JPH026001B2 - - Google Patents

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JPH026001B2
JPH026001B2 JP6689682A JP6689682A JPH026001B2 JP H026001 B2 JPH026001 B2 JP H026001B2 JP 6689682 A JP6689682 A JP 6689682A JP 6689682 A JP6689682 A JP 6689682A JP H026001 B2 JPH026001 B2 JP H026001B2
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
position detection
core
detection device
nozzle holder
Prior art date
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Expired
Application number
JP6689682A
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English (en)
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JPS58184503A (ja
Inventor
Katsuzo Kosuge
Shunji Sakai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd filed Critical Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority to JP6689682A priority Critical patent/JPS58184503A/ja
Publication of JPS58184503A publication Critical patent/JPS58184503A/ja
Publication of JPH026001B2 publication Critical patent/JPH026001B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B7/10Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁性体の位置検出に関し、特に、被覆
溶接棒の鉄心線の心線変位検出などの、被覆磁性
体の偏心検出に関する。
被覆磁性体たとえば被覆溶接棒においては、鉄
心線(以下心線という)が被覆剤の中心にあるこ
とが必要とされる。心線が偏心している場合、す
なわち心線の外周のフラツクス厚が周方向で均一
でない場合、溶接時にアークが片寄つて、アーク
の不安定となり、スパツタの発生、ブローホー
ル、ピツトの発生、ビード形状の乱れ等がでて満
足すべき溶接結果が得られない。そこでJISでも
Z―3211に被覆厚の周方向厚み変動許容値が定め
られている。しかし、最近被覆棒の塗装は400mm
長のものを1500本以上/分という高速でおこなわ
れ、塗装圧力が高圧となり被覆剤の流動状態、心
線ガイドの偏位差により心線が偏心する。したが
つて従来においては、溶接棒製造装置の被覆塗装
ノズルの溶接棒押出し孔部の磁気コイルを用いる
鉄心線位置検出装置を装着して心線の位置を検出
するようにしている(たとえば特開昭52−156743
号公報)。
しかしながら従来においては、検出端をコの字
形の磁性体コアと、それに巻回した1次コイル
(励磁コイル)および2次コイル(位置検出コイ
ル)で構成し、コアの両脚の先端を溶接棒に対向
させているので検出精度が低いという問題があ
る。すなわち、磁性体コアと心線で磁速ループを
作ろうとするもので、磁性体コアの一端と心線の
ギヤツプd1と磁性体コア他端と鉄心線のギヤツプ
d2の和d1+d2を検出するので、両者が共に同方向
に変つた場合は良いが、逆方向に変わつた場合に
は位置検出値に変化が現われない。また、心線を
その軸方向に磁化する(軸方向に磁束を通す)た
め、心線からノズルホルダ部構造物および心線支
持構造物への磁束漏洩が大きく、2次コイルにお
けるギヤツプ(鉄心―磁性体コア間のギヤツプ)
dの変化量に対する誘起圧圧VSの変化量
(ΔVS/Δd)が小さい。
本発明は位置検出精度を高くすることを第1の
目的とし、励磁コイルを省略することを第2の目
的とする。
第1a図に本発明の一実施例の正面図を第1b
図にそのB―B線断面図を示す。これらの図
面において、1が被覆厚を規制する塗装ノズルホ
ルダ、2が心線を案内する心線ガイド、3がダイ
ヘツドである。心線ガイド2を介して心線がノズ
ルホルダ1の耐摩耗性の塗装ノズル1aに送り込
まれるのに同期して被覆剤がダイヘツド3の円錐
口に向けて加圧され、これにより塗装ノズル1a
において心線の外周に被覆剤が加圧成形され、セ
ラミツク円筒4を通つて被覆溶接棒が押し出され
る(Z方向)。
ダイヘツド3にはダイブロツク5が固着されて
おり、このダイブロツク5に4個のボルト61
4が十文字に螺合されている。ノズルホルダ1
の一面はダイヘツド3の背面に接し、ノズルホル
ダの他面をダイブロツク5のフランジが支え、こ
れによりノズルホルダ1をダイヘツド3の背面に
押し付けている。ノズルホルダ1は、ダイヘツド
3と接触した状態でx方向およびy方向に移動自
在であり、前記4個のボルト61〜64の先端がノ
ズルホルダ1の外側面に当接してx方向およびy
方向の移動を拘束している。ボルト61と63には
yアーム71が、ボルト61と64にはxアーム72
が固着されており、yアーム71にy軸リニアモ
ータ81の作動子が、xアーム72にx軸リニアモ
ータ82の作動子が結合されている。リニアモー
タ81の作動子が押し出されるにつれてyアーム
1が反時計(Z)方向に回動し、ボルト61,6
が+y方向に移動しダイ1が+y方向に移動す
る。リニアモータ82の作動子が押し出されるに
つれてxアーム72がZ方向に回転し、ボルト6
,64が+x方向に移動しダイ1が+x方向に移
動する。
セラミツク円筒4は非磁性体のコイルホルダ9
に挿入されており、このコイルホルダ9がねじ1
1〜104でノズルホルダ1に固着されている。
コイルホルダ9には、セラミツク円筒4の軸心を
中心に十文字の穴が開けられており、これらの穴
に磁性体の位置検出コア111〜114が挿入され
ている。各コアは検出コイル121〜124を巻回
したコイルボビンを貫通している。これらのボビ
ンはゴムリング13を介して無端磁性体であるリ
ング14で押えられている。コア111〜114
上端はリング14に螺合しており、ねじ込みでそ
れらの先端がセラミツク筒体4の外周に接触状態
で位置合せされている。塗装ノズルとは分割して
セラミツク筒体4を設けた結果、塗装ノズルの耐
摩耗性が維持でき、セラミツク筒体4は短かく薄
くできるので感度良く検出でき、筒体の生産性も
よく、検出部での溶接棒振動を完全に防止でき
る。なおセラミツク筒体4の内径は塗装ノズル1
aの内径と同径でもよいが、その内径よりも、被
覆剤が塗装ノズルから押し出されて膨張する分
(たとえば1/10〜2/10mm)だけ大きくすると、磁
性体筒体すなわちセラミツク筒体4の摩耗が少な
くて好ましい。
コイルボビンに巻回した検出コイル121〜1
4と、それらの検出電圧より位置量を示す信号
を得る電気処理回路の構成を第2図に示す。磁性
体コア111〜114のそれぞれには、検出コイル
121〜124のそれぞれが巻回されている。検出
コイル121〜124に定周波定レベル発振器17
より一定周波数(例えば5KHz)一定レベルの交
流電圧が印加され、コイル121〜124は同一時
点にはコア111,113の先端を同極性に、コア
112,114の先端をその極性とは逆の極性に磁
化する巻回方向とされている。その結果、コア1
1―コア112―リング14(第1の磁束ルー
プ)、コア112―コア113―リング14(第2
の磁束ループ)、コア113―コア114―リング
14(第3の磁束ループ)およびコア114―コ
ア111―リング14(第4の磁束ループ)、の4
組の磁束ループで磁束が交番する。
コイル121〜124の一端には、交流電圧が印
加され、これらのコイルが前述のように、同一時
点にはコア111と113の対向端を同極性に、お
よびコア112と114の対向端を同極性に磁化
し、かつコア111,113と112,114とは異
極性に磁化する。コイル121〜124のそれぞれ
の他端は抵抗R1〜R4のそれぞれを介して接地さ
れている。発振器17の出力(定周波数、定電圧
の交流)が111とR1の直列回路、112とR2
直列回路、113とR3の直列回路および114
R4の直列回路に加わるので、抵抗R1〜R4のそれ
ぞれの電圧がコイル121〜124それぞれのイン
ピーダンスに反比例する。コイル121〜124
インピーダンスは心線のx,y位置に応じた値と
なる。それ故、抵抗R1〜R4の電圧が心線のx,
y位置に対応する。抵抗R1〜R4の電圧は、それ
ぞれ、発振器17の出力交流の周波数と等しい周
波数の信号を通す帯域フイルタ181〜184のそ
れぞれに印加される。帯域フイルタ181〜184
の出力はそれぞれ増幅器191〜194に印加さ
れ、増幅器191の出力が差動増幅器201のプラ
ス入力端に、増幅器193の出力がマイナス端に
印加され、増幅器194の出力が差動増幅器202
のプラス入力端に、増幅器192の出力がマイナ
ス入力端に印加される。被覆溶接棒の心線21の
中心がコア111〜114の軸心の交点にあるとき
には、コイル121と123の出力電圧が等しく、
コイル122と124の出力電圧が等しい。これに
より増幅器191と193の出力電圧が等しく増幅
器192と194の出力電圧が等しいが、差動増幅
器201,202にはそのプラス入力端に所定のバ
イアス電圧が印加されているので、差動増幅器2
1,202の出力は所定レベルを示す。これらが
偏位置Δy=0およびΔx=0を示す。今心線が+
y方向にΔyずれたとすると、心線がコア113
り遠く、コア111に近いので、第2および第3
の磁束ループ,の磁束が増大し、第1および
第4の磁束ループ,の磁束が減少し、これに
より増幅器192,194の出力電圧はほとんど変
らないが(あるいは変つても同方向に同レベル変
わる)、増幅器191の出力はΔy分上昇し、193
の出力はΔy分下降する。それ故差動増幅器201
の出力は前記所定レベルより2Δy分の電圧上昇を
生ずる。すなわちΔyに対して感度が高い電圧上
昇を示す。心線がコア113側に寄つたときには
これとは逆に、所定レベルより2Δy分の電圧降下
を生ずる。x方向の変位についても同様であり、
心線21がコア114にΔx近付くと、差動増幅器
202の出力が所定レベルより2Δx分の上昇を示
し、逆にコア112にΔx近付いたときには所定レ
ベルより2Δx分の降下を示す。このようにして、
差動増幅器201の出力はy方向の心線位置を示
し202の出力はx方向の心線位置を示す。なお、
差動増幅器201,202のバイアス電圧を省略
(零)とすれば、差動増幅器201,202の出力
は中心位置よりの変位量を示すものとなる。
差動増幅器201および202の出力はそれぞれ
増幅器211および212で増幅されてA/Dコン
バータADyおよびADxに印加され、A/D変換
コードがマイクロコンピユータMPUに印加され
る。マイクロコンピユータMPUは制御入力A,
B,Cのそれぞれの状態に応じて目標位置Mx,
Myの設定、入力データDx,Dyの読み込み、平
均値Dxm,Dymの演算、それらのキヤラクタデ
イスプレイCDへの表示付勢、目標値と平均値の
差(エラー;Mx―Dxm,My―Dym)の演算、
および、エラーに基づいたリニアモータ82,81
の付勢、等々の制御をおこなう。
なお、再び第1b図を参照すると、コア111
〜114を支持するブロツク9は非磁性体であり、
またコア111〜114と共に磁気ループを形成す
るリング14は磁性体であつて、ダイ1から離れ
ている。これによりコア111〜114から空隙を
通りブロツク1に至り、更にダイヘツド3および
塗装ノズルを通つて心線に至り次いでコア111
〜114に戻る磁路の磁気抵抗はきわめて大きく、
このループの磁束、つまりは心線21(第2図)
をその軸方向に通る磁束はきわめて少ない。した
がつて磁束はほとんど前述の4ループ〜を流
れ、ほとんどコア111〜114に集中するので、
またその場合ギヤツプがコア端面下の一点である
ので、このコア端面下のギヤツプ変動に対するコ
イルインピーダンス変動が大きく、高い精度でコ
ア端面上の一点において心線位置x,yが検出さ
れる。磁性体リング14に近い場合にはノズルホ
ルダ1を非磁性体もしくは弱い磁性体とするのが
好ましく、ダイヘツド3やダイブロツク5もその
ようにするのが好ましい。
また、被覆剤が塗装ノズル1a部で強加圧され
塗装ノズル1a部において発熱を生じ検出コイル
161〜164の温度変化による出力電圧変動を生
ずるので、ノズルホルダ1には水流路22を形成
してそれにパイプ231,232を介して冷却水を
通してノズルホルダ1の温度を一定に維持するよ
うにしている。
以上の通り本発明の位置検出装置は、鉄心の長
手方向の一点に磁束を集中させて対向コイルの検
出値の差分で変位量を得るようにしているので、
検出精度が高く、検出誤差が小さい。
【図面の簡単な説明】
第1a図は本発明の一実施例の検出端部を示す
正面図、第1b図はそのB―B線断面図であ
る。第2図は検出コイルの検出電圧を処理して位
置データを得る電気処理装置の構成を示すブロツ
ク図である。 1:ノズルホルダ、1a:塗装ノズル、2:心
線ガイド、3:ダイヘツド、4:セラミツク筒体
(非磁性体筒体)、5:ダイブロツク、61〜64
ボルト、71:yアーム、72:xアーム、81
2:y,xリニアモータ、9:コイルホルダ
(非磁性体ブロツク)、101〜104:ねじ、11
〜114:位置検出コア、121〜124:検出コ
イル、13:ゴムリング、14:磁性体リング
(無端磁性体)、191〜194,211,212:増
幅器、201,202:差動増幅器、22:水流
路、231,232:パイプ、CD:キヤラクタデ
イスプレイ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 測定対象磁性体を通す非磁性体筒体、この筒
    体の軸線に対して直交する関係に十文字に配置さ
    れそれぞれの一端が該筒体に対向し、他端が1つ
    の無端磁性体に結合された4個の磁性体位置検出
    コア、それぞれが前記4個のコアに巻回され、4
    個のコアの筒体対向端部を、相対向するものは同
    極性に隣り合うものは異極性に磁化する4個の検
    出コイル、および、対向コアにそれぞれが巻回さ
    れた2個の検出コイルのインピーダンスの差分を
    処理する電気処理装置を備える、磁性体の位置検
    出装置。 2 非磁性体筒体はセラミツク筒体とした前記特
    許請求の範囲第1項記載の、磁性体の位置検出装
    置。 3 非磁性体筒体および位置検出コアを非磁性体
    コイルホルダで保持し、この非磁性体コイルホル
    ダを、被覆材と共に磁性体心材が押し出されるノ
    ズルホルダに固着した前記特許請求の範囲第1項
    記載の、磁性体の位置検出装置。 4 ノズルホルダは冷却媒体通流路を有する前記
    特許請求の範囲第3項記載の、磁性体の位置検出
    装置。 5 非磁性体筒体の内径はノズルホルダの穴径よ
    りも大きくした前記特許請求の範囲第3項又は第
    4項記載の、磁性体の位置検出装置。 6 ノズルホルダは非磁性体もしくは磁性が弱い
    材質とした前記特許請求の範囲第1項、第2項、
    第3項又は第4項記載の、磁性体の位置検出装
    置。
JP6689682A 1982-04-21 1982-04-21 磁性体の位置検出装置 Granted JPS58184503A (ja)

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JPS58184503A JPS58184503A (ja) 1983-10-28
JPH026001B2 true JPH026001B2 (ja) 1990-02-07

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