JP2013018025A - 線材の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い稼働効率で線材に加工を施すことが可能な線材の加工方法を提供する。
【解決手段】繰り出される線材１０に加工を施して巻き取る複数の製造設備１１で複数の線材１０を同時に加工する線材１０の加工方法であって、複数の製造設備１１についてそれぞれ、線材１０に加工が施された電線Ｃの巻取長Ｌ２を計測し、製造する電線Ｃの要求長Ｌ１、電線Ｃの巻取長Ｌ２及び線材１０の線速Ｖに基づいて、線材１０に対する加工終了予定時刻Ｔ１を算出し、加工終了予定時刻Ｔ１及び製造設備１１における加工終了から次の加工開始までに要する準備時間ｔ２に基づいて次の加工を開始する開始予定時刻Ｔ２を算出し、一つの製造設備１１における加工終了予定時刻Ｔ１と加工開始予定時刻Ｔ２との間で、他の製造設備１１が加工終了予定時刻Ｔ１となる場合に、その旨を警報する。
【選択図】図２

Description

本発明は、線材の加工方法に関し、例えば、絶縁電線を製造するために、線材である導体への樹脂の被覆等の加工を施す線材の加工方法に関する。

線材を樹脂によって被覆した電線を製造する技術として、押出ラインが加減速される際に、押出ラインがもつ固有な制御特性に則った外径制御を可能とし、徐々に線速を上げ、あらかじめ設定しておいた定常製造線速とする立ち上げ時における立ち上げ時間を短縮するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、定量的に押出し機から押し出される被覆材を所定時間排出せしめ、該排出された被覆材の重量を計量することにより、該重量と所定時間とから単位時間の押出し量が演算され、該演算値と予め被覆材の材質・線種・線径等に基づいて予め求めておいた線材表面に被覆する被覆材の被覆量とに基づいて押出し機内を走行させる線材の線速が演算されるようにすることも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−２４９９１８号公報 特開平２−３０４８１７号公報

線材に加工を施す設備を複数備えた施設では、次の線材への切り替え、押出型の変更あるいは樹脂の変更のときの停止状態が複数の設備で同時期となること（干渉停止と呼ばれる）がある。そのため、一人の作業者が複数の設備の操作を行う状況では、停止状態の何れか一つの設備に対して作業者が作業を行っている間、他の停止状態の設備は、停止状態のまま放置されることがある。このような停止状態で放置される設備があると、施設全体の稼働効率が低下してしまう。

本発明の目的は、高い稼働効率で線材に加工を施すことが可能な線材の加工方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の線材の加工方法は、繰り出される線材に加工を施して巻き取る複数の加工設備で複数の前記線材を同時に加工する線材の加工方法であって、
前記複数の加工設備についてそれぞれ、前記線材に加工が施された加工線の巻取長を計測し、製造する前記加工線の要求長、前記加工線の巻取長及び前記線材の線速に基づいて、前記線材に対する加工終了予定時刻を算出し、前記加工終了予定時刻及び前記加工設備における加工終了から次の加工開始までに要する準備時間に基づいて次の加工を開始する加工開始予定時刻を算出し、
一つの加工設備における前記加工終了予定時刻と前記加工開始予定時刻との間で、他の加工設備が加工終了予定時刻となる場合に、その旨を警報することを特徴とする。

本発明によれば、停止した加工設備が次の加工のために準備作業が行われる準備時間中において、他の加工設備が停止した際に、その加工設備が停止状態のまま放置されることによる稼働効率の低下を防止することができる。これにより、高い稼働効率で線材に加工を施すことができる。

本発明の線材の加工方法が適用される施設の構成例を示す模式図である。 図１の施設を構成する製造設備の構成図である。 図１の施設の稼働状況を示すタイミングチャートである。 図１の制御装置の表示部における表示画像を示す図である。

以下、本発明に係る線材の加工方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る線材の加工方法が適用される施設１は、複数の製造設備（加工設備）１１を備えている。また、施設１は、制御装置２を備えており、この制御装置２によって各製造設備１１が制御される。

図２に示すように、製造設備１１は、例えば、導体に樹脂を被覆した電線（加工線）Ｃを製造するものであり、導体となる線材１０が巻回された繰り出しボビン１２を有し、この繰り出しボビン１２から線材１０が繰り出される。

線材１０は、製造する電線Ｃの種類に応じて異なる。例えば、絶縁電線を製造する場合の線材１０は導体であり、同軸ケーブルを製造する場合の線材１０は、中心導体の周囲に絶縁体及び外部導体が順に設けられたシールドコア線の場合がある。なお、導体を樹脂で被覆した絶縁電線に樹脂からなるジャケット層を被覆させる場合では、線材１０は絶縁電線である。

繰り出しボビン１２の下流側には、ガイドローラ１３が設けられ、繰り出しボビン１２から繰り出される線材１０は、ガイドローラ１３に掛けられて下流側の押出機１４へ導かれる。

押出機１４は、線材１０が通過するクロスヘッド１５と、樹脂（ペレット）を貯留するホッパ１６とを有しており、ホッパ１６に投入された樹脂は、シリンダ（図示省略）へ送られ、シリンダにおいて溶融される。この押出機１４は、内部にスクリュー（図示省略）を有しており、スクリューが回転することによってシリンダの溶融樹脂がクロスヘッド１５へ送り込まれ、クロスヘッド１５から樹脂が押し出される。したがって、押出機１４では、スクリューの回転によってクロスヘッド１５から押し出される樹脂の押出流量が決定される。線材１０がクロスヘッド１５を通過する際に、クロスヘッド１５から押し出される樹脂を牽引して線材１０の周囲に樹脂が被覆されて電線Ｃとされる。

押出機１４の下流側には、外径測定器２１が設けられており、外径測定器２１は、通過する電線Ｃの外径を測定する。外径測定器２１としては、例えば、レーザ光を用いて電線Ｃの外径を非接触で測定するレーザ式測定器が用いられる。

外径測定器２１の下流側には、冷却装置２２が設けられている。この冷却装置２２は、例えば、水冷式であり、冷却装置２２を通過する電線Ｃは、冷却装置２２によって冷却され、線材１０に被覆された樹脂が硬化される。

冷却装置２２の下流側には、電線Ｃを引き取る引き取りローラ２３が設けられている。この引き取りローラ２３は、電線Ｃを所定の線速で引き取る。

引き取りローラ２３の下流側には、蓄線機２５が設けられている。この蓄線機２５は、上下に配置された可動ローラ２６を有しており、これらの可動ローラ２６に、電線Ｃが巻回されている。可動ローラ２６は、水平方向に移動可能に支持されており、これらの可動ローラ２６が接近または離間して間隔が変動することにより、可動ローラ２６に巻き付けられて蓄線される電線Ｃの長さが調整される。なお、可動ローラ２６同士の間には、上下流側にそれぞれガイドローラ２７が設けられており、上流側のガイドローラ２７によって電線Ｃが上方の可動ローラ２６へ案内され、下流側のガイドローラ２７によって下方の可動ローラ２６からの電線Ｃが下流側へ案内される。

蓄線機２５の下流側にはガイドローラ２８が設けられ、このガイドローラ２８によって電線Ｃが巻き取りボビン２９へ案内される。巻き取りボビン２９は、電線Ｃを巻き取るボビンである。

上記の製造設備１１において、押出機１４の下流側の電線Ｃが巻き取りボビン２９に巻き取られるまでの電線Ｃのパスラインは、数十ｍ以上であり、例えば約１００ｍである。

上記の製造設備１１では、引き取りローラ２３によって線材１０を引き取ることにより、繰り出しボビン１２から線材１０を繰り出させ、押出機１４のクロスヘッド１５へ線材１０を通過させる。これにより、線材１０の周囲にはクロスヘッド１５から樹脂が押し出されて、線材１０の周囲に樹脂が被覆された電線Ｃが製造される。

押出機１４の下流側では、電線Ｃの外径を外径測定器２１で測定する。製造される電線Ｃの外径を一定に保つために、外径測定器２１の測定結果に基づいて、引き取りローラ２３または押出機１４のスクリューの駆動制御を行い、線材１０の線速または押し出される樹脂量を制御する外径制御を行う。
引き取りローラ２３によって引き取られる電線Ｃは、蓄線機２５の可動ローラ２６に巻回されて蓄線され、その後、巻き取りボビン２９に巻き取られる。

上記の製造設備１１を備えた施設１で電線Ｃを製造する場合、まず、線材１０を巻いた繰り出しボビン１２を配置させ、線材１０をパスラインへ引き出してセットする。そして、製造する電線Ｃの長さである要求長Ｌ１のデータを製造装置２へ、入力部（図示省略）から入力する。この要求長Ｌ１は、繰り出しボビン１２に巻回された線材１０の投入長と同一またはそれよりも短い長さとなる。

次に、押出機１４のホッパ１６に樹脂材料を供給し、製造設備１１を稼働させる。このようにすると、繰り出しボビン１２から繰り出される線材１０の外周に、押出機１４で加熱して溶融された樹脂が押出被覆されて電線Ｃとされ、巻き取りボビン２９に巻き取られる。そして、この巻き取りボビン２９で巻き取られた電線Ｃの巻取長Ｌ２が計測され、制御装置２へ送信される。

その後、線速を上げて定常線速Ｖでの加工を行う定常状態とし、この定常状態での自動運転とする。このようにすると、作業者は、この製造設備１１での作業が一旦終了することとなり、製造設備１１に異常が生じない限り、自動運転が継続される。

このとき、制御装置２は、製造設備１１からの計測データに基づいて、電線Ｃの残長Ｌ３を算出する。この残長Ｌ３は、製造指示による製造する電線Ｃの要求長Ｌ１から製造された電線Ｃの巻取長Ｌ２を減算した長さ（Ｌ３＝Ｌ１−Ｌ２）である。

さらに、制御装置２は、算出した残長Ｌ３から自動運転予定残時間ｔ１を算出する。この自動運転予定残時間ｔ１は、残長Ｌ３を線速Ｖで割った時間（ｔ１＝Ｌ３／Ｖ）である。なお、自動運転の停止前から電線Ｃの線速は次第に減速されることとなり、自動運転予定残時間ｔ１は、単純に残長Ｌ３を線速Ｖで割った時間よりも長くなるが、この減速によって長くなる時間は、１，２分程度の微細な時間であるので、自動運転予定残時間ｔ１へ考慮しなくてもあまり影響はない。

そして、制御装置２は、この自動運転予定残時間ｔ１に基づいて、自動運転による電線Ｃの製造が終了する時刻である加工終了予定時刻Ｔ１を予測する。

制御装置２は、さらに加工終了予定時刻Ｔ１に準備時間ｔ２を加算した加工開始予定時刻Ｔ２を算出する。この準備時間ｔ２は、自動運転の終了後における次に製造する電線Ｃの製造の準備に要する時間であり、例えば、ダイス等の変更を行うための型替え及び清掃作業に要する時間、または被覆する樹脂の色等の変更に伴う樹脂変更を行うための色替え作業に要する時間である。

加工終了予定時刻Ｔ１及び加工開始予定時刻Ｔ２は、制御装置２のディスプレイ等の表示部３に表示される。

施設１の稼動中、ある一つの製造設備１１の加工開始予定時刻Ｔ２前に、他の製造設備１１が加工終了予定時刻Ｔ１となって自動運転が終了する、干渉停止と呼ばれる状況が発生する場合がある。このような干渉停止が生じる場合、制御装置２は、施設１の管理者へＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の通信手段によって、その旨を通知して警報する。なお、管理室に設置された制御装置２の表示部３には、各製造設備１１の運転状況、加工終了予定時刻Ｔ１及び加工開始予定時刻Ｔ２が表示される。したがって、この制御装置２の表示部３の表示によって管理者へ干渉停止が発生することを把握させても良い。

干渉停止が生じることを把握した管理者は、自動運転中の他の製造設備１１の作業者へ連絡し、干渉停止する製造設備１１へ配置させる。

これにより、停止した製造設備１１に対して次の加工のための準備作業が行われる準備時間ｔ２中において、他の製造設備１１が停止した際に、その製造設備１１が停止状態のまま放置されることによる稼働効率の低下を防止することができる。したがって、施設１において製造設備１１の数よりも作業者の数が少ない場合であっても、干渉停止となる製造設備１１の停止状態での放置を極力抑えることができ、施設１の高稼働率化を図ることができる。

なお、製造設備１１が途中で異常停止する場合がある。その場合には、次のように対応する。
（１）第一の製造設備１１が最初に自動運転終了により停止する予定であったが、異常停止してしまった場合；
異常停止の第一の製造設備１１は、干渉停止の制御の対象外とし、二番目に自動運転終了による停止予定であった第二の製造設備１１の停止作業中における他の製造設備１１の干渉停止の有無を算出し直す。

（２）第一の製造設備１１が二番目以降に自動運転終了により停止する予定であったが、異常停止してしまった場合；
先に自動運転終了によって停止する予定の第二の製造設備１１の停止作業中に、異常停止の第一の製造設備１１が自動運転の終了によって停止する予定であったのであれば、その第一の製造設備１１を干渉停止の対象外として作業者の配置を取りやめる。また、この第一の製造設備１１は、異常停止であるので、対応可能な作業者が直ちにその第一の製造設備１１の復旧作業にあたる。
異常停止した第一の製造設備１１の異常停止がなかった場合の自動運転終了停止予定時刻が、先に停止予定であった第二の製造設備１１の停止作業中でない場合は、干渉停止が生じないので、通常通りの制御で対応する。

次に、１号機から４号機の４つの製造設備１１Ａ〜１１Ｄを備えた施設１を例示して具体例を説明する。
図３は、製造設備１１Ａ〜１１Ｄの稼働状況を示しており、設備稼働の残時間の短い順に上方側から並べて記載されている。

図３に示すように、２号機（製造設備１１Ｂ）は、３０分後に自動運転が終了して停止する。その停止後、押出機１４のクロスヘッド１５のダイス等の変更を行うための型替え及び清掃作業が行われる。そして、この２号機では、自動運転の終了後、次に製造する電線Ｃの製造の準備に要する準備時間ｔ２は、６０分とされている。

１号機（製造設備１１Ａ）は、４５分後に自動運転が終了して停止する。その停止後、被覆する樹脂の色等の変更に伴う樹脂変更を行うための色替え作業が行われる。そして、この１号機では、自動運転の終了後、次に製造する電線Ｃの製造の準備に要する準備時間ｔ２は、１５分とされている。

３号機（製造設備１１Ｃ）は、９０分後に自動運転が終了して停止する。その停止後、被覆する樹脂の色等の変更に伴う樹脂変更を行うための色替え作業が行われる。そして、この３号機においても、自動運転の終了後、次に製造する電線Ｃの製造の準備に要する準備時間ｔ２は、１５分とされている。

４号機（製造設備１１Ｄ）は、１００分後に自動運転が終了して停止する。その停止後、被覆する樹脂の色等の変更に伴う樹脂変更を行うための色替え作業が行われる。そして、この３号機においても、自動運転の終了後、次に製造する電線Ｃの製造の準備に必要な準備時間ｔ２は、１５分とされている。

上記のような稼働状況では、まず、２号機が３０分後に最初に自動運転が終了して停止し、その後の６０分間の準備時間ｔ２の間に、１号機と３号機が自動運転の終了により停止する。したがって、上記稼働状況では、１号機と３号機とが、干渉停止することとなる。

図４は、上記の稼働状況における制御装置２の表示部３の表示画像を示している。図４に示すように、表示部３には、各号機の製造設備１１Ａ〜１１Ｄの自動運転予定残時間ｔ１及び各準備時間ｔ２が表示されている。そして、この表示部３の表示画像において、干渉停止が予測される１号機と３号機の準備時間ｔ２の表示部分では、その表示部分を囲う枠部が他の表示部分を囲う枠部よりも黄枠で点滅強調表示される。

また、このように、１号機と３号機とに干渉停止が予測されると、制御装置２から管理者の通信端末へ通知が送信され、通信端末の表示にその旨が表示される。

これにより、管理者は、通信端末の表示または制御装置２の表示部３の表示から、１号機と３号機に、干渉停止が予測されることを把握することができる。したがって、管理者は、１号機及び３号機が干渉停止する際に、他の製造設備で非作業状態の作業者へ連絡し、干渉停止する１号機及び３号機へ配置させ、干渉停止時に迅速に対応させることができる。２号機の型替え作業終了予定時刻が３号機の停止予定時刻であるので、２号機の作業者に型替え作業直後に３号機の作業を開始させるようにしてもよい。

このように、干渉停止する製造設備１１が停止状態のまま放置されることによる施設１の全体の稼働効率の低下を防止することができ、高い稼働効率で線材１０に加工を施すことができる。

なお、上記実施形態では、線材１０に対して樹脂を押出被覆する加工を施して電線Ｃを製造する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限らない。

本発明の線材の加工方法が適用可能な工程としては、例えば、導体、絶縁コア、シールドコアあるいは撚り合わせ電線などのコアにＰＥＴテープ等の押さえ巻きやシールドテープを巻き付けるテープ巻き工程、絶縁コアにシールド線を巻き付けるシールド線巻き工程、絶縁コアの周囲にシールド層を編組する編組工程、ダイスに導体を通して細く引き延ばす導体の伸延工程、複数本の導体を撚り合わせる導体の撚り合わせ工程などがある。

１０：線材、１１：製造設備（加工設備）、Ｃ：電線（加工線）、Ｌ１：要求長、Ｌ２：巻取長、Ｔ１：加工終了予定時刻、Ｔ２：加工開始予定時刻、ｔ２：準備時間、Ｖ：線速

Claims (1)

1. 繰り出される線材に加工を施して巻き取る複数の加工設備で複数の前記線材を同時に加工する線材の加工方法であって、
   前記複数の加工設備についてそれぞれ、前記線材に加工が施された加工線の巻取長を計測し、製造する前記加工線の要求長、前記加工線の巻取長及び前記線材の線速に基づいて、前記線材に対する加工終了予定時刻を算出し、前記加工終了予定時刻及び前記加工設備における加工終了から次の加工開始までに要する準備時間に基づいて次の加工を開始する加工開始予定時刻を算出し、
   一つの加工設備における前記加工終了予定時刻と前記加工開始予定時刻との間で、他の加工設備が加工終了予定時刻となる場合に、その旨を警報することを特徴とする線材の加工方法。