CN113948310A - 张紧装置以及绕线机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够抑制线材的张力的偏差的张紧装置以及绕线机。张紧装置具备：张力检测部(70)，检测带轮(322)与喷嘴(80)之间的线材(C1)的张力；控制单元(90)，基于由张力检测部(70)检测出的线材(C1)的张力的大小，来控制卷筒马达(21)的旋转速度；以及信号线，将张力检测部(70)与控制单元(90)连接。而且，张力检测部(70)能够将表示所检测出的线材(C1)的张力的信息经由信号线直接向控制单元(90)发送。
Description
技术领域
本发明涉及张紧装置以及绕线机。
背景技术
提出了一种绕线机，是将线材卷绕于卷芯的绕线机，具备：主卷筒，将从线材源导出的线材放出；拉杆，供从主卷筒放出的线材卡挂；以及张力检测部，检测线材源与主卷筒之间的线材的张力(例如参照专利文献1)。该绕线机进一步具备：控制部，对经由连杆机构向拉杆传递旋转转矩的臂马达或者使主卷筒旋转的卷筒马达进行控制，以使线材的张力成为所希望的值；和计算部，基于由张力检测部的测力传感器检测出的载荷来计算线材的张力。
专利文献1：日本特开2019-001617号公报
然而，在专利文献1所记载的绕线机中，计算部与控制部相互独立，并不是与由计算部计算出的线材的张力相关的信息被输出给控制部的结构。因此，控制部无法大致实时地取得表示由计算部计算出的线材的张力的信息，来控制臂马达或卷筒马达。因此，无法准确地控制臂马达或卷筒马达，其结果，存在如下担忧：在将线材卷绕于卷芯时的张力产生偏差的。
发明内容
本发明是鉴于上述原因而完成的，其目的在于提供一种能够抑制线材的张力的偏差的张紧装置以及绕线机。
为了实现上述目的，本发明所涉及的张紧装置具备：
张力检测部，检测线材的张力；
控制单元，基于由上述张力检测部检测出的上述线材的张力的大小，来控制卷筒马达的旋转速度；以及
信号线，将上述张力检测部与上述控制单元连接，
上述张力检测部能够将表示所检测出的上述线材的张力的信息经由上述信号线直接向上述控制单元发送。
另外，本发明所涉及的张紧装置也可以构成为，
上述张力检测部具有：
一对第一辊，供上述线材卡挂；
第二辊，配置于旋转轴相互平行的上述一对第一辊之间，向与上述一对第一辊的排列方向及垂直于上述排列方向的上述一对辊的旋转轴方向正交的方向移动自如，并且供上述线材卡挂；
测力传感器，检测施加于上述第二辊的力；
模拟数字转换部，将从上述测力传感器输出的与施加于上述第二辊的力对应的模拟信号向数字信号转换并作为反映了施加于上述第二辊的力的物理量而输出；以及
基台，将上述一对第一辊、上述第二辊、上述测力传感器以及上述模拟数字转换部集中支承。
另外，本发明所涉及的张紧装置也可以构成为，
上述张力检测部具有：
一对第一辊，供上述线材卡挂；
第二辊，配置于旋转轴相互平行的上述一对第一辊之间，向与上述一对第一辊的排列方向及垂直于上述排列方向的上述一对辊的旋转轴方向正交的方向移动自如，并且供上述线材卡挂；以及
测力传感器，检测施加于上述第二辊的力，
上述测力传感器是罗伯瓦尔型测力传感器，并具有：
应变部，为长条状，在长度方向的一端部固定有支承上述第二辊的辊支承部，另一端部固定于基台的、在与上述一对第一辊的排列方向及上述一对辊的旋转轴方向正交的方向上从上述第二辊偏移的位置；和
应变计，配设于上述应变部的至少四处。
另外，本发明所涉及的张紧装置也可以构成为，还具备：
标准判定部，判定表示由上述张力检测部检测出的上述线材的张力的大小的张力值是否在预先设定的标准范围内；和
指令部，若由上述标准判定部判定为上述张力值在上述标准范围外，则生成用于使上述卷筒马达停止的停止指令信息。
另外，本发明所涉及的张紧装置也可以构成为，还具备：
监视部，监视张力值是否偏离上述标准范围内的预先设定的管理范围，上述张力值是表示由上述张力检测部检测出的上述线材的张力的大小的值；和
报告部，若由上述监视部判定为上述张力值偏离了上述管理范围，则生成报告信息，上述报告信息是报告上述张力值偏离了上述管理范围的情况的信息。
另外，本发明所涉及的张紧装置也可以构成为，进一步具备：
显示装置；
管理信息生成部，根据表示由上述张力检测部检测出的上述线材的张力的张力值，生成用于管理上述线材的张力的管理信息；以及
显示控制部，使上述显示装置显示上述管理信息。
从其他观点来看的本发明所涉及的绕线机是将上述线材卷绕于卷芯的绕线机，具备：
卷筒，放出上述线材；
卷筒马达，驱动上述卷筒；
喷嘴，将从上述卷筒放出的线材向卷芯引导；
拉杆，为长条状，在长度方向的一端部设置有带轮，另一端部被轴支承为转动自如，并且在上述卷筒与上述喷嘴之间上述线材卡挂于上述带轮的状态下，上述带轮被施力部件向按压上述线材的方向施力；以及
上述张紧装置。
根据本发明，张力检测部经由信号线与控制单元连接，将表示所检测出的线材的张力的信息经由信号线直接向控制单元发送。而且，控制单元基于由张力检测部检测出的线材的张力的大小，控制卷筒马达的旋转速度。由此，控制单元能够大致实时地取得表示由张力检测部检测出的线材的张力的信息，来控制卷筒马达的旋转速度，从而能够抑制线材的张力的偏差。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的绕线机的结构的图。
图2是表示实施方式所涉及的张力检测部的结构的图。
图3是表示实施方式所涉及的控制单元的硬件结构的框图。
图4是表示实施方式所涉及的控制单元的功能结构的框图。
图5是表示实施方式所涉及的控制单元所执行的绕线机控制处理的流程的一个例子的流程图。
图6是表示实施方式所涉及的控制单元所执行的张力监视处理的流程的一个例子的流程图。
图7是表示变形例所涉及的张力检测部的结构的图。
附图标记说明
1…绕线机；2…服务器；3…设备；10…基体；20…卷筒；21…卷筒马达；22…马达驱动部；30…拉杆；31…杆部；32…引导部；33…施力部件；40…卷芯支承单元；70…张力检测部；71A、71B…第一辊；72…第二辊；74…ADC；79…基台；90…控制单元；222、403…驱动器；221…DAC；311…转动销；312、331…固定部件；321…保持部；322…带轮；401…卷芯支承部；402…卷芯驱动马达；732…测力传感器；733…辊支承部；901…CPU；902…RAM；903…ROM；904…显示装置；905…输入装置；907…存储器；908…网络接口；909…总线；910…主模块；911…应变量取得部；912…张力计算部；913…张力控制值计算部；914…控制值发送部；915…张力控制值取得部；916…标准判定部；917…指令部；918…管理信息生成部；919…显示控制部；920…监视部；921…报告部；922…压缩部；923…发送部；931…应变量缓存器；932…标准信息存储部；933…张力存储部；934…校正信息存储部；941…显示接口；950…缓存模块；951…输入接口；961…串行接口；962…输出接口；7321…应变部；7322…应变计；C1…线材；Co1…卷芯；NW1…网络；SL1…信号线。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。本实施方式所涉及的绕线机是将线材卷绕于卷芯的装置。该绕线机具备：卷筒，放出线材；卷筒马达，驱动卷筒；喷嘴，将从卷筒放出的线材向卷芯引导；拉杆；张力检测部；控制单元；以及信号线，将张力检测部与控制单元连接。拉杆为长条状，在长度方向的一端部设置有带轮，另一端部被轴支承为转动自如，并且在卷筒与喷嘴之间线材卡挂于带轮的状态下，带轮被施力部件按压于线材。张力检测部检测带轮与喷嘴之间的线材的张力，并能够将表示所检测出的线材的张力的信息经由信号线直接向控制单元发送。控制单元基于由张力检测部检测出的线材的张力的大小，来控制卷筒马达的旋转速度。
如图1所示，本实施方式所涉及的绕线机1将线材C1卷绕于卷芯Co1而形成线圈。绕线机1将线材C1从储存线材C1的线材源(未图示)朝向卷芯Co1送出，并调整卷绕于卷芯Co1的线材C1的张力。另外，绕线机1经由网络NW1与生产管理用的服务器2或其他生产用的设备3连接。网络NW1例如是在工厂内构建的LAN(Local Area Network：局域网)。
如图1所示，绕线机1具备多个绕线单元100和控制多个绕线单元100的控制单元90。绕线单元100具备：基体10；卷筒20，安装于基体10，并将从线材源供给的线材C1送出；卷筒马达21，驱动卷筒20旋转；马达驱动部22；卷芯支承单元40；以及喷嘴80。另外，绕线单元100具备：拉杆30，供线材C1卡挂；施力部件33，对拉杆30施力；以及张力检测部70，检测施加于线材C1的张力。这里，由张力检测部70、控制单元90以及后述的信号线SL1构成对线材C1的张力进行控制的张紧装置。
卷芯支承单元40具有：卷芯支承部401，绕供该线材C1卷绕的卷绕轴旋转自如地支承卷芯Co1；卷芯驱动马达402，驱动卷芯支承部绕卷绕轴旋转；以及驱动器403，控制卷芯驱动马达402。驱动器403若从控制单元90接收到后述的动作开始指令信息，则控制卷芯驱动马达402以便驱动卷芯支承部401以预先设定的转速向箭头AR1所示的方向旋转。另外，设备3若接收到后述的停止指令信息，则使卷芯驱动马达402停止。喷嘴80为筒状，将从卷筒20放出的线材C1向卷芯引导。
在卷筒20的外周卷挂有线材C1。卷筒20与卷筒马达21的轴(未图示)连结，被卷筒马达21驱动向箭头AR2所示的方向旋转。卷筒马达21例如是旋转轴利用从马达驱动部22供给的电力而进行旋转的伺服马达。马达驱动部22具有驱动器222和数字模拟转换器(以下，称为“DAC”)221。DAC221若从控制单元90接收到后述的初始张力控制值信息或张力控制值信息，则将接收到的初始张力控制值信息所表示的初始张力控制值或者张力控制值信息所表示的张力控制值转换为电压信号并向驱动器222输出。驱动器222驱动卷筒马达21以与由DA221输入的电压信号对应的旋转速度进行旋转。
拉杆30具有长条的杆部31和设置于杆部31的长度方向的一端部的引导部32。杆部31的长度方向的另一端部被转动销311轴支承为转动自如。由此，拉杆30整体以转动销311为中心旋转自如。引导部32具有设置于杆部31的一端部的保持部321和旋转自如地连结于保持部321的带轮322。这里，线材C1卷挂于带轮322的外周，被带轮322转向而被导向卷芯Co1。施力部件33例如是长条的螺旋弹簧，长度方向的一端部经由固定部件312固定于拉杆30的杆部31，另一端部经由固定部件331固定于基体10。而且，拉杆30在卷筒20与喷嘴80之间线材C1卡挂于带轮322的状态下，带轮322被施力部件33向按压线材C1的方向施力。由此，线材C1的松弛的产生得到抑制。
这里，在线材C1向卷芯Co1卷绕中在线材C1产生的张力成为由从卷筒20送出线材C1的送出速度和卷芯Co1的卷绕速度的速度差产生的张力、与由拉杆30施加的张力的合力。而且，线材C1的送出速度越比卷芯Co1的卷绕速度小，在线材C1产生的张力越增加。
张力检测部70对拉杆30的带轮322与喷嘴80之间的线材C1的张力进行检测。即，张力检测部70对与要求对线材C1的张力进行管理的卷芯Co1相对较近的喷嘴80的紧前的位置处的线材C1的张力进行检测。如图2所示，张力检测部70具有：一对第一辊71A、71B，供线材C1卡挂；第二辊72，配置在一对第一辊71A、71B之间；以及测力传感器732，检测施加于第二辊72的力。这里，线材C1按一方的第一辊71A、第二辊72、另一方的第一辊71B的顺序交替卷挂。另外，第二辊72向与旋转轴相互平行的一对第一辊71A、71B的排列方向及垂直于该排列方向的一对第一辊71A、71B的旋转轴方向正交的方向，即向沿着X轴方向的方向AR3移动自如。另外，张力检测部70具有模拟数字转换部(以下，称为“ADC”)74、一对第一辊71A、71B、第二辊72、测力传感器732以及集中支承ADC74的基台79。另外，张力检测部70具有与测力传感器732连接的检测电路(未图示)、和向检测电路施加电压的电压源(未图示)。另外，张力检测部70经由信号线SL1与控制单元90连接。
测力传感器732是罗伯瓦尔型测力传感器。测力传感器732具有长条的应变部7321和四个应变计7322。应变部7321为长条状，在长度方向的一端部固定有将第二辊72支承为旋转自如的辊支承部733。应变部7321由镍铬钼钢、不锈钢、铝合金等形成。另外，应变部7321的另一端部通过应变部支承部731固定于基台79。这里，应变部7321的另一端部固定于基台79的、在与一对第一辊71A、71B的排列方向平行的方向偏移的位置，即固定于从第二辊72向+Z轴方向侧偏移的位置。四个应变计7322分别配设于应变部7321的四处。应变计7322例如具有由铜镍合金形成的电阻器。四个应变计7322以与检测电路一起形成惠斯登电桥的方式连接。由此，能够高精度地检测应变计7322的电阻值的变动。另外，通过适当地设定四个应变计的配置来降低周围温度的影响。
ADC74将从测力传感器732的四个应变计7322分别输出的表示与施加于第二辊72的力对应的应变量的模拟信号向数字信号转换。而且，ADC74能够将包含该应变量，即包含表示所检测出的线材C1的张力的信息的数字信号经由信号线SL1直接向控制单元90发送。
控制单元90通过对从卷筒20送出的线材C1的送出速度，即卷筒马达21的旋转速度进行控制，从而控制在线材C1产生的张力。如图3所示，控制单元90具有缓存模块950、主模块910、显示装置904以及输入装置905。缓存模块950例如具有FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)和存储器，通过获取从张力检测部70输出的表示应变量的数字信号并进行解调，从而取得应变量信息，并暂时保持所取得的应变量信息。另外，缓存模块950经由I2C总线那样的串行总线与张力检测部70的ADC74连接。如图4所示，缓存模块950具有：应变量缓存器931，暂时存储由张力检测部70检测出的表示应变量的应变量信息；和应变量取得部911，从张力检测部70取得应变量信息。
应变量取得部911通过对由张力检测部70输入的数字信号进行解调，从而取得应变量信息，并使所取得的应变量信息存储于应变量缓存器931。这里，应变量取得部911将关于多个绕线单元的每一个的应变量信息存储于应变量缓存器931中的与预先分配给多个绕线单元100的每一个的地址对应的存储区域。这里，应变量取得部911以0.1msec以上且250msec以下取得由多个绕线单元100各自的张力检测部70检测出的应变量信息。因此，例如应变量取得部911以0.3msec以上且500msec以下的时间取得由四个绕线单元100全部的张力检测部70检测出的应变量信息。另外，应变量取得部911每当从主模块910接收到后述的缓存信息取得完成通知信息时，反复进行取得由多个绕线单元100各自的张力检测部70检测出的应变量信息并存储于应变量缓存器931。
返回到图3，主模块910是树莓派(Raspberry Pi，注册商标)那样的微型计算机，具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)901、ROM(Read Only Memory：只读存储器)903、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)902、存储器907、显示接口941、输入接口951、串行接口961、输出接口962、网络接口908、以及连接各部的总线909。ROM903或存储器907存储通过CPU901实现主模块910的各种功能用的程序。显示接口941与液晶显示器那样的显示装置904连接，将从CPU901输入的各种信息传输给显示装置904。若输入接口951与键盘输入装置、触摸面板等输入装置905连接，则将用户经由输入装置905输入的各种操作信息传输给CPU901。网络接口908例如是无线模块，经由网络NW1与服务器2及其他设备3进行通信。串行接口961是适合于USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)那样的串行通信的接口，经由串行总线与缓存模块950连接。输出接口962例如是串行接口，经由通信总线与马达驱动部22的DAC221、驱动器222以及卷芯支承单元40的驱动器403连接。
CPU901通过将存储于ROM903或存储器907的程序读入RAM902并执行，从而如图4所示，作为张力计算部912、张力控制值计算部913、控制值发送部914、张力控制值取得部915、标准判定部916、指令部917、管理信息生成部918、显示控制部919、监视部920、报告部921、压缩部922以及发送部923发挥功能。另外，存储器具有存储表示关于线材C1的张力的标准值的张力标准值信息的标准信息存储部932、张力存储部933以及校正信息存储部934。标准信息存储部932将张力标准值信息与产品识别信息建立对应地存储，产品识别信息是用于识别通过将对应的线材C1卷绕于卷芯Co1而制造的线圈产品的信息。另外，标准信息存储部932将表示在开始制造线圈产品时向绕线单元100的马达驱动部22发送的张力控制值的初始值亦即初始张力控制值的初始张力控制值信息与产品识别信息建立对应地存储。标准信息存储部932存储的张力标准值信息及初始张力控制值信息例如由用户经由输入装置905输入。张力存储部933存储基于由张力检测部70检测出的应变量信息而生成的张力信息。
校正信息存储部934存储用于校正应变量的校正信息。这里，校正信息是表示将由张力检测部70检测出的应变量信息所表示的应变量作为自变量而求出施加于线材C1的张力的一次函数的信息。该校正信息例如通过取得在绕线单元100中，在使卷筒20停止的状态下在线材C1的末端部固定了预先选择的重量不同的两种砝码的情况下的各自的应变量而生成。
张力计算部912取得缓存模块950的应变量缓存器931所存储的应变量信息，并使用校正信息存储部934所存储的校正信息所表示的一次函数，根据取得的应变量信息所表示的应变量，来计算与其对应的线材C1的张力。然后，张力计算部912将表示所计算出的张力的张力信息通知给张力控制值计算部913。此时，张力计算部912将上述张力信息与识别对应的绕线单元100的绕线单元识别信息建立对应地按时间序列存储于张力存储部933。另外，张力计算部912在取得了应变量缓存器931所存储的应变量信息时，将通知应变量信息的取得已完成的缓存信息取得完成通知信息发送给缓存模块950。另外，张力计算部912将表示所计算出的张力的张力信息通知给张力控制值计算部913及标准判定部916，并且存储于张力存储部933。这里，张力计算部912在张力信息表示与线材C1的张力对应的电压值的情况下，也可以将张力信息所表示的电压值转换为由力的单位(例如N)表示的物理量后存储于张力存储部933。
张力控制值计算部913将标准信息存储部932所存储的张力标准值信息所表示的张力的标准范围与由张力计算部912通知的张力信息所表示的张力进行比较，计算向绕线单元100的马达驱动部22通知的张力控制值。这里，张力控制值例如是反映了卷筒马达21的旋转速度的指令值。另外，张力控制值计算部913例如计算由张力计算部912通知的张力信息所表示的张力与张力的标准范围的中心值的差量值，并计算使卷筒马达21的旋转速度增减与差量值对应的速度的量的张力控制值。
若用户经由输入装置905输入欲制造的线圈产品的产品识别信息，则张力控制值取得部915从标准信息存储部932取得与所输入的产品识别信息对应的表示初始张力控制值的信息。然后，张力控制值取得部915将所取得的表示初始张力控制值的初始张力控制值信息通知给控制值发送部914。
若由张力控制值取得部915通知初始张力控制值信息，则控制值发送部914将所通知的初始张力控制值信息发送给绕线单元100的马达驱动部22。另外，控制值发送部914在绕线单元100的动作开始后，若由张力控制值计算部913通知张力控制值信息，则将所通知的张力控制值信息发送给绕线单元100的马达驱动部22。
标准判定部916将标准信息存储部932所存储的张力标准值信息所表示的张力的标准范围与由张力计算部912通知的张力信息所表示的张力的大小进行比较，判定线材C1的张力值是否在上述的标准范围内。然后，标准判定部916若判定为线材C1的张力值在上述的标准范围外，则将通知线材C1的张力值在标准范围外的标准外通知信息通知给指令部917。
若用户对输入装置905进行用于使绕线机1的动作开始的操作，则与之相应地，指令部917将对卷芯支承单元40的卷芯驱动马达402及卷筒马达21通知开始动作的动作开始指令信息发送给卷芯支承单元40及马达驱动部22。此时，指令部917将通知向卷芯支承单元40及马达驱动部22发送了动作开始指令信息的动作开始通知信息发送给其他设备3。另外，若由标准判定部916通知标准外通知信息，则指令部917生成用于使卷芯支承单元40的卷芯驱动马达402及卷筒马达21停止的停止指令信息并发送给设备3。然后，若设备3从指令部917接收到停止指令信息，则基于所接收到的停止指令信息使卷筒马达21及卷芯驱动马达402停止。
管理信息生成部918根据表示由张力检测部70检测出的线材C1的张力的张力值，生成用于管理线材C1的张力的管理信息。管理信息生成部918每当预先设定的张力监视时期到来时，取得张力存储部933所存储的过去的预先设定的管理值计算对象期间的张力信息，并计算所取得的张力信息所表示的张力值的平均值和标准偏差。这里，管理值计算对象期间例如被设定为从当前时刻起一周前的时刻起两天前的时刻的张力值不是标准范围外的期间。另外，管理信息生成部918每当预先设定的管理信息生成时期到来时，从张力存储部933取得从上次的管理信息生成时期到当前时刻为止的张力信息，并根据取得的张力信息所表示的过去的张力值，计算施加于线材C1的张力的平均值、标准偏差。然后，管理信息生成部918将管理信息存储于张力存储部933，管理信息包含表示所计算出的施加于线材C1的张力的平均值及标准偏差的信息。
显示控制部919取得张力存储部933所存储的管理信息，并使显示装置904显示所取得的管理信息中包含的线材C1的张力值。这里，显示控制部919从标准信息存储部932取得标准值信息，并使显示装置904显示所取得的标准值信息所表示的标准值且管理信息中包含的线材C1的张力值。
监视部920监视表示由张力检测部70检测出的线材C1的张力的张力值是否偏离上述的标准范围内的预先设定的管理范围。这里，监视部920例如取得张力存储部933所存储的管理信息中包含的表示平均值、标准偏差的信息，将比平均值高与标准偏差的3倍相当的量的值设定为管理上限值，将比平均值低与标准偏差的3倍相当的量的值设定为管理下限值。在该情况下，监视部920将上述的管理上限值与管理下限值之间的张力值的范围作为管理范围来执行监视。监视部920在表示线材C1的张力的张力值偏离管理范围的情况下，将通知张力值在管理范围外的管理范围外通知信息通知给报告部921。若由监视部920通知管理范围外通知信息，则报告部921生成报告线材C1的张力值偏离管理范围的报告信息并发送给服务器2。
压缩部922通过将张力存储部933所存储的多个张力信息结合并压缩而生成用于向服务器2发送的压缩信息。压缩部922例如利用公知的数值信息压缩技术，将10至1000的张力信息结合并压缩，并将压缩而得到的信息通知给发送部923。或者，压缩部922也可以将张力存储部933所存储的仅包含表示张力值的平均值、标准偏差、最大值以及最小值的信息的压缩信息通知给发送部923。发送部923将从压缩部922被通知的信息发送给服务器2。
接下来，参照图5对本实施方式所涉及的控制单元90的主模块910所执行的绕线机控制处理进行说明。该绕线机控制处理例如在对绕线机1接通了电源后，以用户对输入装置905进行了用于使绕线机1的动作开始的操作为契机而开始。首先，张力控制值取得部915从标准信息存储部932取得初始张力控制值信息(步骤S101)，控制值发送部914将初始张力控制值信息发送给绕线单元100的马达驱动部22(步骤S102)。接下来，指令部917将对卷芯支承单元40的卷芯驱动马达402及卷筒马达21通知开始动作的动作开始指令信息发送给卷芯支承单元40及马达驱动部22。另外，指令部917将通知向卷芯支承单元40及马达驱动部22已发送了动作开始指令信息的动作开始通知信息发送给其他设备3(步骤S103)。
接着，张力计算部912取得缓存模块950的应变量缓存器931所存储的应变量信息(步骤S104)。此时，张力计算部912将上述的缓存信息取得完成通知信息发送给缓存模块950。然后，缓存模块950的应变量取得部911若接收到缓存信息取得完成通知信息，则从张力检测部70重新取得应变量信息。
然后，张力计算部912使用校正信息存储部934所存储的校正信息所表示的一次函数，根据取得的应变量信息所表示的应变量，计算与其对应的线材C1的张力(步骤S105)。此时，张力计算部912将表示所计算出的张力的张力信息通知给张力控制值计算部913及标准判定部916，并且存储于张力存储部933。
接下来，标准判定部916将标准信息存储部932所存储的张力标准值信息所表示张力的标准范围与由张力计算部912通知的张力信息所表示的张力的大小进行比较，判定线材C1的张力值是否在上述的标准范围内(步骤S106)。这里，标准判定部916判定为线材C1的张力值在标准范围内(步骤S106：否)。在该情况下，张力控制值计算部913将标准信息存储部932所存储的张力标准值信息所表示的张力的标准范围与由张力计算部912通知的张力信息所表示的张力进行比较，计算上述的张力控制值(步骤S107)。然后，控制值发送部914将表示张力控制值计算部913计算出的张力控制值的张力控制值信息发送给绕线单元100的马达驱动部22(步骤S108)。接着，再次执行步骤S104的处理。
另一方面，标准判定部916判定为线材C1的张力值在标准范围外(步骤S106：是)。在该情况下，标准判定部916将通知线材C1的张力值在标准范围外的标准外通知信息通知给指令部917。然后，指令部917生成用于使卷芯支承单元40的卷芯驱动马达402及卷筒马达21停止的停止指令信息，并发送给设备3(步骤S109)。然后，控制值发送部914停止向马达驱动部22发送张力控制值信息(步骤S110)，绕线机控制处理结束。
接下来，参照图6对本实施方式所涉及的控制单元90的主模块910所执行的张力监视处理进行说明。该张力监视处理与上述的绕线机控制处理并行地执行。该张力监视处理也在对绕线机1接通了电源后，以用户对输入装置905进行了用于使绕线机1的动作开始的操作为契机而开始。首先，管理信息生成部918判定预先设定的张力监视时期是否到来(步骤S201)。这里，若管理信息生成部918判定为张力监视时期尚未到来(步骤S201：否)，则执行后述的步骤S207的处理。另一方面，若管理信息生成部918判定为张力监视时期已到来(步骤S201：是)，则取得张力存储部933所存储的过去的预先设定的管理值计算对象期间的张力信息(步骤S202)，并计算所取得的张力信息所表示的张力值的平均值和标准偏差(步骤S203)。
接下来，监视部920基于过去的预先设定的管理值计算对象期间的张力信息所表示的张力值的平均值和标准偏差来确定管理范围(步骤S204)。接着，监视部920判定张力存储部933所存储的最近的线材C1的张力值是否在管理范围外(步骤S205)。若监视部920判定为最近的线材C1的张力值在管理范围内(步骤S205：否)，则执行后述的步骤S207的处理。另一方面，若监视部920判定为最近的线材C1的张力值在管理范围外(步骤S205：是)，则报告部921生成报告线材C1的张力值偏离管理范围的报告信息并发送给服务器2(步骤S206)。
然后，管理信息生成部918判定预先设定的管理信息生成时期是否到来(步骤S207)。这里，若管理信息生成部918判定为管理信息生成时期尚未到来(步骤S207：否)，则再次执行步骤S201的处理。另一方面，若管理信息生成部918判定为管理信息生成时期已到来(步骤S207：是)，则从张力存储部933取得从上次的管理信息生成时期到当前时刻的张力信息，并根据取得的张力信息所表示的过去的张力值，计算施加于线材C1的张力的平均值、标准偏差、最大值以及最小值。然后，管理信息生成部918生成包含表示所计算出的平均值、标准偏差、最大值以及最小值的信息的管理信息并存储于张力存储部933(步骤S208)。接下来，压缩部922根据张力存储部933所存储的张力信息，生成压缩信息(步骤S209)，发送部923将所生成的压缩信息发送给服务器2(步骤S210)。接着，再次执行步骤S201的处理。
如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的绕线机1，张力检测部70经由信号线SL1与控制单元90连接，将表示所检测出的线材C1的张力的信息经由信号线SL1直接发送给控制单元90。而且，控制单元90基于由张力检测部70检测出的线材C1的张力的大小，控制卷筒马达21的旋转速度。由此，控制单元90能够大致实时地取得表示由张力检测部70检测出的线材C1的张力的信息，控制卷筒马达21的旋转速度，从而能够抑制线材C1的张力的偏差。
另外，根据本实施方式所涉及的绕线机1，张力检测部70检测拉杆30的带轮322与喷嘴80之间的线材C1的张力。而且，控制单元90基于由张力检测部70检测出的线材C1的张力的大小，控制卷筒马达21的旋转速度。由此，能够高精度地检测实际上在卷绕于卷芯Co1时施加于线材C1的张力，因此能够准确地控制卷筒马达21。因此，能够抑制将线材C1卷绕于卷芯Co1时的张力的偏差。
特别是，即使在卷芯Co1为棱柱形状，线材C1的张力容易变动的情况下，也能够实时地检测施加于线材C1的张力，因此在制造卷芯Co1为棱柱状的线圈产品时，能够抑制线材C1的张力的偏差，从而能够提高线圈产品的品质。
然而，若张力检测部70的测力传感器732与ADC74之间的距离变长，则存在叠加于从测力传感器732输出的模拟信号的噪声成分变大的担忧。这里，为了减少噪声成分，考虑在测力传感器732与ADC之间设置低通滤波器来除去频率相对较高的噪声成分。然而，在该情况下，在线材C1的张力以相对较短的周期变动的情况下，存在无法高精度地检测线材C1的张力变动的担忧。与此相对，在本实施方式所涉及的张力检测部70中，检测施加于第二辊72的力的测力传感器732、和将从测力传感器732输出的与施加于第二辊72的力对应的模拟信号转换为数字信号的ADC74集中支承于一个基台79。由此，能够缩短测力传感器732与ADC74之间的距离，因此能够减少叠加于从测力传感器732输出的模拟信号的噪声成分。
另外，本实施方式所涉及的测力传感器732是罗伯瓦尔型测力传感器，且具有应变部7321，该应变部7321为长条状，在长度方向的一端部固定有支承第二辊72的辊支承部，另一端部固定于基台79的从第二辊72向+Z方向偏移的位置。由此，能够高精度地检测施加于第二辊72的力，因此能够准确地控制卷筒马达21。
另外，在本实施方式所涉及的控制单元90中，标准判定部916判定表示由张力检测部70检测出的线材C1的张力的大小的张力值是否在上述的标准范围内，若判定为线材C1的张力值在标准范围外，则指令部917生成用于使卷筒马达21停止的停止指令信息，并发送给设备3。由此，能够在设备3侧识别在绕线机1产生了异常的情况。
另外，本实施方式所涉及的管理信息生成部918根据表示由张力检测部70检测出的线材C1的张力的张力值，生成用于管理线材C1的张力的管理信息。然后，显示控制部919使显示装置904显示所生成的管理信息。
另外，本实施方式所涉及的监视部920监视张力信息所表示的线材C1的张力值是否偏离上述的管理范围，若判定为线材C1的张力值偏离了管理范围，则报告部921生成报告线材C1的张力值偏离了管理范围的报告信息。由此，能够根据线材C1的张力值的行迹，将成为绕线机1的异常的预兆的现象的产生通知给用户，因此能够进行绕线机1的所谓的预防性维护。
另外，本实施方式所涉及的控制单元90由一个控制多个绕线单元100。由此，能够由控制单元90单独地进行多个绕线单元100的集中管理，因此能够减轻多个绕线单元100的管理负荷。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式的结构。例如如图7所示，也可以是测力传感器732的应变部7321为长条状，在从卷芯支承单元40沿着第一辊71A、71B的排列方向朝向第一辊71A、71B的方向侧即+Z方向侧的一端部固定有辊支承部733，-Z方向侧的另一端部固定于基台79的在从第二辊72沿着第一辊71A、71B的排列方向朝向卷芯支承单元40的方向即-Z方向偏移的位置。
在实施方式中，对用户经由输入装置905将张力标准值信息及初始张力控制值信息登记于标准信息存储部932的例子进行了说明。但是，并不局限于此，例如也可以是控制单元90具有标准值信息取得部(未图示)，该标准值信息取得部取得从服务器2传输的标准值信息，并将所取得的标准值信息存储于标准信息存储部932。
在实施方式中，对监视部920将比线材C1的张力值的平均值高与其标准偏差的3倍相当的量的值设定为管理上限值，并将比平均值低与标准偏差的3倍相当的量的值设定为管理下限值的例子进行了说明。但是，并不局限于此，例如监视部920也可以将比线材C1的张力值的平均值高与其标准偏差或标准偏差的2倍相当的量的值设定为管理上限值，并将比平均值低与标准偏差或标准偏差的2倍相当的量的值设定为管理下限值。
以上，对本发明的实施方式及变形例进行了说明，但本发明并不限定于此。本发明包含将实施方式及变形例适当地组合后的结构、对其进行了适当变更的结构。
【工业上的利用可能性】
本发明适用于通过将线材卷绕于卷芯来制造线圈部件的绕线机。
Claims (7)
1.一种张紧装置，其特征在于，具备：
张力检测部，检测线材的张力；
控制单元，基于由所述张力检测部检测出的所述线材的张力的大小，来控制卷筒马达的旋转速度；以及
信号线，将所述张力检测部与所述控制单元连接，
所述张力检测部能够将表示所检测出的所述线材的张力的信息经由所述信号线直接向所述控制单元发送。
2.根据权利要求1所述的张紧装置，其特征在于，
所述张力检测部具有：
一对第一辊，供所述线材卡挂；
第二辊，配置于旋转轴相互平行的所述一对第一辊之间，向与所述一对第一辊的排列方向及垂直于所述排列方向的所述一对辊的旋转轴方向正交的方向移动自如，并且供所述线材卡挂；
测力传感器，检测施加于所述第二辊的力；
模拟数字转换部，将从所述测力传感器输出的与施加于所述第二辊的力对应的模拟信号向数字信号转换并作为反映了施加于所述第二辊的力的物理量而输出；以及
基台，将所述一对第一辊、所述第二辊、所述测力传感器以及所述模拟数字转换部集中支承。
3.根据权利要求1或2所述的张紧装置，其特征在于，
所述张力检测部具有：
一对第一辊，供所述线材卡挂；
第二辊，配置于旋转轴相互平行的所述一对第一辊之间，向与所述一对第一辊的排列方向及垂直于所述排列方向的所述一对辊的旋转轴方向正交的方向移动自如，并且供所述线材卡挂；以及
测力传感器，检测施加于所述第二辊的力，
所述测力传感器是罗伯瓦尔型测力传感器，并具有：
应变部，为长条状，在长度方向的一端部固定有支承所述第二辊的辊支承部，另一端部固定于基台的、在与所述一对第一辊的排列方向及所述一对辊的旋转轴方向正交的方向上从所述第二辊偏移的位置；和
应变计，配设于所述应变部的至少四处。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的张紧装置，其特征在于，还具备：
标准判定部，判定表示由所述张力检测部检测出的所述线材的张力的大小的张力值是否在预先设定的标准范围内；和
指令部，若由所述标准判定部判定为所述张力值在所述标准范围外，则生成用于使所述卷筒马达停止的停止指令信息。
5.根据权利要求4所述的张紧装置，其特征在于，
还具备：
监视部，监视张力值是否偏离所述标准范围内的预先设定的管理范围，所述张力值是表示由所述张力检测部检测出的所述线材的张力的大小的值；和
报告部，若由所述监视部判定为所述张力值偏离了所述管理范围，则生成报告信息，所述报告信息是报告所述张力值偏离了所述管理范围的情况的信息。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的张紧装置，其特征在于，
还具备：
显示装置；
管理信息生成部，根据表示由所述张力检测部检测出的所述线材的张力的张力值，生成用于管理所述线材的张力的管理信息；以及
显示控制部，使所述显示装置显示所述管理信息。
7.一种绕线机，是将所述线材卷绕于卷芯的绕线机，其特征在于，具备：
卷筒，放出所述线材；
卷筒马达，驱动所述卷筒；
喷嘴，将从所述卷筒放出的线材向卷芯引导；
拉杆，为长条状，在长度方向的一端部设置有带轮，另一端部被轴支承为转动自如，并且在所述卷筒与所述喷嘴之间所述线材卡挂于所述带轮的状态下，所述带轮被施力部件向按压所述线材的方向施力；以及
权利要求1～6中任一项所述的张紧装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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