JP2010130744A - Winding machine for coil of multi-pole armature and method for manufacturing multi-pole armature - Google Patents

Winding machine for coil of multi-pole armature and method for manufacturing multi-pole armature Download PDF

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Hiroyuki Akita
裕之 秋田
Masahiro Iesawa
雅宏 家澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a winding machine 1 for the coil of a multi-pole armature 2 that is of high speed and enables wire winding in an accurate coil position. <P>SOLUTION: The winding machine includes: a nozzle 6 for dispensing a wire material for winding; a nozzle axial direction drive mechanism that drives the nozzle 6 in the direction of the central axis of a ring-shaped yoke portion 3; a nozzle radial direction drive mechanism that drives the nozzle 6 in the direction of the radius of the yoke portion 3; and a yoke portion drive mechanism that rotates the yoke portion around the central axis of the yoke portion 3. The nozzle axial direction drive mechanism includes: a belt 8 on which the nozzle 6 is installed and which moves the nozzle 6 in the direction of the central axis of the yoke portion; a speed reducer 12 whose output shaft is connected to either of the pulleys provided at both ends of the belt 8; and a drive motor 11 the variable range of the response frequency of which includes the natural frequency of the belt and which is connected to the input shaft of the speed reducer 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、小型モータやレゾルバ等の多極電機子のコイル巻線装置、及び多極電機子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a coil winding device for a multipole armature such as a small motor or a resolver, and a method for manufacturing the multipole armature.

小型モータやレゾルバ(角度検出器)などに用いられる多極電機子は、リング状のヨーク部から半径方向内側または外側に突出した複数の磁極ティースの周囲に、コイルを巻線することにより構成されている。このような磁極ティースに巻線を行う場合には、コイル巻線の線材の供給部であるノズルを磁極ティース内に配置し、ノズルをヨーク部の中心軸方向、及び半径方向に駆動させ、同時にヨーク部をヨーク部の中心軸周りに回転させることにより、各磁極ティースに巻線を行っていた。これら3種類の駆動機構を、以降ノズル軸方向駆動機構、ノズル半径方向駆動機構、及びヨーク部駆動機構と呼ぶ。
上記3種類の駆動機構の中でも、ノズル軸方向駆動機構は巻線速度の高速化に直接関連するため、駆動機構の慣性を低減するため軽量化の必要がありベルトドライブ方式が用いられていた。
Multi-pole armatures used in small motors and resolvers (angle detectors) are configured by winding a coil around a plurality of magnetic teeth protruding radially inward or outward from a ring-shaped yoke. ing. When winding such magnetic pole teeth, the nozzle that is the wire winding supply portion of the coil winding is disposed in the magnetic pole teeth, and the nozzle is driven in the central axis direction and radial direction of the yoke portion, By winding the yoke portion around the central axis of the yoke portion, the magnetic pole teeth are wound. These three types of drive mechanisms are hereinafter referred to as a nozzle axial direction drive mechanism, a nozzle radial direction drive mechanism, and a yoke portion drive mechanism.
Among the above three types of driving mechanisms, the nozzle axial direction driving mechanism is directly related to an increase in the winding speed. Therefore, the belt driving method has been used because it is necessary to reduce the weight in order to reduce the inertia of the driving mechanism.

特開2006−87258(8−21頁、図1−16)JP-A-2006-87258 (page 8-21, FIG. 1-16)

前述のとおり、ノズル軸方向駆動機構は巻線速度の高速化のために、駆動モータの応答周波数が比較的高く、この応答周波数の可変範囲内に、ベルトの持つ固有周波数が含まれる場合がある。ノズル軸方向駆動機構はノズル先端位置が目標位置に収束するように制御を行っているが、モータの応答周波数がベルトの固有周波数に近接すると制御ゲインが大きくなるため、ノズル先端位置が目標位置からオーバーシュートして、目標位置周りでの振動が大きくなり、ノズル先端の位置精度が劣化する。
巻線時には線材に絶えずテンションをかけておくために、ノズル先端部は規定の軌跡を描くように駆動制御される必要があるが、上記のような場合にはノズル先端部の位置が不正確となるため、線材が緩んでしまうことがあった。
As described above, the nozzle axial drive mechanism has a relatively high response frequency of the drive motor in order to increase the winding speed, and the natural frequency of the belt may be included within the variable range of this response frequency. . The nozzle axial direction drive mechanism controls the nozzle tip position so that it converges to the target position, but when the motor response frequency approaches the natural frequency of the belt, the control gain increases. Overshooting increases the vibration around the target position, degrading the position accuracy of the nozzle tip.
In order to keep tension on the wire during winding, the nozzle tip needs to be driven and controlled to draw a specified trajectory, but in such cases the position of the nozzle tip is inaccurate. Therefore, the wire may be loosened.

特にレゾルバなどのセンサとして多極電機子を用いる場合には、巻線されたコイルの位置が検出精度に直接影響を及ぼすことになるが、上記のようにノズル先端部の位置がずれると巻線位置がずれることになり、また緩んだターンに次のターンが重なり合ってコイルが大型化するため、検出精度のよいレゾルバを得ることができないという問題があった。   In particular, when a multipole armature is used as a sensor such as a resolver, the position of the wound coil directly affects the detection accuracy. However, if the position of the nozzle tip is displaced as described above, the winding The position is shifted, and the next turn overlaps with the loose turn to increase the size of the coil. Therefore, there is a problem that a resolver with high detection accuracy cannot be obtained.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、モータの応答周波数がベルトの固有周波数に近接することによってノズル位置精度が劣化することを防ぎ、高速であり、かつ、コイル位置を精度よく巻線することができる多極電機子のコイル巻線装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and prevents the nozzle position accuracy from deteriorating due to the fact that the response frequency of the motor is close to the natural frequency of the belt, is high speed, and the coil position is accurate. An object of the present invention is to provide a multi-pole armature coil winding apparatus capable of winding well.

この発明に係る多極電機子のコイル巻線装置は、リング状のヨーク部から半径方向内側または外側に突出する複数の磁極ティースの周囲にコイルを巻線するために、巻線用の線材を繰り出すノズルと、ノズルをヨーク部の中心軸方向に駆動するノズル軸方向駆動機構と、ノズルをヨーク部の半径方向に駆動するノズル半径方向駆動機構と、ヨーク部の中心軸周りにヨーク部を回転させるヨーク部駆動機構とを備えている。
また、ノズル軸方向駆動機構は、ノズルが取り付けられ、ノズルをヨーク部の中心軸方向に移動させるベルトと、ベルトの両端に設けられたプーリの一方に出力軸が接続された減速機と、応答周波数の可変範囲が前記ベルトの固有周波数を含み、減速機の入力軸に接続された駆動モータとを備えたことを特徴とする。
In the coil winding device for a multipole armature according to the present invention, a winding wire is used to wind a coil around a plurality of magnetic teeth protruding radially inward or outward from a ring-shaped yoke portion. A nozzle that feeds, a nozzle axial drive mechanism that drives the nozzle in the central axis direction of the yoke part, a nozzle radial drive mechanism that drives the nozzle in the radial direction of the yoke part, and the yoke part that rotates around the central axis of the yoke part And a yoke drive mechanism.
Further, the nozzle axial direction drive mechanism includes a belt to which the nozzle is attached and moves the nozzle in the central axis direction of the yoke portion, a speed reducer having an output shaft connected to one of pulleys provided at both ends of the belt, and a response The variable frequency range includes the natural frequency of the belt, and includes a drive motor connected to the input shaft of the speed reducer.

この発明に係る多極電機子のコイル巻線機によると、ノズル軸方向駆動機構において駆動モータとプーリの間に減速機を介在させることにより、駆動モータの回転角度の検出分解能を向上させることができる。従って、より正確なモータ回転角度の測定値に基づいてモータ駆動制御を適正に行うことができるようになるため、ノズル軸方向駆動機構に使用されるモータの応答周波数がベルトの固有周波数に近接してノズル先端部の振動が増大した場合であっても、ノズル先端位置の目標値周辺での振動の振幅を抑制して、ノズル先端部は精度よく規定の軌跡を描くように駆動制御できる。
このため、線材には常にテンションがかけられてゆるみが発生することがなく、コイル位置を精度よく巻線することが可能となる。
According to the coil winding machine of the multipole armature according to the present invention, the resolution of detecting the rotation angle of the drive motor can be improved by interposing the speed reducer between the drive motor and the pulley in the nozzle axial drive mechanism. it can. Accordingly, since the motor drive control can be appropriately performed based on the more accurate measured value of the motor rotation angle, the response frequency of the motor used in the nozzle axial direction drive mechanism is close to the natural frequency of the belt. Even when the vibration of the nozzle tip increases, the amplitude of the vibration around the target value of the nozzle tip position can be suppressed, and the nozzle tip can be driven and controlled to accurately draw a specified locus.
For this reason, tension is always applied to the wire and no loosening occurs, and the coil position can be wound with high accuracy.

実施の形態1.
図1は実施の形態1による多極電機子の巻線装置1の模式図を示し、図1(a)は側面図を、(b)はA−A断面を正面方向から投影した図を各々示す。また、図2は本巻線装置1がコイル巻線を行う対象である多極電機子2の中心軸方向の断面図(a)とヨーク部外形図(b)を示す。
図2に示すように、多極電機子2は鉄心を構成するリング状のヨーク部3とヨーク部3から半径方向内側に突出して形成された複数の磁極ティース4、及び磁極ティース4の周囲に巻きつけられたコイル5から構成される。尚、本図ではヨーク部3から半径方向内側に突出して形成されている磁極ティース4(インナーコアタイプ)を示しているが、ヨーク部3から外側に突出したタイプ(アウターコアタイプ)のものに対しても本実施の形態による巻線装置1は適用可能である。多極電機子2の鉄心は、ヨーク部3と磁極ティース4の外形を有する薄い電磁鋼鈑をプレスにより打ち抜き、この打ち抜かれた鋼鈑を積層し、溶接その他の方法により一体化することによって形成される。
Embodiment 1 FIG.
1A and 1B are schematic views of a winding device 1 for a multipole armature according to Embodiment 1, FIG. 1A is a side view, and FIG. Show. FIG. 2 shows a cross-sectional view (a) and a yoke part outline view (b) in the central axis direction of the multi-pole armature 2 that is the object of which the winding device 1 performs coil winding.
As shown in FIG. 2, the multipole armature 2 includes a ring-shaped yoke part 3 constituting an iron core, a plurality of magnetic pole teeth 4 formed to protrude radially inward from the yoke part 3, and around the magnetic pole teeth 4. The coil 5 is wound around. In this figure, the magnetic teeth 4 (inner core type) projecting radially inward from the yoke portion 3 are shown. However, the magnetic teeth 4 (outer core type) projecting outward from the yoke portion 3 are shown. In contrast, the winding apparatus 1 according to the present embodiment is applicable. The iron core of the multipole armature 2 is formed by punching a thin electromagnetic steel plate having the outer shape of the yoke portion 3 and the magnetic pole teeth 4 by pressing, laminating the punched steel plates, and integrating them by welding or other methods. Is done.

コイル5の巻線は、この線材を供給するノズル6の先端部を、磁極ティース4の周囲を回転させながら行う必要があるが、このノズル6の動きは、巻線装置1に設けられたノズル軸方向駆動機構、ノズル半径方向駆動機構、及びヨーク部駆動機構の3種類の駆動機構を組み合わせて動作させることにより実現される。   The winding of the coil 5 needs to be performed while rotating the tip of the nozzle 6 for supplying the wire rod around the magnetic teeth 4. The movement of the nozzle 6 is a nozzle provided in the winding device 1. This is realized by operating in combination of three types of drive mechanisms: an axial drive mechanism, a nozzle radial drive mechanism, and a yoke drive mechanism.

ノズル軸方向駆動機構は、ノズル6をヨーク部3の中心軸方向(図1で上下方向)に駆動するためのものであり、ノズル6を取り付けるベース板7、ベース板7をヨーク部3の中心軸方向に移動させるベルト8、このベルト8の上端に配置された駆動側プーリ9、同ベルト8の下端に配置された従動側プーリ10、駆動側プーリ9を回転させるモータ11、モータ11と駆動側プーリ9の間に設けられ、入力軸がモータ11に、出力軸が駆動側プーリ9に接続された減速機12から構成される。駆動側プーリ9と従動側プーリ10の各軸受、及びモータ11と減速機12は、共通の支持部材13によって支持されている。   The nozzle axial direction drive mechanism is for driving the nozzle 6 in the central axis direction (vertical direction in FIG. 1) of the yoke portion 3. The base plate 7 to which the nozzle 6 is attached and the base plate 7 is the center of the yoke portion 3. A belt 8 to be moved in the axial direction, a driving pulley 9 disposed at the upper end of the belt 8, a driven pulley 10 disposed at the lower end of the belt 8, a motor 11 for rotating the driving pulley 9, a motor 11 and driving The speed reducer 12 is provided between the side pulleys 9 and has an input shaft connected to the motor 11 and an output shaft connected to the drive side pulley 9. Each bearing of the driving pulley 9 and the driven pulley 10, and the motor 11 and the speed reducer 12 are supported by a common support member 13.

ここで、減速機12として、図1(b)にはギアを用いたものを示している。ギアの中でも遊星ギアを用いると、小型、低慣性で高い減速比を得ることができる。ギアを用いたもの以外に、遊星ローラ、径違いの1組のローラを用いたものが挙げられる。
図3は遊星ローラ14を用いた構成を示す。遊星ローラ14を用いた減速機12の構成は遊星ギアを用いたものと同様であり、外輪ローラ15の内部中央に太陽ローラ16が配置され外輪ローラ15と太陽ローラ16の間に複数の遊星ローラ14が配置される。遊星ローラ14の各回転軸は遊星キャリア17に取り付けられ、太陽ローラ16、外輪ローラ15の回転軸はフレーム18に取り付けられる。
Here, as the speed reducer 12, FIG. 1B shows a gear using a gear. If a planetary gear is used among the gears, a high reduction ratio can be obtained with a small size and low inertia. In addition to those using gears, there are planetary rollers and those using a pair of rollers of different diameters.
FIG. 3 shows a configuration using the planetary roller 14. The configuration of the speed reducer 12 using the planetary roller 14 is the same as that using the planetary gear, and a sun roller 16 is disposed in the center of the outer ring roller 15, and a plurality of planetary rollers are provided between the outer ring roller 15 and the sun roller 16. 14 is arranged. Each rotating shaft of the planetary roller 14 is attached to the planet carrier 17, and the rotating shafts of the sun roller 16 and the outer ring roller 15 are attached to the frame 18.

遊星ローラ14と太陽ローラ16、外輪ローラ15間は接触し、摩擦力により互いに滑らずに回転する。遊星キャリア17の回転軸をモータの出力軸に連結し、太陽ローラ16の回転軸をベルト8を駆動する駆動側プーリ9に連結した場合、減速比は(D1+D3)/D1で表される。ここで、D1は太陽ローラ16の直径、D3は外輪ローラ15の直径を示す。例えばD1が20mm、D3が80mmである場合減速比は5となる。
このように遊星ローラ14は接触回転により動力を伝達するので、本発明の減速機12として用い高速に往復運動する場合に、遊星ギアを用いる場合と比べて騒音が小さく、寿命が長くなるという利点がある。
The planetary roller 14, the sun roller 16, and the outer ring roller 15 are in contact with each other and rotate without slipping due to frictional force. When the rotating shaft of the planetary carrier 17 is connected to the output shaft of the motor and the rotating shaft of the sun roller 16 is connected to the driving pulley 9 that drives the belt 8, the reduction ratio is expressed by (D1 + D3) / D1. Here, D1 represents the diameter of the sun roller 16, and D3 represents the diameter of the outer ring roller 15. For example, when D1 is 20 mm and D3 is 80 mm, the reduction ratio is 5.
As described above, the planetary roller 14 transmits power by contact rotation, so that when it is used as the speed reducer 12 of the present invention and reciprocates at a high speed, the noise is smaller and the life is longer than when the planetary gear is used. There is.

図4は、径違いの1組のローラを用いた構成を示す。ベルト8を駆動する駆動側プーリ9には大ローラ19が連結されている。小ローラ20にはモータ11が連結されており、小ローラ20と大ローラ19はベルト21で連結されている。モータ11の回転は小ローラ20から大ローラ19に伝達され、その直径の比の減速比が得られる。この場合も、遊星ギアを用いる場合と比べて騒音が小さく、寿命が長くなるという利点がある。   FIG. 4 shows a configuration using a pair of rollers of different diameters. A large roller 19 is connected to the driving pulley 9 that drives the belt 8. A motor 11 is connected to the small roller 20, and the small roller 20 and the large roller 19 are connected by a belt 21. The rotation of the motor 11 is transmitted from the small roller 20 to the large roller 19 to obtain a reduction ratio of the diameter ratio. Also in this case, there is an advantage that the noise is small and the life is prolonged as compared with the case where the planetary gear is used.

ノズル半径方向駆動機構は、図1に示すように支持部材13に搭載されたノズル軸方向駆動機構全体を図1(b)の左右方向に動かせるように、モータ22、ボールねじ23、リニアガイド24より構成されている。
ヨーク部駆動機構は、ヨーク部3の下部に設けられたモータ25によって、ヨーク部3をその中心軸周りに回転させるものである。このモータ25は、支持部材13とは独立な図示しない支持部材によって支持されている。
尚、各駆動機器については、実際にはカップリング等の駆動伝達部品が必要であるが、その図示、ならびに説明については省略する。
As shown in FIG. 1, the nozzle radial direction drive mechanism includes a motor 22, a ball screw 23, and a linear guide 24 so that the entire nozzle axial direction drive mechanism mounted on the support member 13 can be moved in the left-right direction in FIG. It is made up of.
The yoke part drive mechanism is a mechanism for rotating the yoke part 3 around its central axis by a motor 25 provided at the lower part of the yoke part 3. The motor 25 is supported by a support member (not shown) independent of the support member 13.
Note that each drive device actually requires a drive transmission component such as a coupling, but the illustration and description thereof are omitted.

次にこの巻線装置1を用いた巻線方法について説明する。
ヨーク部3の内周にノズル6を挿入し、ノズル6から線材を繰り出しつつ、ノズル6をノズル軸方向駆動機構による上下方向の動きと、ヨーク部駆動機構による回転方向の動きを組み合わせることにより、ノズル6の先端は磁極ティース4の周りを回転し、線材が磁極ティース4に巻き付けられる。ノズル半径方向駆動機構を用いて線材の幅分だけノズル6を図1(b)で左右方向に移動させることにより、次のターンを巻線することが可能となる。以上の動きを繰り返して行うことにより、コイル5が形成される。
この3種類の駆動機構が協調をとって動作できるように、制御装置26からの指令が3種類のモータアンプ27、28、29に出力されており、これらモータアンプから出力されるパルスに従い各駆動機構のモータ11、22、25が回転動作を行う。
Next, a winding method using this winding device 1 will be described.
By inserting the nozzle 6 into the inner periphery of the yoke part 3 and feeding the wire from the nozzle 6, the nozzle 6 is combined with the vertical movement by the nozzle axial drive mechanism and the rotational movement by the yoke drive mechanism. The tip of the nozzle 6 rotates around the magnetic pole teeth 4 and the wire is wound around the magnetic pole teeth 4. The next turn can be wound by moving the nozzle 6 in the left-right direction in FIG. 1B by the width of the wire using the nozzle radial direction drive mechanism. The coil 5 is formed by repeating the above movement.
Commands from the control device 26 are output to the three types of motor amplifiers 27, 28, and 29 so that the three types of drive mechanisms can operate in a coordinated manner, and each drive is driven according to the pulses output from these motor amplifiers. The motors 11, 22, and 25 of the mechanism perform rotation.

以上の巻線手順から判るように、ノズル半径方向駆動機構は1ターンに1回動かすだけであり、そのストロークも線材幅分だけであるためごく小さいものであるから、モータ22の応答周波数は低い。これに比べるとノズル軸方向駆動機構やヨーク部駆動機構の移動ストロークが長いため、巻線速度を上げるためにはモータ11、25の各応答周波数を上げる必要がある。
特にノズル軸方向駆動機構は図1に示すようにベルト駆動を行うため、ベルトの固有周波数とモータ11の応答周波数との干渉が問題となってくる。下記にこのモータ11の運動について、解析を実施する。
As can be seen from the above winding procedure, the nozzle radial direction drive mechanism is moved only once per turn, and the stroke is only the width of the wire, so that the response frequency of the motor 22 is low. . Compared with this, since the moving stroke of the nozzle axial direction drive mechanism and the yoke portion drive mechanism is long, it is necessary to increase the response frequencies of the motors 11 and 25 in order to increase the winding speed.
In particular, since the nozzle axial direction driving mechanism performs belt driving as shown in FIG. 1, interference between the natural frequency of the belt and the response frequency of the motor 11 becomes a problem. An analysis is performed on the motion of the motor 11 below.

ノズル軸方向駆動機構は、典型的には図5(a)に示すように軌道上の位置に対応してその速度波形がほぼ台形になるように制御される。この場合は、制御対象の加速度(=モータのトルク)は、図5(a)を一階微分した図5(b)に示すようなパターンとなる。
実際の巻線装置1において、図5(a)でA点からスタートして磁極ティース4の周りを回ってA点に戻るまで約50ms程度であるため、その回転周波数は典型的には約20Hzであるが、この時本図に示すように加速、定速、減速、停止の各区間の時間が等しいとすると、加速度の基本周波数はその4倍である約80Hzとなる。
The nozzle axial direction drive mechanism is typically controlled so that its velocity waveform becomes substantially trapezoidal corresponding to the position on the track as shown in FIG. In this case, the acceleration to be controlled (= motor torque) has a pattern as shown in FIG. 5B obtained by first-order differentiation of FIG.
In the actual winding device 1, since it starts from the point A in FIG. 5A and goes around the magnetic teeth 4 and returns to the point A, the rotation frequency is typically about 20 Hz. However, at this time, as shown in this figure, if the time of each section of acceleration, constant speed, deceleration, and stop is equal, the fundamental frequency of acceleration is about 80 Hz, which is four times that.

モータ11の回転制御は、ノズル6の先端部の軌道が所定の精度内に収まるように、上記周波数よりも高速に行う必要がある。通常は制御対象の有する周波数の3倍程度の余裕をもってモータの応答周波数が定められるため、約240Hzがこの巻線装置1における典型的なモータの応答周波数ということになる。この応答周波数は運転員により適宜調整されて、フィードバックゲインという形でモータアンプ27に設定される数値である。   The rotation control of the motor 11 needs to be performed at a speed higher than the above frequency so that the trajectory of the tip of the nozzle 6 is within a predetermined accuracy. Usually, since the motor response frequency is determined with a margin of about three times the frequency of the control target, about 240 Hz is a typical motor response frequency in the winding device 1. This response frequency is a value that is appropriately adjusted by the operator and set in the motor amplifier 27 in the form of a feedback gain.

一方、ベルトの固有周波数fは、下記数式1によって与えられる。 On the other hand, the natural frequency f n of the belt is given by Equation 1 below.

Figure 2010130744
ここで、
k:ベルト8のばね定数
m:ベルト8の駆動対象物(ノズル6、ベース板7等)の質量
である。典型的な値として、k=2874N/mm、m=1.35kgを用いると、f=233Hzとなる。
Figure 2010130744
here,
k: Spring constant of the belt 8 m: Mass of the object to be driven (the nozzle 6, the base plate 7, etc.) of the belt 8. As a typical value, when k = 2874 N / mm and m = 1.35 kg are used, f n = 233 Hz.

モータの応答周波数について、上記では典型的な例を示したが、必要とされる巻線速度、ティースの断面寸法やこれに対するノズル先端部の軌道の設定、加減速のパターン等に応じて変化しうる幅を持っている。この可変範囲内においてベルトの固有周波数が含まれると、モータの応答周波数がベルトの固有周波数に近接する可能性があるため制御ゲインが大きくなり、ノズル先端部の振動も大きくなるという問題が発生することとなる。上記に示した計算例では、fの232Hzと典型的なモータの応答周波数240Hzが近接しているため、上記の問題が発生することとなる。 A typical example of the motor response frequency is shown above, but it varies depending on the required winding speed, cross-sectional dimensions of the teeth, the setting of the trajectory of the nozzle tip, and the acceleration / deceleration pattern. It has a wide range. If the natural frequency of the belt is included within this variable range, there is a possibility that the response frequency of the motor is close to the natural frequency of the belt, so that there is a problem that the control gain increases and the vibration of the nozzle tip also increases. It will be. In the calculation example shown in, for 232Hz and typical motor response frequency 240Hz of f n are close, so that the above-mentioned problems.

モータ11についての運動方程式は、下記数式2にて表現される。   The equation of motion for the motor 11 is expressed by the following Equation 2.

Figure 2010130744
ここで、
θ:モータ11の回転角
J:モータ11の慣性モーメント
:モータ11の発生トルク
:モータ11、減速機12の内部ベアリング摩擦
reac:減速機12の被駆動側からの反力トルク
η:減速比
速度方向は上下方向に周期的に切り換わるような振動状態であるため、摩擦力の方向は周期的な速度方向の変化に応じて切り換わるので、数式2は
Figure 2010130744
here,
θ: rotation angle of the motor 11 J: moment of inertia of the motor 11 T m : generated torque of the motor 11 T b : internal bearing friction of the motor 11 and the speed reducer 12 T reac : reaction force torque from the driven side of the speed reducer 12 η: Reduction ratio Since the speed direction is a vibration state that is periodically switched in the vertical direction, the direction of the frictional force is switched according to the periodic change in the speed direction.

Figure 2010130744
と表現できる。
減速機12の被駆動側からの反力トルクTreacは、被駆動側の2個の慣性モーメントとそれらを連結するベルトの弾性を模擬したばね要素からの振動反力となるので、
Figure 2010130744
Can be expressed as
The reaction force torque Treac from the driven side of the speed reducer 12 is a vibration reaction force from a spring element that simulates the two inertia moments on the driven side and the elasticity of the belt connecting them.

Figure 2010130744
ここで、
Figure 2010130744
here,

Figure 2010130744
k:ベルト8のばね定数
r:駆動側プーリ9の半径(=従動側プーリ10の半径)
θ:駆動側プーリ9の回転角
θ:従動側プーリ10の回転角
:駆動側プーリ9の慣性モーメント
b2:従動側プーリ10、減速機12の摩擦トルク
である。数式4、5を数式3に代入して、
Figure 2010130744
k: spring constant of belt 8 r: radius of driving pulley 9 (= radius of driven pulley 10)
θ 2 : The rotation angle of the driving pulley 9 θ 3 : The rotation angle of the driven pulley 10 J 2 : The moment of inertia of the driving pulley 9 T b2 : The friction torque of the driven pulley 10 and the speed reducer 12. Substituting Equations 4 and 5 into Equation 3,

Figure 2010130744
となる。
数式6は、振動工学などでよく用いられる1自由度振動系と同じ式である。よく知られているように、数式6の振動特性に影響する減衰係数ζ、固有角振動数ωは数式7、8にて表される。
Figure 2010130744
It becomes.
Formula 6 is the same formula as a one-degree-of-freedom vibration system often used in vibration engineering and the like. As is well known, the damping coefficient ζ and the natural angular frequency ω n that affect the vibration characteristics of Equation 6 are expressed by Equations 7 and 8.

Figure 2010130744
Figure 2010130744

Figure 2010130744
減衰係数ζは大きいほど振動の減衰が大きいので、減速機12、モータ11、駆動側プーリ9、従動側プーリ10の摩擦トルクT、Tb2が大きいほどモータの回転減衰がよく効くことが数式6より判る。
また、数式6の右辺第2項が従動側プーリ10、ベルト8からの振動反力トルクとなるが、減速比ηを大きくすればモータの受ける振動反力トルクは小さくなり、ベルト振動の影響を受けにくくできることがわかる。
Figure 2010130744
The larger the damping coefficient ζ, the greater the damping of vibration. Therefore, the larger the friction torques T b and T b2 of the speed reducer 12, the motor 11, the driving pulley 9, and the driven pulley 10, the better the rotational damping of the motor works. 6
The second term on the right side of Equation 6 is the vibration reaction force torque from the driven pulley 10 and the belt 8. However, if the reduction ratio η is increased, the vibration reaction force torque received by the motor is reduced, and the influence of the belt vibration is reduced. You can see that it can be difficult to receive.

数式6において減速機12の減速比ηを1とした場合に、モータ11への指令したトルクに対して、モータの回転角度がどのように応答するか周波数特性を確認した結果を図6に示す。図6(a)はゲイン曲線を示すが、232Hz付近にベルトの固有周波数(f)に対応するピーク値が観測される。図6(b)は位相曲線を示すが、同じ周波数付近で位相が約−150°から約−300°まで大きく変化していることが判る。
従って、モータ11の応答周波数がベルト8の固有周波数fに近接した場合には、この周波数付近において制御ゲインが上昇するため、ノズル先端位置が目標位置からオーバーシュートして、目標位置周りでの振動が大きくなり、ノズル先端の位置精度が劣化し、コイル5の巻線精度も悪化することとなる。
FIG. 6 shows the result of confirming the frequency characteristics of how the rotation angle of the motor responds to the torque commanded to the motor 11 when the reduction ratio η of the speed reducer 12 is set to 1 in Formula 6. . FIG. 6A shows a gain curve, and a peak value corresponding to the natural frequency (f n ) of the belt is observed near 232 Hz. FIG. 6B shows a phase curve, and it can be seen that the phase changes greatly from about −150 ° to about −300 ° around the same frequency.
Therefore, when the response frequency of the motor 11 is close to the natural frequency f n of the belt 8, the control gain increases near this frequency, so that the nozzle tip position overshoots from the target position, and around the target position. The vibration is increased, the position accuracy of the nozzle tip is deteriorated, and the winding accuracy of the coil 5 is also deteriorated.

ノズル6が制御目標値周りで振動する様子を模式的に表したのが図7(a)である。モータ11の回転は、モータ軸に設けられた回転検出器(ロータリーエンコーダ等)により離散的に測定される。従って、実際は破線で示すように目標値周りでほぼ正弦波に近い振動をしているのにもかかわらず、実線で示されるように階段上の波形であるかのように観測されるため、目標値と観測値との差分が誤って認識される。この誤った差分に基づいてモータの駆動制御を行うことになるため制御指令も誤差が大きいものとなり、ノズル6の振動を抑えるのが困難であり、逆にその振幅を増大させてしまうような場合もあった。   FIG. 7A schematically shows how the nozzle 6 vibrates around the control target value. The rotation of the motor 11 is discretely measured by a rotation detector (such as a rotary encoder) provided on the motor shaft. Therefore, although it is actually oscillating almost like a sine wave around the target value as shown by the broken line, it is observed as if it is a waveform on the stairs as shown by the solid line. Differences between values and observed values are recognized incorrectly. When the drive control of the motor is performed based on the erroneous difference, the control command also has a large error, and it is difficult to suppress the vibration of the nozzle 6, and conversely, the amplitude is increased. There was also.

これに対して、減速機12をモータ11と駆動側プーリ9の間に設けた場合は、η倍モータの回転数が増え、回転検出器からの出力は図7(b)のような波形となるため、目標値と観測値との差分が精度よく認識される。従って、モータ11の応答周波数がベルト8の固有周波数に近接した場合においても、差分を収束させるように制御できるため、振動の振幅を低減させることが可能となる。   On the other hand, when the speed reducer 12 is provided between the motor 11 and the driving pulley 9, the number of rotations of the η motor increases, and the output from the rotation detector has a waveform as shown in FIG. Therefore, the difference between the target value and the observed value is recognized with high accuracy. Therefore, even when the response frequency of the motor 11 is close to the natural frequency of the belt 8, the difference can be controlled to converge, so that the vibration amplitude can be reduced.

以上述べた通り、本実施の形態に係る多極電機子のコイル巻線機によると、ノズル軸方向駆動機構においてモータ11と駆動側プーリ9の間に減速機12を介在させることにより、駆動モータの回転角度の検出分解能を向上させることができる。従って、より正確なモータ回転角度の測定値に基づいてモータ駆動制御を適正に行うことができるようになるため、ノズル軸方向駆動機構に使用されるモータ11の応答周波数がベルト8の固有周波数に接近してノズル先端部の振動が増大した場合であっても、ノズル先端位置の目標値周辺での振動の振幅を抑制して、ノズル先端部は精度よく規定の軌跡を描くように駆動制御できる。
このため、線材には常にテンションがかけられてゆるみが発生することがなく、コイル位置を精度よく巻線することが可能となる。
As described above, according to the coil winding machine of the multipole armature according to the present embodiment, the drive motor is provided by interposing the speed reducer 12 between the motor 11 and the drive pulley 9 in the nozzle axial drive mechanism. It is possible to improve the resolution of detecting the rotation angle. Accordingly, since the motor drive control can be appropriately performed based on the more accurate measured value of the motor rotation angle, the response frequency of the motor 11 used in the nozzle axial direction drive mechanism becomes the natural frequency of the belt 8. Even when the vibration at the nozzle tip increases due to the approach, the amplitude of the vibration around the target value at the nozzle tip position can be suppressed, and the nozzle tip can be driven and controlled to accurately draw a specified locus. .
For this reason, tension is always applied to the wire and no loosening occurs, and the coil position can be wound with high accuracy.

また、減速機12を搭載した場合には、モータ11の回転角度が減速比η倍増加することになるため、ノズル6の移動量が同じであっても、モータ11に与える制御用パルスの量は、減速機12を搭載しない場合に比べてη倍多くなる。パルスの量が多くなるほど、1パルスあたりのノズルの移動量が細かく制御できるため、モータ11の応答周波数がベルト8の固有周波数から離れた状態において使用する場合においても、位置決めの精度を高くすることができる。   Further, when the speed reducer 12 is mounted, the rotation angle of the motor 11 increases by a reduction ratio η times, and therefore the amount of control pulses given to the motor 11 even if the movement amount of the nozzle 6 is the same. Is η times greater than when no reduction gear 12 is installed. As the amount of pulses increases, the amount of movement of the nozzle per pulse can be controlled finely. Therefore, even when the motor 11 is used in a state where the response frequency of the motor 11 is away from the natural frequency of the belt 8, the positioning accuracy is increased. Can do.

実施の形態2.
実施の形態1においては、ノズル軸方向駆動機構のモータ11とベルト8を回転させる駆動側プーリ9の間に減速機12を介在させ、モータ11の制御性を改善させることによりノズル6の位置、並びにコイル5の巻線精度を向上させることを目的とするものであったが、実施の形態2においては、ノズル6の軌道を工夫することによりノズル6から繰り出される線材の緩みを防止し、もってコイル5の巻線精度を向上させることを目的とするものである。なお、機器の構成は、図1に示した実施の形態1と同じであるため説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the speed reducer 12 is interposed between the motor 11 of the nozzle axial direction drive mechanism and the driving pulley 9 that rotates the belt 8 to improve the controllability of the motor 11, thereby improving the position of the nozzle 6, Furthermore, in the second embodiment, the wire rod fed out from the nozzle 6 is prevented from loosening by devising the trajectory of the nozzle 6 in order to improve the winding accuracy of the coil 5. The object is to improve the winding accuracy of the coil 5. The configuration of the device is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

図8は、本実施の形態におけるノズル6の軌道を、図2においてB−Bの断面から投影したものであり、図9は対比のために従来のコイル巻線時におけるノズルの軌道を同じ方向から投影したものである。
巻線時のノズル6の軌道について、まず従来例を元に説明する。ノズル6は磁極ティース4の周囲を回転するように駆動されるため、図9に示すように磁極ティース4のある角部A点に線材の一端が接触した状態でノズル6の先端がP1からP2に移動するような場合を想定する。
FIG. 8 is a projection of the trajectory of the nozzle 6 in the present embodiment from the cross section BB in FIG. 2, and FIG. 9 shows the trajectory of the nozzle in the same direction in the conventional coil winding for comparison. Projected from
First, the trajectory of the nozzle 6 during winding will be described based on a conventional example. Since the nozzle 6 is driven so as to rotate around the magnetic teeth 4, the tip of the nozzle 6 is moved from P 1 to P 2 with one end of the wire contacting the corner A point where the magnetic teeth 4 are present as shown in FIG. Suppose you move to

図2に示した磁極ティース4の配置状況から判るように、隣接する磁極ティース間の距離が狭いため、ノズル6の先端部の軌道としては縦長の楕円軌道をとらざるを得ないことが多かった。この場合には、A−P1の距離L1と、A−P2の距離L2とを比べると、L2<L1という関係になるため、ノズル6の先端部がP1からP2に移動する際には線材が緩んでしまい、巻線精度の劣化をもたらすという問題があった。   As can be seen from the arrangement of the magnetic teeth 4 shown in FIG. 2, the distance between the adjacent magnetic teeth is narrow, and therefore, the orbit of the tip of the nozzle 6 often has to be a vertically long elliptical orbit. . In this case, when the distance L1 of A-P1 and the distance L2 of A-P2 are compared, a relationship of L2 <L1 is established. Therefore, when the tip of the nozzle 6 moves from P1 to P2, the wire rod is moved. There was a problem that it loosened and caused deterioration of winding accuracy.

本実施の形態におけるノズル6の軌道は、図8に示すように磁極ティース4の断面を構成する4辺に平行でありかつこの各辺の長さ以下の長さを有する4本の直線と、この4本の直線の終端部において各直線に接する4つの円弧によって構成されている。
本実施の形態においてノズル6の先端部がP1、P2、P3と移動した場合の磁極ティース4の角部AからP1、P2、P3までの距離がどのように変化するかを図10に基づき説明する。
The orbit of the nozzle 6 in the present embodiment is parallel to four sides constituting the cross section of the magnetic teeth 4 as shown in FIG. 8 and has four straight lines having a length equal to or shorter than the length of each side, These four straight line end portions are formed by four arcs in contact with the respective straight lines.
In the present embodiment, how the distances from the corner A of the magnetic teeth 4 to P1, P2, and P3 change when the tip of the nozzle 6 moves to P1, P2, and P3 will be described with reference to FIG. To do.

ノズル6の先端部が直線部を移動している場合、P1からP2に移動するに従って、A−P2の距離がA−P1の距離よりも明らかに長くなるため、線材が緩むことはない。
次に、円弧上にあるP3の場合についてA点との距離について検討する。図10に示すように円弧の中心を原点Oとするx−y座標系において、O−P3とy軸とのなす角をφ、O−Aとy軸とのなす角をβとする。また、O−P3の距離をr、O−Aの距離をRで表す。ここで直線部の軌道の長さは磁極ティース4の各辺の長さと等しいか、これよりも短いため、原点Oは磁極ティース4の断面内部に存在し、0<β≦π/2の関係がある。
上記定数並びに変数を用いると、Aの座標は(−Rsinβ、Rcosβ)で表されるため、A−P3間の距離L(φ)は下記数式8にて示される。
When the tip portion of the nozzle 6 is moving along the straight line portion, the distance A-P2 becomes clearly longer than the distance A-P1 as it moves from P1 to P2, so that the wire does not loosen.
Next, the distance from the point A is examined in the case of P3 on the arc. As shown in FIG. 10, in the xy coordinate system having the center of the arc as the origin O, the angle formed by O-P3 and the y axis is φ, and the angle formed by OA and the y axis is β. Further, the distance of O-P3 is represented by r, and the distance of OA is represented by R. Here, since the length of the track of the straight line portion is equal to or shorter than the length of each side of the magnetic pole teeth 4, the origin O exists in the cross section of the magnetic pole teeth 4, and the relationship of 0 <β ≦ π / 2. There is.
When the above constants and variables are used, the coordinates of A are represented by (−R sin β, R cos β), and therefore the distance L (φ) between A and P3 is expressed by the following formula 8.

Figure 2010130744
これをθについての変化を調べるために1回微分すると、
Figure 2010130744
Differentiating this once to examine the change in θ,

Figure 2010130744
が得られる。
ここで、0≦φ≦π/2より、0<φ+β≦πであるため、dL(φ)/dφ≧0となり、この円弧区間において、L(φ)は単調に増加する。
従って、P1〜P2〜P3のいずれの区間においても、ノズル6の先端部と磁極ティース4の角部との距離は常に増加することがわかった。
Figure 2010130744
Is obtained.
Here, since 0 ≦ φ ≦ π / 2, since 0 <φ + β ≦ π, dL (φ) / dφ ≧ 0, and L (φ) monotonously increases in this arc section.
Therefore, it was found that the distance between the tip of the nozzle 6 and the corner of the magnetic teeth 4 always increases in any of the sections P1 to P2 to P3.

以上本実施の形態に示したように、ノズル6の軌道が上記に示したような直線群と円弧群の組み合わせとなるように、制御装置26によって各モータ11、22、25の動作を制御することにより、ノズル6が磁極ティース4の周囲を回転しても線材が緩むことはない。従って、既に巻線されたコイルがほどけて巻線位置がずれたり、次のターン巻線時に緩んだターンの線材の一部を巻き込んでコイルが大型化したりするような問題も発生せず、位置精度のよいコイルを得ることができる。   As described above, the control device 26 controls the operation of the motors 11, 22, and 25 so that the trajectory of the nozzle 6 is a combination of the straight line group and the circular arc group as described above. Thus, even if the nozzle 6 rotates around the magnetic pole teeth 4, the wire does not loosen. Therefore, there is no problem that the coil already wound is unwound and the winding position is shifted, or the coil is enlarged by entraining a part of the wire material of the loose turn at the next turn winding. A highly accurate coil can be obtained.

実施の形態3.
本実施の形態においては、モータ11の容量の最適化を行う。機器の構成は、図1に示した実施の形態1と同じであるため説明を省略する。
巻線速度を高速化するため、また、モータ11の回転を高精度で制御するために、下記数式10にて与えられる、モータ11が発生しうる最大角加速度αを極力大きくする必要がある。
Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, the capacity of the motor 11 is optimized. The configuration of the device is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
In order to increase the winding speed and to control the rotation of the motor 11 with high accuracy, it is necessary to increase the maximum angular acceleration α that can be generated by the motor 11 as much as possible given by the following formula 10.

Figure 2010130744
Figure 2010130744

ここで、Tmaxはモータ11の最大トルク、Jは自己慣性モーメント、Jはノズル軸方向駆動機構を構成する各機器の負荷慣性モーメント、ηは減速機12の減速比である。J/ηの項はベルト駆動方式としてそもそも負荷の低減を図っている上に、減速比の2乗分低減されるため、J≫J/ηの関係が成り立つ。よって、本巻線装置においてモータ11の発生しうる角加速度αは、結局Tmax/Jとモータ11そのものの有する特性によって決まることとなる。 Here, T max is the maximum torque of the motor 11, J 0 is the self-inertia moment, J 1 is the load inertia moment of each device constituting the nozzle axial direction drive mechanism, and η is the reduction ratio of the reducer 12. The term J 1 / η 2 originally reduces the load as a belt drive system and is reduced by the square of the reduction ratio, so that the relationship of J 0 >> J 1 / η 2 is established. Therefore, the angular acceleration α that can be generated by the motor 11 in this winding device is ultimately determined by T max / J 0 and the characteristics of the motor 11 itself.

図11にモータ11に用いられるサーボモータについて、横軸に定格出力をとり、最大トルク(Tmax;単位[N・m])、及び最大角加速度(α:単位[×10−2])を各々プロットしたものを示す。グラフはサーボモータの一例ではあるものの、各製造メーカによっておおよその傾向は本図に示すものと同様と考えてよい。
モータの定格出力が大きくなるに従い、最大トルクTmaxは増加するが、同時に体格が大きくなるため、自己慣性モーメントJも大きくなる傾向がある。市販されているサーボモータでは、TmaxよりもJの方が増加の傾向が大きいので、α≒Tmax/Jは右下がりの曲線となる。すなわち、大きな角加速度αを得るためには、定格出力の小さなモータを選定することが有利であると考えられる。
FIG. 11 shows the servomotor used for the motor 11 with the rated output on the horizontal axis, the maximum torque (T max ; unit [N · m]), and the maximum angular acceleration (α: unit [× 10 3 s −2 ]). ) Are plotted. Although the graph is an example of a servo motor, the approximate tendency may be considered to be the same as that shown in FIG.
As the rated output of the motor increases, the maximum torque T max increases, but at the same time the physique increases, so the self-inertia moment J 0 tends to increase. In a commercially available servo motor, since J 0 tends to increase more than T max , α≈T max / J o is a downward-sloping curve. That is, in order to obtain a large angular acceleration α, it is considered advantageous to select a motor having a small rated output.

一方、あまり容量の小さいモータの場合には、J/ηの項がJに対して無視しえなくなり、必要な巻線速度を得るための加速度を発生することが困難となる。従って、本巻線装置1用のモータ11としては、400W〜1000Wの容量を選定することにより、大きな角加速度を得ながら、必要最低限のトルクを確保することが可能となる。 On the other hand, in the case of a motor having a very small capacity, the term of J 1 / η 2 cannot be ignored with respect to J 0 , and it becomes difficult to generate an acceleration for obtaining a necessary winding speed. Therefore, by selecting a capacity of 400 W to 1000 W as the motor 11 for the winding device 1, it is possible to secure the minimum necessary torque while obtaining a large angular acceleration.

以上、本実施の形態の発明によると、400W〜1000Wの容量を有するモータ11を選定することにより、モータ11の角加速度αを大きくすることができるため、更にノズル6の制御精度を改善できると同時に、巻線速度を向上させることが可能となる。
As described above, according to the invention of the present embodiment, by selecting the motor 11 having a capacity of 400 W to 1000 W, the angular acceleration α of the motor 11 can be increased, so that the control accuracy of the nozzle 6 can be further improved. At the same time, the winding speed can be improved.

本発明の実施の形態1に係る多極電機子の巻線装置の模式図である。It is a schematic diagram of the winding apparatus of the multipole armature according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る多極電機子の中心軸方向の断面図、及びヨーク部の外形図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the central axis direction of the multipolar armature according to the first embodiment of the present invention and an external view of a yoke portion. 遊星ローラを用いた減速機の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the reduction gear using a planetary roller. 径違いローラを用いた減速機の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the reduction gear using a different diameter roller. 本発明の実施の形態1に係る多極電機子の巻線装置において、モータの回転速度と加速度のパターンを示す図である。In the winding apparatus of the multipole armature which concerns on Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the rotational speed and acceleration pattern of a motor. 従来の多極電機子の巻線装置において、モータの制御特性を示すグラフである。It is a graph which shows the control characteristic of a motor in the winding device of the conventional multipole armature. 実際のモータの運動と回転検出器の測定値の時間変化を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the time change of the actual motor motion and the measured value of the rotation detector. 本発明の実施の形態2に係る多極電機子の巻線装置において、ノズル先端部の軌道を示す図である。In the winding apparatus of the multipole armature which concerns on Embodiment 2 of this invention, it is a figure which shows the track | orbit of a nozzle front-end | tip part. 従来例の多極電機子の巻線装置において、ノズル先端部の軌道を示す図である。In the winding apparatus of the multipole armature of a prior art example, it is a figure which shows the track | orbit of a nozzle front-end | tip part. 本発明の実施の形態2に係る多極電機子の巻線装置において、ノズル先端部の軌道を解析するための図である。In the winding apparatus of the multipole armature which concerns on Embodiment 2 of this invention, it is a figure for analyzing the track | orbit of a nozzle front-end | tip part. 本発明の実施の形態3に係る多極電機子の巻線装置において、モータの容量と角加速度α、最大トルクTmaxの関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between motor capacity, angular acceleration α, and maximum torque T max in a winding device for a multipole armature according to Embodiment 3 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 コイル巻線装置
2 多極電機子
3 ヨーク部
4 磁極ティース
5 コイル
6 ノズル
8 ベルト
9 駆動側プーリ
10 従動側プーリ
11 モータ
12 減速機
14 遊星ローラ
19 小ローラ
20 大ローラ
26 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coil winding apparatus 2 Multipole armature 3 Yoke part 4 Magnetic pole teeth 5 Coil 6 Nozzle 8 Belt 9 Drive side pulley 10 Drive side pulley 11 Motor 12 Reduction gear 14 Planetary roller 19 Small roller 20 Large roller 26 Controller

Claims (6)

リング状のヨーク部から半径方向内側または外側に突出する複数の磁極ティースの周囲にコイルを巻線するために、巻線用の線材を繰り出すノズルと、
このノズルを前記ヨーク部の中心軸方向に駆動するノズル軸方向駆動機構と、
前記ノズルを前記ヨーク部の半径方向に駆動するノズル半径方向駆動機構と、
前記ヨーク部の中心軸周りに前記ヨーク部を回転させるヨーク部駆動機構と、
を備えた多極電機子のコイル巻線装置であって、
前記ノズル軸方向駆動機構は、
前記ノズルが取り付けられ、前記ノズルを前記ヨーク部の中心軸方向に移動させるベルトと、
このベルトの両端に設けられたプーリの一方に出力軸が接続された減速機と、
応答周波数の可変範囲が前記ベルトの固有周波数を含み、前記減速機の入力軸に接続された駆動モータと、
を備えた多極電機子のコイル巻線装置。
In order to wind a coil around a plurality of magnetic teeth protruding radially inward or outward from a ring-shaped yoke portion, a nozzle for feeding a wire for winding,
A nozzle axial direction drive mechanism for driving the nozzle in the central axis direction of the yoke portion;
A nozzle radial drive mechanism for driving the nozzle in the radial direction of the yoke portion;
A yoke drive mechanism for rotating the yoke around the central axis of the yoke;
A coil winding device for a multi-pole armature comprising:
The nozzle axial direction drive mechanism is
A belt to which the nozzle is attached and moves the nozzle in the direction of the central axis of the yoke portion;
A speed reducer having an output shaft connected to one of pulleys provided at both ends of the belt;
A variable range of response frequency includes the natural frequency of the belt, and a drive motor connected to the input shaft of the speed reducer;
Multi-pole armature coil winding device with
ヨーク部中心から半径方向外側に投影した磁極ティースの断面は矩形形状を有し、前記断面において前記磁極ティースの各辺に平行でかつこの各辺の長さ以下の長さを有する直線群とこの直線群の終端部において前記各直線に接する円弧群によって構成される軌道上を、ノズルの先端部が移動するように、ノズル軸方向駆動機構、ノズル半径方向駆動機構、及び前記ヨーク部駆動機構を制御する制御装置と、
を備えた請求項1に記載の多極電機子のコイル巻線装置。
The cross section of the magnetic teeth projected radially outward from the center of the yoke portion has a rectangular shape, and a group of straight lines having a length parallel to each side of the magnetic pole teeth in the cross section and having a length equal to or less than the length of each side. A nozzle axial direction drive mechanism, a nozzle radial direction drive mechanism, and the yoke part drive mechanism are arranged so that the tip of the nozzle moves on a track formed by a group of arcs in contact with each straight line at the end of the straight line group. A control device to control;
A coil winding apparatus for a multipole armature according to claim 1, comprising:
駆動モータの容量が400W以上で1kW以下であることを特徴とする
請求項1又は2に記載の多極電機子のコイル巻線装置。
The capacity of a drive motor is 400 W or more and 1 kW or less, The coil winding apparatus of the multipolar armature of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
減速機は、遊星ローラを用いた構成であることを特徴とする
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の多極電機子のコイル巻線装置。
The multi-pole armature coil winding device according to any one of claims 1 to 3, wherein the speed reducer has a configuration using planetary rollers.
減速機は、径違いの2つのローラを用いた構成であることを特徴とする
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の多極電機子のコイル巻線装置。
The multi-pole armature coil winding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the speed reducer has a configuration using two rollers of different diameters.
リング状のヨーク部から内側又は外側に突出する複数の磁極ティースを有する鉄心を形成する工程と、
請求項1に記載のコイル巻線装置のノズル部が前記磁極ティースの周囲を周回しつつ線材を繰り出すことによりコイルを巻線する工程と
を備えた多極電機子の製造方法。
Forming an iron core having a plurality of magnetic pole teeth protruding inward or outward from the ring-shaped yoke portion;
A method of manufacturing a multipole armature, comprising: a step of winding a coil by feeding a wire while a nozzle portion of the coil winding device according to claim 1 circulates around the magnetic teeth.
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