JP5806893B2 - 金属異形管への防食被膜の形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、金属異形管への防食被膜の形成方法、特に、ダクタイル鋳鉄製または鋼製の曲管、Ｔ字管等の金属異形管の外面に亜鉛等からなる溶射材を溶射ロボットにより溶射して、金属異形管の外面に防食被膜を形成するに際して、複数本の同種の金属異形管への防食被膜の形成が容易かつ短時間に行える、金属異形管への防食被膜の形成方法に関するものである。

例えば、ダクタイル鋳鉄製の直管は、その形状が２次元に近く、自動溶射装置の制御が比較的容易であることから、自動溶射装置により防食被膜を直管の外面に均一にかつ能率的に形成することは既に行われていた。

ダクタイル鋳鉄製の直管の外面に亜鉛等からなる防食被膜を溶射により自動的に形成する装置が特許文献１（特開平５−２２２５１１号公報）に開示されている。以下、この鋳鉄管への防食被膜の形成装置を従来装置といい、図面を参照しながら説明する。

図７は、従来装置を示す概略斜視図である。

図７に示すように、従来装置は、ダクタイル鋳鉄製の直管２１の長手方向に沿って敷設されたレール２２上を走行可能な台車２３と、台車２３上に設けられた、直管２１をその軸芯回りに回転させる回転ローラ２４と、回転ローラ２４上に載置された直管２１の外面に亜鉛等の溶射材を溶射して防食被膜２５を形成する溶射ガン２６と、直管２１の外面に形成された防食被膜２５を局部的に加熱するレーザ照射装置２７と、加熱された防食被膜２５を押圧する加圧ローラ２８とからなっている。溶射ガン２６とレーザ照射装置２７と加圧ローラ２８とは、台車２３の走行方向上流側から順次、間隔をあけて、この順番で配置されている。

上記従来装置によれば、以下のようにして、直管２１の外面に防食被膜２５が自動的に形成される。

回転ローラ２４上に直管２１を水平に載置し、台車２３を、図中、Ａ矢印方向に走行させるとともに、回転ローラ２３により直管２１を、図中、Ｂ矢印方向に回転させる。そして、溶射ガン２６とレーザ照射装置２７と加圧ローラ２８とをそれぞれ作動させる。これにより、直管２１の外面に、溶射ガン２６により亜鉛等の溶射材が溶射されて防食被膜２５が形成される。この後、防食被膜２５は、レーザ照射装置２７により局部加熱される。そして、局部加熱された防食被膜２５は、加圧ローラ２８により押圧される。防食被膜２５は、加圧ローラ２８により押圧されることによって、防食被膜２５に形成されているポーラス部が押し潰される。かくして、水などが浸透しにくい防食性能に優れた防食被膜２５が直管２１の外面に自動的に形成される。

特開平５−２２２５１１号公報

上述したように、上述した従来装置によれば、防食性能に優れた防食被膜２５が直管２１の外面に自動的に形成される。

このように、直管２１の外面に防食被膜２５を自動的に形成する場合には、直管２１を回転させながら、溶射ガン２６を一定速度で走行させれば良いが、曲管、Ｔ字管等の金属異形管の場合には、その形状が３次元で複雑であるために、従来装置では、防食被膜を形成することはできない。

そこで、溶射ロボットによって金属異形管の外面に溶射材を溶射して防食被膜を形成する方法が考えられるが、金属異形管に防食被膜が所定の膜厚で均一に形成されたか否かの確認は、金属異形管、１本毎に行う必要があり、防食被膜の形成に時間と手間を要していた。

従って、この発明の目的は、ダクタイル鋳鉄製または鋼製の曲管、Ｔ字管等の金属異形管の外面に亜鉛等からなる溶射材を溶射ロボットにより溶射して、金属異形管の外面に、防食被膜を形成するに際して、複数本の同種の金属異形管への防食被膜の形成が容易かつ短時間に行える、金属異形管への防食被膜の形成方法を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とする。

請求項１に記載に記載の発明は、溶射ガンが取り付けられた溶射ロボットの前記溶射ガンを、前記溶射ガンと金属異形管との間の距離を一定に維持しつつ、前記金属異形管に対して鉛直方法に移動させながら、前記溶射ガンから溶射材を前記金属異形管の外面に向けて溶射して、一回目の溶射を完了し、この後、前記金属異形管を鉛直軸を中心として回転させて、二回目の溶射を行うことを繰り返し行うことによって、前記金属異形管の外面に防食被膜を形成するに際して、前記金属異形管の外面に適正な膜厚または付着量にて前記防食被膜が形成されるまでの作動をプログラムし、前記プログラムが完了したら前記金属異形管の１本の溶射時間を積算し、以後、同種の前記金属異形管に対して、前記プログラムにしたがって溶射を行い、前記金属異形管の外面への溶射材の適正な膜厚または付着量と溶射時間との関係を、下記（１）から（１０）工程、
（１）前記溶射ロボットのアームの軌跡を設定する。
（２）前記溶射ガンの位置と向きを設定する。
（３）溶射ワイヤーの送り速度を一定として、溶射時の前記溶射ガンの移動速度を設定して、溶射速度を設定する。前記溶射速度の設定に際しては、予め、前記金属異形管の単位面積当りの溶射材付着量と前記金属異形管の表面積とを求めて、前記金属異形管、１本当たりの前記溶射材の付着量を目標値として求めておく。
（４）前記溶射ガンの位置と向きによる溶射のＯＮ・ＯＦ位置を設定する。
（５）このようにして前記溶射ロボットの操作のティーチングを設定する。
（６）試験溶射を行う。
（７）溶射前と溶射後の前記金属異形管の質量を測定して、前記溶射材の付着量または膜厚を求める。
（８）上記（７）工程の結果、前記溶射材の付着量または膜厚が目標値であればティーチングを完了する。
（９）ティーチングが完了したら、前記金属異形管、１本毎の溶射ＯＮからＯＦＦまでに要する溶射時間を積算して、作業標準を完成する。
（１０）上記（７）工程の結果、前記溶射材の付着量または膜厚が目標値でなければティーチングを変更して、溶射時の前記溶射ガンの移動速度の変更および溶射速度の変更を行って、前記溶射材の付着量または膜厚が目標値になるまで、試験溶射を繰り返し行う。
にしたがって、管径・サイズ毎に予め求めておくことに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、積算した前記溶射時間のデータを品質管理項目とすることに特徴を有するものである。

この発明によれば、ダクタイル鋳鉄製または鋼製の曲管、Ｔ字管等の金属異形管の外面に亜鉛等からなる溶射材を溶射ロボットにより溶射して、金属異形管の外面に、防食被膜を形成するに際して、複数本の同種の金属異形管への防食被膜の形成が容易かつ短時間に行える、金属異形管への防食被膜の形成方法を提供することができる。

この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置を示す平面図である。 この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置を示す側面図である。 この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置の部分拡大図である。 金属異形管を示す正面図である。 この発明のフロー図である。 この発明による品質管理のフロー図である。 従来装置を示す概略斜視図である。

次に、この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置を示す平面図、図２は、この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置を示す側面図、図３は、この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置の部分拡大図である。

図１から図３において、１は、ターンテーブルである。ターンテーブル１は、駆動手段２により車輪３を介して軸（Ｍ）を中心として回転する。４は、金属異形管把持手段である。図３に示すように、金属異形管把持手段４は、ターンテーブル１上に、ターンテーブル１の回転方向に沿って間隔をあけて複数個（この例では３個）、設けられ、それぞれ駆動手段５により鉛直軸（Ｎ）を中心として回転可能になっている。金属異形管把持手段４は、金属異形管６を把持するスクロールチャックからなり、金属異形管６は、スクロールチャックの複数個の爪７によりターンテーブル１上に垂直に固定される。複数個の爪７は、エアー給排気口８からのエアーの給排気により開閉可能になっている。

９は、溶射ガン１０が取り付けられた溶射ロボットである。溶射ロボット９は、溶射ガン１０のヘッド１０ａを、金属異形管把持手段４により把持されて、定位置に固定された金属異形管６と正対させながら、ヘッド１０ａと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、溶射ガン１０を鉛直方向に移動可能になっている。溶射ガン１０からは、例えば、亜鉛と、アルミニウム−マグネシウム合金とからなる溶射材が金属異形管６に向けてアーク溶射される。溶射ロボット９は、溶射ガン１０を鉛直方向に移動させて、１回目の溶射が完了したら、金属異形管把持手段４を所定角度回転させ、２回目の溶射を行う。この操作を繰り返し行うことによって、金属異形管６の外面に溶射材を溶射し、かくして、金属異形管６の外面に防食被膜を形成する。

１１は、集塵ブースである。集塵ブース１１は、昇降可能な開閉扉１２を有し、溶射ロボット９とターンテーブル１の一部を、少なくとも１つ（この例では１つ）の金属異形管把持手段４とともに遮蔽する。集塵ブース１１を設置することによって、金属異形管６に付着しなかった溶射材が周囲に飛散することを防止することができるので、作業環境が改善される。また、集塵ブース１１に、吸引機（図示せず）に接続された吸引フード１３を設けることによって、金属異形管６に付着しなかった溶射材の回収が可能になる。

以上のように構成されている、この発明を実施するための、金属異形管への防食被膜の形成装置によれば、以下のようにして、金属異形管の外面に防食被膜が形成される。

先ず、図１に示すように、ターンテーブル１のＰ２位置の金属異形管把持手段４に金属異形管６をセットする。なお、図４に示すような金属異形管６の場合、その上部が受口で、下部が別の金属異形管の受口内に挿入される挿口であるので、挿口部分には、防食被膜を形成せず、それ以外の外面に防食被膜を形成する。なお、この挿口部分には、別工程で樹脂塗装が施される。

次いで、集塵ブース１１の開閉扉１２を開き、ターンテーブル１を軸（Ｍ）を中心として回転させて金属異形管６を集塵ブース１１内のＰ１位置に移動させる。この後、集塵ブース１１の開閉扉１２を閉じる。Ｐ１位置は、溶射ロボット９の溶射ガン１０と正対している。金属異形管６がＰ１位置に移動すると、溶射ロボット９は、溶射ガン１０をそのヘッド１０ａを金属異形管６と正対させながら、ヘッド１０ａと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、金属異形管６の上部から下部に沿って鉛直方向に移動させる。これによって、金属異形管６の外面には、一定幅で亜鉛等からなる溶射被膜が形成される。

このようにして、１回目の溶射が完了したら、金属異形管把持手段４を鉛直軸（Ｎ）を中心として所定角度回転させ、１回目と同様にして２回目の溶射を行う。２回目の溶射によって、１回目の溶射により形成された溶射被膜に隣接して２回目の溶射被膜が形成される。

以上の操作を繰り返し行うことによって、Ｐ１位置の金属異形管６の外面に溶射被膜が溶射される。この間に、Ｐ２位置の金属異形管把持手段４に別の金属異形管６をセットしておく。

このように、溶射ロボット９は、溶射ガン１０のヘッド１０ａと金属異形管６との間の距離を一定に維持しつつ、金属異形管６の上部から下部に沿って鉛直方向に移動させることを繰り返すのみで済むので、金属異形管６の形状が３次元で複雑であっても、金属異形管６を固定して溶射する場合に比べて、溶射ロボット９の作動経路等のティーチング等が簡素化される。

また、集塵ブース１１によって、溶射ロボット９と溶射中の金属異形管６とが遮蔽されているので、金属異形管６に付着しなかった溶射材が周囲に飛散することを防止することができ、この結果、作業環境が改善される。しかも、金属異形管６に付着しなかった溶射材は、吸引フード１３を介して吸引機（図示せず）により回収されるので、付着しなかった溶射材のリサイクルを図ることができる。

このようにして、金属異形管６への防食被膜の形成が完了したら、集塵ブース１１の開閉扉１２を開き、ターンテーブル１を回転させて金属異形管６をＰ３位置に移動させる。これによって、防食被膜の形成が完了した金属異形管６は、集塵ブース１１外に搬出される。

上記操作を繰り返し行うことによって、複数本の金属異形管６の外面への防食被膜の形成が連続的にかつ自動的に行われる。

この発明は、上記のように、防食被膜の形成装置によって金属異形管の外面に防食被膜を形成する際に、複数本の同種の金属異形管への防食被膜の形成が容易かつ短時間に行えるようにするものである。

すなわち、この発明は、金属異形管６の外面に溶射材の適正な膜厚または付着量にて防食被膜が形成されるまでの作動をプログラムし、このプログラムが完了したら金属異形管６の１本の溶射時間を積算し、以後、同種の金属異形管６に対して、前記プログラムにしたがって溶射を行うものである。

金属異形管６の外面への溶射材の適正な膜厚または付着量と溶射時間との関係は、例えば、図５に示すフローにしたがって、管径・サイズ毎に予め求めておく。

（１）溶射ロボット９のアームの軌跡を設定する（Ｐ１）。
（２）溶射ガン１０の位置と向きを設定する（Ｐ２）。
（３）溶射ワイヤーの送り速度を一定として、溶射時の溶射ガン１０の移動速度を設定して（Ｐ３）、溶射速度を設定する（Ｐ４）。溶射速度の設定に際しては、予め、金属異形管６の単位面積当りの溶射材付着量（ｇ／ｍ²）と金属異形管６の表面積（ｍ²）とを求めて、金属異形管６、１本当たりの溶射材の付着量（ｇ／本）を目標値として求めておく。
（４）溶射ガン１０の位置と向きによる溶射のＯＮ・ＯＦ位置を設定する（Ｐ５）。
（５）このようにして溶射ロボット９の操作のティーチングを設定する（Ｐ６）。
（６）試験溶射を行う（Ｐ７）。
（７）溶射前と溶射後の金属異形管６の質量を測定して、溶射材の付着量または膜厚を求める（Ｐ８）。
（８）上記（７）の結果、溶射材の付着量または膜厚が目標値であれば、ティーチングを完了する（プログラムを完了する。）（Ｐ９）。
（９）ティーチングが完了したら、金属異形管６、１本毎の溶射ＯＮからＯＦＦまでに要する溶射時間を積算して（Ｐ１０）、作業標準を完成する（Ｐ１１）。
（１０）上記（７）の結果、溶射材の付着量または膜厚が目標値でなければ、ティーチングを変更して（Ｐ１２）、溶射時の溶射ガン１０の移動速度の変更（Ｐ１３）および溶射速度の変更（Ｐ１４）を行って、溶射材の付着量または膜厚が目標値になるまで、試験溶射（Ｐ７）を繰り返し行う。

なお、防食被膜が形成された製品としての金属異形管６の品質を管理するに際しては、図６に示すように、金属異形管６、１本毎の積算した溶射時間を抽出し、この溶射時間データ日報により品質管理を行う。なお、金属異形管６への実際の溶射材の付着量または被膜の膜厚の確認は、定期的な抜き取りによって行う。

このように、金属異形管６の外面に適正な溶射材の付着量または膜厚により、防食被膜が形成されるまでの作動をプログラムし、このプログラムが完了したら金属異形管６、１本に要する溶射時間を積算し、以後、同種の金属異形管６に対して、前記プログラムにしたがって溶射を行うことにより、複数本の同種の金属異形管６への防食被膜の形成が容易かつ短時間に行える。すなわち、金属異形管６に要する溶射時間が目標範囲内であれば、金属異形管６には、適正な溶射材の付着量または膜厚の防食被膜が形成されていることが分かるので、金属異形管６、１本毎に溶射材の付着量または膜厚を確認する必要がなくなる。しかも、新たに溶射材の付着量または膜厚の測定器を設置する必要がなくなる。

また、積算した溶射時間データを品質管理項目とすることによって、金属異形管６、１本毎に防食被膜の膜厚または溶射材付着量を確認する場合に比べて、金属異形管６の管理が容易かつ確実に行える。

１：ターンテーブル
２：駆動手段
３：車輪
４：金属異形管把持手段
５：駆動手段
６：金属異形管
７：爪
８：エアー給排気口
９：溶射ロボット
１０：溶射ガン
１０ａ：ヘッド
１１：集塵ブース
１２：開閉扉
１３：吸引フード
２１：直管
２２：レール
２３：台車
２４：回転ローラ
２５：防食被膜
２６：溶射ガン
２７：レーザ照射装置
２８：加圧ローラ

Claims (2)

1. 溶射ガンが取り付けられた溶射ロボットの前記溶射ガンを、前記溶射ガンと金属異形管との間の距離を一定に維持しつつ、前記金属異形管に対して鉛直方法に移動させながら、前記溶射ガンから溶射材を前記金属異形管の外面に向けて溶射して、一回目の溶射を完了し、この後、前記金属異形管を鉛直軸を中心として回転させて、二回目の溶射を行うことを繰り返し行うことによって、前記金属異形管の外面に防食被膜を形成するに際して、前記金属異形管の外面に適正な膜厚または付着量にて前記防食被膜が形成されるまでの作動をプログラムし、前記プログラムが完了したら前記金属異形管の１本の溶射時間を積算し、以後、同種の前記金属異形管に対して、前記プログラムにしたがって溶射を行い、前記金属異形管の外面への溶射材の適正な膜厚または付着量と溶射時間との関係を、下記（１）から（１０）工程、
   （１）前記溶射ロボットのアームの軌跡を設定する。
   （２）前記溶射ガンの位置と向きを設定する。
   （３）溶射ワイヤーの送り速度を一定として、溶射時の前記溶射ガンの移動速度を設定して、溶射速度を設定する。前記溶射速度の設定に際しては、予め、前記金属異形管の単位面積当りの溶射材付着量と前記金属異形管の表面積とを求めて、前記金属異形管、１本当たりの前記溶射材の付着量を目標値として求めておく。
   （４）前記溶射ガンの位置と向きによる溶射のＯＮ・ＯＦ位置を設定する。
   （５）このようにして前記溶射ロボットの操作のティーチングを設定する。
   （６）試験溶射を行う。
   （７）溶射前と溶射後の前記金属異形管の質量を測定して、前記溶射材の付着量または膜厚を求める。
   （８）上記（７）工程の結果、前記溶射材の付着量または膜厚が目標値であればティーチングを完了する。
   （９）ティーチングが完了したら、前記金属異形管、１本毎の溶射ＯＮからＯＦＦまでに要する溶射時間を積算して、作業標準を完成する。
   （１０）上記（７）工程の結果、前記溶射材の付着量または膜厚が目標値でなければティーチングを変更して、溶射時の前記溶射ガンの移動速度の変更および溶射速度の変更を行って、前記溶射材の付着量または膜厚が目標値になるまで、試験溶射を繰り返し行う。
   にしたがって、管径・サイズ毎に予め求めておくことを特徴とする、金属異形管への防食被膜の形成方法。
2. 積算した前記溶射時間のデータを品質管理項目とすることを特徴とする、請求項１に記載の、金属異形管への防食被膜の形成方法。

Images