JPS604108B2 - 線材巻取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、つば部がテーパ状になったボビンに線村、特
に電線を巻取るための巻取り装置に関する。

エナメル線、裸銅線等の電線をボビンに巻取るためには
、ボビンを回転させるとともにボビンの両つば部間を往
復勤するトラバーサによって電線を案内し、ボビンの胸
部に多層状に巻取っている。

しかし、ボビンのつば部がテーパ状になっている場合は
、電線を巻取るにしたがって巻取り幅が増加するので、
これに対応して前記トラバーサの行程幅を増加させる必
要がある。このため、従来では一つの例として電線がボ
ビンに巻取られる以前に巻取り量計測用のローラ上を通
過させ、このｏーラの総回転数から巻取られた電線の量
を計算し、この計算結果とボビンの形状・寸法とからト
ラバーサの行程幅の目標値を演算することによってトラ
バーサの行程幅の制御を行っていた。しかしこのような
巻取り装置では、巻き取られた電線の量を正確に計測す
るのが困難であり、例えば電線とローラとがスリップす
ることによって誤差が生じ、この誤差は巻取り終了まで
累積するので適切な制御が行われないという欠点があっ
た。また従来の他の例として、電線を一定回転数のロー
ラによって送り出して線速を一定にしておき、ボビンの
形状・寸法によってあらかじめ設定されたシーケンスに
基きトラバーサの制御を行っていた。このような具体例
として特公昭５１−１８２３７号公報に記載のものがあ
り、これはボビンのテーパ状のつば部の断面形状と同一
の形状を有し且つボビンと一体的に軸方向移動を行うテ
ーパ型と、このテーパ型のテーパ面に接触することによ
ってボビンの移動方向を反転させるための信号を発する
接触子とを設けておき、ボビンに線材が一層分巻取られ
る毎にテーパ型を軸方向と垂直方向に所定量だけ移動さ
せるようにシーケンスを設定しておき、これによって接
触子とテーパ型との間隙がボビンのつば部の広がりをシ
ミュレートするよになっている。しかし、この例におい
ては線速とトラバース速度を一定としているため、巻き
初めは週密、巻終りは過疎の状態となってしまいつば部
に沿ってきれいに巻くことが不可能であるとともに、仮
にトラバース速度を徐々に低下させても線速を一定に保
つのは困難である上、線速の変動による差が累積し、ま
た線速を変更した場合はシーケンスの設定を変更しなけ
ればならないという下便があった。本発明は上述の点に
鑑みて成されたもので、電線とローラとの間のスリップ
等による計測誤差や線速の変動による誤差が累積されず
、また巻取り回転数や線速を大幅に変更した場合でも自
動的にこれを追加して制御され、シーケンスの設定を変
更する必要のない線材巻取り装置を提供することを目的
としたものである。

本発明の他の目的は、トラバーサの制御にあたって特別
な欄長器を用いることなく安価に構成できる線村巻取り
装置を提出することにある。

なお本発明において幅方向とは、ボビンの中心軸と平行
な方向のことである。以下、本発明を図面に示す実施例
に基づいて説明する。

第１図において、耳両部ｌａの両端に平つば部ｌｂとテ
ーパつば部ｌｃを有するボビン１は、巻取りモー夕２の
軸に連結され、さらに回転数を検出するための回転パル
ス発生器３が同軸上に設けられている。電線４の通路途
中には、線速パルス発生器５が同軸上に連結された線速
検出ローラ６が配備され、またトラバーサ７の先端に設
けた案内シーブ７ａに電線４が案内されつつボビン１に
者取られるよう椴成されている。トラバーサ７は移動軸
をボビンーの軸と平行にしてすべり軸受８ａ，８ｂによ
って鞠支されており、一対の駆動ローラ９ａ，９ｂ間に
張られたタイミングベルト１０と−点でボビン１０ａに
より連結されている。一方の駆動ローラ９ａは駆動パル
スモータ１１ｃと連結されており、しかして駆動パルス
モータ１１ｃの回転にともなって、トラバーサ７は往復
動し、案内シーブ７ａがボビンー近辺両つば部ｌｂ，ｌ
ｃ間をボビンの藤と平行に往復勤して電線４を案内する
ように構成されている。またトラバーサ７の軸受８ａ，
８ｂ間には、後述する検知器を作動させて行程位置を検
知するための検知綾７ｂが突出して設けられている。ま
た、前記検知榛７ｂにより作動する第１の検知器１２、
第２の検知器１３及び検出器１４が設けられており、こ
のうち第１の検知器１２は電線４がボビン胸部ｌａの左
端にあるときに対応して作動する位置に調整されて固定
されている。第２の検知器１３は、第１の検知器１２よ
りも右方で、補正パルスモータ１５ｃにより回転駆動さ
れる送りねじ１６と螺合しトラバーサ７と平行に移動可
能な移動台１３ａに固定され、また検出器１４は、第２
の検知器より右方で、移動台１３ａ上で調整ねじ１７に
よって位置調整可能な調整台１４ａに固定されている。
第２の検知器１３及び検出器１４は、電線巻取りの初期
設定時において電線４がそれぞれボビン胴部ｌａの中程
及び右端にあるときに作動するような位置に調整されて
いる。ここに用いる第１、第２の検知器１２，１３及び
検出器１４は、マイクロスイッチ、近接スイッチ、また
は光電スイッチ等の検出精度の高いものが望ましく、ま
た検知榛７ｂの材質、形状を使用する検知器または検出
器の種類に適合させる必要のあることは当然である。次
に、制御回路について説明すると、第３図に示すように
回転パルス発生器３及び線速パルス発生器５の出力は、
それぞれのパルスを一定時間カウントして回転数及び線
速に変換するための検出インターフェース部１８に接続
されている。

演算部１９は、ボビン１の形状に応じてあらかじめ設定
スイッチ２０により設定された胸部ｌａの直径Ｄｏ及び
テーパつば部ｌｃの角度８と、検出インターフェース部
１８から出力される回転数Ｎ及び線速Ｖに基づいて、ト
ラバーサ７の行程幅の目標値Ｗを決定するための演算を
行うものである。すなわち、第２図に示すように巻取っ
た電線の巻取り直径をＤ，、同増加分をｄ、胸部ｌａの
長さをＷｏ、巻取った電線のボビン軸方向巻取り長さ（
これはトラバーサ７の行程幅に等しい）の目標値をＷ、
同増加分を１とすると、Ｗ：Ｗｏ十ｌ の関係があるから、１を求めればこれとＷｏとよりＷが
決定される。

ところが１＝（ｔａｎｏ）・ｄ／２ ■の
関係があり、またＤ。

十ｄ＝Ｖ／ｍＮであるから ｄニＶ／打Ｎ一Ｄ。

■となって、■、■式より １ニ（ｔａｎ８），（Ｖ／２けＮ一Ｄ。

／２） ■が得られる（ただし打は円周率）。したが
って演算部１９はＤｏ、ひ、Ｎ及びＶの入力に対して■
式の演算を行い、１に相当する値を出力するようマイク
ロコンピュータ等を用いて構成されている。ここでボビ
ンの腕部ｌａの直径Ｄｏ及びつば部ｌｃの角度０は設定
スイッチ２０から作業者が入力するようにしているが、
あらかじめボビンの形式を定めて種々の形式に対応する
直径Ｄｏ及び角度０を記憶した記憶部を設けておき、作
業者がボビンの形成のみを入力することによってそれに
対応する直径Ｄｏ及び角度８が記憶部から自動的に読み
出されるように構成してもよく、さらにボビン１を巻取
り装置に取付けた際にセンサーによってボビンの形式が
感知されるように構成してもよい。また、第１の検知器
１２及び検知器１３はゲート回路２１に接続されており
、ゲート回路２１は両検知器から検知信号が出力されて
くるずれの間のみ（例えば第１の検知器１２がＯＦＦと
なってから第２の検知器１３がＯＮとなるまでの間のみ
）ゲートが開くようになっている。

ゲート回路２１の入力には、駆動パルスモータ１１ｃを
制御するためのパルス発生部１１ａの出力が接続されて
おり、ゲート回路２１の出力には、一回の計数毎にリセ
ットして常に一回毎のバル数を計数する計数部２２が接
続されている。計数部２２の出力には、初回の計数結果
を記憶し、以後の計数結果との差信号を作成する減算部
２３が接続されており、減算部２３の出力は、単位合わ
せのため適当な補正が行われて前記演算部１９の出力と
ともに比較部１５ａへ接続される。比較部１５ａは、両
入力を比較して比較結果の大小に応じたパルスを出力し
、この出力を受けて出力部１５ｂは補正パルスモータ１
５ｃをパルス数に相当する角度だけ正または逆に回転駆
動するよう構成されている。ところで、パルス発生部１
１ａは、ボビン１の回転数に応じた周波数のパルスを発
生するように構成されており、この出力は前記ゲート回
路２１へ接続されるとともに、駆動回路１１ｂへ接続さ
れている。駆動回路１１ｂは駆動パルスモータ１１ｃを
入力パルスのパルス数に相当する角度だけ回転駆動する
とともに、トラバーサ７が往復動するように正、逆方向
をも含めて駆動するように構成されている。すなわち、
トラバーサ７が左端にあって第１の検知器１２が作動し
ているときは右方向へ、また右端にあって検出器１４が
作動しているときは左方向へそれぞれトラバーサ７を移
動させるように、駆動パルスモータ１１ｃの回転方向を
制御するよう構成されている。また、上述の各モー夕は
図示しない切替スイッチを切替えることによって、調整
のためそれぞれ単独に手動で作動可能に構成されている
。以上のように構成された線材巻取り装置は、まずボピ
ンーを取付けた際にトラバーサ７先端の案内シーブ７ａ
が右端にあるときに検出器１４が作動するように前記調
整ねじ１７により位置調整を行う。

同時に、ボビンの形状、寸法によって定まる直径Ｄｏ及
び角度０を、設定スイッチ２０により入力して設定する
。また前記したように直径Ｄｏ及び角度０が自動的に読
み出されるように構成したときは、この作業は省略され
る。次に電線４を案内シーブ７ａを介してボビン８同部
ｌａに数回巻きつけた後巻取りモータ２を駆動すると、
ボビンーの回転数に応じた周波数に応じた周波数のパル
スがパルス発生部１１ａより出力される。

このパルスによって駆動回路１１ｂが作動し、パルス数
に応じた回転数に駆動パルスモ−夕１１ｃを駆動してト
ラバーサ７を移動させるとともに、検知棒７ｂによって
第１の検知器１２及び検出器１４が作動する毎に駆動パ
ルスモータ１１ｃは反転し、トラバーサ７は案内シーブ
７ａによって電線４をボビン胴部の両端間に案内し、電
線４はボピーンーに多層状に巻取られていく。ところが
、電線４がボビンーに巻取られるにつれて電線の巻取り
直径Ｄ，が増加し、これによってボビンーの回転数Ｎと
電線４の線速Ｖとの関係が変更されるので、演算部１９
が前記■式の演算を行って一定の出力を発生する。一方
、前記計数部２２は、トラバーサ７が第１の検知器１２
と第２の検知器１３との間を移動する間のみパルス発生
部１１ａの出力パルス数を計数しているのであるが、補
正パルスモーター５ｃが未だ駆動されていないので両検
知器１２，１３間の距離は変更されておらず、したがっ
て計数結果は初期と同一であって減算部２３の出力は奏
である。このため、比較部１５ａは演算部１９及び減算
部２３の両出力の差に相当する出力パルスを発生し、出
力部１５ｂによって補正パルスモータ１５ｃを駆動し、
移動台１３ａは演算部１９によって演算された１の距離
だけ右方へ移動することとなる。その結果、検知器１４
が同様に移動して検知位置が右方へ変更されるので、ト
ラバーサ７はこれに対応して変更された行程幅を往復動
し、結局電線４はボビンテーパつば部ｌｃに沿って整然
と巻取られる。また、補正パルスモータ１５ｃが駆動さ
れることによって第２の検知器１３も右方へ移動するの
で、計数部２２の計数結果が初期値より増加して減算部
２３に出力が発生し、その分だけ比較部１５ａの出力が
減少して行き、平衡状態で補正パルスモータ１５ｃは停
止する。以下、同機に繰り返されて、電線４はボビン１
に巻取られる。このように、ボビン１の回転数及び電線
の線速を常に測定し、これらの変化に対応してトラバー
サ７の行程幅の目標値を決定し、これによってトラバー
サ７の行程幅を制御しているので常に適正な制御が行え
、たとえスリップ、雑音等によって一時的に目標値に謀
作が生じても、この誤差は累積されることなく次の瞬間
には適正な目標値を得て制御されるものである。

この制御は連続的に行ってもよいが、例えば線径の極細
な電線を巻取る場合は一層を巻取ることによる直径の増
加分は極〈わずかであるから、数層巻取る毎に一回の補
正を行うというように断続的な制御を行うことも可能で
ある。以上説明した実施例では移動台１３ａの移動距離
を計測するのに駆動パルスモータ１１ｃの制御用パルス
を流用してこれを計数したが、デジタルスケール、ポテ
ンショメータ等による側長器で独立して計測することも
可能である。

また、移動台１３ａはトラバーサ７の移動方向と平行に
移動するように構成したが、例えばトラバーサ７にラッ
クを設けこのラックとかみ合うピニオンによって平行移
動を回転角度に変換し、ピニオンの円周上に検知棒７ｂ
を設けてこれにより作動する検知器を同Ｄ円周上に移動
させるように移動台１３ａを構成してもよい。またこの
実施例では、駆動パルスモータ１１ｃ及び補正パルスモ
ーター５ｃにパルスモータを使用したが、実施の態様に
よって適宜直流サーボモータ、交流サーボモータ、シン
クロナスモ−タまたは油圧サーボシリンダ等とすること
も可能である。

また第１及び第２の検出手段として回転パルス発生器及
び線速パルス発生器を用いてこれらのパルス出力を一定
時間カウントすることとしているが、例えばＤＣタコジ
ェネレータを用いてこの出力をＡ／Ｄ変換することも可
能であり、さらには全体をアナログ的に構成することも
可能である。さらに、この実施例ではボビンつば部の一
方のみがテーパ状になっているものについて説明したが
、両方のつば部がテーパ状になっているものについても
適用できるしまた、テーパの形状についても限定される
ものではなく、例えばテーパが２段になっているものま
たは円弧状のもの若しくは胴部がテーパ状になっている
もの等にも適用できる。またトラバーサの先端に案内シ
ーブを設けて電線を案内することとしているが、これと
逆に案内シーブは固定としてボビンをトラバーサにより
移動させることとしてもよい。以上のように本発明は、
つば部がテーパ状になったボビン１を回転させるととも
に、両つば間を往復動するトラバーサ７によって線材４
を案内し、ボビン１に線材４を巻取る装置において、ボ
ビン１の回転数Ｎを検出する第１の検出手段３と、線速
Ｖを検出する第２の検出手段５と、ボビンーの形状寸法
に関するデータを記憶する記憶部２０と、第１の検出手
段３及び第２検出手段５による検出値並びに記憶部２０
のデータに基づいて線村４のボビンーへの巻取り量の増
加にともなうポビンーの樋方向巻取り長さの変化分１を
演算する演算部１９と、トラバーサ７の行程幅を制御す
るためテーパ状のつば部側の行程幅を検出する幅方向に
移動可能な検出器１４と、検出器１４の変化分１に対応
して移動させるための補正部１５とを有しているので、
巻取り作業が進行し線材４の巻取り直径が増大するに応
じてトラバーサ７の行程幅を適切に増加させることがで
き、線材４をボビンーのテーパ状のつば部に沿って整然
と巻取ることができる。第１の検出手段３及び第２の検
出手段５による検出値並びに記憶部２０のデータに基づ
いて電線４のボビン１への巻取り量の増加にともなうボ
ビン１の軸方向巻取り長さの変化分を演算しているので
、回転数Ｎ及び線速Ｖが変動したりまた人為的に大幅に
変更した場合でも、目標値Ｗを正確に演算することがで
きるとともに、線村４と第２の検出手段５との間のスリ
ップ等によって誤差が生じた場合であってもその誤差が
累積されず、また寸法形状の異なる種々のボビン１に対
してもそれらのデータを適宜記憶させておくことによっ
て適切な目標値Ｗを演算して制御することができる。さ
らに検出器１４を変化分】に対応して移動させているの
で、制御が容易であるとともに誤差が少ない。また、ト
ラバーサ７の行程程位置を検知する固定された第１の検
知器１２と、第１の検知器１２と幅方向に離間して配置
され検出器１４と一体的に移動可能な第２の検知器１３
と、トラバーサ７の移動量に応じた数のパルスを発生す
るパルス発生部１１ａと、トラバーサ７が第１の検知器
１２と第２の検知器１３との間を移動する間のみパルス
発生部１１ａによる発生パルス数を計数する計数部２２
と、計数部２２による計数結果の変化分が鞠方向巻取り
長さの変化分１に一致するように検出器１４及び検知器
１３を移動させるための補正部１５とを有してなるので
、特別な渡り長器を用いる必要がなく安価に構成できる
。

特に前記トラバーサを、前記パルス発生部のパルスに同
期して往復駆動するよう構成すると、パルス発生部が共
用できまた頚』長にあたっての誤差がより小〈なる。さ
らに、前記検出器を、前記第２の検知器に対して位置調
整可能に設けると、トラバーサの行程幅の初期設定がさ
らに容易となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の線材巻
取り装置の正面図、第２図はボビンの一例を示す正面図
、第３図は制御回路を示すブロック回路図である。 １・・・・・・ボビン、ｌｂ，ｌｃ・・・…つば部、２
…・・・巻取りモータ、３・…・・回転パルス発生器（
第１の検出手段）、４・・・・・・電線、５・・・・・
・線遠パルス発生器（第２の検出手段）、７・・・・・
・トラバーサ、１１ａ・・・・・・パルス発生部、１１
ｂ・・・・・・駆動回路、１２・・・・・・第１の検知
器、１３・・・・・・第２の検知器、１３ａ・・・・・
・移動台、１４・・・・・・検出器、１４ａ・・・・・
・調整台、１５・・・・・・補正部、１６ａ…・・・比
較部、１９・・・・・・演算部、２１・・・・・・ゲー
ト回路、２２・・・・・・計数部、２３・・・・・・減
算部。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ つば部がテーパ状になったボビン１を回転させると
   ともに、両つば間を往復動するトラバーサ７によって線
   材４を案内し、ボビン１に線材４を巻取る装置において
   、ボビン１の回転数Ｎを検出する第１の検出手段３と、
   線速Ｖを検出する第２の検出手段５と、ボビン１の形状
   寸法に関するデータを記憶する記憶部２０と、第１の検
   出手段３及び第２の検出手段５による検出値並びに記憶
   部２０のデータに基づいて線材４のボビン１への巻取り
   量の増加にともなうボビン１の軸方向巻取り長さの変化
   分１を演算する演算部１９と、トラバーサ７の行程幅を
   制御するためテーパ状のつば部側の行程端を検出する幅
   方向に移動可能な検出器１４と、検出器１４を変化分１
   に対応して移動させるために補正部１５とを有してなる
   ことを特徴とする線材巻取り装置。 ２ つば部がテーパ状になったボビン１を回転させると
   ともに、両つば間を往復動するトラバーサ７によって線
   材４を案内し、ボビン１に線材４を巻取る装置において
   、ボビン１の回転数Ｎを検出する第１の検出手段３と、
   線速Ｖを検出する第２の検出手段５と、ボビン１の形状
   寸法に関するデータを記憶する記憶部２０と、第１の検
   出手段３及び第２の検出手段５による検出値並びに記憶
   部２０のデータに基づいて線材４のボビン１への巻取り
   量の増加にともなうボビン１の軸方向巻取り長さの変化
   分１を演算する演算部１９と、トラバーサ７の行程幅を
   制御するためテーパ状のつば部側の行程端を検出する幅
   方向に移動可能な検出器１４と、トラバーサ７の行程位
   置を検知する固定された第１の検知器１２と、第１の検
   知器１２と幅方向に離間して配置され検出器１４と一体
   的に移動可能な第２の検知器１３と、トラバーサ７の移
   動量に応じた数のパルスを発生するパルス発生部１１ａ
   と、トラバーサ７が第１の検知器１２と第２の検知器１
   ３との間を移動する間のみパルス発生部１１ａによる発
   生パルス数を計数する計数部２２と、計数部２２による
   計数結果の変化分が軸方向巻取り長さの変化分１に一致
   するように検出器１４及び検知器１３を移動させるため
   の補正部１５とを有してなることを特徴とする線材巻取
   り装置。 ３ トラバーサ７は、パルス発生部１１ａのパルスに同
   期して往復駆動されてなる特許請求の範囲第２項記載の
   線材巻取り装置。 ４ 検出器１４は、第２の検知器１３に対して位置調整
   可能に設けられてなる特許請求の範囲第２項または第３
   項記載の線材巻取り装置。 ５ 検出器１４が、第２の検知器１３を兼用して構成さ
   れている特許請求の範囲第２項または第３項記載の線材
   巻取り装置。