JP2007008711A - 線条体の自動整列巻き方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムの鍔が変形していても、ケーブルの崩れを生じないように、また、より多くのケーブルを巻き付ける。
【解決手段】線条体の自動整列巻き方法は、両側に鍔３Ｂを備えた回転するドラム３に線条体５を相対的にトラバースさせながら自動整列して多層巻きする際に、ｎ層に線条体５を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層に巻付けられる線条体５の中心を通る直線上のつば内幅を非接触式のつば幅検出装置２１により測定し、この測定されたつば内幅と線条体５の外径に基づいて、（ｎ＋１）層に巻付けられる線条体５の巻数と各線条体５の配置ピッチＰを計算し、この計算された配置ピッチＰに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられた線条体５と前記鍔３との間の上、並びに前記ｎ層目の線条体５の間の上に前記線条体５を巻付ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、線条体の自動整列巻き方法及びその装置に関し、特に両側に鍔を備えた回転するドラムに線条体を相対的にトラバースさせながら自動整列して多層巻きする際に、様々なドラムのつば幅に対して整列巻きを行う線条体の自動整列巻き方法及びその装置に関する。

従来、図１４（Ａ）に示されているように、両側に鍔１０１を備えたドラム１０３に線条体としての例えばケーブル１０５を多層巻きする場合、１層目において前記ケーブル１０５を隙間なく前記ドラム１０３に巻付けており、さらに、２層目においても、前記１層目のケーブル１０５の間の上層に配されるようにして、ケーブル１０５を隙間無く巻付けられており、３層目以降も同じようにケーブル１０５を隙間無くドラム１０３に巻付ける方法が知られている。

例えば、特許文献１にあるように、線条体（上記のケーブル１０５に該当）を巻取ボビン（上記のドラム１０３に該当）にこれをトラバースさせながら巻き取る際に、前記巻取ボビンのトラバース中心線（Ｙ−Ｙ）上に位置する案内ローラと前記巻取ボビンの中心軸線（Ｘ−Ｘ）との間の適宜の位置（前記案内ローラからの距離ｙ_１）に線条体の走行位置に近接して通過位置検出装置を設ける。この通過位置検出装置によりその通過位置の前記トラバース中心線（Ｙ−Ｙ）からの偏り距離（ｘ_１）を測定し、さらにその時点における近接しつつある側の鍔板の内壁面と前記トラバース中心線間の距離を測定し、前記中心軸線（Ｘ−Ｘ）と前記案内ローラとの距離をａ、前記線条体の外径をｄとして、前記鍔板の内壁面と線条体との間隙ｃの値を計算式ｃ＝Ｌ−（ａｘ_１／ｙ_１ ）により算出し、この値がｄ／２以下になった時点で前記巻取ボビンのトラバース方向を反転させるものが知られている。

また、従来の他のケーブル巻付け方法としては、特許文献２にあるように、線条体（上記のケーブル１０５に該当）を巻取ボビン（上記のドラム１０３に該当）にこれをトラバースさせながら巻き取る際に、前記巻取ボビンのトラバース中心線（Ｙ−Ｙ）上に位置する案内ローラと前記巻取ボビンの中心軸線（Ｘ−Ｘ）との間に前記線条体の走行位置に近接して２枚の通過位置検出装置を前記案内ローラからのトラバース中心線（Ｙ−Ｙ）に沿う距離がそれぞれ異なる数値ｂ，ｃとなる位置に設け、通常の巻取作業中における線条体の前記トラバース中心線（Ｙ−Ｙ）からの偏り距離（ｘ_１，ｘ_２）を前記２枚の通過位置検出装置によってそれぞれ測定して両者の比（ｘ_１／ｘ_２）の値を算出し、この値が等しかるべき一定値（ｂ／ｃ）から変動した時点で前記トラバース方向を反転させるものが知られている。

また、特許文献３では、ケーブルを整列巻き取りするときに、ケーブルの乗り上げや目飛びなどの巻き取り異常を検知するために、ケーブルの巻き取り状態を静止画像として捉え、この画像におけるケーブルの最高点Ｈからｄ／ｘ（ｄ＝が層上でのケーブル径、ｘ＝任意の数値）だけ低い位置をモニタリングラインＭとし、同ライン上の明暗パターンから巻き取り点及び巻き取り状態を判別する方法が知られている。

また、別の例として、特許文献４及び特許文献５では、ドラムへのケーブルの巻き状態を撮像カメラが逐次撮像し、この撮像画像を記憶した制御部（ＣＰＵ）が整列状態で巻装されているか否かを判別する。整列状態になく乱巻き状態であると判別されたときには、制御部からの制御信号によって旋回機構及び又は移動機構の動作が制御されてケーブルに乱巻き状態を自動的に修正する方向の力が付与され、乱巻きされたケーブルが整列された密巻状態となるように自動的に修正される装置が知られている。
特開平８−２１７３３３号公報 特開平９−２５５２２６号公報 特開平７−１１７９２４号公報 実開平６−２７８１６号公報 実開平６−２７８１８号公報

ところで、従来のケーブル巻付け方法においては、ケーブル１０５は張力をかけてドラム１０３に巻きつけられるためにドラム１０３への巻き締まりが生じる。この巻き締まりによって、図１４（Ｂ）に示されているようにケーブル１０５の位置がドラム１０３の中心側に移動するためにケーブル１０５の巻き幅が広がる。その分、鍔１０１の内面がケーブル１０５で押されてつば内幅Ｗが広がっていく事態が生じる。この状態になると、ケーブル送りピッチＰ２が初めの計算値Ｐ１と異なってくるので、ケーブル１０５を均一に巻き付けられないことやケーブル１０５が落ち込んで崩れが生じるという問題点があった。

また、ドラム１０３の寸法は、当初から組立状態が悪い場合や経年変化などによりドラム１０３ごとに異なっており、実際には図１４（Ｃ）に示されているように鍔１０１が変形している場合がほとんどである。また、同じドラム１０３でも、位置によってつば内幅Ｗは変化している。このような場合も上記の場合と同様に、ケーブル１０５を均一に巻き付けられないことやケーブル１０５の崩れが生じるという問題点があった。

特許文献１及び２においては、ドラムの鍔の反りや加工誤差などがあっても、そのターンの納まるべきその場所の鍔までの距離を実測してトラバース反転を決定するので、正確な整列巻き取りを行うという点では効果があるが、ケーブルが鍔の内面に近づくときに、その都度、ケーブルをターンすべきか否かを、瞬時に判断してトラバース反転を行っているので、トラバース反転の遅れを生じることや、トラバース反転の決定を瞬時に高速判断するための高価な制御装置を必要とするなどの問題点があった。

また、鍔の端部やケーブルの位置が例えばリミットスイッチなどを用いて接触式で検出して測定される場合は、測定までの時間がかかり、さらにドラム交換時に多くの時間が必要になるという問題点があった。

また、従来、ケーブルの巻取り状態を判別する方法においては、特許文献３では画像処理が画像の濃淡で処理が行なわれており、ケーブル位置とそれ以外の部分とを認識させて画像処理させている。しかし、この画像処理では光の当たり具合などにより誤差が生じてしまい、測定すべき箇所を絞りこみにくいために、ケーブル位置の認識を誤るなどの不具合が起こるという問題点があった。

また、特許文献４及び５では、前のケーブルの巻装時に乱巻き状態であると判別されたときに、次のケーブルの巻装時に巻き方を修正するので、その都度、微妙な処理を行わなければならず複雑であるので、高価な処理装置を使用する必要があるという問題点があった。このように高価な処理装置を使用する必要があるという点では、特許文献３でも同様である。

この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。

この発明の線条体の自動整列巻き方法は、両側に鍔を備えた回転するドラムに線条体を相対的にトラバースさせながら自動整列して多層巻きする線条体の自動整列巻き方法において、
ｎ層目に線条体を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を非接触式のつば幅検出装置により測定し、この測定されたつば内幅と前記線条体の外径に基づいて、（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチを計算し、この計算された配置ピッチに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられた線条体と前記鍔との間の上、並びに前記ｎ層目の線条体間の上に前記線条体を巻付けることを特徴とするものである。

また、この発明の線条体の自動整列巻き方法は、前記線条体の自動整列巻き方法において、前記非接触式のつば幅検出装置が、両側の鍔間でドラムの回転中心側から外周側へ移動することにより、前記両側の各鍔までの距離をそれぞれ検出することが好ましい。

また、この発明の線条体の自動整列巻き方法は、前記線条体の自動整列巻き方法において、前記非接触式のつば幅検出装置が、レーザ変位検出器であることが好ましい。

この発明の線条体の自動整列巻き装置は、両側に鍔を備えた回転するドラムに線条体を相対的にトラバースさせながら自動整列して多層巻きする線条体の自動整列巻き装置において、
各層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を測定する非接触式のつば幅検出装置と、
ｎ層目に線条体を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を測定する指令を前記非接触式のつば幅検出装置に与えると共に、前記（ｎ＋１）層目のつば内幅と線条体の外径に基づいて、（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチを計算し、この計算された配置ピッチに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられた線条体と前記鍔との間の上、並びに前記ｎ層目の線条体間の上に前記線条体を巻付ける指令を与える制御装置と、
で構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明の線条体の自動整列巻き装置は、前記線条体の自動整列巻き装置において、前記非接触式のつば幅検出装置が、両側の鍔間でドラムの回転中心側から外周側へ移動自在であると共に両側の各鍔までの距離をそれぞれ検出する検出部を備えていることが好ましい。

また、この発明の線条体の自動整列巻き装置は、前記線条体の自動整列巻き装置において、前記非接触式のつば幅検出装置が、レーザ変位検出器であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の線条体の自動整列巻き方法によれば、鍔が変形してつば内幅が広がっても、ｎ層目に線条体を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を非接触式のつば幅検出装置により測定し、この測定されたつば内幅と線条体の外径に基づいて（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチを計算しておき、この計算された配置ピッチに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられた線条体と前記鍔との間の上、並びに前記ｎ層目の線条体間の上に前記線条体を巻付け、鍔の変形に追従した巻き付けができるので、線条体が崩れ落ちることが無くなる。また、より多くの線条体を巻き付けることができる。また、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチが設定されるので、時間的な余裕があるために、瞬時に高速判断するための高価な制御装置を必要としない安価なもので十分に対応できる。

また、この発明の線条体の自動整列巻き装置によれば、制御装置の指令により、ｎ層目に線条体を巻付けているときに、予め、非接触式のつば幅検出装置により、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を測定する。さらに、制御装置により、前記つば内幅と線条体の外径に基づいて（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチが計算され、この計算された配置ピッチに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられた線条体と前記鍔との間の上、並びに前記ｎ層目の線条体間の上に前記線条体を巻付け、鍔の変形に追従した巻き付けができるので、線条体が崩れ落ちることが無くなる。また、より多くの線条体を巻き付けることができる。また、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチが設定されるので、時間的な余裕があるために、瞬時に高速判断するための高価な制御装置を必要としない安価なもので十分に対応できる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、この実施の形態に係るケーブル巻付け装置１は、ドラム３の外周に線条体としての例えばケーブル５を１層ずつ多層巻きするための装置であり、基台７上に、ドラム回転装置９とケーブルガイド装置１１と図示しない制御装置とが設けられている。

上記のドラム回転装置９は、ドラム３の中心軸ＣＬ１を中心にして、基台７に対してドラム３を回転自在に支持する装置である。この実施の形態ではドラム３の中心軸ＣＬ１が水平方向に延伸しており、ドラム３は基台７の上方で回転するように設置されている。すなわち、ドラム回転装置９は、図１に示されているように、基台７に設けられてドラム３を回転自在に支持する門型のドラム支持部材１３と、ドラム３を回転させるためのサーボモータ等のアクチュエータ１５と、が備えられている。前記アクチュエータ１５を回転駆動することにより、図１に示す矢印ＡＲ１の方向にドラム３が回転する。なお、図２ではドラム回転装置９が図示省略されている。

また、ドラム３は、図４に示されているように、円柱状に形成されたドラム本体部３Ａと、このドラム本体部３Ａの両端部に設けられた円板状の鍔３Ｂと、で構成されており、ドラム本体部３Ａの外周にケーブル５を巻付けるようになっている。

ここで、説明の便宜のために、ドラム３の回転中心軸ＣＬ１の延伸方向（図１の紙面に垂直な方向）をＸ軸方向とし、鉛直方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向（図１の左右方向）をＺ軸方向とする。

また、上記のドラム回転装置９のドラム支持部材１３には、つば幅検出装置移動アーム１７が、図１において右側に位置してつば内幅Ｗの方向（Ｘ軸方向）の所定位置、この実施の形態ではつば内幅Ｗのほぼ中央の位置に直交し、且つ前記ドラム３の回転中心軸ＣＬ１に直交する直線ＣＬ２上を移動自在に設けられている。なお、つば幅検出装置移動アーム１７はサーボモータ等のアクチュエータ１９により図１において矢印Ｂ方向に移動する構成である。また、前記つば幅検出装置移動アーム１７の図１において下端には、両側の各鍔３Ｂの内面までの距離をそれぞれ測定するための非接触式のつば幅検出装置としての例えばレーザ変位検出器２１が設けられている。

このレーザ変位検出器２１は、図５に示されているように検出部２１Ａ，２１Ｂとしての例えばレーザ光を照射する投光部と各鍔３Ｂの内面に照射されたレーザ光の画像を撮像する例えばＣＣＤカメラなどの撮像手段とが、つば幅検出装置移動アーム１７のＸ軸方向の左右両側に設けられている。例えば、前記左右の投光部からつば内幅Ｗの方向（Ｘ軸方向）へレーザ光が照射され、各鍔３Ｂの内面に照射されたレーザ光の画像が前記ＣＣＤカメラで検出される。ＣＣＤカメラで検出された画像に基づいて制御装置の演算装置で前記左右の各検出部２１Ａ，２１Ｂから各鍔３Ｂの内面までの距離が計算される。なお、上記の非接触式のつば幅検出装置としてはレーザ変位検出器２１に限定されず、他の装置であっても構わない。

また、上記のケーブルガイド装置１１は、ドラム３の適宜の位置にケーブル５を巻付けるためにケーブル５をガイドする装置である。すなわち、基台７の上部でケーブルガイド装置用支持台７Ａに設けたリニアガイドベアリング２３を介してＸ軸方向に移動自在なＸ軸キャリッジ２５が備えられ、このＸ軸キャリッジ２５はサーボモータ等のアクチュエータ２７によりＸ軸方向に移動する構成である。

また、上記のＸ軸キャリッジ２５の上部には、Ｙ軸ベース部材２９がＸ軸キャリッジ２５に対して一体的に立設されており、前記Ｙ軸ベース部材２９には、Ｙ軸キャリッジ３１がリニアガイドベアリング３３を介してＹ軸方向に移動自在に係合されている。前記Ｙ軸キャリッジ３１は、サーボモータ等のアクチュエータ３５によりＹ軸方向に移動する構成である。

また、上記のＹ軸キャリッジ３１の側方には、ローラ支持部材３７が設けられている。このローラ支持部材３７は、その基端部がＹ軸キャリッジ３１に回転自在に支持されており、先端部側がＺ軸方向であってドラム３が設置される側に延出している。前記ローラ支持部材３７の先端部側の下方には、ドラム３に巻付けられる直前のケーブル５をガイドするためのローラ３９（常態においては、回転中心軸ＣＬ３がＸ軸方向に延伸しているローラ）がローラ支持部材３７に対して回転自在に設けられている。また、ローラ３９より後方側には、前記ケーブル５を下から押さえてガイドするためのローラ４１がローラ支持部材３７に対して回転自在に設けられている。

上記のローラ３９は、図３に示されているように両端部に鍔３９Ａが備えられており、これらの各鍔３９Ａの間にケーブル５を挟んでケーブル５を上から押さえてガイドする構成である。ローラ４１も両端部に同様の鍔が備えられている。

上記構成により、ローラ３９はＸ軸、Ｙ軸方向に移動し、ローラ３９の下端部に位置している接触点Ｑ１（ケーブル５との接触点）の位置が、Ｘ軸方向では、たとえば図４に示されているようにドラム３のつば内幅Ｗにわたって移動し、Ｙ軸方向では、たとえばドラム３に巻付けられるケーブル５の層の厚さ（図１に示すドラム本体部３Ａの上端部の近傍から鍔３Ｂの上端部）にわたって移動できるように構成されている。

また、前記ローラ支持部材３７の後端側はＹ軸キャリッジ３１の後端から後方へ突出しており、図２に示されているようにサーボモータ等のアクチュエータ４３によりローラ支持部材３７が図２の紙面上において時計回りと反時計回り方向に回動する構成である。これにより、ローラ３９がドラム３の鍔３Ｂの近傍でケーブル５をドラム３に巻付ける際に、ローラ支持部材３７が回転することにより、図３に示されているようにローラ３９が鍔３Ｂに干渉しないように斜めに傾くことになる。

図６を参照するに、前述した制御装置４５は、予め記憶されたプログラムに基づいて、図４に示されているように同層に巻付けられるケーブル５間に互いがほぼ等しい僅かな大きさの隙間Ｇを形成したり、隙間無く巻付けたり、また、レーザ変位検出器２１で各層におけるつば内幅Ｗを検出したり、ケーブル５を多層巻きするように上記のドラム回転装置９とケーブルガイド装置１１とつば幅検出装置移動アーム１７とを制御する装置である。

より詳しくは、制御装置４５は、中央処理装置としてのＣＰＵ４７を備えており、このＣＰＵ４７には、種々のデータやプログラム等を入力するキーボードやタッチパネルなどの入力装置４９と、ＣＲＴや液晶などの表示装置５１と、入力装置４９から入力されたプログラムやレーザ変位検出器２１で検出された両側の各鍔３Ｂの内面までの距離データなどを記憶するメモリ５３とが備えられている。

さらに、前記ＣＰＵ４７には、多層巻きされるケーブル５のうちの任意のｎ層目にケーブル５を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられるケーブル５の中心を通る直線上のつば内幅Ｌ（ｎ＋１）を検出する指令をレーザ変位検出器２１に与える第１指令部５５と、前記（ｎ＋１）層目のつば内幅Ｌ（ｎ＋１）とケーブル５の外径ｄに基づいて、（ｎ＋１）層目に巻付けられるケーブル５の巻数ｍと各ケーブル５の配置ピッチＰを計算する演算装置５７と、この演算装置５７で計算された配置ピッチＰに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられたケーブル５と前記鍔３との間の上、並びに前記ｎ層目のケーブル５間の上に前記ケーブル５を巻付ける指令を与える第２指令部５９と、が備えられている。

なお、上記のメモリ５３へのプログラムの入力は、ドラム３の本体部３Ａの外径Ｄ、つば内幅Ｗ、鍔３Ｂの外径Ｄ１、ケーブル５の外径ｄが入力され、これらに基づいてプログラムが自動的に作成されてメモリ５３に記憶される。あるいは、前記メモリ５３にドラム３のＩＤとこのドラム３の仕様（本体部３Ａの外径等）とを対応させて予め記憶しておき、同様にケーブル５のＩＤとケーブル５の仕様（外径ｄ）とを記憶しておき、ドラム３のＩＤとケーブル５のＩＤとを入力するだけで、プログラムを自動的に作成し格納するようにしてもよい。

次に、ケーブル巻付け装置１の動作について説明する。

ケーブル５の巻付けを開始する前においては、ケーブル５が巻付けられていないドラム３が、ケーブル巻付け装置１にセットされている。図５に示されているように前記ドラム３の１層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ１上のつば内幅Ｗの距離がレーザ変位検出器２１により検出される。すなわち、つば幅検出装置移動アーム１７が移動してレーザ変位検出器２１の検出部２１Ａ，２１Ｂのレーザ光照射位置（投光部）が１層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ１上にあり、レーザ変位検出器２１の図５において左右の検出部２１Ａ，２１Ｂからそれぞれ鍔３Ｂの内面までの距離Ｌａ_１，Ｌｂ_１が検出される。この検出データが図示しない制御装置４５に送られ、制御装置４５内で次の計算が行われる。

制御装置４５内の演算装置５７により、レーザ変位検出器２１の検出データから１層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ１（Ｌａ_１＋Ｌｂ_１＋Ｌｃ）が計算される。なお、前記Ｌｃは左右のレーザ変位検出器２１の間の距離である。

なお、ケーブル５をドラム３に巻付けるには幾通りもの方法があるが、この発明の実施の形態においてはどのような巻き方であっても構わない。

例えば、図４に示されているように、ドラム３のつば内幅Ｗの方向の両端部のそれぞれに、ケーブル５の外径ｄの半分の隙間（ｄ／２）を設けてケーブル５が巻付けられることを想定して求められる場合について説明する。

制御装置４５では、演算装置５７で計算された距離Ｌ１（＝Ｗ）と、予め入力されたケーブル５の外径ｄとから、図７に示されているようにつば内幅Ｗから両端にｄ／２の隙間をあけて巻数ｍを計算すると、
ｍ＝［（Ｌ１−ｄ）／ｄ］・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ただし、［ ］はガウス記号、
となる。

上記の（Ｌ１−ｄ）の間を鍔３Ｂの内面から隙間無くｍ回巻付けたとき隙間Ｇ_０が余る。この余った隙間Ｇ_０が図８に示されているようにケーブルピッチＰのそれぞれに均等に補正量としてＰ’（隙間Ｇ）で分散して割り付けると、
上記の補正量Ｐ’（隙間Ｇ）は、
Ｐ’＝Ｇ＝｛（Ｌ１−ｄ）−（ｍ×ｄ）｝／（ｍ−１）
＝｛(L1−d)−(［(L1−d)/d］×d）｝／（［(L1−d)/d］−１）・・・・・（２）
となる。

したがって、何回（巻数ｍ回）も巻付けられるケーブル５の間に僅かな大きさの隙間Ｇ（互いがほぼ同じ大きさの隙間）が形成されるようなケーブル５の巻付けピッチｐ（ドラムの幅方向のピッチ；ケーブル５の外形ｄよりも僅かに大きいピッチ）が次の（３）式で求められる。

Ｐ＝ｄ＋Ｐ’ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
上記の計算値に基づいて、１層目のケーブル５がドラム３に巻付けられるときは、まず、図４に示されているように、ケーブル５の先端部５Ａが、鍔３Ｂに設けられた貫通孔３Ｃから外部に延出し、この延出した部分が図示しない固定具で前記鍔３Ｂに固定されているものとする。

また、図１に示されているように、ケーブル５は、ドラム３とローラ３９との間ではＺ軸方向に延伸している。なお、上記の延出しているケーブル５には、たるみを防止するために、たとえばＹ軸キャリッジ３１に設けられた図示しないテンション付与装置によって僅かなテンションが与えられている。

このような初期状態から、前記ケーブル巻付け装置１が制御装置４５の制御の下で動作し、同層に巻付けられるケーブル５間に互いがほぼ等しい僅かな大きさの隙間Ｇを形成するようにケーブル５がドラム３に巻付けられる。例えば、１層目では、図１に示されているように、ドラム３が矢印ＡＲ１の方向にほぼ一定の速度で回転しつつ、ローラ３９の位置をドラム３のつば内幅Ｗの方向（Ｘ軸方向）に適宜ずらして、ケーブル５が上記の制御装置４５の演算装置５７で計算されたピッチＰでドラム３のつば内幅Ｗの一端側から他端側にわたって巻付けられる。

また、レーザ変位検出器２１による測定時期は、上記のように１層目は巻き取り開始前に測定され、２層目以降は１層前の巻き取り中に先行してつば内幅Ｗが測定されていくものである。

したがって、上記のように１層目のケーブル５が巻付けられている間に、図５に示されているように、つば幅検出装置移動アーム１７が上昇してレーザ光照射位置（投光部）が２層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ２上に移動し、２層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ２上のつば内幅Ｗの距離Ｌ２がレーザ変位検出器２１により検出される。すなわち、レーザ変位検出器２１の図５において左右からそれぞれ鍔３Ｂの内面までの距離Ｌａ_２，Ｌｂ_２が検出される。この検出データが図示しない制御装置４５に送られ、制御装置４５内で、１層目の場合と同様に計算が行われる。

すなわち、レーザ変位検出器２１の検出データから２層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ２（＝Ｌａ_２＋Ｌｂ_２＋Ｌｃ）が計算され、この距離Ｌ２と予め入力されたケーブル５の外径ｄとから、２層目に巻付けられるケーブル５は、１層目の巻付け終了後、ドラム３のつば内幅Ｗの他端側から一端側にわたって、１層目の場合と同様に、ドラム３が回転しつつローラ３９が移動し、１層目に巻付けられているケーブル５間の隙間Ｇの上の箇所に巻付けられる。したがって、鍔３が、図５の実線に示されているように正常な位置にあるときは、例えば２層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ２が１層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ１とほぼ同じである場合、２層目におけるケーブル５のピッチｐは、１層目におけるピッチｐと等しいことになる。

以上のように、３層目以降の層を巻付ける場合も、２層目を巻付ける場合と同様の巻付けが行なわれる。すなわち、上層に巻付けられるケーブル５は、下層に巻付けられているケーブル５間の隙間Ｇの上の箇所に巻付けられることにより、ケーブル５がドラム３に多層巻きされる。

もし、鍔３が、図５の二点鎖線に示されているように外側に変形しているときは、例えば２層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ２が１層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ１より広くなるので、２層目は距離Ｌ２に合わせてケーブル３の配置ピッチＰを隙間Ｇを僅かに変えて変化させることができる。３層目以降も同様である。

上記の例では、主として、ドラム３のつば内幅Ｗがほぼ一定の正常な状態の場合で説明したので、この場合は、ケーブル５が巻付けられる層のつば内幅Ｗの距離が予めレーザ変位検出器２１で測定されなくてもほぼ均一に巻付けることができる。しかし、ドラムの鍔３Ｂが変形している場合、レーザ変位検出器２１によって予めケーブル５が巻付けられる層のつば内幅Ｗの距離を測定し、この測定された距離に基づいてケーブル５を巻付けるので、ドラムの鍔３Ｂの変形状態に合わせてケーブル５が崩れ落ちることの無いようにほぼ均一に巻付けることが可能となる。

そこで、ドラムの鍔３Ｂが変形している場合について詳しく説明する。なお、前述した巻き方（ケーブル５間に隙間Ｇを開ける巻き方）とは異なる巻き方で説明する。

図９〜図１２を参照するに、この巻き方は、例えば図９に示されているように、１層目がドラム３の鍔３Ｂのつば内幅Ｗの方向の一方側（図９において右側）の端部にケーブル５を接触させて、前述した（１）式におけるつば内幅Ｗの間を端から隙間無くｍ回巻付けると共に、鍔３Ｂのつば内幅Ｗの方向の他方側（図９において左側）の端部は、余った隙間Ｇ_１のままにしてケーブル５が巻付けられる方法である。

レーザ変位検出器２１による測定時期は、前述した例と同様に、１層目は巻き取り開始前に測定し、２層目以降は、１層前の巻き取り中に先行してつば内幅Ｗを測定していくものである。

図９を参照するに、レーザ変位検出器２１により、まず、ドラム３の１層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ１上のつば内幅Ｗの距離Ｌ１が検出される。つば幅検出装置移動アーム１７のレーザ変位検出器２１の図９において左右の検出部２１Ａ，２１Ｂからそれぞれ鍔３Ｂの内面までの距離Ｌａ_１，Ｌｂ_１が検出され、この検出データが図示しない制御装置４５に送られて、１層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ１（Ｌａ_１＋Ｌｂ_１＋Ｌｃ）が計算される。なお、前記Ｌｃは左右のレーザ変位検出器２１の間の距離である。制御装置４５の演算装置５７では前記距離Ｌ１と、予め入力されたケーブル５の外径ｄとから、巻数ｍ（＝Ｌ１／ｄ）が計算される。

上記の計算に基づいて、図１０に示されているように、ケーブル巻付け装置１が制御装置４５の制御の下で動作し、上記の１層目の距離Ｌ１の間を端から隙間無くｍ回巻付けられ、余った隙間Ｇ_１がそのままとされる。このように１層目のケーブル５が巻付けられている間に、つば幅検出装置移動アーム１７が上昇して前記レーザ光照射位置が２層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ２上に移動し、２層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ２上のつば内幅Ｗの距離が、図１０に示されているようにレーザ変位検出器２１により測定される。すなわち、レーザ変位検出器２１の図１０において左右の検出部２１Ａ，２１Ｂからそれぞれ鍔３Ｂの内面までの距離Ｌａ_２，Ｌｂ_２が検出される。この検出データが図示しない制御装置４５に送られ、制御装置４５内で、１層目の場合と同様に計算が行われる。

すなわち、レーザ変位検出器２１の検出データから２層目のつば内幅Ｗの距離Ｌ２（＝Ｌａ_２＋Ｌｂ_２＋Ｌｃ）が計算され、この距離Ｌ２と予め入力されたケーブル５の外径ｄとから、２層目に巻付けられるケーブル５は、１層目の巻付け終了後、ドラム３のつば内幅Ｗの他端側から一端側にわたって、１層目の場合と同様に、ドラム３が回転しつつローラ３９が移動し、１層目に巻付けられているケーブル５間の上に巻付けられる。このとき、１層目のケーブル５の端と、２層目の測定位置の鍔３Ｂの内面との隙間Ｇ_２がｄ／２より小さい場合は、１層目のケーブル５と鍔３Ｂとの間の上には２層目のケーブル５が巻付けられない。一方、前記隙間Ｇ_２がｄ／２以上の場合は、図１０に示されているように１層目のケーブル５と鍔３Ｂとの間の上に２層目のケーブル５が巻付けられることになる。

図１１を参照するに、上記のように２層目のケーブル５が巻付けられている間に、つば幅検出装置移動アーム１７が上昇して前記レーザ光照射位置が３層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ３上に移動し、３層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ３上のつば内幅Ｗの距離Ｌ３（＝Ｌａ_３＋Ｌｂ_３＋Ｌｃ）が、１層目及び２層目の場合と同様にレーザ変位検出器２１で検出されて制御装置４５内で計算される。この距離Ｌ３と予め入力されたケーブル５の外径ｄとから、３層目に巻付けられるケーブル５の配置ピッチＰが計算される。

したがって、３層目に巻付けられるケーブル５は、２層目の巻付け終了後、ドラム３のつば内幅Ｗの他端側から一端側にわたってドラム３が回転しつつローラ３９が移動し、２層目に巻付けられているケーブル５間の上に巻付けられる。このとき、２層目のケーブル５の端と、３層目の測定位置の鍔３Ｂの内面との隙間Ｇ_３がｄ／２より小さい場合は、２層目のケーブル５と鍔３Ｂとの間の上には３層目のケーブル５が巻付けられない。一方、前記隙間Ｇ_３がｄ／２以上の場合は、図１１に示されているように２層目のケーブル５と鍔３Ｂとの間の上に３層目のケーブル５が巻付けられることになる。

なお、点線で示した鍔３Ｂの正常な位置ではケーブル５が巻付けられないのであるが、図１１においては、ケーブル５が巻付けられるほどの鍔３Ｂの変形量であり、前記隙間Ｇ_３がほぼｄ／２であるために、３層目のケーブル５の端と鍔３Ｂとの間が接触した状態となって巻付けられる。点線で示した鍔３Ｂの正常な場合より巻数が１回多くなる。また、１層目と２層目のケーブル５の端と鍔３Ｂとの間にそれぞれ隙間があるが、３層目のケーブル５の端と鍔３Ｂとの間が接触した状態であるので２層目のケーブル５が崩れ落ちることがない。

図１２を参照するに、上記のように３層目のケーブル５が巻付けられている間に、つば幅検出装置移動アーム１７が上昇して前記レーザ光照射位置が４層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ４上に移動し、４層目のケーブル５の中心を通る直線Ｍ４上のつば内幅Ｗの距離Ｌ４（＝Ｌａ_４＋Ｌｂ_４＋Ｌｃ）が、１層目及び２層目の場合と同様にレーザ変位検出器２１で検出されて制御装置４５内で計算される。この距離Ｌ４と予め入力されたケーブル５の外径ｄとから、４層目に巻付けられるケーブル５の配置ピッチＰが計算される。

したがって、４層目に巻付けられるケーブル５は、３層目の巻付け終了後、ドラム３のつば内幅Ｗの他端側から一端側にわたってドラム３が回転しつつローラ３９が移動し、３層目に巻付けられているケーブル５間の上に巻付けられる。このとき、３層目のケーブル５の端と、４層目の測定位置の鍔３Ｂの内面との隙間Ｇ_４がｄ／２より小さい場合は、図１２に示されているように４層目のケーブル５と鍔３Ｂとの間の上には４層目のケーブル５が巻付けられない。一方、前記隙間Ｇ_４がｄ／２以上の場合は、３層目のケーブル５と鍔３Ｂとの間の上に４層目のケーブル５が巻付けられることになる。

以上のように、５層目以降の層を巻付ける場合も、２〜４層目を巻付ける場合と同様な巻付けが行なわれることにより、ケーブル５がドラム３に多層巻きされる。

図１３では、上記のようにして６層巻きされた状態が示されており、点線で示した鍔３Ｂの正常な位置では巻付けられないが、この実施の形態による巻き方によれば３層目、５層目、６層目のハッチングで示されているケーブル５が巻付けられている。したがって、より多くのケーブル５を巻き付けることができる。また、もし、このハッチングで示されているケーブル５が巻付けられないとすれば、ケーブル５が崩れ落ちる事態が生じることになるが、この実施の形態による巻き方によれば鍔の変形に追従した巻き付けができるので、ケーブル５が崩れることが無くなる。なお、点線で示したケーブル５の部分は巻付けられないので、ケーブル５の端と鍔３Ｂとの間に隙間が生じていることを示している。

また、上記のレーザ変位検出器２１は、鍔３Ｂのいかなる寸法変化でも測定することができ、この測定によりケーブル５を所定の位置に移動させることできる。また、例えば任意のｎ層目にケーブル５を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられるケーブル５の巻数と各ケーブル５の配置ピッチＰが設定されるので、時間的な余裕がある。そのために、従来のように瞬時に高速判断するための高価な制御装置を必要としない安価な制御装置で十分に対応できる。

さらに、この実施の形態のつば幅検出装置としてのレーザ変位検出器２１は機械的な検出装置に比べて検出時間が短くなるために、各層への段替えの作業を早く行うことができる。また、従来の画像処理に比べて外乱が少なく、正確であり、従来の画像処理のような複雑な処理を行う必要がなく、ＮＣやシーケンサなどの安価な装置を使用することにより早い処理を行うことができる。

なお、前述した実施の形態ではケーブル５をドラム３に巻き付ける場合について説明したが、ケーブル以外の線条体であっても、一定でない寸法内の箇所へ隙間無く詰めこんで巻き付ける場合などにも応用できる。

この発明の実施の形態のケーブル巻付け装置の正面図である。 図１の左側から視た側面図である。 ドラム本体と鍔のコーナ部におけるローラの状態説明図である。 ドラムに１層目のケーブルを巻き付けた状態説明図である。 １層目と２層目のつば幅測定の状態説明図である。 制御装置のブロック構成図である。 ドラムの両側にｄ／２の隙間を設けるとして一方側から隙間無しでケーブルをｍ回巻き付けたときの状態説明図である。 図７の状態から各ケーブル間に隙間Ｇ（補正ピッチＰ’）を分散させたときの状態説明図である。 鍔が変形した状態における１層目のつば幅測定の状態説明図である。 図９の状態から次の２層目のつば幅測定の状態説明図である。 図１０の状態から次の３層目のつば幅測定の状態説明図である。 図１１の状態から次の４層目のつば幅測定の状態説明図である。 図９〜図１２の状態を経て６層目までケーブルを巻き付けたときの状態説明図である。 （Ａ）は従来の鍔が正常な状態にあるドラムにケーブルが巻き付けられたときの概略的な断面図で、（Ｂ），（Ｃ）は、従来の鍔が変形状態にあるドラムにケーブルが巻き付けられたときの概略的な断面図である。

符号の説明

１ ケーブル巻付け装置
３ ドラム
３Ａ ドラム本体部
３Ｂ 鍔
５ ケーブル
７ 基台
９ ドラム回転装置
１１ ケーブルガイド装置
１３ ドラム支持部材
１７ つば幅検出装置移動アーム
２１ レーザ変位検出器（つば幅検出装置）
２１Ａ，２１Ｂ 検出部
２５ Ｘ軸キャリッジ
２９ Ｙ軸ベース部材
３１ Ｙ軸キャリッジ
３３ リニアガイドベアリング
３７ ローラ支持部材
３９ ローラ
３９Ａ 鍔
４５ 制御装置
５３ メモリ
５５ 第１指令部
５７ 演算装置
５９ 第２指令部
ＣＬ１ 中心軸
ＣＬ２ 直線（つば幅検出装置移動アーム１７の）
Ｍ１〜Ｍ４ 直線（測定位置の）
Ｌ１〜Ｌ４，Ｌａ_１，Ｌｂ_１，Ｌｃ 距離

Claims (6)

1. 両側に鍔を備えた回転するドラムに線条体を相対的にトラバースさせながら自動整列して多層巻きする線条体の自動整列巻き方法において、
   ｎ層目に線条体を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を非接触式のつば幅検出装置により測定し、この測定されたつば内幅と前記線条体の外径に基づいて、（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチを計算し、この計算された配置ピッチに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられた線条体と前記鍔との間の上、並びに前記ｎ層目の線条体間の上に前記線条体を巻付けることを特徴とする線条体の自動整列巻き方法。
2. 前記非接触式のつば幅検出装置が、両側の鍔間でドラムの回転中心側から外周側へ移動することにより、前記両側の各鍔までの距離をそれぞれ検出することを特徴とする請求項１記載の線条体の自動整列巻き方法。
3. 前記非接触式のつば幅検出装置が、レーザ変位検出器であることを特徴とする請求項２記載の線条体の自動整列巻き方法。
4. 両側に鍔を備えた回転するドラムに線条体を相対的にトラバースさせながら自動整列して多層巻きする線条体の自動整列巻き装置において、
   各層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を測定する非接触式のつば幅検出装置と、
   ｎ層目に線条体を巻付けているときに、予め、次の（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の中心を通る直線上のつば内幅を測定する指令を前記非接触式のつば幅検出装置に与えると共に、前記（ｎ＋１）層目のつば内幅と線条体の外径に基づいて、（ｎ＋１）層目に巻付けられる線条体の巻数と各線条体の配置ピッチを計算し、この計算された配置ピッチに基づいて、状況に応じて前記ｎ層目に巻付けられた線条体と前記鍔との間の上、並びに前記ｎ層目の線条体間の上に前記線条体を巻付ける指令を与える制御装置と、
   で構成されていることを特徴とする線条体の自動整列巻き装置。
5. 前記非接触式のつば幅検出装置が、両側の鍔間でドラムの回転中心側から外周側へ移動自在であると共に両側の各鍔までの距離をそれぞれ検出する検出部を備えていることを特徴とする請求項４記載の線条体の自動整列巻き装置。
6. 前記非接触式のつば幅検出装置が、レーザ変位検出器であることを特徴とする請求項４又は５記載の線条体の自動整列巻き装置。

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