JP2023553786A - ワイヤコイル用の自動トリミング装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数のワイヤループ（３）を含むワイヤコイル（２）用の自動トリミング装置（１）に関する。装置は、ベースフレーム（４）、ベースフレーム（４）に回転可能に接続された回転部材（６）、回転部材（６）が回転される場合にワイヤループを支持するための支持ユニット、ワイヤの端部を検出するために配設されたセンサアセンブリ、及び、回転部材が回転される場合にワイヤに沿って移動した距離を感知するための距離センサ、を備える。トリミング装置は、ワイヤの端部が検出されるまで、回転部材を第１方向に回転させ、ワイヤの端部が検出された場合に、回転部材を反対方向に回転させ、ワイヤに沿って移動した距離を判定し、ワイヤの端部からワイヤに沿って移動した距離及び所定の切断距離に基づき、切断コマンドを生成するように適合されている。回転部材（６）は、切断コマンドを受信すると、ワイヤを切断するように配設された切断デバイスを有する。

Description

本発明は、長尺圧延機においてワイヤコイルをトリミングするための自動トリミング装置に関する。

ワイヤコイルは、ワイヤロッド圧延機における最終形状圧延デバイスの後に設置されたループ形成デバイスにより作成される、連続する多数のループ形状のワイヤで構成されている。ループ状ワイヤの連続長は、数千メートルになり得る。ループ形成デバイスの後にコンベヤが続き、連続ループは垂直回収デバイスに到達するまでその上を移送され、ループは垂直回収デバイス内に落下し、垂直コイル内に集積する。

ワイヤコイルを製造する長尺圧延機における製品品質の重要な側面は、コイル内のワイヤの最終的な材料特性である。圧延プロセス自体など、ワイヤ製作のプロセスにおける活動に起因して、各コイルの先端部及び末端部で異なる特性を有するワイヤが製造される。コイル内のワイヤの末端部及び先端部の品質が低下していることから、コイルの更なる処理の前に、それらの除去が必要となる。最適にトリミングされていないコイルは、低品質のコイルの１つの要因である。そのため、コイル内のワイヤの最初及び最後の部分は、品質要件を満たさず、従って、除去されなければならない。このプロセスは、コイルトリミングと称され、垂直パレット又は水平フックにより支持されている間に、コイルに実行され得る。

ワイヤコイルの末端部及び先端部を除去するための最も一般的な従来の方法は、オペレータが除去されるべきワイヤロッドコイルの部分を識別及び分離するが故に、大部分において手作業の活動を伴う。これを判定するため、オペレータは、特定の製品についての特定の製造条件により定義された特定の最小長に基づき、個々のリングを数えることができる。オペレータはまた、基本的な検査を行い、必要に応じて追加的なワイヤを除去することができる。特定の場所で切断する決定がオペレータによりなされると、ワイヤは、切断デバイスの何らかの形態を用いることにより切断され、続いて、オペレータが手動で切断部分を持ち上げて除去し、指定された容器にそれを廃棄する。このエリアにおける作業環境は、負傷が生じやすく、概して人間工学的に劣悪な作業条件を特徴とする。

次に一般的な従来の方法は、ワイヤがその最終的なサイズ及び形状を得た後、及び、直線ワイヤがそのコイル形状へと形成される前に、高速剪断機を用いることにより、圧延ビレットの前部及び後部を除去することである。このエリアにおいて、高速剪断機は、非常に高い精度及び非常に高い相対速度で切断することが可能でなければならない。そのような高速剪断機は、保守及び運用するのが非常に複雑になり、費用がかかる。そのような高速剪断機の複雑な性質に起因して、それは時としてその意図されたトリミング動作を実行し損ね、その結果、先端部及び末端部のワイヤのいかなる除去も、手動のオペレータにより行われなければならない。高速剪断機が意図されたように動作する場合であっても、高速剪断機の後にワイヤに何らかのダメージが生じることがあり、それによりこの場合、手動のオペレータによりトリミングが行われることが必要となる。高速剪断機は非常に有用である一方、それはバックアップシステム又は手動のトリミング場所の必要性を完全に排除することができない。

米国特許出願公開第２０１９／０２９１１６９号、欧州特許出願公開第０９９２２９８Ａ２号、英国特許出願公開第２０４７５９７号、及び韓国特許出願公開第１０１５６８５９３Ｂ１号は、先行技術のトリミング装置を開示している。先行技術のトリミング装置は、切断されるべきワイヤループの数を判定するための手段を備える。そのようなトリミング装置の欠点は、剪断位置が低い精度で判定され、ワイヤの浪費に繋がることである。

本発明の目的は、より高い精度をもって剪断位置を判定する、ワイヤコイル用の改良された自動トリミング装置を提供することである。

この目的は、請求項１において定義された自動トリミング装置により達成される。

装置は：
ベースフレーム、
ベースフレームに回転可能に接続されており、コイルのワイヤループを収容するためのスペースを有する回転部材、
回転部材を２つの反対方向に回転させるように配設された第１アクチュエータ、及び
第１アクチュエータを制御するように配設された制御ユニット
を備え、
回転部材には、
回転部材が回転される場合にワイヤループを支持するために、当該スペース内に配設された支持ユニット、
スペースの定義されたエリアにおけるワイヤの存在を感知するために配設されたセンサアセンブリ、及び
回転部材の回転中に、ワイヤに沿って移動した距離を感知するための距離センサ
が設けられており、
制御ユニットは：
ワイヤセンサアセンブリ及び距離センサからの出力を受信する、
ワイヤセンサアセンブリからの出力に基づき、ワイヤの端部を検出する、
ワイヤの端部が検出されるまで、回転部材が第１方向に回転されるよう、第１アクチュエータを制御する、
ワイヤの端部が検出された場合に、回転部材が第１方向とは反対の第２方向に回転されるよう、第１アクチュエータを制御する、
距離センサからの出力に基づき、第２方向にワイヤに沿って移動した距離を判定する、及び
ワイヤの端部からワイヤに沿って移動した距離及び所定の切断距離に基づき、切断コマンドを生成する
ように適合されている。

回転部材は、切断デバイスを有し、切断デバイスは、制御ユニットから切断コマンドを受信すると、ワイヤを切断するように配設されている。

先行技術と同様にコイルの個々のリングを数える代わりに、本発明に係るトリミング装置は、ワイヤに沿って一方向に回転しながらコイル内のワイヤの端部を探索し、ワイヤの端部が発見されると、ワイヤに沿って反対方向に回転しながら、ワイヤの端部が検出された地点から移動した距離が計測される。ワイヤの端部から移動した距離は、所定の切断距離と比較される。所定の切断距離は、ワイヤの所望の切断長と一致する。これは、高い精度をもってワイヤ上の正確なトリミングポイントを発見することを可能にする。トリミングのポイントを特定するにあたっての精度は、余剰のワイヤがコイルから除去されないことを保証する。

ワイヤ上の最適なトリミング位置の計算に基づき、予め確立された切断距離が事前に定義され得る。ワイヤの切断長は、ワイヤの端部から、ワイヤ上の定義された最適なトリミング位置までのワイヤの長さである。切断長は可変パラメータであり、好ましくはトリミング装置のユーザによって判定され、通常、ワイヤの最終圧延速度及び特定距離に計算される特定の圧延時間の関数であり、又は、それは圧延機製造装置の物理的寸法に基づく特定距離であり得る。特定のワイヤ径、ループリング呼び径、切断長に加え、センサアセンブリ及び実際の切断場所の間の物理的距離に基づき、切断距離が計算され得る。

トリミング装置の一連の動作プロセスは、エラーを排除する。トリミングのポイントは、常に指示された通りとなる、すなわち、所定の切断距離に沿っている。

トリミング装置は、連続圧延機製造の後にトリミングを実行することができる。実際の連続圧延機内に設置されたトリミング機器とは異なり、本発明に係るトリミング装置は、コイルが連続圧延機を出た直後にトリミングを実行する。

本発明の一態様によれば、支持ユニットは、駆動ローラ、及び、駆動ローラに対して回転部材の径方向に移動可能に配設されたピンチローラを含み、駆動ローラ及びピンチローラの間でワイヤループが挟み込まれることを可能にしている。そのため、回転部材の径方向におけるワイヤの位置は、回転部材がワイヤに対して回転している間、固定されている。

本発明の一態様によれば、駆動ローラ及びピンチローラは、回転部材に対して回転可能に配設されており、駆動ローラ及びピンチローラは、それらの間にワイヤが挟み込まれ、回転部材が第１及び第２方向のうちいずれかに回転される場合に、互いに対して反対方向に回転するように配設されている。駆動ローラ及びピンチローラは、回転部材が回転されている間、ワイヤに沿って転動される。こうして、ワイヤに対する回転部材の回転中に、支持ユニットがワイヤを挟み込む場合に、ワイヤの意図しない損傷が回避される。ローラが、ワイヤに沿ってスライドする代わりにワイヤに沿って回転するという事実に起因し、ワイヤ及び駆動ローラ及びピンチローラの間の摩擦は軽減される。

本発明の一態様によれば、装置は、駆動ローラを２つの反対方向に回転させるように配設された第２アクチュエータを備え、制御ユニットは、駆動ローラ及び回転部材が同期的に同方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータを制御するように適合されている。

回転部材が第１方向に回転している間、駆動ローラは、２つの回転運動の間で同期的にワイヤを反対方向に駆動しており、その結果、径方向における個々のループのそれぞれの実際の幾何学的形状を変化させることなく、コイルループ軸に沿って異なるワイヤループが整頓され、同時に、トリミング装置の回転部材に最も近接した複数のルーパリングにおける最後のループ状リングをはじめとして、個々のループが順番に次々と整理される。

本発明の一態様によれば、回転部材は、第１回転軸を中心にベースフレームに対して回転可能に配設されており、駆動ローラは、第２回転軸に対して回転可能に配設されており、ピンチローラは、第３回転軸に対して回転可能に配設されており、第１、第２、及び第３の回転軸は平行である。

本発明の一態様によれば、切断デバイスは、回転部材が第２方向に回転される場合にワイヤの端部を収容するように配設された開口部を持つ収容部を含み、切断デバイスは、可動スチールカッタを含み、切断デバイスは、収容部内のワイヤが切断されるよう、切断コマンドを受信すると、スチールカッタを移動させるように配設されている。

本発明の一態様によれば、スチールカッタは、開口部に対して回転部材の軸方向に移動可能に配設されている。

本発明の一態様によれば、制御ユニットは、ワイヤの端部が検出されるまで、回転部材及び駆動ローラが同期的に第１方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータを制御し、ワイヤの端部が検出された後に、回転部材及び駆動ローラが第２方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータを制御するように適合されている。

制御ユニットは、ワイヤの端部が検出された地点からワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と一致するまで、回転部材及び駆動ローラが第２方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータを制御するように適合されている。制御ユニットは、ワイヤの端部が検出された地点から第２方向にワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と一致する場合に、切断コマンドを生成するように適合されている。切断デバイスはそのとき、ワイヤに沿って最適な切断ポイントに到達しており、制御ユニットから切断コマンドを受信する。制御ユニットは、ワイヤの端部からワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と一致するまで、回転部材及び駆動ローラが第２方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータを制御するように適合されている。切断距離は、切断デバイスのスチールカッタがワイヤ上の最適な切断ポイントに面しているように、切断デバイスの位置に基づき計算される。

本発明の一態様によれば、回転部材には、ワイヤループを収容するためのワイヤ収容ガイドが設けられており、ワイヤ収容ガイドは、スペース外側の延出位置及びスペース内側の格納位置の間で移動可能に配設されている。ワイヤ収容ガイドは、ワイヤを回転部材の外側から回転部材の内側のスペースへ移動させる。

本発明の一態様によれば、ワイヤ収容ガイドは、格納位置においてピンチローラを収容するための凹部を含み、ワイヤ収容ガイドは、ピンチローラに対して回転部材の軸方向に直線的に移動可能に配設されており、ピンチローラは、凹部に対して回転部材の径方向に直線的に移動可能に配設されている。凹部は、ワイヤ収容ガイドが格納位置にある場合に、ピンチローラがワイヤ収容ガイドに対して移動することを可能にし、それにより、ピンチローラは、ピンチローラ及び駆動ローラの間でワイヤを挟み込むことができる。

本発明の一態様によれば、ワイヤ収容ガイドは、格納位置において、ワイヤが駆動ローラ及びピンチローラの間に位置づけられるように配設されている。そのため、ピンチローラ及び駆動ローラの間でワイヤを挟み込むことが可能である。

本発明の一態様によれば、ワイヤ収容ガイドには、ワイヤループを収容するための細長い溝が設けられている。

本発明の一態様によれば、距離センサは、駆動ローラの回転運動を検出するように配設されたパルスエンコーダである。移動距離は、例えば、駆動ローラの回転の回数に基づき計算され得る。これは、高精度の距離計測を提供する。

ここで、本発明の異なる実施形態の説明により、及び添付図面を参照して、本発明がより詳細に説明される。

自動トリミング装置の一例を斜視図において示す。

回転部材の内部を示すために一部が取り除かれたトリミング装置の回転部材の一例を斜視図において示す。

回転部材の内部の拡大部を示す。

トリミング装置、及び末端部におけるワイヤループが分離されたワイヤコイルを示す。

ワイヤループを収容ガイドに配置する、トリミング装置の把持デバイスを例示する。

収容ガイド内に位置づけられたワイヤループを示す。

駆動ローラに対して移動可能に配設されることで、それらの間でワイヤが挟み込まれ得るようにしたピンチローラを例示する。 駆動ローラに対して移動可能に配設されることで、それらの間でワイヤが挟み込まれ得るようにしたピンチローラを例示する。

ワイヤの端部を探索しながら時計回りの方向にワイヤループに沿って回転する回転部材の一部を斜視図において示す。

ワイヤループを整頓し、ワイヤの端部を探索しながら、トリミング装置が時計回りに回転する場合の回転部材の運動を正面図において例示する。

ワイヤの端部を検出した際の回転部材を示す。

ワイヤの端部が検出された後に、回転部材が反時計回りの方向に回転している場合の、回転部材及び切断デバイスを通る断面図を示す。

ワイヤの端部が検出された場合に、ワイヤを収容するために前進位置に移動する切断デバイスを示す。

ワイヤが切断された後に、格納位置に戻る切断デバイスを示す。

本開示の態様は、添付図面を参照して、以下においてより完全に説明される。トリミング装置は、しかしながら、多くの異なる形態において実現され得、本明細書に記載の態様に限定されるものとして解釈されるべきではない。図面における同様の番号は、全体を通して同様の要素を指す。

図１は、自動トリミング装置１の一例を示す。トリミング装置１は、複数のワイヤループを含むコイルの端部からワイヤの特定量を切断及び除去するように設計されている。切断及び除去されるべきワイヤの特定量は、ワイヤの物理的及び幾何学的条件、並びに製作場所での特定の製造パラメータに左右される。切断及び除去されるべきワイヤの特定量は、事前に判定され得る。ワイヤの端部から切断及び除去されるべきワイヤの特定量の長さは、以下において、所望の切断長と称される。切断長は、コイルのタイプ及びサイズに起因して異なる場合があり、ワイヤロッド圧延機における製造機械のタイプに依拠する。切断長は、典型的に、２００ｍｍから２０ｍまでの間で変化する。ワイヤの切断長は、予め確立されたワイヤ上の最適なトリミング位置に基づき判定され得る。

トリミング装置１は、ベースフレーム４、ベースフレーム４に回転可能に接続された回転部材６、２つの反対方向に回転部材６を回転させるように配設された第１アクチュエータ１０、及び、第１アクチュエータ１０を制御し、それに応じて回転部材６の回転運動を制御するように配設された制御ユニット１２、を備える。回転部材６は、実質的にリング形状である。回転部材６は、それがその中心軸Ａ１の周りを回転することができるように配設されている。回転の方向は、時計回り又は反時計回りのうちいずれかであり得る。回転部材６の内部については、図２及び図３を参照して後述する。

この例において、トリミング装置１は、床に取り付けられたレール４０の上に配設されており、その上をトリミング装置１がローラホイール上で支持されて走行している。トリミング装置１は、電動モータ（図示せず）により、レールの延長線に沿って両方向に推進される。回転部材６は、コイル内のワイヤループを互いに分離させ、それにより、コイルからワイヤループのうち１つを選び取ることを可能にするように適合されたワイヤ分離ユニットを有している。いくつかのタイプのワイヤ分離ユニットは、当技術分野において既知である。この例において、ワイヤ分離ユニットは、２つの分離ローラ４２を含む。分離ローラ４２は、水平面に対して浅い角度で取り付けられており、電動モータにより電力供給される。各分離ローラ４２には、漸増するピッチを持つ螺旋形状の溝が備わっている。各分離ローラ溝は、他の分離ローラ溝に対して鏡映対称であり、互いに反対方向に回転するように意図されている。反対方向に回転するこれらの鏡映対称の漸増する溝の複合的な効果は、図４に示される通り、個々のループ間のスペースを徐々に増加させながら、角度のついた分離ローラ４２に沿って個々のワイヤループを移送することを意図している。また、他のタイプのワイヤ分離ユニットを用いることも可能である。分離ローラ４２の後には水平着地面４４があり、その上で、プロセスの進行に伴い、分離されたワイヤループ３が集積される。

ベースフレーム４は、第１アクチュエータ１０によりその中心軸Ａ１の周りを回転することができる回転部材６を支持している。第１アクチュエータ１０は、例えば、歯付スプロケットホイールが備わった電動モータである。第１アクチュエータ１０は、ベースフレーム４に取り付けられている。電動アクチュエータ１０からのトルクは、例えば、歯付ベルトにより回転部材６に接続された大型スプロケットに加えられ、これにより、回転部材６を回転させる。任意選択的に、回転部材６には、複数のワイヤループ内で着地面４４上に載っている単一のワイヤループを識別するように配設された視覚センサ４６が備わっている。

回転部材６には、ワイヤループを収容するためのワイヤ収容ガイド２４が設けられている。ワイヤ収容ガイド２４は、図７ａに示されたアクチュエータ２５により、回転部材６の外側の延出位置及び回転部材６の内側の格納位置の間で移動可能に配設されている。ワイヤ収容ガイド２４は、回転部材６の軸方向に直線的に移動可能に配設されている。ワイヤ収容ガイドは、ワイヤを回転部材の外側から回転部材の内側のスペースへ移動させる。

トリミング装置１は、着地面４４上の識別された単一のワイヤループを掴み、ワイヤ収容ガイドが回転部材６の外側の延出位置にある場合に、複数のワイヤループから選択された単一のワイヤループをワイヤ収容ガイド２４内に置くように適合された把持デバイス４８を更に備え得る。この例において、把持デバイス４８は、識別された単一のワイヤループを掴み移動させるために用いられる把持部が備わった多軸ロボットアームである。しかしながら、物品を把持し移動させるための他の既知のタイプのデバイスが使用され得る。

図２は、回転部材の内部を示すために一部が取り除かれた回転部材６の一例を斜視図において示す。図３は、回転部材６の内部の拡大部を示す。回転部材６の内部は、コイルのワイヤループを収容するためのスペース８を定義する。回転部材６は、回転部材６が回転される場合に、スペース８においてワイヤループ３を支持するためにスペース８内に配設された支持ユニット１４を有する。支持ユニット１４は、回転部材６が回転している間、コイルのワイヤに沿って移動するように配設されている。回転部材６及び支持ユニット１４は、回転部材６が回転している間、ワイヤに対して移動される。支持ユニットによって支持されたワイヤループは、回転部材の回転中に静止している。

回転部材６は、スペース８の定義されたエリア１７におけるワイヤの存在を感知するためにスペース８内に配設されたセンサアセンブリ１６を有する。センサアセンブリ１６は、ワイヤの端部が支持ユニット１４に到達する前にそれが検出されるよう、支持ユニット１４から距離を置いて配置されている。回転部材は、プロセス速度の最適化を可能にし、冗長性を達成するために、２つ又はそれよりも多くのセンサアセンブリ１６を有し得る。支持ユニット１４及び定義されたエリア１７の間の距離は、既知である。回転部材６は、回転部材６の回転中に、ワイヤに沿って移動した距離を感知するための距離センサ１８を更に有する。

回転部材６は、制御ユニット１２から切断コマンドを受信すると、ワイヤを切断するように配設された切断デバイス３０を更に有する。例えば、切断デバイス３０は、電動油圧式カッタを含む。切断デバイス３０は、回転部材６に取り付けられている。切断デバイス３０は、支持ユニット１４から距離を置いて配置されている。切断デバイス３０はまた、定義されたエリア１７から距離を置いて配置されている。

制御ユニット１２は、センサアセンブリ１６及び距離センサ１８から受信したセンサデータを処理し、アクチュエータ１０、２１、２３、２５及び切断デバイス３０など、それが制御しているコンポーネントに命令を送信するための処理回路を有する。制御ユニット１２及びセンサ１６、１８及びそれが制御しているコンポーネントの間の通信は、有線又は無線通信を含み得る。制御ユニット１２は、本発明の段階を実行するための命令を含むコンピュータプログラムなどのソフトウェアコード部分、及び、ソフトウェアコード部分の命令を実行するためのプロセッサ、メモリ、及び入／出力デバイスなどのハードウェアを有し得る。

制御ユニット１２は、所定の切断距離に基づき、切断デバイス３０への切断コマンドを生成するように適合されている。ワイヤ上の所定の最適なトリミング位置に基づき、所定の切断距離が事前に判定され得る。ワイヤの切断長は、ワイヤの端部から、ワイヤ上の所定の最適なトリミング位置までのワイヤの長さである。切断長は可変パラメータであり、トリミング装置のユーザによって判定され得る。切断距離は、所望の切断長、特定のワイヤ径、ワイヤループ呼び径、及び支持ユニット１４の位置、センサアセンブリ１６の位置、及び切断デバイス３０の位置に基づき計算され得る。制御ユニット１２は、所定の切断距離を記憶するためのデータストレージを有し得る。制御ユニットは、所定の切断距離を受信し、それをデータストレージ内に記憶するように適合され得る。或いは、制御ユニットは、所望の切断長を受信し、当該切断長に基づき切断距離を計算するように適合され得る。

制御ユニット１２は、センサアセンブリ１６及び距離センサ１８からの出力を受信するように適合されている。制御ユニット１２は、ワイヤセンサアセンブリ１６からの出力に基づき、ワイヤの端部３ａを検出し、ワイヤの端部が検出されるまで、回転部材６が第１方向に回転されるよう、第１アクチュエータ１０を制御し、ワイヤの端部が検出された場合に、回転部材６が第１方向とは反対の第２方向に回転されるよう、第１アクチュエータ１０を制御し、回転部材が第２方向に回転される場合に、距離センサ１８からの出力に基づき、ワイヤに沿って移動した距離を判定し、ワイヤの端部からワイヤに沿って移動した距離及び所定の切断距離に基づき、切断コマンドを生成するように適合されている。制御ユニット１２は、第２方向に移動した距離と所定の切断距離を比較し、第２方向にワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と一致する場合に、切断コマンドを生成するように適合されている。

支持ユニット１４は、回転部材６が回転している間、ワイヤに沿って移動するように配設されている。回転部材６及び支持ユニット１４は、ワイヤに対して移動している。支持ユニット１４は、回転部材６に回転可能に接続された駆動ローラ２０及びピンチローラ２２を含む。トリミング装置は、図８に示される通り、駆動ローラ２０を２つの反対方向に回転するように配設された第２アクチュエータ２１を備える。第２アクチュエータ２１は、例えば、電動モータである。ピンチローラ２２は、図７ａ～図７ｂに示される通り、駆動ローラ２０に対して回転部材の径方向に直線的に移動可能に配設されており、図９に示される通り、ワイヤループが駆動ローラ２０及びピンチローラ２２の間に挟み込まれることを可能にしている。そのため、回転部材の径方向におけるワイヤの位置は、回転部材６がワイヤに対して回転している間、固定されている。回転部材６は、駆動ローラ２０に向かう、及び駆動ローラ２０から離れるようにピンチローラ２２を移動させるよう配設されたアクチュエータ２３を有する。

ワイヤ収容ガイド２４は、格納位置においてピンチローラ２２を収容するための凹部２６を含む。ワイヤ収容ガイド２４は、ピンチローラ２２に対して、回転部材６の軸方向に直線的に移動可能に配設されている。ピンチローラ２２は、凹部２６に対して、回転部材６の径方向に直線的に移動可能に配設されている。凹部２６に起因して、ピンチローラは、ワイヤ収容ガイド２４が格納位置にある場合、駆動ローラ２０に向かう、及び駆動ローラ２０から離れるように移動することができる。収容ガイド２４は、一端に配設されたワイヤの出口部２４ａを有する。

駆動ローラ２０及びピンチローラ２２は、図１０及び図１１に示される通り、それらの間にワイヤが挟み込まれており、回転部材６が、第１及び第２方向のうちいずれかに回転される場合に、それらが互いに対して反対方向に回転するように配設されている。こうして、駆動ローラ２０及びピンチローラ２２は、回転部材６が回転されている間、ワイヤ３に沿って転動される。こうして、回転部材６の回転中に、支持ユニット１４がワイヤを挟み込む場合に、ワイヤの意図しない損傷が回避される。駆動ローラ２０及びピンチローラ２２が、ワイヤに沿ってスライドする代わりにワイヤに沿って回転するという事実に起因し、ワイヤ及び駆動ローラ２０及びピンチローラ２２の間の摩擦は軽減される。

制御ユニット１２は、駆動ローラ２０及び回転部材６が同期的に同方向に回転され、回転部材６がワイヤに対して回転されている間に駆動ローラ２０及びピンチローラ２２がワイヤ上を転動することを可能にするよう、第１及び第２アクチュエータ１０，２１を制御するように適合されている。この例において、ピンチローラ２２は、アクチュエータを含まない。ピンチローラ２２は、ワイヤに対する摩擦及び回転部材６の動きに起因して回転される。

回転部材６は、中心軸Ａ１と合致する第１回転軸を中心に、ベースフレーム４に対して回転可能に配設されている。駆動ローラ２０は、中心軸Ａ１と平行な第２回転軸に対して回転可能に配設されており、ピンチローラ２２は、中心軸Ａ１と平行な第３回転軸に対して回転可能に配設されており、第１、第２、及び第３の回転軸は平行である。

制御ユニット１２は、図９及び図１０に示される通り、ワイヤの端部３ａが検出されるまで、回転部材６及び駆動ローラ２０が同期的に第１方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータ１０、２１を制御し、図１１に示される通り、ワイヤの端部３ａが検出された後に、回転部材６及び駆動ローラ２０が第２方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータ１０、２１を制御するように適合されている。制御ユニット１２は、ワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と一致するまで、回転部材６及び駆動ローラ２０が第２方向に回転されるよう、第１及び第２アクチュエータ１０、２１を制御するように適合されている。制御ユニット１２は、支持ユニット１４が第２方向にワイヤに沿って所定の切断距離を移動した場合に、回転部材６及び駆動ローラ２０の回転の動きを停止させ、切断コマンドを生成するように適合されている。

センサアセンブリ１６は、定義されたエリア１７にワイヤの端部３ａが存在する場合を検出するように配設されている。センサアセンブリ１６は、図９に示される通り、スペース８の定義されたエリア１７におけるワイヤ３の存在を感知し、図１０に示される通り、定義されたエリア１７にワイヤ３がもはや存在しない場合をも検出するために配設され得る。センサアセンブリ１６は、ワイヤの端部３ａを検出するために用いられる。例えば、センサアセンブリ１６からの出力は、定義されたエリア１７においてワイヤ３が感知されている限りにおいて１のままであり、センサアセンブリ１６からの出力は、定義されたエリアにワイヤがもはや存在しない場合に０に切り替えられる。従って、制御ユニット１２は、ワイヤの端部３ａが定義されたエリア１７を通過したことを検出することが可能である。ワイヤの端部を検出するために、異なるタイプのセンサが用いられ得る。例えば、センサアセンブリ１６は、定義されたエリア１７にワイヤの端部が存在する場合を検出するように適合された光センサを含み得る。この例において、センサアセンブリは、図１０に示される通り、センサローラ１６ａ、及び、センサローラ１６が下方に移動した場合を検出するよう配設された誘導センサ１６ｂを含む。センサローラ１６ａは、センサローラがワイヤに向かって付勢されるようにばねによって張力を付与されている。センサローラ１６ａは、図９に示される通り、ワイヤがエリア１７に存在する限りにおいて、それがワイヤ３上を転動するように配設されている。ワイヤの端部３ａがエリア１７に存在する場合、図１０に示される通り、センサローラ１６に作用するばねの力に起因して、センサローラ１６ａはワイヤから転がり落ち、回転部材の中心に向かって短距離を移動される。誘導センサ１６ｂは、センサローラ１６ａの動きを検出するように配設されている。このタイプのセンサアセンブリは、当技術分野において既知である。

距離センサ１８は、異なる方法で配設され得る。例えば、距離センサ１８は、ワイヤに沿って支持ユニット１４が移動した距離を検出するように配設され得る。一例において、距離センサ１８は、駆動ローラ２０に接続され、駆動ローラ２０の回転運動を検出するように配設された電動パルスエンコーダであり得る。従って、支持ユニット１４を通過するワイヤの実際の長さが計測され得る。距離センサ１８は、例えば、駆動ローラ２０を作動させるモータ２１の駆動軸の回転の回数を検出するように配設され得る。制御ユニット１２は、距離センサ１８からの出力を受信し、受信されたセンサ１８からの出力に基づき、第２方向にワイヤに沿って移動した距離を判定する。この例において、距離センサ１８は、ワイヤに沿って駆動ローラ２０が移動した距離を感知する。他の例は、電動パルスエンコーダタイプの距離センサを、センサローラ１６ａ又はピンチローラ２２に接続することであり得る。これらの例において、センサアセンブリを通過するワイヤの実際の長さは、電力供給されていない回転部材により計測され得る。

図４は、トリミング装置１、及び複数の円形ワイヤループ３を含むコイル２を示す。ワイヤループ３は、ワイヤから成る。図４は、トリミング装置１に面する端部でワイヤループ３が分離されたコイルを示す。ワイヤループ３のうち１つは、水平着地面４４に配置されている。

図５は、トリミング装置がワイヤコイルの単一のワイヤループ３を収容する場合を例示する。収容ガイド２４は、回転部材６の外側の延出位置にある。

図６は、ワイヤ収容ガイド２４を側面図で示す。ワイヤ収容ガイド２４には、ワイヤループ３を収容するための細長い溝２８が設けられている。把持デバイス４８は、図５に示される通り、ワイヤループ３をワイヤ収容ガイド２４の溝２８に位置づける。単一のワイヤループ３を溝２８に収容すると、制御ユニット１２は、アクチュエータ２５を作動させ、ワイヤ収容ガイド２４をその格納位置に格納する。

図７ａ～図７ｂは、回転部材６の内部を正面図で示す。ピンチローラ２２は、駆動ローラ２０に対して移動可能に配設されることで、それらの間でワイヤループ３が挟み込まれ得る。制御ユニット１２は、ピンチローラ２２を、ワイヤ収容ガイド２４内のループ状ワイヤ３の部分に対して、及び駆動ローラ２０に対して押し当てるために、アクチュエータ２３を作動させた。図９に示される通り、センサローラ１６ａをワイヤ収容ガイド２４内のワイヤの別の部分に対して押し当てるために、異なるアクチュエータ（図示せず）が作動されている。

図８は、ワイヤの端部３ａを発見するために、ワイヤループ３に沿って回転する回転部材６の一部を示す。回転部材６は、ベースフレーム４に取り付けられた電動モータ１０により、その中心軸Ａ１の周りを回転し始める。回転の方向は、コイル状ループを製造する場合の特定の製造パラメータに依拠し、時計回り又は反時計回りのうちいずれかであり得る。
回転部材６が一方向に回転している間、アクチュエータ２１により電力供給された駆動ローラ２０は、２つの回転運動の間で同期的に、同じ回転方向にループ状ワイヤに沿って回転するように配設され、その結果、径方向における個々のループのそれぞれの実際の幾何学的形状を変化させることなく、異なるワイヤループが軸方向に整頓され、同時に、トリミング装置の回転部６に最も近接した複数のワイヤループにおける最後のワイヤループをはじめとして、ワイヤループが順番に次々と整理される。これらの回転運動は、センサローラ１６ａがコイル内の最後のワイヤループの端部３ａを検出し、誘導センサ１６ｂを作動させるまで継続する。

図９は、トリミング装置がワイヤの端部を探索している場合の、回転部材６、駆動ローラ２０、ピンチローラ２２、及びセンサローラ１６ａの運動を例示する。回転部材６は、第１方向に回転されている。図から分かる通り、駆動ローラ２０及びピンチローラ２２は反対方向に回転し、回転部材６、駆動ローラ２０、及びセンサローラ１６ａは同方向に回転する。駆動ローラ２０、ピンチローラ２２、及びセンサローラ１６ａは、ワイヤ３と物理的に接触している。駆動ローラ２０及びピンチローラ２２は、ワイヤに沿って第１方向に、ワイヤ３ａの端部に向かって移動している。

図１０は、ワイヤの端部３ａを検出した際の回転部材６の内部を示す。センサローラ１６ａがワイヤの端部を通過した場合、センサローラ１６ａは、ばねの張力に起因して下方に移動し、誘導センサ１６ｂは、センサローラ１６ａの位置の変化を検出する。制御ユニット１２は、誘導センサ１６ｂから、ワイヤの端部が検出されたことに関する情報を受信する。制御ユニット１２は、ワイヤの端部が検出されたという情報を受信すると、第１及び第２アクチュエータ１０、２１に指示を送信し、回転部材６及び駆動ローラ２０の回転の方向を変更させる。

図１１は、ワイヤの端部３ａが検出された後の、回転部材６、駆動ローラ２０、ピンチローラ２２、及びセンサローラ１６ａの運動を例示する。回転部材６及び駆動ローラ２０は、ここで、第１方向とは反対の第２方向に回転される。駆動ローラ２０及びピンチローラ２２は、ワイヤに沿って第２方向に、ワイヤ３ａの端部から離れるように移動している。回転部材６の第２方向への回転中、距離センサ１８は、ワイヤに沿って移動した距離を計測する。回転部材６の回転は、第２方向にワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と等しくなるまで継続する。回転部材６は、ワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と等しくなるまで、数回回転され得る。

図１１は、切断デバイス３０の一例を含む、回転部材６を通る断面図を示す。切断デバイス３０は、可動スチールカッタ３６が設けられたカッタ２９を含む。この例において、カッタ２９は、電動油圧式カッタ２９である。しかしながら、他のタイプのカッタが用いられ得る。切断デバイス３０は、ワイヤをスチールカッタ３６に向けてガイドするためのガイド部材３１を含み得る。図示された例において、ガイド部材３１は、カッタ２９に取り付けられている。代替的な実施形態において、ガイド部材３１は、切断デバイス３０に対して移動可能な分離された部分であり得る。ガイド部材３１は、回転部材６が第２方向に回転される場合、ワイヤの端部３ａを収容するように配設された入口部３４を持つ収容部３２を含む。図示された例において、切断デバイス３０は、図１２ａ～図１２ｂに示される通り、格納位置及び前進位置の間で直線的に移動可能である。この例において、切断デバイス３０は、回転部材６の軸方向に移動可能である。スチールカッタ３６は、前進位置にある間にワイヤを切断しており、切断処理の完了後に格納される。その格納位置にそれは位置づけられており、次のトリミング動作のための準備が整っている。回転部材６は、切断デバイス３０を移動させるためのアクチュエータ３７を有する。制御ユニット１２は、アクチュエータ３７を制御しており、それに応じて切断デバイス３０の運動を制御している。代替的な実施形態において、切断デバイス３０は、回転部材６に固定的に取り付けられることができ、それゆえに、回転部材に対して移動不可能であり、ガイド部材３１は、切断デバイス３０に対して移動可能である。これは、切断デバイスが重い場合に有利である。

切断デバイス３０は、収容部３２によりガイドされたワイヤが切断されるよう、切断コマンドを受信すると、スチールカッタ３６を移動させるように配設されている。切断デバイス３０は、スチールカッタがワイヤを切断するように、それを移動させるためのアクチュエータ（図示せず）を含み得る。例えば、アクチュエータは、小型の油圧式ポンプを駆動する電動モータである。ポンプ内の油圧作動液は、スチールカッタ３６に押し当てられており、それを前方に押し出して、ワイヤを切断する。スチールカッタ３６を移動させるためのアクチュエータは、制御ユニット１２により制御され、アクチュエータは、切断コマンドを受信すると作動される。

図１２ａは、ワイヤの端部が検出された場合に、前進位置に移動する切断デバイス３０を示す。図１２ｂは、ワイヤが切断された後に、格納位置に戻る切断デバイス３０を示す。

ワイヤの端部が検出された場合、制御ユニット１２は、アクチュエータ３７に指示を送信し、ガイド部材３１の入口部３４が収容ガイド２４の出口部２４ａに位置合わせされるよう、図１２ａに示される通り、切断デバイス３０をその格納位置からその前進位置に移動させる。同期的に移動しながら、回転部材６及び駆動ローラ２０は、ここで、第２方向に回転し始め、ワイヤの端部３ａをガイド部材３１の収容部３２に移動させ、収容部３２を通り、カッタ２９を通り、更に、セグメント化された廃棄ワイヤガイド（図示せず）へと進ませる。

回転部材６の第２方向への回転中、距離センサ１８は、支持ユニット１４を通過するワイヤの実際の長さを計測する。この動きは、第２方向にワイヤに沿って移動した距離が、所定の切断距離と等しくなるまで継続する。これは、特定の長さのワイヤが、廃棄ワイヤガイドに回収されたことを意味する。この時点で、全ての回転の動きが停止し、カッタ２９は切断を行い、廃棄ワイヤガイドに集積されたワイヤを、今や最後のワイヤループの新たな前端である、切断デバイス３０の反対側のワイヤから分離する。ワイヤが切断された後、同期的に移動しながら、回転部材６及び駆動ローラ２０は、ここで、残る複数の円形ワイヤループの新たな前端が収容ガイドを完全に出るまで、前の段階と反対方向に回転し始める。トリミング装置は、ここで、歯付ピニオンと共に歯付ラックに対して作用する電動モータにより、複数の円形ワイヤループから離れて格納廃棄位置に移動し得る。

本発明は、開示された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲に記載の範囲内において変更及び修正され得る。例えば、トリミング装置を垂直向きに配設することにより、垂直パレット上に配置されたワイヤロッドコイルに対して、同じ活動が実行され得る。

１．自動トリミング装置
２．コイル
３．ワイヤループ
３ａ．ワイヤの端部
４．ベースフレーム
６．回転部材
８．スペース
１０．第１アクチュエータ
１２．制御ユニット
１４．支持ユニット
１６．センサアセンブリ
１６ａ．センサローラ
１６ｂ．誘導センサ
１７．スペースの定義されたエリア
１８．距離センサ
２０．駆動ローラ
２１．第２アクチュエータ
２２．ピンチローラ
２３．アクチュエータ
２４．収容ガイド
２４ａ．収容ガイドの出口部
２５．アクチュエータ
２６．ワイヤ収容ガイドの凹部
２８．ワイヤ収容ガイドの溝
２９．カッタ
３０．切断デバイス
３１．ガイド部材
３２．ガイドデバイスの収容部
３４．ガイド部材の入口部
３６．スチールカッタ
３７．切断デバイスを移動させるためのアクチュエータ
４０．レール
４２．分離ローラ
４４．着地面
４６．視覚センサ
４８．把持デバイス
Ａ１．回転部材の中心軸

Claims (12)

1. 複数のワイヤループを含むワイヤコイル用の自動トリミング装置であって、前記自動トリミング装置は：
   ベースフレーム、
   前記ベースフレームに回転可能に接続されており、前記ワイヤコイルのワイヤループを収容するためのスペースを有する回転部材、
   前記回転部材を２つの反対方向に回転させるように配設されたアクチュエータ、及び
   前記アクチュエータを制御するように配設された制御ユニット
   を備えることを特徴とし、
   ここで前記回転部材には、
   前記回転部材が回転される場合に前記ワイヤループを支持するために、前記スペース内に配設された支持ユニット、
   前記スペースの定義されたエリアにおけるワイヤの存在を感知するために配設されたセンサアセンブリ、
   前記回転部材が回転される場合に、前記ワイヤに沿って移動した距離を感知するための距離センサ、及び
   切断デバイス
   が設けられており、
   前記制御ユニットは：
   前記センサアセンブリ及び前記距離センサからの出力を受信する、
   前記センサアセンブリからの前記出力に基づき、前記ワイヤの端部を検出する、
   前記ワイヤの前記端部が検出されるまで、前記回転部材が第１方向に回転されるよう、前記アクチュエータを制御する、
   前記ワイヤの前記端部が検出された場合に、前記回転部材が前記第１方向とは反対の第２方向に回転されるよう、前記アクチュエータを制御する、
   前記距離センサからの前記出力に基づき、前記第２方向に前記ワイヤに沿って移動した前記距離を判定する、及び
   前記ワイヤの前記端部から前記ワイヤに沿って移動した前記距離及び所定の切断距離に基づき、切断コマンドを生成する
   ように適合されており、
   前記切断デバイスは、前記制御ユニットから前記切断コマンドを受信すると、前記ワイヤを切断するように配設されている、
   自動トリミング装置。
2. 前記支持ユニットは、駆動ローラ、及び、前記駆動ローラに対して前記回転部材の径方向に移動可能に配設されたピンチローラを含み、前記駆動ローラ及び前記ピンチローラの間で前記ワイヤループが挟み込まれることを可能にしている、請求項１に記載の自動トリミング装置。
3. 前記駆動ローラ及び前記ピンチローラは、前記回転部材に対して回転可能に配設されており、前記駆動ローラ及び前記ピンチローラは、前記回転部材が回転されている間に、前記駆動ローラ及び前記ピンチローラが前記ワイヤに沿って転動されるよう、それらの間に前記ワイヤが挟み込まれ、前記回転部材が前記第１方向及び前記第２方向のうちいずれかに回転される場合に、それらが互いに対して反対方向に回転するように配設されている、
   請求項２に記載の自動トリミング装置。
4. 前記駆動ローラを２つの反対方向に回転させるように配設された第２アクチュエータを備え、前記制御ユニットは、前記駆動ローラ及び前記回転部材が同期的に同方向に回転されるよう、前記アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するように適合されている、請求項２又は３に記載の自動トリミング装置。
5. 前記回転部材は、第１回転軸を中心に前記ベースフレームに対して回転可能に配設されており、前記駆動ローラは、第２回転軸に対して回転可能に配設されており、前記ピンチローラは、第３回転軸に対して回転可能に配設されており、前記第１回転軸、前記第２回転軸、及び前記第３回転軸は平行である、請求項２～４のうちいずれか一項に記載の自動トリミング装置。
6. 前記制御ユニットは、前記ワイヤの前記端部から前記ワイヤに沿って移動した前記距離が、前記所定の切断距離と一致する場合に、前記切断コマンドを生成するように適合されている、請求項１～５のうちいずれか一項に記載の自動トリミング装置。
7. 前記切断デバイスは、前記回転部材が前記第２方向に回転される場合に前記ワイヤの前記端部を収容するように配設された入口部を持つ収容部を含み、前記切断デバイスは、スチールカッタを含み、前記切断デバイスは、前記ワイヤが切断されるよう、前記切断コマンドを受信すると、前記スチールカッタを移動させるように配設されている、請求項１～６のうちいずれか一項に記載の自動トリミング装置。
8. 前記制御ユニットは、前記ワイヤの前記端部が検出されるまで、前記回転部材及び前記駆動ローラが同期的に前記第１方向に回転するように、前記アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御し、前記ワイヤの前記端部が検出された後に、前記回転部材及び前記駆動ローラが前記第２方向に回転するように、前記アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するように適合されている、請求項４に記載の自動トリミング装置。
9. 前記回転部材には、ワイヤループを収容するためのワイヤ収容ガイドが設けられており、前記ワイヤ収容ガイドは、前記スペース外側の延出位置及び前記スペース内側の格納位置の間で移動可能に配設されている、請求項１～８のうちいずれか一項に記載の自動トリミング装置。
10. 前記ワイヤ収容ガイドは、前記支持ユニットの駆動ローラに対して前記回転部材の径方向に移動可能に配設されたピンチローラを前記格納位置において収容するための凹部を含み、前記ワイヤ収容ガイド）は、前記ピンチローラに対して前記回転部材の軸方向に直線的に移動可能に配設されており、前記ピンチローラは、前記凹部に対して前記回転部材の前記径方向に直線的に移動可能に配設されている、請求項９に記載の自動トリミング装置。
11. 前記距離センサは、前記ワイヤに沿って前記支持ユニットが移動した前記距離を検出するように配設されている、請求項１～１０のうちいずれか一項に記載の自動トリミング装置。
12. 前記距離センサは、前記駆動ローラ又は前記ピンチローラのうちいずれかの回転運動を検出するように配設されたパルスエンコーダである、請求項２に記載の自動トリミング装置。

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