JPH10249941A - 被溶着物の溶着良否判定装置およびその方法 - Google Patents

被溶着物の溶着良否判定装置およびその方法

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JPH10249941A
JPH10249941A JP5574797A JP5574797A JPH10249941A JP H10249941 A JPH10249941 A JP H10249941A JP 5574797 A JP5574797 A JP 5574797A JP 5574797 A JP5574797 A JP 5574797A JP H10249941 A JPH10249941 A JP H10249941A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶着良否判定に要する時間を短縮して良否判
定を迅速に行なう。 【解決手段】 搬送経路12aにおける超音波溶接機2
1の上流および下流側にそれぞれ配設され溶着の前後に
おける被溶着部近傍の温度をそれぞれ検出する温度セン
サ14,15と、これら温度センサ14,15a〜15
cからの測定温度に基づいて溶着前後における被溶着部
近傍の温度差を求め、かつこの温度差と規定値とを比較
して被溶着物における溶着の良否を判定する判定制御手
段20とを備えた構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば点滴用薬瓶
の開口容器に装着される栓体枠の封止部分における溶着
状態の良・不良を判定する場合に使用して好適な被溶着
物の溶着良否判定装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年における溶接法の開発はめざまし
く、電子ビーム溶接,CO2アーク溶接,超音波溶接等
が次々に開発され、それぞれ実用化されている。これら
溶接法のうち超音波溶接は、大量生産が可能であるこ
と,接合部の変形が少ないことおよび作業がきわめて短
時間で済むこと等の利点をもつことから、種々の分野で
広く用いられている。
【0003】このような超音波溶接法を用い、例えば医
療産業分野において点滴用薬瓶等の栓体を構成するプラ
スチック製の栓体エレメント同士を溶着することが行な
われている。
【0004】通常、この種の点滴用薬瓶の栓体は、図5
に示すように構成されている。この栓体につき、同図を
用いて説明すると、同図において、符号1で示す栓体
は、中栓2とゴム栓押さえ3とゴム栓4とカバーキャッ
プ5とシール部材6とを備え、点滴用薬瓶7に装着され
る。
【0005】中栓2は、点滴用薬瓶7の開口端面7aに
装着され、中央に薄膜8を有するプラスチック製環状体
によって形成されている。ゴム栓押さえ3は、中栓2の
反薬瓶側開口端面2aに超音波溶接されており、全体が
内外2つのフランジ9,10を有するプラスチック製環
状体によって形成されている。ゴム栓4は、中栓2内に
収納され、かつゴム栓押さえ3と薄膜8との間に介装さ
れている。
【0006】カバーキャップ5は、ゴム栓4の反薄膜側
にシール部材6を介して配設され、かつゴム栓押さえ3
の内フランジ9と外フランジ10との間に位置する環状
の突起部9aに高周波溶接されている。シール部材6
は、カバーキャップ5とゴム栓押さえ3との間に介装さ
れており、全体が金属(アルミニウム)入りの円形板に
よって形成されている。
【0007】このように構成された栓体においては、点
滴時にカバーキャップ5とシール部材6をゴム栓押さえ
3から取り外した後、ゴム栓4および薄膜8に点滴液外
部取出用管(図示せず)等を挿通させて点滴用薬瓶7内
の点滴液中に臨ませることにより、点滴用薬瓶7内の点
滴液が外部に取り出されるが、この点滴が良好に行なわ
れるために中栓2とゴム栓押さえ3とが十分に封止され
ている必要がある。
【0008】このため、栓体の製造ラインにおいて、中
栓2とゴム栓押さえ3との封止部分における溶着状態の
検査には、特に細心の注意が払われている。
【0009】従来、この種の検査には、中栓2とゴム栓
押さえ3に対してこれらが相互に離間する方向に引張力
を加えることにより、封止部分における溶着状態の良否
を判別する方法が採用されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の被溶着
物の溶着良否判定方法においては、手作業での抜き取り
検査によって行なわれているため、溶着の良否判定に多
大の時間を要し、良否判定を迅速に行なうことができな
いという問題があった。
【0011】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、溶着前後における被溶着部近傍の各温度が互い
に異なることに着目し、これら温度情報に基づいて演
算,比較,判定等の一連処理を施す制御技術を巧みに利
用することにより、被溶着物の溶着良否判定を自動的に
行なうことができ、もって溶着良否判定を迅速に行なう
ことができる被溶着物の溶着良否判定装置およびその方
法の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の被溶着物の溶着良否判定装
置は、搬送経路における溶接機の上下流側にそれぞれ配
設され溶着前後における被溶着部近傍の温度をそれぞれ
検出する二組の温度センサと、これら二組の温度センサ
に接続され溶着前後における被溶着部近傍の温度差を求
めるとともに、この温度差と規定値とを比較して溶着良
否を判定する判定制御手段とを備えた構成としてある。
【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載の被
溶着物の溶着良否判定装置において、上下流側二組の温
度センサのうち下流側の温度センサが複数の温度センサ
からなる構成としてある。
【0014】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の被溶着物の溶着良否判定装置において、温度セン
サが放射温度計からなる構成としてある。
【0015】請求項4記載の発明は、請求項1,2また
は3記載の被溶着物の溶着良否判定装置において、搬送
経路が回転テーブルの周縁上に設けられている構成とし
てある。
【0016】請求項5記載の被溶着物の溶着良否判定方
法は、被溶着物の外側から溶着前後における被溶着部近
傍の温度を温度センサによって検出し、次いでこれら溶
着前後両温度から温度差を演算し、この温度差と予め設
定された規定値とを比較した後、この比較結果に基づい
て被溶着物の溶着良否を判定する方法としてある。
【0017】請求項6記載の発明は、請求項5記載の被
溶着物の溶着良否判定方法において、温度センサによる
溶着後の温度検出を被溶着部近傍の複数箇所において行
なう方法としてある。
【0018】請求項7記載の発明は、請求項5または6
記載の被溶着物の溶着良否判定方法において、溶着前後
における被溶着部近傍の温度差が6℃未満であるときに
溶着不良と判定する方法としてある。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図1および図2は本発明の第
1実施形態に係る被溶着物の溶着良否判定装置を示す平
面図とブロック図、図3は本発明の第1実施形態に係る
被溶着物の溶着良否判定方法を説明するために示すフロ
ーチャートである。なお、図1および図2において、被
溶着物については、図5において説明した中栓2とゴム
栓押さえ3の溶着前の組立体および溶着後の組立体とし
て用いている。先ず、本実施形態における被溶着物の溶
着良否判定装置につき、図1および図2を用いて説明す
る。
【0020】図1および図2において、符号11で示す
溶着良否判定装置は、回転テーブル12と位置センサ1
3と二組の温度センサ14,15とA/D変換器16〜
19と判定制御手段20とを備え、超音波溶接機21に
接続されている。回転テーブル12は、回転軸(図示せ
ず)をその中心位置に有する円板テーブルからなり、矢
印mで示す方向に所定の回転速度をもって回転し得るよ
うに構成されている。この回転テーブル12の周縁上に
は、上流側の搬入位置Aから下流側の搬出位置Bに被溶
着物100を搬送するための搬送経路12aが設けられ
ている。
【0021】位置センサ13は、例えば光反射型センサ
からなり、搬入位置Aの下流側に配設され、かつ判定制
御手段20(制御部)に接続されている。これにより、
搬送経路12aの所定位置において被溶着物100の位
置検出を可能としている。
【0022】温度センサ14,15は、対象物温度が0
℃〜100℃の範囲内にある温度を検出可能な例えば放
射温度計によって構成されている。このうち温度センサ
14は、単一の温度センサからなり、位置センサ13と
超音波溶接機21との間に配設され、かつ判定制御手段
20(記憶部)にA/D変換器16を介して接続されて
いる。これにより、被溶着物100の外側から溶着前に
おける被溶着部近傍(被溶着部100の天面部)の温度
が単一箇所で検出される。
【0023】一方、温度センサ15は、三つの温度セン
サ15a〜15cからなり、それぞれが判定制御手段2
0(演算部)にA/D変換器17〜19を介して接続さ
れている。これにより、被溶着物100の外側から溶着
後における被溶着部近傍(被溶着物100の天面部)の
温度を三箇所で検出することができる。
【0024】各A/D変換器16〜19は、各温度セン
サ14,15において検出した温度(0℃〜100℃)
に対応するDC4mA〜20mAのアナログ量をA/D
変換し、これら各信号が判定制御手段20の制御部(後
述)からのタイミング信号によって判定制御手段20の
記憶部と演算部(共に後述)に出力される。
【0025】判定制御手段20は、制御部22と記憶部
23と演算部24と比較部25と設定部26と判定部2
7とを有している。制御部22は、位置センサ13から
の出力信号を受けてタイミング信号を出力し、判定制御
手段20内の各部(記憶部23,演算部24,比較部2
5,判定部27)および超音波溶接機21を駆動制御す
る。
【0026】記憶部19は、温度センサ14によって検
出した溶着前における被溶着部近傍の温度を溶着良否判
定情報として格納する。演算部24は、温度センサ15
によって検出した溶着後における被溶着部近傍の温度を
溶着良否判定情報として取り入れ、これら情報と記憶部
19の情報とから溶着前後における被溶着物近傍の温度
差を演算する。比較部25は、演算部24において演算
した温度差(0℃〜100℃)と設定部26において設
定された規定値とを比較する。
【0027】設定部26は、あらかじめ、規定値を、例
えば6℃(下限温度値)〜50℃(上限温度値)の温度
範囲に設定する。この規定値の昇温下限値は、上昇温度
が6℃未満であると、被溶着物100のシール性が低く
なることから、被溶着物100の封止部分に要求される
一体化強度を考慮して設定される。ここで、溶接による
被溶着部近傍の上昇温度(℃)と被溶着物100の一体
化強度(kg)との関係を示すと、図4の通りとなる。
これより、上昇温度が6℃以上であるとき、一体化強度
がほぼ17kgで飽和状態となることが理解される。な
お、この飽和状態における一体化強度の値は、被溶着物
(ゴム栓押さえ3)及び被溶着部(フランジ10)の材
質や厚さによって異なるので、上記17kgの値に限定
されるものではない。一方、規定値の上限温度値は、上
昇温度が50℃を超えると、被溶着部近傍が異常昇温と
なることから、被溶着物100に及ぼす悪影響を考慮し
て設定される。
【0028】判定部27は、比較部25における比較結
果に基づいて被溶着物100の溶着良否を判定する。す
なわち、溶着前後の温度差が6℃未満および50℃以上
であるときには「溶着不良」と判定し、その温度差が6
℃以上50℃未満であるときすなわち被溶着物100の
一体化強度がほぼ17kgであるときには「溶着良」と
判定する。
【0029】なお、前述したように、点滴用薬瓶7内の
点滴液を外部に取り出すときには、ゴム栓押さえ3から
カバーキャップ5とシール部材6が取り外されるため、
ゴム栓押さえ3とカバーキャップ5との間の高周波溶着
部は、中栓2とゴム栓押さえ3との間の超音波溶着部よ
り溶着面積が狭く溶着強度が低くなっている。したがっ
て、中栓2およびゴム栓押さえ3が互いに離間するよう
な方向の外力が加わったときには、ゴム栓押さえ3とカ
バーキャップ5との間の高周波溶着部が剥離し、その
後、超音波溶着部が剥離する。
【0030】次に、本実施形態における被溶着物の溶着
良否判定方法につき、図3を用いて説明する。 [規定値の設定(ステップS1)]規定値「6℃(下限
温度値)〜50℃(上限温度値)」の設定は、判定制御
手段20内の設定部26において行なう。
【0031】[被溶着物の有無検出(ステップS2)]
被溶着物100の有無検出は、位置センサ13からの信
号によって行なう。すなわち、回転テーブル12が矢印
mで示す方向に回転して被溶着物(ワーク)100が所
定位置に移送されてきたことを位置センサ13が検出す
ると、制御部22は位置センサ13からの出力信号に基
づいてタイミング信号を出力する。
【0032】[溶着前温度測定(ステップS3)]溶着
前温度測定は、温度センサ14およびA/D変換器16
によって行なわれる。すなわち、位置センサ13による
被溶着物100の検出後に温度センサ14が溶着前にお
ける被溶着部近傍の温度を単一の箇所で検出すると、こ
の検出温度(0℃〜100℃)に対応するDC4mA〜
20mAのアナログ量をA/D変換器16がデジタル量
に変換して記憶部19に出力する。この出力信号は、記
憶部19において溶着良否判定情報として格納される。
【0033】[溶着(ステップS4)]溶着は、溶着前
温度測定後に超音波溶接機21を用いて被溶着物100
に対し行なう。この場合、超音波溶接機21のホーン
(図示せず)を被溶着部に沿って回転操作するか、ある
いは回転テーブル12上の受台(図示せず)を自転操作
することによって、被溶着部を円周状に溶着する。
【0034】[溶着後温度測定(ステップS5)]溶着
後温度測定は、温度センサ15a〜15cおよびA/D
変換器17〜19によって行なわれる。すなわち、温度
センサ15a〜15cが溶着後における被溶着部近傍の
温度を三箇所で検出すると、これら各検出温度(0℃〜
100℃)に対応するDC4mA〜20mAのアナログ
量を各A/D変換器17〜19がデジタル量に変換して
溶着良否判定情報として演算部24に出力する。
【0035】[被溶着物の溶着良否判定(ステップS
6)]被溶着物100の溶着良否判定は、溶着前後にお
ける被溶着部近傍の温度差を演算部24で溶着後温度の
測定数と同数演算した後、これら各温度差とステップS
1で設定された規定値とを比較部25で比較してから、
この比較結果に基づいて判定部27で行なう。すなわ
ち、判定部27では、溶着前後の各温度差が一つでも6
℃未満であるときに「溶着不良」と判定し、その各温度
差が全て6℃〜50℃の温度範囲内にあるときに「溶着
良」と判定する。
【0036】なお、「溶着不良」の判定がN(整数)回
連続して行なわれたとき、あるいは溶着後における温度
差が50℃を超えたときに、超音波溶接機21に異常が
あったものと判断し、制御部22から超音波溶接機21
に異常昇温信号を出力して、超音波溶接機21を停止さ
せることも可能である。
【0037】そして、ステップS6において「溶着良」
と判定すると、次の工程に被溶着物100を搬送し(ス
テップS7)、回転テーブル12上の所定位置における
次の被溶着物100の有無を位置センサ13によって検
出する(ステップS8)。ステップS8において、被溶
着物100を検出した場合にはステップS3に戻り、検
出されなかった場合には終了する。
【0038】一方、ステップS6において「溶着不良」
と判定すると、搬送経路12aから被溶着物100をリ
ジェクタ(図示せず)によって排除する(ステップS
9)。この場合、「溶着不良」の判定が超音波溶接機2
1等の故障に起因して行なわれていることが考えられる
ため、「溶着不良」の判定がN回連続して行なわれたと
きには、回転テーブル12等を駆動停止して超音波溶接
機21等を点検するようにしてもよい。この後、回転テ
ーブル12上における次の被溶着物100の有無を位置
センサ13によって検出する(ステップS8)。
【0039】なお、本実施形態においては、温度センサ
14,15が放射温度計である場合を示したが、本発明
はこれに限定されず、他の非接触形温度センサあるいは
接触形温度センサであっても何等差し支えない。
【0040】また、本実施形態においては、搬送経路1
2aを回転テーブル12の周縁上に、すなわち回転テー
ブル12の回転移動方向に沿って設ける例を示したが、
本発明はコンベア(図示せず)を用いてこのコンベアの
直線移動方向に沿って設けることもできる。
【0041】さらに、本実施形態においては、溶着後温
度の検出を三箇所で行なう場合を示したが、本発明はこ
れに限定されず、二箇所あるいは四以上の複数箇所でも
よいことは勿論である。また、下限温度値および上限温
度は、被溶着物の材料、溶着温度あるいは温度測定の条
件等によって、変更できることは勿論である。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、搬
送経路における溶接機の上下流側にそれぞれ配設され溶
着前後における被溶着部近傍の温度をそれぞれ検出する
二組の温度センサと、これら二組の温度センサに接続さ
れ溶着前後における被溶着部近傍の温度差を求め、この
温度差と規定値とを比較して溶着良否を判定する判定制
御手段とを備えたので、被溶着物の溶着良否判定が自動
的に行なわれる。
【0043】したがって、溶着良否判定に要する時間を
短縮して迅速に行なえるとともに、良否判定を正確に行
なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る被溶着物の溶着良否
判定装置の概略を示す平面図である。
【図2】同じく本発明の一実施形態に係る被溶着物の溶
着良否判定装置を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る被溶着物の溶着良否
判定方法を説明するために示すフローチャートである。
【図4】溶接前後における被溶着部の温度差と一体化強
度との関係を示す図である。
【図5】点滴用薬瓶と栓体を示す局部断面図である。
【符号の説明】
12 回転テーブル 12a 搬送経路 14,15(15a〜15c) 温度センサ 20 判定制御手段 21 超音波溶接機 100 被溶着物

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送経路における溶接機の上下流側にそ
    れぞれ配設され、溶着前後における被溶着部近傍の温度
    をそれぞれ検出する二組の温度センサと、 これら二組の温度センサに接続され、溶着前後における
    被溶着部近傍の温度差を求め、かつ、この温度差と規定
    値とを比較して被溶着部の溶着良否を判定する判定制御
    手段とを備えたことを特徴とする被溶着物の溶着良否判
    定装置。
  2. 【請求項2】 前記温度センサのうち下流側の温度セン
    サが複数の温度センサからなることを特徴とする請求項
    1記載の被溶着物の溶着良否判定装置。
  3. 【請求項3】 前記温度センサが放射温度計からなるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の被溶着物の溶着
    良否判定装置。
  4. 【請求項4】 前記搬送経路が回転テーブルの周縁上に
    設けられていることを特徴とする請求項1,2または3
    記載の被溶着物の溶着良否判定装置。
  5. 【請求項5】 被溶着物の外側から溶着前後における被
    溶着部近傍の温度を温度センサによって検出し、 次いで、これら溶着前後の両温度から温度差を演算し、 この温度差と予め設定された規定値とを比較した後、 この比較結果に基づいて前記被溶着物の溶着良否を判定
    することを特徴とする被溶着物の溶着良否判定方法。
  6. 【請求項6】 前記温度センサによる溶着後の温度検出
    を被溶着部近傍の複数箇所において行なうことを特徴と
    する請求項5記載の被溶着物の溶着良否判定方法。
  7. 【請求項7】 溶着前後における被溶着部近傍の温度差
    が6℃未満であるときに溶着不良と判定することを特徴
    とする請求項5または6記載の被溶着物の溶着良否判定
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111169757A (zh) * 2020-02-13 2020-05-19 东莞市固源医疗科技有限公司 一种试剂盒自动化装配设备
CN113119452A (zh) * 2021-04-25 2021-07-16 无锡科技职业学院 一种用于fdm类型3d打印机断点续传的加热装置

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