JP2015130772A - 線材供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線材供給装置において、電線を痛めることなく、確実に線材の供給が正常に行われているのを検出できるようにする。【解決手段】電線５０の送り出しと停止とを繰り返す線材送り機構３と電線５０の動きを検知する圧力センサ９（非接触式センサ）とを設け、制御装置２が、線材送り機構３が電線５０を送り出しているときに、圧力センサ９で得られた検出値の変化の幅が所定の値を得られないときに電線５０の送り出しに異常が生じていると判断するようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、電線、光ファイバー、ワイヤーなどの線材を供給する線材供給装置に関し、特に線材が送り込まれている状態を検出するものに関する。

従来より、線材を送り出す線材送り機構を有する線材供給装置では、線材に詰まりが生じた状態でさらに線材を供給し続けると、線材が絡まる等の不都合が生じる。

そこで、例えば、特許文献１では、供給される電線がガイドローラに作用させる押下力を検知して電線切れや電線もつれを検知するようにしている。

また、例えば、特許文献２では、光ファイバの送りに異常が生じたときに、弛み検出部内で弛みが生じて光センサの光路を遮るのを検知して光ファイバの弛みを検出するようにしている。

また、特許文献３では、凹部の奥に入り込んだ線材を機械的スイッチに接触させて線材に損傷を与えるような短ピッチの蛇行のみを検出できるようにしている。

実開平２−７９３６８号公報（特に図４） 実開平３−９８４０２号公報（特に図１） 特開平８−１６６５２８号公報（特に図６）

しかしながら、特許文献１のような方法では、ガイドローラが電線に直接作用するので、その摩擦力等により送りが不良となったり、電線を痛めたりするなどの悪影響を与えるおそれがある。

また、特許文献２及び３のような方法では、弛み検出部や凹部を設けるスペースが必要となる上、弛み検出部や凹部において電線の座屈が発生するおそれがあるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、線材を痛めることなく、確実に線材の供給が正常に行われているのを検出できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、非接触センサの検出値の変化を読み取るようにした。

具体的には、第１の発明では、線材を送り出す線材送り機構を備えた線材供給装置を前提とし、
上記線材供給装置は、
上記線材の動きを検知する非接触式センサと、
上記線材送り機構が上記線材を送り出しているときに、上記非接触式センサで得られた検出値の変化の幅又は値が所定の値を得られないときに上記線材の送り出しに異常が生じていると判断する制御装置とを備えている。

すなわち、線材送り機構は、例えば線材が一定の長さ又は一定時間繰り出される線材の送り出しと停止とを繰り返すが、線材が正常に送られてこなくなると、線材の動きが止まって期待された動きが発生しない。この動きが発生しないことを非接触式センサの検出値の変化の幅又は値が所定の値を検出しないことから判定することができる。このため、接触式センサのように線材を痛めることなく、確実に線材の送り出しの異常が検出される。検出値の変化の幅又は値を読むことにより、線材の種類等が変わっても設定し直す必要性が低い。

第２の発明では、上記前提の線材供給装置は、
上記線材の動きを検知する非接触式センサと、
上記線材送り機構が上記線材を送り出している加速中のとき又は減速中のときに、上記非接触式センサで得られた検出値において、変位したピーク値の絶対値が所定の閾値よりも小さいときに上記線材の送り出しに異常が生じていると判断する制御装置とを備えている。

上記の構成においては、線材を送り出している加速中や減速中のときに、この送り出しによる線材の動きが発生しないことを非接触式センサの検出値の偏差であるピーク値の絶対値が所定の値よりも小さいことから判定することができる。このため、接触式センサのように線材を痛めることなく、確実に線材の送り出しの異常が検出される。検出値のピーク値の絶対値と所定の閾値とを比較するので、線材の種類が異なれば、それに合わせて閾値を設定し直す必要がある可能性が高い。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記線材送り機構から送り出された上記線材を切断する切断刃と切断された線材被覆端部を剥ぎ取るストリップ刃を備えた切断部をさらに備え、
上記線材送り機構は、線材を強制的に送り込む駆動部を備え、
上記非接触式センサは、上記駆動部から上記切断刃を超えて送られる線材の線上に設けられている。

上記の構成によると、線材の詰まりや座屈が発生すると、線材のもつれや絡みが生じる範囲において確実に線材の詰まりや座屈を検出できる。駆動部から送り出される線材先端までの間で線材送りの異常を検知できるので、例えば、線材の切断の後に、切断後の線材に対するクランプの圧着工程があるような場合に、線材詰まりや座屈が起こると、線材を切断する切断刃と線材被覆端部を剥ぎ取るストリップ刃とで圧着された端子を切断することになり、切断刃とストリップ刃が摩耗したり、損傷したり、する。これに対して線材の送り出し不良を検出することにより、切断刃とストリップ刃の損傷から発生する線材の加工不良を防ぐことができる。

第４発明では、第２又は第３の発明において、
上記線材送り機構から送り込まれる線材が先端ノズルに供給されるのをガイドする中空のガイドチューブを有し、
上記非接触式センサは、上記ガイドチューブ内の圧力変化を検出する圧力センサであり、
上記制御装置は、上記線材送り機構が上記線材を送り出している一定速のときに、上記圧力センサで得られた検出値の圧力変化のピーク値の絶対値又は圧力値が所定の値よりも大きいときに線材の送り出しに異常が生じていると判断する。

上記の構成によると、線材が線材送り機構から正常に送られる場合、線材の速度は加速後一定速になる。このときのガイドチューブ内には圧力変化は発生しない。しかし線材詰まりや座屈が発生し線材が正常に送られてこなくなると、圧力センサで検出した圧力変化のピーク値の絶対値又は圧力値は閾値より大きくなる。そのときに線材の送り出しの異常が確実に検知される。

第５の発明では、第１〜第３のいずれか１つの発明において、
上記非接触式センサは、検知範囲内の上記線材送り機構から送り込まれた線材の揺れ幅を検出するレーザラインセンサであり、
上記制御装置は、上記線材送り機構が上記線材を送り出しているときに、上記レーザラインセンサで得られた揺れ幅の変化又はピーク値が所定の値よりも小さいときに上記線材の送り出しに異常が生じていると判断する。

上記の構成によると、線材が線材送り機構から正常に送られてきた場合、線材の揺れ幅に変化が生じる。線材が正常に送られてこなくなると、レーザラインセンサがその揺れ幅の変化又はピーク値を検知しなくなるので、そのときに線材の送り出しの異常が確実に検知される。

以上説明したように、本発明によれば、線材送り機構が線材を送り出しているときに、非接触式センサで得られた検出値のピーク値の絶対値又は値が所定の値を検出しないときに線材の送り出しに異常が生じていると判断するようにしたので、線材を痛めることなく、確実に線材の供給が正常に行われているのを検出することができる。

本発明の実施形態１に係る線材供給装置の概要を示す説明図である。 電線ガイド部及びその周辺を拡大して示す断面図である。 圧力センサで電線の異常を検出する様子を示す説明図である。 電線の送りの異常を検出する工程を示すフローチャートである。 測長速度とセンサ圧力の変化を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る変形例の測長速度とセンサ圧力の変化を示すグラフである。 電線の送りの異常を検出する工程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るレーザラインセンサ及びその周辺を拡大して示す平面図である。 本発明の実施形態２に係る測長速度とレーザラインセンサのセンサ値の変化を示すグラフであり、電線が正常に送られているときを示す。 本発明の実施形態２に係る測長速度とレーザラインセンサのセンサ値の変化を示すグラフであり、電線が正常に送られていないときを示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の線材供給装置１の概要を示し、詳しくは図示しないが、この線材供給装置１は、例えば、線材としての電線５０の切断、被覆線の剥ぎ取り、端子の圧着等を行う電線処理装置における電線供給方向の上流側に設けられている。線材供給装置１は、例えば電線処理装置全体を制御する制御装置２によって制御されることにより、線材としての電線５０を測長しながら送り出す線材送り機構３を備えている。なお、制御装置２は、電線処理装置２の一部のみを制御するものでもよい。線材送り機構３は、駆動部としての複数対のローラ３ａを備え、複数対のローラ３ａに挟まれて測長しながら切断刃を超えた長さの指定長さだけ電線５０を送り出した後、一旦停止し、下流側に設けた切断刃４で電線５０を切断及び被覆はぎを行うようになっている。その後は、切断後の供給側の電線５０の先端及び切断後の電線５０の基端を把持部５（図１で上流側の把持部は省略）で掴んで側方に移動させて所定の端子の圧着等の加工を行い（図示せず）、元の電線５０を供給するラインに戻った後、再び同じ動作を繰り返すように制御装置２で制御されるようになっている。

図２に拡大して例示するように、例えば線材送り機構３の電線排出口には、第１ガイドブロック６ｂ、第２ガイドブロック６ｃが配置され、その中心部を貫通するガイドパイプ６ｄにより連通し、さらにその下流側にはガイドチューブ６ｅが連結されており、１つの貫通孔６ａを有する電線ガイド部６を備えている。図１に示すように、ガイドチューブ６ｅの下流側は、先端ノズル８に連結されており、例えば、切断刃４よりも手前にある先端ノズル８から線材送り機構３の間の貫通孔６ａは、空気が漏れにくくになっている。ガイドチューブ６ｅは、ローラ３ａから送り込まれる電線５０が先端ノズル８に供給されるのをガイドする役割を果たしている。

図３にも示すように、ガイドチューブ６ｅの中間位置には、分岐部６ｆが設けられ、その分岐部６ｆには、非接触式センサとしての圧力センサ９が設けられている。なお、分岐部６ｆは、電線ガイド部６であれば、どの位置に取り付けても構わない。
この圧力センサ９は、例えば、デジタル空気圧センサよりなり、制御装置２から電源を取って０．１Ｐａ程度の小さな圧力変化でも検出可能となっており、検出結果の信号を制御装置２に送信するようになっている。

制御装置２は、線材送り機構３が電線５０を送り出しているときの加速時や送り出し停止前の減速時に、圧力センサ９で得られた検出値の変化の幅Ｐ１が所定の値（閾値Ｐ２）よりも小さいときや加速後の定速時になったときに圧力センサ９で得られた検出値の変化の幅Ｐ１が所定の値（閾値Ｐ２）よりも大きいときに電線５０の送り出しに異常が生じていると判断するように構成されている。

次いで、その電線５０の異常検出の流れについて具体的に説明する。

制御装置２による電線処理装置の制御の流れのうち、１つのルーチンを図４に示す。

まず、ステップＳ０１において、電線測長を開始する。すなわち、線材送り機構３のローラ３ａを駆動しながら送り出した電線５０の長さを計測する。

次いで、ステップＳ０２において、加速中の圧力センサ９からの信号を制御装置２が判定する。図５に示すように、測長を開始すると、ガイドチューブ６ｅ内で停止していた電線５０が急に動き出すので、ガイドチューブ６ｅ内の圧力が一時的に低下する（例えば、−４〜−２Ｐａ程度）。ガイドチューブ６ｅの両端は空気が漏れにくくなっているので、すぐに差圧は０に戻らない。例えば、閾値Ｐ２を１Ｐａとしておけば、圧力変化のピーク値は、−１Ｐａよりも小さくなっていることから、検出値の変化の幅（図５で示す上下幅の大きさ）Ｐ１が所定値Ｐ２以上であるので（Ｐ１≧Ｐ２）、電線５０は、正常に供給されていると判断し、測長及び圧力変化の計測を継続しながらステップＳ０３に進む。なお、Ｐ２の値は、線材の種類や装置構成によって適切に設定すればよく、例えば０．５〜５０Ｐａとする。例えばガイドチューブ６ｅの内径を細くすれば、検出される圧力変化も大きくなる。

ステップＳ０３では、加速終了後の一定速中における圧力センサ９からの信号を制御装置２が判定する。この範囲では、図５に示すように、ガイドチューブ６ｅ内の圧力は負圧状態に維持され圧力変化は大きく発生しない。そのため、検出値の変化の値はほぼ０の値を示しており、所定値Ｐ２以下であるので、電線５０は、正常に供給されていると判断し、測長及び圧力変化の計測を継続しながらステップＳ０４に進む。

ステップＳ０４では、測長を完了したかを判断する。測長が完了したと判断した場合、
所定長さだけ電線５０を供給したので、測定を終了し、ローラ３ａの回転を停止する。このとき、電線５０が急激に停止するので、一時的にガイドチューブ６ｅ内の圧力が上昇する。このときも、検出値の変化の幅Ｐ１が所定値Ｐ２以上であるので（Ｐ１≧Ｐ２）、電線５０は、正常に供給されていると判断する。

そして、この電線５０の供給が停止している間に、電線５０の切断、被覆はぎ、端子圧着等の一連の作業が行われて１タクトが終了する。そして再び制御装置２によりステップＳ０１からの工程が所定回数だけ繰り返される。

一方で、例えば、電線送り出しを始めるときにローラ３ａと電線ガイド部６の隙間で電線５０が座屈による詰まりを起こして電線５０の供給が正常に行われないときは、電線５０がガイドチューブ６ｅ内に供給されないので、図５で示したような加速時に大きな圧力変化Ｐ１が検出されない。

そうすると、制御装置２は、例えば、加速中に一度も閾値Ｐ２以上の大きな圧力変化Ｐ１がないことから、送り異常が発生していると判定し、ステップＳ０６においてローラ３ａによる電線５０の送り動作を停止する。

また、送り出しのときは正常に電線５０を送り出すことができても、一定速中に電線５０が突然座屈による電線詰まりを起こす場合がある。このときの検出値の変化の幅Ｐ１は所定値Ｐ２以上となる。そうすると、制御装置２は、加速度中に閾値Ｐ２以上の大きな圧力変化Ｐ１を検知し、送り異常が発生していると判定し、ステップＳ０６においてローラ３ａによる電線５０の送り動作を停止する。

次いで、ステップＳ０７により警報が発せられ、作業員が例えば電線ガイド部６の手前での電線５０の詰まりを解消する。このように、確実に電線５０の送り出しの異常が検出され、さらなる電線５０の絡まりを防いで早急な復帰を行うことができる。また、電線５０が供給されないまま、次のタクトに進んでしまって、先端に金属製の端子が圧着された電線５０の先端部を切断刃４で切断して切断刃４が摩耗したり損傷したりしてしまうのを確実に防ぐことができる。

したがって、本実施形態に係る線材供給装置１によると、線材送り機構３が電線５０を送り出している加速、定速及び減速のときに、それぞれの領域において圧力センサ９で得られた検出値の変化の幅Ｐ１が所定の閾値Ｐ２と比較することにより電線５０の送り出しに異常が生じていると判断するようにしたので、電線５０を痛めることなく、確実に電線５０の供給が正常に行われているのを検出することができる。

また、圧力センサ９をローラ３ａから先端ノズル８までの間に設けたので、電線５０の詰まりや座屈が発生すると電線５０のもつれや絡みが生じる範囲において、確実に電線５０の詰まりや座屈を検出できる。但し、圧力センサ９の配置位置は、この範囲に限定されず、切断刃４よりも手前で圧力センサ９が圧力変化を検出できる箇所であれば特に限定されない。

なお、本実施形態では、ステップＳ０２において、検出値の変化の幅Ｐ１が所定値Ｐ２以上のとき異常なし、としているが、停止時の差圧が０Ｐａであるので、実質的には検出値の絶対値が閾値Ｐ２以上であるときを異常なしと判定するのと同じである。

−変形例−
図６は、本発明の実施形態１の変形例を示し、圧力センサ９の圧力の検出方法が異なる点で上記実施形態１と異なる。なお、本変形例及び以下の実施形態２では、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

すなわち、本変形例では、圧力センサ９は、差圧センサではなく、絶対圧を検出する絶対圧センサとする。この絶対圧センサも１Ｐａ程度の絶対圧の変化Ｐ１を検知可能となっている。

本変形例では、図６の範囲Ａに示すように、電線５０の送り開始の加速時には、ガイドチューブ６ｅ内の圧力は線材が先端ノズル８から押し出されることにより空気が押し出され、外気圧より負圧となって低くなり、その後、定速になると低いままほぼ一定の値を取り、電線５０の停止時には、再び大気圧に戻る。

本変形例による制御装置２による電線処理装置の制御の流れを図７に示す。
制御装置２は、このような絶対圧が閾値Ｐ２以下である場合、電線５０が正常に送り込まれていると判定する。

逆に、ローラ３ａが回転しているにもかかわらず、範囲Ａにおいて、図６に示すような変化を示さず、外気圧と同じまま又は、閾値Ｐ２よりも大きい値しか示さない場合には、電線５０が詰まっていると判断することができる。

したがって、本変形例においても、電線５０を痛めることなく、確実に電線５０の供給が正常に行われているのを検出することができる。

（実施形態２）
図８は、本発明の実施形態２に係る、非接触センサとしてのレーザラインセンサ１０９及びその周辺を拡大して示す。本実施形態は、非接触式センサがレーザラインセンサ１０９である点で上記実施形態１と異なる。

すなわち、本実施形態では、図８に示すように、非接触式センサは、上下に延びる１つのスリットからレーザ光を発光させる発光部１０９ａと、この発光部１０９ａから発光されたレーザ光を受光する受光部１０９ｂとを備えた超小型レーザラインセンサである。

レーザラインセンサ１０９は、例えば、電線ガイド部６の下流側のガイドチューブ７を挟むように板状の取付ブラケット１０９ｃ上に発光部１０９ａと受光部１０９ｂとが配置され、上下に延びるスリットの範囲でガイドチューブ７内の電線５０が動いてレーザ光が遮断された範囲を検出することが可能である。このことから、レーザラインセンサ１０９の検出範囲内のガイドチューブ７自体は、移動しないように、例えば、取付ブラケット１０９ｃに対向して立設された一対の固定部１０９ｄの貫通孔で固定されているのが望ましい。本実施形態では、取付ブラケット１０９ｃ上に発光部１０９ａと受光部１０９ｂとを適切な位置に固定してあるので、両者の距離を変えずにレーザラインセンサ１０９の取付位置を変更可能となっているが、必ずしもレーザラインセンサ１０９をこのようにユニット構成していなくてもよい。

電線５０は、ローラ３ａによって送り出し、ガイドチューブ７内で上下に動く。このことを利用し、ガイドチューブ７内のレーザ光の乱れを検出することで、検知範囲内にある電線５０の揺れ幅の変化を検出するように構成されている。

本実施形態では、制御装置２は、線材送り機構３が電線５０を送り出しているとき（図９及び図１０の範囲Ａ）に、レーザラインセンサ１０９で得られた電圧値の変化すなわち揺れ幅の変化Ｐ１が所定の値（図示せず）よりも小さいときに電線５０の送り出しに異常が生じていると判断する。

具体的には、図９に示すように、本実施形態では、電線５０が線材送り機構３から正常に送られてきた場合、電線５０は送り（範囲Ａ）及び停止（範囲Ｂ）の動作を繰り返すが、この所定の動きに伴って、電線５０の揺れ幅に変化（Ｐ１で示す）が生じる。

電線５０が正常に送られてこなくなると、図１０に示すように、範囲Ａにおいて一度もレーザラインセンサ１０９がその揺れ幅の変化を検知しなくなるので、そのときに電線５０の送り出しの異常が確実に検知される。

範囲Ｂで示すローラ３ａの停止時には、そもそも電線５０は動かないので、本実施形態では、特に範囲Ａのときの電線５０の揺れ幅を元に電線５０の状態を判断する必要がある。

なお、本実施形態において、検出されたピーク値の絶対値が所定の閾値を超えることにより、電線５０が正常に送り出されていると判定するようにしてもよい。

したがって、本実施形態に係る線材供給装置１においても、確実に電線５０の供給が正常に行われているのを検出することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、線材は、電線５０としているが、光ファイバー、ワイヤーなどでもよく、線材の送り出し長さや送り出し時間などの所定の間隔で線材の送り出しと停止とを繰り返す線材送り機構を備えた線材供給装置について適用可能である。

また、上記実施形態では、非接触式センサは、圧力センサ９やレーザラインセンサ１０９としたが、これに限定されず、例えば、ノズル、電線ガイドなどの電線等の線材がこすれて摩擦の生じやすいところに静電気センサを配置し、供給を止めたときにイオナイザーで放電するようにすれば、線材の供給の異常を検知することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、電線、光ファイバー、ワイヤーなどの線材を供給する線材供給装置について有用である。

１ 線材供給装置
２ 制御装置
３ 線材送り機構
３ａ ローラ（駆動部）
４ 切断刃
５ 把持部
６ 電線ガイド部
６ａ 貫通孔
６ｅ ガイドチューブ
６ｆ 分岐部
７ ガイドチューブ
８ 先端ノズル
９ 圧力センサ（非接触センサ）
５０ 電線（線材）
１０９ レーザラインセンサ（非接触センサ）
１０９ａ 発光部
１０９ｂ 受光部
１０９ｃ 取付ブラケット
１０９ｄ 固定部

Claims (5)

1. 線材を送り出す線材送り機構を備えた線材供給装置において、
   上記線材の動きを検知する非接触式センサと、
   上記線材送り機構が上記線材を送り出しているときに、上記非接触式センサで得られた検出値の変化の幅又は値が所定の値を得られないときに上記線材の送り出しに異常が生じていると判断する制御装置とを備えている
   ことを特徴とする線材供給装置。
2. 線材を送り出す線材送り機構を備えた線材供給装置において、
   上記線材の動きを検知する非接触式センサと、
   上記線材送り機構が上記線材を送り出している加速中のとき又は減速中のときに、上記非接触式センサで得られた検出値において、変位したピーク値の絶対値が所定の値よりも小さいときに上記線材の送り出しに異常が生じていると判断する制御装置とを備えている
   ことを特徴とする線材供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の線材供給装置において、
   上記線材送り機構から送り出された上記線材を切断する切断部をさらに備え、
   上記線材送り機構は、線材を強制的に送り込む駆動部を備え、
   上記非接触式センサは、上記駆動部から送り出される線上に設けられている
   ことを特徴とする線材供給装置。
4. 請求項２又は３に記載の線材供給装置において、
   上記線材送り機構から送り込まれる線材が先端ノズルに供給されるのをガイドする中空のガイド部を有し、
   上記非接触式センサは、上記ガイド部内の圧力変化を検出する圧力センサであり、
   上記制御装置は、上記線材送り機構が上記線材を送り出している一定速中のときに、上記圧力センサで得られた変位のピーク値の絶対値又は検出値のピーク値が所定の値よりも大きいとき、に上記線材の送り出しに異常が生じていると判断する
   ことを特徴とする線材供給装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の線材供給装置において、
   上記非接触式センサは、検知範囲内の上記線材送り機構から送り込まれた線材の揺れ幅を検出するレーザラインセンサであり、
   上記制御装置は、上記線材送り機構が上記線材を送り出しているときに、上記レーザラインセンサで得られた揺れ幅の変化の幅又はピーク値が所定の値よりも小さいときに上記線材の送り出しに異常が生じていると判断する
   ことを特徴とする線材供給装置。

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