JP7079846B2 - 連続半製品を加工するための機械及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、ボビンから搬送される連続半製品、例えば電気機械を形成するため、絶縁体材料で覆われた導電性ロッド又は導電性ワイヤを加工するための技術に関する。

本発明は、特に、連続半製品を加工するための機械に関する。
前記機械は、
搬送ステップに従って、搬送方向に沿って前記半製品を前進させるように構成されている搬送ユニットと、
前進時、前記半製品を加工するように構成され、前記半製品の前記搬送方向に沿うそれぞれの位置に配置されている少なくとも１つの加工ユニットと、
前記半製品の前記搬送方向において、前記加工ユニットに続く末端切断ユニットとを備える。
前記半製品の加工セグメントは、前記末端切断ユニットを過ぎて製造される。前記加工セグメントの長さは前記搬送ステップに関連する。

加工ユニットの固定位置に基づく従来技術により、以下を加工することができる。
ｉ． 連続搬送ステップにおいて、一定の幅を有して、互いに同一である導体要素のセグメント。加工サイズ（長さ）を変えるため、加工ユニットを再配置できるように、機械を再設定して止める必要がある。
ｉｉ． 中間停止を含む搬送ステップにおいて、互いに異なる導体要素のセグメント。

この加工は、生産性の限界を有する。

本発明の目的は、上述の欠点を取り除くことができる機械を提案することである。

そのような目的に関して、本発明の目的は、上述の種類の機械である。
この機械の前記搬送ユニットは前記搬送ステップにおいて自動的に調整される。
前記機械はまた、
前記半製品の前記搬送方向に沿って、前記加工ユニットの位置を調整するように構成されている作動手段と、
製造される一連の加工セグメントに関する入力指示を読み込み、
前記入力指示に基づいて、前記加工ユニットの要求される位置を決め、
前記入力指示に基づいて、要求される前記搬送ステップを決めるように構成されている制御手段とを備える。

ある実施形態によれば、少なくとも１つの加工ユニットは、半製品の搬送方向に沿って連続して配置されている複数の可動加工ユニットを備える。

本発明は、特に、絶縁体材料のスリーブで覆われた導電性材料の連続ロッド又は連続ワイヤから構成されている半製品を加工するため、考え出された。

本発明における、少なくとも１つの上記加工ユニットは、半製品の横断方向に対向する面に対応する領域において、絶縁体材料のスリーブを取り除くために設けられている少なくとも１つの剥離ユニット、及び／又は搬送方向に直交する向きに沿って半製品を平らにするために設けられている少なくとも１つの印圧加工ユニットを備えてもよい。

本発明は、この種類の半製品を加工することに限定されない。

本発明の目的はまた、連続半製品を加工するための方法である。
前記方法は、
搬送ステップに従って、搬送方向に沿って前記半製品を前進させるステップと、
少なくとも１つの加工ユニットにより、前進する前記半製品を加工するステップと、
前記半製品の前記搬送方向において、前記加工ユニットに続く末端切断ユニットにより、前記半製品の加工セグメントを製造するステップとを備える。
前記加工セグメントの長さは前記搬送ステップに関連がある。
前記方法において、前記搬送ステップと、前記半製品の前記搬送方向に沿った、前記加工ユニットの位置とが自動的に調整される。
前記方法はまた、
製造される一連のセグメントに関する入力指示を読み込むステップと、
前記入力指示に基づいて、前記加工ユニットの要求される位置を決めるステップと、
前記入力指示に基づいて、要求される前記搬送ステップを決めるステップとを備える。

本発明に記載の機械と方法により、様々な長さと、同じ機械において連続する様々な加工工程とを有して、機械自体を止める必要なく、加工セグメント、特に導体要素のセグメントが製造され得る。

本発明に記載の機械と方法の別の特徴と利点は、添付図面を参照して、後述する本発明の実施形態の詳細な説明と共に示す。この添付図面は、非限定的な例により与えられる。
図１は、本発明に記載の機械を示す側面図である。 図２は、図１の機械における、複数の種類の搬送ステップを含む、異なる長さを有する多くの一連のセグメントの工程順序を示す時系列図である。

図１は、連続半製品、特に絶縁体材料のスリーブで覆われた導電性材料の連続ロッド又は連続ワイヤを加工するための機械を示す。

この機械は支持フレーム１を備える。加工経路３が、この支持フレーム１の頂部に設けられている。連続半製品Ｗは、この加工経路３に沿って、矢印Ａにより示す搬送方向に従って前進する。図示する実施例において、半製品Ｗはボビン５からほどかれる。

図示する機械はまた、後に明示するように変更され得る搬送ステップに従って、搬送方向Ａに沿って半製品Ｗを前進させるように構成されている搬送ユニット１０又はステーションを備える。搬送ユニット１０は、例えば駆動ローラを備えてもよい。この駆動ローラは、半製品の外表面に係合する。また、駆動ローラの移動により、半製品Ｗが前進する。他の種類の半製品に適合する他の実施形態によれば、搬送ユニットは、例えばコンベヤベルト又は同様のコンベヤ装置を備えてもよい。

機械はまた、方向Ａにおいて前進する半製品Ｗを加工するように構成されている少なくとも１つの加工ユニット又はステーションを備える。図示する実施例において、機械は、半製品Ｗの搬送方向Ａに沿って連続して配置されている水平剥離ユニット２１、垂直剥離ユニット２２、及び印圧加工ユニット２３を備える。水平剥離ユニット２１は、従来、水平横断方向に関して半製品Ｗの対向する面に対応する領域において、絶縁体材料のスリーブを取り除くために設けられている。垂直剥離ユニット２２は、従来、垂直横断方向に関して半製品Ｗの対向する面に対応する領域において、絶縁体材料のスリーブを取り除くために設けられている。印圧加工ユニット２３は、従来、搬送方向Ａに直交する向きに沿って半製品Ｗを平らにするために設けられている。上記ユニット２１，２２，２３は、それぞれ、半製品Ｗの搬送方向Ａと平行な方向に、対応するユニット２１，２２，２３を移動させるために設けられている移動ユニット２１ａ，２２ａ，２３ａを伴う。このため、移動ユニット２１ａ，２２ａ，２３ａは、それぞれ、位置制御を含む線形アクチュエータを備えてもよい。

機械はさらに、半製品Ｗの搬送方向Ａにおいて、最後の加工ユニット２３を過ぎて配置されている末端切断ユニット３０又はステーションを備える。切断ユニット３０は、従来、ロッド又はワイヤＷから、分離した加工セグメントＭを得るために設けられている。加工セグメントの長さは、可変であり、工程順序のセットに応じる。切断ユニット３０は、所定の搬送ステップと次の搬送ステップとの間で止めて、半製品Ｗを切断する。半製品の加工中、末端切断ユニット３０から、それぞれの加工ユニット２１，２２，２３までの距離が、機械の様々なユニットの工程を制御するために設けられている制御システム４０により、リアルタイムで計算される。

制御システム４０は、機械内で、材料Ｗの連続的な流れをモデル化し、管理できるアルゴリズムを用いる。

アルゴリズムは、（以下、「レシピ」とも呼称される）静的なデータ構造に関して情報を処理して、動的な構造（「動的バッファ」）に情報を入力する。この動的な構造は、好ましくは様々なユニットに関して、また該ユニットの間においてリアルタイムで材料Ｗの流れをモデル化する。この目的は、それぞれのユニットにおいて、材料Ｗのセグメントに瞬間的に応じて、また進行するセグメントに応じて、それぞれのユニットに対して、瞬間的な加工パラメータを得ることである。

静的なデータ構造又は「レシピ」は、以下の情報を含んでもよい。
製造される予定のセグメントＭの全体数。
動的バッファ構造内（固定値）における、それぞれの加工ユニットの論理的な位置。

セグメントは、それぞれ、例えば以下を備えるデータ構造を通してモデル化される。
識別番号。
種類。
全体の長さ。
それぞれの工程（水平、側面剥離、印圧加工、切断）の許可。

初期化処理は、初めに、「ダイナミックバッファ」に初期値をロードする。

「シフト」処理は、１ステップずつ、「ダイナミックバッファ」をスライドさせて、「ワイヤ」を前方に引く搬送ステップをモデル化する。この「シフト」は、それぞれのステーションにおけるステップにおいて、セグメントを常に備える、すべてのステーションに対して加工データを形成する。

新しいデータが得られると、それぞれのステーションが加工位置に移動する。次に、それぞれのステーションは、必要な場合、特定の加工を行う。

それぞれの加工位置が計算から得られる。この計算は、瞬間的に、切断位置と考慮されるステーションとの間における、すべてのセグメントの長さを考慮する。関連しているステーションの基準系の原点と切断位置との間の絶対距離を評価することにより、加工ステップに対する相対運動の値が得られる。

アルゴリズムはまた、以下のような他の機能性を管理し得る。
「ｎ」個の後における、個別テストセグメントの製品の自動回収。
切断時間において、加工欠陥を有するセグメントを排除するための個別セグメントの正しい加工結果の評価。

図２を参照して、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ２、Ｌ１、及びＬ３の長さをそれぞれ有する５個のセグメントＭについて、予め決められた順序の自動製造手順の考えられる実施例を説明する。図のセクション２．１～２．１１は、材料Ｗの連続的な搬送ステップを示す。

図２のセクション２．１は、加工ユニット２１，２２，２３が、すべて、長さＬ１のセグメントを製造するように（始動状態又は「初期」状態で）位置している機械を示す。この状態において、レシピの第１要素、すなわちＬ１は、ダイナミックバッファの入力にロードされる。以下の表１は、この開始ステップにおける、切断ユニットから加工ユニットの距離（及び切断ユニットにより示す基準に対する加工ユニットの位置）を示す。この表、及び後述する表、並びに図２における汎用基準「Ｄｘｘ－ｙｙ」は、セクション「ｙｙ」により示すステップにおける、切断ユニットから加工ユニット「ｘｘ」の距離を示す。

図２のセクション２．２において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ１ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、上記セクション２．１のステップの間、図２に示さない、ユニット２１、２２、及び２３による加工を受ける。半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表２に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ２のセグメントが、終了時、レシピ内の工程順序のセットに応じて「ロード」される。

図２のセクション２．３において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ１ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、上記セクション２．１のステップの間、図２に示さない、ユニット２１及び２２による加工、及びユニット２３による加工を受ける。半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表３に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ２のセグメントが、終了時、レシピ内の工程順序のセットに応じて「ロード」される。

図２のセクション２．４において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ１ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
上記セクション２．１のステップの間、図２に示さない、ユニット２１による加工。
セクション２．１のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．２のステップの間、ユニット２３による加工。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表４に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ１のセグメントが、終了時、レシピ内の工程順序のセットに応じて「ロード」される。

図２のセクション２．５において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ１ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
上記セクション２．１のステップの間、図２に示さない、ユニット２１による加工。
セクション２．２のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．３のステップの間、ユニット２３による加工。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表５に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、レシピに従って加工される順序の最後の長さＬ３のセグメントが、終了時、「ロード」される。

図２のセクション２．６において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ１ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
セクション２．１のステップの間、ユニット２１による加工。
セクション２．３のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．４のステップの間、ユニット２３による加工。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表６に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ１のセグメント、すなわちレシピの第１要素が、終了時、再び「ロード」される。製造サイクルが、レシピ内の工程順序のセットに応じて、再び始まる。

図２のセクション２．７において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ１ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
セクション２．２のステップの間、ユニット２１による加工。
セクション２．４のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．５のステップの間、ユニット２３による加工。

このセクションにおいて製造される長さＬ１のセグメントＭは、レシピから選ばれた第１要素としてセクション２．１でロードされ、またバッファにロードされた要素Ｌ１である。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表７に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ２のセグメント、すなわちレシピの第２要素が、終了時、再び「ロード」される。

図２のセクション２．８において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ２ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
セクション２．３のステップの間、ユニット２１による加工。
セクション２．５のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．６のステップの間、ユニット２３による加工。

このセクションにおいて製造される長さＬ２のセグメントＭは、レシピから選ばれた第２要素としてセクション２．２でロードされ、またバッファにロードされた要素Ｌ２である。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表８に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ２のセグメント、すなわちレシピの第３要素が、終了時、再び「ロード」される。

図２のセクション２．９において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ２ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
セクション２．４のステップの間、ユニット２１による加工。
セクション２．６のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．７のステップの間、ユニット２３による加工。

このセクションにおいて製造される長さＬ２のセグメントＭは、レシピから選ばれた第３要素としてセクション２．３でロードされ、またバッファにロードされた要素Ｌ２である。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表９に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ１のセグメント、すなわちレシピの第４要素が、終了時、再び「ロード」される。

図２のセクション２．１０において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ１ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
セクション２．５のステップの間、ユニット２１による加工。
セクション２．７のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．８のステップの間、ユニット２３による加工。

このセクションにおいて製造される長さＬ１のセグメントＭは、レシピから選ばれた第４要素としてセクション２．４でロードされ、またバッファにロードされた要素Ｌ１である。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表１０に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ３のセグメント、すなわちレシピの第５要素が、終了時、再び「ロード」される。

図２のセクション２．１１において、ダイナミックバッファのシフトが行われる。また、半製品Ｗが長さＬ３ずつ前進する。切断ユニット３０の下流にある材料Ｗのセグメントは切断される。これにより、加工セグメントＭを得る。このようなセグメントＭは、以下のように、ユニットによる加工を受ける。
セクション２．６のステップの間、ユニット２１による加工。
セクション２．８のステップの間、ユニット２２による加工。
セクション２．９のステップの間、ユニット２３による加工。

このセクションにおいて製造される長さＬ３のセグメントＭは、レシピから選ばれた第５要素且つ最後の要素としてセクション２．５でロードされ、またバッファにロードされた要素Ｌ３である。

半製品の前進終了時、切断されたセグメントの上流のセグメントは、半製品Ｗが前進するステップの間、制御システム４０により行われ、以下の表１１に示す計算に応じて配置されているユニット２１、２２、及び２３により、予定されるそれぞれの加工工程を受ける。

また、長さＬ１のセグメント、すなわちレシピの第１要素が、終了時、再び「ロード」される。

この工程は、予定されるレシピの変化まで継続する。

上述のシステムの別の形態は、セグメントの予め決められた順序を含む静的なレシピの代わりに、他のシステムにより、機械がセグメントの動的な製造要求にとらわれることから構成される。

Claims (6)

1. 連続半製品（Ｗ）を加工するための機械であって、
   前記機械は、
   搬送ステップに従って、搬送方向（Ａ）に沿って前記半製品（Ｗ）を前進させるように構成されている搬送ユニット（１０）と、
   前進時、前記半製品（Ｗ）を加工するように構成され、前記半製品（Ｗ）の前記搬送方向（Ａ）に沿うそれぞれの位置に配置されている少なくとも１つの加工ユニット（２１，２２，２３）と、
   前記半製品（Ｗ）の前記搬送方向（Ａ）において、前記加工ユニット（２１，２２，２３）に続く末端切断ユニット（３０）とを備えており、
   前記半製品（Ｗ）の加工セグメント（Ｍ）は、前記末端切断ユニットを過ぎて製造されており、
   前記加工セグメントの長さ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）は前記搬送ステップに関連しており、
   前記末端切断ユニット（３０）は、連続的な前記搬送ステップの間において、一時停止して、前記半製品（Ｗ）を切断しており、
   前記搬送ユニット（１０）は前記搬送ステップにおいて自動的に調整されており、
   前記機械は、
   前記半製品（Ｗ）の前記搬送方向（Ａ）に沿って、前記加工ユニット（２１，２２，２３）の位置を調整するように構成されている作動手段（２１ａ，２２ａ，２３ａ）と、
   製造される一連の加工セグメントに関する入力指示を読み込み、
   前記入力指示に基づいて、前記加工ユニット（２１，２２，２３）の要求される位置を決め、
   前記半製品（Ｗ）が前進するステップの間において、前記加工ユニット（２１，２２，２３）を前記要求される位置に向けて移動して、
   前記入力指示に基づいて、要求される前記搬送ステップを決めて、
   前記加工ユニット（２１，２２，２３）が、前記半製品（Ｗ）が前進するステップの終了時、前記半製品（Ｗ）を加工するように構成されている制御手段（４０）とを備える、ことを特徴とする機械。
2. 少なくとも１つの前記加工ユニットは、前記半製品（Ｗ）の前記搬送方向（Ａ）に沿って連続して配置されている複数の加工ユニット（２１，２２，２３）を備える、請求項１に記載の機械。
3. 前記半製品（Ｗ）は、絶縁体材料のスリーブで覆われた導電性材料の連続ロッド又は連続ワイヤである、請求項２に記載の機械。
4. 少なくとも１つの前記加工ユニットは、前記絶縁体材料のスリーブを取り除くために設けられている少なくとも１つの剥離ユニット（２１，２２）を備える、請求項３に記載の機械。
5. 少なくとも１つの前記加工ユニットは、前記搬送方向（Ａ）に直交する向きに沿って前記半製品（Ｗ）を平らにするために設けられている少なくとも１つの印圧加工ユニット（２３）を備える、請求項３又は４に記載の機械。
6. 連続半製品（Ｗ）を加工するための方法であって、
   前記方法は、
   搬送ステップに従って、搬送方向（Ａ）に沿って前記半製品（Ｗ）を前進させるステップと、
   前進時、前記半製品（Ｗ）の前記搬送方向（Ａ）に沿うそれぞれの位置に配置されている少なくとも１つの加工ユニット（２１，２２，２３）により、前記半製品（Ｗ）を加工するステップと、
   前記半製品（Ｗ）の前記搬送方向（Ａ）において、前記加工ユニット（２１，２２，２３）に続く末端切断ユニット（３０）により、前記半製品（Ｗ）の加工セグメント（Ｍ）を製造するステップとを備えており、
   前記加工セグメント（Ｍ）の長さ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）は前記搬送ステップに関連があり、
   前記末端切断ユニット（３０）は、連続的な前記搬送ステップの間において、一時停止して、前記半製品（Ｗ）を切断しており、
   前記搬送ステップと、前記半製品（Ｗ）の前記搬送方向（Ａ）に沿った、前記加工ユニット（２１，２２，２３）の位置とが自動的に調整されており、
   前記方法は、
   製造される一連のセグメントに関する入力指示を読み込むステップと、
   前記入力指示に基づいて、前記加工ユニット（２１，２２，２３）の要求される位置を決めるステップと、
   前記半製品（Ｗ）が前進するステップの間において、前記加工ユニット（２１，２２，２３）を前記要求される位置に向けて移動するステップと、
   前記入力指示に基づいて、要求される前記搬送ステップを決めるステップとを備えており、
   前記加工ユニット（２１，２２，２３）が、前記半製品（Ｗ）が前進するステップの終了時、前記半製品（Ｗ）を加工するように構成されている、ことを特徴とする方法。

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