CN101029381B - 电弧喷镀装置 - Google Patents

Abstract

一种电弧喷镀装置，其具备：两根喷镀线材；送出喷镀线材的推进送给部；牵引送给部，其对从推进送给部送出的喷镀线材进行中继并送出；导管，其在推进送给部和牵引送给部之间进行喷镀线材的送给引导；和喷镀枪，其被送给从牵引送给部送出的喷镀线材并进行电弧喷镀，在喷镀时对牵引送给部进行速度控制，对推进送给部进行转矩控制，更换喷镀线材只用推进送给部将喷镀线材通入导管内时，将推进送给部的送给转矩切换为比喷镀时转矩大的转矩，以抵消喷镀线材的前端部到达牵引送给部之前由导管作用于喷镀线材的摩擦阻力。由此能够降低喷镀线材的更换作业所需要的时间，在喷镀时能够稳定地送给喷镀线材。

Description

电弧喷镀装置

技术领域

本发明涉及在电设备、大型钢铁构造物等的防锈防腐处理中用于进行有效的喷镀的改良后电弧喷镀装置。

背景技术

电弧喷镀将两条喷镀线材向设置在喷镀枪内的接触片(contact chip)分别送给并使其通电，在这两条喷镀线材的前端之间产生电弧。并且，该电弧喷镀方法，一边通过电弧热量熔融喷镀线材，按照其熔融速度送给喷镀线材，一边通过压缩气体等的喷射使熔融金属微细化，喷涂到被喷镀物上而形成喷镀保护膜。

图2是表示一般的电弧喷镀装置的结构图。在该图中，喷镀电源装置1将商用电源作为输入，通过例如逆变控制电路对输出进行恒压控制，将电力供给到喷镀枪2。从压缩机3喷出的压缩气体，通过设置在喷镀电源装置1内的电磁阀(省略图示)向喷镀枪2喷出。

两条喷镀线材，缠绕在例如由线材卷筒(reel)构成的线材供给器4a、4b，这些喷镀线材通过两台推进送给部5a、5b分别被送出。通过导管6a、6b在两台推进送给部5a、5b和两台牵引送给部7a、7b之间进行喷镀线材的送给的导引(guide)。牵引送给部7a、7b对两根喷镀线材进行中继后向喷镀枪2送出。在喷镀枪2中设置有阳极以及阴极的接触片(省略图示)，对其分别送给两根喷镀线材，并使两根喷镀线材通电。通过遥控器8设定喷镀电压和喷镀线材送给速度。上述的两台牵引送给部7a、7b与喷镀枪2分开设置，但也可将牵引送给部7a、7b设置在喷镀枪2内。

以下，说明其动作。操作者按压设置在喷镀枪2中的启动开关9，如果处于ON状态，则压缩气体从压缩机3通过设置在喷镀电源装置1内的电磁阀(省略图示)喷出到喷镀枪2。此外，两根喷镀线材从两条推进送给部5a、5b送出，通过导管6a、6b引导，分别向两台牵引送给部7a、7b送给。两根喷镀线材通过该牵引送给部7a、7b中继，向喷镀枪2送出。此外，将电力从喷镀电源装置1供给到喷镀枪2内的接触片(省略图示)，两根喷镀线材通电。并且，通过两根喷镀线材在喷镀枪2前方的电弧发生位置短路，在两根喷镀线材的交叉部产生电弧。

由于通过电弧热量两根喷镀线材的前端依次熔融，因此通过由遥控器8选择适当的喷镀电压和喷镀线材送给速度，可使电弧持续。此时，将从压缩机3供给的压缩气体喷到在两根喷镀线材的交叉部产生的电弧时，熔融的金属成为液滴，向前方喷出，堆积在被喷镀物上而形成喷镀保护膜。

并且，在结束喷镀时，操作者放开起动开关9而处于OFF状态时，停止压缩气体的喷出，停止两根喷镀线材的送给以及通电，喷镀结束。

(现有技术1)

以往，在上述的电弧喷镀装置中，检测通过推进送给部5a、5b送出的喷镀线材的送给速度，将该检测信号反馈到牵引送给部7a、7b。并且，提出了一种的电弧喷镀装置，按照将牵引送给部7a、7b牵拉了推进送给部5a、5b所送出喷镀线材的长度的方式使其同步(例如参照专利文献1)。该电弧喷镀装置的推进送给部5a、5b和牵引送给部7a、7b能够以同一速度送出喷镀线材。其结果，在导管6a、6b内作用于喷镀线材的张力以及压缩力变小，即使在导管6a、6b较长的情况下，也能稳定地送给喷镀线材。

但是，该导管6a、6b会有由于喷镀中操作者的姿势而弯曲的情况。该情况下，推进送给部5a、5b和牵引送给部7a、7b之间的辊(roll)间距离发生变化。此时，为了使推进送给部5a、5b和牵引送给部7a、7b以相同的速度送给，某个辊会打滑。从而，不能稳定地送给喷镀线材。其结果，有时电弧突然停止，给保护膜品质带来坏影响，生产性明显降低的不良情况。

(现有技术2)

为了解决上述的现有技术1的问题，提出了一种通过牵引推进部7a、7b控制喷镀线材的速度，通过推进送给部5a、5b以与牵引送给部7a、7b的喷镀线材的速度对应的恒定转矩送出喷镀线材的电弧喷镀装置(例如参照专利文献2)。

该电弧喷镀装置即使在由于喷镀中操作者的姿势而使导管6a、6b弯曲的情况下，也可通过推进送给部5a、5b向喷镀线材施加恒定的线材发送力。因此，推进送给部5a、5b的线材送给速度与牵引送给部7a、7b的线材送给速度没有关系，能够在瞬时送给需要的喷镀线材。其结果，抑制在导管6a、6b内产生作用于喷镀线材的张力以及压缩力，能够始终稳定地送给喷镀线材。但是，具有下述的问题。

在更换喷镀线材时，将新的喷镀线材的前端部插入推进送给部5a、5b，通过导管6a、6b内直到推进送给部7a、7b为止，需要将喷镀线材的前端部输送到达设置在喷镀枪2内的接触片。在进行该操作时，操作者在将新的喷镀线材的前端部插入推进送给部5a、5b后，通常按下设置在遥控器8或喷镀电源装置1的面板中的点动按钮(inching button)，将喷镀线材通到接触片的前端部。

此时，在按下点动按钮时，推进送给部5a、5b作用于喷镀线材的转矩通常设定为与喷镀时的转矩相同。即喷镀时通过推进送给部和牵引送给部送给喷镀线材，由推进送给部5a、5b提供与牵引送给部7a、7b的送给速度对应的恒定转矩。并且，在喷镀线材通到牵引送给部之前的状态下，设定该转矩为线材发送力，以抵消通过导管6a、6b作用于喷镀线材的摩擦阻力。

但是，在更换喷镀线材时，将喷镀线材的前端部通入导管6a、6b，但喷镀线材的前端部形成锐利的形状。因此，如果按下点动按钮将喷镀线材输送到导管6a、6b，则在导管6a、6b内作用于喷镀线材的摩擦阻力变大，不能使喷镀线材的前端部到达牵引送给部7a、7b。因此，即使按压点动按钮也不能送出喷镀线材，之后，操作者必须通过手工操作将喷镀线材输送到点动按钮的前端部，从而降低生产性。

在此，为了通过仅按压点动按钮进行使该喷镀线材通入接触片的前端部的作业，来代替通过手工操作进行上述作业，需要将由推进送给部5a、5b作用于喷镀线材的转矩设定为比喷镀时的转矩大。此时，在按下点动按钮时，为了将推进送给部5a、5b作用于喷镀线材的转矩设定为与喷镀时的转矩相同，从而在喷镀时在导管6a、6b内产生弯曲。其结果，在导管6a、6b内作用于喷镀线材的摩擦阻力增加，不能稳定地送给喷镀线材。还有，通过接触片的供电点变化，从而会有喷镀线材的熔融量变化，电弧混乱的不良情况。

在此，存在以下的方法：将由推进送给部5a、5b作用于喷镀线材的转矩，按照能使喷镀线材的前端部到达牵引送给部的程度设定为比喷镀时的转矩稍微大一些的转矩。此时，能够将喷镀时喷镀线材的弯曲抑制到最小限，但由于导管6a、6b内表面的磨耗或喷镀废物等浸入导管6a、6b内，从而摩擦阻力增加，不能使喷镀线材的前端部可靠地到达接触片。

专利文献1：日本专利公告平3-5222号公报；

专利文献2：日本专利公开2001-262310号公报。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低喷镀线材的更换作业所需要的时间，在喷镀时能够稳定地送给喷镀线材的电弧喷镀装置。

一种电弧喷镀装置，具备：两根喷镀线材；送出上述两根喷镀线材的推进送给部；牵引送给部，其对从上述推进送给部送出的上述两根喷镀线材进行中继并送出；导管，其在上述推进送给部和上述牵引送给部之间进行上述两根喷镀线材的送给引导；和喷镀枪，其被送给从上述牵引送给部送出的上述两根喷镀线材，并进行电弧喷镀，在喷镀时，对上述牵引送给部进行速度控制，对上述推进送给部进行转矩控制，在更换上述喷镀线材而只用上述推进送给部将上述喷镀线材通入上述导管内时，通过将上述牵引送给部的线材送给速度和上述推进送给部的送给转矩设定为线材送给速度可变量和送给转矩可变量，来将在喷镀电源装置内部设定的送给速度和送给转矩的模拟电压信号输入到上述牵引送给部和上述推进送给部的伺服放大器，驱动伺服电动机，从而将上述推进送给部的送给转矩切换为比上述喷镀时转矩大的转矩，以抵消上述喷镀线材的前端部到达上述牵引送给部之前由上述导管作用于上述喷镀线材的摩擦阻力。

发明效果

本发明的电弧喷镀装置，在更换喷镀线材时，能够使喷镀线材的前端部容易地到达牵引送给部，能够显著降低喷镀线材更换作业所需要的时间。并且，由于在喷镀时能够稳定地送给喷镀线材，因此能够形成均匀且高品质的喷镀保护膜。

附图说明

图1为用于说明按下本发明电弧喷镀装置的线材更换用按钮时的作用的图。

图2为表示一般的电弧喷镀装置的结构图。

图中：1-喷镀电源装置；2-喷镀枪；3-压缩机；4a、4b-线材供给器；5a、5b-推进送给器；6a、6b-导管；6a1-导管的推进送给部侧；6a2-导管的牵引送给部侧；7a、7b-牵引送给部；8-遥控器；9-启动开关；10a、10b-推进送给辊；11a、11b-牵引送给辊；12-喷镀线材；12a-喷镀线材的前端部；Fpush-线材送给转矩；FX-作用于喷镀线材的摩擦阻力。

具体实施方式

根据实施例参照附图，对发明的实施方式进行说明。在图2中所示的本发明的电弧喷镀装置中，对牵引送给部7a、7b进行速度控制，对推进送给部5a、5b进行与牵引送给部7a、7b的喷镀线材的速度相对应的恒定转矩控制。图2所示的遥控器8或喷镀电源装置1的面板中除点动按钮外还设置有线材更换用按钮(省略图示)。该线材更换用按钮，在更换线材供给器4a、4b将喷镀线材通入推进送给部5a、5b，并使其通过导管6a、6b内到达牵引送给部7a、7b，喷镀线材的前端部到达接触片时使用。使用市场上出售的伺服电动机作为牵引送给部7a、7b以及推进送给部5a、5b的驱动电动机。

如果按下该线材更换用按钮，则牵引送给部7a、7b以及推进送给部5a、5b的伺服电动机分别旋转，但该按钮与现有技术中说明过的点动按钮有如下的不同功能。其他的功能与现有技术中所说明过的功能相同，因此省略说明。

如果按下点动按钮，则牵引送给部7a、7b以及推进送给部5a、5b的伺服电动机旋转。此时，对牵引送给部7a、7b的速度指令以及对推进送给部5a、5b的转矩指令，按照设置在遥控器8或喷镀电源装置1的面板中的线材送给速度可变量(volume)以及送给转矩可变量的设定进行。通常，喷镀以及点动时的牵引送给部7a、7b的线材送给速度以及推进送给部5a、5b的送给转矩，线材送给速度可变量以及送给转矩可变量的设定值为有效。并且，为了使喷镀时喷镀线材的送给稳定，以送给转矩可变量调整推进送给部的送给转矩，以使转矩成为按线材送给速度可变量设定的与牵引送给部7a、7b的送给速度对应的恒定转矩。

另一方面，在按下线材更换用按钮时，牵引送给部7a、7b的送给速度遵照线材送给速度可变量的设定值，但推进送给部5a、5b的送给转矩，与送给转矩可变量的设定值无关，按照始终以下述的线材送给转矩Fpush旋转进行设定。

参照图1对按下该线材更换用按钮时的作用进行说明。该图为用于说明按下本发明电弧喷镀装置的线材更换用按钮时的作用的图。在该图中，在推进送给部5a内设置推进送给辊10a、10b，在牵引送给部7a内设置牵引送给辊11a、11b。

并且，在按下线材更换用按纽时，通过推进送给部5a供给到喷镀线材12的线材送给转矩Fpush，从导管的推进送给部侧6a1插入喷镀线材的前端部12a，需要预先设定为能够输送到牵引送给部侧6a2的转矩。并且，如上所述，由于喷镀线材的前端部具有锐利的形状，因此由导管6a作用于喷镀线材12的摩擦阻力比喷镀时还大。

因此，该线材送给转矩Fpush，比喷镀时的转矩大，预先设定转矩，以抵消喷镀线材的前端部12a到达牵引送给部7a之前由导管6a作用于喷镀线材12的摩擦阻力Fx。此外，在图2所示的推进送给部5b、导管6b以及牵引送给部7b中也与上述相同，因此省略说明。

接下来，对线材送给速度以及送给转矩的设定进行说明。通过将牵引送给部7a、7b的线材送给速度和推进送给部5a、5b的送给转矩设定为线材送给速度可变量和送给转矩可变量，将在喷镀电源装置1内部设定的送给速度和送给转矩的模拟电压信号输入到各送给部的伺服放大器，驱动伺服电动机。该模拟电压信号例如为0V～10V的范围。

线材送给速度可变量采用例如0m/min～20m/min刻度。此时，如果线材送给速度的可变量与20m/min刻度一致，则从喷镀电源装置1向控制牵引送给部7a、7b的伺服电动机的伺服放大器输出10V的电压信号。并且，具有线材送给速度为20m/min，伺服电动机恒定旋转的结构。此外，如果线材送给速度的可变量与10m/min刻度一致，则从喷镀电源装置1向控制牵引送给部7a、7b的伺服电动机的伺服放大器输出5V的电压信号。并且，具有线材送给速度为10m/min，伺服电动机恒定旋转的结构。

另一方面，推进送给部5a、5b的送给可变量采用0％～100％刻度。此时，如果将送给转矩可变量设定为100％，则从喷镀电源装置1向控制推进送给部5a、5b的伺服电动机的伺服放大器输出例如10V的电压信号。并且，具有将送给转矩设定为伺服电动机的额定转矩的100％后保持恒定转矩，同时旋转的结构。此外，如果将送给转矩可变量设定为50％，则从喷镀电源装置1向控制推进送给部5a、5b的伺服电动机的伺服放大器输出例如5V的电压信号。并且，具有将送给转矩设定为伺服电动机的额定转矩的50％后保持恒定转矩，同时旋转的结构。

(实施例)

以下，将本发明的实施例与现有技术进行比较并说明。首先，作为喷镀中的设定条件，使用直径1.6mm的锌喷镀线材，将牵引送给部7a、7b的线材送给速度设定为10m/min，将推进送给部5a、5b的送给转矩可变量设定为约30％。在该设定中，在导管6a、6b反复弯曲的状态下，操作喷镀枪2并进行喷镀，能够长时间始终维持良好的线材的送给性，能够形成高品质的喷镀保护膜。

接下来，不改变牵引送给部7a、7b的线材送给可变量以及推进送给部5a、5b的送给转矩可变量的设定值，更换新的线材卷筒。并且，操作者将喷镀线材的前端插入推进送给部5a、5b，在导管6a、6b不弯曲的状态下，处于可送给喷镀线材的状态。

首先，作为现有技术的电弧喷镀装置的操作，按下点动按钮。最初推进送给部5a、5b的送给辊旋转，喷镀线材插入导管6a、6b内，但由于导管6a、6b和喷镀线材之间的摩擦阻力送给辊的转速逐渐降低，从喷镀线材的前端开始，在导管6a、6b内插入约2m长度的地方时，送给辊停止旋转。之后，操作者必须采用手工操作将喷镀线材的前端部插入到喷镀枪2的接触片。

在此，操作者更换新的线材卷筒，将喷镀线材的前端插入推进送给部5a、5b，在喷镀线材处于可送给的状态后，仅按下点动按钮，试着使喷镀线材的前端部到达喷镀枪2的接触片。按照推进送给部5a、5b的送给转矩为最小转矩的方式，调整送给转矩可变量时，需要设定值提高到约55％。

并且，不根据上述设定值改变牵引送给部7a、7b的线材送给可变量以及推进送给部5a、5b的送给转矩可变量的设定值，在导管6a、6b反复弯曲的状态下，操作喷镀枪2并进行喷镀。在该情况下，如果导管6a、6b从弯曲状态变为笔直的状态，则使喷镀枪2瞬时移动时，发出砰砰的声音，会在喷镀保护膜上产生附着小的熔融状态的粒子的喷镀不良。

作为其理由，将推进送给部5a、5b的送给转矩与喷镀时的最佳转矩比较，增加到将近两倍，因此在导管6a、6b内使喷镀线材产生弯曲。此外，在导管6a、6b从弯曲状态向笔直状态变化时，需要减慢从推进送给部5a、5b送入导管6a、6b的线材速度，响应性变差，因此喷镀线材的波动进一步变大。由于上述原因电弧发生状态不稳定。

接下来，在本发明的电弧喷镀装置中，首先在上述的导管6a、6b反复弯曲的状态下，操作喷镀枪2并进行喷镀，能够长时间始终维持良好的线材送给性，进行能够形成高品质的喷镀保护膜的设定。即使用直径1.6mm的锌喷镀线材，将牵引送给部7a、7b的线材送给速度设定为10m/min，将推进送给部5a、5b的送给转矩可变量设定为约30％。

并且，不改变牵引送给部7a、7b的线材送给可变量以及推进送给部5a、5b的送给转矩可变量的设定值，更换新的线材卷筒。并且，将喷镀线材的前端插入推进送给部5a、5b，在导管6a、6b不弯曲的状态下，处于可送给喷镀线材的状态。并且，如果按下线材更换用按钮，则推进送给部5a、5b的送给辊旋转，喷镀线材的前端部通入约5m长度的导管6a、6b内，到达牵引送给部7a、7b的送给辊。此时，推进送给部5a、5b的送给辊的转速降低到与牵引送给辊7a、7b的送给辊相同的旋转速度，喷镀线材的前端部保持这样的速度从接触片的前端部送出。

接着，不改变牵引送给部7a、7b的线材送给可变量以及推进送给部5a、5b的送给转矩可变量的设定值，更换新的线材卷筒。并且，将喷镀线材的前端插入推进送给部5a、5b，此次，在导管6a、6b弯曲的状态下，处于可送给喷镀线材的状态。并且，如果按下线材更换用按钮，则推进送给部5a、5b的送给辊旋转，喷镀线材的前端部通入约5m长度的导管6a、6b内，喷镀线材的前端部到达牵引送给部7a、7b的送给辊附近。确认了推进送给部5a、5b的送给辊的旋转速度稍有下降。但是，喷镀线材的前端部，达到牵引送给辊，以牵引送给辊7a、7b的旋转速度从接触片的前端部送出。

并且，作为上述的喷镀时的设定的牵引送给部7a、7b的线材送给速度为10m/min的设定，在推进送给部5a、5b的送给转矩可变量为30％的设定中，在导管6a、6b反复弯曲的状态下，操作喷镀枪2并进行喷镀。其结果，能够长时间始终维持良好的线材的送给性，能够形成高品质的喷镀保护膜。

因此，本发明的电弧喷镀装置，在喷镀线材的更换时，能够使喷镀线材的前端部容易地到达牵引送给部，能够显著降低喷镀线材的更换作业所需要的时间。并且，由于在喷镀时能够始终以恒定的速度送给喷镀线材，因此能够形成均匀的高品质的喷镀保护膜，能够明显提高运转率以及生产性。

Claims (1)

1.一种电弧喷镀装置，具备：

两根喷镀线材；

送出上述两根喷镀线材的推进送给部；

牵引送给部，其对从上述推进送给部送出的上述两根喷镀线材进行中继并送出；

导管，其在上述推进送给部和上述牵引送给部之间进行上述两根喷镀线材的送给引导；和

喷镀枪，其被送给从上述牵引送给部送出的上述两根喷镀线材，并进行电弧喷镀，

在喷镀时，对上述牵引送给部进行速度控制，对上述推进送给部进行转矩控制，

在更换上述喷镀线材而只用上述推进送给部将上述喷镀线材通入上述导管内时，通过将上述牵引送给部的线材送给速度和上述推进送给部的送给转矩设定为线材送给速度可变量和送给转矩可变量，来将在喷镀电源装置内部设定的送给速度和送给转矩的模拟电压信号输入到上述牵引送给部和上述推进送给部的伺服放大器，驱动伺服电动机，从而将上述推进送给部的送给转矩切换为比上述喷镀时转矩大的转矩，以抵消上述喷镀线材的前端部到达上述牵引送给部之前由上述导管作用于上述喷镀线材的摩擦阻力。

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