KR100827061B1 - 선형물의 회전 무화식 도유 장치 - Google Patents

선형물의 회전 무화식 도유 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 선형물의 회전 무화식 도유 장치는, 도유 챔버내에 있어서 선형물 주행 라인에 대하여 천조(千鳥)식으로 배치된 적어도 2개의 기름 무화용 회전컵과, 각 기름 무화용 회전컵과 선형물 주행 라인과의 사이에 배치된 도유량 규제 부재와, 각 기름 무화용 회전컵에, 잉여 유제 입자가 수용되는 유제 탱크로의 유제를 공급하는 각 유제 공급용 펌프의 펌프용 모터 구동 회로에, 목표 도유량을 만족하도록 미리 선형물의 주행 속도에 따라 정해진 유제 공급량을 지령하는 유제 공급량 지령 출력을 주는 유제 공급량 제어 장치를 구비하고 있다. 이러한 구성에 의해, 정전기력을 사용하는 것을 불필요하게 하여, 기름 무화용 회전컵에 의해 무화한 유제 입자를 선형물 표면 원주 방향으로 균일성 있게 잘 도착할 수 있는 동시에, 선형물의 주행 속도에 따라 목표 도유량을 만족하도록 유제 입자를 도착시킬 수 있다.

Description

선형물의 회전 무화식 도유 장치{A ROTARY SPRAY-TYPE OIL COATING DEVICE FOR LINEAR MATERIAL}
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 선형물의 회전 무화식 도유 장치의 구성을 도시하는 측면도,
도 2는 도 1에 도시하는 선형물의 회전 무화식 도유 장치의 정면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 있어서의 기름 무화용 회전컵을 설명하기 위한 일부단면 측면도,
도 4는 도 1에 있어서의 제 1 도유량 규제 부재의 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 A-A 단면도,
도 5는 도 1에 있어서의 제 2 도유량 규제 부재의 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 B-B 단면도,
도 6은 도 1에 도시하는 선형물의 회전 무화식 도유 장치의 제어계를 설명하기 위한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 설명하기 위한 것이고, 정상 주행 상태에 있어서의 용접용 와이어 주행 속도와 기름 무화용 회전컵에의 적정 유제 공급량과의 관계의 일례를 도시한 도면,
도 8은 도 6에 있어서의 유제 공급량 제어 장치에 의한 유제 공급량 제어의 시험 결과의 일례를 설명하기 위한 도면,
도 9는 종래의 용접용 와이어의 도유 장치의 구성을 도시한 도면이며, (a)는 정면도, (b)는 측면도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
100, 200; 무화용 회전컵 101, 201; 회전축
102, 202; 종동측 풀리 103, 203; 베어링 유닛
110; 제 1 도유량 규제 부재 210; 제 2 도유량 규제 부재
120; 제 1 제로 속도 대응용 셔터 220; 제 2 제로 속도 대응용 셔터
300; 도유 챔버 301; 창문
302; 측벽판 310; 받침대
320; 유제 탱크 330; 구동실
본 발명은, 예를 들면 용접용 와이어의 제조 공정에 있어서 사용되고, 주행하고 있는 용접용 와이어의 표면에, 내청성 등을 부여하기 위한 윤활유를 도유 하는데 사용하기에 적합한 선형물의 회전 무화식 도유 장치에 관한 것이다.
용접용 와이어를 제조할 때에, 윤활유 도유 공정에서는, 제품 직경까지 마무 리 신선된 용접용 와이어를 주행시키면서, 이 용접용 와이어의 표면에, 내청성이나 와이어 사용시의 부드러운 송급성을 부여하기 위한 윤활유를 도유 하도록 하고 있다. 일본 특허공개 제 2003-320481 호 공보에는, 이러한 윤활유의 도유에 사용할 수 있는 장치의 일례가 개시되어 있다. 이 종래의 용접용 와이어의 도유 장치(윤활제 도포 장치)에 대해서, 도 9를 참조해서 설명한다. 도 9는 종래의 용접용 와이어의 도유 장치의 구성을 도시한 도면이며, (a)는 정면도, (b)는 측면도이다. 또한, 도 9(b)에 있어서 용접용 와이어(12, 12)의 도시는 생략되어 있다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 도포 부스(도유 챔버; 11) 내를 2개의 용접용 와이어(12, 12)가 수평 방향으로 주행하도록 되어 있다. 이 주행하는 용접용 와이어(12, 12)가 대향하는 영역의 중앙에는, 회전컵(기름 무화용 회전컵; 13)이 그 중심축을 수평으로 하여 배치되어 있고, 이 회전컵(13)은 구동 장치(14)에 의해 그 중심축을 회전축으로 하여 회전 구동되도록 되어 있다. 회전컵(13)은 기단부측으로부터 선단부측에 걸쳐 확장 개방되어 있다. 이 회전컵(13)의 기단부와, 도포 부스(11) 밖의 탱크(9)와의 사이는 배관(15)에 의해 접속되어 있고, 탱크(9)내에는 윤활유(윤활제; 10)가 저류되어 있다.
또한, 회전컵(13)에는 고 전압 발생기(고 전압 전원; 20)가 접속되어 있고, 접지되는 용접용 와이어(12, 12)에 대하여 회전컵(13)이 부전위로 되어 있다.
이렇게 구성되는 도유 장치에서는, 윤활유(10)가 펌프(8)에 의해 소정량 취출되어, 도포 부스(11) 내의 회전컵(13)의 기단부에 공급된다. 이 회전컵(13)은 구동 장치(14)에 의해 소정의 회전 속도로 회전 구동되고, 공급된 윤활유는, 회전 컵(13)의 면으로부터 원심력에 의해 회전축에 수직의 방향으로 날려 무화하고, 회전컵(13)의 회전축에 수직의 면내에서 방사상으로 비산한다. 이 경우, 회전컵(13)에 인가되어 있는 고 전압에 의해, 무화된 윤활유 입자는 하전(荷電) 된다. 이 무화되어 하전된 윤활유 입자를, 용접용 와이어(12, 12)를 향해서 방사상으로 비산시키는 동시에, 회전컵(13)과 용접용 와이어(12, 12) 사이에 정전기력을 작용시킴으로써, 윤활유 입자가, 회전컵(13)을 사이에 두고 대향하는 위치를 수평 방향으로 주행하고 있는 용접용 와이어(12, 12)에 도착(塗着)한다. 이렇게 하여, 윤활유가 용접용 와이어(12, 12)에 도유되도록 이루어져 있다.
그러나, 전술한 종래의 용접용 와이어의 도유 장치에서는, 회전컵(13)의 회전에 의한 원심력에 의해 윤활유를 무화하는 동시에, 회전컵(13)에 인가되는 고 전압에 의해 상기 무화된 윤활유 입자를 하전하고, 정전기력을 이용하여 이 윤활유 입자를 용접용 와이어(12, 12)에 도착시키도록 한 것이기 때문에, 다음과 같은 결점이 있었다. 즉, 윤활유의 종류에 따라서는 하전됨으로써 해당 윤활유(예컨대, 식물계 윤활유)의 산화가 조장되어서 윤활유 품질의 열화를 초래하여, 용접용 와이어(12, 12)에 도착되지 않고 도포 부스(11) 내의 바닥부에 고이는 윤활유는 회수 재사용되지 않고 있었다. 윤활유의 도착 효율(와이어 표면의 도유량/회전컵으로의 윤활유 공급량)이 수 %로부터 십수 %정도이며, 도포 부스(11) 내의 바닥부에는 상당량의 윤활유가 괴어 있고, 이것이 재사용되지 않고 있었다.
여기서 본 발명의 과제는, 정전기력의 사용을 불필요로 하며, 기름 무화용 회전컵에 의해 무화한 유제 입자를 주행하고 있는 선형물에 도착시킬 즈음에, 유제 입자를 선형물 표면 원주 방향으로 균일성 있게 잘 도착시킬 수 있는 동시에, 선형물의 주행 속도에 따라 목표 도유량을 만족하도록 유제 입자를 도착시킬 수 있는 선형물의 회전 무화식 도유 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본원 발명에서는 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.
즉, 본 발명은 주행하고 있는 선형물에 무화한 유제 입자를 도착시키는 회전 무화식 도유 장치로서, 다음과 같이 이루어진다. 내부를 상기 선형물이 수평 방향으로 주행하는 도유 챔버와, 상기 도유 챔버 내에 있어서 상기 선형물의 선형물 주행 라인에 대하여 적어도 2개 천조(千鳥) 배치되어, 회전에 의한 원심력에 의해 유제를 무화하고, 무화한 유제 입자를 상기 선형물에 도착시키기 위한 기름 무화용 회전컵과, 상기 도유 챔버내에 있어서 상기 각 기름 무화용 회전컵과 상기 선형물 주행 라인과의 사이에 각각 배치되어, 해당 기름 무화용 회전컵으로부터 비산하는 유제 입자 중 상기 선형물로 향하는 유제 입자의 양을 규제하는 도유량 규제 부재와, 상기 선형물에 도착되지 않은 잉여 유제 입자가 수용되는 유제 탱크와, 상기 각 기름 무화용 회전컵에 대하여 각각 마련되고, 해당 기름 무화용 회전컵에 유제 공급용 관로를 통해서 상기 유제 탱크로의 유제를 공급하기 위한 유제 공급용 펌프 와, 상기 각 유제 공급용 펌프의 펌프용 모터 구동 회로에, 각각 목표 도유량을 만족하도록 미리 선형물의 주행 속도에 따라 정해진 유제 공급량을 지령하는 유제 공급량 지령 출력을 부여하는 유제 공급량 제어 장치로 이루어진다.
상기의 선형물의 회전 무화식 도유 장치에 있어서, 상기 유제 공급량 제어 장치는, 정상 주행 상태에 있어서의 선형물의 주행 속도에 관한 적정 유제 공급량을 선형물의 주행 개시로부터 설정 주행 속도에 걸쳐 정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 구비하고, 상기 펌프용 모터 구동 회로에, 선형물의 상승 가속 주행 시에는, 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력에 유제 공급량을 소정량 증가하는 보정을 실행하고, 상기 유제 공급량 지령 출력으로서, 이 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 부여하고, 선형물이 상기 설정 주행 속도에서 주행할 때에는, 상기 유제 공급량 지령 출력으로서, 상기 설정 주행 속도에서의 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 부여하고, 선형물의 하강 감속 주행 시에는, 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력에 유제 공급량을 소정량 감소하는 보정을 실행하고, 상기 유제 공급량 지령 출력으로서, 이 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 부여하도록 할 수 있다.
또한, 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력은, 선형물의 주행 개시로부터 설정 주행 속도에 걸쳐 정해진 상기 적정 유제 공급량이 선형물의 주행 속도와 비례 관계를 갖고, 또한 굴곡 선상으로 변화한다는 특성의 출력이 되도록 할 수 있다.
본 발명의 선형물의 회전 무화식 도유 장치는, 도유 챔버내에 있어서 선형물 의 선형물 주행 라인에 대하여, 기름 무화용 회전컵을 적어도 2개 천조 배치해 있다. 따라서, 이들 기름 무화용 회전컵으로부터의 무화된 유제 입자가, 기름 무화용 회전컵끼리 서로 간섭하지 않고, 또한, 선형물에 대하여 서로 반대측 방향으로부터 선형물을 향해 운반되고, 유제 입자를 선형물 표면 원주 방향으로 균일성 있게 잘 도착시킬 수 있다.
또한, 천조 배치된 기름 무화용 회전컵에 유제를 공급하기 위한 펌프용 모터 구동 회로에, 목표 도유량을 만족하도록 선형물의 주행 속도에 따라 미리 정해진 유제 공급량을 지령하는 유제 공급량 지령 출력을 부여하는 유제 공급량 제어 장치를 구비하는 동시에, 각 기름 무화용 회전컵과 선형물 주행 라인과의 사이에, 각각 해당 기름 무화용 회전컵으로부터 비산하는 유제 입자 중, 선형물로 향하는 유제 입자의 양을 규제하는 도유량 규제 부재를 배치하고 있다. 따라서, 예를 들면 선형물의 하강 감속 주행시에 있어서 선형물이 설정 주행 속도의 2/10 내지 1/10정도의 저속도로 주행할 경우라도, 상기 유제 공급량 제어 장치에 의한 유제 공급량 제어에 더하여, 상기 도유량 규제 부재를 배치하고 있으므로, 선형물의 도유량이 목표 도유량을 벗어나 지나치게 많아지지 않도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 선형물의 회전 무화식 도유 장치는, 기름 무화용 회전컵에 의해 무화한 유제 입자를, 정전기력을 이용하지 않고, 주행하고 있는 선형물에 도착시킴에 즈음하여, 유제 입자를 선형물 표면 원주 방향으로 균일성 있게 잘 도착시킬 수 있는 동시에, 제로 속도로부터 설정 주행 속도에 걸쳐 선형물에 그 목표 도유량을 만족하도록 유제 입자를 도착시킬 수 있다. 이로써, 정전기력을 이용하 는 회전 무화 정전식과는 달리, 각 기름 무화용 회전컵에 공급되었지만, 선형물에 도착되지 않고 잉여로서 유제 탱크에 수용된 유제를 재사용할 수 있고, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 선형물의 회전 무화식 도유 장치의 구성을 도시하는 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시하는 선형물의 회전 무화식 도유 장치의 정면도이다.
이 실시 형태에 의한 회전 무화식 도유 장치는, 제품 직경까지 마무리 신선된 용접용 와이어(대표적 외경 치수: 1.2mmφ)의 표면에 내청성이나 와이어 사용시의 부드러운 송급성을 부여하기 위한 윤활유를 도유 하기 위한 장치로서 사용할 수 있는 것이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 도면 부호 "300"은 측면에 감시용 투명 창문(301)을 갖고, 챔버 내를 도 1에 있어서의 좌측으로부터 도입된 용접용 와이어가 수평 방향으로 주행하여 우측으로 도출되는 도유 챔버이다. 도유 챔버(300)는 받침대(310)위에 마련되어 있다. 이 도유 챔버(300) 내에 있어서 수평 방향으로 연기되는 용접용 와이어 주행 라인(400)에 대하여 2개의 기름 무화용 회전컵(100, 200)이 천조 배치되어 있다. 이들의 벨(bell) 형상을 갖는 기름 무화용 회전컵(100, 200)은, 용접용 와이어 주행 라인(400)에 대하여 직각 방향으로 연기되는 회전축(101, 201)을 서로 평행하게 유지하여 배치되어 있고, 컵 내측에 연속적으로 공급되는 유제 (윤활유)를 회전에 의한 원심력에 의해 무화하고, 무화한 유제 입자를 용접용 와이어에 도착시키는 것이다.
즉, 이들 2개의 기름 무화용 회전컵(100, 200) 중, 제 1 기름 무화용 회전컵(100)이, 용접용 와이어 주행 라인(400)에 대하여 이보다 윗쪽으로 소정 거리(D1) 떨어져 배치되어 있다. 또한, 제 2 기름 무화용 회전컵(200)이, 제 1 기름 무화용 회전컵(100)보다 하류 방향으로 소정 거리(D2) 떨어져서, 용접용 와이어 주행 라인(400)에 대하여 아래쪽으로 소정 거리(D1) 떨어져 배치되어 있다. 예를 들면, 기름 무화용 회전컵(100, 200)의 컵 직경을 80mm로 하면, 상기 거리(D1)의 적정치는 70 내지 140mm이며, 상기 거리(D2)의 적정치는 80 내지 300mm이다. 또한, 기름 무화용 회전컵(100, 200)의 회전수는, 예컨대, 13000회/분이다. 또한, 기름 무화용 회전컵(100, 200)의 회전 방향은 각각, 특별히 제한되지 않고, 시계 회전 혹은 반 시계 회전 방향의 어느 쪽이어도 좋다.
그리고 제 1 기름 무화용 회전컵(100)과 용접용 와이어 주행 라인(400) 사이에 있어서의 용접용 와이어 주행 라인(400)에 근접한 위치에, 제 1 기름 무화용 회전컵(100)으로부터 방사상으로 비산하는 유제 입자 중, 용접용 와이어 주행 라인(400)을 주행하는 용접용 와이어로 향하는 유제 입자의 양을 개구(111a)(도 4참조)에 의해 조절 가능하게 규제하는 제 1 도유량 규제 부재(110)가 배치되어 있다. 또한, 무화된 유제 입자는 기름 무화용 회전컵(100)의 주연으로부터 컵 회전축(101)에 수직으로 면내에서 방사상으로 비산하지만, 도 1에서는 유제 입자가 개구(111a)를 통과하는 이미지로 모식적으로 도시되어 있다.
마찬가지로, 제 2 기름 무화용 회전컵(200)과 용접용 와이어 주행 라인(400) 사이에 있어서의 용접용 와이어 주행 라인(400)에 근접한 위치에, 제 2 기름 무화용 회전컵(200)으로부터 방사상으로 비산하는 유제 입자 중, 용접용 와이어 주행 라인(400)을 주행하는 용접용 와이어로 향하는 유제 입자의 양을 개구(211a)(도 5참조)에 의해 조절 가능하게 규제하는 제 2 도유량 규제 부재(210)가 배치되어 있다. 또한, 무화된 유제 입자는 기름 무화용 회전컵(200)의 주연으로부터 컵 회전축(201)에 수직으로 면내에서 방사상으로 비산하지만, 도 1에서는 유제 입자가 개구(211a)를 통과하는 이미지로 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도유량 규제 부재(110, 210)는 예컨대, 용접용 와이어의 하강 감속 주행시에 있어서, 용접용 와이어가 설정 주행 속도의 2/10 내지 1/10 정도의 저속도(200 내지 100m/분)로 주행할 경우, 용접용 와이어에 유제 입자가 지나치게 부착되는 것을 막기 위한 것이다. 이 경우, 기름 무화용 회전컵(100, 200)으로의 유제 공급량의 감소 제어만으로는 목표 도유량을 만족하는 것이 어렵기 때문에, 도유량 규제 부재(110, 210)를 배치하고 있다.
또한, 제 1 기름 무화용 회전컵(100)에 근접한 하방 위치에는, 이 해당 회전컵(100)으로의 유제 공급을 정지한 경우, 도 2에 있어서의 좌측 방향으로 전진하고, 해당 회전컵(100)으로부터의 잔존하는 유제 입자가 용접용 와이어에 부착되는 것을 방지하기 위한, 미미하게 아래쪽으로 돌출 만곡되는 평판 현상을 이루는 제 1 제로 속도 대응용 셔터(120)가 배치되어 있다. 이 제 1 제로 속도 대응용 셔터(120)는 도유 챔버(300)의 측벽판(302)에 부착된 실린더(121)의 피스톤 로드에 의해, 전후 이동 되도록 되어 있다.
또한, 동일하게, 제 2 도유량 규제 부재(210)에 근접한 하방 위치에는, 제 2 기름 무화용 회전컵(200)으로의 유제 공급을 정지했을 때, 도 2에 있어서의 좌측 방향으로 전진하여, 해당 회전컵(200)으로부터의 잔존하는 유제 입자가 용접용 와이어에 부착되는 것을 방지하기 위한, 평판 현상을 이루는 제 2 제로 속도 대응용 셔터(220)가 배치되어 있다. 이 제 2 제로 속도 대응용 셔터(220)는 도유 챔버(300)의 측벽판(302)에 부착된 실린더(221)의 피스톤 로드에 의해, 전후 이동 되도록 되어 있다.
도유 챔버(300) 내의 하부에는, 기름 무화용 회전컵(100, 200)으로부터의 유제 입자 중, 용접용 와이어에 도착되지 않은 잉여 유제 입자가 수용되는 유제 탱크(320)가 마련되어 있다. 유제 탱크(320)의 입구에는, 이물을 제거하기 위한 이물제거용 필터(321)이 장착되어 있다.
또한, 도 2를 참조하면서 이 회전 무화식 도유 장치에 대해서 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 기름 무화용 회전컵(100)은,기단측에 종동측 풀리(102)가 결합된 회전축(101)의 선단부에 고정되어 있고, 이 종동측 풀리(102)가 결합된 회전축(101)이, 도유 챔버(300)의 측벽판(302)에 고정된 베어링 유닛(103)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
또한, 동일하게, 제 2 기름 무화용 회전컵(200)은, 종동측 풀리(202)가 결합된 회전축(201)에 고정되어 있고, 이 종동측 풀리(202)가 결합된 회전축(201)이, 측벽판(302)에 고정된 베어링 유닛(203)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 도 면 부호 340은 컵 회전 구동용 모터이다. 이 컵 회전 구동용 모터(340)의 회전축에 결합된 구동측 풀리(350)와 종동측 풀리(102, 202)에 도시하지 않는 무단벨트가 걸려 돌아가고 있고, 이 벨트 풀리 기구에 의해, 기름 무화용 회전컵(100, 200)이 정속으로 고속 회전되도록 되어 있다.
또한, 받침대(310) 위로는, 제 1 기름 무화용 회전컵(100)에 유제 공급용 관로(130)를 통해서 유제 탱크(320)로의 유제를 공급하기 위한 제 1 유제 공급용 펌프(140) 및 제 1 펌프용 모터(150)가 마련되어 있다(도 6 참조). 또한, 동일하게, 받침대(310) 위로는, 제 2 기름 무화용 회전컵(200)에 유제 공급용 관로(230)를 통해서 유제 탱크(320)로의 유제를 공급하기 위한 제 2 유제 공급용 펌프(240) 및 제 2 펌프용 모터(250)가 마련되어 있다. 상기 구동측 풀리(350)가 결합된 컵 회전 구동용 모터(340), 종동측 풀리(102, 202), 도시하지 않은 무단 벨트, 펌프용 모터(150, 250), 유제 공급용 펌프(140, 240) 및 유제 공급용 관로(130, 230) 등은, 도유 챔버(300)의 측벽판(302)을 칸막이로서 도유 챔버(300)에 이웃하는 구동실(330) 내에 마련되어 있다.
그리고, 도유 챔버(300)의 유제 탱크(320)의 외측에는 도시하지 않은 히터가 부착되어 있고, 유제 탱크(320) 내에 배치된 탱크 온도 측정기(322)에 의한 온도 측정 결과에 근거해서 상기 히터가 온도 제어되도록 되어 있다. 이로써, 예를 들면 도유 작업을 실시하고 있지 않는 사이에, 유제 탱크(320) 내의 유제가 고화하지 않도록 하고 있다. 또한, 구동실(330)의 외주에는 도시하지 않는 히터가 부착되어 있어, 구동실(330) 내에 배치된 구동실 온도 측정기(331)에 의한 온도 측정 결과에 근거해서 상기 히터가 온도 제어되도록 되어 있다. 이로써, 예를 들면 도유 작업을 실시하고 있지 않는 사이에, 유제 공급용 관로(130, 230) 내부 등에서 유제가 고화해버려, 도유 개시 시에 기름 무화용 회전컵(100, 200)으로의 유제 공급이 불가능하게 되는 사태가 없도록 하고 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에 있어서의 기름 무화용 회전컵을 설명하기 위한 일부단면 측면도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 기름 무화용 회전컵(100, 200)은, 기단부측으로부터 선단부측에 확장 개방하여 있고, 그 선단이 개방(개구 단면 원형)되는 동시에, 그 기단부면에 공기 도입용 3개의 원호 형상 개구(도 1 참조)가 마련되어 있다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유제 공급용 관로(130, 230)의 선단 부분이 기름 무화용 회전컵(100, 200)의 기단부측의 내주면에 근접해서 위치되어 있고, 해당 선단 부분으로부터 기름 무화용 회전컵(100, 200)에 유제가 연속적으로 적하하여 공급되도록 되어 있다.
도 4는 도 1에 있어서의 제 1 도유량 규제 부재의 설명도이며, (a)는 평면도이고, (b)는 A-A 단면도이다.
상기 제 1 도유량 규제 부재(110)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 개구판(111)과, 개구 규제판(112, 113)과, 개구판(111)에 대하여 위치 결정한 개구 규제판(112, 113)을 고정하기 위한 멈춤 나사(114, 114)로 구성되어 있다. 개구판(111)은, 위쪽으로 볼록한 산 형상을 하고, 중앙부에 용접용 와이어 주행 라인(400) 방향으로 연기되는 평면에서 보아 긴 직사각형의 개구(111a)를 갖고 있고, 개구 규제판(112, 113)은, 위쪽으로 볼록한 산 형상을 하고 있다. 이 개구판(111) 위로 개구 규제판(112, 113)을 포개고, 개구(111a)의 중심선(CL)에 대하여 개구 규제판(112, 113)을 서로 접근 또는 이간 시킴으로써, 개구판(111)의 개구(111a)의 길이(L)가 조절 가능해지며, 개구(111a)의 길이(L)가 정해지면, 개구판(111)에 대하여 개구 규제판(112, 113)이 멈춤 나사(114, 114)에 의해 고정된다. 이 개구(111a)를 갖는 제 1 도유량 규제 부재(110)에 의해, 제 1 기름 무화용 회전컵(100)으로부터 방사상으로 비산하는 유제 입자 중, 용접용 와이어로 향하는 유제 입자의 양을 규제할 수 있다.
이 경우, 제 1 도유량 규제 부재(110)가 주행하는 용접용 와이어의 윗쪽에 위치되는 것으부터, 개구판(111) 및 개구 규제판(112, 113)의 형상을 위쪽으로 볼록한 산 형상으로 하고 있다. 이로써, 개구(111a)를 통과할 수 없었던 도달 유제 입자를 개구판(111)과 개구 규제판(112, 113)의 최하단부로 이끌고, 용접용 와이어 주행 라인(400)의 바로 위보다 위치가 어긋나 있는 상기 최하단부로부터 아랫쪽으로 적하시킴으로써, 용접용 와이어에 유제가 도달하지 않도록 할 수 있다.
도 5는 도 1에 있어서의 제 2 도유량 규제 부재의 설명도이며, (a)는 평면도이고, (b)는 (a)의 B-B 단면도이다.
상기 제 2 도유량 규제 부재(210)는 도 5에 도시하는 바와 같이, 개구판(211)과, 개구 규제판(212, 213)과, 개구판(211)에 대하여 위치 결정된 개구 규제판(212, 213)을 고정하기 위한 멈춤 나사(214, 214)로 구성되어 있다. 개구판(211)은, 긴 평판 현상을 하고, 중앙부에 용접용 와이어 주행 라인(400) 방향으로 연기되는 평면에서 보아 긴 직사각형의 개구(211a)를 갖고 있고, 개구 규제 판(212, 213)은 평판 현상을 하고 있다. 이 개구판(211) 위로 개구 규제판(212, 213)을 포개고, 개구(211a)의 중심선(CL)에 대하여 개구 규제판(212, 213)을 서로 접근 또는 이간 시킴으로써, 개구판(211)의 개구(211a)의 길이(L)가 조절 가능해지고 있어, 개구(211a)의 길이(L)가 정해지면, 개구판(211)에 대하여 개구 규제판(212, 213)이 멈춤 나사(214, 214)에 의해 고정된다. 이 개구(211a)를 갖는 제 2 도유량 규제 부재(210)에 의해, 제 2 기름 무화용 회전컵(200)으로부터 방사상으로 비산하는 유제 입자 중, 용접용 와이어로 향하는 유제 입자의 양을 규제할 수 있다. 도유량 규제 부재(110, 210)의 개구 길이(L)의 적정치는 60 내지 120mm이다.
도 6은 도 1에 도시하는 선형물의 회전 무화식 도유 장치의 제어계를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 6에 있어서, 도면 부호 "150"은 제 1 기름 무화용 회전컵(100)에 유제 공급용 관로(130)를 통해서 유제 탱크(320)로의 유제를 공급하기 위한 제 1 유제 공급용 펌프(140)를 구동하는 제 1 펌프용 모터이며, 도면 부호 "160"은 이 제 1 펌프용 모터(150)의 펌프용 모터 구동 회로(드라이버)이다. 또한, 도면 부호 "250"은 제 2 기름 무화용 회전컵(200)에 유제 공급용 관로(230)를 통해서 유제 탱크(320)로의 유제를 공급하기 위한 제 2 유제 공급용 펌프(240)를 구동하는 제 2 펌프용 모터이며, 도면 부호 "260"은 이 제 2 펌프용 모터(250)의 펌프용 모터 구동 회로(드라이버)이다. 또한, 도면 부호 360은, 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에, 각각 목표 도유량을 만족하도록 미리 용접용 와이어의 주행 속도에 따라 정해진 유제 공급량을 지령하는 유제 공급량 지령 출력을 부여하는 유제 공급량 제어 장치이다.
도 7은 본 발명에 따른 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 설명하기 위한 것이고, 정상 주행 상태에 있어서의 용접용 와이어 주행 속도와 기름 무화용 회전컵으로의 적정 유제 공급량과의 관계의 일례를 도시한 도면이다.
전술한 유제 공급량 제어 장치(360)는 입력으로서, 용접용 와이어 주행 개시 지령 신호(S1), 용접용 와이어 주행 정지 지령 신호(S2), 용접용 와이어 주행 속도 검출 신호(S3) 및 용접용 와이어 설정 주행 속도(Sr)가 입력되고, 출력으로서, 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에, 각각 목표 도유량을 만족하도록 미리 용접용 와이어의 주행 속도에 따라 정해진 유제 공급량을 지령하는 유제 공급량 지령 출력을 부여하는 것이다. 이 유제 공급량 지령 출력에 대해서 설명한다.
기름 무화용 회전컵(100, 200)에 대한 거리(D1, D2), 기름 무화용 회전컵(100, 200)의 회전수, 도유량 규제 부재(110, 210)의 개구 길이(L) 등을 대표적 적정치로 설정해 두고, 용접용 와이어를 정상 주행(비 가감속 주행) 시킬 때의 적정 유제 공급량을, 용접용 와이어 주행 속도를 100m/분부터 설정 주행 속도(Sr)인 예컨대 900m/분에 걸쳐 100m/분 마다 구하면, 도 7에 도시하는 바와 같은 특성이 되는 관계를 얻을 수 있었다. 상기 적정 유제 공급량이라 함은, 해당 주행 속도에 있어서 용접용 와이어의 도유량이 일정한 범위를 가지는 목표 도유량을 만족할 때의 기름 무화용 회전컵(100, 200)으로의 유제 공급량이다.
이 경우, 도 7에 도시되는 바와 같이, 정상 주행 상태에 있어서의 와이어 주 행 속도와 기름 무화용 회전컵으로의 적정 유제 공급량과의 관계는, 적정 유제 공급량이 용접용 와이어 주행 개시로부터 설정 주행 속도(Sr)(도 7의 경우, 900m/분)에 걸쳐 용접용 와이어의 주행 속도와 비례 관계를 갖고, 꺽음선으로 변화된다(도 7의 경우, 3단계로 변화함)고 하는 특성으로 되어 있다.
이는 기름 무화용 회전컵(100, 200)에 있어서 무화한 유제 입자를, 정전기력을 이용하지 않고, 주행하고 있는 용접용 와이어에 도착시킬 경우, 주행 속도의 차이에 의해, 용접용 와이어 주위에 형성되는 공기의 흐름의 변화에 의해, 유제 입자가 용접용 와이어에 도착하는데 필요한 물리적 에너지량이 변화되는 것에 의한 것으로 추정된다.
유제 공급량 제어 장치(360)에는, 도 7에 도시되는 용접용 와이어 주행 속도와 적정 유제 공급량과의 관계를 그대로 반영한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)이 함수, 또는 수치 데이터 표로서 격납되어 있다. 유제 공급량 제어 장치(360)는 입력으로서 용접용 와이어 주행 속도 검출 신호(S3)를 받으면, 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)으로부터, 도 7에 있어서의 해당 주행 속도에 관한 적정 유제 공급량에 대응하는 지령 출력을 구할 수 있게 되어 있다. 또한, 용접용 와이어의 주행 개시로부터 속도 100m/분까지는, 주행 속도 100m/분에 있어서의 적정 유제 공급량에 대응하는 지령 출력을 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에 부여하게 되어 있다.
다음으로, 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)의 보정에 대해서 설명 한다. 발명자들의 시험에 의하면, 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에 할당되는 유제 공급량 지령 출력으로서, 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)을 그대로 사용하면, 이하와 같은 불량이 발생하기 쉬운 것을 알았다. 즉, 용접용 와이어가 제로 속도로부터 설정 주행 속도(Sr)에 달할 때까지 상승 가속 주행 시에는, 용접용 와이어의 도유량이 목표 도유량을 하회하고, 용접용 와이어가 설정 주행 속도(Sr)로부터 제로 속도가 되는 하강 감속 주행 시에는, 용접용 와이어의 도유량이 목표 도유량의 상한에 인접하거나, 목표 도유량을 상회한다는 것을 알았다.
이 원인으로서는, 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에 유제 공급량 지령 출력(신호)을 부여하고 나서, 기름 무화용 회전컵(100, 200)에 대하여 유제 공급용 관로(130, 230)의 선단 부분으로부터, 지령된 유제 공급량이 실제로 나올 때까지 시간 지연이 있기 때문이라고 생각된다. 이 시간 지연에는, 유제 공급용 펌프(140, 240)나 펌프용 모터(150, 250)의 응답성, 유제 공급용 관로(130, 230) 내의 유제 충전 상태 등이 영향을 주고 있는 것으로 생각된다.
여기서, 유제 공급량 제어 장치(360)는 용접용 와이어의 상승 가속 주행 시에는, 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)에 유제 공급량을 소정량 증가하는 보정을 실행하고, 유제 공급량 지령 출력으로서, 이 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout’)을 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에 부여하도록 되어 있다. 또한, 용접용 와이어가 설정 주행 속도에서 주행할 때에는, 유제 공급량 지령 출력으로서, 설정 주행 속도(Er)에서의 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)을 펌 프용 모터 구동 회로(160, 260)에 부여하도록 하고 있다. 또한, 용접용 와이어의 하강 감속 주행 시에는, 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)에 유제 공급량을 소정량 감소하는 보정을 실행하고, 유제 공급량 지령 출력으로서, 이 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout”)을 부여하도록 하고 있다.
이 경우, 유제 공급량 제어 장치(360)에 있어서, 용접용 와이어 설정 주행 속도(Sr)와 상기 용접용 와이어 주행 속도 검출 신호(S3)를 비교하여, Sr>S3 일 때에는, 상승 가속 주행시라고 판단하고, 또한, Sr<S3의 때에는, 하강 감속 주행시라고 판단하며, 또한, Sr=S3의 때에는, 정상 주행 상태로 설정 주행 속도(Sr)에서 주행중이라고 판단하도록 하고 있다.
도 8은 도 6에 있어서의 유제 공급량 제어 장치에 의한 유제 공급량 제어의 시험 결과의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 제로 속도로부터 1000m/분까지의 용접용 와이어(와이어 외경:1.2mmφ)의 상승 가속 주행시(시간: 20초)에는, 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)에 대하여 유제 공급량을 1.0mL/분만 증가하는 보정을 실행하고, 유제 공급량 지령 출력으로서, 이 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout')을 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에 부여하였다. 이어서, 용접용 와이어가 1000m/분의 설정 주행 속도(Sr)로 주행할 때(시간: 120초)에는, 유제 공급량 지령 출력으로서, 설정 주행 속도(Sr)에서의 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)을 펌프용 모터 구동 회 로(160, 260)에 부여하였다. 그리고, 1000m/분[설정 주행 속도(Sr)]로부터 제로 속도까지의 용접용 와이어의 하강 감속 주행시(시간: 20초)에는, 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout)에 대하여 유제 공급량을 1.2mL/분만 감소하는 보정을 실행하고, 유제 공급량 지령 출력으로서, 이 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력(Eout”)을 부여하였다.
그 결과, 도 8에 도시하는 바와 같이, 용접용 와이어의 상승 가속 주행시, 정상 주행시(정속 주행시) 및 하강 감속 주행시의 모든 속도 영역에 있어서, 용접용 와이어에 그 도유량이 목표 도유량을 만족하도록 유제 입자를 도착시킬 수 있었다.
이상과 같이, 본 실시형태의 회전 무화식 도유 장치는, 도유 챔버(300) 내에 있어서 수평 방향으로 연기되는 용접용 와이어 주행 라인(400)에 대하여 2개의 기름 무화용 회전컵(100, 200)을 천조 배치해 있다. 따라서, 이들 기름 무화용 회전컵(100, 200)으로부터 무화된 유제 입자가, 기름 무화용 회전컵(100, 200) 끼리 서로 간섭하지 않고, 또한, 용접용 와이어에 대하여 서로 반대측 방향으로부터 해당 용접용 와이어를 향해서 옮겨져, 유제 입자를 용접용 와이어 표면 원주 방향으로 균일성 있게 잘 도착시킬 수 있다.
또한, 천조 배치된 기름 무화용 회전컵(100, 200)에 유제를 공급하기 위한 펌프용 모터 구동 회로(160, 260)에, 목표 도유량을 만족하도록 용접용 와이어의 주행 속도에 따라 미리 정해진 유제 공급량을 지령하는 유제 공급량 지령 출력을 부여하는 유제 공급량 제어 장치(360)를 구비하는 동시에, 각 기름 무화용 회전컵(100, 200)과 용접용 와이어 주행 라인(400) 사이에, 각각, 해당 기름 무화용 회전컵으로부터 비산하는 유제 입자 중, 용접용 와이어로 향하는 유제 입자의 양을 규제하는 도유량 규제 부재(110, 210)를 배치하고 있다. 따라서, 예를 들면 용접용 와이어의 하강 감속 주행시에 있어서 용접용 와이어가 설정 주행 속도(Sr)의 2/10 내지 1/10 정도의 저속도로 주행할 경우라도, 유제 공급량 제어 장치(360)에 의한 유제 공급량 제어에 더하여, 도유량 규제 부재(110, 210)를 배치하고 있으므로, 용접용 와이어의 도유량이 목표 도유량을 벗어나 지나치게 많아지지 않도록 할 수 있다.
따라서, 본 실시형태의 회전 무화식 도유 장치는, 천조 배치된 기름 무화용 회전컵(100, 200)에 의해 무화한 유제 입자를, 정전기력을 이용하지 않고, 주행하고 있는 용접용 와이어에 도착시키는 것에 해당하고, 유제 입자를 용접용 와이어 표면 원주 방향으로 균일성 있게 잘 도착시킬 수 있는 동시에, 제로 속도로부터 설정 주행 속도에 걸쳐 용접용 와이어에 그 목표 도유량을 만족하도록 유제 입자를 도착시킬 수 있다. 이로써, 정전기력을 이용하는 회전 무화 정전식과는 달리, 각 기름 무화용 회전컵(100, 200)에 공급되었지만, 용접용 와이어에 도착되지 않고 잉여로서 유제 탱크(320)에 수용된 유제를 재사용할 수 있고, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 회전 무화식 도유 장치는, 정전기력을 이용하는 회전 무화 정전식과는 달리, 기온, 습도, 전극부의 청소 상태 등에 의해서도 출력 전압 이 변동하기 때문에 조정 작업에 시간이 걸리는 고 전압 발생기를 사용하지 않고서 완료되고, 정전기력을 이용하는 회전 무화 정전식에 비해 장치 가동율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 정전기력의 사용이 불필요하며 기름 무화용 회전컵에 의해 무화한 유제 입자를 주행하고 있는 선형물에 도착시킬 때에, 유제 입자를 선형물 표면 원주 방향으로 균일성 있게 도착시킬 수 있는 동시에, 선형물의 주행 속도에 따라 목표 도유량을 만족하도록 유제 입자를 도착시킬 수 있는 선형물의 회전 무화식 도유 장치를 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 주행하고 있는 선형물에 무화한 유제 입자를 도착(塗着)시키는 회전 무화식 도유 장치에 있어서,
    내부를 상기 선형물이 수평 방향으로 주행하는 도유 챔버와,
    상기 도유 챔버내에 있어서 상기 선형물의 선형물 주행 라인에 대하여 적어도 2개가 천조(千鳥)식으로 배치되고, 회전에 의한 원심력에 의해 유제를 무화하고, 무화된 유제 입자를 상기 선형물에 도착시키기 위한 기름 무화용 회전컵과,
    상기 도유 챔버내에 있어서 상기 각 기름 무화용 회전컵과 상기 선형물 주행 라인 사이에 각각 배치되고, 해당 기름 무화용 회전컵으로부터 비산하는 유제 입자 중 상기 선형물로 향하는 유제 입자의 양을 규제하는 도유량 규제 부재와,
    상기 선형물에 도착되지 않은 잉여 유제 입자가 수용되는 유제 탱크와,
    상기 각 기름 무화용 회전컵에 대하여 각각 마련되고, 해당 기름 무화용 회전컵에 유제 공급용 관로를 통해서 상기 유제 탱크로부터의 유제를 공급하기 위한 유제 공급용 펌프와,
    상기 각 유제 공급용 펌프의 펌프용 모터 구동 회로에, 각각 목표 도유량을 만족하도록 미리 선형물의 주행 속도에 따라 정해진 유제 공급량을 지령하는 유제 공급량 지령 출력을 부여하는 유제 공급량 제어 장치를 포함하는
    선형물의 회전 무화식 도유 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유제 공급량 제어 장치는, 정상 주행 상태에 있어서의 선형물의 주행 속도에 대한 적정 유제 공급량을 선형물의 주행 개시로부터 설정 주행 속도에 걸쳐 정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 구비하고, 상기 펌프용 모터 구동 회로에, 선형물의 상승 가속 주행 시에는, 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력에 유제 공급량을 소정량 증가시키는 보정을 실행하여, 상기 유제 공급량 지령 출력으로서, 상기 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 부여하고, 선형물이 상기 설정 주행 속도로 주행할 때에는, 상기 유제 공급량 지령 출력으로서, 상기 설정 주행 속도에서의 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 부여하고, 선형물의 하강 감속 주행 시에는, 상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력에 유제 공급량을 소정량 감소시키는 보정을 실행하여, 상기 유제 공급량 지령 출력으로서, 상기 보정한 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력을 부여하는
    선형물의 회전 무화식 도유 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정상 주행시 유제 공급량 지령 출력은, 상기 선형물의 주행 개시로부터 설정 주행 속도에 걸쳐 정해진 상기 적정 유제 공급량이 선형물의 주행 속도와 비례 관계를 갖고, 또한, 꺾임선 형상으로 변화되는 특성을 갖는 출력인
    선형물의 회전 무화식 도유 장치.
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