JP2632650B2 - 線材巻取方法と巻取装置 - Google Patents

線材巻取方法と巻取装置

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JP2632650B2 JP6242416A JP24241694A JP2632650B2 JP 2632650 B2 JP2632650 B2 JP 2632650B2 JP 6242416 A JP6242416 A JP 6242416A JP 24241694 A JP24241694 A JP 24241694A JP 2632650 B2 JP2632650 B2 JP 2632650B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は線材巻取方法とそのた
めの巻取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電線、ホース等の線材を巻枠に巻取る場
合、第1層から巻き重ねて最終層に至るまで、各層とも
一定ピッチで整然と巻取るのが理想である。しかしそれ
は意外に難しい。線材や巻枠の寸法誤差、巻付け方の不
同等により、図12のように不揃いになりやすい。線材
の巻取りは機械加工の場合のように理論的に行なえない
ため、完全自動化は諦め、熟練者の経験にもとづく手操
作で修正しながら自動巻取りを行っている現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は上述のよう
な現状を改善し、たとえ線材、巻枠、機材等が不完全で
も、熟練者の手を借りることなく整列巻取りを続ける方
法、装置の開発を課題として取上げた。研究の結果、第
1層から最上層まで整然と巻取るには第1層が重要であ
る事、第1層をうまく巻けば、折返し第2層、第3層も
うまく巻ける事、第1層をうまく巻くとは、巻送りピッ
チを正確にするのは無論であるが、第1層の巻終りの線
材と巻枠鍔との残存間隙が線材太さの半分になって、折
返し第2層に移る(図10参照)ようにするのが最重要
であることが分った。この発明はこのような研究結果に
もとづくものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明の線材巻取方法
は、線材を直進送給路から送り出し、その送給路に直角
の方向に往復横移動する巻枠に、多層に巻重ねる線材巻
取方法において、上記送給路から出た線材が巻枠に巻き
つく瞬間か、その直前の線材中心の位置を上から検出し
続け、その検出位置が上記送給路中心線を含む垂直面か
らはずれた時、その垂直面内に戻すよう当該巻枠の位置
を修正すること、及び上記巻枠の一回転ごとの横送りピ
ッチは、第一層の巻終りの線材と巻枠鍔との残存間隙が
線材太さの丁度半分になるように演算、設定することを
特徴とする。
【0005】なおその横送りピッチを演算する方法は、
巻枠の巻き幅をB、線材太さをdとして、次の式で求め
ることが勧められる。 横送りピッチp=(B−1.5d)/n (但しnは巻数で、(B−1.5d)/dの小数点以下
を切捨てた整数)
【0006】なお又、巻取り開始時に巻き幅と線材太さ
から演算、設定した巻枠の一回転ごとの横送りピッチを
巻取り中上記巻枠の位置修正の都度、その時点の残存巻
き幅について演算、設定し直すことが望ましい。
【0007】この発明の線材巻取装置は、線材を直進送
給路から送り出し、その送給路に直角の方向に往復横移
動する巻枠に、多層に巻重ねる線材巻取装置において、
上記送給路から出た線材が巻枠に巻きつく直前の位置
で、その線材にまたがり載り、線材走行方向の縦移動不
能、横移動可能に支持された線材横移動感知部と、上記
感知部の横移動量拡大装置と、上記拡大装置により拡大
された感知部の横移動量が許容誤差を超えた時発信し
て、上記巻枠の横移動用駆動機構に巻枠の位置修正をさ
せる検出器とを備えることを特徴とする。
【0008】
【作用】前述のように線材を整然と多層に巻重ねるに
は、第1層の最終巻付け位置の線材と巻枠鍔との間隙が
線材太さの半分になるようにする事が重要である。しか
しそれに劣らず重要な事は、曲がり易い線材を正確に直
進させ、そのまま巻付ける事で、それが出来なければ予
定通り正しく巻取ることも出来ない。請求項1は線材を
送給路から直進させ、巻枠の方を一巻きごとに所要の横
送りピッチずつ横移動させる方式をとり、送給路出口か
ら巻枠に巻きつくまでに線材が直進路から左右へはずれ
たか否かを、線材の上から検出し続ける。はずれていた
ら直ちに巻枠の位置修正をすることにより、線材の曲が
りを正す。これで線材の直進巻付けが保証される。
【0009】次にその直進して来た線材を巻取る際、第
1層を巻枠の巻き幅一ぱいに巻かず、線材太さの丁度半
分だけ残すという、この発明の最重要要件がある。これ
を自動装置で達成するため、巻取ピッチは線条太さに合
わせるのでなく、図11のように線条間の間隙を含んだ
横送りピッチとすることにより演算可能にした。
【0010】前述の各層の最終巻付け位置の線材と巻枠
鍔との間隙を線材太さの半分にするための、巻枠の所要
の横送りピッチは例えば請求項2の計算式などで容易に
求められる(式中のnは第1層の全巻数から1を引いた
値になる。図11の場合4になる。)従ってその横送り
ピッチで巻枠を横送りしながら巻取って行く。しかしそ
の計算式は万全でなく、また線材、巻枠には寸法誤差が
ある。そこで請求項3の発明は各層の巻取り進行中、線
材が直進からはずれて巻枠の位置を修正するたびに、残
存巻き幅について横送りピッチを演算し直す。これで最
初の演算を何度も現実に即して修正し、最終的には残存
間隙を線材太さの半分にする当初の目的を達する。
【0011】この発明の線材巻取装置は上記巻取方法の
実施手段の一例を示す。すなわち上記巻取方法は巻枠に
巻きつく線材の位置を上から検出し続ける手段を指定し
ていない。それは非接触式センサーや視覚認識装置等で
もよいが、ここでは接触式センサーとして線材にまたが
り載る感知部を提示する。その感知部は線材が直進から
はずれると、はずれた量だけ横移動する。その横移動は
微小であるから拡大して、そのはずれ量が許容誤差以上
の時、検出器が発信し、巻枠の位置修正を行わすのであ
る。許容誤差はこの場合、機械精度上やむを得ない誤差
を指している。
【0012】
【実施例】図1、2はこの発明を適用した線材巻取装置
の一例を示す。巻枠1は鎖線で示す。線材送給路を2と
し、巻枠1の巻胴の高さに応じ、また巻重ねが進むにつ
れて送給路2を付けた昇降梁枠3bを垂直ねじ棒3aを
回して昇降させるモータを3、送給路2の出口の無限軌
道12を水平ねじ棒4aを回して前後に動かすモータを
4としている。図では無限軌道12の上側が開いている
が、運転時は閉じること言うまでもない。線材送給路2
は同一垂直面内で調整移動可能だが、横移動しない。線
材が巻胴を一巻きするごとに巻枠1を横移動させること
により、巻胴上、次々と線材を巻並べ、巻き幅一ぱいに
巻いたら反転して2層目を巻き並べる(図9、10参
照)。
【0013】巻枠1を横移動させる機構は、この発明と
直接関係はないが、巻枠1を左右から挟んで回すモータ
5付き駆動軸6と従動軸7、その駆動軸6、従動軸7を
それぞれ下端に付けて昇降する垂直腕6a、7a、これ
らを垂下させた一対の横移動台8、9、それらの総合駆
動部10、巻枠クランプ機構11等からなっている。こ
の発明を適用した要部は図3、4に拡大して示す。線材
送給路2の線材を、図3では離している上下無限軌道1
2で挟んで、巻枠1へ直進させるが、その線材Wが巻枠
1に巻きつく直前の位置に、この発明独特の感知部13
がまたがり載っている(図5、6)。
【0014】この感知部13は図3〜6に示すように、
線材Wの送給路中心線を含む垂直面V(図4)内で揺動
可能な剛性腕14の先端に付いている。この腕14の基
部は、線材送給路機枠2aの出口側に付設したV溝案内
ローラ15用支持枠15aの上部水平軸15bに揺動可
能に支持された横触れ検出機構16の中の水平揺動腕1
7に固定されている。送給路2の出口である案内ローラ
15から出た線材Wが図4の鎖線のように垂直面Vから
横へはずれると、感知部13をつけた剛性腕14が左右
へ傾斜して揺動腕17を傾斜させる。すると揺動腕17
の揺動軸17aに固定している拡大装置18の歯車18
aが少し回る。それにつれて小歯車18b(図8)がや
や大きく回り、小歯車18bを固定している検出板18
cも同じ角度だけ回る。
【0015】この検出板18cの回転が許容誤差を超え
ると、円弧溝の所要位置に固定された検出器(近接スイ
ッチ)19が発信して、巻枠1の横移動をつかさどる総
合駆動部10(図1、2)に巻枠1の位置修正を指令す
る。これにより横移動台8、9(図1)は検出器19の
発信が停まるまで修正移動する。なお図3、4の20は
重錘で、感知部13を線材W上に押付けている。以上こ
の発明の線材巻取装置の一実施例について述べたが、無
論これに限定するものではない。
【0016】次にこの発明の線材巻取方法における巻取
り開始時の横送りピッチ演算方法を述べる。図10に巻
枠の両鍔間の巻き幅B、線材Wの太さd、横送りピッチ
pを書きこんでいる。図10は巻枠1の巻き幅Bと線材
Wの太さdの関係が理想的で、請求項2に記した巻数n
=(B−1.5d)/dに小数点以下がなく割り切れ
る。従って図でも分るように、この場合のピッチpは線
材の太さdに等しくなる。しかし実際にはこのような事
はあり得ず、請求項2の横送りピッチp=(B−1.5
d)/nは線材太さdより大きくなる。つまり隣接部間
隙を含むピッチになる(図11参照)。しかもこの演算
を巻取り開始時だけでなく、線材が直進路からはずれて
巻かれるのを巻枠側で修正する都度、演算し直すのであ
る。なお巻枠位置修正時の残存巻き幅は総合駆動部10
内の横移動台駆動用サーボモータの回転数から取り出せ
る。
【0017】図11は実際の巻取り状況を示す例で、太
さd=20mmの線材を巻き幅B=118mmに巻取る
ため、最終巻付け線材と巻枠鍔の間隙が線材太さの半分
の10mmになるよう、巻取りピッチp=22mmで巻
いたものである。なお図11の各線材に付けた番号は巻
取り順を示している。以上、一実施例について説明した
が、この発明はその要旨を変えることなく、実施条件に
より多様に変化、応用し得ること言うまでもない。
【0018】
【発明の効果】本発明者は線材巻取りが機械加工等と違
って熟練者の修正を不可欠とする事から、その修正も機
械化する道を探った。そして線材を終始直進させ、巻枠
の方を巻取りピッチずつ横移動させる方式を採り、線材
が巻胴に巻きつく位置を検出し続けて、直進路からはず
れたら直ちに巻枠の位置修正をするようにした。こうし
て線材の直進精度を高めたうえで、これを巻取る巻枠の
横送りピッチを第1層の巻終り線材と巻枠鍔との残存間
隙が線材太さの丁度半分になるように演算、設定するか
ら、図10、11のように何層巻き重ねても整然と巻取
ることが出来るようになった。その演算式の具体例も提
示した。
【0019】さらに巻取りピッチ演算を巻取り開始時だ
けでなく、上記巻枠の位置修正の都度、残存巻き幅に対
して演算し直すので、最終巻付け線材と巻枠鍔との間隙
を線材太さの半分にするという当初の目的を確実に果た
し得る。線材が巻胴に巻付く位置を検出し続ける機械的
な手段として、その位置の線材の上にまたがり載る感知
部と、その感知部の横移動で発信して巻枠の位置修正を
指令する検出器を提示したが、これは巻取り作業現場に
適した素朴で故障しにくい装置である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用した線材巻取装置の正面図。
【図2】図1の側面図。
【図3】この発明の要部を拡大した正面図。
【図4】図3の平面図。
【図5】感知部の正面図。
【図6】図5の側面図。
【図7】図3の要部拡大側面図。
【図8】図4の要部拡大平面図。
【図9】第1層巻取り中の状況説明図。
【図10】巻取り順序を示す断面説明図。
【図11】隣接間隙をもつ巻取りの断面説明図。
【図12】不整巻取りを示す断面説明図。
【符号の説明】
2 線材送給路 13 感知部 19 検出器 W 線材

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線材を直進送給路から送り出し、その送
    給路に直角の方向に往復横移動する巻枠に、多層に巻重
    ねる線材巻取方法において、 上記送給路から出た線材が巻枠に巻きつく瞬間か、その
    直前の線材中心の位置を上から検出し続け、その検出位
    置が上記送給路中心線を含む垂直面からはずれた時、そ
    の垂直面内に戻すよう当該巻枠の位置を修正すること、
    及び上記巻枠の一回転ごとの横送りピッチは、第一層の
    巻終りの線材と巻枠鍔との残存間隙が線材太さの丁度半
    分になるように演算、設定することを特徴とする線材巻
    取方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の線材巻取方法におい
    て、その横送りピッチを演算する方法は、巻枠の巻き幅
    をB、線材太さをdとして、次の式で求めることを特徴
    とする線材巻取方法。 横送りピッチp=(B−1.5d)/n (但しnは巻数で、(B−1.5d)/dの小数点以下
    を切捨てた整数)
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の線材巻取方法におい
    て、巻取り開始時に巻き幅と線材太さから演算、設定し
    た巻枠の一回転ごとの横送りピッチを、巻取り中上記巻
    枠の位置修正の都度、その時点の残存巻き幅について演
    算、設定し直すことを特徴とする線材巻取方法。
  4. 【請求項4】 線材を直進送給路から送り出し、その送
    給路に直角の方向に往復横移動する巻枠に、多層に巻重
    ねる線材巻取装置において、 上記送給路から出た線材が巻枠に巻きつく直前の位置
    で、その線材にまたがり載り、線材走行方向の縦移動不
    能、横移動可能に支持された線材横移動感知部と、上記
    感知部の横移動量拡大装置と、上記拡大装置により拡大
    された感知部の横移動量が許容誤差を超えた時発信し
    て、上記巻枠の横移動用駆動機構に巻枠の位置修正をさ
    せる検出器とを備えることを特徴とする線材巻取装置。
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