JP2001526117A

JP2001526117A - プログラム式サーボ・モーターにより品質制御された多重コイルばねの成形方法及び成形装置

Info

Publication number: JP2001526117A
Application number: JP2000525223A
Authority: JP
Inventors: スコット、ターレンス、エイ; モアー、ヘンリー、ジー
Original assignee: エルアンドピープロパティマネジメントカンパニー
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2001-12-18
Also published as: EP1049548A1; AU1919299A; US5875664A; WO1999032244A1

Abstract

(57)【要約】ばね成形機械(60)には成形中のばねのコイルおよびヘッドの寸法を監視するセンサ(90,90a)からの閉ループフィードバック回路並びにワイヤの送り速度、コイル半径、およびピッチ成形要素さらにはコイリング方向を制御するサーボモータ(70,75,76,81,83,106)が設けられている。ビデオカメラ(90a,90b,90c)は成形中のばねの画像を画成している。前記画像はデジタル化されるとともに、類似のばねを成形している類似の機械からの画像といっしょに、中央コンピュータ(102)へと送給される。該コンピュータは実際のばね寸法を表す、異なる機械からの光計測的像のような信号を、ヘッド形状、コイル直径、および曲がり部の位置、角度のような所望の寸法に関連する単一貯蔵された像と比較する。不一致の寸法はその原因データ、例えば送りロールの滑りまたは材料の硬度のばらつき等と相関付けられ、調整信号が機械へと送られる。誤差を発生している機械はコンピュータによってより頻繁に問い合わせが実施される。調節工程に対して依然大きな誤差が発生するか、機械が反応しない場合には警報が発せられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明はコイルばねの製造に関するもので、特に連続多重コイルばねの製造に
関する。本発明はより具体的には、成形機により成形されたコイルの寸法および
他の特性を一定状態において維持するか、またはプログラム化可能状態において
変化させることに関している。

【０００２】（背景技術）連続ワイヤからコイルばねを成形する機械は当業界において周知である。コイ
ルスプリング列を使用するマットレスおよび詰め物入り家具の製造においては、
従来技術においては１つの連続長ワイヤから複数個のばねを成形する機械が用い
られてきた。１つのそのような機械が本明細書の引用文献とする、Willy Grest
ofer氏の英国特許第1327795号（例えば家具詰め物のような圧縮ばね片をワイヤから製造するための機械またはその関連物の改良）に開示されている。前記特許
の機械は交互に変化する左巻き及び右巻き圧縮コイルばねが一体の真直ワイヤで
結合されている、複数個の連結された圧縮ばねを１本の連続長ワイヤから製造す
るよう作動する。前記特許の機械は同機械のセッティング値（設定値）を転換す
るための可動リンケージを採用しており、該リンケージの作用により前記連続ワ
イヤは最初一方の方向に巻きつけられ、次に他方の方向に巻きつけられ、各巻き
つけ方向が終了すると、次にある長さの真直ワイヤの送りが行われる。前記リン
ケージはカム制御されており、そのカムの形状が各コイルばねのピッチ及び半径
並びにコイルを連結する各真直セクションの長さを決定している。

【０００３】しかしながら、前記特許に記載の機械の使用においては、ワイヤの寸法や冶金
学的特性が変動するとこれがワイヤから成形されたコイルの寸法及び弾性特性に
影響を及ぼし、ばねからばねにおいてあるいはあるコイルから別のコイルへとば
ね寸法が変動する事になる。この変動はより高い品質並びに価格のワイヤを用い
る事によって減少させる得る。多くの用途においては、製造されるばねの品質を
精確に制御する必要は無い。何故ならば、それらばねが用いられるマットレス乃
至家具詰め物の品質はそれらによって大幅な影響を受ける訳でもないし、ばねの
パラメータの変動は組み立て中手によって補償せしめることが可能だからである
。

【０００４】ロボットを使用し、かつ前述のタイプのコイルばねを用いて製品を自動組立て
する機会が増大するにつれて、最終製品の品質という観点からは許容されるばね
の公差における変動値は、組立て部品が予測され得る位置ならびに寸法にある事
を前提とする自動組立て機械に用いることは許容され得ない可能性がある。この
事は、特に弾性ばねを連結する比較的剛固な真直ワイヤについて言えることであ
る。かくして、コイルばねが形成されているワイヤの品質の変動または他のパラ
メータ変動であって、コイル成形機械要素が精確な繰り返し運動を行うにもかか
わらず製造されたばねの寸法または特性における変動を誘起する変動を許容でき
るようなコイル成形機械に対するニーズが存在する。

【０００５】加えるに、前述のGrestorfer氏特許のような従来技術に係るコイル成形機械に
おいては、製造されるばねの寸法または他の仕様が変化した場合には機械的部品
を取り替えたり、再調整してやる必要が出てくる。そのような機械部品の取り替
えまたは再調整に伴う機械形状の大幅な変更作業は労力を要するし、同機械の柔
軟性を低下させると共に、異なる仕様のばねの製造のための機械使用コストを増
大させてしまう。従って、異なる設計仕様のばねの製造により柔軟に対処出来る
ばね成形装置に対するニーズが存在する。

【０００６】（発明の概要）本発明の主たる目的はコイル成形機械であって、それにより製造されるばねの
寸法を一定かつ安定に保持する事の出来るコイル成形機械を提供することである
。特に、前述の寸法は、ワイヤ成形機械のセッティング値が同一であっても異な
ったコイルを成形してしまうことになる、ワイヤの寸法、材料特性のような因子
における変動があっても維持されなければならない。

【０００７】本発明の別のより具体的な目的はコイル成形機のためのコントロール装置を提
供するとともに、これにより成形されるコイルが製造コイルのオンライン測定に
おいても所望のコイル寸法を維持し、変動するワイヤ特性の故に生ずる成形され
たばねの寸法変動を補償可能とするよう機械セッティング値をリアルタイムで変
化させる手段装置を得る方法をも提供する事である。

【０００８】本発明の付加的な目的はコイル成形機並びにそのためのコントロール装置であ
って、コイル仕様および全体のばね設計における変化を容易かつ迅速に取り入れ
ることの出来るものを提供する事である。

【０００９】本発明の更なる目的は品質制御技法を向上し、制御システムコストを減少し、
作業者が１つの共通する製品を製造するのに複数個のばね製作機を使うことを容
易ならしめる事である。

【００１０】本発明の原理によれば、サーボ制御されたワイヤ曲げ要素が成形中のばねの形
状のオンライン測定値に反応して位置決めされ、移動されるようなコイル成形機
が提供されている。本発明の好ましい実施例によると、サーボ制御されたコイル
成形装置が提供されており、該装置は成形中のコイルの形状を検出し、これに反
応する。前記検出段階は好ましくは光計測技法または製造装置制御法において周
知の他の測定技法または他の自動測定解釈方法を採用する事で、製造されるばね
の実際の寸法および形状を決定するのが良い。測定された寸法をメモリ内に貯蔵
した所望のばね形状の範疇と比較した結果が、機械要素の位置および運動量に対
する補償的調整作業に用いられ、製造されるコイルの形状および特性が決定され
る。

【００１１】さらに本発明によれば、コイル成形機械には意図したばね製品の設計形状のプ
ログラム化されたフォームを受容して、同機械を機械的に調整する必要性無しに
種々のデザイン形状のばねを製作するよう同機械をセットする能力が付与されて
いる。ばねの設計値は電子入力され磁気的に貯蔵されたデータ、1つまたは幾つかの寸法形状をなした1つの機械的ないし絵入りのテンプレート、または他の形態の基準となる設計（デザイン）表示物の形式で入力する事ができ、該設計値は
次に製造プロセス作業から得られた測定データと比較され、誤差信号が生成され
る。この信号は機械のセッティング値を絶え間無く変更し、広範囲のプログラム
化されたデザインのものを製造可能ならしめる。

【００１２】加えるに、本発明の幾つかの実施例においては、ばね形状を間欠的にサンプル
検査する事が行われている。そのような実施例のあるものにおいては、好ましく
はコンピュータを装備した単一の制御システムが採用されて、幾つかのばね成形
機を分析し、コントロールする事が行われている。そのようなコンピュータを用
いると、複数個の成形機を設定して同一の製品を製造するものと仮定して、同複
数個の成形機に対するデザインの変更は単一の作業段取りで実施してやる事が可
能である。即ち、全ての機械からのデータを単一の像と比較することによって、
改良された品質制御効果がえられる。検出された矛盾データは貯蔵されているデ
ータとの相関がチェックされ、原因が決定され、修正調節信号が適当な機械へと
送られる。他の機械よりも多くの誤差を生ずる機械はより多く抜き取り検査が行
われる。コンピュータは又多重コイルのストランドを所定のコイル数において間
欠的に切断する段階のようなプロセス関数をも制御する。

【００１３】本発明の結果得られるコイル成形機ならびにその制御装置はばね製品が製造さ
れる間において機械設定値のインライン測定およびリアルタイム変更によってば
ねの品質を維持する。その結果、一連のばねないしは単一ばねの製造において、
材料特性のような条件変動に対する補償がほとんど瞬間的な機械要素調節によっ
て実現し得る。

【００１４】やはり本発明の結果、複雑で変動するデザインからなるばねをばね成形機の機
械的部品の変更または調節無しで成形可能であり、あるばねデザインから別のデ
ザインへの直接的な変更を迅速にまたは自動的に実施してやることが可能である
。

【００１５】（発明を実施するための最良の形態）本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従ってこれを説明する。図１はコイルばね１０を例示しており、該ばねは本発明に係るタイプの装置に
よって製造するのが適しているばねのタイプの１例を例示している。ばね１０は
連続長さのワイヤ１２を交互に左巻き、右巻きを繰り返す一連のコイル１４へと
成形することにより形成されており、左巻きのばねは例えば14a、右巻きのばねは例えば14bで表され、これらは互いにワイヤ１２の真直セクション１６によって連結されている。

【００１６】従来技術においては、図１のばね１０のようなばねは本明細書最初の引用文献
とする英国特許第９３７６６４号に記載の機械のごとき成形機によって製造され
ていた。そのような機械が図２において図式的に示されている。

【００１７】図２を参照すると、従来技術に係るばね成形装置２０にはワイヤ送り機構２２
が設けられており、該機構は成形ヘッド３０のワイヤガイド２８内に形成された
溝２６中を線形方向Z内で長手方向にワイヤ１２を前進させるための一対の送りローラ２４を含んでいる。前記ワイヤ１２はオリフィス３２において成形ヘッド
３０の溝２６から出てくる。オリフィス３２においてワイヤはばね成形機構３４
によりばね１０の形態へと成形される。機構３４はワイヤ１２をして塑性変形せ
しめ、それによりワイヤをして例えば図１のばね１０のデザインのような所望の
ばねデザインへと永久変形せしめる。

【００１８】ばね成形機構３４はシャフト３６上に装着されており、該シャフトは成形ヘッ
ド３０のガイド２８に剛固に取り付けられている。前記シャフト３６および成形
ヘッド３０は前述の特許（Grestorfer氏）に記載のように、フレーム（図示せず
）上で回転可能である。従って、本発明の目的のためには、前記シャフト３６は
固定されていると考えても良い。

【００１９】ばね成形機構３４は巻き半径部成形セクション４０およびコイルピッチ成形セ
クション５０を含んでおり、セクション４０はワイヤ１２をばね１０のコイル１
４の縦断面内に位置する円弧へと折り曲げており、セクション５０はワイヤ１２
をばね１０のコイル１４の軸線方向へと折り曲げている。

【００２０】前記コイル成形セクション４０はそのエッジ内に溝を有する成形ロール４２を
含んでおり、該ロールはワイヤ１２がヘッド３０のオリフィス３２から出てきた
ときにワイヤをガイドして、それをロール４２の平面内で偏倚せしめる。前記ロ
ール４２はL字形状レバー４４条のロール４２の平面と垂直をなす軸線４３のまわりに回転装着されている。レバー４４はシャフト３６に対してこれとL字角度をなして枢着され、軸線４３と平行をなす軸線４５のまわりを枢動している。レ
バー４４のL字の一方の脚の端部はロッド４６の一方の端部にリンク接続されている。前記ロッド４６はその他方の端部においてブロック４８に枢着されており
、該ブロックはシャフト３６上に滑着され、それに沿って滑動する。ブロック48
，レバー４４、レバー４４およびロール４２を含むリンケージは変数Xで表されるブロック４８の線形運動量を矢印４９で表される方向へのローラ４２の偏倚量
へと転換し、ワイヤ１２を所望の半径へと曲げ加工する。

【００２１】コイル成形機構３４のコイルピッチ形成セクション５０は互いにワイヤ１２の
厚味よりもわずかに大きな距離だけ隔置されている一対の等しい平行プレートか
ら構成されている。ポケット５２の前記プレートはそれらの上側端部において締
結され、シャフト３６と平行をなす軸線５４においてヘッド３０に枢着されてい
る。ポケット５２のプレートは又それらの下側端部において軸線５４のエキステ
ンション５５上において、かつシャフト３６と平行に締結され、枢着されている
。かくして、ポケット５２は軸線５４、５５上において回転可能である。軸線５
４、５５上においてポケット５２から剛固に延びるように螺旋カムが設けられて
いる。シャフト３６上に滑着されたブロック５８上に設けた一対のローラ５７が
カムの両側において該カムと係合することで、ブロック５８が変数ｙで表される
線形寸法だけシャフト３６上を軸線方向に移動する際ポケット５２を回転せしめ
る。かくして、機構５０はブロック５８の方向ｙにおける線形運動をポケット５
２の回転運動へと転換せしめるので、ワイヤ１２はばね１９のコイル１４の長手
方向に曲げられ、コイルにピッチが付与される。変数ｙの符号は形成されたコイ
ルの方向（左手方向か右手方向か）を反映している。

【００２２】装置２０によって成形されるばねの形状はブロック４８および５８のワイヤ送
り方向ｚに関するそれぞれの相対的運動量ｘおよびｙによって決定される。この
運動量はそれぞれカム５９ｘおよび５９ｙの形状によって制御されており、前記
カムはワイヤ送り装置２２の駆動機構２９にリンク接続されており、これによっ
て駆動されている。

【００２３】ワイヤ１２の曲げ方向を変化させてローラ４２によって反対の回転方向を持つ
コイル半径部を作製できるように、シャフト３６およびその上の全ての部品は18
0度の角度だけ回転可能である。

【００２４】図３は本発明のワイヤ成形装置の一実施例を図式的に例示している。ワイヤ成
形装置６０はフレーム乃至ハウジング６１を有しており、これに対してはワイヤ
フィーダ６２が装着されている。該フィーダは図１の変数ｚと等しい、変数Zで表される、制御された長手方向量だけワイヤ１２を送るための一対のローラ６３
を含んでいる。ワイヤ１２の送りはワイヤ１２内にボー６４を形成せしめ、これ
によりワイヤ１２が傾いてその送り軸線のまわりに回転することを防止せしめる
ように行われている。

【００２５】フィーダ６２からワイヤはハウジング６１に回転装着されている固定位置ロー
ラ上を進み、さらにプレート６８上に回転装着された一対の可動ローラ６６のニ
ップ部中を進行する。プレート６８はローラ６５の軸線においてフレーム６１に
枢着されている。プレート６８はレバー６９を構成する端部を有しており、該レ
バーは変数Xで表される方向に移動する。レバー６９はハウジング６１に装着され、リンク７２を介してレバー６９にリンク結合されたサーボモータ７０によっ
てX方向に駆動されている。サーボモータ７０は好ましくはステッピングモータであるが、リンケージ７２をラックおよびピニオン駆動機構７３を介して駆動す
る別のタイプのフィードバック式アクチュエータであっても良い。変数Xはかくて成形中のワイヤ１２のコイル半径を制御する。

【００２６】類似の第２のサーボモータまたはアクチュエータ７１もまたフレーム６１に装
着されており、その出力部は歯車７４を介してフォークまたはポケット７７へと
接続されている。ワイヤ１２はローラ６５および６６を通過後ポケット７７中に
入って行く。歯車７４が回転するとポケット７７は軸線７８のまわりを枢動し、
ワイヤ１２が折り曲げられ、成形コイルにピッチが付与される。

【００２７】可動ローラ６６が固定ローラ６５と接するワイヤ１２の移動路と整合し、ポケ
ット７７の芯が合ったときには、ワイヤ１２は長手方向Zにおいて前進し、図３の線７９に沿った真直形状を示す。

【００２８】図３に示す位置において、可動ローラ６６およびポケット７７はアクチュエー
タ７０および７１によってコントロールされているXおよびYの値に従って変位さ
せられる。サーボ７０によってX方向にレバー６９およびリンケージ７２が移動することによって生ずる可動ローラ６６の運動はばね１０のコイル１４の巻き部
の曲がりの厳しさを増大させる。ポケット７７が軸線７８のまわりをY方向に回転する事はばね１０のコイル１４のピッチを増大させる。

【００２９】アクチュエータ７０および７１はそれぞれサーボ増幅器７５および７６の出力
によって駆動される。サーボ増幅器７５および７６からの出力信号は、モータ７
０および７１を制御して、ローラ６６の変位量X並びにポケット７７の変位量Yが
それぞれワイヤ送り量Zのプログラムによってか他の方法で予め決められた関数値X(Z)およびY(Z)に適合するようモータ７０および７１を制御している。ワイヤ
送りZはアクチュエータ８３によって駆動されており、サーボ増幅器８１によって時間関数Z(ｔ)に適合するよう制御されている。前記関数Z(ｔ)、X(Z)およびY(
Z)はプログラム可能メモリ乃至は媒体８２内に貯蔵されたプログラムの制御下に
あるコンピュータ８０によってコントロールされている。かくして、ローラ６６
の位置は成形されたばね１０が図１の形状をとるかまたはいくつかの他の形状を
とるようにワイヤ送りZ(ｔ)の関数として制御される。前記形状はまた再プログラムによってかまたは新しいパラメータをコンピュータ８０に入れ込むことによ
っても変更可能であるし、さらには、例えば異なる特性の複数個のコイルを有す
る製品を製作するようにプログラムしたか、ある所定のスケジュールに従ってあ
るコイルタイプから別のものに変更するようにした予プログラム化パラメータに
従って変更可能である。

【００３０】ワイヤ１２の曲げの方向の変化をローラ６６によるコイル半径に反映させるた
めに、ハウジング６１はその上の全ての部品とともに、別のサーボモータまたは
アクチュエータ（図３には図示せず）によって駆動されている歯車減速された支
持プレート８４の回転を介して180度の角度だけ回転可能である。

【００３１】本発明の一実施例において、図３の装置６０はパラメータXおよびYの調節をリ
アルタイムに行ってばね１０が成形される際の品質を制御するような形状とされ
ている。すなわち、装置６０にはワイヤ送りセンサ８５が設けられており、該セ
ンサはワイヤ１２の実際の線形送り速度を計測し、リゾルバ８８に信号を送る。
加えるに、光度計センサ９０ももうけられており、該センサは成形され、可動ロ
ーラ６６から出てくるばね１０の位置および形状を検出し、信号をリゾルバ８８
に送る。リゾルバ８８は成形ばね１０の実際の変位X_AおよびY_A並びにワイヤ１２
の実際の線形送り量Z_Aをそれぞれ表す信号を発生する。これらの信号はそれぞれ
異なるサーボ増幅器７５，７６および７７へと送られ、そこでプログラムされた
値と比較され、誤差信号が発せられる。誤差信号はステッピングモータ７０およ
び７１を駆動し、それぞれローラ６６およびポケット７７のX−Y位置を変更する
とともに、送りモータ８３を制御して、ワイヤ１２の送りZをコントロールする。

【００３２】図３の変数XおよびYの制御装置の1つの重要な利点はばね１０のより剛固な真直セクション１６（図１）を精確に成形し得ると言うことであり、特にその長さ
並びに前記セクション１６をそれぞれコイル14aおよび14bに結合している曲げ部
16aおよび16bを制御することで精確に成形し得るという事である。そのように精
確な制御がされると、多重コイルばね組立体のばねユニットの正確で自動的な取
り扱いが容易に実施可能となる。このような利点を提供する装置コントロール部
の1つの例が図４に例示されている。

【００３３】図４を参照すると、成形されたばね１０は視覚的フィードバックおよび測定シ
ステム１００によって、図３の成形装置６０の下流地点において監視されている
。前記システム１００はビデオカメラ90a、90bおよび90cの形態をなした複数個のセンサを含んでいる。カメラ90aはばね１０のヘッドの1つのテレビ画像を形成
し、真直長さ部分１６ならびに曲げ部16aおよび16bを形成するワイヤ１２の精確
な長さおよび曲率を捕捉するよう配置されている。カメラ90bはカメラ90aに対し
て９０度の角度をなすよう配置され、左手および右手コイル14a、14bがカメラ90
bを通過する時にこれらのコイルの交互にあらわれる別個の画像を生成せしめている。カメラ90cはカメラ90aによって監視されているばねヘッドと相対するばね
ヘッドの像を形成するように配置されている。

【００３４】カメラ90a〜90cの出力部はコンピュータ１０２へと接続されており、該コンピ
ュータは図３のコンピュータ８０、メモリ８２およびリゾルバ８８の機能と類似
の機能を果たしている。コンピュータ１０２は、カメラ90a〜90cからの像をデジ
タル化し、これらデジタル化された像をばねの所望の形状のデジタル化された標
準像と比較し、以ってサーボへ伝達されるべき誤差信号を生成するソフトウェア
によってプログラム化されている。適当なハードウェアおよびソフトウェアは幾
つかの形態で入手可能であり、それらには、例えば、カリフォルニア州サンホセ
のアデプト社から市販されている「Adept Motion サーボ」盤を備えた「Adept
Vision AGS」システム、「V＋」システムソフトウェア並びに「Vision Ware」応用開発ソフトウェアがふくまれている。

【００３５】コンピュータ１０２はワイヤ送りサーボ増幅器８１、コイル直径サーボ増幅器
７５ならびにコイルピッチサーボ増幅器７６に信号を伝達する制御ライン１０４
を有している。加えるに、コンピュータ１０２はサーボモータ１０６に接続され
た出力ラインを有しており、該ラインは交互に引き続く左手および右手コイル14
a、14bを成形する配向位置間でスイッチ作動する成形ヘッド６０の１８０度位置
決め作業をコントロールしている。ヘッド６０の前記180度位置はコンピュータ１０２内においてはカメラ90aおよび90cの出力と相関づけられることにより、カ
メラ90aおよび90cの像の解釈がばねの適当なヘッドと関連付けられるようにされ
ている。同様にして、カメラ90bからの像の左手または右手コイル方向に関連しての解釈もまたヘッド６０の位置に関する情報と関連付けられる。

【００３６】実施例によっては、単一コンピュータ１０２が複数個のばね成形機を制御する
共通制御システムの一部を構成している。そのようなコンピュータ１０２には複
数個のケーブル１２０が設けられており、各ケーブルはカメラ90a-cのようなカメラあるいは又他の成形機のサーボ７５、７６、８１および１０６のようなサー
ボに接続された信号ラインを含んでいる。

【００３７】図４および図５のフローチャートを参照すると、多重機械を作動する際には、
コンピュータ１０２は複数個のばね成形機６０の各々からライン１２０上で信号
を受け取る。成形機からのライン１２０の各々上において、アナログ形式とする
事が出来るビデオ画像信号はコンピュータ１０２の入力部上に常に現れてくる。
前記信号はコンピュータ１０２内のビデオボードの端子上に表しても良いし、一
片の周辺機器を介して表しても良い。最初は、コンピュータ１０２は、例えばサ
ンプリング機械ｊ並びにIからN機械のｊステップのように、なんらかの所定の順
番で種々の機械からの入力サンプリング値を割り出すシーケンス中を段階的に進
んで行く。

【００３８】入力画像が現行機械ｊに対してサンプリングされると、同画像はデジタル化さ
れ、さらに同画像を選定されたパラメータに関し画成する通常のソフトウェアを
介し光度計的データへと転換される。転換された光度計的データは次に同一の部
品を作成している機械Nについては同一となるコンピュータ内の光度計的標準データと比較される。もしも異なる部品を作製している機械が同一のコンピュータ
に接続されている場合には、機械群N、M等が個別に処理される。前記比較の結果
、矛盾点乃至不一致点が存在するか否かを判断する段階がルーチン的ソフトウェ
アの実行によって実施される。不一致点としては、それぞれコイル半径、コイル
ピッチ、コイルヘッド寸法、成形ばね上の所定地点におけるワイヤの配向または
ワイヤ全長に沿っての所定位置におけるワイヤ位置が公差から外れているという
点が挙げられる。

【００３９】もしも、プログラム化された範疇によって判断して何らの不一致点が存在しな
いと決定されたならば、将来の分析において役立つかもしれない記録データと共
にログ（運転記録）エントリが機械ｊ上で作成された特定のコイルに対してなさ
れる。もしも、不一致点が存在すると決定されたならば、測定値並びに比較され
た標準データから計算された公差からの外れ値が更に最大の許容値と比較される
。もしも、この更なる比較段階の結果前記不一致点が過度であると決定されたな
らば、警報音または何らかの他の等価なアクションがとられ、オペレータが（支
持されている）特定の修正アクションを実行できるようにされている。

【００４０】不一致点の存在が決定された場合には、機械ｊに対する運転記録の中身におけ
る不一致点のコンピュータ１０２による更なる分析が実施される。例えば、経歴
的にはより小さな直径のコイルを作製するはずの機械設定値からより大きな径の
コイルが繰り返し得られる場合には、特定のワイヤバッチの剛性が通常よりも大
きいという結論が導かれる。また、コイルヘッドを形成するワイヤの真直セクシ
ョンの長さが予想よりも短い場合には、ワイヤ送りロールが摩滅して滑りを生じ
ているという結論が導かれる。他の不一致点またはその傾向がある場合には、そ
れらは貯蔵データと関連付けられ、他の原因を支持する結論に到達する可能性も
ある。機械の自動調節作用を超えた部分を保守してやることにより修正するのが
最良なやり方であるとの診断がされ得る時には、コンピュータ出力によってメン
テナンスの推奨事項が伝達される。

【００４１】特定の原因が診断されるか否かに係らず、機械ｊにおいて不一致点の存在が検
出された場合には、その事は不一致点が発生しなかった機械に比べて不一致点が
発生したその同一の機械上において成形された次のコイルにおいて不一致点がよ
り発生しやすいという事を示している。従って、機械IからNに対する監視スケジ
ュールは変更されて、機会ｊがより頻繁にサンプリングされる。そのような監視
集中スケジュールは全ての機械に対する運転記録データをコンピュータ１０２が
チェックした後に調節され、それによってサンプリング頻度は個々の機械の監視
の必要性に基づく優先度にしたがって配分される。

【００４２】分析における最後の段階は（もしあるとすれば）どのようなパラメータ調節を
なすべきかという事を決定してやる段階である。この段階にはパラメータにして
もしもそれを調節した場合には不一致点並びに行う必要のある調節作業量が減少
され得るようなパラメータを決定してやる段階が含まれる。かくして、コントロ
ール信号が発生され、機械ｊへのコントロールライン１０３の１つに沿って該機
械ｊへと伝達される。かくして、機械ｊに対する運転記録が最新化され、測定値
並びに実施された修正アクションが記録される。次に、コンピュータ１０２は監
視されるべき次の機械へと割り出し移動する。ここに前記機械は機械ｊ＋１また
は機械ｊの繰り返し、または別の機械への前進であっても良く、どれになるかは
全て機械の集中スケジュールによって決定される。

【００４３】本発明はある特定の好ましい実施例の文脈において開示されてきた。当業者な
らばこれらの実施例の他の変更例もまた本発明の原理から離脱すること無く本発
明の利点を提供するものであるという事を理解するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】コイル成形装置によって成形されるコイルばねの1例を示す斜視図。

【図２】従来技術に係るばね成形装置の概略図。

【図３】本発明の原理に係るコイル成形装置の側立面的概略図。

【図４】図３の装置の１実施例に係るフィードバック制御システムのブロックダイヤグ
ラム図。

【図５】図４のシステムのコンピュータにおいて有用な制御プログラムの１実施例のフ
ローチャート図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 4E070 AA06 AB09 AC07 AD03 BC23 CA04 DA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交互に反対の配向をなし、連結ヘッドにより結合されている
複数個のコイルを有する連続的多重コイルばねの成形方法であって、該方法は（ａ）1本のワイヤから成形される隣接コイル対を連結するためのヘッドのプログラム化された形状に関するばねヘッド形状情報を貯蔵する段階と、（ｂ）ワイヤを制御された線形送り速度で送る段階にして、ワイヤをそのよう
に送りつつ、該ワイヤから成形されるコイルのプログラム化された半径に関するコイル半径
電気制御信号を発生し、該ワイヤから成形されるコイルのプログラム化されたピッチに関するコイルピ
ッチ電気制御信号を発生し、かつまた該ワイヤをして前記コイル半径電気制御信号に反応して前記プログラム化され
た半径へと、かつまた前記コイルピッチ電気制御信号に反応して前記プログラム化されたピッチを以ってそれぞれ折り曲げてやり、かくして第1の配向を有する第1のコイルを成形してやる送り段階と、（ｃ）さらに前記ワイヤを制御された速度で送る段階にして、ワイヤをそのよ
うに送りつつ、貯蔵されたヘッド形状情報に反応したヘッド形状電気制御信号に対応して、前
記ワイヤをガイドし、以って前記第1のコイルとほぼ垂直をなす平面内に位置する第1の連結ヘッドを成形せしむる更なる送り段階と、（ｄ）段階（ｂ）を繰り返し、前記第1のコイルと平行をなしワイヤ内に第2の
コイルにして、前記第1の配向と反対の配向を有し、段階（ｃ）において成形された連結ヘッドを介して前記第1のコイルと連結されている第2のコイルを成形す
る段階とを有する成形方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、段階（ｃ）において前記ヘ
ッド形状電気制御信号は、貯蔵されたヘッド形状情報に対応して前記コイル半径
制御信号並びに前記ピッチ制御信号を修正することにより発生されており、前記ワイヤガイド段階は修正されたコイル半径およびピッチ制御信号に反応し
て行われていることを特徴とする方法。
【請求項３】請求項２に記載の方法において、更にワイヤの送り速度の関数であるプログラム内に前記コイルヘッド形状情報を貯
蔵する段階と、前記プログラムに反応して前記コイル半径およびコイルピッチ電気制御信号を
修正する段階と、前記修正されたコイル半径およびコイルピッチ電気制御信号に反応して、ワイ
ヤの送り中におけるコイル半径およびピッチ電気制御信号を変化させる段階とを
含んでいることを特徴とする方法。
【請求項４】請求項２に記載の方法において、段階（ｃ）においてワイヤが送られる間にコイル半径およびピッチ制御信号を変化させる段階が含
まれていることを特徴とする方法。
【請求項５】請求項２に記載の方法において、更に段階（ｃ）において成形された連結ヘッドの形状を監視して、それに対応した
ヘッド監視信号を派生する段階と、段階（ｄ）に引き続いてさらに前記監視信号に対応してコイル半径制御信号お
よびコイルピッチ制御信号を修正する段階と、段階（ｃ）を繰り返し、前記更に修正されたコイル半径およびピッチ制御信号
に対応して第2の連結ヘッドを成形し、以って前記第1および第2のコイルとほぼ垂直をなし、かつまた前期第1の連結ヘッドとほぼ平行をなす平面内にほぼ位置する第2の連結ヘッドを成形せしむる段階とが含まれている事を特徴とする方法。
【請求項６】請求項５に記載の方法において、前記監視段階が前記第1のヘッドの画像を生成する段階と、前記画像を解像して、前記第1のヘッドの実際の形状に対応する監視信号を生成する段階とを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項７】請求項１に記載の方法において、前記段階（ｂ）のコイル半
径信号発生副段階が更に成形されるコイルのプログラム化された半径を表すコイル半径基準信号を生成
する段階と、成形中のコイルの実際の半径を表すコイルパラメータを検出して、検出された
コイル半径パラメータに反応してコイル半径監視信号を生成する段階と、前記半径基準信号と半径監視信号とを比較し、その結果として半径誤差信号を
生成する段階とを含んでおり、送られてくる前記ワイヤの成形段階は前記半径誤差信号に反応していることを
特徴とする方法。
【請求項８】請求項１に記載の方法において、前記段階（ｂ）の前記コイ
ルピッチ制御副段階が更に成形されるべきコイルのプログラム化されたピッチを表すコイルピッチ基準信
号を生成する段階と、成形中のコイルの実際のピッチを表すコイルピッチパラメータを検出して、検
出されたコイルピッチパラメータに対応するピッチ監視信号を発生する段階と、前記ピッチ基準信号とピッチ監督信号を比較し、その結果としてのピッチ誤差
信号を発生する段階とを含んでおり、送られてくる前記ワイヤの成形段階は前記ピッチ誤差信号に反応していること
を特徴とする方法。
【請求項９】更にワイヤが送られるのに従ってコイル半径電気制御信号を
変更する段階が含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】更に、ワイヤが送られるのに従ってコイルピッチ電気制御
信号を変化させる段階が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】請求項１に記載の方法において、更にワイヤの送り速度の関数である、コイルヘッド形状プログラム内にコイルヘッ
ド形状情報を貯蔵する段階と、前記貯蔵されたコイルヘッド形状に対応してコイルヘッド形状電気制御信号を
生成する段階とが含まれていることを特徴とする方法。
【請求項１２】ワイヤからの連結ヘッドによって結合された複数個の交互
に相対する配向をなしたコイルを有する連続多重コイル成形装置であって、機械ハウジングと、該ハウジング上に装着されたワイヤ成形装置と、線形速度を以ってワイヤを前記成形装置へと長手方向に送給するための前記ハ
ウジング上に設けられた手段装置と、ワイヤから成形される隣接コイル対を連結している、成形ヘッドのプログラム
化された形状に関してのばねヘッド形状情報を貯蔵し、成形されるべき連結ヘッ
ドの形状を表すばねヘッド形状信号を前記貯蔵された情報に対応して発生させる
ための手段装置と、前記成形装置によって成形されたばねヘッドの形状を監視し、それに対応する
監視信号を発生するためのばねヘッド形状センサとを有し、前記成形装置が１つのサーボ増幅器にして、該増幅器は前記ばねヘッド形状信
号発生手段装置と前記センサに接続された入力部を有するとともに、前記ばねヘ
ッド形状信号と監視信号とを比較し、同比較の結果としての誤差信号を発生して
いるサーボ増幅器と、ばねヘッド形状信号と前記誤差信号に反応して、送られて
いるワイヤを折り曲げ2つの隣接するコイル間に前記プログラム化された形状の連結ヘッドを形成するための手段装置とを含んでいる成形装置。
【請求項１３】請求項１２に記載の成形装置において、更に前記貯蔵されたヘッド形状情報並びに監視信号に反応して前記ばねヘッド形状
信号及び誤差信号をばね半径信号並びにばねピッチ信号の形態で前記成形装置へ
と伝達するための手段装置が含まれており、前記成形装置は少なくとも２つのサーボ増幅器を含んでおり、１つのものは前
記ばね半径信号に反応して前記曲げ手段装置を起動し、以ってワイヤを送りの長
手方向と交差する第1の方向に折り曲げさせるものであり、もう1つのものは前記
ばねピッチ信号に反応して前記曲げ手段装置を起動し，以ってワイヤを前記長手
方向送り方向および第1の方向と交差する方向に折り曲げさせるものであることを特徴とする成形装置。
【請求項１４】請求項12に記載の成形装置において、前記監視手段装置は成形されたばねヘッドの画像を形成するための手段装置を
含んでおり、コンピュータは前記画像から監視信号を派生させるための手段装置
を含んでいることを特徴とする成形装置。
【請求項１５】ばねの成形方法であって、 (a) ワイヤから成形されるべきばね長さ部のプログラム化された形状に関する
ばね形状情報を貯蔵する段階と、 (b) ワイヤを制御された線形速度で送る段階にして、そのようにワイヤを送給
する間に、ワイヤ内に成形すべきプログラム化された曲率に関する曲率電気制御信号を発
生させ、ワイヤ内に成形すべきプログラム化されたピッチに関するピッチ電気制御信号
を発生させ、前記電気制御信号の少なくとも１つを変化させて、ワイヤの送り速度の関数と
して変化するプログラム化された形状を作成し、ワイヤをして前記曲率電気制御信号に対応してプログラム化された曲率へと、
かつまた前記ピッチ電気制御信号に対応してプログラム化されたピッチへとそれ
ぞれ折り曲げ、かくして前記プログラム化された形状に従って第1のばね長さ部を成形する送給段階と、 (c) 成形された第1のばね長さ部の形状を監視し、それに対応して形状監視信号を発生させる監視段階にして、該段階は成形された第1のばね長さ部の画像を発生させる段階と、該画像を分解して成形された第1のばね長さ部の実際の形状に対応する監視信号を生成する段階を含んでいる監視段階と、 (d) 前記監視信号に反応して前記電気制御信号の少なくとも1つを修正する段階と、 (e) 前記のように修正された電気制御信号に反応して第1のばね長さ部を形成するための段階(b)を繰り返して、第2のばね長さ部を成形する段階とを有するば
ねの成形方法。
【請求項１６】請求項１５に記載の方法において、前記ワイヤ折り曲げ段
階が送給されたワイヤをして、ワイヤから成形された2つのばねコイルと垂直をなし、かつまたこれらばねを結合するよう延びる、ワイヤのある長さから成形さ
れたプログラム化された形状の連結ヘッドへと成形してやる段階を含んでいるこ
とを特徴とするばねの成形方法。
【請求項１７】請求項１５に記載の方法において、前記ワイヤ折り曲げ段
階は送給されたワイヤをして、ワイヤから成形された2つの平行にかつ相対して配向されたばねコイルと垂直をなし、かつまたこれらばねを結合するように延び
る、ワイヤのある長さから成形されたプログラム化された形状の連結ヘッドへと
成形してやる段階を含んでいることを特徴とするばねの成形方法。
【請求項１８】請求項１５に記載の方法において、前記ワイヤ曲率およびワイヤピッチ制御信号の両者はワイヤが送られる間、前
記貯蔵されたばね形状情報に従って変化しており、前記連結ヘッド成形段階はワイヤの少なくとも1部分を折り曲げ、前記ばね長さ部の少なくとも1部分が変化する半径のカーブしたセクションに結合された少なくとも1つの全体として真直なセクションを含むようにしてやる段階を含んでおり、前記部分は全体として1つの平面内に位置していることを特徴とするばねの成形方法。
【請求項１９】請求項１５に記載の方法において、前記ワイヤ曲率およびワイヤピッチ制御信号の両者はワイヤが送られている間
に貯蔵されたばね形状情報に従って変化しており、前記ワイヤ折り曲げ段階はワイヤの少なくとも1部分をして、ばね長さ部の少なくとも1部分が変化する半径のカーブしたセクションに結合された少なくとも１つの全体として真直なセクションを含むように成形してやる段階を含んでおり
、前記部分は全体として1つの平面内に位置していることを特徴とするばねの成形方法。
【請求項２０】請求項１５に記載の方法において、更に前記貯蔵されたばね形状情報に対応して曲率基準信号並びにピッチ基準信号を
発生する段階が含まれており、前記監視段階は第1の平面内において成形された第1のばね長さ部の第1の画像を光計測的に形成し、それから1つの曲率監視信号を発生するとともに、前記第1
の平面と垂直をなす第2の平面内において成形された第1のばね長さ部の第2の画像を光計測的に形成し、それからピッチ監視信号を発生してやる段階を含んでお
り、前記電気制御信号修正段階は前記曲率基準信号および曲率監視信号を比較し、
それによって曲率誤差信号を発生する段階と、前記ピッチ基準信号およびピッチ
監視信号を比較し、それによってピッチ誤差信号を発生させる段階と、それぞれ
の曲率およびピッチ誤差信号に従って修正された曲率およびピッチ電気制御信号
を発生する段階とを含んでいることを特徴とするばねの成形方法。
【請求項２１】ばねの成形方法であって、 (a) 各々が同時に作動するように制御された複数個のばね成形機を提供し、そ
れぞれの成形機の複数個の機械パラメータ設定値に従って同一形状のばねを製作
する段階と、 (b) 前記機械の各々によって成形されるばね長さ部のプログラム化された形状
に関する情報を含んだデジタル化されたばね形状基準データを中央貯蔵する段階
と、 (c) 前記機械の各々を作動してそれぞれの機械のばねパラメータ設定値に従っ
てばねを製作する段階と、 (d) 前記機械によって製作されたばねを監視して、監視されたばねの形状の多
重ばね形状データを生成する段階と、 (e) 前記複数個の機械から1つの機械を選択する段階と、 (f) 前記選択された1つの機械によって製作されたばねの形状の生成されたデータとばね形状基準データとを個別に比較し、前期選択された機械によって製作
されたばね内における寸法上の不一致の存在に関する情報を担持している比較信
号を発生させる段階と、 (g) 前記選択された機械によって製作されたばねの形状の多重寸法データおよ
び前記比較信号から得られる情報をデジタル的に分析する段階と、 (h) 段階(g)に係る分析から、前記選択された機械によって製作されたばね内に存在することが決定された不一致を修正する傾向にある少なくとも1つの調整信号をデジタル的に発生してやる段階と、 (i) 前記調整信号に反応して前記選択された機械の少なくとも1つのパラメータを調整する段階と、 (j) 段階(c)から(i)を繰り返す段階とを含むばねの成形方法。
【請求項２２】段階(e)を繰り返す段階が、機械によって製作されたばね形状の多重の寸法データから得られた情報および寸法上の不一致の存在の情報を
担持している予め生成された比較信号に対応して機械を選択する段階を含んでい
ることを特徴とするばねの成形方法。
【請求項２３】請求項２１に記載の方法において、選択された機械によって製作されたばね内における寸法上の不一致の存在に対
応して、前記選択された機械の選択の頻度を増大する選択スケジュールを確立す
る段階が更に含まれており、段階(e)を繰り返す段階は前記確立された選択スケジュールに従って機械を選択する段階を含んでいることを特徴とするばねの成形方法。
【請求項２４】請求項２１に記載の方法において、更に前記不一致を１つの規範に照らして検証し、同検証の結果に応じて警告指示を
発する段階が含まれていることを特徴とするばねの成形方法。
【請求項２５】請求項２１に記載の方法において、更に前記不一致を1つの最大不一致規範に照らして検証し、該不一致が同規範を超えている時には警報指示を発する段階が含まれていることを特徴とするばねの成
形方法。
【請求項２６】請求項２１に記載の方法において、選択された機械によって製作されたばねの形状の多重の寸法データおよび前記
比較信号から得られる情報をデジタル的に分析する段階が、前記分析された情報
を不一致の１原因と関連するデータと相関させ、前記原因の修正のための情報を
担持している出力信号を発生せしめる段階を含んでいることを特徴とするばねの
成形方法。