JP2007535155A - 電気誘導コイルを製造するための半自動式システム - Google Patents

Abstract

大型の電気誘導コイルを製造するための半自動式システムは、コイルの各巻回部に必要な圧力を印加する多関節ヘッドにより動作され、導電体を固定及び供給するシステムにより補助される、コイル製造用のテーブルからなり、製造すべきコイルの特性に関する適切な命令が入力された遠隔でプログラムされたシステムにより制御される。このシステムは、コイルサイズの制御やコイルの加圧等の現状の手作業が必要なくなるために製造サイクルを大幅に短縮し、これにより要求されるコイルのサイズを非常に高い精度で実現できる。この処理は、導電体の機械的な張力を調整し制御するので、コイルの伸張や歪が発生するリスクを回避し、より高品質のコイルが製造される。

Description

本発明は、エンジンや変圧器、具体的には大規模な設備や特に高い電圧を使用するシステム用のコイルの製造技術に関する。

大規模な電気設備用の誘導コイルの製造においては、使用される材料やそのサイズの両面に起因する多くの問題点を有しているため、製作や組立を基本的に手作業で行う必要がある。

上記コイルの形状は最初から成形され、導電体が、適切な巻回数、或いはコイルが搭載される設備に要求される特性を満足させるため各層で適切な巻回数を有するように調整しなければならない。

上記導電体には常時大きな張力が作用するので、コイルの形状不良に起因するひずみが発生する。同様に、各巻回部の位置は、ハンドツールやマレット、ウェッジ等を使用する調整が必要なため、純然たるマニュアル作業となる。

本発明が提案するような、コイルを適切に配置し各巻回部を調整する作業が不要にできる、常に高い電圧のシステムとなる大規模な設備用のこの種のコイルにおける非常に手間のかかるマニュアルの技術に代わるものに類似するシステムは知られていない。

発明の目的
本発明は、大型の電気誘導コイルを製造するための半自動式システムに関し、コイルの各巻回部に必要な圧力を印加する多関節ヘッドによって動作させ、導電体を固定及び供給するシステムにより補助される、コイル製造用のテーブルからなる。この全体は順次、製造すべきコイルの特性に関する適切な命令が入力された遠隔でプログラムされたシステムにより制御される。

本発明の顕著な有用性は、現状の製造手順を大幅に改善するという事実から明らかであり、コイルの加圧等の作業が必要でなくなるために製造サイクルを大幅に短縮し、これにより要求されるコイルのサイズを非常に高い精度で実現できる。

更には、本発明の処理では導電体の機械的な張力を調整し制御するので、コイルの伸張や歪が発生するリスクを回避し、より高品質のコイルが製造される。

発明の開示
本発明が提案する、大型の電気誘導コイルを製造するための半自動式システムは、コイリングテーブル、２つの加圧システムを持つ多関節ヘッド、ケーブルを供給する自動装置、巻回すべき導電体のリール対、及びプログラム可能な制御パネルからなる。

上記コイリングテーブルは、緩衝器と型が配置されたボードからなり、製造すべきコイルのサイズに調整されている。このテーブルは、油圧システムにより移動する上記テーブルに取り付けられたストリップの対により、コイルを持ち上げ、一旦停止することができる。マニュアルクランプツールがコイルを最終形状に保持するために配置される。一旦この動作が実行されると、コイルはテーブルから、各層が形状を維持するように互いに連結される”コイルをドレスする”次の処理へ送るために持ち上げられて、コイルがその後のハンドリングに対してより強固にされる。

本システムのヘッドは、フロアに取り付けられた垂直支持体に固定された回転アームに取り付けられている。テーブルと導電体の端部には、導電体から作られるコイルを成形するように協働する軸とホイールの２つの対を有している。

垂直な軸を持つ油圧式ホイールは、コイリング処理中に導入されるケーブルを正確な長さに保証するために設けられ、長方形でコイルの角が面取りされた形状を保つように圧力を加える。ホイールの材質は、コイルの巻回部により形成される各層を絶縁するために銅製の導電体をカバーするペーパを損傷しないような専用プラスチックである。ホイールがケーブルを加圧する度合は、上記回転するアームと垂直支持部の各端部に連結された油圧シリンダにより調整され、アーム位置に関わらず均一な圧力を維持できる油圧オイル機構に接続されている。

水平な軸を持つ油圧式ホイールの対はコイルを平面に保ち、油圧シリンダを調整する手段を有する。

これら両ホイール対はヘッドに加圧を行わせ各巻回部を成形するように作用し、加圧ホイールの位置を測定し理論値との比較を行うことで、コイルの実際のサイズが製造時にわかるように、コイルを導入するときの各ホイールの記録が付加される。このように、予めプログラムされた客観的な基準に従うことで、本システムは、オペレータがコイルに対して何らかの必要な作業を実行するために処理を停止することや、理論値からの形状のズレをオペレータに単に通知することのいずれも行うことができる。上記理論値に近づけるために、オペレータはマニュアルで隙間を埋めるパッド材を挿入し、最終的な理論上のサイズに成形するようにコイリング処理を停止することができる。

自動ケーブルフィーダはレールに対応するクランプの対からなり、機械の動作がケーブルの導入に従い、ケーブルが常にヘッドの油圧加圧ホイールに対して接線を形成する。

制御システムは、オペレータの安全を確保するために、タッチスクリーンインターフェースとマニュアル制御パネルを持つ自動機器からなる。自動機器は、本システムの機能、つまり、コイリングテーブルの旋回、ヘッド機構の押圧、回転アームの動作、及びフィーダの位置の全てを連続的に制御する。入力データ（製造されるべきコイルの情報及び製造を制御するシステムパラメータ）が格納されたコンピュータによりテキストファイルをインポートし、ローカルエリアネットワークを使用する出力データ（処理に関する情報）のエキスポートが可能である。記録される出力データには、
最終的なコイルの実際の外形
コイリング時間
プログラムの停止回数
巻回テーブルの設定回数又は時間
アラーム
が含まれる。

これにより処理工程間をリンクさせることができる。

上記記述を補足し、本発明の特徴のより良い理解の補助とする目的で、実例を示す図が添付されているが、以下に示す明細書に不可欠な構成に限定されるものではない。

図面を参照すると、本発明の外観や他の特徴が理解できる。

図１は、大型の電気誘導コイルを製造するための半自動式システムの各々の構成要素の配置を示している。コイルを供給するための別々の導電体リール（６）が配置される領域がある。巻回すべき導電体は上記リールから出て、レール（７）に取り付けられた自動フィーダ（５）に沿って案内される。

導電体は、ワイヤがヘッドの調整ホイールに対して接線を形成するように、上記フィーダ（５）から加圧ヘッド（２）に向けて移動する。上記ヘッドは、加工位置（２）と待機位置（４）が図示されたアームに対応している。一方の位置から他方の位置への変位は、上記支持体（３）に対して回転することでなされ、アームの端部はコイリングテーブル（１）上で加工用に自由な状態とされる。

上記テーブル（１）は、緩衝器と型が配置されたボードからなり、製造すべいコイルのサイズに調整されている。このテーブルは、油圧システムにより移動する上記テーブルに取り付けられたストリップ（９）の対により、コイルを持ち上げ、一旦停止することができる。

システム全体は、下記に関する測定結果が付与される制御ユニット（８）により制御される。

・処理時のコイルの巻数
・コイリング時間
・プログラムの停止回数
・巻回テーブルの設定回数又は時間
・アラーム
上記コイルの成長過程において常に加圧ヘッド（２）の現在位置と理論位置とを比較し、マニュアルで隙間を埋めるパッド材が必要な誤差が発生した場合には停止する。

図２に詳細を示すヘッドは、導電体の巻回部を位置決めする。この位置決めを行うため、高さを調整し、上記コイルの各層が平面になるよう保持する垂直加圧ホイール（１０）を有している。当該ホイールは、各ホイールの油圧システム（１２）がプログラムされた程度に応じた圧力を保持する。コイルに入るケーブルの対が常に垂直ホイールに接触しているように、これらのホイールは、上記ケーブルへの接触を保持する、ホイールに取り付けられた２つの補助的な水平ディスクを有している。

上記ヘッドは、精密な形状のコイルが成形されるように、直前の層の上端部に巻回部を成形し、導電体を加圧する水平加圧ホイール（１１）を有している。このホイールが処理を実行する際の圧力は油圧シリンダ（１２）により調整される。

コイリング処理に移行した時に導電体が張力及び予め決められた角度を保持するように補助するため、図３に示すケーブルフィーダが設けられている。図３からわかるように、導電体（１３）は、上記フィーダの後方ローラにより受け取られ、上記加圧ヘッドの水平ホイールに対して接線を形成するように終わるように、クランプシステム（１４）に沿って排出ローラ（１５）に案内される。

上記フィーダはレール（１６）に取り付けられ、上述したように、コイルの成形に必要な態様で導電体を出すことができる。

本発明の目的や本発明による利点を理解するためには、当業者にはこれ以上の記述は必要がないと思料する。上記各部品の材料、形状、サイズ、レイアウトは、本発明を基本的に逸脱しない範囲で変更可能である。明細書に記述された用語は、限定的な意味ではなく広義に解釈されるものとする。

大型の電気誘導コイルを製造するための半自動式システムの配置及び構成要素を示す図である。 加圧ヘッドの詳細を示す図である。 上記配置による自動ワイヤフィード動作を示す図である。

Claims (4)

1. 大型の電気誘導コイルを製造するための半自動式システムであって、
   支持体（３）まわりに回動可能に取り付けられた加圧ヘッド（２，４）を有し、
   前記支持体は、巻回部の成形が手作業によらずに完了するように、巻回すべき導電体に作用する垂直ホイール（１０）と水平ホイール（１１）の対を有することを特徴とするシステム。
2. フィーダ（５）は、巻回すべき導電体の牽引による張力を回避して、導電体の伸張を回避するように作動することを特徴とする請求項１のシステム。
3. 制御ユニット（８）の予めプログラムされた命令は、加圧処理を不要としつつコイルの巻回部の各々が正確に位置決めされるように、前記垂直ホイール（１０）及び前記水平ホイール（１１）に適切な加圧力を保持する油圧部品（１２）に対して転送されることを特徴とする請求項１又は２のシステム。
4. 前記制御ユニット（８）の予めプログラムされた命令によって、前記コイルの形状と当該コイルを形成する各層に配置される巻回部の数の両方が、要求される理論値から逸脱したときに予めプログラムされた形状にするために必要に応じてパッド材が使用できるように、前記システムを監視する前記ヘッド（２）の水平ホイール（１１）の位置によって与えられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のシステム。

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