KR20120084684A - 플럭스 충전율 판정 장치, 플럭스 충전율 판정 방법, 플럭스 충전율 판정 시스템 및 플럭스 충전율 판정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체 - Google Patents

플럭스 충전율 판정 장치, 플럭스 충전율 판정 방법, 플럭스 충전율 판정 시스템 및 플럭스 충전율 판정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높고, 이상품의 검출 정밀도가 우수한 동시에, 생산성도 우수한 플럭스 충전율 판정 장치, 플럭스 충전율 판정 방법, 플럭스 충전율 판정 시스템 및 플럭스 충전율 판정 프로그램을 제공하는 것이다. 플럭스 충전율 판정 장치(1)는, 제조 장치(200)에 배치하고, 플럭스가 충전된 금속대판의 상방에 배치한 제 1 센서(10a)에 의해 충전 직후에 측정한 플럭스 상면 좌표를 입력하는 입력부(2)와, 제 1 센서에서 측정한 금속대판 내면 좌표, 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위를 기억하는 기억부(3)와, 플럭스 상면 좌표와 금속대판 내면 좌표로 플럭스 단면적을 산출하는 플럭스 단면적 산출부(4)와, 플럭스 단면적, 플럭스 비중, 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하는 플럭스 충전율 산출부(5)와, 산출한 플럭스 충전율의 양호 또는 불량을 판단하는 판단부(6)를 구비한다.

Description

플럭스 충전율 판정 장치, 플럭스 충전율 판정 방법, 플럭스 충전율 판정 시스템 및 플럭스 충전율 판정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체{APPARATUS, METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING A FILLING RATIO OF FLUX, AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM FOR RECORDING PROGRAM OF DETERMINING A FILLING RATIO OF FLUX}
본 발명은, 연강, 고장력강, 스테인리스강 또는 내열강 등의 용접에 사용되는 전자동 또는 반자동 용접용의 아크 용접용 와이어 등에 적합한 플럭스 인입 와이어의 제조 장치에 이용되는 플럭스 충전율 판정 장치, 그것을 이용한 플럭스 충전율 판정 방법 및 플럭스 충전율 판정 시스템, 및 플럭스 충전율 판정 프로그램에 관한 것이다.
플럭스 인입 와이어는 이하와 같은 제조 방법으로 제조되고 있다. 우선, 금속대판(金屬帶板)을 판 폭방향의 양측으로부터 U자형으로 굽힘 성형하고, 굽힘 성형된 금속대판의 내부에 플럭스를 충전한다. 다음에, 플럭스가 충전된 금속대판을 관형상으로 성형하여 금속제 외피로 하고, 그 후 신선(伸線)에 의해 금속제 외피를 소정 직경까지 세경화하여, 길이방향을 따라 심(seam)이 형성된 플럭스 인입 와이어가 제조된다. 그리고, 이러한 플럭스 인입 와이어의 제조에 있어서는, 플럭스 공급부(BF) 이상, 금속대판 공급 속도와 플럭스 공급량의 밸런스(balance) 이상, 설비나 재료의 진동 이상 등에 의해, 플럭스가 충전되지 않은 부분이나, 플럭스 충전율(단위 길이당의 와이어 전체 질량에 대한 플럭스의 질량%)이 허용 범위를 만족하지 않는 부분이 발생하는 일이 있다. 이 때문에, 용접 품질에 악영향을 미치는 이러한 플럭스 충전 이상품을 검출하여, 제품으로서 혼입하지 않도록 배제할 필요가 있다.
종래, 플럭스 충전 이상품의 검사 및 배제 방법으로서는, 제품으로서의 플럭스 인입 와이어로부터 소정 길이의 샘플을 발취하여, 그 샘플을 파괴 검사함으로써, 플럭스의 질량, 체적 또는 단면적 등을 직접 측정하여, 그 값으로부터 플럭스 충전율을 산출하고, 그 검사 결과로부터 플럭스 충전율의 이상품을 배제하고 있다. 이러한 검사는, 발취(拔取) 검사이기 때문에 전수 검사에 비해서 신뢰성이 떨어진다는 문제가 있다. 또한, 이러한 검사는, 사람의 손에 의해 파괴 검사를 실행하기 때문에, 긴 작업 시간이 필요하고, 그 작업 부하도 커지는 동시에, 검사 이상을 생기게 한 원인을 특정하여 시정될 때까지의 이상 제조 로트(lot)는 파기되게 되어, 생산성이 낮아진다는 문제도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 와이어 제조중에 플럭스 충전율을 비파괴로 또한 온라인으로 검사함으로써 플럭스 충전율의 이상품을 배제하는 것이 요망되고 있다. 이러한 목적에 사용되는 플럭스 충전율 검출 장치로서, 특허문헌 1에서는, 플럭스 인입 와이어를 코일내로 통과시켜서 전자 유도 현상을 이용해서 플럭스 충전율을 산출하여, 산출된 플럭스 충전율에 의해 이상품을 검출하는 것이 제안되어 있다.
구체적으로는, 코일에 고주파수의 교류 전류를 흘리면, 플럭스 인입 와이어의 금속제 외피에는 전자 유도에 의해 유도 전류가 발생하고, 이 유도 전류에 의해 발생하는 자계 때문에 코일의 임피던스(impedance)가 변화된다. 그리고, 신선에 의해 제조되는 플럭스 인입 와이어에서는, 금속제 외피의 외경측이 규제되면서 신선되므로, 금속제 외피가 내경측으로 팽출하려고 하는 경향이 있다. 따라서, 플럭스의 충전량이 적다면 금속제 외피의 두께가 두껍고, 플럭스 충전량이 많다면 금속제 외피의 두께가 얇아지는 경향이 있다. 또, 코일의 임피던스는, 금속제 외피의 두께가 두꺼워지면, 즉 플럭스 충전율이 저하하면, 대폭 감소한다. 따라서, 특허문헌 1에서는, 코일의 임피던스의 변화에 의해, 플럭스 인입 와이어의 플럭스 충전율을 산출하는 것이다.
일본 공개 특허 제 1997-239588 호 공보
그러나, 전술한 전자 유도에 의해 발생하는 유도 전류의 변화량, 즉 코일의 임피던스의 변화량은, 와이어내의 플럭스의 유무를 판별할 때에 유효한 정도의 것으로, 플럭스 충전량을 정량적으로 파악할 수 있는 것은 아니고, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 낮은 것이었다. 따라서, 플럭스가 충전되어 있지 않은 이상품은 검출할 수 있지만, 플럭스가 충전되어 있어도, 그 플럭스 충전율이 허용 범위를 초과하는 이상품을 검출할 수 있는 것은 아니다. 그 때문에, 특허문헌 1의 플럭스 충전율 검출 장치에서는, 플럭스 충전율의 검출 정밀도가 낮고, 이상품의 검출 정밀도도 낮아진다는 문제가 있다.
또, 특허문헌 1의 플럭스 충전율 검출 장치에서는, 전술한 바와 같이, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 낮기 때문에, 플럭스 무충전품이 검출되었을 경우에 있어서는, 제조 장치를 정지한 후, 제조된 제품의 파괴 검사에 의해 플럭스 충전율이 측정된다. 그 결과, 일단 이상품이 발견되면, 정상품으로까지 거슬러서 이상품을 제거할 필요가 있어, 제품 스루풋(throughput)이 저하하고, 생산성이 떨어진다는 문제가 있다.
여기서, 본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서, 그 과제는, 플럭스 인입 와이어의 제조 장치에 사용되었을 때에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높고, 이에 의해 이상품의 검출 정밀도가 우수한 동시에, 생산성도 우수한 플럭스 충전율 판정 장치, 그것을 이용한 플럭스 충전율 판정 방법 및 플럭스 충전율 판정 시스템, 및 플럭스 충전율 판정 프로그램을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 장치는, 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판의 내부에 플럭스를 충전하고, 이 금속대판을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어를 제조하는 제조 장치에 배치하여 플럭스 충전율을 판정하는 플럭스 충전율 판정 장치로서, 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 표면에 대하여 상방에 배치한 센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 금속대판의 판 폭방향의 플럭스 상면(上面) 좌표를 입력하는 입력부와, 상기 센서에서 측정한 플럭스가 충전되어 있지 않은 금속대판의 판 폭방향의 금속대판 내면 좌표와, 사전설정된 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위를 기억하는 기억부와, 상기 플럭스 상면 좌표와 상기 금속대판 내면 좌표로 플럭스 단면적을 산출하는 플럭스 단면적 산출부와, 상기 플럭스 단면적을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 상기 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 상기 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하는 플럭스 충전율 산출부와, 상기 산출한 플럭스 충전율이, 상기 플럭스 충전율의 허용 범위를 만족하는 경우를 양호라고 판단하고, 만족하지 않는 경우를 불량이라고 판단하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 센서에 의해 플럭스 상면 좌표 및 금속대판 내면 좌표가 측정되고, 이들 곡면 좌표를 이용하여, 플럭스 단면적 산출부에서 플럭스 단면적이 산출되고, 이 플럭스 단면적을 이용하여 플럭스 충전율 산출부에서 플럭스 충전율이 산출된다. 따라서, 산출되는 플럭스 충전율은, 플럭스 단면적이라는 플럭스 충전율에 직접 관계가 있는 물리량으로부터 산출되기 때문에, 종래와 같은 와이어에 발생하는 유도 전류라는 플럭스 충전율에 간접적인 물리량으로부터 추정되는 것에 비하여, 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검지 정밀도가 향상된다. 그러므로, 이상품이 검지되었을 경우, 종래와 같이 제품에 의한 파괴 검사를 실시할 필요가 없기 때문에, 파괴 검사에 의해 제품 스루풋이 저하하는 일이 없어, 와이어의 생산성이 향상된다. 또, 플럭스 단면적의 산출에 이용되는 플럭스 상면 좌표가 금속대판의 관형상 성형전의 플럭스 충전 직후에 측정된 것이기 때문에, 이상품이 검지되었을 경우에도, 이상품의 파급 범위가 좁아지게 되어, 와이어의 생산성이 더욱 향상된다.
본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 장치는, 상기 플럭스 충전율 판정 장치에 있어서, 상기 입력부에서는, 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 표면에 대하여 상방에 배치한 제 1 센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 금속대판의 판 폭방향의 플럭스 상면 좌표와, 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 표면에 대하여 하방에 배치한 제 2 센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 금속대판의 판 폭방향의 금속대판 외면 좌표를 입력하고, 상기 기억부에서는, 상기 플럭스가 충전되어 있지 않은 금속대판의 판 폭방향의 금속대판 단면적을 더 기억하고, 상기 플럭스 단면적 산출부에서는, 상기 플럭스 상면 좌표와 상기 금속대판 외면 좌표로 총단면적을 산출하고, 이 총단면적과 상기 금속대판 단면적으로 플럭스 단면적을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 제 1 및 제 2 센서에 의해 플럭스 상면 좌표 및 금속대판 외면 좌표가 측정되고, 이들 곡면 좌표와 기억부에 미리 기억된 금속대판 단면적을 이용하여, 플럭스 단면적 산출부에서 총단면적 및 플럭스 단면적이 산출되고, 이 플럭스 단면적을 이용하여 플럭스 충전율 산출부에서 플럭스 충전율이 산출된다. 따라서, 산출되는 플럭스 충전율은, 상기 플럭스 충전율 제어 장치와 마찬가지로 플럭스 충전율에 직접 관계가 있는 물리량인 플럭스 단면적으로부터 산출되기 때문에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검지 정밀도가 향상되는 동시에, 와이어의 생산성이 향상된다.
또, 플럭스 상면 좌표 및 금속대판 외면 좌표의 양쪽 곡면 좌표가 측정되기 때문에, 유동중의 진동 등에 의해 금속대판이 상하, 좌우 또는 경사 방향으로 이동했을 경우에도, 이 금속대판의 이동이 산출되는 플럭스 단면적에 영향을 미치는 것과 같은 일은 없다. 따라서, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검출 정밀도가 향상된다. 더욱이, 상기 플럭스 충전율 제어 장치와 마찬가지로, 플럭스 충전율의 산출에 이용되는 플럭스 상면 좌표 및 금속대판 외면 좌표의 양쪽 곡면 좌표가 금속대판의 관형상 성형전의 플럭스 충전 직후에 측정된 것이기 때문에, 와이어의 생산성이 한층더 향상된다.
본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 장치는, 상기 플럭스 충전율 판정 장치의 상기 판단부에 있어서의 상기 산출한 플럭스 충전율이 상기 플럭스 충전율에 소정의 보정값을 더 가산한 것인 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 판단부에 있어서의 플럭스 충전율은 보정값이 더 가산된 것이므로, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 보다 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검출 정밀도가 보다 향상된다.
본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 방법은, 상기 플럭스 충전율 판정 장치를 이용하여 플럭스 충전율을 판정하는 플럭스 충전율 판정 방법으로서, 상기 센서에서 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 입력부에 입력하고, 이 곡면 좌표를 플럭스 단면적 산출부에 출력하는 제 1 단계와, 상기 플럭스 단면적 산출부에 있어서, 상기 제 1 단계에서 출력된 상기 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 단면적을 산출하고, 이 플럭스 단면적을 플럭스 충전율 산출부에 출력하는 제 2 단계와, 상기 플럭스 충전율 산출부에 있어서, 상기 제 2 단계에서 출력된 상기 플럭스 단면적을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 상기 기억부에 기억된 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 상기 기억부에 기억된 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하고, 이 플럭스 충전율을 상기 판단부에 출력하는 제 3 단계와, 상기 판단부에 있어서, 상기 제 3 단계에서 출력된 상기 플럭스 충전율과, 상기 기억부에 기억된 플럭스 충전율의 허용 범위를 비교하여, 상기 플럭스 충전율의 양호 또는 불량을 판단하고, 불량이라고 판단되었을 경우에는, 상기 제조 장치의 가동을 정지하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 순서에 따르면, 센서에서 측정된 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표가 제 1 단계에서 입력되고, 이 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 단면적이 제 2 단계에서 산출되고, 이 플럭스 단면적을 이용하여 플럭스 충전율이 제 3 단계에서 산출된다. 따라서, 산출되는 플럭스 충전율은, 플럭스 단면적이라는 플럭스 충전율에 직접 관계가 있는 물리량으로부터 산출되기 때문에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검지 정밀도가 향상된다. 그 때문에, 이상품이 검지되었을 경우, 종래와 같이 제품에 의한 파괴 검사를 실시할 필요가 없기 때문에, 와이어의 생산성이 향상된다. 또한, 제 1 단계에서 입력되는 곡면 좌표가 금속대판의 관형상 성형전의 플럭스 충전 직후에 측정된 것이기 때문에, 이상품이 검지되었을 경우에도, 이상품의 파급 범위가 좁아지게 되어, 와이어의 생산성이 더욱 향상된다. 더욱이, 제 3 단계에서 산출된 플럭스 충전율은 제 4 단계에서 양호 또는 불량이 판단되고, 불량이라고 판단되었을 경우에는 제조 장치의 가동의 정지 혹은 이상 원인의 시정을 하기 때문에, 이상품의 파급 범위가 좁아지게 되어, 와이어의 생산성이 한층더 향상된다.
본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 시스템은, 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판의 내부에 플럭스를 충전하고, 이 금속대판을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어를 제조하는 제조 장치와, 상기 제조 장치에 배치되어 플럭스 충전율을 판정하는 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 기재된 플럭스 충전율 판정 장치와, 상기 제조 장치에 배치되어 상기 플럭스 충전율 판정 장치에서 이용되는 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 상기 플럭스의 충전 직후에 측정하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 플럭스 충전 직후에 측정된 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 충전율을 판정하는 플럭스 충전율 판정 장치를 구비하는 것에 의해, 곡면 좌표로부터 플럭스 단면적이라는 플럭스 충전율과 직접 관계가 있는 물리량을 산출할 수 있고, 이 플럭스 단면적으로부터 플럭스 충전율을 산출, 판정할 수 있기 때문에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검출 정밀도가 향상되는 동시에, 와이어의 생산성도 향상된다.
본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 프로그램은, 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판의 내부에 플럭스를 충전하고, 이 금속대판을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어를 제조하는 제조 장치에서 플럭스 충전율을 판정하기 위해서, 사전설정된 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위를 기억하는 기억부를 구비한 컴퓨터를, 센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 입력하는 입력부, 상기 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 단면적을 산출하는 플럭스 단면적 산출부, 상기 플럭스 단면적을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 상기 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 상기 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하는 플럭스 충전율 산출부, 상기 산출한 플럭스 충전율이, 상기 플럭스 충전율의 허용 범위를 만족하는 경우를 양호라고 판단하고, 만족하지 않는 경우를 불량이라고 판단하는 판단부로서 기능시킨다.
상기 구성에 따르면, 플럭스 충전 직후에 측정된 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 이용하여, 플럭스 단면적이라는 플럭스 충전율에 직접 관계가 있는 물리량을 산출할 수 있고, 이 플럭스 단면적을 이용하여 플럭스 충전율이 산출되기 때문에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검출 정밀도가 향상되는 동시에, 와이어의 생산성도 향상된다.
본 발명에 따르면, 플럭스 인입 와이어의 제조 장치에 이용되었을 때에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높고, 이에 의해 이상품의 검출 정밀도가 우수한 동시에, 생산성도 우수한 플럭스 충전율 판정 장치, 그것을 이용한 플럭스 충전율 판정 방법 및 플럭스 충전율 판정 시스템, 및 플럭스 충전율 판정 프로그램을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에서의 플럭스 단면적의 산출 방법을 도시하는 것으로, 곡면 좌표의 표시 화면을 도시하는 모식도,
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에서의 플럭스 단면적의 다른 산출 방법을 도시하는 것으로, 곡면 좌표의 표시 화면을 도시하는 모식도,
도 4는 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 방법의 순서를 나타내는 공정 흐름도,
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 시스템의 구성을 도시하는 모식도.
본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 장치, 플럭스 충전율 판정 방법, 플럭스 충전율 판정 시스템 및 플럭스 충전율 판정 프로그램의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 이하에 상세하게 설명한다.
<플럭스 충전율 판정 장치>
우선, 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 장치에 대해서 설명한다.
도 5의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 플럭스 충전율 판정 장치(이하, 판정 장치라고 칭함)(1)는, 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판(101)의 내부에 플럭스(102)를 충전하고, 이 금속대판(101)을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어(101C)를 제조하는 제조 장치(200)에 배치하여 플럭스 충전율을 판정하는 것이다.
여기에서, 플럭스 충전율이란, 단위 길이당의 플럭스 인입 와이어(101C)의 전체 질량에 대한 플럭스(102)의 질량의 백분율(질량%)이다.
본 발명의 판정 장치(1)가 배치되는 제조 장치(200)는, 금속대판(101)을 판 폭방향으로 만곡시키는 제 1 성형기(201)와, 만곡한 금속대판(101)의 내부에 플럭스(102)를 충전하는 플럭스 충전기(202)와, 플럭스(102)가 충전된 금속대판(101)[ 이하, 플럭스 충전판(101A)이라고 칭함]을 관형상으로 성형하고, 길이방향을 따라 심(104)이 형성된 관형상 와이어(101B)를 제조하는 제 2 성형기(203)와, 관형상 와이어(101B)의 외경을 제품 직경까지 신선하여 세경(細徑)의 금속 외피(103)의 내부에 플럭스(102)가 충전된 플럭스 인입 와이어(101C)를 제조하는 신선기(207)를 구비하는 것이다. 또한, 제조 장치(200)는 제조된 플럭스 인입 와이어(101C)를 코일형상으로 권취하는 권취기(208), 성형용 윤활제의 도포기 및 제거기(도시하지 않음)를 더 구비하는 구성이어도 좋다.
제조 장치(200)에 있어서, 제 1 및 제 2 성형기(201, 203)에는 성형 롤러 등이 사용될 수 있고, 플럭스 충전기(202)에는, 벨트 피더(belt feeder), 스무스 오토피더(smooth auto-feeder), 테이블 피더(table feeder), 신트론 피더(Shintron feeder) 등이 사용될 수 있고, 신선기(207)에는 롤러 다이스(204) 또는 구멍 다이스(205)와 캡스턴(capstan)(206)으로 이루어지는 신선부를 직렬로 복수개 접속한 것을 사용될 수 있다.
제조 장치(200)에는, 판정 장치(1)에서 플럭스 충전율을 산출하기 위해서, 플럭스 충전판(101A)의 판 두께방향의 곡면 좌표를 측정하는 센서(10)가 배치되어 있다. 또한, 센서(10)는, 플럭스 충전판(101A)의 판 두께방향의 곡면 좌표를 플럭스(102)의 충전 직후에 측정하기 위해서, 플럭스 충전기(202)와 제 2 성형기(203) 사이에 배치되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태의 판정 장치(1)는, 입력부(2)와, 기억부(3)와, 플럭스 단면적 산출부(4)와, 플럭스 충전율 산출부(5)와, 판단부(6)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 제 1 실시형태의 판정 장치(1)에 있어서, 센서(10)는 플럭스 충전판(101A)의 판 표면의 상방에 배치된 제 1 센서(10a)만으로 구성된다[도 5의 (a) 및 (b) 참조]. 이하, 각 구성에 대해서 설명한다.
(입력부)
입력부(2)에서는, 플럭스 충전판(101A)의 판 폭방향의 플럭스 상면 좌표(ZF), 즉 충전된 플럭스(102)의 상면에 의해 그려진 곡면의 곡면 좌표[도 2의 (a) 참조]가 상기 제 1 센서(10a)로부터 입력되고, 이 플럭스 상면 좌표(ZF)를 플럭스 단면적 산출부(4)에 출력한다. 또한, 제 1 센서(10a)에 의한 플럭스 상면 좌표(ZF)의 측정은, 예를 들어 제 1 센서(10a)로부터 플럭스 충전판(101A)의 판 두께방향으로 소정 간격 또는 연속적으로 레이저광을 출사하고, 측정 대상물로부터의 반사광을 측정함으로써 실행되는 레이저 변위계가 이용된다. 플럭스 상면 좌표(ZF)에 있어서, 판 폭방향이 X축 좌표, 판 두께방향이 Y축 좌표가 된다. 또한, 플럭스 상면 좌표(ZF)는 플럭스 충전판(101A)의 외경, 플럭스 인입 와이어(101C)의 외경, 플럭스 충전율 등에 의해, 사전 설정되는 검사 영역[도 2의 (a) 참조]으로 제한된 범위내의 곡면 좌표이어도 좋다.
입출력되는 플럭스 상면 좌표(ZF)는, 전술한 바와 같이, 플럭스 충전판(101A)의 판 표면에 대하여 상방에 배치한 제 1 센서(10a)(도 5 의 (a) 및 (b) 참조]에 의해, 금속대판(101)의 내부에 플럭스(102)가 충전된 직후에 측정된 것이다. 그 때문에, 후술하는 바와 같이, 이 플럭스 상면 좌표(ZF)로부터 산출되는 플럭스 단면적 및 플럭스 충전율은, 플럭스 인입 와이어(101C)의 제조 과정의 초기 단계에서의 것이 되기 때문에, 플럭스 충전율의 이상품이 검출되었을 경우의 파급 범위는 좁아지게 되어, 생산성의 저하를 방지할 수 있다.
(기억부)
기억부(3)에서는, 상기 제 1 센서(10a)에서 측정한 플럭스(102)가 충전되어 있지 않은 금속대판(101)의 판 폭방향의 금속대판 내면 좌표(ZMa), 즉 만곡한 금속대판(101)의 내면에 의해 그려지는 곡면의 곡면 좌표[도 2의 (a) 참조]와, 플럭스 인입 와이어(101C)의 사양, 사용 목적 등에 의해 사전설정된 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위를 기억하고, 필요시에 플럭스 단면적 산출부(4), 플럭스 충전율 산출부(5) 및 판단부(6)에 출력한다. 구체적으로는, 금속대판 내면 좌표(ZMa)를 플럭스 단면적 산출부(4)에 출력하고, 금속대판 질량 및 플럭스 비중을 플럭스 충전율 산출부(5)에 출력하고, 플럭스 충전율의 허용 범위를 판단부(6)에 출력한다. 그리고, 금속대판 내면 좌표(ZMa), 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 기억부(3)에의 입력은 미리 오퍼레이터 등에 의해 실행된다. 또한, 제 1 센서(10a)에 의한 금속대판 내면 좌표(ZMa)의 측정은 상기 플럭스 상면 좌표(ZF)와 동일하다. 또한, 금속대판 내면 좌표(ZMa), 금속대판 질량은 미리 설정되는 검사 영역[도 2의 (a) 참조]으로 제한된 범위내의 것이어도 좋다.
(플럭스 단면적 산출부)
플럭스 단면적 산출부(4)에서는, 입력부(2)로부터 출력된 플럭스 상면 좌표(ZF)와, 기억부(3)로부터 출력된 금속대판 내면 좌표(ZMa)가 입력되고, 이 플럭스 상면 좌표(ZF)와 금속대판 내면 좌표(ZMa)를 이용하여 플럭스 단면적(S)[도 2의 (a) 참조]을 산출하고, 산출한 플럭스 단면적(S)을 플럭스 충전율 산출부(5)에 출력한다. 그리고, 플럭스 단면적(S)은, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 플럭스(102)의 상면에 의해 그려지는 곡면의 곡면 좌표[플럭스 상면 좌표(ZF)]와 만곡한 금속대판(101)의 내면에 의해 그려지는 곡면의 곡면 좌표[금속대판 내면 좌표(ZMa)] 사이의 영역의 면적을 플럭스 단면적(S)으로서 산출한다.
(플럭스 충전율 산출부)
플럭스 충전율 산출부(5)에서는, 플럭스 단면적 산출부(4)로부터 출력된 플럭스 단면적(S)이 입력되고, 이 플럭스 단면적(S)을 이용하여 플럭스 충전율이 산출되고, 산출한 플럭스 충전율을 판단부(6)에 출력한다. 또한, 플럭스 충전율 산출부(5)에는, 기억부(3)로부터 출력된 플럭스 비중 및 금속대판 질량이 입력된다. 그리고, 플럭스 충전율은, 플럭스 단면적(S)을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출한다.
이와 같이 산출되는 플럭스 충전율은, 플럭스 단면적(S)이라는 플럭스 충전율에 직접 관계가 있는 물리량으로부터 산출되기 때문에, 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검지 정밀도가 우수하게 된다. 그 때문에, 이상품이 검지되었을 경우, 파괴 검사를 실시할 필요가 없기 때문에, 파괴 검사에 의해 제품 스루풋이 저하하는 일이 없어, 플럭스 인입 와이어(101C)의 생산성이 우수하게 된다.
(판단부)
판단부(6)에서는, 플럭스 충전율 산출부(5)로부터 출력된 플럭스 충전율과, 기억부(3)로부터 출력된 플럭스 충전율의 허용 범위가 입력되고, 이 플럭스 충전율이 허용 범위를 만족하는 경우를 양호라고 판단하고, 만족하지 않는 경우를 불량이라고 판단한다. 그리고, 판단부(6)는 판단 결과를 제조 장치(200)의 플럭스 충전기(202) 또는 제어부(도시하지 않음)에 출력하여, 제조 장치(200)의 가동을 제어하는 것이 바람직하다.
판단부(6)에서는, 플럭스 충전율 산출부(5)로부터 출력된, 즉 산출된 플럭스 충전율에 소정의 보정값을 가산하여, 그 보정값을 가산한 플럭스 충전율(보정 플럭스 충전율)이 허용 범위를 만족하는지 여부를 판단함으로써, 플럭스 인입 와이어(101C)의 플럭스 충전율의 양호 또는 불량을 판단하는 것이 바람직하다. 여기에서, 보정값은, 미리 예비 실험 등을 행하고, 그 결과로부터 플럭스 비중의 오차, 센서의 장착에 의한 오차 등을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 판정 장치(1)에 있어서, 입력부(2)는 네트워크 통신 등, 기억부(3)는 ROM, RAM, HDD(하드디스크) 등의 기록 매체, 플럭스 단면적 산출부(4), 플럭스 충전율 산출부(5) 및 판단부(6)는 마이크로컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터 등의 처리 연산 장치로 구성할 수 있다.
또, 본 발명의 판정 장치(1)는 상기 구성에 부가하여 표시부(7)를 더 구비해도 좋다.
(표시부)
표시부(7)에서는, 입력부(2)로부터 출력된 플럭스 상면 좌표(ZF), 및 기억부(3)로부터 출력된 금속대판 내면 좌표(ZMa)가 표시된다. 그리고, 표시부(7)는 마이크로컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터 등의 디스플레이 등으로 구성할 수 있다. 표시부(7)에 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 내면 좌표(ZMa)가 표시되는 것에 의해, 플럭스 충전판(101A)에의 플럭스(102)의 충전 상태를 오퍼레이터 등이 확인할 수 있다. 또한, 플럭스(102)의 충전 상태를 확인한 후, 오퍼레이터 등에 의해 표시부(7)에 검사 영역을 입력하여, 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 내면 좌표(ZMa)의 데이터 선별을 실행해도 좋다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태의 판정 장치(1A)는 입력부(2)와, 기억부(3)와, 플럭스 단면적 산출부(4)와, 플럭스 충전율 산출부(5)와, 판단부(6)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한, 판정 장치(1A)는 표시부(7)를 더 구비해도 좋다. 그리고, 제 2 실시형태의 판정 장치(1A)에 있어서, 센서(10)는 플럭스 충전판(101A)의 판 표면의 상방에 배치된 제 1 센서(10a)와, 하방에 배치된 제 2 센서(10b)로 구성된다[도 5의 (a), (b) 참조]. 이하, 각 구성에 대해서 설명한다.
(입력부)
입력부(2)에서는, 플럭스 충전판(101A)의 판 폭방향의 플럭스 상면 좌표(ZF) [도 3의 (a) 참조]가 상기 제 1 센서(10a)로부터 입력되고, 플럭스 충전판(101A)의 금속대판 외면 좌표(ZMb), 즉 금속대판(101)의 외면에 의해 그려진 곡면의 곡면 좌표[도 3의 (a) 참조]가 상기 제 2 센서(10b)로부터 입력된다. 또한, 입력부(2)에서는, 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)를 플럭스 단면적 산출부(4)에 출력한다. 더욱이, 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)에 의한 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)의 측정은 상기 제 1 실시형태의 판정 장치(1)에 있어서의 플럭스 상면 좌표(ZF)와 동일하다. 또한, 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)는 사전 설정되는 검사 영역[도 3의 (a) 참조]으로 제한된 범위내의 곡면 좌표이어도 좋다.
그리고, 입출력되는 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)는, 전술한 바와 같이, 플럭스 충전판(101A)의 판 표면에 대하여 상방 및 하방에 배치한 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)[도 5의 (a), (b) 참조]에 의해, 금속대판(101)의 내부에 플럭스(102)가 충전된 직후에 측정된 것이다. 그 때문에, 후술하는 바와 같이, 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)로부터 산출되는 플럭스 단면적 및 플럭스 충전율은, 플럭스 인입 와이어(101C)의 제조 과정의 초기 단계에서의 것이 되기 때문에, 플럭스 충전율의 이상품이 검출되었을 경우의 파급 범위는 좁아지게 되어, 생산성의 저하를 방지할 수 있다.
(기억부)
기억부(3)에서는, 사전설정된 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위에 부가하여, 플럭스(102)가 충전되어 있지 않은 금속대판(101)의 판 폭방향의 금속대판 단면적(S2)[도 3의 (b) 참조]을 더 기억하고, 필요시에 플럭스 단면적 산출부(4), 플럭스 충전율 산출부(5) 및 판단부(6)에 출력한다. 구체적으로는, 금속대판 단면적(S2)을 플럭스 단면적 산출부(4)에 출력하고, 금속대판 질량 및 플럭스 비중을 플럭스 충전율 산출부(5)에 출력하고, 플럭스 충전율의 허용 범위를 판단부(6)에 출력한다. 또한, 금속대판 단면적(S2), 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 기억부(3)에의 입력은 미리 오퍼레이터 등에 의해 실행된다. 또한, 금속대판 단면적(S2), 금속대판 질량은 사전 설정되는 검사 영역[도 3의 (b) 참조]으로 제한된 범위내의 것이어도 좋다.
(플럭스 단면적 산출부)
플럭스 단면적 산출부(4)에서는, 입력부(2)로부터 출력된 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)가 입력되고, 이 플럭스 상면 좌표(ZF)와 금속대판 외면 좌표(ZMb)를 이용하여 플럭스 단면적(S)[도 3의 (b) 참조]을 산출하고, 산출한 플럭스 단면적(S)을 플럭스 충전율 산출부(5)에 출력한다. 또한, 플럭스 단면적 산출부(4)에는, 기억부(3)로부터 출력된 금속대판 단면적(S2)이 입력된다. 그리고, 플럭스 단면적(S)은, 도 3의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 플럭스(102)의 상면에 의해 그려지는 곡면의 곡면 좌표[플럭스 상면 좌표(ZF)]와 만곡한 금속대판(101)의 외면에 의해 그려지는 곡면의 곡면 좌표[금속대판 외면 좌표(ZMb)] 사이의 영역으로 정의되는 총단면적(S1)으로부터 금속대판 단면적(S2)을 감산한 면적을 플럭스 단면적(S)(S=S1-S2)으로서 산출한다. 또한, 도 3의 (a), (b)에서는, 플럭스 상면 좌표(ZF), 금속대판 외면 좌표(ZMb)가 검사 영역에 의해 제한되었을 경우의 총단면적(S1), 금속대판 단면적(S2) 및 플럭스 단면적(S)을 기재했다.
상기 제 1 실시형태의 판정 장치(1)는, 통상의 제조, 구체적으로는 금속대판(101)을 통상 속도로 유동했을 경우에는, 플럭스 단면적(S)을 정밀도 양호하게 산출할 수 있다. 그렇지만, 생산성을 향상시키기 위해서 금속대판(101)을 통상 속도보다 빠른 고속으로 유동했을 경우에는, 이하와 같은 문제가 발생하기 쉬워진다.
고속 유동에서는, 금속대판(101)에 상하, 좌우 또는 경사 방향의 진동이 발생하기 쉽다. 이러한 금속대판(101)의 진동은 플럭스 단면적(S)을 산출하기 위해서 제 1 센서(10a)에서 측정된 플럭스 상면 좌표(ZF)를 상하, 좌우 또는 경사 방향으로 이동시키게 된다. 한편, 플럭스 단면적(S)의 산출의 기준이 되는 금속대판 내면 좌표(ZMa)는 사전에 진동이 없는 상태의 금속대판(101)에서 측정한 곡면 좌표이다. 따라서, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 1 실시형태의 판정 장치(1)에서 산출되는 플럭스 단면적은 실제의 플럭스 단면적(S)에 비하여 오차(ΔS)만큼 증가 또는 감소한 단면적으로 산출되기 쉬워서, 산출되는 플럭스 단면적의 산출 정밀도가 저하하기 쉽다. 또한, 도 2의 (b)에서는, 플럭스 상면 좌표(ZF)가 금속대판(101)의 진동에 의해 상부 방향으로 이동했을 경우를 기재했다.
제 2 실시형태의 판정 장치(1A)에서는, 전술한 바와 같은 금속대판(101)의 진동이 발생했을 경우에도, 플럭스 단면적(S)의 산출을 위해 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)에서 측정된 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)는 금속대판(101)의 진동에 의해 동일 방향으로 이동한다. 따라서, 제 2 실시형태의 판정 장치(1A)에서는, 산출되는 플럭스 단면적에 오차(ΔS)가 발생하는 일이 없기 때문, 산출 정밀도가 높아진다.
(플럭스 충전율 산출부, 판단부 및 표시부)
플럭스 충전율 산출부(5), 판단부(6) 및 표시부(7)는 상기 제 1 실시형태의 판정 장치(1)와 동일하므로, 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 판정 장치(1A)에 있어서, 입력부(2)는 네트워크 통신 등, 기억부(3)는 ROM, RAM, HDD(하드디스크) 등의 기록 매체, 플럭스 단면적 산출부(4), 플럭스 충전율 산출부(5) 및 판단부(6)는 마이크로컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터 등의 처리 연산 장치, 표시부(7)는 마이크로컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터 등의 디스플레이로 구성할 수 있다.
<플럭스 충전율 판정 방법>
다음에, 본 발명의 플럭스 충전율 판정 방법(이하, 판정 방법이라고 칭함)에 대해서 설명한다. 또한, 판정 장치, 센서 및 제조 장치의 구성에 대해서는, 도 1, 도 5의 (a), (b)를 참조하여 설명한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 판정 방법은, 전술한 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태의 플럭스 충전율 판정 장치[1(1A)]를 이용하여 플럭스 충전율을 판정하는 것으로서, 플럭스 충전판(101A)의 판 폭방향의 곡면 좌표를 입력하는 제 1 단계(S1)와, 플럭스 단면적(S)을 산출하는 제 2 단계(S2)와, 플럭스 충전율(F)을 산출하는 제 3 단계(S3)와, 플럭스 충전율(F)의 양호 또는 불량을 판단하는 제 4 단계(S4)를 포함하는 것이다.
(제 1 단계)
제 1 단계(S1)는, 센서(10)에서 플럭스(102)의 충전 직후에 측정한 플럭스 충전판(101A)의 판 폭방향의 곡면 좌표를 입력부(2)에 입력하고, 이 곡면 좌표를 플럭스 단면적 산출부(4)에 출력하는 공정이다.
여기서, 입출력되는 곡면 좌표는, 플럭스(102)의 충전 직후에 측정된 것이기 때문에, 후술하는 바와 같이, 이 곡면 좌표로부터 산출되는 플럭스 단면적(S) 및 플럭스 충전율(F)은, 플럭스 인입 와이어(101C)의 제조 과정의 초기 단계에서의 것이 되기 때문에, 플럭스 충전율(F)의 이상품이 검출되었을 경우의 파급 범위는 좁아지게 되어, 생산성의 저하를 방지할 수 있다.
그리고, 곡면 좌표는, 제 1 실시형태의 판정 장치(1)를 이용할 경우에는, 플럭스 충전판(101A)의 판 표면에 대하여 상방에 배치한 제 1 센서(10a)에서 측정한 플럭스 상면 좌표(ZF)[도 2의 (a) 참조]이다. 또한, 제 2 실시형태의 판정 장치(1A)를 이용할 경우에는, 플럭스 충전판(101A)의 판 표면에 대하여 상방 및 하방에 배치한 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)에서 측정한 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)[도 3의 (a) 참조]이다.
(제 2 단계)
제 2 단계(S2)는, 플럭스 단면적 산출부(4)에 있어서, 제 1 단계(S1)로 출력된 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 단면적(S)을 산출하고, 이 플럭스 단면적(S)을 플럭스 충전율 산출부(5)에 출력하는 공정이다.
플럭스 단면적(S)의 산출은, 제 1 실시형태의 판정 장치(1)를 이용할 경우에는, 플럭스 상면 좌표(ZF)와, 기억부(3)로부터 출력된 금속대판 내면 좌표(ZMa) 사이의 영역의 면적을 플럭스 단면적(S)으로서 산출한다[도 2의 (a) 참조]. 또한, 제 2 실시형태의 판정 장치(1A)를 이용할 경우에는, 플럭스 상면 좌표(ZF)와 금속대판 외면 좌표(ZMb) 사이의 영역의 면적을 산출하여 총단면적(S1)으로 하고[도 3의 (a) 참조], 이 총단면적(S1)으로부터 기억부(3)에 기억된 금속대판 단면적(S2)을 감산하는 것에 의해, 플럭스 단면적(S)(S=S1-S2)을 산출한다[도 3의 (b) 참조]. 또한, 도 3의 (a), (b)에서는, 플럭스 상면 좌표(ZF), 금속대판 외면 좌표(ZMb)가 검사 영역에 의해 제한되었을 경우의 총단면적(S1), 금속대판 단면적(S2) 및 플럭스 단면적(S)을 기재했다.
(제 3 단계)
제 3 단계(S3)는, 플럭스 충전율 산출부(5)에 있어서, 제 2 단계(S2)에서 출력된 플럭스 단면적(S)을 이용하여 플럭스 충전율(F)을 산출하고, 이 플럭스 충전율(F)을 판단부(6)에 출력하는 공정이다.
플럭스 충전율(F)의 산출은 이하의 (S3-1) 내지 (S3-3)의 순서로 실행한다.
(S3-1) 플럭스 충전판(101A)의 소정 길이(L)(예를 들면, L=1㎜), 또는 소정 시간(T)(예를 들면, T=1초)마다 소정 길이(예를 들면, 75㎜) 또는 소정 시간(예를 들면, 60초)까지 제 1 단계(S1) 및 제 2 단계를 실행했을 때에 산출된 플럭스 단면적(S)을 이용하여, 함수 S(L) 또는 S(T)를 정의한다.
(S3-2) 함수 S(L) 또는 S(T)를 소정 길이(예를 들면, 75㎜) 또는 소정 시간(60초)로 적분해서 플럭스 충전 용량(V)을 산출한다.
(S3-3) 플럭스 충전 용량(V)을, 기억부(3)에 기억된 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량(F1)에 환산하고, 이 플럭스 충전 질량(F1)과, 기억부(3)에 기억된 금속대판 질량(F2)으로 하기 수학식 1에서 플럭스 충전율(F)을 산출한다.
[수학식 1]
F(%) = [F1 / (F1 + F2)] ㅧ 100
이와 같이 산출되는 플럭스 충전율(F)은, 플럭스 단면적(S)이라는 플럭스 충전율(F)에 직접 관계가 있는 물리량으로부터 연산되기 때문에, 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율(F)의 이상품의 검지 정밀도가 우수하게 된다. 그 때문에, 이상품이 검지되었을 경우, 파괴 검사를 실시할 필요가 없기 때문에, 파괴 검사에 의해 제품 스루풋이 저하하는 일이 없어, 플럭스 인입 와이어(101C)의 생산성이 우수하게 된다.
(제 4 단계)
제 4 단계(S4)는, 판단부(6)에 있어서, 제 3 단계(S3)에서 출력된 플럭스 충전율(F)과, 기억부(3)에 기억된 플럭스 충전율(F)의 허용 범위를 비교하여, 플럭스 충전율(F)의 양호 또는 불량을 판단하고, 불량이라고 판단되었을 경우에는, 제조 장치(200)의 가동을 정지, 즉 플럭스 충전율(F)의 판정을 종료하는 공정이다. 또한, 제 4 단계(S4)에서는, 플럭스 충전율(F)이 양호라고 판단되었을 경우에도, 허용 범위 중심값으로부터의 편차, 즉 플럭스 충전율(F)과 허용 범위 중심값의 차이에 따라서, 플럭스 충전기(202)에서의, 플럭스 공급량 또는 금속대판(101)의 유동 속도를 증감시키는 제어를 실행해도 좋다.
제 4 단계(S4)에서는, 제 3 단계(S3)에서 출력된, 즉 산출된 플럭스 충전율(F)에 소정의 보정값을 가산하여, 이 보정값을 가산한 플럭스 충전율(보정 플럭스 충전율)이 허용 범위를 만족하는지 여부를 판단함으로써, 플럭스 인입 와이어(101C)의 플럭스 충전율의 양호 또는 불량을 판단하는 것이 바람직하다. 여기에서, 보정값은, 사전에 예비 실험 등을 행하고, 그 결과로부터 플럭스 비중의 오차, 센서의 장착에 의한 오차 등을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.
<플럭스 충전율 판정 시스템>
다음에, 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 시스템에 대해서 설명한다.
도 5의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 플럭스 충전율 판정 시스템(이하, 판정 시스템)(300)은, 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판(101)의 내부에 플럭스(102)를 충전하고, 이 금속대판(101)을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어(101C)를 제조하는 제조 장치(200)와, 제조 장치(200)에 배치되어 플럭스 충전율을 판정하는 판정 장치[1(1A)]와, 제조 장치(200)에 배치되어 플럭스 충전율 판정 장치[1(1A)]에서 이용되는 플럭스 충전판(101A)의 판 폭방향의 곡면 좌표를 플럭스(102)의 충전 직후에 측정하는 센서(10)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
판정 시스템(300)에 있어서, 제 1 실시형태의 판정 장치(1)를 제조 장치(200)에 배치했을 때는, 센서(10)는 플럭스 충전판(101A)의 상방에 배치한 제 1 센서(10a)만으로 구성되고, 측정되는 곡면 좌표는 플럭스 상면 좌표(ZF)가 된다[도 2의 (a) 참조]. 또한, 제 2 실시형태의 판정 장치(1A)를 제조 장치(200)에 배치했을 때는, 센서(10)는 플럭스 충전판(101A)의 상방 및 하방에 배치한 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)로 구성되고, 측정되는 곡면 좌표는 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)가 된다[도 3의 (a) 참조].
(센서)
판정 시스템(300)에 있어서, 센서(10)의 구성은 플럭스 충전판(101A)의 곡면 좌표를 측정할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 레이저광을 이용하여 측정이 실행되는 레이저 변위계가 바람직하다. 또한, 센서(10)에 의한 곡면 좌표의 측정은 센서(10)로부터 플럭스 충전판(101A)의 판 폭방향으로 소정 간격 또는 연속적으로 레이저광을 출사하고, 그 반사광을 측정함으로써 실행된다. 곡면 좌표에 있어서, 판 폭방향이 X축 좌표, 판 두께방향이 Y축 좌표가 된다. 그리고, 센서(10)가 제 1 센서(10a)와 제 2 센서(10b)로 이루어지는 경우에는, X축 좌표를 제 1 센서(10a)와 제 2 센서(10b)에서 일치시키고, Y축 좌표의 0점을 제 1 센서(10a)와 제 2 센서(10b)에서 일치시킨다.
(제조 장치, 판정 장치)
판정 시스템(300)에 있어서, 제조 장치(200), 판정 장치[1(1A)]의 구성의 상세사항은 상기와 동일하므로, 설명을 생략한다.
판정 시스템(300)은, 플럭스 충전 직후로 측정된 플럭스 충전판(101A)의 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 충전율을 판정하는 판정 장치[1(1A)]를 구비하는 것에 의해, 곡면 좌표로부터 플럭스 단면적이라는 플럭스 충전율과 직접 관계가 있는 물리량을 산출할 수 있고, 이 플럭스 단면적으로부터 플럭스 충전율을 산출, 판정할 수 있기 때문에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검출 정밀도가 우수한 동시에, 플럭스 인입 와이어의 생산성도 우수하게 된다.
<플럭스 충전율 판정 프로그램>
상기에 있어서, 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 장치에 대해서 설명했지만, 플럭스 충전율 판정 장치는 일반적인 CPU, RAM, ROM 등으로 구성할 수 있고, 기억부를 구비한 컴퓨터를, 전술한 입력부, 플럭스 단면적 산출부, 플럭스 충전율 산출부 및 판단부로서 기능시키는 프로그램(플럭스 충전율 판정 프로그램)에 의해 동작시킬 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 플럭스 충전율 판정 프로그램에 대해서 설명한다.
도 1, 도 5의 (a), (B)에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 플럭스 충전율 판정 프로그램은, 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판(101)의 내부에 플럭스(102)를 충전하고, 이 금속대판(101)을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어(101C)를 제조하는 제조 장치(200)에 있어서 플럭스 충전율을 판정하기 위해서, 사전설정된 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위를 기억하는 기억부(3)를 구비한 컴퓨터를, 센서(10)에서 플럭스(102)의 충전 직후에 측정한 플럭스 충전판(101A)의 판 폭방향의 곡면 좌표를 입력하는 입력부(2), 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 단면적을 산출하는 플럭스 단면적 산출부(4), 플럭스 단면적을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하는 플럭스 충전율 산출부(5), 산출한 플럭스 충전율이, 플럭스 충전율의 허용 범위를 만족하는 경우를 양호라고 판단하고, 만족하지 않은 경우를 불량이라고 판단하는 판단부(6)로서 기능시킨다. 또한, 플럭스 충전율 판정 프로그램은, 컴퓨터를, 플럭스 충전판(101A)의 판 두께방향의 곡면 좌표를 표시하는 표시부(7)로서 더 기능시켜도 좋다.
플럭스 충전율 판정 프로그램에 있어서, 입력부(2)에 입력되는 곡면 좌표를 측정하는 센서(10)는, 플럭스 충전판(101A)의 상방에 배치한 제 1 센서(10a)만으로 구성된 것, 플럭스 충전판(101A)의 상방 및 하방에 배치한 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)로 구성되었지만 어느 것이어도 좋다. 그리고, 제 1 센서(10a)만의 경우에는, 측정되는 곡면 좌표는 플럭스 상면 좌표(ZF)가 되고[도 2의 (a) 참조], 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)의 경우에는, 측정되는 곡면 좌표는 플럭스 상면 좌표(ZF) 및 금속대판 외면 좌표(ZMb)가 된다[도 3의 (a) 참조]. 또한, 기억부(3)는, 플럭스 단면적 산출부(4)에서 플럭스 단면적을 산출하기 위해서, 금속대판 내면 좌표(ZMa)[도 2의 (a) 참조] 또는 금속대판 단면적(S2)[도 3 (b) 참조]을 더 기억하는 것이어도 좋다.
플럭스 충전율 판정 프로그램에 있어서, 입력부(2), 플럭스 단면적 산출부(4), 플럭스 충전율 산출부(5), 판단부(6) 및 표시부(7)의 구성, 및 컴퓨터가 구비하는 기억부(3)의 구성의 상세사항은 상기 판정 장치[1(1A)]와 동일하므로, 설명을 생략한다.
플럭스 충전율 판정 프로그램에서는, 플럭스 충전 직후에 측정된 플럭스 충전판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 이용하여, 플럭스 단면적이라는 플럭스 충전율에 직접 관계가 있는 물리량을 산출할 수 있고, 이 플럭스 단면적을 이용하여 플럭스 충전율이 산출되기 때문에, 플럭스 충전율의 산출 정밀도가 높아져서, 플럭스 충전율의 이상품의 검출 정밀도가 우수하게 되는 동시에, 플럭스 인입 와이어(101C)의 생산성도 우수하게 된다.
[실시예]
본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
도 5의 (a)에 도시하는 제조 장치(200)를 이용하여 플럭스 인입 와이어(101C)를 제조했다.
그 때, 제조 장치(200)에 배치된 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)에서 플럭스 충전판(101A)의 곡면 좌표를 측정하고, 이 곡면 좌표를 이용하여, 도 1에 도시하는 본 발명의 플럭스 충전율 판정 장치(1A)에서 플럭스 충전율을 산출했다. 또한, 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)로서는, 주식회사 키엔스(Keyence Corporation)제의 「고정밀도 이차원 레이저 변위계: 형식LJ-G」를 사용했다.
본 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 센서(10a, 10b)에서의 곡면 좌표의 측정은 플럭스 충전판(101A)의 길이 1㎜마다 실행하고, 판정 장치(1A)에서는 플럭스 충전판(101A)의 길이 75㎜ 정도의 플럭스 충전율을 산출했다. 이러한 곡면 좌표의 측정 및 플럭스 충전율의 산출을, 플럭스 충전판(101A)의 길이가 3000㎜가 될 때까지 실행했다. 또한, 예비 실험에 의해 보정값을 0.9질량%로 설정하고, 산출된 플럭스 충전율에 가산했다. 산출된 플럭스 충전율의 결과를 표 1에 나타낸다.
또, 제조된 플럭스 인입 와이어(101C)의 플럭스 충전율을 파괴 검사에 의해 산출했다. 플럭스 인입 와이어에서는, 그 길이가 신선 등에 의해 플럭스 충전판(101A)의 길이의 약 4배로 신장하기 때문에, 파괴 검사는 플럭스 인입 와이어의 길이 300㎜마다, 길이가 12000㎜가 될 때까지 실행했다. 산출된 플럭스 충전율의 결과를 표 1에 나타낸다.
(단위: 질량%)
실시예(보정값; 0.9) 파괴 검사
보정전 보정후
평균값 12.46 13.36 13.44
최대값 12.81 13.71 13.70
최소값 12.23 13.13 13.17
표준편차값 0.16 - 0.14
표 1의 결과로부터, 본 발명의 판정 장치(1A)에서는, 파괴 검사에 의해 산출되는 플럭스 충전율, 즉 제품인 플럭스 인입 와이어(101C)의 플럭스 충전율에 가까운 보정값을 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 것이 확인되었다. 또한, 예비 실험에 의해 설정된 보정값을 산출된 충전율에 가산하는 것에 의해, 제품의 플럭스 충전율에 보다 가까운 플럭스 충전율을 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 것이 확인되었다.
1, 1A : 판정 장치 2 : 입력부
3 : 기억부 4 : 플럭스 단면적 산출부
5 : 플럭스 충전율 산출부 6 : 판단부
10 : 센서 10a : 제 1 센서
10b : 제 2 센서 101 : 금속대판
101A : 플럭스 충전판 101C : 플럭스 인입 와이어
102 : 플럭스 200 : 제조 장치
300 : 판정 시스템 ZF : 플럭스 상면 좌표
ZMa : 금속대판 내면 좌표 ZMb : 금속대판 외면 좌표

Claims (6)

  1. 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판의 내부에 플럭스를 충전하고, 이 금속대판을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어를 제조하는 제조 장치에 배치하여 플럭스 충전율을 판정하는 플럭스 충전율 판정 장치에 있어서,
    상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 표면에 대하여 상방에 배치한 센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 금속대판의 판 폭방향의 플럭스 상면 좌표를 입력하는 입력부와,
    상기 센서에서 측정한 플럭스가 충전되어 있지 않은 금속대판의 판 폭방향의 금속대판 내면 좌표와, 사전설정된 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위를 기억하는 기억부와,
    상기 플럭스 상면 좌표와 상기 금속대판 내면 좌표로 플럭스 단면적을 산출하는 플럭스 단면적 산출부와,
    상기 플럭스 단면적을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 상기 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 상기 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하는 플럭스 충전율 산출부와,
    상기 산출한 플럭스 충전율이, 상기 플럭스 충전율의 허용 범위를 만족하는 경우를 양호라고 판단하고, 만족하지 않는 경우를 불량이라고 판단하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    플럭스 충전율 판정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력부에서는, 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 표면에 대하여 상방에 배치한 제 1 센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 금속대판의 판 폭방향의 플럭스 상면 좌표와, 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 표면에 대하여 하방에 배치한 제 2 센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 금속대판의 판 폭방향의 금속대판 외면 좌표를 입력하고,
    상기 기억부에서는, 상기 플럭스가 충전되어 있지 않은 금속대판의 판 폭방향의 금속대판 단면적을 더 기억하고,
    상기 플럭스 단면적 산출부에서는, 상기 플럭스 상면 좌표와 상기 금속대판 외면 좌표로 총단면적을 산출하고, 이 총단면적과 상기 금속대판 단면적으로 플럭스 단면적을 산출하는 것을 특징으로 하는
    플럭스 충전 판정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 판단부에 있어서의 상기 산출한 플럭스 충전율이 상기 플럭스 충전율에 소정의 보정값을 더 가산한 것인 것을 특징으로 하는
    플럭스 충전율 판정 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 플럭스 충전율 판정 장치를 이용하여 플럭스 충전율을 판정하는 플럭스 충전율 판정 방법에 있어서,
    상기 센서에서 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 입력부에 입력하고, 이 곡면 좌표를 플럭스 단면적 산출부에 출력하는 제 1 단계와,
    상기 플럭스 단면적 산출부에 있어서, 상기 제 1 단계에서 출력된 상기 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 단면적을 산출하고, 이 플럭스 단면적을 플럭스 충전율 산출부에 출력하는 제 2 단계와,
    상기 플럭스 충전율 산출부에 있어서, 상기 제 2 단계에서 출력된 상기 플럭스 단면적을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 상기 기억부에 기억된 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 상기 기억부에 기억된 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하고, 이 플럭스 충전율을 상기 판단부에 출력하는 제 3 단계와,
    상기 판단부에 있어서, 상기 제 3 단계에서 출력된 상기 플럭스 충전율과, 상기 기억부에 기억된 플럭스 충전율의 허용 범위를 비교하여, 상기 플럭스 충전율의 양호 또는 불량을 판단하고, 불량이라고 판단되었을 경우에는, 상기 제조 장치의 가동을 정지하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    플럭스 충전율 판정 방법.
  5. 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판의 내부에 플럭스를 충전하고, 이 금속대판을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어를 제조하는 제조 장치와, 상기 제조 장치에 배치되어 플럭스 충전율을 판정하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 플럭스 충전율 판정 장치와, 상기 제조 장치에 배치되어 상기 플럭스 충전율 판정 장치에서 이용되는 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 상기 플럭스의 충전 직후에 측정하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는
    플럭스 충전율 판정 시스템.
  6. 판 폭방향으로 만곡시킨 금속대판의 내부에 플럭스를 충전하고, 이 금속대판을 관형상으로 성형하는 것에 의해 플럭스 인입 와이어를 제조하는 제조 장치에서 플럭스 충전율을 판정하기 위해서, 사전설정된 금속대판 질량, 플럭스 비중 및 플럭스 충전율의 허용 범위를 기억하는 기억부를 구비한 컴퓨터를,
    센서에서 상기 플럭스의 충전 직후에 측정한 상기 플럭스가 충전된 금속대판의 판 폭방향의 곡면 좌표를 입력하는 입력부,
    상기 곡면 좌표를 이용하여 플럭스 단면적을 산출하는 플럭스 단면적 산출부,
    상기 플럭스 단면적을 소정 길이로 적분해서 플럭스 충전 용량을 산출하고, 이 플럭스 충전 용량을 상기 플럭스 비중에 의해 플럭스 충전 질량으로 환산하고, 이 플럭스 충전 질량과 상기 금속대판 질량으로 플럭스 충전율을 산출하는 플럭스 충전율 산출부,
    상기 산출한 플럭스 충전율이, 상기 플럭스 충전율의 허용 범위를 만족하는 경우를 양호라고 판단하고, 만족하지 않는 경우를 불량이라고 판단하는 판단부로서 기능시키기 위한 플럭스 충전율 판정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체.
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