JP2011106924A - 溶接部検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの溶接部の検出に要する時間を短縮できるとともに、低コストで溶接部の検出を行うことができる溶接部検出方法を提供する。
【解決手段】ワークの溶接部Ｙを検出する溶接部検出方法であって、ワーク１００の伸長量とくびれの幅Ｌとの相関と、ワークの板幅Ｈおよび板厚Ｄの少なくとも一方のワーク１００の伸長前後における変化量とくびれの幅Ｌとの相関とのうち、少なくとも一方の相関を予め求めておき、伸長量および変化量とくびれの幅Ｌとの相関が求められているワーク１００の伸長量、板幅Ｈ、および板厚Ｄを取得することにより、相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出する算出工程と、算出工程で算出されるくびれの幅Ｌに応じて、搬送速度Ｖ２を設定する設定工程と、設定工程で設定される搬送速度Ｖ２でワーク１００を搬送しながら、所定の間隔でワークの板幅Ｈを測定することにより、くびれ１０１を検出する検出工程とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワークの溶接部の位置を検出する溶接部検出方法の技術に関する。

例えば、板状部材の端部と端部とを溶接して接合してワークを形成した場合、前記ワークには溶接部が形成される。ワークにおいて、溶接部はその他の部分と比較してその特性、例えば、硬さ等が異なる。このため、溶接部だけを検査する、あるいは、溶接部以外の部分に加工を行うために、溶接部の位置を検出する必要がある。
しかし、圧延等によって伸長されるワークの溶接部を作業者が目視確認して検出する場合には、溶接部の位置が非常にわかりにくいため、検出に要する時間が長くなるという問題があった。このようなワークとしては、例えば、金属リングおよび金属帯等がある。

以上のような問題を解消する溶接部検出方法として、以下に示す特許文献１および特許文献２のような技術が開示されている。

特許文献１に開示された技術は、圧延後のワークの溶接部を検出するための技術であり、移動可能な検出用センサを用いる。
検出用センサは、ワークの内側に渦電流を発生させるとともに、当該渦電流を検出部によって検出することで溶接部の検出を行う。また、検出部によって検出される検出信号は、フィルタリング部でフィルタリングされる。このような検出センサを移動させて溶接部の検出を行う。
これによれば、検出信号に含まれるノイズがフィルタリング部で除去されるため、圧延後のワークの溶接部を検出できる。

特許文献１に開示された技術は、渦電流によるインピーダンス変化を検出することで溶接部を検出する方法である。このため、熱処理を行ったワークの溶接部を検出する場合には、ワークの結晶組成が均一化されているため、溶接部が検出できない場合があった。つまり、検出精度が低下する場合があるという点で不利であった。

また、特許文献２に開示された技術は金属リングの欠陥を検出するための技術であり、駆動プーリ、従動プーリ、および基準指標検出機構を用いる。
駆動プーリおよび従動プーリには、金属リングが巻回される。基準指標検出機構は、駆動プーリと従動プーリとの間に配置され、溶接部に金属リングの板幅に沿って形成される溶接跡を画像認識する。
駆動プーリを回動させてワークを搬送し、基準指標検出機構によって溶接跡の位置を検出する。また、金属リングの欠陥を検出する機構によって欠陥の検出が行われ、当該検出された位置は、溶接跡からの相対的な位置として特定される。
このような溶接跡を検出する基準指標検出機構を用いることにより、ワークの溶接部を検出できる。

しかし、特許文献２に開示された技術を用いてワークの溶接部を検出した場合、溶接の条件、例えば、ビードの幅等によって溶接跡の形状および色合い等が変化する場合がある。つまり、溶接跡が見えにくくなる場合があり、ひいては、溶接跡を検出できない場合があるため、溶接部の検出精度が低下する場合があるという点で不利であった。また、検出精度を向上させるために、駆動プーリの回転数を下げることが考えられるが、この場合、溶接部の検出に要する時間が長くなってしまう。

また、溶接後に圧延されたワークの溶接部には、板幅方向の内側に向かって切り欠かれたようなくびれ（微小変化）が形成される。
このようなくびれを検出することでワークの溶接部を検出することが考えられるが、当該くびれを短い時間で検出するためには、ワークの搬送速度を速くする必要があり、測定間隔の非常に短い高価なセンサを用いる必要がある。つまり、コストがかかるという点で不利であった。
一方、測定間隔の長いセンサを用いた場合には、くびれを読み飛ばさないようにするために、くびれを搬送する速度を遅くする必要がある。つまり、溶接部の検出に要する時間が長くなってしまうという点で不利であった。

特開昭６１−１５１４５５号公報 特開２００５−２８３３０３号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、ワークの溶接部の検出に要する時間を短縮するとともに、低コストで溶接部の検出を行うことが可能な溶接部検出方法を提供するものである。

請求項１においては、溶接部を有するワークを伸長したときに、該ワークの溶接部に形成されるくびれを検出することにより、前記ワークの溶接部を検出する溶接部検出方法であって、前記ワークの伸長量と前記くびれの幅との相関と、前記ワークの板幅および板厚の少なくとも一方の前記ワークの伸長前後における変化量と前記くびれの幅との相関とのうち、少なくとも一方の相関を予め求めておき、前記伸長量および前記変化量と前記くびれの幅との相関が求められているワークの伸長量、板幅、および板厚を取得することにより、前記相関に基づいて、前記くびれの幅を算出する算出工程と、前記算出工程で算出されるくびれの幅に応じて、前記くびれを検出する際の前記ワークの搬送速度を設定する設定工程と、前記設定工程で設定されるワークの搬送速度で前記ワークを搬送しながら、所定の間隔で前記ワークの板幅を測定することにより、前記くびれを検出する検出工程と、を含むものである。

請求項２においては、前記検出工程で前記くびれが検出されなかったときに、前記くびれを検出する際のワークの搬送速度および前記ワークの板幅の測定間隔の少なくともいずれかを再設定する再設定工程をさらに含み、前記検出工程は、前記再設定工程で再設定される前記搬送速度および測定間隔で前記ワークの板幅を測定することにより、前記くびれを検出するものである。

請求項３においては、溶接部を有するワークを伸長したときに、該ワークの溶接部に形成されるくびれを、前記ワークを所定の搬送速度で搬送しながら検出することにより、前記ワークの溶接部を検出する溶接部検出方法であって、前記くびれを検出する際の前記ワークの搬送速度よりも速い速度で前記ワークを搬送しながら、前記ワークの板幅を測定することにより、前記くびれの位置候補を算出する算出工程と、前記くびれを検出する際の前記ワークの搬送速度で、前記算出工程で算出される位置候補の板幅を測定することにより、前記くびれを検出する検出工程と、を含むものである。

請求項４においては、前記算出工程では、アナログ出力を用いて前記ワークの板幅を測定し、前記検出工程では、デジタル出力を用いて前記位置候補の板幅を測定するものである。

本発明は、ワークの溶接部の検出において、溶接部に形成されるくびれを検出する速度を最適に設定できる、あるいは、くびれを検出する範囲を減らすことができるため、ワークの溶接部の検出に要する時間を短縮できるとともに、低コストで溶接部の検出を行うことができる、という効果を奏する。

金属リングの溶接部を検出する第一実施形態の溶接部検出装置の全体的な構成を示す斜視図。 金属リングの溶接部を検出する第一実施形態の溶接部検出装置の動作を示す平面図。（ａ）ワークを取り付けた状態を示す図。（ｂ）高速で板幅を測定する状態を示す図。（ｃ）低速で板幅を測定する状態を示す図。（ｄ）溶接部を停止位置へ移動した状態を示す図。 金属リングの溶接部を検出する第一実施形態の溶接部検出装置の動作を示すフロー図。 金属帯の溶接部を検出する第一実施形態の溶接部検出装置の動作を示す側面図。（ａ）ワークを取り付けた状態を示す図。（ｂ）高速で板幅を測定する状態を示す図。（ｃ）低速で板幅を測定する状態を示す図。 金属帯の溶接部を検出する第一実施形態の溶接部検出装置の動作を示すフロー図。 金属リングの溶接部を検出する第二実施形態の溶接部検出装置の動作を示すフロー図。 位置候補の算出に際して高速でワークの板幅を測定した結果を示すグラフ図。 金属リングの溶接部を検出する第二実施形態の溶接部検出装置の動作を示す側面図。（ａ）位置候補を算出した状態を示す図。（ｂ）低速で位置候補の板幅を測定する状態を示す図。（ｃ）低速で溶接部の板幅を測定する状態を示す図。（ｄ）溶接部を停止位置へ移動した状態を示す図。 金属帯の溶接部を検出する第二実施形態の溶接部検出装置の動作を示すフロー図。 金属リングを成形する工程を示す図。 伸長量が最も小さい金属リングを点Ａで切断した場合の金属リングの板面を示す説明図。 伸長量が最も大きい金属リングを点Ａで切断した場合の金属リングの板面を示す説明図。 金属リングの板幅を測定した結果を示すグラフ図。（ａ）伸長量が最も小さい金属リングの結果を示す図。（ｂ）伸長量が最も大きい金属リングの結果を示す図。 くびれの幅と板幅の緩やかな変化量との相関を示す図。 金属リングのくびれを示す拡大側面図。（ａ）伸長量が最も小さい金属リングのくびれを示す図。（ｂ）伸長量が最も大きい金属リングのくびれを示す図。 くびれの幅と周長との相関を示す図。 金属リングの板厚を示す拡大平面図。（ａ）伸長量が最も小さい金属リングの板厚を示す図。（ｂ）伸長量が最も大きい金属リングの板厚を示す図。

以下に、第一実施形態に係る溶接部検出方法が用いられて溶接部Ｙの検出を行う溶接部検出装置１について、図面を参照して説明する。

図１および図１０に示すように、溶接部検出装置１は、溶接後に圧延および周長調整等が行われることにより、溶接後の状態から伸長されるワークの溶接部Ｙを検出するものである。このようなワーク１００としては、例えば、帯状の金属板の両端を溶接により接合した金属リング、および複数の帯状金属板の端部を溶接により接合して繋ぎ合わせた金属帯等がある。

なお、溶接部検出装置１の構成は、円環状に形成されるワーク、例えば、金属リングの溶接部を検出する場合と、帯状に形成されるワーク、例えば、金属帯の溶接部を検出する場合とで異なる。

以下では、金属リングの溶接部Ｙを検出する場合の溶接部検出装置１について説明する。
まず、溶接部Ｙの検出対象となるワーク１００、すなわち金属リングについて説明する。
ワーク１００は、図１０に示すように、板状に形成される部材に所定の加工を行うことで成形される。

ワーク１００を成形するための素材となる金属板９０は、曲げ工程Ｓ１において、回動する一対の曲げローラ４１・４１に挟まれることにより、略円筒状に曲げられる。このとき、金属板９０は、その両端部が当接する長さに切断される。

円筒状に曲げられた金属板９０は、溶接工程Ｓ２において、当接する両端部を所定の溶接機構４２によって溶接されることにより、略円筒状に成形される。これにより、金属板９０には、溶接部Ｙが形成される。

溶接された円筒状の金属板９０は、熱処理工程Ｓ３において、熱処理炉４３に収容されて熱処理が行われる。

熱処理が行われた円筒状の金属板９０は、切断工程Ｓ４において、所定の切断機構によって所定の間隔で切断される。これにより、円筒状の金属板９０は、リング状のワーク１００に成形される。

熱処理が行われた円筒状の金属板９０を切断することにより成形されたワーク１００は、圧延工程Ｓ５において、回動する複数の圧延ローラ４５・４５・４５によって圧延される。つまり、ワーク１００は、複数の圧延ローラ４５・４５・４５によって押さえられた状態で伸長される。このとき、ワークの板厚Ｄは薄くなる。

圧延されたワーク１００は、周長調整工程Ｓ６において、さらに伸長される。このとき、ワーク１００は、その内周面が回動する二つの調整ローラ４６・４６に巻回される。そして、二つの調整ローラ４６・４６のうちのいずれか一方（図１０においては右側の調整ローラ４６）がワーク１００の径方向外側に移動することで、ワーク１００は引っ張られる。つまり、ワーク１００に張力がかかり、ワーク１００は伸長される。

ここで、周長調整工程Ｓ６では、圧延工程Ｓ５よりも高い精度でワーク１００を伸長できる。このため、周長の異なるワーク１００を成形する場合においては、周長調整工程Ｓ６でワーク１００の伸長量を変えている。

これにより、ワーク１００は、所定の周長を有した金属リングとして成形される。また、切断工程Ｓ４において成形される複数のリング状のワーク１００は、周長の異なる複数の金属リングとして成形される。つまり、伸長量の異なる複数の金属リングとして成形される。

このようなワーク１００には、図１１および図１２に示すように、溶接部Ｙが一つだけ形成され、当該溶接部Ｙにくびれ１０１が形成される。くびれ１０１は、ワーク１００の板幅方向において、ワーク１００を両端部から内側に向かって切り欠いたように形成され、くびれ１０１が形成された部分の板幅Ｈは、他部よりも短くなっている。
このようなくびれ１０１は、圧延工程Ｓ５および周長調整工程Ｓ６等でワーク１００を伸長したときに形成される。

なお、以下において、図１１に示す伸長量が最も小さいワークを「ワーク１１０」とし、その溶接部を「溶接部Ｙ１」とする。そして、くびれを「くびれ１１１」とする。
また、図１２に示す伸長量が最も大きいワークを「ワーク１２０」とし、その溶接部を「溶接部Ｙ２」とする。そして、くびれを「くびれ１２１」とする。

次に、ワークの板幅Ｈの変化とくびれの幅Ｌとの関係について説明する。
ワーク１００は、切断工程Ｓ４において円筒状の金属板９０を切断して成形された時点では、その板幅Ｈは全周にわたって略同じである。一方、周長調整工程Ｓ６においてワーク１００が引っ張られた時点では、図１１および図１２に示すように、ワーク１００には、板幅Ｈが小さくなるように緩やか（弓なり）に変化する部分が生じる（図１１および図１２に示す点線部分参照）。つまり、周長調整工程Ｓ６でワーク１００には、板幅Ｈが短い部分が形成される。

伸長量が最も大きいワーク１２０の板幅が短い部分Ｈ２は、伸長量が最も小さいワーク１１０の板幅が短い部分Ｈ１よりも短くなる。つまり、ワーク１２０の板幅Ｈの変化は、ワーク１１０の板幅Ｈの変化より大きい。
ここで、ワーク１２０は、周長調整工程Ｓ６でワーク１１０よりもより多く伸長されている。つまり、周長調整工程Ｓ６で多く引っ張られると、板幅Ｈの変化は大きくなる。

なお、以下において、このようなワーク１００が周長調整工程Ｓ６を経る前後での板幅Ｈの変化量（図１１に示す矢印Ｃ１および図１２に示す矢印Ｃ２参照）を「板幅の緩やかな変化量Ｃ」とする。

ワーク１１０の板幅Ｈを測定した結果を図１３（ａ）に示す。この場合、溶接部Ｙ１に形成されるくびれ１１１の影響により、溶接部Ｙ１の位置だけ板幅Ｈの変化量が大きく、溶接部Ｙ１以外の部分の板幅Ｈの変化量が小さいことがわかる。つまり、板幅の緩やかな変化量Ｃ１は、小さいことがわかる。

また、ワーク１２０の板幅Ｈを測定した結果を図１３（ｂ）に示す。この場合、溶接部Ｙ２に形成されるくびれ１２１の影響および板幅Ｈの緩やかな変化の影響により、ワーク全体の板幅Ｈの変化量が大きいことがわかる。つまり、板幅の緩やかな変化量Ｃ２は、大きいことがわかる。

このような、板幅の緩やかな変化量Ｃが異なるワーク１００に対応するくびれの幅Ｌを測定した実験結果を図１４に示す。板幅の緩やかな変化量Ｃが大きくなるにつれて、くびれの幅Ｌが大きくなっている。つまり、板幅の緩やかな変化量Ｃとくびれの幅Ｌとの間には相関があることがわかる（図１４に示すグラフＧ１参照）。
特に、板幅の緩やかな変化量Ｃが最も大きいワーク１２０のくびれの幅Ｌ２は、板幅の緩やかな変化量Ｃが最も小さいワーク１１０のくびれの幅Ｌ１の約二倍の長さとなっている。

次に、溶接部検出装置１の全体的な構成について説明する。
図１に示すように、溶接部検出装置１は、搬送機構１０と検出機構２０とを具備する。

搬送機構１０は、ワーク１００を搬送するものである。搬送機構１０は、駆動プーリ１１とテンションプーリ１２とを備える。
駆動プーリ１１は、その外形が略円形状に形成された部材であり、所定の駆動源によって駆動する。また、駆動プーリ１１には、ロータリーエンコーダが取り付けられる。これにより、溶接部検出装置１は、駆動プーリ１１の回転を監視する。
テンションプーリ１２は、駆動プーリ１１と略同一の形状に形成され、駆動プーリ１１との間に所定の間隔が空けられた状態で配置される。

検出機構２０は、ワークの板幅Ｈを測定するものである。検出機構２０は、駆動プーリ１１とテンションプーリ１２とにワーク１００を取り付けたときに、当該ワーク１００に干渉しないように配置される。本実施形態の検出機構２０には、非接触式のレーザセンサが用いられる。

このような溶接部検出装置１は、搬送機構１０にワーク１００を取り付けて、駆動プーリ１１を回動させることによりテンションプーリ１２が一体的に回動し、ワーク１００を搬送する。つまり、ワーク１００を検出機構２０に対して周長方向へ移動させる。このとき、検出機構２０によってワークの板幅Ｈを測定することで、溶接部Ｙに形成されるくびれ１０１を検出する。これにより、溶接部検出装置１は、ワークの溶接部Ｙを検出し、当該溶接部Ｙが所定の位置（以下、「停止位置１ａ」とする）に配置されるようにワーク１００を搬送する。
また、溶接部検出装置１は、駆動プーリ１１を所望の回数だけ回動させることにより、ワーク１００を所定の位置まで搬送する。

溶接部検出装置１において、板幅Ｈを測定する際のワーク１００の搬送速度は、駆動プーリ１１の回転数に応じて変化する。つまり、駆動プーリ１１の回転数は、板幅Ｈを測定する際のワーク１００の搬送速度となる。
また、溶接部検出装置１は、駆動プーリ１１の回転数を設定可能に構成される、換言すれば、ワーク１００の搬送速度を設定可能に構成される。

ここで、ワークの板幅Ｈを測定することで板幅の緩やかな変化量Ｃを算出する場合、くびれ１０１を検出する必要がない。また、ワーク１００の緩やかな変化は、ワーク１００の周方向に大きく現れる（図１１に示す点線部分参照）。つまり、ワーク１００を引っ張った方向に大きく現れる。このため、くびれ１０１を読み飛ばしても（くびれ１０１部分の板幅Ｈが測定できなくても）、板幅の緩やかな変化量Ｃは算出できる。
第一実施形態において、板幅の緩やかな変化量Ｃを算出するためにワークの板幅Ｈを測定する際のワーク１００の搬送速度、つまりくびれ１０１を読み飛ばす速度（くびれ１０１部分の板幅Ｈを測定可能な速度よりも速い速度）を「高速時の搬送速度Ｖ１」とする。

一方、くびれ１０１を検出する場合、くびれの幅Ｌが非常に小さいため検出機構２０の分解能を高くする必要がある。従って、検出機構２０の測定間隔を一定とした場合、高速時の搬送速度Ｖ１と比較して板幅Ｈを測定する際のワーク１００の搬送速度を遅くする必要がある。
第一実施形態において、ワークの板幅Ｈを測定する際のワーク１００の搬送速度のうち、くびれ１０１を検出するときの速度を「低速時の搬送速度Ｖ２」とする。

高速時の搬送速度Ｖ１は、所定の速度に設定されている。また、検出機構２０によるワークの板幅Ｈの測定間隔は、検出機構２０が測定可能な測定間隔のうち、最も短い測定間隔に設定されている。
そして、溶接部検出装置１は、予め求めておいた板幅の緩やかな変化量Ｃとくびれの幅Ｌとの相関（図１４に示すグラフＧ１参照）に基づいて、くびれの幅Ｌを算出可能に構成される。また、溶接部検出装置１は、くびれの幅Ｌに応じて、低速時の搬送速度Ｖ２を設定可能に構成される。

以上の構成を備える溶接部検出装置１が用いられて行われる、第一実施形態に係る溶接部検出方法について説明する。

まず、図２（ａ）および図３に示すように、溶接部検出装置１にワーク１００を取り付ける（Ｓ１１０）。より詳細には、駆動プーリ１１とテンションプーリ１２とにワーク１００を巻回する。

図２（ｂ）および図３に示すように、ワーク１００を取り付けた後で、高速でワークの板幅Ｈを測定する（Ｓ１２０）。この場合、溶接部検出装置１は、駆動プーリ１１を高速回転することにより、ワーク１００を搬送速度Ｖ１で搬送する。また、溶接部検出装置１は、ワーク一周分よりも十分長い距離だけワーク１００を搬送し、ワークの板幅Ｈを測定する。

高速でワークの板幅Ｈを測定した後で、当該測定結果より板幅の緩やかな変化量Ｃを算出する（Ｓ１３０）。つまり、溶接部検出装置１は、ステップＳ１２０にて、板幅の緩やかな変化量Ｃを算出するために必要な数値である、ワークの板幅Ｈを取得する。

板幅の緩やかな変化量Ｃを算出した後で、予め求めておいた板幅の緩やかな変化量Ｃとくびれの幅Ｌとの相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出する（Ｓ１４０）。

くびれの幅Ｌを算出した後で、当該くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を設定する（Ｓ１５０）。

図２（ｃ）および図３に示すように、低速時の搬送速度Ｖ２を設定した後で、当該設定された低速時の搬送速度Ｖ２で板幅Ｈを測定する（Ｓ１６０）。これにより、溶接部検出装置１は、くびれ１０１の検出を行う。

ステップＳ１６０にてくびれ１０１が検出された場合には、図２（ｄ）および図３に示すように、当該検出されたくびれ１０１、すなわち溶接部Ｙが停止位置１ａへ移動するようにワーク１００を搬送する（Ｓ１７０：Ｙｅｓ、Ｓ１９０）。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ２３０）。

一方、ステップＳ１６０にてくびれ１０１が検出されない場合においては、高速で板幅Ｈを測定してからの経過時間（Ｓ１２０〜Ｓ１７０までに要した時間）を確認する（Ｓ１７０：Ｎｏ）。本実施形態では、溶接部検出装置１でタイマー制御を行うことで、経過した時間を測定する。

溶接部Ｙの検出を開始してから５秒以上経過していない場合には、引き続き低速でくびれ１０１の検出を行う（Ｓ１８０：Ｎｏ）。

一方、溶接部Ｙの検出を開始してから５秒以上経過している場合には、最低速度以下であるかを確認する（Ｓ１８０：Ｙｅｓ）。

第一実施形態において最低速度とは、伸長量が最も小さいワーク１１０のくびれ１１１（図１５（ａ）参照）を測定する場合に設定される、低速時の搬送速度Ｖ２である。

低速時の搬送速度Ｖ２が最低速度より大きい場合には、低速時の搬送速度Ｖ２を再設定する（Ｓ２００：Ｎｏ、Ｓ２１０）。このとき、溶接部検出装置１は、現在設定されている低速時の搬送速度Ｖ２をより遅い速度に再設定する。そして、当該再設定した搬送速度Ｖ２で板幅Ｈの検出を行う（Ｓ１６０、Ｓ１７０）。
これによれば、板幅の緩やかな変化量Ｃを測定したときに誤差が生じ、本来のくびれの幅Ｌよりも大きなくびれの幅Ｌを算出した場合等においても、確実に溶接部Ｙを検出できる。

低速時の搬送速度Ｖ２が最低速度以下の場合、溶接部Ｙが検出不可能なワーク１００であると判断（ＮＧ判断）する（Ｓ２００：Ｙｅｓ、Ｓ２２０）。このとき、溶接部検出装置１は、溶接部Ｙが検出できなかったことを所定の手段によって作業者等に通知する。このような通知するための手段としては、溶接部検出装置１に所定の表示部を電気的に接続し、当該表示部にＮＧ判断したことを表示する等がある。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ２３０）。

このように、第一実施形態の溶接部検出方法は、溶接部Ｙを有するワーク１００を伸長したときに、ワークの溶接部Ｙに形成されるくびれ１０１を検出することにより、ワークの溶接部Ｙを検出する。
これによれば、くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を設定できるため、例えば、最低速度で溶接部Ｙを検出する場合と比較して、より速い速度で溶接部Ｙを検出できる。つまり、溶接部Ｙに形成されるくびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を最適に設定できるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。
また、ワークの板幅Ｈの測定間隔が長い安価なセンサを用いた場合でも、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を最適に設定できる。つまり、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できるとともに、低コストで溶接部Ｙの検出を行うことができる。

また、板幅の緩やかな変化量Ｃが最も大きいワーク１２０のくびれの幅Ｌ２は、前述のように、板幅の緩やかな変化量Ｃが最も小さいワーク１１０のくびれの幅Ｌ１の約二倍の長さとなっている。従って、検出機構２０の測定間隔を一定とした場合、溶接部検出装置１は、ワーク１２０における低速時の搬送速度Ｖ２を、ワーク１１０における低速時の搬送速度Ｖ２の約二倍の速さに設定できる。
つまり、ワーク１００の伸長量によって、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を約半分に短縮できる。

また、板幅の緩やかな変化量Ｃとくびれの幅Ｌとの相関に基づいてくびれの幅Ｌを算出する場合には、くびれの幅Ｌの算出およびくびれ１０１の検出を一つの検出機構２０で行うことができる。つまり、くびれの幅Ｌを算出するために別途センサ等を用いる必要がない。このため、低コストでワークの溶接部Ｙを検出できる。

次に、ワーク１００の伸長量とくびれの幅Ｌとの関係について説明する。
図１５に示すように、ワーク１２０のくびれの幅Ｌ２は、ワーク１１０のくびれの幅Ｌ１よりも長い。

このような、伸長量を変えたワーク１００に対応するくびれの幅Ｌを測定した実験結果を図１６に示す。ワーク１００の伸長量を大きくすることによって、換言すれば、ワーク１００の周長（図１１に示す周長Ｗ１および図１２に示す周長Ｗ２参照）を長くすることによって、くびれの幅Ｌも大きくなっている。つまり、ワークの伸長量とくびれの幅Ｌとの間には相関があることがわかる（図１６に示すグラフＧ２参照）。

従って、ワーク１００の伸長量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいてくびれの幅Ｌを算出できる。つまり、伸長量を算出することにより、低速時の搬送速度Ｖ２を設定できる。
第一実施形態の溶接部検出方法では、予め求めておいた伸長量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出しても構わない。

この場合、溶接部検出装置１は、ワークの周長Ｗを算出する周長測定機構をさらに具備する。

周長測定機構は、例えば、駆動プーリ１１の中点からテンションプーリ１２の中点までの距離を測定する。そして、駆動プーリ１１およびテンションプーリ１２の円周の半分の距離と測定した距離の二倍の距離との和を算出することで、ワークの周長Ｗを算出する。

また、溶接部検出装置１は、予め求めておいた伸長量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出可能に構成される。

このように構成される溶接部検出装置１は、溶接部Ｙの検出を開始すると、まず、周長測定機構によってワークの周長Ｗを算出する。

ワークの周長Ｗを測定した後で、圧延工程Ｓ５（図１０参照）で伸長される前のワークの周長に基づいて、ワーク１００の伸長量を算出する。つまり、溶接部検出装置１は、ワークの周長Ｗを測定することで、ワーク１００の伸長量を算出するために必要な数値である、ワーク１００の伸長量を取得する。そして、ワーク１００の伸長量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいてくびれの幅Ｌを算出する。

くびれの幅Ｌを算出した後は、前述したような、くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を算出し、くびれ１０１の検出を行う（Ｓ１５０〜Ｓ２３０）。

これによれば、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を最適に設定できるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。

ワークの周長Ｗを測定することで低速時の搬送速度Ｖ２を算出する場合には、低速時の搬送速度Ｖ２を算出した後で、ワーク一周分だけ（測定した周長Ｗだけ）低速で板幅Ｈの測定を行っても構わない。
これによれば、伸長量を算出したときに誤差が生じて、本来のくびれの幅Ｌよりも大きなくびれの幅Ｌを算出した場合等においても、速やかに低速時の搬送速度Ｖ２を再設定できる。

次に板厚Ｄとくびれ１０１との関係について説明する。
ワークの板厚Ｄは、圧延工程Ｓ５および周長調整工程Ｓ６を経ることにより薄くなる。このとき、ワーク１００は、板厚Ｄの薄くなる割合と伸長される割合とが同じ割合となるように塑性変形する。
つまり、ワーク１００が圧延工程Ｓ５および周長調整工程Ｓ６を経る前後での板厚Ｄの変化量と伸長量との間には相関がある。従って、図１７に示すように、板厚Ｄ２が薄いワーク１２０のくびれの幅Ｌ２は、板厚Ｄ１が厚いワーク１１０のくびれの幅Ｌ１よりも長くなる。

くびれの幅Ｌは、板厚Ｄの変化量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいて算出できる。つまり、板厚Ｄを測定することにより、低速時の搬送速度Ｖ２を設定できる。
第一実施形態の溶接部検出方法では、板厚Ｄの変化量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出しても構わない。

この場合、溶接部検出装置１は、ワークの板厚Ｄを測定する板厚測定機構をさらに具備する。

板厚測定機構には、例えば、検出機構２０にあるようなレーザセンサが用いられる。

また、溶接部検出装置１は、板厚Ｄの変化量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出可能に構成される。

このように構成される溶接部検出装置１は、溶接部Ｙの検出を開始すると、まず、測定装置によってワークの板厚Ｄを測定する。このとき、溶接部Ｙを読み飛ばしても板厚Ｄの測定結果に影響はないため、低速時の搬送速度Ｖ２より速い速度、例えば、高速時の搬送速度Ｖ１で板厚Ｄを測定する。

ワークの板厚Ｄを測定した後で、予め求めておいた板厚Ｄの変化量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいてくびれの幅Ｌを算出する。つまり、溶接部検出装置１は、ワークの板厚Ｄを測定することで、板厚Ｄの変化量を算出するために必要な数値である、ワークの板厚Ｄを取得する。

くびれの幅Ｌを算出した後は、前述したような、くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を算出し、くびれ１０１の検出を行う（Ｓ１５０〜Ｓ２３０）。

これによれば、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を最適に設定できるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。

なお、金属リングの溶接部Ｙを検出する第一実施形態の溶接部検出方法では、くびれ１０１が検出されない場合において、高速で板幅Ｈを測定してからの経過時間（Ｓ１２０〜Ｓ１７０までに要した時間）を確認したが、これに限定されるものでない。すなわち、低速時の搬送速度Ｖ２で金属リング一周分以上の板幅Ｈを測定できればよい。

次に、帯状に延出する長尺部材である金属帯の溶接部Ｙを検出する場合の溶接部検出装置１の構成について説明する。
金属帯であるワーク１００は、複数の金属板を溶接によって接合した後で、圧延によって伸長される。その結果、図４（ｂ）に示すように、ワーク１００には、複数の溶接部Ｙが形成される。一方、引っ張られて伸長されないため、ワークの板幅Ｈは、緩やかに変化しない。つまり、ワークの板幅Ｈは、くびれ１０１を除いて変化しない。

図４（ａ）に示すように、溶接部検出装置１は、搬送機構１０と検出機構２０と長さ測定機構３０とを具備する。

搬送機構１０は、第一搬送ローラ１３・１３と第二搬送ローラ１４とを備える。第一搬送ローラ１３・１３は、ワーク１００の板面を挟むように配置され、所定の駆動源によって回動可能に構成される。また、第一搬送ローラ１３・１３のいずれか一方（本実施形態では、上側の第一搬送ローラ１３）には、ロータリーエンコーダが取り付けられ、第一搬送ローラ１３・１３の回転を監視する。
第二搬送ローラ１４は、第一搬送ローラ１３・１３と略同一の形状に形成され、第一搬送ローラ１３・１３に対して、ワーク１００の搬送方向へ所定の間隔を空けた状態で配置される。また、第二搬送ローラ１４は、第一搬送ローラ１３・１３と同じ回転数で回動可能に構成される。

検出機構２０は、第一搬送ローラ１３・１３と第二搬送ローラ１４との間に配置される。また、第一搬送ローラ１３・１３および第二搬送ローラ１４上をワーク１００が移動したときに干渉しないように配置される。検出機構２０は、被接触式のレーザセンサによって構成され、ワークの板幅Ｈを測定可能に構成される。

長さ測定機構３０は、第一搬送ローラ１３・１３と第二搬送ローラ１４との間に配置され、第一搬送ローラ１３・１３および第二搬送ローラ１４上をワーク１００が移動したときに干渉しないように配置される。長さ測定機構３０は、被接触式のレーザセンサによって構成され、ワークの長手方向の長さ（ワークの搬送方向の長さ）を測定可能に構成される。

高速時の搬送速度Ｖ１は、所定の速度に設定されている。また、検出機構２０の測定間隔は、検出機構２０が測定可能な測定間隔のうち、最も短い測定間隔に設定されている。
また、溶接部検出装置１は、伸長量とくびれの幅Ｌとの相関（図１６に示すグラフＧ２参照）に基づいて、くびれの幅Ｌを算出可能に構成される。

以上の構成を備える溶接部検出装置１が用いられて行われる、第一実施形態に係る溶接部検出方法について説明する。

まず、図４（ａ）および図５に示すように、溶接部検出装置１にワーク１００を取り付ける（Ｓ３１０）。より詳細には、第一搬送ローラ１３・１３の間にワークの始端１０２を挟んだ状態でセットする。

次に、図４（ｂ）および図５に示すように、溶接部検出装置１は、搬送機構１０によって高速でワーク１００を搬送するとともに、長さ測定機構３０によってワークの長手方向の長さを測定する（Ｓ３２０）。

ワークの長手方向の長さを測定した後で、圧延工程Ｓ５（図１０参照）で伸長される前のワークの長手方向の長さに基づいて、ワーク１００の伸長量を算出する（Ｓ３３０）。

ワーク１００の伸長量を算出した後で、予め求めておいたワーク１００の伸長量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出する。（Ｓ３４０）。

くびれの幅Ｌを算出した後で、当該くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を設定する（Ｓ３５０）。

図４（ｃ）および図５に示すように、低速時の搬送速度Ｖ２を設定した後で、搬送機構１０は、当該設定された搬送速度Ｖ２で板幅Ｈを測定する（Ｓ３６０）。このとき、搬送機構１０は、ワークの長手方向の長さを測定した方向と反対の方向にワーク１００を搬送する。

ステップＳ３７０にてくびれ１０１が検出された場合には、当該検出されたくびれ１０１の位置、すなわち溶接部Ｙの位置を記憶する（Ｓ３７０：Ｙｅｓ、Ｓ３８０）。そして、ワークの終端１０３まで、低速でワークの板幅Ｈの測定を行う（Ｓ３９０：Ｎｏ）。

ワークの終端１０３までくびれ１０１の検出を行ったとき、くびれ１０１の位置が記憶されているかを確認する（Ｓ３９０：Ｙｅｓ）。

ステップＳ３８０にて溶接部Ｙの位置が記憶されていた場合には、溶接部Ｙの位置を作業者等に通知する。このような手段としては、例えば、溶接部検出装置１に電気的に接続されるボタンを取り付けて、当該ボタンを押下する度に、順番に所定の位置に溶接部Ｙが配置されるようにワーク１００を搬送する等がある。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ４４０）。

一方、ステップＳ３８０にて溶接部Ｙの位置が記憶されていなかった場合には、最低速度以下であるかを確認する（Ｓ４００：Ｎｏ）。

最低速度より大きい場合には、低速時の搬送速度Ｖ２を再設定する（Ｓ４１０：Ｎｏ、Ｓ４２０）。このとき、溶接部検出装置１は、現在設定されている低速時の搬送速度Ｖ２をより遅い速度に再設定する。そして、当該再設定した搬送速度Ｖ２でくびれ１０１の検出を行う（Ｓ３６０、Ｓ３７０）。

最低速度以下の場合には、溶接部Ｙが検出不可能なワーク１００であると判断（ＮＧ判断）する（Ｓ４１０：Ｙｅｓ、Ｓ４３０）。このとき、溶接部検出装置１は、溶接部Ｙが検出できなかったことを所定の手段によって作業者等に通知する。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ４４０）。

このように第一実施形態の溶接部検出方法は、溶接部Ｙを有するワーク１００を伸長したときに、ワーク１００を所定の搬送速度で搬送しながら検出することにより、ワークの溶接部Ｙに形成されるくびれ１０１を検出することにより、ワークの溶接部Ｙを検出する。
これによれば、くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を設定できる。つまり、溶接部Ｙに形成されるくびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を最適に設定できるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。

なお、金属帯を検出する場合における第一実施形態の溶接部検出方法は、ワーク１００が圧延される前後での板厚Ｄの変化量とくびれの幅Ｌとの相関に基づいてくびれの幅Ｌを算出し、当該くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を設定しても構わない。また、板幅の緩やかな変化量Ｃとくびれの幅Ｌとの相関に基づいて低速時の搬送速度Ｖ２を設定しても構わない。
ただし、第一実施形態の金属帯のように、圧延することで伸長した場合、換言すれば、引っ張ることによって伸長しなかった場合には、ワークの板幅Ｈが緩やかに変化しない。この場合、ワーク１００の伸長量および板厚Ｄの変化量のいずれかと、くびれの幅Ｌとの相関に基づいてくびれの幅Ｌを算出し、当該くびれの幅Ｌに応じて低速時の搬送速度Ｖ２を設定することとなる。

また、第一実施形態の溶接部検出方法では、ワーク１００の伸長量、板厚Ｄの変化量、および板幅の緩やかな変化量Ｃとの少なくともいずれかと、くびれの幅Ｌとの相関に基づいてくびれの幅Ｌを算出したが、これに限定されるものでない。
すなわち、溶接部検出方法では、ワーク１００の伸長量とくびれの幅Ｌとの相関、板厚Ｄの変化量とくびれの幅Ｌとの相関、および板幅の緩やかな変化量Ｃとくびれの幅Ｌとの相関の全てに基づいてくびれの幅Ｌを算出しても構わない。
この場合、くびれの幅Ｌを算出する前にワーク１００を測定する工程（Ｓ１２０およびＳ３２０）において、ワーク１００の伸長量と板厚Ｄと板幅Ｈとを全て測定する。

これによれば、例えば、ワーク１００の伸長量によってくびれの幅Ｌを算出しにくいとき等においても、板厚Ｄの変化量および板幅の緩やかな変化量Ｃによってくびれの幅Ｌを確実に算出できる。つまり、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を最適に設定できるため、一回の測定でくびれ１０１を検出できる。従って、低速時の搬送速度Ｖ２を再設定することなくくびれ１０１を検出できるため、溶接部Ｙの検出に要する時間が長くなることを防止できる。

このように、くびれの幅Ｌを算出する工程（Ｓ１４０およびＳ３４０）は、ワーク１００の伸長量とくびれの幅Ｌとの相関と、ワークの板幅Ｈおよび板厚Ｄの少なくとも一方のワーク１００の伸長前後における変化量とくびれの幅Ｌとの相関とのうち、少なくとも一方の相関を予め求めておき、伸長量および変化量とくびれの幅Ｌとの相関が求められているワーク１００の伸長量、板幅Ｈ、および板厚Ｄを取得することにより、相関に基づいて、くびれの幅Ｌを算出する算出工程として機能する。

また、低速時の搬送速度Ｖ２を設定する工程（Ｓ１５０およびＳ３５０）は、くびれの幅Ｌを算出する工程（Ｓ１４０およびＳ３４０）で算出されるくびれの幅Ｌに応じて、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を設定する設定工程として機能する。

また、低速でワークの板幅Ｈを測定する工程（Ｓ１６０、Ｓ３６０）は、低速時の搬送速度Ｖ２を設定する工程（Ｓ１５０およびＳ３５０）で設定されるワークの搬送速度Ｖ２でワーク１００を搬送しながら、所定の間隔でワークの板幅Ｈを測定することにより、くびれ１０１を検出する検出工程として機能する。

これによれば、溶接部Ｙに形成されるくびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２を最適に設定できるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。

なお、溶接部検出方法の低速時の搬送速度Ｖ２は、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できるため、くびれ１０１を検出できる範囲の中で、速い速度であることが好ましい。

また、低速時の搬送速度Ｖ２の再設定においては、検出機構２０がより小さい幅のくびれ１０１を検出可能となればよい。つまり、検出機構２０の測定間隔を再設定する、あるいは、低速時の搬送速度Ｖ２と検出機構２０の測定間隔とを再設定しても構わない。

例えば、検出機構２０の測定間隔をさらに短くできる場合には、低速時の搬送速度Ｖ２を再設定するときに、検出機構２０の測定間隔を短くしても構わない。これにより、低速時の搬送速度Ｖ２を変更することなく、より小さい幅のくびれ１０１の検出を行うことができる。この場合、より小さい幅のくびれ１０１を検出可能な範囲の中で、低速時の搬送速度Ｖ２を速くしても構わない。

このように、低速時の搬送速度Ｖ２を再設定する工程（Ｓ２１０、Ｓ４２０）は、低速でワークの板幅Ｈを測定する工程（Ｓ１６０、Ｓ３６０）でくびれ１０１が検出されなかったときに、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２およびワークの板幅Ｈの測定間隔の少なくともいずれかを再設定する再設定工程として機能する。
また、低速でワークの板幅Ｈを測定する工程（Ｓ１６０、Ｓ３６０）は、低速時の搬送速度Ｖ２および測定間隔を再設定する工程（Ｓ２１０、Ｓ４２０）で再設定される搬送速度Ｖ２および測定間隔でワークの板幅Ｈを測定することにより、くびれ１０１を検出する。
これにより、くびれの幅Ｌの算出において誤差が生じた場合等においても、確実に溶接部Ｙを検出できる。

次に、第二実施形態に係る溶接部検出方法が用いられて溶接部Ｙの検出が行われる溶接部検出装置１について、図面を参照して説明する。

第二実施形態の溶接部検出装置１の構成は、円環状に形成されるワーク１００、例えば、金属リング等を検査する場合と、帯状に形成されるワーク１００、例えば、金属帯の溶接部Ｙを検出する場合とで異なる。

以下では、金属リングの溶接部Ｙを検出する場合の溶接部検出装置１について説明する。
溶接部検出装置１は、検出機構２０の構成が異なる点を除いて図１に示す第一実施形態の溶接部検出装置１と同様に構成される。

検出機構２０は、ワークの板幅Ｈを測定し、その検出結果をアナログ出力する、あるいはデジタル出力することが可能に構成される。従って、検出機構２０は、アナログ出力を用いることにより高速で測定できるとともに、デジタル出力を用いてノイズによる影響を受けることなく高精度に測定できる構成となる。
また、アナログ出力の測定間隔およびデジタル出力の測定間隔は、それぞれ検出機構２０が測定可能な測定間隔のうち最も短い測定間隔に設定されている。アナログ出力の測定間隔は、デジタル出力の測定間隔よりも短く設定されている。

第二実施形態において、アナログ出力を用いて板幅Ｈを測定したときにくびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度を「高速時の搬送速度Ｖ１」とする。
第二実施形態において、デジタル出力を用いて板幅Ｈを測定したときにくびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度を「低速時の搬送速度Ｖ２」とする。

高速時の搬送速度Ｖ１および低速時の搬送速度Ｖ２は、それぞれ伸長量が最も小さいワークのくびれの幅Ｌ１を算出可能な所定の速度に設定されている。
ここで、アナログ出力の測定間隔は、前述のように、デジタル出力の測定間隔より短いため、高速時の搬送速度Ｖ１は、低速時の搬送速度Ｖ２よりも速い。

以上の構成を備える溶接部検出装置１が用いられて行われる、第二実施形態に係る溶接部検出方法について説明する。

まず、図２（ａ）および図６に示すように、溶接部検出装置１にワーク１００を取り付ける（Ｓ５１０）。

図２（ｂ）および図６に示すように、ワーク１００を取り付けた後で、高速でワークの板幅Ｈを測定する（Ｓ５２０）。このとき、検出機構２０は、アナログ出力を用いて板幅Ｈの測定を行う。また、溶接部検出装置１は、ワーク一周分よりも十分長い距離だけワーク１００を搬送し、当該ワークの板幅Ｈを測定する。

ここで、アナログ出力の測定結果では、ノイズの影響等を受けて、くびれ１０１の位置を誤検出する場合がある。

高速でワークの板幅Ｈを測定した後で、ワーク１００を取り付けた位置に搬送する（Ｓ５３０）。つまり、搬送機構１０の駆動プーリ１１を逆回転させて、高速で板幅Ｈを測定したとき（Ｓ５２０）に搬送した距離だけワーク１００を搬送する。このとき、検出機構２０による板幅Ｈの測定を行わないため、溶接部検出装置１は、高速時の搬送速度Ｖ１よりも速い速度でワーク１００を搬送する。

ワーク１００を取り付けた位置に搬送した後で、くびれ１０１の位置候補を算出する（Ｓ５４０）。より詳細には、図７に示すように、高速でワークの板幅Ｈを測定したとき（Ｓ５２０）に、板幅Ｈの変化量が大きい位置が検出される。そこで、板幅Ｈの変化量に閾値Ｑを設け、当該閾値Ｑを超えた位置を位置候補として記憶する。本実施形態では、図７および図８（ａ）に示すように、点Ｐ１〜Ｐ４までが位置候補となる。

なお、以下において、点Ｐ１〜Ｐ４を「位置候補Ｐ１〜Ｐ４」とする。
また、図７に示す測定結果においては、位置候補Ｐ１、Ｐ２、およびＰ４は、ノイズの影響等によってその変化量が大きくなった部分である。また、位置候補Ｐ３は、くびれ１０１によってその変化量が大きくなった部分、すなわち、溶接部Ｙである。

また、以下において、検出機構２０がワークの板幅Ｈを測定する位置を「測定位置２０ａ」とする。

図６に示すように、ステップＳ５４０にて位置候補が検出されなかった場合、溶接部Ｙが検出不可能なワーク１００であると判断（ＮＧ判断）する（Ｓ５５０：Ｎｏ、Ｓ６１０）。このとき、溶接部検出装置１は、溶接部Ｙが検出できなかったことを所定の手段によって作業者等に通知する。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ６２０）。

一方、ステップＳ５４０にて位置候補Ｐ１〜Ｐ４が検出された場合、図６および図８（ｂ）に示すように、最初に算出された位置候補Ｐ１が測定位置２０ａに配置されるように、ワーク１００を高速で搬送する（Ｓ５５０：Ｙｅｓ、Ｓ５６０）。このとき、検出機構２０による板幅Ｈの測定を行わないため、溶接部検出装置１は、高速時の搬送速度Ｖ１よりも速い速度でワーク１００を搬送する。

高速でワーク１００を搬送した後で、低速で当該位置候補Ｐ１の板幅Ｈを測定する（Ｓ５７０）。このとき、検出機構２０は、デジタル出力を用いて位置候補Ｐ１の板幅Ｈの測定を行う。これにより、当該位置候補がくびれ１０１であるかノイズの影響等を受けたものであるかがわかる。このとき、溶接部検出装置１は、位置候補Ｐ１より所定の距離だけ、板幅Ｈの測定を行う。
図７に示す測定結果においては、溶接部検出装置１は、位置候補Ｐ１がノイズの影響等を受けたものであると判断する。

ステップＳ５７０にて位置候補Ｐ１がノイズの影響等によるものであると判断した場合には、未確認の位置候補があるかを確認する（Ｓ５８０：Ｎｏ）。このように、溶接部検出装置１は、位置候補Ｐ１〜Ｐ４のうち、ノイズの影響等によって誤検出されたものを除去していく。
図７に示す測定結果においては、未確認の位置候補として位置候補Ｐ２〜Ｐ４があることを確認する。

未確認の位置候補Ｐ２〜Ｐ４がある場合には、ノイズの影響等と判断された位置候補Ｐ１の次に算出された位置候補Ｐ２が測定位置２０ａに配置されるように、ワーク１００を高速時の搬送速度Ｖ１より速い速度で搬送する（Ｓ６００：Ｙｅｓ、Ｓ５６０）。そして、検出機構２０のデジタル出力を用いて低速で位置候補Ｐ２の板幅Ｈの測定を行う（Ｓ５７０）。
図７に示す測定結果においては、低速で位置候補Ｐ２の板幅Ｈを測定し、ノイズの影響等によるものと判断する。そして、図８（ｃ）に示すように、測定位置２０ａに位置候補Ｐ３が配置されるようにワーク１００を高速時の搬送速度Ｖ１よりも速い速度で搬送し、低速で板幅Ｈを測定する。

ステップＳ５７０にて位置候補Ｐ３の板幅Ｈを測定したとき、くびれ１０１であると判断した場合には、図６および図８（ｄ）に示すように、当該くびれ１０１と判断した位置候補Ｐ３を停止位置１ａへ移動して検出を終了する（Ｓ５８０：Ｙｅｓ、Ｓ５９０）。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ６２０）。

なお、ワーク１００が金属リングである場合、ワーク１００には、溶接部Ｙが一つ形成される。このため、溶接部検出装置１は、溶接部Ｙを検出すると、溶接部以降の位置候補Ｐ４がノイズの影響等によるものと判断して、板幅Ｈの測定を行わない。

一方、未確認の位置候補がない場合には、溶接部Ｙが検出不可能なワーク１００であると判断（ＮＧ判断）する（Ｓ６００：Ｎｏ、Ｓ６１０）。このとき、溶接部検出装置１は、溶接部Ｙが検出できなかったことを所定の手段によって作業者等に通知する。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ６２０）。

これによれば、ワークの溶接部Ｙの検出において、くびれ１０１を検出する範囲を位置候補だけに減らすことができる。言い換えれば、低速で板幅Ｈを測定する部分が位置候補だけとなるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。
また、ワークの板幅Ｈの測定間隔が長い安価なセンサを用いた場合でも、くびれ１０１を検出する範囲が位置候補だけである。また、位置候補の算出および溶接部Ｙの算出において、ワークの板幅Ｈを測定するため、一つのセンサで溶接部Ｙを検出できる。つまり、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できるとともに、低コストで溶接部Ｙの検出を行うことができる。

次に、金属帯の溶接部Ｙを検出する場合の溶接部検出装置１の構成について説明する。
なお、金属帯は、第一実施形態の金属帯と同様に複数の溶接部Ｙが形成される。

溶接部検出装置１は、長さ測定機構３０を具備しない点、および検出機構２０の構成が異なる点を除いて図４に示す第一実施形態の溶接部検出装置１と同様に構成される。

検出機構２０は、第二実施形態の金属リングの溶接部Ｙを検出する溶接部検出装置１の検出機構２０と同様に、アナログ出力およびデジタル出力を用いてワークの板幅Ｈを測定可能な構成である。
また、アナログ出力の測定間隔およびデジタル出力の測定間隔は、それぞれ検出機構２０が測定可能な測定間隔のうち最も短い測定間隔に設定されている。アナログ出力の測定間隔は、デジタル出力の測定間隔よりも短く設定されている。

高速時の搬送速度Ｖ１および低速時の搬送速度Ｖ２は、それぞれ伸長量が最も小さいワークのくびれの幅Ｌ１を算出可能な所定の速度に設定されている。

以上の構成を備える溶接部検出装置１が用いられて行われる、第二実施形態に係る溶接部検出方法について説明する。

なお、ワーク１００を取り付ける工程から位置候補の板幅Ｈを測定する工程（Ｓ７１０〜Ｓ７６０）までは、ワークの長手方向の長さより十分長い距離だけワーク１００を搬送する点を除いて、金属リングのワーク１００を取り付ける工程から位置候補の板幅Ｈを測定する工程（Ｓ５１０〜Ｓ５６０）までと同様である。従って、ワーク１００を取り付ける工程から低速で位置候補の板幅Ｈを測定する工程（Ｓ７１０〜Ｓ７７０）までの説明は省略する。

図９に示すように、ステップＳ７７０にてくびれ１０１であると判断した場合には、その位置を溶接部Ｙの位置として記憶する（Ｓ７８０：Ｙｅｓ、Ｓ７９０）。

一方、ステップＳ７７０にてくびれ１０１でないと判断した場合、すなわち、位置候補がノイズの影響等によるものであると判断した場合には、未確認の位置候補があるかを確認する（Ｓ８００：Ｎｏ）。

未確認の位置候補がある場合には、ノイズの影響等と判断された位置候補の次に算出された位置候補が測定位置２０ａに配置されるように、ワーク１００を高速時の搬送速度Ｖ１よりも速い速度で搬送する（Ｓ８００：Ｙｅｓ、Ｓ７６０）。そして、検出機構２０のデジタル出力を用いて低速で位置候補の板幅Ｈの測定を行う（Ｓ７７０）。

一方、未確認の位置候補がない場合には、溶接部Ｙの位置が記憶されているかを確認する。
くびれ１０１と判断した位置が記憶されている場合には、当該くびれ１０１の位置を溶接部Ｙとして所定の手段によって作業者等に通知する（Ｓ８１０：Ｙｅｓ）。

一方、ステップＳ７７０にてくびれ１０１と判断した位置が記憶されていない場合には、溶接部Ｙが検出不可能なワーク１００であると判断する（Ｓ８１０：Ｎｏ、Ｓ８２０）。このとき、溶接部検出装置１は、溶接部Ｙが検出できなかったことを所定の手段によって作業者等に通知する。
そして、溶接部検出装置１よりワーク１００を取り外して、溶接部Ｙの検出を終了する（Ｓ８３０）。

このように、くびれ１０１の位置候補を算出する工程（Ｓ５４０、Ｓ７４０）は、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２よりも速い搬送速度Ｖ１でワーク１００を搬送しながら、ワークの板幅Ｈを測定することにより、くびれ１０１の位置候補を算出する算出工程として機能する。

また、低速で位置候補の板幅Ｈを測定する工程（Ｓ５７０、Ｓ７７０）は、くびれ１０１を検出する際のワークの搬送速度Ｖ２で、くびれ１０１の位置候補を算出する工程（Ｓ５４０、Ｓ７４０）で算出される位置候補の板幅Ｈを測定することにより、くびれ１０１を検出する検出工程として機能する。

これによれば、ワークの溶接部Ｙの検出において、くびれ１０１を検出する範囲を減らすことができるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。

なお、第二実施形態の溶接部検出方法において、位置候補を算出する前にワークの長手方向の長さを測定した場合には、当該測定した長さだけワーク１００を搬送しても構わない。

また、第二実施形態の溶接部検出方法では、位置候補の算出に際して板幅Ｈを測定するときにアナログ出力を用い、位置候補の板幅Ｈを測定するときにデジタル出力を用いたが、これに限定されるものでない。

例えば、位置候補の算出に際して板幅Ｈを測定するときにアナログ出力を用いるとともに、位置候補の板幅Ｈを測定するときにアナログ出力を用いても構わない。この場合、位置候補の板幅Ｈを測定するときの搬送速度Ｖ２を遅くする、あるいは、測定間隔を短くすることで、位置候補がノイズの影響等によるものであるか、くびれ１０１であるかを判断できる。この場合、位置候補の板幅Ｈを検出するときにノイズの影響等を受ける場合がある。

このため、第二実施形態の溶接部検出方法では、位置候補の算出に際して板幅Ｈを測定するときにアナログ出力を用いるとともに、位置候補の板幅Ｈを測定するときにデジタル出力を用いることが好ましい。

このように、くびれ１０１の位置候補を算出する工程（Ｓ５４０、Ｓ７４０）では、アナログ出力を用いてワークの板幅Ｈを測定する。
これにより、デジタル出力を用いてワークの板幅Ｈを測定した場合と比較して、より速い搬送速度Ｖ２で板幅Ｈを測定できる。つまり、位置候補の算出に要するまでの時間を短縮できる。

また、低速で位置候補の板幅Ｈを測定する工程（Ｓ５７０、Ｓ７７０）工程では、デジタル出力を用いて位置候補の板幅Ｈを測定する。
これにより、アナログ出力を用いてワークの板幅Ｈを測定した場合にあるようなノイズの影響を受けることがないため、溶接部Ｙの検出精度を向上できる。

また、本実施形態の溶接部検出方法では、高速時の搬送速度Ｖ１および低速時の搬送速度Ｖ２を所定の速度としたが、これに限定されるものでない。すなわち、溶接部検出方法では、位置候補を検出する前に、第一実施形態にあるようなワークの搬送速度を設定する工程（Ｓ１５０、Ｓ３５０）を行って、高速時の搬送速度Ｖ１および低速時の搬送速度Ｖ２を設定しても構わない。

これによれば、位置候補の算出において搬送速度Ｖ１を最適な速度に設定できる。また、くびれ１０１の検出において搬送速度Ｖ２を最適な速度に設定できる。つまり、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間を短縮できる。

ただし、溶接部Ｙの検出精度を向上させるという観点より、位置候補が検出できなかったときに高速時の搬送速度Ｖ１およびアナログ出力の測定間隔を再設定する工程（Ｓ２１０、Ｓ４２０）を行う、あるいは高速時の搬送速度Ｖ１をやや遅い速度に設定することが好ましい。
また、溶接部Ｙが検出できなかったときに低速時の搬送速度Ｖ２およびデジタル出力の測定間隔を再設定する工程（Ｓ２１０、Ｓ４２０）を行う、あるいは設定する低速時の搬送速度Ｖ２をやや遅い速度に設定することが好ましい。

また、第二実施形態の溶接部検出方法では、一つの検出機構２０によってアナログ出力およびデジタル出力で板幅Ｈの測定を行ったが、これに限定されるものでない。すなわち、溶接部検出方法では、アナログ出力によってワークの板幅Ｈの測定を行う第一検出機構およびデジタル出力によって位置候補の板幅Ｈの測定を行う第二検出機構を用いて溶接部Ｙの検出を行っても構わない。この場合、測定位置２０ａは、溶接部Ｙの検出を行う第二検出機構がワークの板幅Ｈを測定する位置となる。

また、ワーク１００の搬送方向上流側に第一検出機構を配置するとともに、搬送方向下流側に第二検出機構を配置することで、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間をさらに短縮できる。
より詳細には、高速で第一検出機構によって板幅Ｈの測定を行い、当該位置候補が測定位置２０ａまで搬送されたときに、低速で第二検出機構によって位置候補の板幅Ｈの測定を行う。これにより、ワークを一回搬送するだけで溶接部Ｙの検出を行うことができるため、ワークの溶接部Ｙの検出に要する時間をさらに短縮できる。

ここで、例えば、検出機構２０の構成を、ワーク１００を溶接したときに形成される溶接跡を画像処理によって検出する構成とした場合における、溶接部Ｙの検出について説明する。

溶接跡は、ワーク１００を溶接したときに、当該溶接した部分の板幅方向に沿って連続して形成される。溶接跡は、圧延等によって伸長されることで、その幅が大きくなる。
従って、前述したような伸長量、板厚Ｄ、および板幅の緩やかな変化量Ｃによって、溶接跡の幅を算出できる。

ここで、溶接跡は、溶接の条件によって見えやすさが変化する。従って、溶接の条件によって、低速時の搬送速度Ｖ２を遅くする必要がある。言い換えれば、低速時の搬送速度Ｖ２を設定する工程において、溶接跡の見えやすさが変化する要因を考慮する必要がある。

この場合、低速時の搬送速度Ｖ２を設定するときに見えやすさが変化する要因の情報が必要となる。従って、当該見えやすさが変化する要因の情報を入力する工程等が必要となる。つまり、溶接部Ｙの検出に要する工程が増加してしまい、ひいては、溶接部Ｙの検出に要する時間が増加してしまう。また、用途等が異なるワーク１００を測定する場合には、当該ワーク１００の溶接時の状態等が必要となるため、汎用性が低下してしまう。

一方、くびれ１０１は、溶接の条件等の影響でわずかに形状が変化する場合があるが、この場合、くびれ１０１の検出に与える影響もわずかである。
つまり、くびれ１０１を検出する構成とした場合、溶接の条件等の影響を受けることなく確実に溶接部Ｙを検出できる。

また、渦電流を用いて溶接部Ｙの検出を行う場合、本実施形態の金属リングのように製造工程で熱処理が行われたときに、検出精度が低下してしまう。

一方、本実施形態のようなレーザセンサを用いて溶接部Ｙの検出を行う場合、熱処理によって検出精度が低下することがなく、確実に溶接部Ｙを検出できる。
このように、溶接部Ｙを検出するための手段には、ワークの板幅Ｈを測定する機構を用いることが好ましい。ただし、ワーク１００に傷が生じる可能性があるという観点より、ワーク１００に接触することなくワークの板幅Ｈを測定する機構、例えば、非接触式のレーザセンサ等を用いることが好ましい。

これによれば、溶接の条件および熱処理による組織の変化等に影響を受けることなく、確実に溶接部Ｙを検出できる。

なお、本実施形態の溶接部検出方法では、金属リングおよび金属帯の溶接部Ｙを検出したが、これに限定されるものでない。すなわち、溶接部検出方法は、溶接した部分を圧延することによってくびれ１０１が生じる部材に対して広く適用可能である。

また、本実施形態の溶接部検出方法では、板幅Ｈを測定するときおよびくびれ１０１を検出するときに、ワークの周長Ｗあるいはワークの長手方向の長さより十分長い距離だけワーク１００を搬送したが、これに限定されるものでない。すなわち、溶接部検出方法では、ワークの板幅Ｈの測定およびくびれ１０１を検出ができればよく、例えば、検出機構２０を二つ配置することにより、ワークの周長Ｗあるいはワークの長手方向の長さの半分の長さより十分長い距離だけワーク１００を搬送しても構わない。

また、搬送機構１０は、ワーク１００を搬送する構成であったが、これに限定されるものでない。すなわち、搬送機構１０は、ワーク１００の形状に沿って検出機構２０を移動させる構成としても構わない。この場合、検出機構２０を移動させる速度がくびれ１０１を検出する際の搬送速度Ｖ２となる。
つまり、本実施形態の搬送速度Ｖ１および搬送速度Ｖ２は、検出機構２０に対するワーク１００の相対的な速度である。

また、本実施形態の溶接部検出方法では、測定間隔を検出機構２０が測定可能な最も短い間隔に設定したが、これに限定されるものでない。すなわち、検出機構２０が測定可能な最も短い間隔よりも長い間隔に設定しても構わない。
この場合、ワークの板幅Ｈを測定する回数を減らせるため、位置候補の算出等に要する時間を短くできる。

１ 溶接部検出装置
１０ 搬送機構
２０ 検出機構
１００ ワーク
１０１ くびれ
Ｃ 板幅の緩やかな変化量
Ｄ 板厚
Ｈ 板幅
Ｌ くびれの幅

Claims (4)

1. 溶接部を有するワークを伸長したときに、該ワークの溶接部に形成されるくびれを検出することにより、前記ワークの溶接部を検出する溶接部検出方法であって、
   前記ワークの伸長量と前記くびれの幅との相関と、前記ワークの板幅および板厚の少なくとも一方の前記ワークの伸長前後における変化量と前記くびれの幅との相関とのうち、少なくとも一方の相関を予め求めておき、前記伸長量および前記変化量と前記くびれの幅との相関が求められているワークの伸長量、板幅、および板厚を取得することにより、前記相関に基づいて、前記くびれの幅を算出する算出工程と、
   前記算出工程で算出されるくびれの幅に応じて、前記くびれを検出する際の前記ワークの搬送速度を設定する設定工程と、
   前記設定工程で設定されるワークの搬送速度で前記ワークを搬送しながら、所定の間隔で前記ワークの板幅を測定することにより、前記くびれを検出する検出工程と、
   を含む、溶接部検出方法。
2. 前記検出工程で前記くびれが検出されなかったときに、前記くびれを検出する際のワークの搬送速度および前記ワークの板幅の測定間隔の少なくともいずれかを再設定する再設定工程をさらに含み、
   前記検出工程は、
   前記再設定工程で再設定される前記搬送速度および測定間隔で前記ワークの板幅を測定することにより、前記くびれを検出する、
   請求項１に記載の溶接部検出方法。
3. 溶接部を有するワークを伸長したときに、該ワークの溶接部に形成されるくびれを、前記ワークを所定の搬送速度で搬送しながら検出することにより、前記ワークの溶接部を検出する溶接部検出方法であって、
   前記くびれを検出する際の前記ワークの搬送速度よりも速い速度で前記ワークを搬送しながら、前記ワークの板幅を測定することにより、前記くびれの位置候補を算出する算出工程と、
   前記くびれを検出する際の前記ワークの搬送速度で、前記算出工程で算出される位置候補の板幅を測定することにより、前記くびれを検出する検出工程と、
   を含む、溶接部検出方法。
4. 前記算出工程では、アナログ出力を用いて前記ワークの板幅を測定し、
   前記検出工程では、デジタル出力を用いて前記位置候補の板幅を測定する、
   請求項３に記載の溶接部検出方法。

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