JP7357428B2 - Winding device and winding method - Google Patents
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Description
本発明は、所定の張力が付与された線材を巻芯に巻回する巻線装置及び巻線方法に関するものである。 The present invention relates to a winding device and a winding method for winding a wire rod to which a predetermined tension is applied around a winding core.
従来、巻芯に線材を巻回させてコイルを形成する巻線機に備えられて、その線材に所定の張力を付与するテンション装置として、図１５に示すように、線材源から繰出された線材２が掛け回されるキャプスタン３と、基端における回動支点４ａの回りで回動可能な張力アーム４と、この張力アーム４の先端に取付けられキャプスタン３から繰出される線材２を通過させた後に転向させて巻線機に導くガイドプーリ５と、張力アーム４の回動支点４ａとガイドプーリ５との間の所定位置において張力アーム４にその回動角度に応じた弾性力を及ぼす弾性部材６と、張力アーム４の回動角度を検出するポテンショメータ７と、このポテンショメータ７により検出された回動角度が所定の角度となるようにキャプスタン３の回転を制御して、そのキャプスタン３からガイドプーリ５を介して図示しない巻線機に向かう線材２の速度を制御する繰出用モータ８と、を備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
Conventionally, as shown in FIG. 15, a tension device that is installed in a winding machine that winds a wire around a winding core to form a coil and applies a predetermined tension to the wire is a wire drawn out from a wire source. 2 is hung around, a
ここで、線材２はガイドプーリ５を介して巻線機に導かれ、その巻芯に巻回されるけれども、この従来のテンション装置から繰出される線材２の繰出速度は、張力アーム４の回動角度が所定の角度となるようにキャプスタン３の回転が制御され、その線材２の繰出速度は巻芯が巻取る線材の巻取速度と均衡を保ち、線材２には弾性部材６により弾性力が及ぼされた張力アーム４により所定の張力がかかった状態となっている。
Here, although the
この状態から、巻芯が巻取る線材の巻取速度に変動が生じると、線材２の張力が変動するが、この変動分は、張力アーム４が回動角度を変えることにより吸収される。そして、この張力アーム４の回動角度の変化はポテンショメータ７を介してキャプスタン３の回転にフィードバックされるので、直ちに張力アーム４の回動角度が所定角度となるように、繰出用モータ８によりキャプスタン３の回転速度が調整され、線材２にかかる張力は所定値に戻されるとしている。
If the winding speed of the wire rod wound by the winding core changes from this state, the tension of the
上述したように、図１５に示す従来のテンション装置では、線材２の巻取速度の変動を張力アーム４が回動角度を変えることにより吸収する。しかし、断面の外径が異なる異径の巻芯、例えば断面形状が長方形であって、その短辺と長辺が著しく異なるような巻芯に対してその線材２を巻線する場合には、巻芯が１回転する間にその巻芯に巻回される線材２の速度は周期的に著しく変動する。すると、その速度の変動を吸収する張力アーム４の回動角度は著しく増大することになる。
As described above, in the conventional tension device shown in FIG. 15, fluctuations in the winding speed of the
即ち、キャプスタン３から繰出された線材２が、ガイドプーリ５において、図１５に示すように、張力アームに対して略直角を成して折曲がるように転向して巻線機に導かれる場合で説明すると、その巻線機における線材２の巻取速度が高まって単位時間に所定の長さＬ１だけ余計に巻取られる場合には、ガイドプーリ５もその余計に巻取られる所定の長さＬ１だけ実線矢印で示すように巻線機側に引っ張られて移動することになる。そして、そのガイドプーリ５が先端に設けられた張力アーム４は、弾性部材６の弾性力に抗して回動し、その先端におけるガイドプーリ５が所定の長さＬ１だけ移動することを許容することになる。
That is, when the
けれども、巻線機における巻芯に巻取られる線材２の速度の変動が著しく、その速度が一時に著しく上昇した場合には、その線材２にガイドプーリ５が勢いよく引っ張られることになり、そのガイドプーリ５が先端に設けられてその変動を吸収する張力アーム４の回動がその引っ張られるガイドプーリ５の勢いに追従できず、その張力アーム４の先端に設けられたガイドプーリ５と巻芯との間の線材２に弾性部材６が及ぼす弾性力を越えた張力が一時的に付与されることになる。
However, if the speed of the
逆に、その巻線機における線材２の巻取速度が低下して単位時間に所定の長さＬ２だけ巻取られる量が減少する場合には、弾性部材６の弾性力によりガイドプーリ５はその減少した所定の長さＬ２だけ巻線機から離間する方向に移動することになり、そのガイドプーリ５が先端に設けられた張力アーム４は、弾性部材６の弾性力によって回動し、その先端におけるガイドプーリ５が破線矢印で示すように、所定の長さＬ２だけ移動することを許容することになる。
Conversely, if the winding speed of the
けれども、巻線機における巻芯に巻取られる線材２の速度の変動が著しく、巻線機における巻芯に巻取られる線材２の速度が一時に著しく低下した場合には、その線材２がガイドプーリ５を引っ張る力が一時に著しく減少し、そのガイドプーリ５が先端に設けられてその変動を吸収する張力アーム４はその慣性力によりその回動が弾性部材６の弾性力によっても追従できず、その張力アーム４の先端に設けられたガイドプーリ５と巻芯との間の線材２が一時的に緩むようなことが生じる。このため、従来のテンション装置では、巻線機における異径の巻芯に巻回される線材２の速度が著しく変動する場合には、その巻線機に送られる線材２の張力を一定に保つことが難しいという問題点があった。
However, if the speed of the
本発明の目的は、巻芯における線材の巻取速度が著しく変動する場合でも、その巻芯に巻回される線材の張力を一定に保つことができる巻線装置及び巻線方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a winding device and a winding method that can keep the tension of the wire wound around the winding core constant even when the winding speed of the wire around the winding core fluctuates significantly. It is in.
本発明は、巻芯と、線材を巻芯に供給する線材繰出機構と、線材繰出機構から巻芯に供給される線材に張力を付与するテンション装置と、巻芯を回転させて線材繰出機構から供給されてテンション装置により張力が付与された線材を巻芯に巻回させる巻芯回転手段と、巻芯回転手段を制御するコントローラとを備えた巻線装置の改良である。 The present invention includes a winding core, a wire rod feeding mechanism that supplies the wire rod to the winding core, a tension device that applies tension to the wire rod fed to the winding core from the wire rod feeding mechanism, and a wire rod feeding mechanism that rotates the winding core to release the wire rod from the wire rod feeding mechanism. This is an improvement of a winding device that includes a core rotation means for winding a supplied wire rod to which tension is applied by a tension device around a core, and a controller that controls the core rotation means.
その特徴ある構成は、線材繰出機構から繰出された線材の速度を減速又は加速させるアキュームレート機構が設けられ、コントローラが、回転する巻芯に巻回される線材の平均巻取速度で線材を繰出すように線材繰出機構を制御し、かつアキュームレート機構を制御して線材繰出機構から繰出された線材の速度を回転する巻芯が巻取る線材の巻取速度に等しくするところにある。 Its characteristic structure is that it is equipped with an accumulation rate mechanism that decelerates or accelerates the speed of the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism, and the controller rewinds the wire rod at the average winding speed of the wire rod wound around the rotating winding core. The wire rod feeding mechanism is controlled so that the wire rod is fed out, and the accumulation rate mechanism is controlled to make the speed of the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism equal to the winding speed of the wire rod wound by the rotating winding core.
この場合、アキュームレート機構は、線材の移動経路に沿って設けられた一対の固定ローラと、一対の固定ローラの中間を通過して線材の移動経路に交差する方向に移動可能な可動ローラと、可動ローラを移動させるサーボモータとを備えたものとすることが出来る。 In this case, the accumulation mechanism includes a pair of fixed rollers provided along the moving path of the wire rod, a movable roller that passes between the pair of fixed rollers and is movable in a direction intersecting the moving path of the wire rod. It can be equipped with a servo motor that moves the movable roller.
また、回転する巻芯に巻回される線材の巻取速度であって、予め算出された算出巻取速度と算出平均巻取速度を記憶する記憶手段が設けられる場合、コントローラは、記憶手段に記憶された算出平均巻取速度に従って線材を供給するように線材繰出機構を制御するとともに、コントローラは、線材繰出機構から繰出された線材の速度を減速又は増加させて記憶手段に記憶された算出巻取速度に成るようにアキュームレート機構を制御することになる。 Further, when a storage means is provided for storing the winding speed of the wire rod wound around the rotating winding core, and the calculated winding speed and the calculated average winding speed calculated in advance, the controller stores the winding speed in the storage means. The controller controls the wire rod feeding mechanism to feed the wire rod according to the stored calculated average winding speed, and the controller reduces or increases the speed of the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism to adjust the calculated winding speed stored in the storage means. The accumulation rate mechanism will be controlled so that the speed is maintained.
一方、巻芯に関する情報を記憶する記憶手段と、巻芯に関する情報から巻芯に巻回される線材の巻取速度と平均巻取速度を算出する演算回路が設けられる場合、コントローラは、演算回路が算出した算出平均巻取速度に従って線材を供給するように線材繰出機構を制御するとともに、コントローラは、線材繰出機構から繰出された線材の速度を減速又は増加させて演算回路が算出した算出巻取速度に成るようにアキュームレート機構を制御することになる。 On the other hand, if a storage means for storing information regarding the winding core and an arithmetic circuit that calculates the winding speed and average winding speed of the wire rod to be wound around the winding core from the information about the winding core are provided, the controller is provided with the arithmetic circuit. At the same time, the controller controls the wire rod feeding mechanism to feed the wire according to the calculated average winding speed calculated by the controller, and also controls the controller to reduce or increase the speed of the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism to match the calculated winding speed calculated by the arithmetic circuit. The accumulation rate mechanism will be controlled to achieve the same speed.
また、線材繰出機構とテンション装置の間にアキュームレート機構が設けられ、アキュームレート機構からテンション装置に向けて繰出される線材の速度を検出する繰出速度検出手段と、テンション装置を通過して巻芯に向かう線材の速度を検出する巻取速度検出手段とを備える場合、コントローラは、巻取速度検出手段の検出出力による実測巻取速度の速度変化の状態と繰出速度検出手段の検出出力による実測繰出速度の速度変化の状態の時間軸方向のずれをなくすようにアキュームレート機構を制御することが好ましい。 Further, an accumulation rate mechanism is provided between the wire rod feeding mechanism and the tension device, and a feeding speed detection means for detecting the speed of the wire rod fed out from the accumulation rate mechanism toward the tension device, and a winding core that passes through the tension device. When the controller is equipped with a winding speed detection means for detecting the speed of the wire toward the winding speed, the controller detects the actual winding speed change state based on the detection output of the winding speed detection means and the actual winding speed change state based on the detection output of the feeding speed detection means. It is preferable to control the accumulation rate mechanism so as to eliminate deviations in the speed change state in the time axis direction.
一方、別の本発明は、巻芯を回転させて線材繰出機構から供給されてテンション装置により張力が付与された線材を巻芯に巻回させる巻線方法の改良である。 On the other hand, another aspect of the present invention is an improvement of a winding method in which a winding core is rotated and a wire supplied from a wire rod feeding mechanism and tensioned by a tension device is wound around the winding core.
その特徴ある点は、回転する巻芯に巻回される線材の平均巻取速度で線材繰出機構から線材を繰出し、線材繰出機構から繰出された線材の速度を減速又は加速させて回転する巻芯に巻回される線材の巻取速度に等しくするところにある。 The characteristic point is that the wire rod is fed out from the wire rod feeding mechanism at the average winding speed of the wire rod wound around the rotating winding core, and the winding core rotates by decelerating or accelerating the speed of the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism. The winding speed is set to be equal to the winding speed of the wire being wound.
この場合、線材の移動経路に沿って設けられた一対の固定ローラの中間にある線材を可動ローラに掛け回し、可動ローラを線材の移動経路に交差する方向に移動させて線材の速度を減速又は加速させることが好ましい。 In this case, the wire rod located between a pair of fixed rollers provided along the moving path of the wire rod is wrapped around a movable roller, and the movable roller is moved in a direction intersecting the moving path of the wire rod to reduce or reduce the speed of the wire rod. Preferably, it is accelerated.
また、回転する巻芯に巻回される線材の巻取速度であって、予め算出された算出巻取速度と算出平均巻取速度を記憶手段に記憶させ、記憶手段に記憶された算出平均巻取速度に従って線材を供給するように線材繰出機構を制御し、記憶手段に記憶された算出巻取速度に成るように線材繰出機構から繰出された線材の速度を減速又は加速させることが好ましい。 Further, the winding speed of the wire rod to be wound around the rotating winding core, the calculated winding speed and the calculated average winding speed calculated in advance are stored in the storage means, and the calculated average winding speed is stored in the storage means. It is preferable to control the wire rod feeding mechanism to feed the wire according to the winding speed, and to slow down or accelerate the speed of the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism so as to reach the calculated winding speed stored in the storage means.
巻芯に関する情報を記憶手段に記憶させる場合、巻芯に関する情報から演算回路により巻芯に巻回される線材の巻取速度と平均巻取速度を算出し、演算回路が算出した算出平均巻取速度に従って線材を供給するように線材繰出機構を制御し、演算回路が算出した算出巻取速度に成るように線材繰出機構から繰出された線材の速度を減速又は加速させることもできる。 When storing information about the winding core in the storage means, a calculation circuit calculates the winding speed and average winding speed of the wire to be wound around the winding core from the information about the winding core, and calculates the calculated average winding speed calculated by the calculation circuit. It is also possible to control the wire rod feeding mechanism to feed the wire according to the speed, and to slow down or accelerate the speed of the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism so as to reach the calculated winding speed calculated by the arithmetic circuit.
更に、線材繰出機構からテンション装置に向けて繰出される線材を加速又は減速させ、加速又は減速してテンション装置に向かう線材の繰出速度と、テンション装置を通過して巻芯に巻取られる線材の巻取速度の双方を検出し、検出された実測繰出速度の速度変化の状態と実測巻取速度の速度変化の状態との時間軸方向のずれをなくすように線材を加速又は減速させることもできる。 Furthermore, the wire rod fed out from the wire rod feeding mechanism toward the tension device is accelerated or decelerated, and the speed at which the wire rod is fed out toward the tension device after being accelerated or decelerated, and the wire rod passed through the tension device and wound onto the core is determined. It is also possible to detect both the winding speeds and accelerate or decelerate the wire so as to eliminate the deviation in the time axis direction between the speed change state of the detected measured unwinding speed and the speed change state of the measured winding speed. .
本発明の巻線装置及び巻線方法では、線材繰出機構から線材を一定の速度で繰出すけれども、その繰出速度を平均巻取速度とし、その後に減速又は加速させて巻芯に巻回される線材の巻取速度に等しい速度とするので、たとえ、テンション装置が、線材を掛け回して弾性部材により移動するガイドプーリのようなものを備えていたとしても、そのガイドプーリのようなものの線材の速度変動に伴う移動を防止することが出来る。 In the winding device and the winding method of the present invention, the wire is fed out from the wire feeding mechanism at a constant speed, but the feeding speed is set as an average winding speed, and then the wire is decelerated or accelerated to be wound around the winding core. Since the speed is set to be equal to the winding speed of the wire, even if the tension device is equipped with something like a guide pulley that wraps around the wire and is moved by an elastic member, the speed of the wire on the guide pulley is Movement due to speed fluctuations can be prevented.
すると、そのガイドプーリのようなものの移動に伴う線材の張力変動は回避されるので、異径の巻芯に巻回される線材の速度が著しく変動する場合であっても、その巻芯に巻回される線材の張力を一定に保つことが可能となるのである。 As a result, fluctuations in the tension of the wire due to the movement of things such as the guide pulley are avoided, so even if the speed of the wire being wound around a core of a different diameter fluctuates significantly, the wire can be wound around the core of different diameter. This makes it possible to keep the tension of the wire rod constant.
次に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳しく説明する。 Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail based on the drawings.
図１及び図２に、本発明における巻線装置１０を示す。この巻線装置１０は、巻芯１２を回転させてその巻芯１２に線材１３を巻回させる巻線機１１と、その巻芯１２に線材１３を供給する線材繰出機構２１と、その線材繰出機構２１から巻芯１２に供給される線材１３に張力を付与するテンション装置３１とを備える。
1 and 2 show a winding
ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延び、Ｙ軸方向に線材１３が繰出されるものとして本発明の巻線装置１０について説明する。
Here, three axes, X, Y, and Z, which are perpendicular to each other, are set, and the X axis extends in the horizontal front-back direction, the Y axis in the horizontal lateral direction, and the Z axis in the vertical direction, and the
この実施の形態における巻線機１１は、設置場所に設置された本体部１５の上面に立設された基板１５ａに巻芯回転手段として巻線用モータ１４が、その回転軸１４ａをＸ軸方向に向けて水平に取付けられ、この巻線用モータ１４が巻芯１２を等速で回転させるように構成される。
In the winding
この巻線機１１にあっては、巻線用モータ１４の回転軸１４ａに巻芯１２が同軸に取付けられ、その軸中心に巻芯１２を回転させて、線材繰出機構２１から供給されてテンション装置３１により張力が付与された線材１３を巻芯１２に巻回させるように構成される。なお、図１における符号１６は、巻芯１２の回転角度を検出する回転角センサ１６である。
In this winding
図１に示す様に、巻線機１１が設けられた設置場所には、その巻線機１１から離間して基台１７が設けられ、この基台１７には、この基台１７を移動容易にするためのローラ１７ａと、設置場所に移動不能に固定する脚部材１７ｂが設けられる。そして、この基台１７は巻線機１１に対してＹ軸方向にずれた位置に設置される。
As shown in FIG. 1, a
この実施の形態における線材１３は電機部品のコイルを製造するために使用される断面が円形又は方形を成す被覆銅線であって、この線材１３は比較的大きなリール１８に巻回されて貯線され、このリール１８は線材源として基台１７の巻線機１１から離間する端部にずれて配置される。基台１７には、後述するコントローラ４６が設けられるハウジング１９がリール１８に隣接するように搭載され、線材繰出機構２１は、このハウジング１９を介して基台１７に搭載される。
The
具体的に、線材繰出機構２１は、このリール１８をＺ軸方向上側から覆うようにハウジング１９に取付けられた平板２２に設けられ、この平板２２には線材１３が貫通可能な貫通孔２２ａが形成される。この平板２２の貫通孔２２ａの近傍には台板２３が立設され、この台板２３には、貫通孔２２ａを貫通してＺ軸方向に伸びる線材１３をＹ軸方向の両側から挟んでその巻癖をとる複数の小ローラ２３ａが設けられる。
Specifically, the wire
また、この実施の形態において、線材１３を巻線機１１に向けて繰出す線材繰出機構２１は、複数の小ローラ２３ａにより巻癖がとられた線材１３が掛け回されて転向させるキャプスタン２４と、回転軸２６ａをＸ軸方向に向けて台板２３に取付けられ、その回転軸２６ａにキャプスタン２４が取付けられた繰出用モータ２６とを備える。
In this embodiment, the wire
キャプスタン２４には線材１３が少なくとも１周掛け回され、繰出用モータ２６が駆動してキャプスタン２４を回転させると、リール１８から巻解かれた線材１３を引き上げて新たに掛け回すとともに、既に掛け回されている線材１３をそのキャプスタン２４から巻解いて巻線機１１に向けて繰出すように構成される。
The
この線材繰出機構２１と巻線機１１の間のハウジング１９には鉛直板３０がＹ軸方向に延びて設けられ、この鉛直板３０に線材繰出機構２１から巻芯１２に供給される線材１３に張力を付与するテンション装置３１が設けられる。
A
この鉛直板３０には、キャプスタン２４により転向された線材１３を水平にして巻線機１１の方向に向ける第一転向プーリ３２と、その第一転向プーリ３２により巻線機１１に向かう線材１３が掛け回される第二転向プーリ３３が設けられる。この実施の形態における第一及び第二転向プーリ３２，３３は、線材１３の掛け回しを容易にするために、比較的大きな径のものが使用されるものとする。
This
このテンション装置３１は、線材繰出機構２１から繰出されて第二転向プーリ３３により巻線機１１から遠ざかる方向に向かう線材１３が掛け回されたガイドプーリ３４と、線材１３に張力を付与する方向、即ち、巻線機１１から遠ざかる方向にガイドプーリ３４を付勢して、ガイドプーリ３４の位置に応じた張力を線材１３に付与する弾性部材３５とを備える。
This
即ち、鉛直板３０にはレール３６がＹ軸方向に延びて設けられ、このレール３６にガイドプーリ３４を回転可能に支持する支持台３７がＹ軸方向に移動可能に設けられる。ガイドプーリ３４は線材繰出機構２１から繰出された線材１３が掛け回されるものであり、この実施の形態では、第二転向プーリ３３により転向された線材１３が掛け回されるものとして使用される。
That is, a
そして、鉛直板３０にはこのガイドプーリ３４を巻線機１１から遠ざける方向に付勢する弾性部材３５が設けられる。この実施に形態における弾性部材は一対のコイルスプリング３５，３５から成り、その一端が支持台３７に取付けられ、その他端が巻線機１１から離れる方向に離間して可動体４１（図１）に取付けられる。
An
この一対のコイルスプリング３５，３５は、その支持台３７を巻線機１１から遠ざける方向に付勢するので、その支持台３７に枢支されたガイドプーリ３４のＹ軸方向における位置に応じた張力を、そのガイドプーリ３４に掛け回されて巻線機１１に向かう線材１３に付与することになる。
The pair of coil springs 35, 35 biases the
このコイルスプリング３５，３５によるガイドプーリ３４に対する付勢力は、張力調整機構４０によって調整される。この張力調整機構４０は、鉛直板３０にコイルスプリング３５，３５と平行に設けられて可動体４１をＹ軸方向に移動可能に支持するレール４２と、レール４２に移動可能に搭載された可動体４１に螺合して鉛直板３０に枢支された雄ねじ４３と、雄ねじ４３を回転させるための調整つまみ４４とを備える。
The biasing force exerted by the coil springs 35, 35 on the
そして、一端が支持台３７に取付けられたコイルスプリング３５，３５の他端は、この可動体４１に連結されるため、コイルスプリング３５，３５の張力は、調整つまみ４４を回転させて雄ねじ４３を回転させ、可動体４１を巻線機１１に対して離接させることによって調整されることになる。
One end of the coil springs 35, 35 is attached to the
ここで、図１における符号４５は、ガイドプーリ３４のＹ軸方向における位置を検出する位置センサ４５であって、その検出出力は後述するコントローラ４６の入力に接続されるものとする。
Here, the
なお、張力調整機構４０によるコイルスプリング３５，３５の張力の調整は、巻線を始める前の初期設定として行われ、線材１３に付与する張力を一定にするために、巻線中に行われることはないものである。
Note that the tension adjustment of the coil springs 35, 35 by the
また、本発明の巻線装置１０における巻線機１１は、その巻芯１２を軸中心に回転させて、線材１３をその巻芯１２に巻回させるものであって、この実施の形態における巻芯１２は、線材１３が巻線される巻胴部１２ａと、巻胴部１２ａの両端面に設けられて線材１３の巻幅を規制する鍔部１２ｂとを有する。この巻芯１２は、巻芯回転手段である巻線用モータ１４の回転軸１４ａに同軸に取付けられるものとし、巻線用モータ１４が回転駆動することによって、巻芯１２はその軸を中心に回転するように構成される。本実施の形態では、巻胴部１２ａの断面形状が、長方形である場合について示す（図９～図１１）。
Further, the winding
また、巻線機１１には、巻芯１２に巻線される線材１３を回転軸方向に送るガイド機構５１が備えられる。このガイド機構５１は基板１５ａに、巻芯１２の回転軸に平行に設けられ、かつ軸方向に移動可能に設けられた支持ピン５２と、その支持ピン５２の先端に取付けられて線材１３が巻芯１２の軸方向の移動を制限するガイド部材５３と、その支持ピン５２を軸方向に移動させるガイド用モータ５４（図２）とを備える。
Further, the winding
図２に示す様に、ガイド用モータ５４は、その回転軸５４ａが支持ピン５２に隣接してその支持ピン５２に平行になるように取付けられ、その回転軸５４ａにボールねじ５５が同軸に設けられる。そして、ボールねじ５５に螺合する雌ねじ部材５６が支持ピン５２の基端に取付けられる。
As shown in FIG. 2, the
このため、ガイド用モータ５４が駆動してボールねじ５５が回転すると、それに螺合して移動する雌ねじ部材５６とともに支持ピン５２が軸方向に移動して、その先端に設けられたガイド部材５３を巻芯１２の回転軸方向に移動させるように構成される。そして、ガイド部材５３は、線材１３を巻芯１２の回転軸方向の両側から挟んで、その回転軸方向における線材１３の通過位置を制限するように構成される（図１２，図１３）。
Therefore, when the
図１に示す様に、この巻線装置１０は、線材繰出機構２１から所定の速度で繰出された線材１３を減速又は加速させるアキュームレート機構６０を備える。この実施の形態では、線材繰出機構２１とテンション装置３１の間に設けられる場合を示し、図では、鉛直板３０にアキュームレート機構６０が設けられる場合を示す。
As shown in FIG. 1, this winding
図におけるアキュームレート機構６０は、線材１３の搬送経路に沿って設けられた一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂと、この一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの中間を通過して線材１３の搬送経路に交差する方向、この実施の形態では鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能な可動ローラ６３と、その可動ローラ６３を移動させるサーボモータ６４とを備える。
The
この実施の形態では、線材繰出機構２１から繰出されて、第一転向プーリ３２により水平に転向された線材１３に沿って一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂが鉛直板３０に設けられる。鉛直板３０にはその一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの中央を貫通するように鉛直方向に伸びるボールねじ６６が設けられ、このボールねじ６６を回転可能にサーボモータ６４の回転軸がそのボールねじ６６に連結される。ボールねじ６６には可動台６７が螺合され、この可動台６７に可動ローラ６３が枢支される。そして、このサーボモータ６４にはコントローラ４６の制御出力が接続される。
In this embodiment, a pair of fixed
このアキュームレート機構６０では、コントローラ４６からの指令に基づいてサーボモータ６４が駆動してボールねじ６６を回転させると、それに螺合されている可動台６７が可動ローラ６３とともに鉛直方向に移動することになる。第一転向プーリ３２により転向して水平方向に向かう線材１３は一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの下側に通過され、一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの間の線材１３がそれより上方に存在する可動ローラ６３に上方から掛け回される。
In this
このため、図３に示す様に、サーボモータ６４が駆動して可動ローラ６３が破線矢印で示す様に上昇すると一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂと可動ローラ６３の鉛直距離は拡大する。すると、一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂと可動ローラ６３の鉛直距離の倍の長さの線材１３が一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの間に蓄えられることになる。よって、可動ローラ６３が上昇途中であると、線材繰出機構２１から線材１３を等速で繰出しても、その線材１３の一部は一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの間に蓄えられるので、その線材１３は減速して速度は低下することになる。
Therefore, as shown in FIG. 3, when the
逆に、図４に示す様に、可動ローラ６３が下降するようにサーボモータ６４が駆動すると、一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂと可動ローラ６３の鉛直距離は縮まり、その蓄えた線材１３を排出することになる。このため、可動ローラ６３が破線矢印で示す様に下降途中であると、線材繰出機構２１から線材１３を等速で繰出しても、その線材１３に排出された線材１３が加わるので、その線材１３は加速してその速度は高まることになる。
Conversely, as shown in FIG. 4, when the
また、この巻線装置１０は、アキュームレート機構６０を通過してテンション装置３１に向けて移動する線材１３の速度を検出する繰出速度検出手段７０と、そのテンション装置３１を通過して巻芯１２に向かう線材１３の速度を検出する巻取速度検出手段８０とが設けられる。
The winding
この実施の形態における巻取速度検出手段８０は、ハウジング１９の巻線機１１側の端部に立設された補助板８２に設けられ、その補助板８２に線材１３を挟むように枢支された一対のローラ８１，８１と、いずれか一方のローラ８１の回動角度を検出する第一エンコーダ８３とを備える。
The winding speed detection means 80 in this embodiment is provided on an
一方、この実施の形態における繰出速度検出手段７０は、アキュームレート機構６０の下流側における鉛直板３０に設けられ、その鉛直板３０に線材１３を挟むように枢支された一対のローラ７１，７１と、いずれか一方のローラ７１の回動角度を検出する第二エンコーダ７３とを備える。
On the other hand, the feeding speed detection means 70 in this embodiment is provided on the
また、ハウジング１９には、巻芯回転手段を構成する巻線用モータ１４やガイド機構５１におけるガイド用モータ５４を制御するコントローラ４６が収容される。このコントローラ４６には、巻線装置１０による巻線動作を制御するＣＰＵや、そのＣＰＵの処理動作に必要な情報やデータ等が記憶された記憶手段となるメモリ４６ａが格納され、このコントローラ４６には、その情報を入力する入力装置４６ｂが接続されて設けられるものとする。
Further, the
従って、巻線用モータ１４やガイド用モータ５４にはコントローラ４６からの制御出力がそれぞれ接続され、コントローラ４６はこの巻線用モータ１４を駆動させて巻芯１２を等速回転させるとともに、ガイド用モータ５４を制御して、その巻芯１２が一回転する度にガイド部材５３を線材１３の外径に相当する量だけ巻芯１２の回転軸方向に移動させることにより、線材繰出機構２１から供給されてテンション装置３１により張力が付与された線材１３をその巻芯１２に密着させつつ巻回する、いわゆる整列巻を可能にするように構成される（図１２及び図１３）。
Therefore, the control output from the
また、回転角センサ１６の検出出力はコントローラ４６の制御入力に接続され、このコントローラ４６は、等速回転する巻芯１２の回転角度を常に認識可能に構成される。
Further, a detection output of the
一方、線材繰出機構２１における繰出用モータ２６は、その回転軸２６ａの回転速度を可変可能に構成され、その繰出用モータ２６により回転駆動されるキャプスタン２４は、その回転速度を変化させることにより線材１３の繰出速度を変更可能に構成される。そして、この線材繰出機構２１における繰出用モータ２６にも、コントローラ４６の制御出力が接続され、このコントローラ４６は、回転する巻芯１２に巻回される線材１３の平均巻取速度に等しい速度で線材１３を供給するように、線材繰出機構２１を巻芯回転手段１４とともに制御する様に構成される。
On the other hand, the feeding
そして、コントローラ４６は、アキュームレート機構６０におけるサーボモータ６４を制御して、線材繰出機構２１から平均巻取速度で繰出された線材１３を減速又は加速させて、その速度を、回転する巻芯１２が巻取る線材１３の巻取速度に等しくするように構成される。
Then, the
具体的に、このコントローラ４６には演算回路４６ｃが設けられ、その演算回路４６ｃは、メモリ４６ａに記憶された情報やデータにより、回転する巻芯１２に巻回される線材１３の巻取速度や平均巻取速度を算出可能に構成される。そして、コントローラ４６は、演算回路４６ｃが算出した算出平均巻取速度に従って線材１３を供給するように線材繰出機構２１を制御するとともに、線材繰出機構２１から繰出された線材１３を減速又は増加させて演算回路４６ｃが算出した算出巻取速度に成るようにアキュームレート機構２３を制御する様に構成される。
Specifically, this
この実施の形態では、繰出速度検出手段７０や速度検出手段８０が設けられるので、その第一及び第二エンコーダ８３，７３の検出出力はコントローラ４６の制御入力に接続される。そして、コントローラ８３は、それらにより実測繰出速度や実測巻取速度を検出して、線材繰出機構２１から繰出されてアキュームレート機構６０により減速又は加速させた線材１３の速度が、巻芯１２に巻回される線材１３の巻取速度に等しくなるようにフィードバック制御するものとする。
In this embodiment, since the feeding speed detection means 70 and the speed detection means 80 are provided, the detection outputs of the first and
次に、上記巻線装置を用いた本発明の巻線方法を説明する。 Next, a winding method of the present invention using the above winding device will be explained.
本発明の巻線方法は、軸中心に巻芯１２を回転させて線材繰出機構２１から供給されてテンション装置３１により張力が付与された線材１３を巻芯１２に巻回させる方法である。
The wire winding method of the present invention is a method in which the winding
上記巻線装置１０を用いるので、図１に示す様に、線材１３はリール１８に巻回されて貯線され、線材源であるリール１８から解かれた線材１３は、平板２２の貫通孔２２ａを貫通した後に複数の小ローラ２３ａによりその巻癖がとられ、線材繰出機構２１を構成するキャプスタン２４に巻回される。
Since the above-described winding
そして、このキャプスタン２４から伸びる線材１３は第一転向プーリ３２により転向して水平方向に向かい、その線材１３はアキュームレート機構６０における一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの下側に通過される。そして、一対の固定ローラ６１ａ，６１ｂの間の線材１３はそれより上方に存在する可動ローラ６３に上方から掛け回される。
Then, the
アキュームレート機構６０を通過した線材１３は第二転向プーリ３３によりその方向が変更されて、テンション装置３１におけるガイドプーリ３４に掛け回された後に巻線機１１に達するように配索される。巻線機１１ではガイド部材５３を通過させた線材１３が巻芯１２に係止されるものとする。
The
この実施の形態において、使用される巻芯１２の線材１３が直接巻回される巻胴部１２ａの断面形状及びその巻幅ｗ（図１２）におけるデータ並びにその巻芯１２に巻回される線材１３の線径ｄに関するデータは、入力装置４６ｂを介してコントローラ４６の記憶手段であるメモリ４６ａに記憶される。この状態から巻線が開始されることになる。
In this embodiment, data on the cross-sectional shape and winding width w (FIG. 12) of the winding
この実際の巻線に際して、コントローラ４６は巻線用モータ１４を駆動させて巻芯１２を等速回転させることになり、その回転角度は回転角センサ１６が検出してコントローラ４６にフィードバックする。
During this actual winding, the
また、ガイド機構５１にあっては、図１２及び図１３に示す様に、その巻芯１２が一回転する度にガイド部材５３を線材１３の外径に相当する量だけ巻芯１２の回転軸方向に移動させる。このようにして、線材繰出機構２１から供給されてテンション装置３１により張力が付与された線材１３を巻芯１２に整列巻させることになる。
In addition, in the
そして、本発明の巻線方法における特徴ある点は、回転する巻芯１２に巻回される線材１３の平均巻取速度で線材繰出機構２１から線材１３を繰出し、その線材繰出機構２１から繰出された線材１３の速度を減速又は加速させて、回転する巻芯１２に巻回される線材１３の巻取速度に等しくするところにある。
A characteristic feature of the wire winding method of the present invention is that the
即ち、実際の巻線では、巻芯１２を同一の角速度ωで回転させることになるけれども、この実施の形態において、線材１３を巻取る巻芯１２は、図９（ａ）に示すように、その巻胴部１２ａの断面が長方形を成しており、その断面において、回転中心Ｏから長辺までの長さをａ、回転中心Ｏから短辺までの長さをｂ、回転中心Ｏから角部までの距離をｃとすると、巻芯１２の回転角速度ωが一定値に保たれている場合には、図９（ｂ）に示すように、巻芯１２に巻回される線材１３の速度（縦軸）は、巻芯１２の回転角度（横軸）に対してａω、ｃω、ｂω、ｃω、ａω、…の変曲点が生じるように変動することになる。
That is, in actual winding, the winding
このように、巻芯１２に巻回される線材１３の巻取速度は変動するものであるけれども、その巻芯１２の断面形状が判明しており、その回転中心Ｏからの各部への距離が判明していれば、巻芯１２の回転角速度ωと掛け合わせることにより、その巻芯１２に巻取られる線材１３の巻取速度を算出して得ることが可能となる。
Although the winding speed of the
この実施の形態では、使用される巻芯１２の線材１３が直接巻回される巻胴部１２ａの断面形状に関するデータはメモリ４６ａに記憶されているために、コントローラ４６における演算回路４６ｃは、巻芯１２に関するデータ、具体的には巻芯１２の回転中心Ｏから線材１３が巻回される各部位までの長さａ，ｂ，ｃを、巻芯１２を回転させる角速度ωに掛け合わせることにより、図９（ｂ）に実線の曲線で示すような算出巻取速度を得る。
In this embodiment, since data regarding the cross-sectional shape of the winding
また、コントローラ４６における演算回路４６ｃは、図９（ｂ）に実線の曲線で示すような算出巻取速度を得た後には、その算出巻取速度を平均化した図９（ｂ）に一点鎖線の直線で示すような平均巻取速度を算出する。即ち、この算出平均巻取速度は、図９（ｂ）に実線の曲線で示すような算出巻取速度で巻芯１２が一回転した時に巻回される線材１３の長さを、その一回転するに必要な時間で除した値である。
Further, after obtaining the calculated winding speed as shown by the solid curve in FIG. 9(b), the
そして、コントローラ４６は巻線用モータ１４を駆動させて、巻芯１２を一定の角速度ωにて回転させるとともに、線材繰出機構２１における繰出用モータ２６を制御して、演算回路４６ｃにより得られた算出平均巻取速度に等しい速度でその線材繰出機構２１から線材１３を供給するように制御する。
Then, the
それとともに、コントローラ４６はアキュームレート機構６０におけるサーボモータ６４を駆動させてボールねじ６６を回転させ、それに螺合されている可動台６７とともに可動ローラ６３を図９（ｂ）に長破線の曲線で示すよう鉛直方向上下に移動させて、線材繰出機構２１から算出平均巻線速度で繰出された線材１３を減速又は加速させて算出巻取速度とするように制御する。
At the same time, the
ここで、上記巻線装置１０には、アキュームレート機構６０からテンション装置３１に向けて繰出される線材１３の速度を検出する繰出速度検出手段７０と、そのテンション装置３１を通過した線材１３の速度を検出する巻取速度検出手段８０を設けているので、図５（ａ）に示す様な算出巻取速度に等しくなるようにアキュームレート機構６０において減速又は加速させた場合、アキュームレート機構６０を通過した線材１３の速度は、図５（ｂ）に示す様な実測繰出速度が検出され、テンション装置３１を通過した線材１３の速度は図５（ｃ）に示す様な実測巻取速度が検出されることになる。
Here, the winding
ここで、長方形のような非円形断面を有する巻芯１２に対して線材１３を巻線すると、巻芯１２に巻取られる線材１３の巻取速度が変化することから、線材１３を減速又は加速させるアキュームレート機構６０を設けることなく、従来のように、線材繰出機構２１から線材１３を一定の速度で繰出すと、ガイドプーリ３４は図１の破線矢印で示す様に周期的に振れ、その揺れに起因して線材１３に付与される張力が変動することになる。
Here, when the
けれども、本発明では、線材繰出機構２１から一定の値である算出平均巻取速度で線材１３を繰出すけれども、アキュームレート機構６０を設けて、図３又は図４に示すように、その線材１３を周期的に減速又は加速させて、図５（ａ）に示す様な算出巻取速度に等しい速度とする。
However, in the present invention, although the
このため、図５（ｃ）に示す様に、巻芯１２に巻取られる線材１３の巻取速度が増加すると、図５（ｂ）に示す様に、その増加に伴ってアキュームレート機構６０は線材繰出機構２１から繰出される線材１３を加速させて、線材１３の速度を増加させ、同様に、巻芯１２の巻取速度が減少すると、その減少に伴ってアキュームレート機構６０は線材繰出機構２１から繰出される線材１３を減速させて、線材１３の速度を減少させることになる。
Therefore, as shown in FIG. 5(c), when the winding speed of the
このように、線材繰出機構２１から繰出される線材１３の速度を減速又は加速させた後の速度が、巻芯１２の線材１３の実際の巻取速度と一致すると、図１の破線で示す様なガイドプーリ３４の周期的な振れは無くなり、巻芯１２に供給される線材１３の張力を一定に保つことができる。この結果、品質の高いコイルを製造することが可能となる。
In this way, when the speed of the
また、コントローラ４６は巻芯１２を等速回転させるとともに、ガイド部材５３を巻芯１２の回転軸方向に移動させて、線材１３を巻芯１２に整列巻させるけれども、巻芯１２に線材１３を多層に渡って巻回させる場合には、図１２に示す様に、巻胴部１２ａへの１層目の巻線が終了すると１層目の線材１３の外周に２層目の巻線が行われ、図１３に示す様に、２層目の巻線が終了すると２層目の線材１３の外周に３層目の巻線が行われることになる。
Further, the
このように、巻胴部１２ａに線材１３が多層に巻線される場合、図１０及び図１１に示す様に、上層にいくに従って巻芯１２の回転中心Ｏから線材１３が巻回される各部位までの長さは増大し、巻芯１２が一定の角速度ωで回転しているとすると、その巻芯１２に巻取られる巻取速度は上層へいくに従って早まる。
In this way, when the
具体的に、図９に示す様に、巻芯１２の回転中心Ｏから線材１３が巻回される各部位までの長さは、第一層目であれば巻芯１２の断面における外形状そのものであるけれども、図１０に示す様に、第二層目の巻芯１２の回転中心Ｏから線材１３が巻回される各部位までの長さは、巻芯１２の断面形状における外形状に線材１３の線径ｄを加えたものとなり、図１１に示す様に、第三層目の巻芯１２の回転中心Ｏから線材１３が巻回される各部位までの長さは、第二層目のものに線材１３の線径ｄを更に加えたものとなる。
Specifically, as shown in FIG. 9, the length from the rotation center O of the winding
この巻芯１２の断面における形状に順次加える線材１３の線径ｄや、巻胴部１２ａの巻幅ｗにおけるデータはメモリ４６ａに予め記憶されているため、図１のコントローラ４６における演算回路４６ｃは、その巻幅ｗを線径ｄで除することにより各層の整列巻に必要な回転数を導き出すことが出来る。
Data on the wire diameter d of the
また、第二層目の巻線となれば、図１０に示す様に、その第二層目の巻線における巻芯１２の回転中心Ｏから線材１３が巻回される各部位までの長さ（ａ＋ｄ）、（ｂ＋ｄ）、（ｃ＋ｄ）を求め、第三層目の巻線となれば、図１１に示す様に、その第三層目の巻芯１２の回転中心Ｏから線材１３が巻回される各部位までの長さ（ａ＋２ｄ）、（ｂ＋２ｄ）、（ｃ＋２ｄ）を求めた上で、それらの長さ（ａ＋ｄ）、（ｂ＋ｄ）、（ｃ＋ｄ）、（ａ＋２ｄ）、（ｂ＋２ｄ）、（ｃ＋２ｄ）に回転させる巻芯１２の角速度ωを掛け合わせることにより、各層の算出巻取速度（図１０（ｂ）、図１１（ｂ））を得ることができる。
In addition, in the case of the second layer winding, as shown in FIG. 10, the length from the rotation center O of the winding
また、コントローラ４６における演算回路４６ｃは、各層の算出巻取速度（図１０（ｂ）、図１１（ｂ））が得られた後には、その算出巻取速度から、各層における平均巻取速度を算出して、図１０（ｂ）や図１１（ｂ）における一点鎖線で示す様な、算出平均巻取速度を得る。
Further, after the calculated winding speed of each layer (FIGS. 10(b) and 11(b)) is obtained, the
そして、コントローラ４６は、線材繰出機構２１における繰出用モータ２６を制御して、第二層目以降であっても、そのように演算して得られた各層毎の算出平均巻取速度に等しい速度で、その線材繰出機構２１から線材１３を供給する様に制御するとともに、コントローラ４６は、アキュームレート機構６０におけるサーボモータ６４を制御して、図１０（ｂ）や図１１（ｂ）における長破線の曲線で示すように、可動ローラ６３を鉛直方向上下に移動させて、線材繰出機構２１から供給された線材１３を減速又は加速させて、第二層目以降であっても、そのように演算して得られた各層毎の算出巻取速度に等しい速度にする様に制御するものとする。
Then, the
すると、第二層目以降であっても、アキュームレート機構６０を通過した線材１３の速度（繰出し量）は、巻芯１２の線材１３の巻取速度（巻取り量）とバランスするようにその繰出し量が制御されることになる。
Then, even in the second and subsequent layers, the speed (feeding amount) of the
よって、第二層目以降であっても、テンション装置３１におけるガイドプーリ３４の周期的な振れは抑制され、ガイドプーリ３４に掛け回された線材１３には、弾性部材３５によりガイドプーリ３４の位置に応じた変動のない一定の張力が付与されることになる。
Therefore, even in the second and subsequent layers, the periodic deflection of the
ここで、実際の巻線にあって、コントローラ４６は、アキュームレート機構６０を通過してテンション装置３１に向けて繰出される線材１３の速度と、テンション装置３１を通過して巻芯１２に向かう線材１３の速度を検出し、検出された実測繰出速度の速度変化の状態と実測巻取速度の速度変化の状態との時間軸方向のずれをなくすようにアキュームレート機構６０におけるサーボモータ６４を制御することになる。
In actual winding, the
即ち、本発明では、巻芯１２が巻取る線材１３の速度とその平均巻取速度を予め算出し、得られた算出平均巻取速度に等しい速度で線材繰出機構２１から線材１３を供給し、その線材１３をアキュームレート機構６０において減速又は加速して算出巻取速度とするので、図５に示す様に、本来、テンション装置３１の前後において、線材１３の速度に時間軸方向のずれは生じない。
That is, in the present invention, the speed of the
けれども、巻芯１２の回転速度を高めると、アキュームレート機構６０における線材１３の減速又は加速が比較的速いピッチで変化することになり、コントローラ４６が算出巻取速度に従ってサーボモータ６４を制御しても、可動ローラ６３の移動が追従せずに、線材１３の減速又は加速が遅れるようなことも生じ得る。すると、アキュームレート機構６０からテンション装置３１に向けて繰出される線材１３の速度と、そのテンション装置３１を通過して巻芯１２に巻回される線材１３の速度との間にずれが生じることになる。
However, when the rotational speed of the winding
ここで、アキュームレート機構６０からテンション装置３１に向けて繰出される線材１３の実際の速度は、繰出速度検出手段７０により検出され、巻芯１２が巻取る線材１３の実際の巻取速度は、巻取速度検出手段８０により検出されるので、コントローラ４６は、その巻取速度検出手段８０の検出出力による実測巻取速度の速度変化の状態と、繰出速度検出手段７０の検出出力による実測繰出速度の速度変化の状態を常に対比させる。そして、検出された実測繰出速度の速度変化の状態と実測巻取速度の速度変化の状態との時間軸方向のずれをなくすようにアキュームレート機構６０において、線材１３の減速又は加速を行わせる。
Here, the actual speed of the
具体的に、図６（ｃ）の実線で示す実測巻取速度と、図６（ｂ）の破線で示す実測繰出速度のそれぞれの速度変化の間に時間軸方向のずれＴが生じると、コントローラ４６はその時間的なずれＴを求める。そして、図６（ａ）の実線で示す算出巻取速度からそのずれＴを減じて、二点鎖線で示す様な補正巻取速度を得る。
Specifically, if a deviation T in the time axis direction occurs between the speed change of the actual winding speed shown by the solid line in FIG. 6(c) and the actual measured unwinding speed shown by the broken line in FIG. 6(b), the
この点で、この実施の形態におけるコントローラ４６は、実測巻取速度と実測繰出速度のそれぞれの速度変化の時間軸方向のずれＴを算出し、そのずれＴを算出巻取速度から減じて補正巻取速度を得る速度補正手段を備えたものとなる。
In this respect, the
そして、コントローラ４６は、得られた図６（ａ）の二点鎖線で示す補正巻取速度に沿ってアキュームレート機構６０におけるサーボモータ６４を制御する。すると、コントローラ４６は、図６（ａ）の実線で示す算出巻取速度をずれＴの量だけ先行させた状態でアキュームレート機構６０を制御することになり、図６（ｃ）の実線で示す巻芯１２が巻取る線材１３の実際の巻取速度に、アキュームレート機構６０により減速又は加速されてテンション装置３１に向かう線材１３の速度を図６（ｂ）の実線で示すように、合致させることができる。
Then, the
これにより、巻芯１２の回転速度を高めて、巻芯１２への巻取速度が比較的速いピッチで変化するような場合であっても、アキュームレート機構６０により減速又は加速をその速度変化に追従させることが可能となる。このようにして、巻芯１２が巻取る線材１３の実際の巻取速度と、アキュームレート機構６０により減速又は加速されてテンション装置３１に供給される線材１３の供給量との間のずれを無くして、テンション装置３１におけるガイドプーリ３４の周期的な振れを防止する。これにより、巻芯１２の回転速度を高めても、弾性部材３５によりガイドプーリ３４の位置に応じた変動のない一定の張力を付与することが可能となる。
As a result, even if the rotational speed of the winding
一方、実測巻取速度と算出巻取速度のそれぞれの速度変化の間に時間軸方向のずれは生じていないけれども、それらの巻取速度自体にずれが生じている場合、即ち、算出巻取速度と巻芯１２への線材１３の実際の巻取速度が異なるようであれば、線材の供給量と線材巻取り量が一致しないことになる。
On the other hand, if there is no deviation in the time axis direction between the speed changes of the measured winding speed and the calculated winding speed, but there is a deviation in the winding speed itself, that is, the calculated winding speed If the actual winding speed of the
すると、テンション装置３１において、線材１３が掛け回されたガイドプーリ３４がレール３６に沿って移動して巻芯１２との間隔を変更させて、その一致しない線材１３の量だけＹ軸方向における位置が変化する。このように供給量と巻取り量の差は、テンション装置３１におけるガイドプーリ３４の位置の変化によって吸収され、ガイドプーリ３４の移動は位置センサ４５により検出されて、コントローラ４６にフィードバックされる。
Then, in the
ここで、ガイドプーリ３４が移動すると、線材１３に付与される張力が徐々に変動することになるので、位置センサ４５の検出出力によりガイドプーリ３４の位置の変化が検出されると、コントローラ４６は、ガイドプーリ３４の位置がレール３６の所定の位置、例えば略中央に戻るように、線材１３の供給量となる算出巻取速度を一定の割合で増減させ、その増減した補正巻取速度に基づいて算出平均巻取速度を得る。そして、コントローラ４６は、この算出平均巻取速度に基づいて繰出用モータ２６の回転速度を制御し、線材繰出機構２１における線材１３の繰出速度を増減させ、巻芯１２の巻取速度とバランスさせる。
Here, when the
即ち、図７（ａ）に示す様に、算出巻取速度に比較して巻芯１２への線材１３の実測巻取速度の方が速く、ガイドプーリ３４が巻線機１１に徐々に近づく様であれば、図７（ｂ）に示す様に、線材繰出機構２１による線材１３の繰出し量が増加するように、算出巻取速度を一定の割合で増加させて、実測巻取速度に略一致した補正巻取速度を得る。そして、その補正巻取速度に基づいて補正平均巻取速度を算出する。この補正平均巻取速度も一定の割合で増加することになり、コントローラ４６は、このように増加した補正平均巻取速度で線材１３が繰出されるように線材繰出機構２１における繰出用モータ２６を制御するとともに、その線材１３をアキュームレート機構６０により減速又は加速させて、テンション装置３１に向かう線材１３の実測繰出速度を図７（ｃ）に示す様に、実測巻取速度に一致させる。
That is, as shown in FIG. 7(a), the measured winding speed of the
一方、図８（ａ）に示す様に、算出巻取速度に比較して巻芯１２への線材１３の実測巻取速度の方が遅く、ガイドプーリ３４が巻線機１１から徐々に遠ざかる様であれば、図８（ｂ）に示す様に、線材繰出機構２１による線材１３の繰出し量が減少するように、算出巻取速度を一定の割合で減少させて、実測巻取速度に略一致した補正巻取速度を得る。そして、その補正巻取速度に基づいて補正平均巻取速度を算出する。この補正平均巻取速度も一定の割合で減少することになり、コントローラ４６は、このように減少した補正平均巻取速度で線材１３が繰出されるように線材繰出機構２１における繰出用モータ２６を制御するとともに、その線材１３をアキュームレート機構６０により減速又は加速させて、テンション装置３１に向かう線材１３の実測繰出速度を図８（ｃ）に示す様に、実測巻取速度に一致させる。
On the other hand, as shown in FIG. 8(a), the measured winding speed of the
これにより、ガイドプーリ３４はレール３６の所定位置、例えば略中央に復帰し、線材１３にかかる張力は所定の値に戻されることになる。
As a result, the
なお、上述した実施の形態では、テンション装置３１がレール３６に沿って移動可能に設けられたガイドプーリ３４を備える場合を説明したけれども、テンション装置は図１５に示す様に張力アーム４を弾性部材６により回動させて、その張力アーム４の先端に取付けられたガイドプーリ５から繰出される線材２に張力を付与する様なものであっても良い。
In the above-described embodiment, a case has been described in which the
図１５に示す様な張力アーム４を有するテンション装置であっても、線材繰出機構２１から平均巻取速度で繰出される線材をアキュームレート機構により減速又は加速させて、その線材の速度を巻芯に巻回される線材の巻取速度に等しい速度とすれば、その線材の速度変動に伴うテンション装置のガイドプーリ５の移動を防止することが出来る。すると、そのガイドプーリ５の移動に伴う線材の張力変動は回避されるので、その巻芯１２に巻回される線材の張力を一定に保つことが可能となる。
Even with a tension device having a
また、上述した実施の形態では、テンション装置３１においてガイドプーリ３４を付勢する付勢手段である弾性部材３５がコイルスプリングである場合を例示した。けれども、エア圧等の流体圧によりロッドを没入又は突出させる方向に付勢するような流体圧シリンダを、その付勢手段である弾性部材として用いても良い。このような流体圧シリンダを弾性部材として用いた場合において、その弾性力を変更したい場合には、そのシリンダにおける圧縮エア等の流体圧力を変更することにより、比較的容易にその弾性力を変更することができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、コントローラ４６に演算回路４６ｃを設け、メモリ４６ａに記憶された情報やデータから算出巻取速度や算出平均巻取速度をその演算回路４６ｃが算出する場合を説明した。けれども、算出回路４６ｃを設けることなく、コントローラ４６と別に巻取速度や平均巻取速度を予め求めて、このように別に設けられた算出巻取速度や平均巻取速度を記憶手段４６ａに記憶させるようにしても良い。
Furthermore, in the above embodiment, the
この場合、コントローラ４６は、記憶手段４６ａに記憶された算出平均巻取速度に従って線材１３を供給するように線材繰出機構２１を制御し、記憶手段４６ａに記憶された算出巻取速度に成るように線材繰出機構２１から繰出された線材１３の速度を減速又は加速させることになり、これでもガイドプーリ３４の頻繁な移動は回避されるので、巻芯１２に巻回される線材１３の張力を一定に保つことが可能となる。
In this case, the
更に、上述した実施の形態では、線材繰出機構２１とテンション装置３１の間にアキュームレート機構６０が設けられる場合を説明した。けれども、図１４に示す様に、このアキュームレート機構６０は、テンション装置３１の下流側に設けるようにしても良い。
Furthermore, in the embodiment described above, the case where the
この図１４に示す様な巻線装置１０であると、平均巻取速度で線材繰出機構２１から繰出された線材１３は、その平均巻取速度のままでテンション装置３１を通過して所定の張力が付与され、その後にそのテンション装置３１を通過した線材１３の速度を減速又は加速させて回転する巻芯１２に巻回される線材１３の巻取速度に等しくすることになる。
With the winding
このような巻線装置１０であっても、テンション装置３１を通過した線材１３の速度を回転する巻芯１２に巻回される線材１３の巻取速度に等しくすることにより、そのテンション装置３１が、線材１３を掛け回して弾性部材３５により移動するガイドプーリ３４を備えていたとしても、そのガイドプーリ３４の線材１３の速度変動に伴う移動を防止することができ、その巻芯１２に巻回される線材１３の張力を一定に保つことが可能となる。
Even in such a winding
１０ 巻線装置
１２ 巻芯
１３ 線材
１４ 巻線用モータ（巻芯回転手段）
２１ 線材繰出機構
３１ テンション装置
４６ コントローラ
４６ａ メモリ（記憶手段）
４６ｃ 演算回路
６０ アキュームレート機構
６１ａ，６１ｂ 固定ローラ
６３ 可動ローラ
６４ サーボモータ
７０ 繰出速度検出手段
８０ 巻取速度検出手段
10
21 Wire
46c
Claims (8)
前記線材(13)の移動経路に沿って設けられた一対の固定ローラ(61a,61b)と、前記一対の固定ローラ(61a,61b)の中間を通過して前記線材(13)の移動経路に交差する方向に移動可能な可動ローラ(63)と、前記可動ローラ(63)を移動させるサーボモータ(64)とを備え、前記線材繰出機構(21)から繰出された前記線材(13)の速度を減速又は加速させるアキュームレート機構(60)が設けられ、
前記コントローラ(46)は、
回転する前記巻芯(12)に巻回される前記線材(13)の平均巻取速度で線材(13)を繰出すように前記線材繰出機構(21)を制御し、
かつ前記アキュームレート機構(60)を制御して前記線材繰出機構(21)から繰出された前記線材(13)の速度を回転する前記巻芯(12)が巻取る線材(13)の巻取速度に等しくする
ことを特徴とする巻線装置。 A winding core (12), a wire rod feeding mechanism (21) that supplies the wire rod (13) to the winding core (12), and a wire rod (21) that feeds the wire rod (13) to the winding core (12) from the wire rod feeding mechanism (21). a tension device (31) that applies tension to the wire rod (13); and a tension device (31) that rotates the winding core (12), supplies the wire rod (21) from the wire rod feeding mechanism (21), and applies tension to the wire rod (31). 13) on the winding core (12), and a controller (46) that controls the winding core rotating means (14),
A pair of fixed rollers (61a, 61b) provided along the moving path of the wire rod (13), and passing between the pair of fixed rollers (61a, 61b) to the moving path of the wire rod (13). It is equipped with a movable roller (63) movable in intersecting directions and a servo motor (64) that moves the movable roller (63), and the speed of the wire rod (13) fed out from the wire rod feeding mechanism (21) is An accumulation rate mechanism (60) that decelerates or accelerates the
The controller (46) includes:
controlling the wire rod feeding mechanism (21) to feed out the wire rod (13) at an average winding speed of the wire rod (13) wound around the rotating winding core (12);
and the winding speed of the wire rod (13) wound by the winding core (12) which controls the accumulation rate mechanism (60) to adjust the speed of the wire rod (13) fed out from the wire rod feeding mechanism (21). A winding device characterized in that it is equal to .
コントローラ(46)は、前記記憶手段(46a)に記憶された算出平均巻取速度に従って線材(13)を供給するように線材繰出機構(21)を制御するとともに、
前記コントローラ(46)は、前記線材繰出機構(21)から繰出された前記線材(13)の速度を減速又は増加させて前記記憶手段(46a)に記憶された算出巻取速度に成るようにアキュームレート機構(60)を制御する
請求項１記載の巻線装置。 A storage means (46a) is provided for storing a pre-calculated calculated winding speed and a calculated average winding speed, which are the winding speeds of the wire rod (13) wound around the rotating winding core (12),
The controller (46) controls the wire rod feeding mechanism (21) to feed the wire rod (13) according to the calculated average winding speed stored in the storage means (46a), and
The controller (46) reduces or increases the speed of the wire rod (13) fed out from the wire rod feed-out mechanism (21), and accumulates the wire rod (13) so that the speed reaches the calculated winding speed stored in the storage means (46a). Control rate mechanism (60)
The winding device according to claim 1 .
コントローラ(46)は、前記演算回路(46c)が算出した算出平均巻取速度に従って線材(13)を供給するように線材繰出機構(21)を制御するとともに、
前記コントローラ(46)は、前記線材繰出機構(21)から繰出された前記線材(13)の速度を減速又は増加させて前記演算回路(46c)が算出した算出巻取速度に成るようにアキュームレート機構(60)を制御する
請求項１記載の巻線装置。 A storage means (46a) for storing information regarding the winding core (12), and a winding speed and an average winding speed of the wire rod (13) wound around the winding core (12) from the information regarding the winding core (12). An arithmetic circuit (46c) is provided to calculate
The controller (46) controls the wire rod feeding mechanism (21) to feed the wire rod (13) according to the calculated average winding speed calculated by the arithmetic circuit (46c), and
The controller (46) reduces or increases the speed of the wire rod (13) fed out from the wire rod feeding mechanism (21), and adjusts the accumulation rate so that the winding speed reaches the calculated winding speed calculated by the arithmetic circuit (46c). Control mechanism (60)
The winding device according to claim 1 .
前記アキュームレート機構(60)から前記テンション装置(31)に向けて繰出される線材(13)の速度を検出する繰出速度検出手段(70)と、
前記テンション装置(31)を通過して巻芯(12)に向かう線材(13)の速度を検出する巻取速度検出手段(80)とを備え、
コントローラ(46)は、前記巻取速度検出手段(80)の検出出力による実測巻取速度の速度変化の状態と前記繰出速度検出手段(70)の検出出力による実測繰出速度の速度変化の状態の時間軸方向のずれをなくすように前記アキュームレート機構(60)を制御する
請求項１ないし３いずれか１項に記載の巻線装置。 An accumulation mechanism (60) is provided between the wire rod feeding mechanism (21) and the tension device (31),
a payout speed detection means (70) for detecting the speed of the wire rod (13) being paid out from the accumulation rate mechanism (60) toward the tension device (31);
A winding speed detection means (80) for detecting the speed of the wire rod (13) passing through the tension device (31) and heading toward the winding core (12),
The controller (46) controls the state of the speed change in the measured winding speed based on the detection output of the winding speed detection means (80) and the state of the speed change in the measured winding speed based on the detection output of the feed speed detection means (70). The accumulation rate mechanism (60) is controlled to eliminate deviation in the time axis direction.
The winding device according to any one of claims 1 to 3 .
回転する前記巻芯(12)に巻回される前記線材(13)の平均巻取速度で前記線材繰出機構(21)から前記線材(13)を繰出し、
前記線材の移動経路に沿って設けられた一対の固定ローラ(61a,61b)の中間にある前記線材(13)を可動ローラに掛け回し、前記可動ローラ(63)を前記線材(13)の移動経路に交差する方向に移動させて、前記線材繰出機構(21)から繰出された前記線材(13)の速度を減速又は加速させて回転する前記巻芯(12)に巻回される前記線材(13)の巻取速度に等しくする
ことを特徴とする巻線方法。 A winding method in which a winding core (12) is rotated to wind a wire rod (13) supplied from a wire rod feeding mechanism (21) and tensioned by a tension device (31) around the winding core (12),
Paying out the wire rod (13) from the wire rod feeding mechanism (21) at an average winding speed of the wire rod (13) wound around the rotating winding core (12),
The wire rod (13) located between a pair of fixed rollers (61a, 61b) provided along the moving path of the wire rod is wrapped around a movable roller, and the movable roller (63) is moved by the wire rod (13). The wire rod (13) that is wound around the rotating core (12) by moving it in a direction intersecting the path to reduce or accelerate the speed of the wire rod (13) fed out from the wire rod feeding mechanism (21). A winding method characterized by making the winding speed equal to the winding speed of 13).
前記記憶手段(46a)に記憶された算出平均巻取速度に従って線材(13)を供給するように線材繰出機構(21)を制御し、
前記記憶手段(46a)に記憶された算出巻取速度に成るように前記線材繰出機構(21)から繰出された前記線材(13)の速度を減速又は加速させる
請求項５記載の巻線方法。 The winding speed of the wire rod (13) wound around the rotating winding core (12), which is a calculated winding speed and a calculated average winding speed, which are calculated in advance, are stored in the storage means (46a);
controlling the wire rod feeding mechanism (21) to feed the wire rod (13) according to the calculated average winding speed stored in the storage means (46a);
Decreasing or accelerating the speed of the wire rod (13) fed out from the wire rod feeding mechanism (21) so as to reach the calculated winding speed stored in the storage means (46a).
The winding method according to claim 5 .
前記巻芯(12)に関する情報から演算回路(46c)により前記巻芯(12)に巻回される線材(13)の巻取速度と平均巻取速度を算出し、
前記演算回路(46c)が算出した算出平均巻取速度に従って線材(13)を供給するように線材繰出機構(21)を制御し、
前記演算回路(46c)が算出した算出巻取速度に成るように前記線材繰出機構(21)から繰出された前記線材(13)の速度を減速又は加速させる
請求項５記載の巻線方法。 storing information regarding the winding core (12) in the storage means (46a);
Calculating the winding speed and average winding speed of the wire rod (13) wound around the winding core (12) by an arithmetic circuit (46c) from the information regarding the winding core (12),
controlling the wire rod feeding mechanism (21) to feed the wire rod (13) according to the calculated average winding speed calculated by the arithmetic circuit (46c);
Decreasing or accelerating the speed of the wire rod (13) fed out from the wire rod feeding mechanism (21) so as to achieve the calculated winding speed calculated by the arithmetic circuit (46c).
The winding method according to claim 5 .
加速又は減速して前記テンション装置(31)に向かう線材(13)の繰出速度と、前記テンション装置(31)を通過して巻芯(12)に巻取られる線材(13)の巻取速度の双方を検出し、
検出された実測繰出速度の速度変化の状態と実測巻取速度の速度変化の状態との時間軸方向のずれをなくすように前記線材(13)を加速又は減速させる
請求項５ないし７いずれか１項に記載の巻線方法。
Accelerating or decelerating the wire rod (13) fed out from the wire rod feeding mechanism (21) toward the tension device (31),
The speed at which the wire rod (13) accelerates or decelerates toward the tension device (31), and the winding speed at which the wire rod (13) passes through the tension device (31) and is wound around the winding core (12). detect both,
The wire rod (13) is accelerated or decelerated so as to eliminate the deviation in the time axis direction between the detected speed change state of the measured unwinding speed and the speed change state of the measured winding speed.
A wire winding method according to any one of claims 5 to 7 .
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