JPS60223664A - 溶接用ワイヤの装填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分解） 本発明は、溶接用ワイヤをペイルパック内にループ状に
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ッ
クが使用されるが、該ペイルパン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ッ
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、コンジットチューブで溶接トーチ
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く反り返り）、溶接ビードが蛇行
するという欠点があるので、ペイルパックに溶接用ワイ
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。

このペイルパン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（ａｌは溶接用ワイヤの装填物
の断面図であり、山）は（ａ）におけるＡ−Ａ′線断面
図である。図に示す如、くペイルパック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れる。このワイヤ
の積層収納状態は（ａｌに示すようにワイヤ積層体Ｗ“
の外周部がペイルパック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（ｂｌ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の中心はペイルパック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ックの中心軸Ｃを
軸とする峻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ック内に積層収納さ
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ック外上方へと取り
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ック内に
おける積層収容状態を実現せしめるための装填方法とし
て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っ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って、第２図＋８）のＢ−Ｂ’
線断面を示す（ｂｌ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
される結集積層密度が小さくなり、所定量のワイヤをペ
イルパック内に収めることができなかったりし、たとえ
収めるこ１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、ワイヤのペイルパックへの装填は自
動化されていること、ペイルパッ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
パッ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ッ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
てガサガサとなったペイルパッ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っていた。

（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
イルパッ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
装置の調整等の処置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、ペイルパッ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って、該ループ状の積層体上端
の移動距離を検出し、該移動距離が予め設定した設定移
動距離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っ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（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ャプスタン５と押えローラ６とから
なるワイヤ送給機構４２によりワイヤ供給源から引張り
出さ乳る。とともにペイルパック１内へと送給される。

引取りキャプスタン５はベルト９を介して駆動モータ１
０により駆動されて回転し、該回転速度はペイルパック
内へ送られるワイヤＷの送給速度を決定する。

１１はワイヤＷをキャプスタン５からペイルパック１ま
でガイドするガイドパイプであり、ガイドバイブの入口
１２はキャブズタン１近傍に又出口１３は水平面に対し
て傾斜しペイルパック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２
１に上下端に遊星歯車２２を配した複数本の遊星軸２２
ａをベアリングを介して取付けるとともに該遊星歯車２
２．２２とかみ合う上部内歯車２３ａと下部内歯車２３
ｂ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２
６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をペイルパック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か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
。ペイルパック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の昇一台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ｆｉ３１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とペイルパック内のワイ
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って序々にペイルパック
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３６．３７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。ペイルバンクの外筒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
機構に降下指令を発するための検知手段で、本例では近
接スイッチであり、該近接スイッチ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とペイルパッ
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・ 以上は公知の溶接角ワイヤの装填装置（特開昭５７−１
２６３５５）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
設定移動距離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ック底部からの移動距離
の測定部６１、制御部６゜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ッチ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
イルパッ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５２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５２の詳細図であり、ワイヤ５１を巻回す
るワイヤドラム６２の回転によって軸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
らにカップリング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５３、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から基準距離信号を受け、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と積層高さくワイヤ積層体
上端の移動距離）Ｈとの関係図であり、該図に示す通り
装填ワイヤ長しと積層高さ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
ァクター（例えばワイヤの種類、ワイヤ径、ワイヤ積層
体のループ径、ループピッチ等のファクター）により決
定されるものであり、実際には過去の実績を副査して設
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６０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雷によりワイヤ積層体のループ模
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ップしワイヤ送給
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７り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
ペイルパッ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ャプスタンに数回
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ｖＩで回転するガイドパイプ内へ挿入してペ
イルパック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の軸となっているので、これらつま
り１４．１１，２１．２２ａ。

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ｖ＋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ｖＩ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とペイルパッ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ック底面）との間においてガ
イド筒２５に蝮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４１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ック外筒内壁に
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
該突出部材側ヘシフトされ、該部材４１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ベイルパックエは所定の回
転速度ｖｔ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
点が所定のピッチでずれる。又ペイルパックはガイドパ
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。従って
ワイヤループ１ターン当りの捩れ量θはペイルパック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く２πとな
る。

なお第１図に示す如くペイルパックの内筒と外筒の間に
積層されるワイヤループＬのループ径りおよびピッチ角
度（隣り合うループの各中心とペイルパックの中心軸Ｃ
とを結んでできる角度）Ｐとはワイヤ送給速度Ｖ　（ｍ
／ｗａｓ）　、ガイドパイプ１１の回転速度ｖ＋（ｒｐ
ａ＋）およびペイルパック１０回転速度ｖｚ（ｒｐｍ）
により決定される。すなわちループ径りとピッチ角度Ｐ
は により決まり（ｖｌはガイドパイプ１１と同じ方向の回
転を十とする）、所望のループ篠Ｄ、ピッチ角度Ｐを得
るための諸条件すなわちＶ、ｖ＋。

ｖｌ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
ルパック内に第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６０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りは ■ Ｄ＝□ π（ｖ＋　Ｖ２） と表わされＶ、Ｖｌ、Ｖ２により決定されるから、装填
中のＶ、Ｖｌ、Ｖ２を検知してワイヤループ径りをめ予
め設定した基準値の許容範囲から外れた場合にｖ、（ガ
イドパイプの回転速度）あるいはＶ２（ペイルパックの
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′から回転針（図示せず）を介してガイド
パイプの回転速度（ｖｌ）信号を、駆動モータ３２から
回転針（図示せず）を介してペイルパックの回転速度（
ｖｌ）信号を受信する変換器４６、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、実測値りと基準値Ｄｏを比較し実測値
りが基準値Ｄｏ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１０
′あるいは３２を制“御し、回転速度ｖ１あるいはｖｌ
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である。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７８、ワイヤ積層体上端
のペイルパッ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
ペイルパッ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ッグ７７と該ドッグに対する起
立したリミットスイッチ群７９とからなり、リミットス
イッチ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、該ワイヤをキャプスタン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６
ａが該送給を行なうツイストフィードローラであり、傘
歯車１６ａ、１６ｂ。

平歯車１６ｃ、１６ｄを介してブーＩＪ１６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
方銚であるが、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、ペイルパッ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ック内積層状態を示
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ック図、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
例を示すブロック図、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はペイルパック、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。 第１図 （ｄ）　’　（ｂ） １２図 （ｄ） 手続補正書（自発） Ｌ事件の表示 昭泡５９年特許願第７９７４２号 ２、発明の名称 溶接用ワイヤの装填方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都中央区築地三丁目５番４号名称　日鐵溶接
工業株式会社 代表者　小　松゛　廣 ４、代理人　〒１０１ ５、補正命令の日付　な　し ６、補正により増加する発明の数　なし８、補正の内容 （１）明細書第１頁１２行の記載を「（発明の技術分野
）」に補正する。 （２）同第２０頁１０行のｒ１６１Ｌ、Ｊを削除し、同
頁１１行の「プーリ１６」を「傘歯車１６ａ（支持架台
２４に固定されている）」に補正する。 （３）図面第８図を別紙のとおシに補正する。 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ペイルパック内に溶接用ワイヤをループ状にして積層収
   容する方法であって、該ループ状の積層体上端の移動距
   離を検出し、該移動距離が予め設定した設定移動距離の
   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。