る上記ワークの位置検出手段の検出信号に基づいて、前
記リードが遮光したレーザ光を受光することで、前記リ
ードの曲がりを検出するレーザ検出手段と、を備えるワ
ークのリード曲がりの検出装置により、達成される。

【０００７】本発明にあっては、好ましくは前記レーザ
検出手段は、第１レーザ投光部と、第２レーザ投光部
と、第３レーザ投光部と、第４レーザ投光部と、を有
し、上記第１レーザ投光部からのレーザ光と、第２レー
ザ投光部からのレーザ光は、前記リードを間において間
隔をあけて平行に第１方向に射出され、上記第３レーザ
投光部からのレーザ光と、第４レーザ投光部からのレー
ザ光は、前記リードを間において間隔をあけて平行に第
２方向に射出され、上記第１方向と第２方向は直交して
いる。本発明にあっては、好ましくは前記ワークは、２
次電池である。

【０００８】また、上記目的は、本発明にあっては、ワ
ークに設けられたリードの曲がりを検出するワークのリ
ード曲がりの検出方法であり、上記ワークを検査位置に
位置決めし、上記ワークが上記検査位置に位置決めされ
た時に、上記ワークの上記リードに関連して異なる方向
から別々にレーザ光を射出して、上記リードにより遮光
された上記レーザ光によりリードの曲がりを検出するワ
ークのリード曲がりの検出方法により、達成される。

【０００９】本発明にあっては、好ましくは前記異なる
方向とは、第１の方向とこの第１の方向に直交する第２
の方向である。本発明にあっては、好ましくは前記ワー
クは２次電池であり、この２次電池の組立て工程におい
て行われ、上記リードの曲がり状態により、ワークの良
品、不良品を判別する。

【００１０】

【作用】ワークを検査位置に位置決めする。そしてワー
クが検査位置に位置決めされた時に、即座にワークのリ
ードに関連して異なる方向から別々にレーザ光を射出し
て、リードにより遮光されたレーザ光を受光することに
よりリードの曲がりを検出する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００１２】図１は、本発明のワークのリードの曲がり
の検出装置の好ましい実施例を示す斜視図である。図１
においては、リードの曲がりの検査部１と、前工程２
と、そして後工程３を示している。図１の実施例におい
ては、検査対象とするワークは、たとえばリチウムイオ
ン２次電池である。従って図１はリチウムイオン２次電
池の組立て工程の一部を示している。

【００１３】まず前工程２では、巻線機により電極を巻
取って素子を作成する。そして缶詰機によりその素子を
缶に挿入する。このような前工程２において作られたリ
チウムイオン２次電池は、符号６で示す。この２次電池
６は、搬送手段５により矢印Ｘ方向に搬送されるように
なっている。この搬送手段は、たとえば図１の実施例で
はベルトコンベアである。

【００１４】検査部１は、組立て中の２次電池６に設け
られたアルミリード７が曲がっていないかを検査する部
所である。このアルミリード７は、正極を溶接するため
のものである。検査部１では、２次電池６の中心線ＣＬ
に対するアルミリード７の曲がり（アルミリード７の倒
れ）の度合を検査して、２次電池６の良品／不良品の判
別をする。

【００１５】次に、後工程３は、不良品の２次電池６を
排除した後に、良品の２次電池６を完成電池にするため
に、さらに加工および組立てを行う工程である。このよ
うな一連の前工程２、検査部１、および後工程３より、
２次電池６を組立てて完成させるようになっている。

【００１６】次に、検査部１の構成について詳しく説明
する。搬送手段５は、組立て途中の２次電池６を矢印Ｘ
方向に搬送する手段であり、たとえばベルト式のコンベ
アである。このコンベアは駆動手段５ａにより駆動され
るようになっている。組立て中の２次電池６は、アルミ
リード７が付いていて、搬送手段５により前工程２から
運びこまれて、検査部１で検査を行う。そして検査を終
えた２次電池６は、再び搬送手段５により後工程３に運
ばれるようになっている。

【００１７】保持手段８は、２次電池６を保持するため
の手段であり、たとえばプラスチック製の搬送治具であ
る。この保持手段８は、２次電池６と共に搬送手段５に
より前工程２から後工程３に運ばれるものである。検査
部１は、レーザ検出手段１４とワークの位置検出手段１
６を備えている。

【００１８】まずレーザ検出手段１４について説明す
る。レーザ検出手段１４は４つのレーザ投光部２０，２
２，２４，２６および４つのレーザ受光部３０，３２，
３４，３６を有している。レーザ投光部２０，２２は、
レーザ受光部３０，３２に対向して配置されている。同
様にしてレーザ投光部２４，２６は、レーザ受光部３
４，３６にそれぞれ対向して配置されている。レーザ投
光部２０，２２からそれぞれ出射されるレーザ光Ｌ１と
Ｌ３は平行であり、しかもレーザ光Ｌ１とＬ３の間には
検査位置Ｐに２次電池６のリード７が位置決めされるよ
うになっている。

【００１９】同様にして、レーザ投光部２４のレーザ光
Ｌ２と投光部２６のレーザ光Ｌ４は平行に射出され、し
かもこれがレーザ光Ｌ２とＬ４の間には検査位置Ｐに２
次電池６のリード７が位置されるようになっている。レ
ーザ光Ｌ１は、レーザ受光部３０により受光され、レー
ザ光Ｌ３はレーザ受光部３０に受光される。また、レー
ザ光Ｌ２はレーザ受光部３４に受光され、レーザ光Ｌ４
はレーザ受光部３６に受光されるようになっている。

【００２０】これらのレーザ光Ｌ１ないしＬ４は所定の
幅を有し、各レーザ光Ｌ１ないしＬ４の照射面は、好ま
しくは水平面内に位置している。これにより矢印Ａから
見て「井」型の形状に配置されその中にリード７が位置
している。

【００２１】一方、ワーク６の位置検出手段１６は、投
光部９と受光部９ａを有している。このワークの位置検
出手段１６は、ファイバ型の透過型光電センサである。
この位置検出手段１６は、保持手段８が検査位置Ｐに位
置決めされた瞬間を検出して、その位置決めの瞬間を知
らせるためにタイミング信号ＳＴを制御部１０に対して
送るためのものである。これにより、検査部１における
ワーク６の検査のタイミングを制御部１０に知らせて、
制御部１０は、このタイミングにおいて４つのレーザ投
光部２０，２２，２４，２６に対してレーザ光の射出命
令を与えることができる。この位置検出手段１６の投光
部９と受光部９ａは、図１に示すように好ましくは搬送
手段５の両側に別れて設けられている。

【００２２】図１に示すように制御部１０に対しては、
レーザ投光部２０，２２，２４，２６およびレーザ受光
部３０，３２，３４，３６が接続されている。またワー
クの位置検出手段１６も制御部１０に接続されている。
さらに搬送手段５の駆動用のモータ５ａも制御部１０に
接続されている。

【００２３】図２は、４組のレーザ投光部とレーザ受光
部のうちの１組のレーザ投光部２０とレーザ受光部３０
を例示している。レーザ投光部２０は、たとえば半導体
レーザ２０ａと投光レンズユニット２０ｂから構成され
ている。これに対してレーザ受光部３０は、フォトダイ
オードのような受光素子３０ａとレンズ３０ｂを有して
いる。受光素子３０ａは、制御部１０の比較演算器１０
ａに接続されている。この比較演算器１０ａには、受光
素子３０ａからのアナログ信号と、別の予め定められた
設定値とが入力されるようになっている。

【００２４】レーザ投光部２０の半導体レーザ２０ａか
ら発生されるレーザ光Ｌ１は、投光レンズユニット２０
ｂで所定の幅をもって平行に送り出される。そして平行
に送り出されたレーザ光Ｌ１はレーザ受光部３０のスリ
ット（図示せず）を通過後、受光側３０のレンズ３０ｂ
により集光される。この平行なレーザ光Ｌ１内の対象物
としてのリード７が作る影を、受光素子３０ａにおいて
光量変化として捕らえて、受光素子３０ａからアナログ
電圧出力として取り出して比較演算器１０ａにアナログ
出力として入力する。

【００２５】比較演算回路１０ａでは、このアナログ出
力電圧と予め定められた設定値とを比較してリードの曲
がりに関する良品／不良品の判別（ＯＫ／ＮＧ）の判定
出力ＯＫ／ＮＧを出力するようになっている。レーザ投
光部２０とレーザ受光部３０の組以外の残りの３つの組
のレーザ投光部およびレーザ受光部の組も同様な構成に
なっている。

【００２６】次に、リードの曲がり（倒れ）の検査部１
の動作例を説明する。搬送手段５上に、搬送治具８によ
ってホールドされた組立て途中の２次電池６が矢印Ｘ方
向に搬送されてくる。ワークの位置検出手段１６の投光
部９は、２次電池６が流れてくるとたとえば保持治具８
により遮光されて受光センサ９ａの信号がオンからオフ
に変わる。

【００２７】この受光センサ９の信号がオンからオフに
変わった時に、ワークである２次電池６が検査位置Ｐに
位置決めされたタイミングである。このタイミングはタ
イミング信号ＳＴとして制御部１０に与えられる。この
タイミング信号ＳＴに基づいて、制御部１０の指令によ
り、４つのレーザ投光部２０，２２，２４，２６はレー
ザ光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４をそれぞれ射出する。これ
により、レーザ受光部３０，３２，３４，３６は、それ
ぞれリード７により遮光されていないかどうかを受光し
て、制御部１０の比較演算器１０ａに知らせる。リード
７が、４組のレーザ光Ｌ１ないしＬ４のうちの少なくと
も１本のレーザ光を遮光していると、リード７が曲がっ
ていると判断して、図示しない後工程３の排出手段によ
り、その該当する２次電池６を排出してしまう。

【００２８】このようにして、リード７の曲がりにより
２次電池６の良品／不良品の判別を行うことができる。

【００２９】次に、そのリード７の曲がり（倒れ）の測
定精度について一例により説明する。図３は、図１の矢
印Ａから見て「井」状のレーザ光の領域の内のレーザ光
領域Ｌ１とレーザ光領域Ｌ２、およびその交わる部分
と、そしてワークである２次電池の中心Ｏを示してい
る。図４に示すように、この場合におけるリード７の幅
は、たとえば３ｍｍであり、厚みは０．１ｍｍである。
なお、この厚みは測定精度の計算には入れない。図３で
は、リード７の幅がたとえば３ｍｍの場合における、横
軸ＸＬに関するリード７の角度θが４５度より小さい時
の良／不良を判定する限界位置を示している。また、図
３では、たとえば横軸ＸＬに関するリード７の角度θが
４５度の時の良／不良を判定する限界位置をも示してい
る。

【００３０】中心Ｏからのリード７の曲がりの位置は、
たとえば５ｍｍ以上であると、ワーク６が不良品である
と判定する。従って平行に隣り合うレーザ光Ｌ１，Ｌ３
またはＬ２，Ｌ４の間隔は１０ｍｍに設定されている。
図１における「井」状に組合されたレーザ光Ｌ１ないし
Ｌ４で形成される空間中央の空間部は、正方形であり、
図３ではその空間部はＳで示している。この空間部にお
ける距離ＯＰ１とＯＰ２、およびＰ１とＰ２間の距離の
計算例を、図５に示す。

【００３１】図６は、２次電池６におけるリード７の曲
がり（倒れ）の程度の例を示している。実線で示すリー
ド７は、良品と判別する範囲Ｄに入っている。すなわち
中心線ＣＬの中心Ｏから５ｍｍ未満のところにリード７
の先端位置がある。これに対して、２点鎖線で示すリー
ド７は、中心Ｏから５ｍｍを超えるころにリード７の先
端位置がある。

【００３２】図７は、実際にリードの曲がりを測定した
例を示しており、０〜４５番までの測定例を示してい
る。この０〜４５番のワークにおけるリードの曲がりの
最大は５．５７ｍｍであり、最小は４．７７ｍｍであ
る。この測定例では、図８に示すように、リードの曲が
り（倒れ）が設定値５．００ｍｍを中心として、最小は
４．７７ｍｍから最大は５．５７ｍｍ間では、幅のある
リードの位相（向き）により良品であったり、不良品で
あったりする。４．７７ｍｍよりも小さいリードの曲が
り（倒れ）の場合は、ワークは良品（ＯＫ）である。ま
た、５．５７ｍｍよりも大きいリードの曲がり（倒れ）
の場合は、ワークは不良品（ＮＧ）である。このように
この例では、確実に良品であると判断される範囲Ｄ１
と、リードの位相により良品または不良品と判断される
領域Ｄ２、および完全に不良品であると判断される領域
Ｄ３が存在する。

【００３３】以上説明した実施例によれば、リードを持
つ円筒型のワークにおけるそのリードの曲がり（倒れ）
の程度を検出する際に、たとえば４つのレーザ判別セン
サを、たとえば「井」形状に組み合わせてレーザ光が遮
光されたかどうかでそのリードの曲がり（倒れ）の検査
を行う。リードの曲がりの検査をワークが通過する一瞬
で良品か不良品を判断することができるので、検査のタ
クトタイムが非常に短かい。組立てラインで特にラフな
検査をする時に特に有効である。また、ワークを回転す
る必要がないので、高速で検査することができる。従来
のワークを回転させながら測定する方法では、たとえば
２．０秒から３．０秒の検査時間が必要であった。これ
に対して、本発明の検査方法では、本発明の実施例では
１．０秒以下で行うことができる。

【００３４】ところで本発明は上記実施例に限定されな
い。上述した実施例ではワークとして円筒型リチウムイ
オン２次電池を例に示しているがこれに限らない。ま
た、本発明にあっては、リード断面が円形や楕円形など
他の形状のものにも適用することができる。さらに、レ
ーザ光は、いわゆる「井」状に照射するのに限らず、検
出位置に対応して３方向からリードを囲むようにして３
本のレーザ光を照射するようにしてもよい。さらに、検
出位置に対応してレーザ光を５本以上リードを囲むよう
にして照射して、リードの倒れを検出するようにしても
よい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
ードの曲がりの検査を簡単かつ即座に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワークのリード曲がりの検出装置を示
す斜視図。

【図２】図１の検査部のレーザ投光部とレーザ受光部の
組を示す図。

【図３】レーザ光Ｌ１の領域とレーザ光Ｌ２の領域およ
びワークの中心を例示する平面図。

【図４】リードの形状やレーザ光の間隔等を例示する
図。

【図５】図３における各距離の計算例を示す図。

【図６】ワークのリードの曲がり（倒れ）を例示する
図。

【図７】ワークのリードの曲がりを測定した例を示す
図。

【図８】リードの曲がりの測定精度について示す図７に
対応した例を示す図。

【符号の説明】

１ 検査部 ６ ワークとしての２次電池 ７ リード １４ レーザ検出手段 １６ ワークの位置検出手段 ２０，２２，２４，２６ レーザ投光部 ３０，３２，３４，３６ レーザ受光部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに設けられたリードの曲がりを検
   出するワークのリード曲がりの検出装置であり、 上記ワークが検査位置に位置されたことを検出するワー
   クの位置検出手段と、 上記ワークが検査位置に位置された時に発生する上記ワ
   ークの位置検出手段の検出信号に基づいて、前記リード
   が遮光したレーザ光を受光することで、前記リードの曲
   がりを検出するレーザ検出手段と、を備えることを特徴
   とするワークのリード曲がりの検出装置。
2. 【請求項２】 前記レーザ検出手段は、 第１レーザ投光部と、第２レーザ投光部と、 第３レーザ投光部と、第４レーザ投光部と、を有し、 上記第１レーザ投光部からのレーザ光と、第２レーザ投
   光部からのレーザ光は、前記リードを間において間隔を
   あけて平行に第１方向に射出され、 上記第３レーザ投光部からのレーザ光と、第４レーザ投
   光部からのレーザ光は、前記リードを間において間隔を
   あけて平行に第２方向に射出され、 上記第１方向と第２方向は直交している請求項１に記載
   のワークのリード曲がりの検出装置。
3. 【請求項３】 前記ワークは、２次電池である請求項１
   または請求項２に記載のワークのリード曲がりの検出装
   置。
4. 【請求項４】 ワークに設けられたリードの曲がりを検
   出するワークのリード曲がりの検出方法であり、 上記ワークを検査位置に位置決めし、 上記ワークが上記検査位置に位置決めされた時に、上記
   ワークの上記リードに関連して異なる方向から別々にレ
   ーザ光を射出して、 上記リードにより遮光された上記レーザ光によりリード
   の曲がりを検出することを特徴とするワークのリード曲
   がりの検出方法。
5. 【請求項５】 前記異なる方向とは、第１の方向とこの
   第１の方向に直交する第２の方向である請求項４に記載
   のワークのリード曲がりの検出方法。
6. 【請求項６】 前記ワークは２次電池であり、この２次
   電池の組立て工程において行われ、上記リードの曲がり
   状態により、ワークの良品、不良品を判別する請求項４
   または請求項５に記載のワークのリード曲がりの検出方
   法。