JPH11199135A - 溶接用ワイヤの装填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤ捩り角度を均一かつ確実に与えてペイ
ルパックに装填できる溶接用ワイヤの装填装置を提供す
る。 【解決手段】 ワイヤ送給機構のワイヤ出口に入口を有
したワイヤガイドパイプ、該ワイヤガイドパイプを支持
して回転するガイドパイプ支持筒と、該ガイドパイプ支
持筒の下方に設けられた静止状態のガイド筒と、該ガイ
ド筒下端部周面に斜め下方に突出して取り付けられた突
出部材と、ペイルパックが載置される昇降台を備えペイ
ルパックにワイヤが装填されるにつれて該昇降台を下降
する昇降機構とを備える溶接用ワイヤの装填装置におい
て、ワイヤガイドパイプはガイドパイプ支持筒の外面上
部にワイヤ出口を有し、さらにガイドパイプ支持筒の外
側に固定筒を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、溶接用ワイヤをペ
イルパックに装填する装置に係り、特にワイヤ捩り角度
を均一かつ確実に与えて装填できる溶接用ワイヤの装填
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に大容量の溶接用ワイヤの収納容器
としてペイルパックが使用される。溶接時の該ペイルパ
ックからワイヤの取り出しは、ワイヤループ積層体をそ
の上部ループから順にペイルパック外方向へ取り出し、
必要に応じてワイヤ矯正器で曲がり癖を除去したのちコ
ンジットチューブで溶接トーチへ導くという順序で行
う。ところがこのようにして取り出されたワイヤは取り
出し時にワイヤ１巻き当たり３６０°の捩りを受けるた
め、溶接トーチから出て溶接を行なうワイヤ先端が反り
返り、溶接点が変動して溶接ビードが蛇行するという欠
点がある。

【０００３】従って、特開昭６０−１３３９１９号公報
や特公昭６２−８２５号公報等に提案されているよう
に、ペイルパックに溶接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、この逆の捩り
を持つ状態でペイルパックに装填しておき、取り出し時
にはこのとき受ける前記捩りと装填中保持していた捩り
とを相殺させ、溶接トーチから出るワイヤには捩りをな
くす方法が実用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ペ
イルパックの装填方法では、ワイヤ装填時に約３６０°
の捩りと曲げおよびペイルパック内までの送給時に摩擦
抵抗によるワイヤ長手方向の圧縮応力を受けて、ワイヤ
が塑性変形し十分かつ均一な捩り角度が得られなかっ
た。

【０００５】したがって、取り出し時、特に高速度で小
脚長のすみ肉溶接するときに、わずかにワイヤ先端が振
れて溶接点が変動して均一な脚長が得られないという問
題があった。そこで本発明は、ワイヤ捩り角度を均一か
つ確実に与えてペイルパックに装填できる溶接用ワイヤ
の装填装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、ペイルパックに捩り入り溶接用ワイヤ
をループ状に積層収納する溶接用ワイヤの装填装置であ
って、ワイヤを供給するワイヤ送給機構と、該ワイヤ送
給機構のワイヤ出口に入口を有したワイヤガイドパイ
プ、該ワイヤガイドパイプを支持して回転するガイドパ
イプ支持筒と、該ガイドパイプ支持筒の下方に設けられ
た静止状態のガイド筒と、該ガイド筒下端部周面に斜め
下方に突出して取り付けられた突出部材と、ペイルパッ
クが載置される昇降台を備えペイルパックにワイヤが装
填されるにつれて該昇降台を下降する昇降機構とを備え
る溶接用ワイヤの装填装置において、前記ワイヤガイド
パイプは前記ガイドパイプ支持筒の外面上部にワイヤ出
口を有し、さらにガイドパイプ支持筒の外側には固定筒
を配置したことを特徴とする溶接用ワイヤの装填装置に
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す具体例に
基づいて説明する。図１および図２は本発明装置の一例
を示す全体側面図であって一部は断面を示す。図２の上
部に図１をつなげて一つの図面を構成する。これらの図
においてＷは図示しない伸線機やボビン等のワイヤ供給
源から送られてくる溶接用ワイヤであり、ワイヤＷは該
ワイヤＷを数回巻き付ける引き取りキャプスタン２とプ
レッシャーローラ３とからなるワイヤ送給機構４により
ワイヤ供給源から引張り出されるとともにペイルパック
１内へと送給される。引き取りキャプスタン２はベルト
５を介して駆動モータ６により駆動されて回転し、該回
転速度はペイルパック１内に送られるワイヤＷの送給速
度を決定する。

【０００８】７はワイヤＷを引き取りキャプスタン２か
らガイドパイプ支持筒１７の外面上部と固定筒２３の間
までガイドするガイドパイプであり、ガイドパイプの入
り口８は引き取りキャプスタン２近傍に、また出口９は
ガイドパイプ支持筒１７の外面上部と固定筒２３との間
隙にワイヤを案内する。ガイドパイプ７の上部は回転軸
１０の中空内部に一体的に取り付けられ、該回転軸１０
は固定支持架台１１にベアリングを介して取り付けら
れ、プーリ１２、１３、ベルト１４、減速機１５を介し
て前記駆動モータ６によりワイヤ送給速度と連動して所
定速度で回転する。またガイドパイプ７の下部は、回転
軸１０を軸とする遊星歯車機構１６に取り付けられたガ
イドパイプ支持筒１７の外面上部に取り付けられる。

【０００９】遊星歯車機構１６は回転軸１０に固定した
一対の円板１８に上下端に遊星歯車１９を配した複数本
の遊星軸１９ａをベアリングを介して取り付けるととも
に該遊星歯車１９とかみ合う上部内歯車２０ａと下部内
歯車２０ｂを上下部に設けている。上部内歯車２０ａは
支持架台１１に固定し、また下部内歯車２０ｂは回転軸
１０下端にベアリングを介して懸吊されたガイド筒の支
持筒２２に固定している。これによりガイド筒の支持筒
２２は静止状態で回転軸１０に支持懸吊される。遊星歯
車機構１６の下部内歯車２０ｂが上部に固定されている
ガイド筒の支持筒２２はその下部にガイドパイプの出口
９から出たワイヤをガイドするガイド筒２１がペイルパ
ック１内中央に位置する如く取り付けられている。

【００１０】ガイド筒２１はガイドパイプの出口９の回
転径すなわちガイドパイプ支持筒１７と略同径の円筒形
状であって、その下端部円周の一部に突出部材２４が半
径方向を外方にかつ下り傾斜状に突出して取り付けられ
ている。この突出部材２４はガイドパイプ支持筒１７お
よびガイド筒２１に巻き付きなが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部Ｗ´上端に着地す
るワイヤループをペイルパック１内壁に接するようにす
るためのものである。

【００１１】ペイルパック１はターンテーブル２５上に
載置されていて、該ターンテーブル２５は昇降機構２６
の昇降台２７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、減速機３１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。昇降装置２
６はワイヤＷのガイドパイプの出口９とペイルパック１
内のワイヤ積層部Ｗ´上端面との間の距離、即ちガイド
筒２１下端とワイヤ積層部上端面との間の距離を一定に
保持すべく、積層部Ｗ´の高さが高くなるに従って徐々
にペイルパック１を所定速度で鉛直方向に下降させる。

【００１２】このように構成された本発明の装填装置に
より、ペイルパック内に捩り入り溶接用ワイヤを装填す
る操作について説明する。駆動モータ６により回転する
引き取りキャプスタン２に数回巻かれて送給される溶接
用ワイヤＷはガイドパイプの入り口８から回転軸１０を
中心として所定の回転速度で回転するガイドパイプ７内
へ送り込まれる。そして溶接用ワイヤはガイドパイプ支
持筒１７外面上部に取り付けられた出口９から支持筒と
固定筒２３との間隙に送り出される。回転軸１０はその
中空内部にガイドパイプ７を一体的に取り付け、またそ
の下部においてガイドパイプの支持筒１７を固定懸吊し
た遊星歯車機構１６の軸となっているので、回転軸１
０、ガイドパイプ７、円板１８、遊星軸１９ａおよびガ
イドパイプ支持筒１７は駆動モータ６により駆動され、
一体的に所定の回転速度で回転する。

【００１３】ガイドパイプの出口９から所定の回転速度
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９とペイルパック１内のワイヤ積層部Ｗ´上端面（装
填開始時はペイルパック１底面）との間においてガイド
筒２１に螺旋状に巻き付きながら順次下方へと移動す
る。そしてガイド筒２１下端に半径方向外方に突出して
取り付けた突出部材２４によりワイヤ積層部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２１に案内されてその直下へ
落ちようとするが、突出部材２４があるので全体が該突
出部材２４側へシフトされ、該部材２４はペイルパック
１の内壁を指向しているのでループの該部材２４と接触
した部分がペイルパック１内壁に接触し、反対側の部分
はペイルパック１内壁からそのシフト分だけ大きく離れ
た状態でワイヤ積層部Ｗ´の上面に収まる。このときタ
ーンテーブル２５上のペイルパック１は所定の回転速度
でゆるやかに回転しているので、ワイヤ積層部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。その結果ワイヤＷは整然とした花模様
を描いて積層されることになる。またペイルパック１は
ガイドパイプの出口９とワイヤ積層部Ｗ´上端面との距
離が一定となるように降下するので、ワイヤ落下状態は
常に安定している。

【００１４】ワイヤＷは、ワイヤ送給機構４とワイヤ積
層部Ｗ´上端面の間において捩りを与えられることにな
るが、この間におけるワイヤ上端はワイヤ送給機構４
に、また下端は積層部Ｗ´上端面に固定されているの
で、ガイドパイプ１回転につき理論上２π（３６０°）
の捩りがワイヤに与えられる。しかし、ガイドパイプ７
内で直線状のワイヤＷを３６０°の捩りを与えながらガ
イドパイプ支持筒１７の外周に沿って円状にするので、
ワイヤは捩り応力と曲げ応力さらにガイドパイプ７内の
摩擦抵抗によってワイヤ送給抵抗が高くなりワイヤ長手
方向の圧縮応力を受けて塑性変形し、ワイヤの捩り角度
が溶接時にワイヤ先端が振れる限度である２５０°未満
となる場合がある。そこでワイヤ捩り角度を２５０°以
上とするためにガイドパイプ７長さをできるだけ短くし
て、ガイドパイプの出口９はガイドパイプ支持筒１７外
面上部とする。ガイドパイプ７を長くしてガイドパイプ
支持筒１７へ螺旋状に巻きつけて取り付けると、ワイヤ
積層部Ｗ´上面への着地時に急激にワイヤが曲げられて
ワイヤ送給抵抗が高くなり、ワイヤ長手方向の圧縮応力
を受けて塑性変形して捩り角度が２５０°未満となる。

【００１５】ガイドパイプの出口９がガイドパイプ支持
筒１７外面上部としてあるので、ガイドパイプの出口９
から出てきたワイヤＷは、ガイドパイプ支持筒１７の外
周に沿ってペイルパック１内のワイヤ積層部Ｗ´の上面
に収まるが、ガイドパイプ支持筒１７が回転しているの
でワイヤＷは遠心力で外側方向へ広がろうとする。した
がって、ガイドパイプ支持筒１７の外側に略ガイドパイ
プ支持筒１７と同長の固定筒２３を設け、これとガイト
パイプ支持筒との間隙で円状にしながらガイド筒２１ま
で案内してペイルパック１内に収納する。この固定筒と
いう名称は機能上回転する必要がないという意味でつけ
たものである。

【００１６】なお、ワイヤ送給機構４に送られるワイヤ
Ｗが曲がっているとガイドパイプ７内で塑性変形しやす
くなるので、ワイヤ矯正機等で真直に矯正された状態で
あることが好ましい。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。まず、ＪＩＳ Ｚ３３１３ ＹＦＷ−Ｃ５０Ｄ
Ｒに規定されるワイヤ径１．２から１．６ｍｍのアーク
溶接用フラックス入りワイヤを、図１、図２に示すワイ
ヤ装填装置を用いて、２００ｋｇペイルパックに装填し
た。その時の装填ワイヤの捩り角度の測定結果（Ｎ＝
５）を表１に示す。なお、比較のために固定筒２３がな
く、ガイドパイプをガイドパイプ支持筒１７に約２５０
°螺旋状に巻き付けてペイルパック内に出口を設けてワ
イヤを装填した例も示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】溶接時のワイヤ振れの調査は、ペイルパッ
クから前記フラックス入りワイヤを取り出し、表２に示
す条件で鋼種ＳＭ４９０Ａ、板厚１２．７ｍｍに溶接長
１５００ｍｍとし、図３（ａ）斜視図に示すように水平
すみ肉溶接を各２体表裏（合計６ｍ）を行い、図３
（ｂ）の溶接部の断面図に示す下脚の脚長ｄの最大と最
小の差を調べた。なお、評価基準は脚長差が０．５ｍｍ
以下を○とし、０．５ｍｍを超えたものを×とした。こ
れらの結果を表１にまとめて示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】表１中試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３が本発明
例、試験Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６が比較例である。本発明例
である試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、ガイドパイプのワイ
ヤ出口位置がガイドパイプ支持筒の外面上部で、かつ固
定筒を有しているので、ペイルパックに装填されたワイ
ヤの捩り角度が２５０°以上となっている。したがって
小脚長のすみ肉溶接条件で、ワイヤを高速度でペイルパ
ックから引き出して溶接してもワイヤ狙い位置ずれが生
じず、溶接後の脚長差が少なく極めて満足な結果であっ
た。

【００２２】比較例である試験Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６は、
ガイドパイプのワイヤ出口位置がペイルパック内であっ
てガイドパイプが長いので、ワイヤ積層部上面への着地
時に急激にワイヤが曲げられてワイヤ送給抵抗が高くな
った。このためワイヤが長手方向の圧縮応力を受けて塑
性変形して捩り角度が２５０°未満となったので、溶接
時にいずれもワイヤ先端がわずかに振れて脚長差が０．
５ｍｍを超えた。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の溶接用ワイ
ヤの装填装置によれば、ワイヤの捩り角度を均一かつ確
実に与えてペイルパックに装填できる。したがって、取
り出し時にワイヤ先端が振れることがなく、高速度で小
脚長のすみ肉溶接においても均一な脚長が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す全体側面図で、一
部断面図で示し、下部は図２に連続する。

【図２】本発明装置の一実施例を示す全体側面図で、一
部断面図で示し、上部は図１に連続する。

【図３】本発明の実施例における（ａ）はすみ肉溶接を
示す斜視図、（ｂ）はすみ肉溶接部の脚長を示す断面図

【符号の説明】

１ ペイルパック ２ 引き取りキャプスタン ３ プレッシャーローラ ４ ワイヤ送給機構 ５ ベルト ６ 駆動モータ ７ ガイドパイプ ８ ガイドパイプの入り口 ９ ガイドパイプの出口 １０ 回転軸 １１ 固定支持架台 １２、１３ プーリ １４ ベルト １５ 減速機 １６ 遊星歯車機構 １７ ガイドパイプ支持筒 １８ 円板 １９ 遊星歯車 １９ａ 遊星軸 ２０ａ 上部内歯車 ２０ｂ 下部内歯車 ２１ ガイド筒 ２２ ガイド筒の支持筒 ２３ 固定筒 ２４ 突出部材 ２５ ターンテーブル ２６ 昇降機構 ２７ 昇降台 ２８、２９ プーリ ３０ ベルト ３１ 減速機 ３２ 駆動モータ Ｗ ワイヤ Ｗ´ ワイヤ積層部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペイルパックに捩り入り溶接用ワイヤを
   ループ状に積層収納する溶接用ワイヤの装填装置であっ
   て、ワイヤを供給するワイヤ送給機構と、該ワイヤ送給
   機構のワイヤ出口に入口を有したワイヤガイドパイプ、
   該ワイヤガイドパイプを支持して回転するガイドパイプ
   支持筒と、該ガイドパイプ支持筒の下方に設けられた静
   止状態のガイド筒と、該ガイド筒下端部周面に斜め下方
   に突出して取り付けられた突出部材と、ペイルパックが
   載置される昇降台を備えペイルパックにワイヤが装填さ
   れるにつれて該昇降台を下降する昇降機構とを備える溶
   接用ワイヤの装填装置において、前記ワイヤガイドパイ
   プは前記ガイドパイプ支持筒の外面上部にワイヤ出口を
   有し、さらにガイドパイプ支持筒の外側には固定筒を配
   置したことを特徴とする溶接用ワイヤの装填装置。