JP2014222720A - Flyer type winding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フライヤー部を回動させることにより、ワークの外周に巻線を行うフライヤー式巻線装置に関する。 The present invention relates to a flyer type winding device that winds around the outer periphery of a work by rotating a flyer portion.
連続的にコイル巻線を行う場合、一般的にフライヤー式巻線装置が使用される。フライヤー式巻線装置とは、巻線されるワーク側が静止しており、フライヤー部と呼ばれるアーム自体が、線材を供給しつつワークの周囲で回動することにより、線材をワークに巻き付ける方式の巻線装置である。フライヤー式巻線装置を使用することで、ワークから次のワークへと線材を切断する事無く連続的に巻線する事で巻線タクトを短縮し、効率的に巻線する事が出来る(特許文献1参照)。 When continuously performing coil winding, a flyer type winding device is generally used. In the flyer type winding device, the work side to be wound is stationary, and the arm itself called the flyer part rotates around the work while supplying the wire, thereby winding the wire around the work. It is a wire device. By using a flyer type winding device, the winding tact can be shortened by winding continuously without cutting the wire from one workpiece to the next. Reference 1).
ところで、フライヤー式巻線装置においては、フライヤー部が回転するという性質上、1回の巻線につき1ターンずつ線材自体が捩じられる事になる。ここで、線材が丸線(断面が円形の線材)の場合には、捩じられても製品品質を損なう恐れがあまりないといえる。しかしながら、近年、丸線以外の線材(断面が矩形状等である非円形断面線材)を使用した製品が増えているため、フライヤー式巻線装置で非円形断面線材を使用して効率的な巻線を行いたいが、非円形断面線材の場合には、捩じられた状態で巻線を行うと隙間なく密に巻回することが困難となる。 By the way, in the flyer type winding device, the wire itself is twisted one turn at a time for one winding because of the property that the flyer portion rotates. Here, when the wire is a round wire (wire having a circular cross section), it can be said that there is not much fear of damaging the product quality even if twisted. However, in recent years, products using wires other than round wires (non-circular cross-section wires having a rectangular cross section, etc.) have been increasing, so efficient winding using non-circular cross-section wires in a flyer type winding device. In the case of a non-circular cross-section wire, it is difficult to wind the wire tightly without a gap if the wire is twisted.
フライヤー式巻線装置において、線材が捩れる原因のうちの1つは、上記の様に、1回の巻線につき1ターンずつ線材が捩じられる事であるが、更にもう1つの原因が、線材の供給源であるスプールからの線材の引き出し方向にある。静止したスプールから線材をスプールの軸線方向外側に向かって引き出すと、線材は螺旋状に引き出されるが、それにより1回転の引き出しにつき1ターンのねじれが発生してしまう。 In the flyer type winding device, one of the causes of twisting of the wire is that the wire is twisted by one turn per winding as described above, and yet another cause is It is in the drawing direction of the wire from the spool which is the supply source of the wire. When the wire is drawn out from the stationary spool toward the outside in the axial direction of the spool, the wire is drawn out in a spiral shape, which causes a twist of one turn per one drawing.
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、例えば非円形断面線材を使用しても、捩れなく巻線を行えるフライヤー式巻線装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a flyer-type winding device that can perform winding without twisting even when a non-circular cross-section wire is used, for example.
本発明のフライヤー式巻線装置は、フライヤー部を回動させることでワークに巻線を行うフライヤー式巻線装置において、
線材を蓄積したスプールと、
前記スプールを回転させる第1のモータと、
前記スプールより線材を供給されるフライヤー部と、
前記フライヤー部を前記ワークの周囲で回動させる第2のモータと、
前記第1のモータと前記第2のモータの回転速度を調整する制御装置とを有し、
前記スプールから軸線直交方向外側に線材を引き出した後、前記フライヤー部に供給されるようになっており、
前記制御装置は、前記スプールから供給された線材の量と、前記フライヤー部から消費された線材の量とに応じて、前記第1のモータと前記第2のモータの速度差を変更することを特徴とする。
The flyer type winding device of the present invention is a flyer type winding device that performs winding on a work by rotating the flyer part.
Spools that have accumulated wire,
A first motor for rotating the spool;
A fryer section to which a wire is supplied from the spool;
A second motor for rotating the fryer portion around the workpiece;
A control device for adjusting the rotational speed of the first motor and the second motor;
After drawing the wire from the spool to the outside in the direction perpendicular to the axis, it is supplied to the flyer part,
The control device changes a speed difference between the first motor and the second motor according to an amount of the wire supplied from the spool and an amount of the wire consumed from the flyer portion. Features.
まず、本発明では、回転する前記スプールから軸線直交方向外側に線材を引き出した後、前記フライヤー部に供給されるようにしており、これにより線材がねじられる原因の1つを排除している。 First, in the present invention, a wire rod is pulled out from the rotating spool in the direction orthogonal to the axis, and then supplied to the flyer portion, thereby eliminating one cause of the wire rod being twisted.
更にフライヤー式巻線装置において、1回の巻線につき1ターンずつ線材が捩じられるという問題は、本発明において以下のように解消している。すなわち、前記第1のモータで前記スプールを回転させながら、周囲に巻かれた線材を巻きほぐしつつ、前記第2のモータで回転駆動させられる前記フライヤー部に供給することで、線材の捩れを原則的に解消できる。しかしながら、前記スプールの回転と前記フライヤー部の回転とを一致させただけでは巻線に必要なワイヤー長さが供給されないので、その長さに見合った速度差を保って回転する必要があるが、理論的な速度差を保って回転しても、前記スプールから供給された線材の量と、前記フライヤー部から消費された線材の量が精密に一致するとは限らない。前記スプールから供給された線材の量が、前記フライヤー部から消費された線材の量より多い場合は、線材の弛みが生じて不適正な巻線が生じ、逆に前記スプールから供給された線材の量が、前記フライヤー部から消費された線材の量より少ない場合は、線材の切断が生じる恐れがある。そこで本発明においては、前記制御装置が、前記スプールから供給された線材の量と、前記フライヤー部から消費された線材の量とに応じて、前記第1のモータと前記第2のモータの速度差を変更することで、適正な巻線を行っているのである。 Further, in the flyer type winding apparatus, the problem that the wire is twisted by one turn per winding is solved in the present invention as follows. That is, while the spool is rotated by the first motor, the wire wound around is unwound and supplied to the flyer portion that is driven to rotate by the second motor. Can be eliminated. However, since the wire length necessary for the winding is not supplied simply by matching the rotation of the spool and the rotation of the flyer part, it is necessary to rotate while maintaining a speed difference corresponding to the length. Even if the rotation is performed while maintaining a theoretical speed difference, the amount of the wire supplied from the spool and the amount of the wire consumed from the flyer portion do not always coincide with each other. When the amount of the wire rod supplied from the spool is larger than the amount of the wire rod consumed from the fryer part, the wire rod is loosened, resulting in an inappropriate winding, and conversely, the wire rod supplied from the spool When the amount is smaller than the amount of the wire consumed from the fryer part, the wire may be cut. Therefore, in the present invention, the control device determines the speeds of the first motor and the second motor according to the amount of the wire supplied from the spool and the amount of the wire consumed from the flyer portion. By changing the difference, proper winding is performed.
更に、前記スプールと前記フライヤー部との間に、線材に係合するプーリ装置が設けられており、前記プーリ装置は、前記スプールから供給される線材の量が、前記フライヤー部から消費される線材の量より大きいときは、一方向に移動し、前記スプールから供給される線材の量が、前記フライヤー部から消費される線材の量より小さいときは、他方向に移動するようになっており、更に前記プーリ装置の位置を検出して前記制御装置に信号を出力するセンサを有すると好ましい。これにより、前記プーリ装置が前記フライヤー部に供給される線材の一時的な蓄線部として機能し、前記制御装置が、前記第1のモータと前記第2のモータの速度差を頻繁に変更する必要がなくなる。 Furthermore, a pulley device that engages with a wire rod is provided between the spool and the flyer portion, and the pulley device is configured such that the amount of the wire rod supplied from the spool is consumed from the flyer portion. When the amount of wire rod supplied from the spool is smaller than the amount of wire rod consumed from the flyer portion, it moves in the other direction. Furthermore, it is preferable to have a sensor that detects the position of the pulley device and outputs a signal to the control device. As a result, the pulley device functions as a temporary accumulating unit for the wire supplied to the flyer unit, and the control device frequently changes the speed difference between the first motor and the second motor. There is no need.
前記スプールの回転軸は、前記フライヤー部の回転軸と一致していると好ましい。前記スプールは一般的に回転対称な形状を有するから、その回転軸を、前記フライヤー部の回転軸と一致させて回転させれば、振れ回りなどが生ずる恐れが少なく、安定した巻線動作が可能になる。 The rotation axis of the spool is preferably coincident with the rotation axis of the flyer portion. Since the spool generally has a rotationally symmetric shape, if the rotating shaft is rotated so as to coincide with the rotating shaft of the flyer portion, there is little risk of swinging and stable winding operation is possible. become.
本発明は、非円形断面線材の巻線に有効であるが、円形断面線材を用いて良いことは勿論である。 Although the present invention is effective for winding a non-circular cross-section wire, it is needless to say that a circular cross-section wire may be used.
図面を参照して、本実施の形態について説明する。図1は、フライヤー式巻線装置の全体図である。図1において、台座10の上にフレーム11が配置されており、フレーム11に巻線装置20が取り付けられている。台座10上には支持円盤12が駆動装置13により上下移動可能に配置されており、支持円盤12は、複数のワーク14を植設している。
The present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a flyer type winding device. In FIG. 1, a
図2は、巻線装置20を拡大して示す図である。フレーム11には、第1のモータ21が支持されている。第1のモータ21の回転軸は、小歯車22に連結されて一体的に回転するようになっている。またフレーム11には、第1のモータ21に併設するようにして、大歯車23が回転可能に支持されており、小歯車22と大歯車23とは、両者間に張り渡された第1の歯付きベルト24に噛合している。
FIG. 2 is an enlarged view of the
大歯車23は、セレーション結合等によってスプール軸24と一体的に回転するようになっている。スプール軸24は、矩形断面の線材Wを巻き回して蓄線したスプール25を周囲に脱着可能に取り付けており、又これと一体的に回転するようになっている。スプール軸24の上端は、フレーム11に対して軸受26により回転可能に支持されている。スプール軸24の下端は、軸受27を介して、フライヤー組立体40の上端に相対回転可能に支持されている。すなわち、スプール軸24はフライヤー組立体40と同軸である。
The
フライヤー組立体40は、中空の略円筒状であって、スプール軸24を支持する円盤状の支持部41と、大歯車42と、円筒状のフライヤー基部43とを同軸に連結している。フライヤー基部43の上端及び下端は、フレーム11により軸受28,29を介して回転可能に支持されている。円盤状の支持部41の上面には、スプール軸24に平行に延在するように、パイプ44(又はワイヤーガイド付きのパイプ)が植設されている。パイプ44の上端は、スプール25の中央の高さに位置している。
The
更にフレーム11には、大歯車42に併設して第2のモータ30が取り付けられている。第2のモータ30の回転軸には小歯車31が連結されており、小歯車31と大歯車42とは、両者間に張り渡された第2の歯付きベルト32に噛合している。第1のモータ21と、第2のモータ30は、制御装置CONTの駆動信号により独立して回転駆動されるようになっている。
Further, a
フライヤー基部43の内部には、後述するプーリ装置50が配設されている。フライヤー基部43の下端には、ワーク14と干渉しないように、くの字に曲がった線材ガイド45が形成されている。スプール25から軸線直交方向外側に引き出された線材Wは,パイプ44の上端からパイプ44の内部に進入し、中空のフライヤー組立体40を通過して、フライヤー基部43の下端に至り、線材ガイド45を介してワーク14に至るようになっている。尚、フライヤー基部43とから同軸に下方に延在してなる棒状のワーク抑え34が、フライヤー基部43と軸線方向に相対移動可能となっており、巻線時に、その下端をワーク14の上端に当接させることで、線材ガイド45の振れ回りを抑制する。
A
図3は、フライヤー基部43の内部を示す断面図であり、図4は、図3の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た断面図である。フライヤー基部43内には、ボックス51が内挿固定されている。ボックス51は、図4に示すように、ケース51aと、蓋51bとからなる。ケース51a内には、一対のレール51cが、フライヤー基部43の軸線方向に延在している。
3 is a cross-sectional view showing the inside of the
図3に示すように、ボックス51内には、略5角形状のコマ52が配置されている。コマ52は、両側に2つずつのローラ53を回転可能に取り付けており、各ローラ53はレール51c上を転動可能となっている。従って、コマ52は、レール51cに案内されてボックス51内を上下に移動可能となっている。尚、図4に示すように、コマ52の断面内に、フライヤー基部43の回転中心Oを配置させることで、巻線時にコマ52の振れ回りを極力抑えることができる。好ましくは、断面上コマ52の重心を回転中心Oに一致させることである。
As shown in FIG. 3, a substantially
コマ52の上端には、回転軸52aに回転可能に支持されてなるプーリ54が取り付けられている。一方、ボックス51の上部には、回転軸51dに回転可能に支持されてなるプーリ55が取り付けられている。パイプ44(図2)から進入した線材Wは、フライヤー基部43の上方ガイド43aを経て下方に向かい,プーリ54の周囲に巻き回されて上方に向かい、更にプーリ55の周囲に巻き回されて下方に向かい、下方ガイド43bを経て線材ガイド45に至るようになっている。コマ52と、プーリ54,55によりプーリ装置50を構成する。
A
ボックス51の上端には、上方センサ56が取り付けられており、またボックス51の下端には、下方センサ57が取り付けられている。センサ56,57は、例えばボックス51の内側に光を投射して,その反射光を受光することで、その出力信号を制御装置CONTに送信し、コマ52の位置を検出できるものである。但し、センサの検出態様は,光に限らず、磁気や接触式など種々のものが考えられる。
An
次に、フライヤー式巻線装置の動作について説明する。図5〜7は、ボックス51内のコマ52の位置を示す図である。図8は、制御装置CONTの制御を示すフローチャートである。まず、作業者が、スプール25をスプール軸24にセットする。ここでスプール25における線材Wの巻き付け方向は、スプール軸24の回転方向と逆方向である(スプール25を回転方向とは逆に回転させると、線材Wがスプール25に巻き付く)ものとする。セットした状態で、スプール25から線材Wを引き出して,パイプ44の上端からパイプ44の内部に進入させ、フライヤー組立体40の内部のプール装置50を通過して、線材ガイド45を介してワーク14に連結する。このとき、コマ52の初期位置は、ボックス51の中央付近とするのが好ましい。
Next, the operation of the flyer type winding device will be described. 5 to 7 are diagrams showing the position of the
かかる状態で、不図示のスイッチを投入すると、制御装置CONTは、図8のステップS101で、第1のモータ21と第2のモータ30に電力を供給して、小歯車22,31から歯付きベルト24,32を介して大歯車23,42を同方向に回転させる。これにより、線材ガイド45がワーク14の周囲を旋回し、これによりワーク14の周囲に線材Wが巻かれることとなる。線材Wは、ワーク14に巻き付いた分だけスプール25側から供給される。更に線材ガイド45の旋回と同期して、駆動装置13が支持円盤12を上下動させ、これによりワーク14の全体に均一に線材Wが巻き付けられる。
In this state, when a switch (not shown) is turned on, the control device CONT supplies power to the
ここで、第1のモータ21の速度と第2のモータ30の速度は、ワーク14の径、スプール25の径等により変化する。但し、初期状態のスプール25から線材Wを供給する際に、それぞれ速度V1,V2で小歯車22,31を回転させたとき、プーリ装置50の供給される線材Wの量と,フライヤー基部43の線材ガイド45から消費される(ワーク14に巻き付けられる分だけ線材ガイド45を通過する)線材Wの量とが等しくなる設定速度を、予め試験等で求めておくと好ましい。
Here, the speed of the
従って、設定速度V1,V2で第1のモータ21と第2のモータ30を起動した直後は、図5に示すように、コマ52がボックス51の中央当たりに留まる。よって、図8のステップS102で、センサ56,57がコマ52を検出しないので(図8のステップS103、S105がいずれも否定)、制御装置CONTは,第1のモータ21の設定速度V1と、第2のモータ30の設定速度V2を維持するように制御する。
Therefore, immediately after starting the
ここで、巻線が進行するうちに、プーリ装置50の供給される線材Wの量よりも,フライヤー基部43の線材ガイド45から消費される線材Wの量が増大する場合がある。かかる場合、プーリ装置50のプーリ54に入る線材Wの量が、プーリ55から出る線材Wの量より少なくなるから、コマ52は徐々に上昇する。すると、図6に示すように、コマ52の上端がボックス51の上端に到達するので、上方センサ56が制御装置CONTに信号を出力するため(図8のステップS103で肯定)、制御装置CONTは、第1のモータ21の速度を速めるか、又は第2のモータ30の速度を遅くするようにして、速度差を変更する(図8のステップS104)。これにより、プーリ装置50のプーリ54に入る線材Wの量が、プーリ55から出る線材Wの量より多くなるから、コマ52は徐々に下降することなり、ボックス51から抜け出る恐れはない。
Here, as the winding progresses, the amount of the wire W consumed from the
一方、プーリ装置50の供給される線材Wの量よりも,フライヤー基部43の線材ガイド45から消費される線材Wの量が減少して、プーリ装置50のプーリ54に入る線材Wの量が、プーリ55から出る線材Wの量より多くなると、コマ52は徐々に下降する。ここで、図7に示すように、コマ52の下端がボックス51の下端に到達すると、下方センサ57が制御装置CONTに信号を出力するため(図8のステップS105で肯定)、制御装置CONTは、第1のモータ21の速度を遅くするか、又は第2のモータ30の速度を速めるようにして、速度差を変更する(図8のステップS106)。これにより、プーリ装置50のプーリ54に入る線材Wの量が、プーリ55から出る線材Wの量より少なくなるから、コマ52は徐々に上昇することなり、ボックス51から抜け出る恐れはない。
On the other hand, the amount of the wire W consumed from the
本実施の形態によれば、制御装置CONTが、スプール25から供給された線材Wの量と、フライヤー基部43の線材ガイド45から消費された線材Wの量とに応じて、第1のモータ21と第2のモータ30の速度差を変更することで、適正な巻線を行うことができる。
According to the present embodiment, the control device CONT uses the
制御装置CONTは、線材ガイド45がワーク14の周囲を規定回数だけ旋回した時点で,巻線が終了したものと判断し(図8のステップS107)、第1のモータ21と第2のモータ30への給電を停止する。その後、支持円盤12が回転することで、別なワーク14がフライヤー基部43の下方に位置するので、線材Wを切断することなく上記と同様にして、別なワーク14に巻線を行うことができる。
The control device CONT determines that the winding is finished when the
尚、スプール25における線材Wの巻き付け方向は、スプール軸24の回転方向と同方向である場合、ステップS104で、制御装置CONTは、第1のモータ21の速度を遅くするか、又は第2のモータ30の速度を速めするようにして、速度差を変更するとともに、ステップS106で、第1のモータ21の速度を速めるか、又は第2のモータ30の速度を遅くするようにして、速度差を変更する。尚、巻線には適正なテンション値が必要とされるが、この場合コマ52の重量の2分の1程度が巻線テンションとなるが、巻線に応じて変更するには、その重量を調整する機構が必要であるが、その代わりとして、線材Wにテンションを付与する装置を、いずれかに設けても良い。更に、本発明は、フライヤー部とともにワークを回転するフライヤー式巻線装置にも適用される。
When the winding direction of the wire W on the
10 台座
11 フレーム
12 支持円盤
13 駆動装置
14 コア
20 巻線装置
21 第1のモータ
22 小歯車
23 大歯車
24 第1の歯付きベルト
24 スプール軸
25 スプール
26 軸受
27 軸受
30 第2のモータ
31 小歯車
32 第2の歯付きベルト
40 フライヤー組立体
41 支持部
42 大歯車
43 フライヤー基部
43a 上方ガイド
43b 下方ガイド
44 パイプ
45 線材ガイド
50 プーリ装置
51 ボックス
51a ケース
51b 蓋
51c レール
51d 回転軸
52 コマ
52a 回転軸
53 ローラ
54 プーリ
55 プーリ
56 上方センサ
56 上方センサ
57 下方センサ
CONT 制御装置
W 線材
10
Claims (3)
線材を蓄積したスプールと、
前記スプールを回転させる第1のモータと、
前記スプールより線材を供給されるフライヤー部と、
前記フライヤー部を前記ワークの周囲で回動させる第2のモータと、
前記第1のモータと前記第2のモータの回転速度を調整する制御装置とを有し、
前記スプールから軸線直交方向外側に線材を引き出した後、前記フライヤー部に供給されるようになっており、
前記制御装置は、前記スプールから供給された線材の量と、前記フライヤー部から消費された線材の量とに応じて、前記第1のモータと前記第2のモータの速度差を変更することを特徴とするフライヤー式巻線装置。 In the flyer type winding device that winds the work by rotating the flyer part,
Spools that have accumulated wire,
A first motor for rotating the spool;
A fryer section to which a wire is supplied from the spool;
A second motor for rotating the fryer portion around the workpiece;
A control device for adjusting the rotational speed of the first motor and the second motor;
After drawing the wire from the spool to the outside in the direction perpendicular to the axis, it is supplied to the flyer part,
The control device changes a speed difference between the first motor and the second motor according to an amount of the wire supplied from the spool and an amount of the wire consumed from the flyer portion. Features a flyer type winding device.
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