JPH0426938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、溶接用ワイヤをペイルパツク内にル
ープ状にして積層収容する装填方法に関する。

（従来技術） 一般に大容量の溶接用ワイヤ収納容器としてペ
イルパツクが使用されるが、該ペイルパツクから
のワイヤの取出しは、ループ状積層体の上部のも
のから順にペイルパツク外上部へ引出し、必要に
応じてワイヤ矯正器で曲がりぐせを除去したの
ち、コンジツトチユーブで溶接トーチへと導くと
いう順序で行なう。ところがこのようにして取出
したワイヤは取出し時にワイヤ１巻について360゜
の捩りを受けるために溶接トーチから出て溶接を
行なうワイヤ先端が反転し（反り返り）、溶接ビ
ードが蛇行するという欠点があるので、ペイルパ
ツクに溶接用ワイヤを装填する時に予めワイヤに
弾性限界の範囲内で逆の捩りを与えて装填してお
き、取出し時に受ける捩りと相殺して取出すこと
により溶接トーチから出るワイヤの捩れをなくす
方法が実用化されている。

このペイルパツク内における捩り入りワイヤの
積層状態を第１図に示す。第１図ａは溶接用ワイ
ヤの装填物の断面図であり、ｂはａにおけるＡ−
A′線断面図である。図に示す如くペイルパツク
１は外筒２と下端が外筒２の底板部４に固着され
た内筒３（この内筒はなくてもよい）を備え、こ
れらは同心円状に配置され、これらの内、外筒の
間の空間には溶接用ワイヤが弾性限界の範囲内に
おいてワイヤ１ターン当り略360゜の捩りを与えら
れてループ状に積層収納させる。このワイヤの積
層収納状態はａに示すようにワイヤ積層体W″の
外周部がペイルパツク１の外筒２内壁と接し、又
その内周部と内筒３外壁の間に所定の間隙（これ
は、からみ防止に有効）を有している。又積層さ
れたワイヤの各層における状態はｂに示すように
花模様形状を呈しておりその各ワイヤループＬの
中心はペイルパツク１の中心軸Ｃを中心とする円
Ｂを描いて収納されていて、それを積層されたワ
イヤ全体についてみると連続したワイヤループＬ
の中心の描く軌跡はペイルパツクの中心軸Ｃを軸
とする螺旋状になるように収納されている。この
ように捩り入り溶接用ワイヤがペイルパツク内に
積層収納されていれば、ワイヤ取出し時における
からみ、もつれ等がなくより円滑にワイヤをペイ
ルパツク外上方へと取り出し得る。

このような捩り入りの溶接用ワイヤのペイルパ
ツク内における積層収納状態を実現せしめるため
の装填方法としては例えば本願出願人が特開昭57
−126355公報で開示した装填装置による方法があ
り、効果をあげている。ところがこのような方法
によつても何らかの不測の原因により所望の装填
状態が得られない場合がある。第２図ａ，ｂ及び
第３図はこの状態を示したもので、第２図は装填
開始時から、第３図は装填途中から装填異状が発
生した場合を示し、いずれもワイヤ積層体Ｗは
隙間の多いガサガサの状態となつて、第２図ａの
Ｂ−B′線断面を示すｂ図の如く整然とした花模
様を呈することなく積層される。このようにガサ
ガサの状態で積層される結果積層密度が小さくな
り、所定量のワイヤをペイルパツク内に収めるこ
とができなかつたりして、たとえ収めることがで
きたとしても溶接実施に際してのワイヤ取出しに
おいてからみ、もつれ等の不都合が多発するので
製品として供し得ない。

このような装填異常を回避するためには装填時
に異常が発生した時点で直ちに装填を中止して異
常となる原因を取り除けばよいが、ワイヤのペイ
ルパツクへの装填は自動化されていること、ペイ
ルパツクは不透明な材質により構成されているこ
と、たとえ透明な材質によりペイルパツクを構成
したとしても作業員が常時装填状態を監視するこ
とは作業員にかなりの負担を強いることになる
し、良否の判別は熟練を要すること等のことから
従来装填作業が終了してからペイルパツク上方か
ら中をのぞき、装填異常を発見していた。このよ
うに装填異常が発生してガサガサとなつたペイル
パツクはもはや製品として使用できないので歩留
低下、稼動率低下をきたし、生産性低下の大きな
原因となつていた。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の問題点を解消するもの
でありペイルパツク内へのワイヤ装填に際して装
填異常が発生した場合直ちに装填異常信号を発生
させて装填中止、装填装置の調整等の処理を施こ
すことを可能ならしめ、これにより装填異常の積
層状態を可及的になくすことができ、生産性向上
に寄与できる溶接用ワイヤの装填方法を提供する
ことを目的とする。

（発明の構成・作用） この目的を達成するための本発明の装填方法の
特徴とするところは、ペイルパツク内に溶接用ワ
イヤをループ状にして積層する方法であつて、該
ループ状の積層体上端の移動距離を検出し、該移
動距離が予め積層高さに対応させ設定した装填ワ
イヤ長さの許容範囲外であるとき、装填異常信号
を発生させることにある 以下本発明を図面に示す具体例に基いて説明す
る。第４図は本発明を実施するための装置の一例
を示す全体側面図であつて一部は断面で示してい
る。図においてＷは図示しないワイヤ供給源から
送られてくる溶接用ワイヤであり、ワイヤＷは該
ワイヤを数回巻き付けるワイヤ引取りキヤプスタ
ン５と押えローラ６とからなるワイヤ送給機構４
２によりワイヤ供給源から引張り出されるととも
にペイルパツク１内へと送給される。引取りキヤ
プスタン５はベルト９を介して駆動モータ１０に
より駆動されて回転し、該回転速度はペイルパツ
ク内へ送られるワイヤＷの送給速度を設定する。
１１はワイヤＷをキヤプスタン５からペイルパツ
ク１までガイドするガイドパイプであり、ガイド
パイプの入口１２はキヤプスタン１近傍に又出口
１３は水平面に対して傾斜しペイルパツク１の内
筒３と外筒２の間に入いる如く配置されている。
ガイドパイプ１１の上部は回転軸１４の中空内部
に一体的に取付けられ、該回転軸１４は固定支持
架台２４にベアリングを介して取付けられ、プー
リ１５，１６、ベルト１７、減速機１８を介して
前記駆動モータ１０′により所定速度で回転する。
又ガイドパイプ１１の下部は、回転軸１４を軸と
する遊星歯車機構１９に取付けられた支持筒２０
に螺旋状に巻き付いて取り付けられる。

遊星歯車機構１９は回転軸１４に固定した一対
の円板２１に上下端に遊星歯車２２を配した複数
本の遊星軸２２ａをベアリングを介して取付ける
とともに該遊星歯車２２，２２とかみ合う上部内
歯車２３ａと下部内歯車２３ｂを上下部に設けて
いる。上部内歯車２３ａは支持架台２４に固定
し、又下部内歯車２３ｂは回転軸１４下端にベア
リングを介して懸吊されたガイド筒２５の支持筒
２６に固定している。これにより支持筒２６は静
止状態で回転軸１４に支持懸吊される。遊星歯車
機構１９の下部内歯車２３ｂを上部に固定した支
持筒２６はその下部にガイドパイプの出口１３か
ら出たワイヤをガイドするガイド筒２５をペイル
パツク１の内筒３と外筒２との間に位置する如く
取付けている。

ガイド筒２５はその下端部に、ガイドパイプの
出口１３から出てガイド筒に巻付きながら螺旋状
に落下するワイヤの落下位置を規制しワイヤ積層
体W′上端に着地するワイヤループを外筒２内壁
に接するようにするための突出部材４１を、半径
方向を外方に突出して取付けている。ペイルパツ
ク１はターンテーブル２７上に載置されていて、
該ターンテーブルは昇降機構３３の昇降台３４に
ベアリングを介して取り付けられ、プーリ２８，
２９、ベルト３０、減速機３１を介して駆動モー
タ３２により所定の回転速度で回転する。昇降機
構３３はワイヤＷのガイドパイプ１１の出口１３
とペイルパツク内のワイヤ積層体W′上端面との
間の距離即ちガイド筒下端とワイヤ積層体上端面
との間の距離を一定に保持すべく、積層体W′の
高さが高くなるに従つて序々にペイルパツクを所
定速度で鉛直方向に降下させるためのもので、昇
降台３４の支持部材３６，２７を軸３８で回動自
在に交差させている。

支持部材３６，３７はその両端において摺動可
能な如く昇降台３４と基台３５に取付けられてい
る。４０は昇降機構の油圧シリンダである。ペイ
ルパツクの外筒２の外側に設けられた３９はワイ
ヤ積層体上端を検知して昇降機構に落下指令を発
するための検知手段で、本例では近接スイツチで
あり、該近接スイツチ３９の信号を受ける毎に昇
降機構は少しずつ昇降台を降下させ、ガイドパイ
プ１１の出口１３とワイヤ積層体W′上端との距
離を一定に保つ。なお回転軸１４とガイド筒２５
とペイルパツク１とターンテーブル２７とはそれ
らの軸心および回転軸心が同一中心線C′上にある
ように配置している。

以上は公知の溶接用ワイヤの装填装置（特開昭
57−126355）であるが、本発明ではこのような装
填装置にワイヤ積層体上端の移動距離を検出し、
該移動距離が積層高さに対応させ設定した装填ワ
イヤ長さの許容範囲外であるとき、装填異常信号
を発生させるための機構を設ける。

以下第４図に示す具体例について説明する。本
例における装填異常の発生検知機構はワイヤ装填
量の測定部４３、ワイヤ積層体上端のペイルパツ
ク底部からの移動距離の測定部６１、制御部６０
とから成る。ワイヤ装填量の測定部４３は走行す
るワイヤＷを挾んで配置された、ワイヤに接触し
て回転する検尺ローラ４２、ワイヤＷを検尺ロー
ラ４２に押えるための押圧ローラ４２′、検尺ロ
ーラ４２の回転数を検出する近接スイツチ４４お
よびデジタルカウンタ４５からなり、又ワイヤ積
層体上端のペイルパツク底部からの移動距離の測
定部６１は該移動距離の測定器５２、該測定器５
２とターンローラ５０を介して昇降台３４の一端
を結ぶワイヤ５１とからなる。第５図は測定器５
２の詳細図であり、ワイヤ５１を巻回するワイヤ
ドラム６２の回転によつて軸６３（ぜんまいバネ
６４により回転力が付勢されている）が回転し、
さらにカツプリング６３により可変抵抗器６６を
回転させ、この可変抵抗器６６の抵抗の変化で昇
降台３４の移動距離つまりワイヤ積層体W′上端
の移動距離を測定する。

制御部６０は第４図に示す如く移動距離の測定
器５２からの実測の距離信号を受ける変換器５
３、デジタルカウンタからの装填量信号を受けそ
れに対応する基準距離信号を出力する基準設定器
５５、変換器５３からの実測距離信号と基準設定
器５５から基準信号を受け、実測距離と基準距離
を比較し、実測距離が基準距離の許容範囲を外れ
る場合（一般には超える）に装填異常信号を発信
する演算器５４、演算器５４からの装填異常信号
を受け警報を発する警報器５７と装填装置の駆動
を停止せしめる操作部５６とからなる。

ここで基準設定器５５に予め与えておく基準値
について説明する。第６図は第１図に示す正常に
装填された場合の装填ワイヤ長（装填量）Ｌと積
層高さ（ワイヤ積層体上端の移動距離）Ｎとの関
係図であり、該図に示す通り装填ワイヤ長Ｌと積
層高さＨとの関係（ａ線）は比例関係（ｂ線）と
ならない。これはワイヤが装填されるにつれワイ
ヤ積層体の重みで圧縮されるからであり、基準設
定器５５には第６図のａ線のデータを与えてお
く。

実際に装填する場合装填ワイヤ長に対する実測
の積層高さがａ線にあれば装填正常、ａ線から外
れていれば異常装填されていることになる。基準
となるａ線は種々のフアクター（例えばワイヤの
種類、ワイヤ径、ワイヤ積層体のループ径、ルー
プピツチ等のフアクター）により決定されるもの
であり、実際には過去の実績を調査して設定す
る。このときある程度の許容幅をもたせて設定
し、基準設定器５５に入力しておく。又一般に第
２図、第３図の説明で述べた通り装填異常が発生
した場合ワイヤ積層体は隙間の多いガサガサの状
態すなわち積層密度が小さく疎になる結果、所定
装填ワイヤ長に対する積層高さは上記基準なるａ
線よりも高くなる場合が多い。すなわち制御部６
０の演算器で実測距離が基準距離の許容範囲を超
える。

装填異常の原因としては ワイヤ送給速度の異常によりワイヤ積層体の
ループ径が所望径から外れる場合。この場合は
ワイヤ表面の潤滑油過多でワイヤ送給ローラ部
分でスリツプしワイヤ送給速度が遅くなる場
合、ワイヤ送給機構の調整不備でワイヤ送給速
度が設定値から外れる場合等がある。

装填装置の調整不備によりガイドパイプ１１
の回転速度あるいはペイルパツク１の回転速度
が不適正でワイヤ積層体のループ径が所望径か
ら外れる場合。

が考えられいずれの場合もワイヤの積層状態が乱
れる。次に第４図に示す本発明の具体例により実
際にワイヤをペイルパツク内に装填する場合の作
用について説明する。

駆動モータ１０により回転する引取キヤプスタ
ンに数回巻かれて送給速度Ｖで送られる溶接用ワ
イヤＷはガイドパイプ１１の入口１２から回転軸
１４を中心として所定の回転速度v₁で回転するガ
イドパイプ内へ挿入してペイルパツク１の内筒３
と外筒２との間に水平面に対して傾斜して支持筒
２０に取付けられた出口１３から送り出される。
回転軸１４はその中空内部にガイドパイプ１１を
一体的に取付け、又その下部において支持筒２０
を固定懸吊した遊星歯車機構１９の軸となつてい
るので、これらつまり１４，１１，２１，２２
ａ，２０は駆動モータ１０′により駆動され、一
体的に所定の回転速度v₁で回転する。

ガイドパイプ１１の出口１３から所定の回転速
度v₁で回転しながら送り出されるワイヤＷは、回
転する該出口１３とペイルパツク内のワイヤ積層
体W′上端面（装填開始時においてはペイルパツ
ク底面）との間においてガイド筒２５に螺旋状に
巻き付きながら順次下方へと移動し、ガイド筒下
端に半径方向外方に突出して取付けた突出部材４
１によりワイヤ積層体W′の上端面における落下
位置を規制され、該上端面にペイルパツク外筒内
壁に接するワイヤループを形成して着地する。つ
まりワイヤループはガイド筒２５に案内されてそ
の直下へ落ちようとするが、突出部材４１がある
ので全体が該突出部材側へシフトされ、該部材４
１は外筒２の内壁を指向しているのでループの該
部材４１と接触した部分が外筒内壁に接触し、反
対側の部分は外筒内壁からそのシフト分だけ大き
く離れた状態で積層体W′の上端面に収まる。こ
のときターンテーブル上のペイルパツク１は所定
の回転速度v₂でゆるやかに回転しているので、ワ
イヤ積層体W′の上端面に形成するワイヤループ
は順次その着地点が所定のピツチでずれる。又ペ
イルパツクはガイドパイプ１１の出口１３とワイ
ヤ積層体W′上端面との距離が一定となるように
降下する。

ワイヤＷはワイヤ送給機構４２とワイヤ積層体
W′上端面の間において捩れを与えられる。すな
わちこの間におけるワイヤ上端はワイヤ送給機構
４２に又下端は積層体W′上端面に位置するので、
ガイドパイプ１回転につき2π（360゜）の捩りがワ
イヤに与えられる。従つてワイヤループ１ターン
当りの捩れ量θはペイルパツク１すなわちワイヤ
積層体W′がガイドパイプと同方向に回転すれば
θ＞2π、又逆方向に回転すればθ＜2πとなる。

なお第１図に示す如くペイルパツクの内筒と外
筒の間に積層されるワイヤループＬのループ径Ｄ
およびピツチ角度（隣り合うループの各中心とペ
イルパツクの中心軸Ｃとを結んでできる角度）Ｐ
とはワイヤ送給速度Ｖ（ｍ／min）、ガイドパイプ
１１の回転速度v₁（rpm）およびペイルパツク１
の回転速度v₂（rpm）により決定される。すなわ
ちループ径Ｄとピツチ角度Ｐは Ｄ＝Ｖ／π（v₁−v₂）、Ｐ＝2πv₂／v₁ により決まり（v₂はガイドパイプ１１と同じ方向
の回転を＋とする）、所望のループ径Ｄ、ピツチ
角度Ｐを得るための諸条件すなわちＶ、v₁、v₂は
上記式から適宜定める。

このようにして通常は何ら問題なく溶接用ワイ
ヤがペイルパツク内に第１図に示す如く整然とし
た花模様を描いて積層されるが前記の如く不測の
原因により第２図、第３図に示す如く装填状態が
乱れることがある。この場合本発明では制御部６
０が装填異常信号を発し、警報器（ブザー等）を
作動させるとともに操作部を作動させ、駆動モー
タ１０，１０′，３２を停止させてワイヤ積層体
の乱れを最小限におさえる。装填状態の異常発生
はワイヤ自体にあるいは装填装置自体に起因し、
ワイヤ積層体のワイヤループ径の異常を誘発する
ことにより発生するものと考えられるが、異常が
発生した時点で直ちにループ径を正常値に復帰さ
せ、正常な装填状態にもどすことも可能である。
すなわち上記のようにループ径Ｄは Ｄ＝Ｖ／π（v₁−v₂） （Ｖ…ワイヤ送給速度 v₁…ガイドパイプの回転速度 v₂…ペイルパツクの回転速度） と表わされＶ、v₁、v₂により決定されるから、装
填中のＶ、v₁、v₂を検知してワイヤループ径Ｄを
求め設定した基準値の許容範囲から外れた場合に
v₁（ガイドパイプの回転速度）あるいはv₂（ペイル
パツクの回転速度）を調整してループ径を所望値
に復帰させることができる。

第４図により説明すると６７は制御部で、該制
御部はデジタルカウンタ４５からワイヤの速度Ｖ
信号を、駆動モータ１０′から回転計（図示せず）
を介してガイドパイプの回転速度v₁信号を、駆動
モータ３２から回転計（図示せず）を介してペイ
ルパツクの回転速度v₂信号を受信する変換器４
６、該変換器からの信号と予め設定したワイヤル
ープ径の基準設定器４９からの基準値を受信し、
実測値Ｄと基準値D₀を比較し実測値Ｄが基準値
D₀の許容範囲を外れた場合に異常信号を発する
演算器、該演算器からの信号を受け駆動モータ１
０′あるいは３２を制御し、回転速度v₁あるいは
v₂を調整する操作部４８とからなる。これにより
ワイヤ積層体のループ径が所望値から外れた場合
には直ちにもとに戻すことができる。

第７図に本発明の他の具体例を示す。第４図と
同じ部分には同じ番号を付してある。本例におけ
る装填異常検知機構はワイヤ装填時間の測定部７
８、ワイヤ積層体上端のペイルパツク底部からの
移動距離の測定部７６、及び制御部７０とからな
る。ワイヤ装填時間は第４図の例のワイヤ装填量
に相当し、装填時のみ計時の積算時間で、この装
填時間の測定部は駆動モータ１０′の駆動時のみ
計時を行なう積算タイマであり、又ワイヤ積層体
上端のペイルパツク底部からの移動距離の測定部
７６は昇降台３４の一端に取付けたドツグ７７と
該ドツグに対する起立したリミツトスイツチ群７
９とからなり、リミツトスイツチLS−END、LS
−１、…，LS−Ｎ、LS−ENDの作動により昇降
台３４の高さレベルすなわちワイヤ積層体上端の
移動距離を測定する。制御部７０は第４図の制御
部６０と同様で、測定部７６からの実測の距離信
号を受ける変換器７１、積算タイマー７５からの
装填時間の信号を受けそれに対応する基準距離信
号を出力する基準設定器７２、実測距離と基準距
離を比較し装填異常信号を発する演算器７３およ
び演算器７３からの装填異常信号を受け警報を発
する警報器８０と、装填装置の駆動を停止せしめ
る操作部７４とからなる。なお装填時間とワイヤ
積層体上端の移動距離との関係は第６図の関係図
と同様であり、該図のａ線のデータを基準設定器
７２に与えておく。

ワイヤＷの送給は、該ワイヤをキヤプスタン５
へ押し付ける押えローラ６により行なう代りに、
第８図に示すように別個に送給ローラ機構を用い
てもよい。第８図で６ａが該送給を行なうツイス
トフイードローラであり、傘歯車１６ｂ、平歯車
１６ｃ，１６ｄを介して傘歯車１６ａ（支持架台
２４に固定されている）により駆動される。

なお第４図、第７図の具体例はワイヤ積層体上
端の移動距離について実測値と基準値とを比較す
る最も単純な方式であるが、該方式の下位概念と
して移動距離を移動速度に代え、移動速度の実測
値と基準値とを比較する方式も考えられこの方式
も本発明の一態様としてとらえられる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の溶接用ワイヤの装
填方法によれば、ペイルパツク内へのワイヤ装填
に際して装填異常が発生した場合、直ちに装填中
止、装填装置の調整等の処置を施こすことがで
き、これにより積層状態の乱れを可及的に防止す
ることができるので生産性の向上に大きく寄与
し、本発明の工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は捩り入りワイヤのペイルパツク内積層
状態を示す説明図、第２図及び第３図は異常装填
状態の説明図、第４図は本発明の実施例を示すブ
ロツク図、第５図は測定器の詳細を示す斜視図、
第６図は装填ワイヤ長と積層高さとの関係を示す
グラフ、第７図は本発明の他の実施例を示すブロ
ツク図、第８図はワイヤ送給機構の他の実施例を
示す部分断面図である。 図面で、１はペイルパツク、Ｗは溶接用ワイ
ヤ、W′，W″，Ｗ〓はワイヤ積層体、６１，７６
は積層体上端の移動距離測定部、５７，８０は警
報器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ペイルパツク内に溶接用ワイヤをループ状に
   して積層収容する方法であつて、該ループ状の積
   層体上端の移動距離を検出し、該移動距離が予め
   積層高さに対応させ設定した装填ワイヤ長さの許
   容範囲外であるとき、装填異常信号を発生させる
   ことを特徴とする溶接用ワイヤの装填方法。