JP5670210B2 - Flux filling rate judging device, flux filling rate judging method, flux filling rate judging system, and flux filling rate judging program - Google Patents
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Description
本発明は、軟鋼、高張力鋼、ステンレス鋼または耐熱鋼等の溶接に用いる全自動または半自動溶接用のアーク溶接用ワイヤ等に適したフラックス入りワイヤの製造装置に用いられるフラックス充填率判定装置、それを用いたフラックス充填率判定方法およびフラックス充填率判定システム、ならびに、フラックス充填率判定プログラムに関するものである。 The present invention relates to a flux filling rate determination device used in a flux-cored wire manufacturing apparatus suitable for arc welding wire for full-automatic or semi-automatic welding used for welding mild steel, high-tensile steel, stainless steel, heat-resistant steel, etc. The present invention relates to a flux filling rate determination method, a flux filling rate determination system, and a flux filling rate determination program using the same.
フラックス入りワイヤは、以下のような製造方法で製造されている。まず、金属帯板を板幅方向の両側からU字状に曲げ成形し、曲げ成形された金属帯板の内部にフラックスを充填する。次いで、フラックスが充填された金属帯板を管状に成形して金属製外皮とし、その後、伸線によって金属製外皮を所定径まで細径化して、長さ方向に沿ってシームが形成されたフラックス入りワイヤが製造される。そして、このようなフラックス入りワイヤの製造においては、フラックス供給部(BF)異常、金属帯板供給速度とフラックス供給量のバランス異常、設備や材料の振動異常等により、フラックスが充填されない部分や、フラックス充填率(単位長さ当たりのワイヤ全質量に対するフラックスの質量%)が許容範囲を満足しない部分が発生することがある。このため、溶接品質に悪影響を及ぼすこのようなフラックス充填異常品を検出して、製品として混入しないように排除する必要がある。 The flux cored wire is manufactured by the following manufacturing method. First, the metal strip is bent into a U shape from both sides in the plate width direction, and the flux is filled into the bent metal strip. Next, a metal strip filled with flux is formed into a tubular shape to form a metallic outer skin. Thereafter, the metallic outer skin is reduced to a predetermined diameter by wire drawing, and a seam is formed along the length direction. Cored wire is produced. And in the manufacture of such a flux-cored wire, the flux supply part (BF) abnormality, the balance of the metal strip supply rate and the flux supply amount, the part that is not filled with the flux due to vibration abnormality of equipment and materials, etc. There may be a portion where the flux filling rate (mass% of the flux with respect to the total mass of the wire per unit length) does not satisfy the allowable range. For this reason, it is necessary to detect such an abnormal flux filling product that adversely affects the welding quality and eliminate it so as not to be mixed as a product.
従来、フラックス充填異常品の検査および排除方法としては、製品としてのフラックス入りワイヤから所定長さのサンプルを抜き取り、そのサンプルを破壊検査することによって、フラックスの質量、体積または断面積等を直接測定して、その値からフラックス充填率を算出し、その検査結果からフラックス充填率の異常品を排除している。このような検査は、抜取検査であるため全数検査に比べて信頼性に劣るという問題がある。また、このような検査は、人の手によって破壊検査を行うため、長い作業時間が必要であり、その作業負荷も大きいものとなると共に、検査異常を生じた原因を特定し是正されるまでの異常製造ロットは破棄されることとなり、生産性が低くなるという問題もある。 Conventionally, as a method of inspecting and eliminating flux filling abnormal products, a sample of a predetermined length is extracted from a flux-cored wire as a product and the sample is destructively inspected to directly measure the mass, volume, or cross-sectional area of the flux Then, the flux filling rate is calculated from the value, and the abnormal product of the flux filling rate is excluded from the inspection result. Since such an inspection is a sampling inspection, there is a problem that it is inferior in reliability as compared with a 100% inspection. In addition, since such inspections are destructive inspections by human hands, a long work time is required, the work load becomes large, and the cause of the inspection abnormality is identified and corrected. An abnormal production lot is discarded, and there is a problem that productivity is lowered.
このような問題を解決するために、ワイヤ製造中にフラックス充填率を非破壊かつオンラインで検査することによってフラックス充填率の異常品を排除することが要望されている。このような目的に使用されるフラックス充填率検出装置として、特許文献1では、フラックス入りワイヤをコイル内に通して電磁誘導現象を利用してフラックス充填率を算出して、算出されたフラックス充填率で異常品を検出するものが提案されている。
In order to solve such a problem, it is desired to eliminate an abnormal product of the flux filling rate by performing non-destructive and on-line inspection of the flux filling rate during wire manufacturing. As a flux filling rate detection device used for such a purpose, in
具体的には、コイルに高周波数の交流電流を流すと、フラックス入りワイヤの金属製外皮には電磁誘導により誘導電流が発生し、この誘導電流によって発生する磁界のためにコイルのインピーダンスが変化する。そして、伸線によって製造されるフラックス入りワイヤでは、金属製外皮の外径側が規制されながら伸線されることから、金属製外皮が内径側に膨出しようとする傾向にある。したがって、フラックスの充填量が少ないと金属製外皮の肉厚が厚く、フラックス充填量が多いと金属製外皮の肉厚が薄くなる傾向にある。また、コイルのインピーダンスは、金属製外皮の肉厚が厚くなる、すなわち、フラックス充填率が低下すると、大幅に減少する。したがって、特許文献1では、コイルのインピーダンスの変化によって、フラックス入りワイヤのフラックス充填率を算出するものである。
Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil, an induction current is generated by electromagnetic induction in the metal sheath of the flux-cored wire, and the impedance of the coil changes due to the magnetic field generated by this induction current. . And in the flux cored wire manufactured by wire drawing, since the outside diameter side of the metal outer skin is regulated, the metal outer skin tends to bulge toward the inner diameter side. Therefore, if the amount of flux filling is small, the thickness of the metal shell tends to be thick, and if the amount of flux filling is large, the thickness of the metal shell tends to be thin. Further, the impedance of the coil is greatly reduced when the thickness of the metal outer shell is increased, that is, when the flux filling rate is lowered. Therefore, in
しかしながら、前記した電磁誘導によって発生する誘導電流の変化量、すなわち、コイルのインピーダンスの変化量は、ワイヤ内のフラックスの有無を判別する際に有効な程度のもので、フラックス充填量を定量的に把握できるものではなく、フラックス充填率の算出精度が低いものであった。したがって、フラックスが充填されていない異常品は検出できるが、フラックスが充填されていても、そのフラックス充填率が許容範囲を超える異常品を検出できるものではない。そのため、特許文献1のフラックス充填率検出装置では、フラックス充填率の検出精度が低く、異常品の検出精度も低くなるという問題がある。
However, the amount of change in the induced current generated by the electromagnetic induction, that is, the amount of change in the impedance of the coil, is a level that is effective for determining the presence or absence of the flux in the wire. It was not something that could be grasped, and the calculation accuracy of the flux filling rate was low. Therefore, an abnormal product that is not filled with a flux can be detected, but even if the flux is filled, an abnormal product whose flux filling rate exceeds an allowable range cannot be detected. For this reason, the flux filling rate detection device of
また、特許文献1のフラックス充填率検出装置では、前記したように、フラックス充填率の算出精度が低いため、フラックス充填無し品が検出された場合にあっては、製造装置を停止後、製造された製品の破壊検査によってフラックス充填率が測定される。その結果、ひとたび異常品が発見されると、正常品にまで遡って異常品を除去する必要があり、製品歩留まりが低下し、生産性に劣るという問題がある。
In addition, as described above, the flux filling rate detection device disclosed in
そこで、本発明は、このような問題を解決するべく創案されたもので、その課題は、フラックス入りワイヤの製造装置に用いられた際に、フラックス充填率の算出精度が高く、それによって異常品の検出精度に優れると共に、生産性にも優れたフラックス充填率判定装置、それを用いたフラックス充填率判定方法およびフラックス充填率判定システム、ならびに、フラックス充填率判定プログラムを提供することにある。 Therefore, the present invention was devised to solve such problems, and the problem is that when used in a flux-cored wire manufacturing apparatus, the accuracy of calculating the flux filling rate is high, thereby causing abnormal products. It is in providing the flux filling rate determination apparatus which is excellent in the detection precision of this, and also excellent in productivity, the flux filling rate determination method and the flux filling rate determination system using the same, and a flux filling rate determination program.
前記課題を解決するために、本発明に係るフラックス充填率判定装置は、板幅方向に湾曲させた金属帯板の内部にフラックスを充填し、その金属帯板を管状に成形することによりフラックス入りワイヤを製造する製造装置に配置してフラックス充填率を判定するフラックス充填率判定装置であって、前記フラックスが充填された金属帯板の板表面に対して上方に配置したセンサで当該フラックスの充填直後に測定した当該金属帯板の板幅方向のフラックス上面座標を入力する入力部と、前記センサで測定したフラックスが充填されていない金属帯板の板幅方向の金属帯板内面座標と、予め設定された金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の許容範囲とを記憶する記憶部と、前記フラックス上面座標と前記金属帯板内面座標とでフラックス断面積を算出するフラックス断面積算出部と、前記フラックス断面積を所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量を前記フラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と前記金属帯板質量とでフラックス充填率を算出するフラックス充填率算出部と、前記算出したフラックス充填率が、前記フラックス充填率の許容範囲を満足する場合を良好と判断し、満足しない場合を不良と判断する判断部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a flux filling rate determination apparatus according to the present invention fills a metal strip that is curved in the plate width direction with a flux, and forms the metal strip into a tubular shape to contain flux. A flux filling rate determining device that is arranged in a manufacturing apparatus for manufacturing a wire and determines a flux filling rate, and is filled with the flux by a sensor disposed above the surface of the metal band plate filled with the flux. An input unit for inputting the flux upper surface coordinate in the plate width direction of the metal strip measured immediately after, the metal strip inner surface coordinate in the plate width direction of the metal strip not filled with the flux measured by the sensor, A storage unit for storing the set metal strip mass, flux specific gravity, and allowable range of the flux filling rate, the flux upper surface coordinates and the metal strip inner surface coordinates A flux cross-sectional area calculation unit for calculating a flux cross-sectional area, a flux filling capacity is calculated by integrating the flux cross-sectional area with a predetermined length, the flux filling capacity is converted into a flux filling mass by the flux specific gravity, and the flux A flux filling rate calculation unit for calculating a flux filling rate with a filling mass and the metal strip mass, and a case where the calculated flux filling rate satisfies the allowable range of the flux filling rate is determined to be good, and is not satisfied And a determination unit that determines that the case is defective.
前記構成によれば、センサによってフラックス上面座標および金属帯板内面座標が測定され、それらの曲面座標を用いて、フラックス断面積算出部でフラックス断面積が算出され、そのフラックス断面積を用いてフラックス充填率算出部でフラックス充填率が算出される。したがって、算出されるフラックス充填率は、フラックス断面積というフラックス充填率に直接関係のある物理量から算出されるため、従来のようなワイヤに発生する誘導電流というフラックス充填率に間接的な物理量から推定されるものに比べて、算出精度が高いものとなり、フラックス充填率の異常品の検知精度が向上する。それゆえ、異常品が検知された場合、従来のように製品による破壊検査を実施する必要がないため、破壊検査によって製品歩留まりが低下することがなく、ワイヤの生産性が向上する。また、フラックス断面積の算出に用いられるフラックス上面座標が、金属帯板の管状成形前のフラックス充填直後に測定されたものであるため、異常品が検知された場合にも、異常品の波及範囲が狭くなり、ワイヤの生産性がさらに向上する。 According to the above configuration, the flux upper surface coordinates and the metal strip inner surface coordinates are measured by the sensor, the flux sectional area is calculated by the flux sectional area calculation unit using the curved surface coordinates, and the flux sectional area is used to calculate the flux sectional area. The flux filling factor is calculated by the filling factor calculator. Therefore, the calculated flux filling factor is calculated from a physical quantity directly related to the flux filling factor called the flux cross-sectional area. The accuracy of calculation is higher than that to be obtained, and the accuracy of detecting an abnormal product with a flux filling rate is improved. Therefore, when an abnormal product is detected, it is not necessary to carry out a destructive inspection with the product as in the prior art, so that the yield of the product is not reduced by the destructive inspection, and the productivity of the wire is improved. In addition, since the flux upper surface coordinates used for the calculation of the flux cross-sectional area are measured immediately after filling the flux before the tubular forming of the metal strip, even if an abnormal product is detected, the ripple range of the abnormal product is detected. Narrows, further improving the productivity of the wire.
本発明に係るフラックスス充填率判定装置は、前記フラックス充填率判定装置において、前記入力部では、前記フラックスが充填された金属帯板の板表面に対して上方に配置した第1センサで当該フラックスの充填直後に測定した当該金属帯板の板幅方向のフラックス上面座標と、前記フラックスが充填された金属帯板の板表面に対して下方に配置した第2センサで当該フラックスの充填直後に測定した当該金属帯板の板幅方向の金属帯板外面座標とを入力し、前記記憶部では、前記フラックスが充填されていない金属帯板の板幅方向の金属帯板断面積をさらに記憶し、前記フラックス断面積算出部では、前記フラックス上面座標と前記金属帯板外面座標とで総断面積を算出し、その総断面積と前記金属帯板断面積とでフラックス断面積を算出することを特徴とする。 The flux filling rate determination device according to the present invention is the flux filling rate determination device, wherein the input unit includes a first sensor disposed above the surface of the metal strip that is filled with the flux. Measured immediately after filling the flux with the flux upper surface coordinates in the plate width direction of the metal strip measured immediately after the filling of the metal strip and a second sensor disposed below the plate surface of the metal strip filled with the flux. The metal strip outer surface coordinate in the plate width direction of the metal strip is input, and the storage unit further stores the metal strip cross-sectional area in the plate width direction of the metal strip not filled with the flux, The flux cross-sectional area calculation unit calculates a total cross-sectional area from the upper surface coordinates of the flux and the outer surface coordinates of the metal strip, and calculates a flux cross-sectional area from the total cross-sectional area and the cross-sectional area of the metal strip. Characterized in that it.
前記構成によれば、第1および第2センサによってフラックス上面座標および金属帯板外面座標が測定され、それらの曲面座標と記憶部に予め記憶された金属帯板断面積とを用いて、フラックス断面積算出部で総断面積およびフラックス断面積が算出され、そのフラックス断面積を用いてフラックス充填率算出部でフラックス充填率が算出される。したがって、算出されるフラックス充填率は、前記フラックス充填率制御装置と同様にフラックス充填率に直接関係のある物理量であるフラックス断面積から算出されるため、フラックス充填率の算出精度が高いものとなり、フラックス充填率の異常品の検知精度が向上すると共に、ワイヤの生産性が向上する。 According to the above configuration, the flux upper surface coordinates and the metal strip outer surface coordinates are measured by the first and second sensors, and the flux breakage is determined using the curved surface coordinates and the metal strip cross-sectional area stored in the storage unit in advance. The total cross-sectional area and the flux cross-sectional area are calculated by the area calculating unit, and the flux filling rate is calculated by the flux filling rate calculating unit using the flux cross-sectional area. Therefore, since the calculated flux filling rate is calculated from the flux cross-sectional area which is a physical quantity directly related to the flux filling rate in the same manner as the flux filling rate control device, the calculation accuracy of the flux filling rate is high, The accuracy of detecting an abnormal product of the flux filling rate is improved and the productivity of the wire is improved.
また、フラックス上面座標および金属帯板外面座標の両曲面座標が測定されるため、流動中の振動等によって金属帯板が上下、左右または斜め方向へ移動した場合にも、その金属帯板の移動が算出されるフラックス断面積に影響を与えるようなことはない。したがって、フラックス充填率の算出精度が高いものとなり、フラックス充填率の異常品の検出精度が向上する。さらに、前記フラックス充填率制御装置と同様に、フラックス充填率の算出に用いられるフラックス上面座標および金属帯板外面座標の両曲面座標が、金属帯板の管状成形前のフラックス充填直後に測定されたものであるため、ワイヤの生産性がより一層向上する。 In addition, since both curved surface coordinates of the flux upper surface coordinates and metal strip outer surface coordinates are measured, even if the metal strip moves up and down, left and right or obliquely due to vibration during flow, the movement of the metal strip Does not affect the calculated flux cross-sectional area. Therefore, the calculation accuracy of the flux filling rate becomes high, and the detection accuracy of the abnormal product of the flux filling rate is improved. Further, similar to the flux filling rate control device, both the curved surface coordinates of the flux upper surface coordinate and the metal strip outer surface coordinate used for the calculation of the flux filling rate were measured immediately after the flux filling before the tubular forming of the metal strip. Therefore, the productivity of the wire is further improved.
本発明に係るフラックス充填率判定装置は、前記フラックス充填率判定装置の前記判断部における前記算出したフラックス充填率が、当該フラックス充填率に所定の補正値をさらに加えたものであることが好ましい。 In the flux filling rate determination device according to the present invention, it is preferable that the calculated flux filling rate in the determination unit of the flux filling rate determination device is obtained by further adding a predetermined correction value to the flux filling rate.
前記構成によれば、判断部におけるフラックス充填率が、補正値がさらに加えられたものであることによって、フラックス充填率の算出精度がより高いものとなり、フラックス充填率の異常品の検出精度がより向上する。 According to the above configuration, the flux filling rate in the determination unit is further added with the correction value, so that the calculation accuracy of the flux filling rate is higher, and the detection accuracy of the abnormal product of the flux filling rate is higher. improves.
本発明に係るフラックス充填率判定方法は、前記フラックス充填率判定装置を用いてフラックス充填率を判定するフラックス充填率判定方法であって、前記センサでフラックスの充填直後に測定した前記フラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標を入力部に入力し、その曲面座標をフラックス断面積算出部に出力する第1ステップと、前記フラックス断面積算出部において、前記第1ステップで出力された前記曲面座標を用いてフラックス断面積を算出し、そのフラックス断面積をフラックス充填率算出部に出力する第2ステップと、前記フラックス充填率算出部において、前記第2ステップで出力された前記フラックス断面積を所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量を前記記憶部に記憶したフラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と前記記憶部に記憶した金属帯板質量とでフラックス充填率を算出し、そのフラックス充填率を前記判断部に出力する第3ステップと、前記判断部において、前記第3ステップで出力された前記フラックス充填率と、前記記憶部に記憶したフラックス充填率の許容範囲とを比較して、前記フラックス充填率の良好または不良を判断し、不良と判断された場合には、前記製造装置の稼動を停止する第4ステップとを含むことを特徴とする。 The flux filling rate determination method according to the present invention is a flux filling rate determination method for determining a flux filling rate using the flux filling rate determination device, and is filled with the flux measured immediately after flux filling by the sensor. In the first step, the curved surface coordinates in the width direction of the metal strip are input to the input unit, and the curved surface coordinates are output to the flux cross-sectional area calculating unit, and the flux cross-sectional area calculating unit outputs the curved surface coordinates in the first step. A second step of calculating a flux sectional area using the curved surface coordinates and outputting the flux sectional area to a flux filling rate calculating unit; and the flux output in the second step in the flux filling rate calculating unit. The flux filling capacity is calculated by integrating the cross-sectional area with a predetermined length, and the flux filling capacity is stored in the storage unit. A third step of converting the flux filling mass into a flux filling mass, calculating a flux filling rate with the flux filling mass and the metal strip mass stored in the storage unit, and outputting the flux filling rate to the determination unit; In the determination unit, the flux filling rate output in the third step is compared with the allowable range of the flux filling rate stored in the storage unit to determine whether the flux filling rate is good or defective, And the fourth step of stopping the operation of the manufacturing apparatus.
前記手順によれば、センサによって測定されたフラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標が第1ステップで入力され、その曲面座標を用いてフラックス断面積が第2ステップで算出され、そのフラックス断面積を用いてフラックス充填率が第3ステップで算出される。したがって、算出されるフラックス充填率は、フラックス断面積というフラックス充填率に直接関係のある物理量から算出されるため、フラックス充填率の算出精度が高いものとなり、フラックス充填率の異常品の検知精度が向上する。それゆえ、異常品が検知された場合、従来のように製品による破壊検査を実施する必要がないため、ワイヤの生産性が向上する。また、第1ステップで入力される曲面座標が、金属帯板の管状成形前のフラックス充填直後に測定されたものであるため、異常品が検知された場合にも、異常品の波及範囲が狭くなり、ワイヤの生産性がさらに向上する。さらに、第3ステップで算出されたフラックス充填率は第4ステップで良好または不良が判断され、不良と判断された場合には製造装置の稼動の停止もしくは異常原因の是正をするため、異常品の波及範囲が狭くなり、ワイヤの生産性がより一層向上する。 According to the above procedure, the curved surface coordinates in the plate width direction of the metal strip filled with the flux measured by the sensor are input in the first step, and the flux cross-sectional area is calculated in the second step using the curved surface coordinates. The flux filling rate is calculated in the third step using the flux cross-sectional area. Therefore, the calculated flux filling rate is calculated from a physical quantity that is directly related to the flux filling rate, which is the flux cross-sectional area, so the calculation accuracy of the flux filling rate is high, and the detection accuracy of the abnormal product of the flux filling rate is high. improves. Therefore, when an abnormal product is detected, it is not necessary to carry out a destructive inspection with the product as in the conventional case, so that the productivity of the wire is improved. In addition, since the curved surface coordinates input in the first step are measured immediately after flux filling before the metal strip is formed into a tubular shape, even when an abnormal product is detected, the ripple range of the abnormal product is narrow. Thus, the productivity of the wire is further improved. Furthermore, the flux filling rate calculated in the third step is judged as good or defective in the fourth step, and if it is judged as defective, the operation of the manufacturing apparatus is stopped or the cause of the abnormality is corrected. The spread range is narrowed, and the productivity of the wire is further improved.
本発明に係るフラックス充填率判定システムは、板幅方向に湾曲させた金属帯板の内部にフラックスを充填し、その金属帯板を管状に成形することによりフラックス入りワイヤを製造する製造装置と、前記製造装置に配置されてフラックス充填率を判定する請求項1または請求項3のいずれか一項に記載のフラックス充填率判定装置と、前記製造装置に配置されて前記フラックス充填率判定装置で用いられる前記フラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標を当該フラックスの充填直後に測定するセンサと、を備えることを特徴とする。
A flux filling rate determination system according to the present invention is a manufacturing apparatus for manufacturing a flux-cored wire by filling a flux inside a metal strip bent in the plate width direction and forming the metal strip into a tubular shape, The flux filling rate determination device according to any one of
前記構成によれば、フラックス充填直後に測定されたフラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標を用いてフラックス充填率を判定するフラックス充填率判定装置を備えることにより、曲面座標からフラックス断面積というフラックス充填率と直接関係のある物理量を算出でき、そのフラックス断面積からフラックス充填率を算出、判定できるため、フラックス充填率の算出精度が高くなり、フラクス充填率の異常品の検出精度が向上すると共に、ワイヤの生産性も向上する。 According to the above configuration, by providing the flux filling rate determination device that determines the flux filling rate using the curved surface coordinate in the plate width direction of the metal strip filled with the flux measured immediately after the flux filling, from the curved surface coordinate The physical quantity that is directly related to the flux filling ratio called the flux cross-sectional area can be calculated, and the flux filling ratio can be calculated and judged from the cross-sectional area of the flux, so the accuracy of calculating the flux filling ratio is increased, and the defective flux filling ratio is detected. Accuracy is improved and wire productivity is also improved.
本発明に係るフラックス充填率判定プログラムは、板幅方向に湾曲させた金属帯板の内部にフラックスを充填し、その金属帯板を管状に成形することによりフラックス入りワイヤを製造する製造装置においてフラックス充填率を判定するために、予め設定された金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の許容範囲を記憶する記憶部を備えたコンピュータを、センサで前記フラックスの充填直後に測定した当該フラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標を入力する入力部、前記曲面座標を用いてフラックス断面積を算出するフラックス断面積算出部、前記フラックス断面積を所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量を前記フラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と前記金属帯板質量とでフラックス充填率を算出するフラックス充填率算出部、前記算出したフラックス充填率が、前記フラックス充填率の許容範囲を満足する場合を良好と判断し、満足しない場合を不良と判断する判断部、として機能させる。 The flux filling rate determination program according to the present invention is a flux in a manufacturing apparatus for manufacturing a flux-cored wire by filling a metal strip bent in the plate width direction with a flux and forming the metal strip into a tubular shape. In order to determine the filling rate, the flux measured by the sensor immediately after filling the flux with a computer having a storage unit for storing the preset metal strip mass, flux specific gravity and the allowable range of the flux filling rate is An input unit for inputting a curved surface coordinate in the plate width direction of the filled metal strip, a flux sectional area calculating unit for calculating a flux sectional area using the curved surface coordinate, a flux obtained by integrating the flux sectional area with a predetermined length The filling capacity is calculated, the flux filling capacity is converted into the flux filling mass by the specific gravity of the flux, and the flux is calculated. Flux filling rate calculation unit for calculating the flux filling rate with the packing filling mass and the metal strip mass, judging that the case where the calculated flux filling rate satisfies the allowable range of the flux filling rate is good and is not satisfied It is made to function as a determination unit that determines a case as defective.
前記構成によれば、フラックス充填直後に測定されたフラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標を用いて、フラックス断面積というフラックス充填率に直接関係のある物理量が算出でき、そのフラックス断面積を用いてフラックス充填率が算出されるため、フラックス充填率の算出精度が高くなり、フラックス充填率の異常品の検出精度が向上すると共に、ワイヤの生産性も向上する。 According to the above configuration, the physical quantity directly related to the flux filling rate called the flux cross-sectional area can be calculated using the curved surface coordinates in the plate width direction of the metal strip filled with the flux measured immediately after the flux filling. Since the flux filling rate is calculated using the flux cross-sectional area, the calculation accuracy of the flux filling rate is increased, the detection accuracy of the abnormal product of the flux filling rate is improved, and the productivity of the wire is also improved.
本発明によれば、フラックス入りワイヤの製造装置に用いられた際に、フラックス充填率の算出精度が高く、それによって異常品の検出精度に優れると共に、生産性にも優れたフラックス充填率判定装置、それを用いたフラックス充填率判定方法およびフラックス充填率判定システム、ならびに、フラックス充填率判定プログラムを提供できる。 According to the present invention, when used in a flux-cored wire manufacturing apparatus, the flux filling rate calculation accuracy is high, thereby providing excellent detection accuracy of abnormal products and excellent productivity. A flux filling rate determination method, a flux filling rate determination system using the same, and a flux filling rate determination program can be provided.
本発明に係るフラックス充填率判定装置、フラックス充填率判定方法、フラックス充填率判定システムおよびフラックス充填率判定プログラムの実施の形態について、図面を参照して以下に詳細に説明する。 Embodiments of a flux filling rate determination device, a flux filling rate determination method, a flux filling rate determination system, and a flux filling rate determination program according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
<フラックス充填率判定装置>
まず、本発明に係るフラックス充填率判定装置について、説明する。
図5(a)、(b)に示すように、本発明のフラックス充填率判定装置(以下、判定装置と称す)1は、板幅方向に湾曲させた金属帯板101の内部にフラックス102を充填し、その金属帯板101を管状に成形することによりフラックス入りワイヤ101Cを製造する製造装置200に配置してフラックス充填率を判定するものである。
ここで、フラックス充填率とは、単位長さあたりのフラックス入りワイヤ101Cの全質量に対するフラックス102の質量の百分率(質量%)である。
<Flux filling rate determination device>
First, the flux filling rate determination apparatus according to the present invention will be described.
As shown in FIGS. 5A and 5B, a flux filling rate determination device (hereinafter referred to as a determination device) 1 of the present invention applies a
Here, the flux filling rate is a percentage (mass%) of the mass of the
本発明の判定装置1が配置される製造装置200は、金属帯板101を板幅方向に湾曲させる第1成形機201と、湾曲した金属帯板101の内部にフラックス102を充填するフラックス充填機202と、フラックス102が充填された金属帯板101(以下、フラックス充填板101Aと称する)を管状に成形して、長さ方向に沿ってシーム104が形成された管状ワイヤ101Bを製造する第2成形機203と、管状ワイヤ101Bの外径を製品径まで伸線して細径の金属外皮103の内部にフラックス102が充填されたフラックス入りワイヤ101Cを製造する伸線機207とを備えるものである。
また、製造装置200は、製造されたフラックス入りワイヤ101Cをコイル状に巻き取る巻取機208、成形用潤滑剤の塗布機および除去機(図示せず)をさらに備える構成であってもよい。
The
The
製造装置200において、第1および第2成形機201、203には成形ローラ等が使用でき、フラックス充填機202には、ベルトフィーダー、スムースオートフィーダー、テーブルフィーダー、シントロンフィーダー等が使用でき、伸線機207にはローラダイス204または孔ダイス205とキャプスタン206とからなる伸線部を直列に複数個接続したものが使用できる。
In the
製造装置200には、判定装置1でフラックス充填率を算出するために、フラックス充填板101Aの板厚方向の曲面座標を測定するセンサ10が配置されている。また、センサ10は、フラックス充填板101Aの板厚方向の曲面座標をフラックス102の充填直後に測定するために、フラックス充填機202と第2成形機203との間に配置されている。
In the
図1に示すように、本発明の第1実施形態の判定装置1は、入力部2と、記憶部3と、フラックス断面積算出部4と、フラックス充填率算出部5と、判断部6とを備えることを特徴とする。そして、第1実施形態の判定装置1において、センサ10は、フラックス充填板101Aの板表面の上方に配置された第1センサ10aのみで構成される(図5(a)、(b)参照)。以下、各構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the
(入力部)
入力部2では、フラックス充填板101Aの板幅方向のフラックス上面座標ZF、すなわち、充填されたフラックス102の上面によって描かれた曲面の曲面座標(図2(a)参照)が前記第1センサ10aから入力され、そのフラックス上面座標ZFをフラックス断面積算出部4に出力する。また、第1センサ10aによるフラックス上面座標ZFの測定は、例えば、第1センサ10aからフラックス充填板101Aの板厚方向に所定間隔または連続的にレーザ光を出射し、測定対象物からの反射光を測定することによって行われるレーザ変位計が用いられる。フラックス上面座標ZFにおいて、板幅方向がX軸座標、板厚方向がY軸座標となる。なお、フラックス上面座標ZFは、フラックス充填板101Aの外径、フラックス入りワイヤ101Cの外径、フラックス充填率等によって、予め設定される検査領域(図2(a)参照)で制限された範囲内の曲面座標であってもよい。
(Input section)
In the
入出力されるフラックス上面座標ZFは、前記したように、フラックス充填板101Aの板表面に対して上方に配置した第1センサ10a(図5(a)、(b)参照)で、金属帯板101の内部にフラックス102が充填された直後に測定されたものである。そのため、後記するように、このフラックス上面座標ZFから算出されるフラックス断面積およびフラックス充填率は、フラックス入りワイヤ101Cの製造過程の初期段階でのものとなるため、フラックス充填率の異常品が検出された場合の波及範囲は狭いものとなり、生産性の低下を防止することができる。
As described above, the input / output flux upper surface coordinate ZF is obtained by the
(記憶部)
記憶部3では、前記第1センサ10aで測定したフラックス102が充填されていない金属帯板101の板幅方向の金属帯板内面座標ZMa、すなわち、湾曲した金属帯板101の内面によって描かれる曲面の曲面座標(図2(a)参照)と、フラックス入りワイヤ101Cの仕様、使用目的等によって予め設定された金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の許容範囲とを記憶し、必要時にフラックス断面積算出部4、フラックス充填率算出部5および判断部6に出力する。具体的には、金属帯板内面座標ZMaをフラックス断面積算出部4に出力し、金属帯板質量およびフラックス比重をフラックス充填率算出部5に出力し、フラックス充填率の許容範囲を判断部6に出力する。そして、金属帯板内面座標ZMa、金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の記憶部3への入力は、予めオペレータ等によって行われる。また、第1センサ10aによる金属帯板内面座標ZMaの測定は、前記フラックス上面座標ZFと同様である。なお、金属帯板内面座標ZMa、金属帯板質量は、予め設定される検査領域(図2(a)参照)で制限された範囲内のものであってもよい。
(Memory part)
In the
(フラックス断面積算出部)
フラックス断面積算出部4では、入力部2から出力されたフラックス上面座標ZFと、記憶部3から出力された金属帯板内面座標ZMaとが入力され、そのフラックス上面座標ZFと金属帯板内面座標ZMaとを用いてフラックス断面積S(図2(a)参照)を算出し、算出したフラックス断面積Sをフラックス充填率算出部5に出力する。そして、フラックス断面積Sは、図2(a)に示すように、フラックス102の上面によって描かれる曲面の曲面座標(フラックス上面座標ZF)と湾曲した金属帯板101の内面によって描かれる曲面の曲面座標(金属帯板内面座標ZMa)との間の領域の面積をフラックス断面積Sとして算出する。
(Flux cross section calculation part)
In the flux cross-sectional
(フラックス充填率算出部)
フラックス充填率算出部5では、フラックス断面積算出部4から出力されたフラックス断面積Sが入力され、そのフラックス断面積Sを用いてフラックス充填率が算出され、算出したフラックス充填率を判断部6に出力する。また、フラックス充填率算出部5には、記憶部3から出力されたフラックス比重および金属帯板質量が入力される。そして、フラックス充填率は、フラックス断面積Sを所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量をフラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と金属帯板質量とでフラックス充填率を算出する。
(Flux filling rate calculation part)
In the flux filling
このように算出されるフラックス充填率は、フラックス断面積Sというフラックス充填率に直接関係のある物理量から算出されるため、算出精度が高いものとなり、フラックス充填率の異常品の検知精度が優れたものとなる。それゆえ、異常品が検知された場合、破壊検査を実施する必要がないため、破壊検査によって製品歩留まりが低下することがなく、フラックス入りワイヤ101Cの生産性が優れたものとなる。
Since the flux filling rate calculated in this way is calculated from a physical quantity directly related to the flux filling rate called the flux cross-sectional area S, the calculation accuracy is high, and the detection accuracy of the abnormal product of the flux filling rate is excellent. It will be a thing. Therefore, when an abnormal product is detected, it is not necessary to carry out a destructive inspection, so that the product yield does not decrease due to the destructive inspection, and the productivity of the flux-cored
(判断部)
判断部6では、フラックス充填率算出部5から出力されたフラックス充填率と、記憶部3から出力されたフラックス充填率の許容範囲とが入力され、そのフラックス充填率が許容範囲を満足する場合を良好と判断し、満足しない場合を不良と判断する。そして、判断部6は、判断結果を製造装置200のフラックス充填機202または制御部(図示せず)に出力し、製造装置200の稼動を制御することが好ましい。
(Judgment part)
In the determination unit 6, the flux filling rate output from the flux filling
判断部6では、フラックス充填率算出部5から出力された、すなわち、算出されたフラックス充填率に所定の補正値を加えて、その補正値を加えたフラックス充填率(補正フラックス充填率)が許容範囲を満足するかどうかを判断することによって、フラックス入りワイヤ101Cのフラックス充填率の良好または不良を判断することが好ましい。ここで、補正値は、予め予備実験等を行い、その結果からフラックス比重の誤差、センサの取り付けによる誤差等を考慮して設定されることが好ましい。
In the determination unit 6, a predetermined correction value is added to the calculated flux filling rate output from the flux filling
なお、本発明の判定装置1において、入力部2はネットワーク通信等、記憶部3はROM、RAM、HDD(ハードディスク)等の記録媒体、フラックス断面積算出部4、フラックス充填率算出部5および判断部6はマイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ等の処理演算装置で構成することができる。
In the
また、本発明の判定装置1は、前記構成に加えて、表示部7をさらに備えてもよい。
(表示部)
表示部7では、入力部2から出力されたフラックス上面座標ZF、および、記憶部3から出力された金属帯板内面座標ZMaが表示される。そして、表示部7は、マイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ等のディスプレイ等で構成することができる。表示部7にフラックス上面座標ZFおよび金属帯板内面座標ZMaが表示されることによって、フラックス充填板101Aへのフラックス102の充填状態をオペレータ等が確認することができる。また、フラックス102の充填状態を確認後、オペレータ等によって表示部7に検査領域を入力して、フラックス上面座標ZFおよび金属帯板内面座標ZMaのデータ選別を行ってもよい。
Moreover, the
(Display section)
The
図1に示すように、本発明の第2実施形態の判定装置1Aは、入力部2と、記憶部3と、フラックス断面積算出部4と、フラックス充填率算出部5と、判断部6とを備えることを特徴とする。また、判定装置1Aは、表示部7をさらに備えてもよい。そして、第2実施形態の判定装置1Aにおいて、センサ10は、フラックス充填板101Aの板表面の上方に配置された第1センサ10aと、下方に配置された第2センサ10bとで構成される(図5(a)、(b)参照)。以下、各構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the
(入力部)
入力部2では、フラックス充填板101Aの板幅方向のフラックス上面座標ZF(図3(a)参照)が前記第1センサ10aから入力され、フラックス充填板101Aの金属帯板外面座標ZMb、すなわち、金属帯板101の外面によって描かれた曲面の曲面座標(図3(a)参照)が前記第2センサ10bから入力される。また、入力部2では、フラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbをフラックス断面積算出部4に出力する。さらに、第1および第2センサ10a、10bによるフラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbの測定は、前記第1実施形態の判定装置1におけるフラック上面座標ZFと同様である。なお、フラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbは、予め設定される検査領域(図3(a)参照)で制限された範囲内の曲面座標であってもよい。
(Input section)
In the
そして、入出力されるフラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbは、前記したように、フラックス充填板101Aの板表面に対して上方および下方に配置した第1および第2センサ10a、10b(図5(a)、(b)参照)で、金属帯板101の内部にフラックス102が充填された直後に測定されたものである。そのため、後記するように、フラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbから算出されるフラックス断面積およびフラックス充填率は、フラックス入りワイヤ101Cの製造過程の初期段階でのものとなるため、フラックス充填率の異常品が検出された場合の波及範囲は狭いものとなり、生産性の低下を防止することができる。
As described above, the flux upper surface coordinate ZF and the metal strip outer surface coordinate ZMb that are input and output are input to the first and
(記憶部)
記憶部3では、予め設定された金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の許容範囲に加えて、フラックス102が充填されていない金属帯板101の板幅方向の金属帯板断面積S2(図3(b)参照)をさらに記憶し、必要時にフラックス断面積算出部4、フラックス充填率算出部5および判断部6に出力する。具体的には、金属帯板断面積S2をフラックス断面積算出部4に出力し、金属帯板質量およびフラックス比重をフラックス充填率算出部5に出力し、フラックス充填率の許容範囲を判断部6に出力する。なお、金属帯板断面積S2、金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の記憶部3への入力は、予めオペレータ等によって行われる。また、金属帯板断面積S2、金属帯板質量は、予め設定される検査領域(図3(b)参照)で制限された範囲内のものであってもよい。
(Memory part)
In the
(フラックス断面積算出部)
フラックス断面積算出部4では、入力部2から出力されたフラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbが入力され、そのフラックス上面座標ZFと金属帯板外面座標ZMbとを用いてフラックス断面積S(図3(b)参照)を算出し、算出したフラックス断面積Sをフラックス充填率算出部5に出力する。また、フラックス断面積算出部4には、記憶部3から出力された金属帯板断面積S2が入力される。そして、フラックス断面積Sは、図3(a)、(b)に示すように、フラックス102の上面によって描かれる曲面の曲面座標(フラックス上面座標ZF)と湾曲した金属帯板101の外面によって描かれる曲面の曲面座標(金属帯板外面座標ZMb)との間の領域で定義される総断面積S1から金属帯板断面積S2を減じた面積をフラックス断面積S(S=S1−S2)として算出する。なお、図3(a)、(b)では、フラックス上面座標ZF、金属帯板外面座標ZMbが検査領域によって制限された場合の総断面積S1、金属帯板断面積S2およびフラックス断面積Sを記載した。
(Flux cross section calculation part)
The flux cross-sectional
前記第1実施形態の判定装置1は、通常の製造、具体的には金属帯板101を通常速度で流動した場合には、フラックス断面積Sを精度よく算出できる。しかしながら、生産性を向上させるために金属帯板101を通常速度より速い高速で流動した場合には、以下のような問題が発生しやすくなる。
The
高速流動では、金属帯板101に上下、左右または斜め方向の振動が発生しやすい。この金属帯板101の振動は、フラックス断面積Sを算出するために第1センサ10aで測定されたフラックス上面座標ZFを上下、左右または斜め方向に移動させることとなる。一方、フラックス断面積Sの算出の基準となる金属帯板内面座標ZMaは、予め振動のない状態の金属帯板101で測定した曲面座標である。したがって、図2(b)に示すように、第1実施形態の判定装置1で算出されるフラックス断面積は、実際のフラックス断面積Sに比べて誤差ΔS分だけ増加または減少した断面積で算出されやすく、算出されるフラックス断面積の算出精度が低下しやすい。なお、図2(b)では、フラックス上面座標ZFが、金属帯板101の振動によって上方向に移動した場合を記載した。
In the high-speed flow, the
第2実施形態の判定装置1Aでは、前記したような金属帯板101の振動が発生した場合でも、フラックス断面積Sの算出のために第1および第2センサ10a、10bで測定されたフラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbは、金属帯板101の振動によって、同一方向に移動する。したがって、第2実施形態の判定装置1Aでは、算出されるフラックス断面積に誤差ΔSが発生することがないため、算出精度が高くなる。
In the
(フラックス充填率算出部、判断部および表示部)
フラックス充填率算出部5、判断部6および表示部7は、前記第1実施形態の判定装置1と同様であるので、説明を省略する。
(Flux filling rate calculation part, judgment part and display part)
Since the flux filling
なお、本発明の判定装置1Aにおいて、入力部2はネットワーク通信等、記憶部3はROM、RAM、HDD(ハードディスク)等の記録媒体、フラックス断面積算出部4、フラックス充填率算出部5および判断部6はマイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ等の処理演算装置、表示部7はマイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ等のディスプレイで構成することができる。
In the
<フラックス充填率判定方法>
次に、本発明のフラックス充填率判定方法(以下、判定方法と称す)について説明する。なお、判定装置、センサおよび製造装置の構成については、図1、図5(a)、(b)を参照して説明する。
<Flux filling rate judgment method>
Next, the flux filling rate determination method (hereinafter referred to as determination method) of the present invention will be described. In addition, the structure of a determination apparatus, a sensor, and a manufacturing apparatus is demonstrated with reference to FIG. 1, FIG. 5 (a), (b).
図4に示すように、本発明の判定方法は、前記した第1実施形態または第2実施形態のフラックス充填率判定装置1(1A)を用いてフラックス充填率を判定するものであって、フラックス充填板101Aの板幅方向の曲面座標を入力する第1ステップS1と、フラックス断面積Sを算出する第2ステップS2と、フラックス充填率Fを算出する第3ステップS3と、フラックス充填率Fの良好または不良を判断する第4ステップS4とを含むものである。
As shown in FIG. 4, the determination method of the present invention is to determine the flux filling rate using the flux filling rate determination device 1 (1A) of the first embodiment or the second embodiment, and The first step S1 for inputting curved surface coordinates in the plate width direction of the filling
(第1ステップ)
第1ステップS1は、センサ10でフラックス102の充填直後に測定したフラックス充填板101Aの板幅方向の曲面座標を入力部2に入力し、その曲面座標をフラックス断面積算出部4に出力する工程である。
(First step)
The first step S1 is a step of inputting curved surface coordinates in the plate width direction of the
ここで、入出力される曲面座標は、フラックス102の充填直後に測定されたものであるため、後記するように、この曲面座標から算出されるフラックス断面積Sおよびフラックス充填率Fは、フラックス入りワイヤ101Cの製造過程の初期段階でのものとなるため、フラックス充填率Fの異常品が検出された場合の波及範囲は狭いものとなり、生産性の低下を防止することができる。
Here, since the input / output curved surface coordinates are measured immediately after the filling of the
そして、曲面座標は、第1実施形態の判定装置1を用いる場合には、フラックス充填板101Aの板表面に対して上方に配置した第1センサ10aで測定したフラックス上面座標ZF(図2(a)参照)である。また、第2実施形態の判定装置1Aを用いる場合には、フラックス充填板101Aの板表面に対して上方および下方に配置した第1および第2センサ10a、10bで測定したフラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMb(図3(a)参照)である。
When the
(第2ステップ)
第2ステップS2は、フラックス断面積算出部4において、第1ステップS1で出力された曲面座標を用いてフラックス断面積Sを算出し、そのフラックス断面積Sをフラックス充填率算出部5に出力する工程である。
(Second step)
In the second step S2, the flux cross-sectional
フラックス断面積Sの算出は、第1実施形態の判定装置1を用いる場合には、フラックス上面座標ZFと、記憶部3から出力された金属帯板内面座標ZMaとの間の領域の面積をフラックス断面積Sとして算出する(図2(a)参照)。また、第2実施形態の判定装置1Aを用いる場合には、フラックス上面座標ZFと金属帯板外面座標ZMbとの間の領域の面積を算出して総断面積S1とし(図3(a)参照)、この総断面積S1から記憶部3に記憶した金属帯板断面積S2を減ずることによって、フラックス断面積S(S=S1−S2)を算出する(図3(b)参照)。なお、図3(a)、(b)では、フラックス上面座標ZF、金属帯板外面座標ZMbが検査領域によって制限された場合の総断面積S1、金属帯板断面積S2およびフラックス断面積Sを記載した。
When the
(第3ステップ)
第3ステップS3は、フラックス充填率算出部5において、第2ステップS2で出力されたフラックス断面積Sを用いてフラックス充填率Fを算出して、そのフラックス充填率Fを判断部6に出力する工程である。
(Third step)
In the third step S3, the flux filling
フラックス充填率Fの算出は、以下の(S3−1)〜(S3−3)の手順で行う。
(S3−1)フラックス充填板101Aの所定長さL(例えば、L=1mm)、または、所定時間T(例えば、T=1sec)毎に所定長さ(例えば、75mm)または所定時間(例えば、60sec)まで第1ステップS1および第2ステップを行った際に算出されたフラックス断面積Sを用いて、関数S(L)またはS(T)を定義する。
(S3−2)関数S(L)またはS(T)を所定長さ(例えば、75mm)または所定時間(60sec)で積分してフラックス充填容量Vを算出する。
(S3−3)フラックス充填容量Vを、記憶部3に記憶したフラックス比重でフラックス充填質量F1に換算し、そのフラックス充填質量F1と、記憶部3に記憶した金属帯板質量F2とで下式(1)でフラックス充填率Fを算出する。
F(%)=[F1/(F1+F2)]×100・・・(1)
The calculation of the flux filling rate F is performed according to the following procedures (S3-1) to (S3-3).
(S3-1) A predetermined length L (for example, L = 1 mm) or a predetermined length (for example, 75 mm) or a predetermined time (for example, 75 mm) every predetermined time T (for example, T = 1 sec) of the
(S3-2) The function S (L) or S (T) is integrated over a predetermined length (for example, 75 mm) or a predetermined time (60 sec) to calculate the flux filling capacity V.
(S3-3) The flux filling capacity V is converted into the flux filling mass F1 by the flux specific gravity stored in the
F (%) = [F1 / (F1 + F2)] × 100 (1)
このように算出されるフラックス充填率Fは、フラックス断面積Sというフラックス充填率Fに直接関係のある物理量から演算されるため、算出精度が高いものとなり、フラックス充填率Fの異常品の検知精度が優れたものとなる。それゆえ、異常品が検知された場合、破壊検査を実施する必要がないため、破壊検査によって製品歩留まりが低下することがなく、フラックス入りワイヤ101Cの生産性が優れたものとなる。
The flux filling rate F calculated in this way is calculated from a physical quantity that is directly related to the flux filling rate F, which is the flux cross-sectional area S. Therefore, the calculation accuracy is high, and the detection accuracy of abnormal products with the flux filling rate F is high. Will be excellent. Therefore, when an abnormal product is detected, it is not necessary to carry out a destructive inspection, so that the product yield does not decrease due to the destructive inspection, and the productivity of the flux-cored
(第4ステップ)
第4ステップS4は、判断部6において、第3ステップS3で出力されたフラックス充填率Fと、記憶部3に記憶したフラックス充填率Fの許容範囲とを比較して、フラックス充填率Fの良好または不良を判断し、不良と判断された場合には、製造装置200の稼動を停止、すなわち、フラックス充填率Fの判定を終了する工程である。また、第4ステップS4では、フラックス充填率Fが良好と判断された場合においても、許容範囲中心値からのズレ、すなわち、フラックス充填率Fと許容範囲中心値との差に応じて、フラックス充填機202における、フラックス供給量または金属帯板101の流動速度を増減させる制御を行ってもよい。
(4th step)
In the fourth step S4, the determination unit 6 compares the flux filling rate F output in the third step S3 with the allowable range of the flux filling rate F stored in the
第4ステップS4では、第3ステップS3で出力された、すなわち、算出されたフラックス充填率Fに所定の補正値を加えて、その補正値を加えたフラックス充填率(補正フラックス充填率)が許容範囲を満足するかどうかを判断することによって、フラックス入りワイヤ101Cのフラックス充填率の良好または不良を判断することが好ましい。ここで、補正値は、予め予備実験等を行い、その結果からフラックス比重の誤差、センサの取り付けによる誤差等を考慮して設定されることが好ましい。
In the fourth step S4, a predetermined correction value is added to the calculated flux filling rate F output in the third step S3, and the flux filling rate (corrected flux filling rate) obtained by adding the correction value is allowable. It is preferable to determine whether the flux filling rate of the flux-cored
<フラックス充填率判定システム>
次に、本発明に係るフラックス充填率判定システムについて、説明する。
図5(a)、(b)に示すように、本発明のフラックス充填率判定システム(以下、判定システム)300は、板幅方向に湾曲させた金属帯板101の内部にフラックス102を充填し、その金属帯板101を管状に成形することによりフラックス入りワイヤ101Cを製造する製造装置200と、製造装置200に配置されてフラックス充填率を判定する判定装置1(1A)と、製造装置200に配置されてフラックス充填率判定装置1(1A)で用いられるフラックス充填板101Aの板幅方向の曲面座標をフラックス102の充填直後に測定するセンサ10と、を備えることを特徴とする。
<Flux filling rate judgment system>
Next, the flux filling rate determination system according to the present invention will be described.
As shown in FIGS. 5A and 5B, a flux filling rate determination system (hereinafter referred to as a determination system) 300 according to the present invention fills a
判定システム300において、第1実施形態の判定装置1を製造装置200に配置した際には、センサ10は、フラックス充填板101Aの上方に配置した第1センサ10aのみで構成され、測定される曲面座標はフラックス上面座標ZFとなる(図2(a)参照)。また、第2実施形態の判定装置1Aを製造装置200に配置した際には、センサ10は、フラックス充填板101Aの上方および下方に配置した第1および第2センサ10a、10bで構成され、測定される曲面座標はフラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbとなる(図3(a)参照)。
In the
(センサ)
判定システム300において、センサ10の構成は、フラックス充填板101Aの曲面座標を測定できるものであれば特に限定されるものではないが、レーザ光を用いて測定が行われるレーザ変位計が好ましい。また、センサ10による曲面座標の測定は、センサ10からフラックス充填板101Aの板幅方向に所定間隔または連続的にレーザ光を出射し、その反射光を測定することによって行われる。曲面座標において、板幅方向がX軸座標、板厚方向がY軸座標となる。そして、センサ10が第1センサ10aと第2センサ10bとからなる場合には、X軸座標を第1センサ10aと第2センサ10bとで一致させ、Y軸座標の0点を第1センサ10aと第2センサ10bとで一致させる。
(製造装置、判定装置)
判定システム300において、製造装置200、判定装置1(1A)の構成の詳細は、前記と同様であるので、説明を省略する。
(Sensor)
In the
(Manufacturing equipment, judgment equipment)
In the
判定システム300は、フラックス充填直後に測定されたフラックス充填板101Aの曲面座標を用いてフラックス充填率を判定する判定装置1(1A)を備えることにより、曲面座標からフラックス断面積というフラックス充填率と直接関係のある物理量を算出でき、そのフラックス断面積からフラックス充填率を算出、判定できるため、フラックス充填率の算出精度が高くなり、フラクス充填率の異常品の検出精度が優れると共に、フラックス入りワイヤの生産性も優れたものとなる。
The
<フラックス充填率判定プログラム>
前記において、本発明に係るフラックス充填率判定装置について説明したが、フラックス充填率判定装置は、一般的なCPU、RAM、ROM等で構成することができ、記憶部を備えたコンピュータを、前記した入力部、フラックス断面積算出部、フラックス充填率算出部および判断部として機能させるプログラム(フラックス充填率判定プログラム)で動作させることができる。以下、本発明に係るフラックス充填率判定プログラムについて、説明する。
<Flux filling rate judgment program>
In the above, the flux filling rate determination device according to the present invention has been described. However, the flux filling rate determination device can be configured by a general CPU, RAM, ROM, etc., and the computer including the storage unit is described above. It can be operated by a program (flux filling rate determination program) that functions as an input unit, a flux cross-sectional area calculation unit, a flux filling rate calculation unit, and a determination unit. Hereinafter, the flux filling rate determination program according to the present invention will be described.
図1、図5(a)、(b)に示すように、本発明のフラックス充填率判定プログラムは、板幅方向に湾曲させた金属帯板101の内部にフラックス102を充填し、その金属帯板101を管状に成形することによりフラックス入りワイヤ101Cを製造する製造装置200においてフラックス充填率を判定するために、予め設定された金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の許容範囲を記憶する記憶部3を備えたコンピュータを、センサ10でフラックス102の充填直後に測定したフラックス充填板101Aの板幅方向の曲面座標を入力する入力部2、曲面座標を用いてフラックス断面積を算出するフラックス断面積算出部4、フラックス断面積を所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量をフラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と金属帯板質量とでフラックス充填率を算出するフラックス充填率算出部5、算出したフラックス充填率が、フラックス充填率の許容範囲を満足する場合を良好と判断し、満足しない場合を不良と判断する判断部6、として機能させる。また、フラックス充填率判定プログラムは、コンピュータを、フラックス充填板101Aの板厚方向の曲面座標を表示する表示部7としてさらに機能させてもよい。
As shown in FIGS. 1, 5 (a), (b), the flux filling rate determination program of the present invention fills the inside of a
フラックス充填率判定プログラムにおいて、入力部2に入力される曲面座標を測定するセンサ10は、フラックス充填板101Aの上方に配置した第1センサ10aのみで構成されたもの、フラックス充填板101Aの上方および下方に配置した第1および第2センサ10a、10bで構成されたもののいずれでもよい。そして、第1センサ10aのみの場合には、測定される曲面座標はフラックス上面座標ZFとなり(図2(a)参照)、第1および第2センサ10a、10bの場合には、測定される曲面座標はフラックス上面座標ZFおよび金属帯板外面座標ZMbとなる(図3(a)参照)。また、記憶部3は、フラックス断面積算出部4でフラックス断面積を算出するために、金属帯板内面座標ZMa(図2(a)参照)または金属帯板断面積S2(図3(b)参照)をさらに記憶するものであってもよい。
In the flux filling rate determination program, the
フラックス充填率判定プログラムにおいて、入力部2、フラックス断面積算出部4、フラックス充填率算出部5、判断部6および表示部7の構成、および、コンピュータが備える記憶部3の構成の詳細は、前記判定装置1(1A)と同様であるので、説明を省略する。
In the flux filling rate determination program, details of the configuration of the
フラックス充填率判定プログラムでは、フラックス充填直後に測定されたフラックス充填板の板幅方向の曲面座標を用いて、フラックス断面積というフラックス充填率に直接関係のある物理量を算出でき、そのフラックス断面積を用いてフラックス充填率が算出されるため、フラックス充填率の算出精度が高くなり、フラックス充填率の異常品の検出精度が優れたものとなると共に、フラックス入りワイヤ101Cの生産性も優れたものとなる。
The flux filling rate judgment program can calculate a physical quantity directly related to the flux filling rate, which is the flux cross-sectional area, using the curved surface coordinates in the plate width direction of the flux filling plate measured immediately after the flux filling. Since the flux filling rate is calculated using this, the calculation accuracy of the flux filling rate is increased, the detection accuracy of the abnormal product of the flux filling rate is excellent, and the productivity of the flux-cored
本発明の実施例について説明する。
図5(a)に示す製造装置200を用いてフラックス入りワイヤ101Cを製造した。その際、製造装置200に配置された第1および第2センサ10a、10bでフラックス充填板101Aの曲面座標を測定し、この曲面座標を用いて、図1に示す本発明のフラックス充填率判定装置1Aでフラックス充填率を算出した。なお、第1および第2センサ10a、10bとしては、株式会社キーエンス製の「高精度二次元レーザ変位計:型式LJ−G」を用いた。
Examples of the present invention will be described.
A flux-cored
本実施例において、第1および第2センサ10a、10bでの曲面座標の測定はフラックス充填板101Aの長さ1mm毎に行い、判定装置1Aではフラックス充填板101Aの長さ75mm分のフラックス充填率を算出した。このような曲面座標の測定およびフラックス充填率の算出を、フラックス充填板101Aの長さが3000mmになるまで行った。また、予備実験によって補正値を0.9質量%に設定し、算出されたフラックス充填率に加えた。算出されたフラックス充填率の結果を表1に示す。
In the present embodiment, the measurement of the curved surface coordinates by the first and
また、製造されたフラックス入りワイヤ101Cのフラックス充填率を破壊検査によって算出した。フラックス入りワイヤでは、その長さが伸線等によってフラックス充填板101Aの長さの約4倍に伸長するため、破壊検査はフラックス入りワイヤの長さ300mm毎に、長さが12000mmになるまで行った。算出されたフラックス充填率の結果を表1に示す。
Further, the flux filling rate of the manufactured flux cored
表1の結果から、本発明の判定装置1Aでは、破壊検査によって算出されるフラックス充填率、すなわち、製品であるフラックス入りワイヤ101Cのフラックス充填率に近いフラックス充填率を精度よく算出できることが確認された。また、予備実験で設定された補正値を算出されたフラックス充填率に加えることで、製品のフラックス充填率により近いフラックス充填率を精度よく算出できることが確認された。
From the results of Table 1, it was confirmed that the
1、1A 判定装置
2 入力部
3 記憶部
4 フラックス断面積算出部
5 フラックス充填率算出部
6 判断部
10 センサ
10a 第1センサ
10b 第2センサ
101 金属帯板
101A フラックス充填板
101C フラックス入りワイヤ
102 フラックス
200 製造装置
300 判定システム
ZF フラックス上面座標
ZMa 金属帯板内面座標
ZMb 金属帯板外面座標
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フラックスが充填された金属帯板の板表面に対して上方に配置したセンサで当該フラックスの充填直後に測定した当該金属帯板の板幅方向のフラックス上面座標を入力する入力部と、
前記センサで測定したフラックスが充填されていない金属帯板の板幅方向の金属帯板内面座標と、予め設定された金属帯板質量、フラックス比重およびフラックス充填率の許容範囲とを記憶する記憶部と、
前記フラックス上面座標と前記金属帯板内面座標とでフラックス断面積を算出するフラックス断面積算出部と、
前記フラックス断面積を所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量を前記フラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と前記金属帯板質量とでフラックス充填率を算出するフラックス充填率算出部と、
前記算出したフラックス充填率が、前記フラックス充填率の許容範囲を満足する場合を良好と判断し、満足しない場合を不良と判断する判断部と、を備えることを特徴とするフラックス充填率判定装置。 Flux filling rate to determine the flux filling rate by filling the inside of the metal strip bent in the plate width direction with flux and placing the metal strip into a tubular shape to produce a flux-cored wire A determination device,
An input unit for inputting the flux upper surface coordinates in the plate width direction of the metal strip measured immediately after filling the flux with a sensor disposed above the plate surface of the metal strip filled with the flux;
A storage unit for storing metal strip inner surface coordinates in the plate width direction of the metal strip not filled with the flux measured by the sensor, and preset allowable ranges of the metal strip mass, the flux specific gravity, and the flux filling rate When,
A flux cross-sectional area calculation unit for calculating a flux cross-sectional area by the flux upper surface coordinates and the metal strip inner surface coordinates;
The flux cross-sectional area is integrated by a predetermined length to calculate a flux filling capacity, the flux filling capacity is converted into a flux filling mass by the flux specific gravity, and the flux filling rate is calculated by the flux filling mass and the metal strip mass. A flux filling rate calculation unit for calculating
A flux filling rate determination apparatus comprising: a determination unit that determines that the calculated flux filling rate satisfies an acceptable range of the flux filling rate, and determines that the flux filling rate is not satisfactory.
前記入力部では、前記フラックスが充填された金属帯板の板表面に対して上方に配置した第1センサで当該フラックスの充填直後に測定した当該金属帯板の板幅方向のフラックス上面座標と、前記フラックスが充填された金属帯板の板表面に対して下方に配置した第2センサで当該フラックスの充填直後に測定した当該金属帯板の板幅方向の金属帯板外面座標とを入力し、
前記記憶部では、前記フラックスが充填されていない金属帯板の板幅方向の金属帯板断面積をさらに記憶し、
前記フラックス断面積算出部では、前記フラックス上面座標と前記金属帯板外面座標とで総断面積を算出し、その総断面積と前記金属帯板断面積とでフラックス断面積を算出することを特徴とするフラックス充填判定装置。 In the flux filling rate judging device according to claim 1,
In the input unit, the flux upper surface coordinates in the plate width direction of the metal strip measured immediately after filling the flux with the first sensor arranged above the plate surface of the metal strip filled with the flux, Input the metal strip outer surface coordinates in the plate width direction of the metal strip measured immediately after filling the flux with the second sensor arranged below the plate surface of the metal strip filled with the flux,
The storage unit further stores a metal strip cross-sectional area in the plate width direction of the metal strip not filled with the flux,
The flux cross-sectional area calculation unit calculates a total cross-sectional area with the flux upper surface coordinates and the metal strip outer surface coordinates, and calculates a flux cross-sectional area with the total cross-sectional area and the metal strip cross-sectional area. Flux filling determination device.
前記センサでフラックスの充填直後に測定した前記フラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標を入力部に入力し、その曲面座標をフラックス断面積算出部に出力する第1ステップと、
前記フラックス断面積算出部において、前記第1ステップで出力された前記曲面座標を用いてフラックス断面積を算出し、そのフラックス断面積をフラックス充填率算出部に出力する第2ステップと、
前記フラックス充填率算出部において、前記第2ステップで出力された前記フラックス断面積を所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量を前記記憶部に記憶したフラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と前記記憶部に記憶した金属帯板質量とでフラックス充填率を算出し、そのフラックス充填率を前記判断部に出力する第3ステップと、
前記判断部において、前記第3ステップで出力された前記フラックス充填率と、前記記憶部に記憶したフラックス充填率の許容範囲とを比較して、前記フラックス充填率の良好または不良を判断し、不良と判断された場合には、前記製造装置の稼動を停止する第4ステップとを含むことを特徴とするフラックス充填率判定方法。 A flux filling rate determination method for determining a flux filling rate using the flux filling rate determination device according to any one of claims 1 to 3,
A first step of inputting the curved surface coordinates in the plate width direction of the metal strip filled with the flux measured immediately after filling of the flux with the sensor to the input unit, and outputting the curved surface coordinates to the flux cross-sectional area calculating unit;
In the flux cross-sectional area calculation unit, a second step of calculating a flux cross-sectional area using the curved surface coordinates output in the first step and outputting the flux cross-sectional area to the flux filling rate calculation unit;
In the flux filling rate calculation unit, the flux cross-sectional area output in the second step is integrated with a predetermined length to calculate a flux filling capacity, and the flux filling capacity is calculated with the flux specific gravity stored in the storage unit. Converting to a filling mass, calculating a flux filling rate with the flux filling mass and the metal strip mass stored in the storage unit, and outputting the flux filling rate to the determination unit;
In the determination unit, the flux filling rate output in the third step is compared with the allowable range of the flux filling rate stored in the storage unit to determine whether the flux filling rate is good or defective, And a fourth step of stopping the operation of the manufacturing apparatus when it is determined that the flux filling rate is determined.
センサで前記フラックスの充填直後に測定した当該フラックスが充填された金属帯板の板幅方向の曲面座標を入力する入力部、
前記曲面座標を用いてフラックス断面積を算出するフラックス断面積算出部、
前記フラックス断面積を所定長さで積分してフラックス充填容量を算出し、そのフラックス充填容量を前記フラックス比重でフラックス充填質量に換算し、そのフラックス充填質量と前記金属帯板質量とでフラックス充填率を算出するフラックス充填率算出部、
前記算出したフラックス充填率が、前記フラックス充填率の許容範囲を満足する場合を良好と判断し、満足しない場合を不良と判断する判断部、として機能させるためのフラックスス充填率判定プログラム。 In order to determine the flux filling rate in a manufacturing apparatus that manufactures a flux-cored wire by filling the inside of a metal strip bent in the plate width direction with flux and forming the metal strip into a tubular shape, A computer equipped with a storage unit for storing the allowable range of the metal strip mass, flux specific gravity and flux filling rate,
An input unit for inputting curved surface coordinates in the plate width direction of the metal strip filled with the flux measured immediately after filling the flux with a sensor,
A flux cross-sectional area calculating unit for calculating a flux cross-sectional area using the curved surface coordinates,
The flux cross-sectional area is integrated by a predetermined length to calculate a flux filling capacity, the flux filling capacity is converted into a flux filling mass by the flux specific gravity, and the flux filling rate is calculated by the flux filling mass and the metal strip mass. Flux filling rate calculation unit for calculating
A flux filling rate determination program for functioning as a determination unit that determines that the calculated flux filling rate satisfies the allowable range of the flux filling rate as good and determines that the flux filling rate is not satisfactory.
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