JPS63165100A - フラツクス入りワイヤのフラツクス供給制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フラックス入りワイヤの製造に関し、ワイヤ
中のフラックス充填率の安定化を図るためのフラックス
供給制御方法を提供するものである。

〔従来の技術〕

溶接中にアーク被包用のガスあるいは溶剤を外部から供
給することなく、大気中での溶接を可能とする、いわゆ
る無被包アーク溶接棒に使用する２重型フラックス入り
ワイヤ（特公昭４４−２３３６）が注目されている。

第５図に横断面を示すダブル′フォルトタイプの２重型
フラックス入りワイヤは帯状フープの横断面を外包部、
内包部を有するように曲げ加工し、その外包部、内包部
にそれぞれ異った種類のフラックス１．２を抱持させた
ことを特徴とするワイヤである。このようなフラックス
入りワイヤは内包フラックス２の量と外包フラックス１
の量の全体に占める割合が、溶接時の作業性や溶接部の
機械性能を決める重要なファクタとなる。

しかし、従来はこれらのファクタを製造時に連続的にチ
ェックすることができずに、製品となってから抜き取り
採取した所定長さのワイヤの中の内包、外包フラックス
の包含比を測定していた。このため、製造した結果大量
の不合格品が発生したり、また製品の全数チェックがで
きていないために、品質保証上も極めて不十分なもので
あった。

従来の２重型フラックス入りワイヤの製造工程を第６図
に示した。またフラックス入りワイヤの成形工程の断面
形状変化を第７図に示した。

帯状フープ３は第６図（Ａ）工程で、第７図（イ）に示
すようにＵ字溝状の断面形状に成型される。第６図（Ｂ
）工程で第７図（ロ）の状態に外包フラックス１が供給
され、引続き第６図（Ｃ）の工程で第７図（ハ）（ニ）
（ホ）に示す形状に順次折曲げ加工され、第６図（Ｄ）
工程で第７図（へ）の状態に内包フラックス２が供給さ
れ、第６図（Ｅ）工程で第７図（ト）に示すような円形
に成型され、次いで第７図（チ）に示すように所定の線
径に伸線され、第６図（Ｆ）工程でフラックス入りワイ
ヤが巻取られる。

上記の製造時のフラックス１，２の包含量については、
あらかじめ製造ライン速度に合わせてフラックスの供給
量を調整して行っているが、供給直後にフープ３上で監
視することができないため、一度製品に試作したものを
検査して、その結果から供給量を微調整していた。その
ため製造を開始するまでにフラックス包含量を時前にＷ
Ｊ整するのに非常に長い時間と手間を要していた。

フラックス入りワイヤ製品の内包、外包共にフラックス
包含量を連続的に測定できればよいが、それは困難であ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以上の実状に鑑み、次の問題を解決することを
課題とするものである。

■　連続的に製品全数に亘って７ラフクス包含量の管理
ができること。

■　製造時にフラックス包含量を監視することによって
、゛製造前のフラックス供給量の調整時間を短縮するこ
と。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は帯状フープからフラックス入りワイヤを連続成
型する工程中でフープ断面のＵ字溝部にフラックスを供
給するフラックス供給方法において、 （１）フラックスの供給前と供給後のそれぞれの部分の
フープの上方からフープの幅方向にスリット状の光をそ
れぞれ照射する。

（２）この照射スリット光によるフープ上の輝線を斜め
上方向から各々テレビカメラで撮像し、ＣＲＴ上に映像
する。

（３）映像した各輝線によって囲まれた部分の面積を演
算する。

（４）得られた面積と製造ラインのライン速度とから単
位時間当りのフラックス供給量を算出する。

（５）この算出量がフラックス供給量設定値と一致する
ようフラックス供給装置を制御する。

〔作用〕

今回開発した方法は、フラックス供給時のフラックスの
断面積および重量を測定する手段である。

フラックス供給前のフープの幅方向と、供給後のフープ
の幅方向にそれぞれレーザ光または赤外線などの光をス
リット状にした光をあて、その映った輝線を斜め上方か
らテレビカメラで撮像し、これをＣＲＴ上に表示する。

フラックス供給前のフープ上にできた輝線とフラックス
供給後のフラックス上にできた輝線の間の面積をコンピ
ュータを用いて演算し、得られた面積と製造ライン速度
から単位時間当りのフラックスの供給量を算出すること
ができる。

この算出値が所定のフラックス供給量設定値に一致する
ようフラックス供給装置を制御することにより、フラッ
クス入りワイヤの製造工程におけるフラックス供給量の
オンライン制御ができ、製品ワイヤの品質を安定させる
ことができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の製造方法の外包フラックスのフラッ
クス供給時の状況を示す斜視説明図である。連続的にフ
ォーミングされている帯状フープ３がＵ字溝状に折られ
たとき、このＵ字溝の中にフラックスｌが供給される。

まず、フラックス供給前にレーザ光発振器４からスリッ
ト状のレーザ光５を照射し、そのフープ上の輝線を斜め
上からテレビカメラ６によって撮像し、画像７に輝線９
を映像する。またフープ３にフラックス１を供給した直
後に同様に、レーザ発振器４ａからスリット状のレーザ
光５０をあて、画像７ａに示すような輝線９ａを映像す
る。これら輝線９，９ａの像を第２図、第３図、第４図
に示すようなシステム構成によって、画像処理を行い、
輝線９．９ａ間で挟まれた部分の面積を求め、これと製
造ライン速度から単位時間当りのフラックス供給量をマ
イクロコンピュータ〒計算する。その結果をフラックス
供給装置ｌＯにフィードバックするものである。

以下画像処理とコンピュータ計算の構成を詳細に説明す
る。

まず画像処理であるが、画像７を処理する場合を例にと
り、第２図、第３図を用いて説明する。

テレビカメラ６で撮像し、ＣＲＴ上に映像された輝線９
はカメラが捕え得る最小の大きさく以下、これを画素と
呼ぶ）の集合であるが、まず画像７を写しだすことをカ
メラ切り替え回路１０３で指定し、画素の照度データを
Ａ／Ｄコンバータ１０４によってデジタルデータに変換
する０次にこのデータとあらかじめ設定されたしきい値
レジスタ１０５とコンパレータ１０６を用いて比較し、
２値化データに変化して画像メモリ１０７に貯える。こ
の２値化は、画素デジタルデータがしきい値の設定値よ
り大きい場合は、ｌ（明）１等しいかまたは小さい場合
はＯ（暗）として行われる。

次にテレビカメラ６ａで撮像した輝線９ａも同様に１画
像７ａについて、カメラ切り替え回路１０３で画像７ａ
を写し出すことを指定したのち、上記と同様の処理を行
い、既に画像７の処理画像が貯えられている画像メモリ
１０７に画像７ａの処理画像を重ね書きする。この重ね
書きによって第３図に示す画像が得られる。ただし第３
図にハツチングを施した部分は明の部分、その他は暗の
部分である。

次にコンピュータ計算により必要な数値を求めるのであ
るが、その前に光学系の調整や較正を行う必要がある。

まず調整であるがフラックスを装入しない時点での画像
７とフラックス装入後の画像７ａを重ね合わせた時に２
つの画像間にずれを生じないよう光学系（レーザ光照射
器、テレビカメラ）の位置を設定する必要がある。この
調整を行って初めて正確な数値を求めることが可能であ
る。このことはレーザ光の照射位置およびカメラ６．６
ａの設置位置および撮像角度が同じ状態になるように配
置することにより達成される。

テレビカメラ６．６ａによる撮像は、フープ３上の幅方
向に映った輝線に対してライン方向の斜め上方から写す
、これは映った輝線の凹凸形状を正確に把えるためであ
る。

上記の調整を行った上で、次に画像メモリの縦方向画素
数Ｘとフラックス高さｙとの関係を明らかにする必要が
ある。実際はｙとＸの間には次の関係が成り立つ。

ｙ＝ｋｘ　　　　　　　　・・・・・・（１）ここでｋ
は光学系の配置によって決まる正の定数である。同様に
画像メモリの横方向画素数２とフープの底の幅Ｗの関係
も同様に文を定数として次のように表わすことができる
。

ｗ＝ｉｚ　　　　　　　　・・・・・・（２）上記のｘ
、ｙ、ｚ、ｗは実測可能である。従って、定数に、Ｊｌ
を決定することができる。

次に第３図の画像をマイクロコンピュータによって計算
するコンピュータ計算の一例を第４図に従って説明する
。

ｔ５３図において、画像メモリ上の画像７による輝線画
像９の左端の横方向座標ａｌＡと画像７ａによる輝線画
像９ａの横方向座標ａｌＢが一致し、かつ右端の横方向
座標ａｒＡとａｒＢが一致する場合を考える。

この場合の横方向の画素の個数を２（２はａアＡからａ
ｌＡまで、またはａｒｅからａｌＢまで）とする。この
条件が満たされない場合は後述する。

まず輝線９の左端でしかも最下端にある点を探し、この
点の画像メモリ上における座標を（ａ　（０）　　、　
ｂ　（０）　）とする、この場合、ａ　（０）＝　ａｚ
Ａである。

次にａ（０）上で輝線９ａの最下端にある座標を（ａ　
（０）　　、　ｃ　（０）　）とする、このとき、ａＯ
におけるフラックスの高さくこれをａ（０）におけるフ
ラックスの高さの意味でｙ（０）と書く、以下同じ）は
（１）式より次のように表わされる。

ｙ　　（０）　　＝ｋ　　（ｃ　　（０）　　−ｂ、　
（０）　）・・・・・・（３） 次に画像メモリでａ　（０）の１つ右の画素のラインで
あるａ（１）について同様のことを行い、ｙ　（１）を
求める。以下同様に輝線９の右端であるａ（ｚ−１）ま
で操作を続ける。このときの操作の回数は２回であるの
で、実際のフラックスの断面積をＳとすると、（２）式
と（３）式よりＳは次の式で表される。

・・・・・・（４） この（４）式より、Ｖｔの和をとり、これに積ｋＪｌを
乗することにより、フラックス断面積Ｓを簡便に求める
ことができる。

なお、ａｌＡとａｌＢが異なるかまたはａｒＡとａｒｅ
が異なる場合は、ａｏｔ−ａＩＡとａｌＢのうち小さく
ない方を用い、ａ（ｚ−１）としてａｒＡとａｒｅのう
ちで大きくない方を用いて上記演算を行えばよい、ａ負
Ａとａ曳Ｂの差、もしくはａｆＡとａｒＢとの差はフー
プの横方向画素数２に比べれば無視できるほど小さいた
めＳへの影響はほとんどない。

第４図はマイクロコンピュータの周縁のブロック図であ
る０画像メモリ１０７からの入力により上記のように演
算し、マイクロコンピュータ１０９により得られたフラ
ックス断面積と、予め操業データ記憶装置１０８に貯え
られたフラックスの比重および製造ライン速度のデータ
から、単位時間当りのフラックス供給量を算出する。こ
の算出値を所定の時間当りの供給量設定値１１０と比較
し、所定量範囲外であれば、フラックス供給装置１０の
ベルトの回転供給速度を調節し、異常値を正常値に戻す
ような制御信号を送ることにより、フラックス供給量を
正常に戻すようになっている。この場合、ランプ１１２
が点灯するとともにブザー１１３が警報を発し、オペレ
ータに操業の異常を知らせることができる。

またマイクロコンピュータ１０９は画像メモリ１０７を
ディスプレイ１１４に映像できるようになっている他、
プリンタ１１５からフラックス断面積、日時、ライン速
度等の操業情報を打ち出せるようになっており、オペレ
ータがこれらの情報を得て将来予測される操業状態を把
握することが容易となる。

以上、第６図（Ｂ）工程の外包フラックス１の供給制御
について述べたが第６図（Ｄ）工程の内包フラックス２
の供給制御についても同様に行う。

本発明の処理時間隔は製造ライン速度にもよるが、例え
ば製造ライン速度が６０ｍ／ｍｉｎの場合、１０秒間隔
毎に測定し、演算し、制御する。

またフラックスの単位時間当りの供給量は、例えば１／
１００秒間の供給量を測定し、供給装置を制御する。

次に上記実施例装置を用いた本発明方法と本発明方法を
実施しない場合のフラックス包含比を調査した結果を第
１表に示す。

表から明らかなように１本発明方法によって安定したフ
ラックス包含比のワイヤが得られ、品質の向上を図るこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によって、フラックス入りワイヤのフラックスの
包含量を、外包部、内包部ともに連続的に監視し、制御
することができるようになった。このフラックス供給量
制御ができるようになることにより、フラックス入りワ
イヤの品質が安定し品質保証レベルが向上する。

また今まで長時間を要していたフラックス供給量調整作
業が短時間となって能率向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するフラックス入りワイヤ製
造工程の部分模式斜視図、第２図は画像処理システムの
ブロック図、第３図は画像処理の説明図、第４図はコン
ピュータ周辺のブロック図、第５図はフラックス入りワ
イヤの横断面図、第６図はその製造工程図、第７図は成
形工程のフープの横断面の変化を示す工程図である。 １．２・・・フラフクス　　３・・・フープ４．４ａ・
・・レーザ光発生器 ５．５ａ・・・スリット状レーザ光 ６．６ａ・・・テレビカメラ ７．７ａ・・・画像　　　　９．９ａ−・・輝線ｌＯ・
・・フラックス供給装置 １０３・・・カメラ切り換え回路 １０４・−Ａ　／　Ｄコンバータ １０５・・・シきい値レジスタ １０６・・・コンパレータ １０７・・・画像メモリ １０８・・・操又データ記憶装置 １０９・・・マイクロコンピュータ １１０−・・設定値

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　帯状フープからフラックス入りワイヤを連続成型す
   る工程中で該フープのＵ字溝状部にフラックスを供給す
   る方法において、 フラックスの投入前と投入後のそれぞれの部分のフープ
   の上方からフープの幅方向にスリット状の光を照射し、
   該光の輝線を斜め上方向からそれぞれテレビカメラで撮
   像し、該撮像した各輝線間に囲まれた部分の面積を演算
   し、得られた面積と製造ライン速度とから単位時間当り
   のフラックス投入量を算出し、該算出量がフラックス供
   給量設定値と一致するようにフラックス供給装置を制御
   することを特徴とするフラックス入りワイヤのフラック
   ス供給制御方法。