JP2685335B2

JP2685335B2 - 巻線装置

Info

Publication number: JP2685335B2
Application number: JP2199865A
Authority: JP
Inventors: 敬司橋本
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1997-12-03
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JPH0484406A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、コイル等の巻線装置に関する。

（従来の技術）コイル等の巻線装置は、巻線機に導くワイヤを支持す
るテンションアームと、ワイヤを巻掛けするテンション
ローラと、テンションローラのブレーキ制御を行うブレ
ーキ機構等からなるテンション装置を備え、ワイヤに一
定のテンションを付与するようになっている。

そして、このような巻線装置に、巻線用のモータの回
転加速度等をもとにテンション値を求め、あるいは巻線
用のモータの制御と共にその制御パターンにしたがって
予め設定したテンション値を読み出し、このテンション
値をもとにテンション装置のブレーキ機構を駆動制御す
るようにしたものがある（実開昭63−4966号、特開昭64
−41207号公報等参照）。

（発明が解決しようとする課題）このような装置は、テンション値が巻線制御装置内に
格納されている巻線プログラムに設定されており、ワイ
ヤに均一なテンションを付与できるため、ワイヤの断
線、たるみを防止できると共に、正しく巻線を行うこと
ができる。

しかし、半面テンション値の設定が的確でなかった
り、各部のセッティングにマッチしてなかったりする
と、巻線に不良を発生することがある。そして、この場
合、従来では巻線を終えたワークを後工程の検査ステー
ションで検査すると共に、その巻線の性能、外観形状が
目標のノミナル値と規定以上の差がある場合に、巻線ラ
インを止め、作業者がテンション値を手動にて適正値に
切り替えることで、不良を排除していた。

このため、不良時の処置に手間および時間がかかり、
作業性が悪いという問題があった。

この発明は、このような問題点を解決した巻線装置を
提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）この発明は、第１図に示すように巻線機１に導くワイ
ヤを支持するテンションアーム２と、ワイヤを巻掛けす
るテンションローラ３と、テンションローラ３のブレー
キ制御を行うブレーキ機構４とを有するテンション装置
を備える巻線装置において、巻線終了後のワークの巻線
検査を行う巻線検査手段５と、この検査値を自動的に基
準値と比較すると共にその差異に応じてテンション指令
値を修正する指令値修正手段６と、この修正指令値に基
づき前記テンション装置のブレーキ機構４を駆動制御す
る制御手段７とを設ける。

（作用）したがって、ワークの巻線に不良があった場合、その
検査値と基準値との差異に応じて、自動的にテンション
指令値を修正し修正後の指令値に基づきブレーキ機構を
駆動するので、作業者がテンション値を設定し直さなく
とも、テンション値は自動的に適正値に修正され、最適
なテンションにて巻線を行える。

（実施例）第２図〜第４図（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例を示
すもので、10は８軸の巻線機、11は巻線機10の制御装
置、12は巻線機10の各軸に対応するワイヤのテンション
装置、13はテンション装置12のコントローラ、14はワー
クの搬送コンベアである。なお、このシステムでは巻線
機10を３台、制御装置11、テンションコントローラ13を
各３台、テンション装置12を３×８台、設置している。

テンション装置12は、第３図のようにワイヤ供給装置
（図示せず）からのワイヤ15を、装置本体16上のガイド
ローラ17を通して、テンションローラ18に巻掛けし、テ
ンションアーム19のガイド20を介して巻線機10側に送
る。

テンションローラ18のブレーキ機構21は、ヒステリシ
スクラッチブレーキより成る。このブレーキは永久磁石
のヒステリシス特性を利用し、トルクの伝達は電磁力の
みによる非接触で行う。ブレーキ機構21は、テンション
ローラ18へ作動し、ブレーキ抑止をする。これによって
テンションの制御を行う。ヒステリシスクラッチブレー
キのトルクは電流の大きさで決まる。この電流とトルク
の関係を第５図に示す。

テンションコントローラ13は、ブレーキ機構21を駆動
制御つまりヒステリシスクラッチブレーキに与える電流
を制御する。この電流値に応じてブレーキ機構21は、テ
ンションローラ18を介し所定のテンションをかける。

テンションアーム19は、軸部23を支持点として上下に
揺動し、ワイヤ15を支持すると共にテンションを与え
る。軸部23は、アーム24がコイルバネ25を介してスライ
ド26につながれ、スライド26はねじ軸27に螺合する。ね
じ軸27の端部は、軸受28を介してノブ29に結合する。ノ
ブ29を手動で回すことによって、スライド26は上下に移
動し、テンションアーム19を所定位置へ位置決めさせる
ことができる。

制御装置11は、巻線機10の巻線用モータの回転、ワイ
ヤノズルの駆動、ワークの着脱、搬送コンベア14の駆動
等を制御する。また、テンションコントローラ13にテン
ション値を指令する。

巻線用モータの速度パターンを第６図のに示す。巻
線用モータは、ボビン等にワイヤを巻付けるための回転
機であり、サーボモータを使用する例が多い。このモー
タは、始動時に加速させ、定格値に達すると所定時間定
速回転を行わせ、この時間経過後減速させる速度パター
ンをとる。

このような速度パターンを与えた場合、各種アクチュ
エータによるテンションへの影響パターンを，，
に示す。特性は加減速時のテンション値増減を示す。
この増減はアクチュエータの慣性による。特に、ヒステ
リシスクラッチブレーキでは回転部の慣性が大きく、こ
の増減は無視できない。特性は巻線スピードによるテ
ンション値増加を示す。この原因はワイヤの摩擦によ
る。特性はコイルの巻数によるテンション値増加を示
す。この原因は巻外形が大きくなり、ワイヤの線速が速
くなるためである。これらの特性，，を総加算し
た値をに示す。特性，，は、巻線機としてのシ
ステムが与えられた場合、いずれも固定値と考えてよ
い。したがって、特性も固定値である。

そこで、特性，，によるテンション値の変動を
抑止するために、定速回転速度に基づく基本的なテンシ
ョン値から、特性による変動テンション分を差し引
き、その値を巻線用モータの速度パターンに応じたテ
ンション指令値として与える。このテンション指令値に
基づきテンションコントローラ13が、ブレーキ機構21を
駆動制御することにより、ワイヤのテンションは第６図
のに示すように均一な値になる。

制御装置11は、計算機システムよりなり、したがって
各種制御はプログラムを種々変更、交換することによっ
て可能である。この制御装置11内のプログラムとして、
巻線用モータへ速度指令パターン（第６図の）を与え
るプログラムと、テンションコントローラ13へ前記テン
ション指令値（第６図の）を与えるプログラムとを持
たせておく。両者を同期させて出力させれば、モータの
速度制御と並行して、テンションコントローラ13がテン
ション指令値をもとにブレーキ機構21を制御することに
なり、均一なテンション値のもとで巻線を実行できる。

なお、この場合巻線用モータの回転速度や回転加速度
を検出し、この検出値をもとにテンション指令値を演算
して、これをテンションコントローラ13に出力するよう
にしても良い。

搬送コンベア14は、巻線前のワークを巻線機10に送る
と共に、巻線後のワークを検査ステーションに送る。そ
して、この検査ステーションに巻線後のワークの巻線検
査を行う検査装置30が配置される。

この検査装置30は、巻線の電気抵抗を計測する抵抗検
査装置からなり、第４図（Ａ），（Ｂ）のようにパレッ
ト31に支持されたワーク32の巻線の端子33に測定バー34
を当接することで、抵抗を測定する。測定バー34は、検
査装置30の昇降バー35に支持され、駆動シリンダ36が駆
動されると昇降バー35が下降して測定バー34が端子33に
当接し、測定を終えるとスプリング37により昇降バー35
が上昇して元の位置にもどる。この検査動作は例えば搬
送コンベア14に連動して行われる。

なお、この場合測定バー34は巻線機10の軸に対応した
ワークの数だけ設けられ、各ワークの巻線の抵抗を一度
に測定するようになっている。また、この検査工程前に
リード線の端子33へのハンダ工程が行われる。

そして、これらの測定値は比較器38に送られ、比較器
38は自動的に各測定値を基準値と比較し、測定値が基準
値から規定以上はずれた場合、該当ワークの巻線を行っ
た巻線機10のテンションコントローラ13に修正指令値を
出力する。第７図のようにワイヤのテンションが大きい
と巻線の抵抗が大きくなり、ワイヤのテンションが小さ
いと巻線の抵抗が小さくなる。したがって、測定値が規
定範囲よりも大きいときは、その差異に応じてテンショ
ンを小さくする修正指令値を出力し、規定範囲よりも小
さいときはその差異に応じてテンションを大きくする修
正指令値を出力する。

そして、比較器38から修正指令値が送られると、テン
ションコントローラ13はその修正指令値に応じて該当テ
ンション装置12の制御装置11からのテンション指令値を
修正し、次の巻線時からその修正後の指令値に基づき当
該テンション装置12のブレーキ機構21を駆動制御する。

なお、ワークおよびその巻線を行った巻線機10の該当
テンション装置12の識別は、検査ステーションへの搬送
順あるいはパレットの位置および検査装置30の検査位置
にて判断できるが、この場合パレットの各ワーク位置に
磁気メモリ片を取付け、これに巻線機の機械番号、軸番
号等の情報を付与して検査装置30側で読み取ることによ
り、これらの識別を行うようにしても良い。

このような構成により、テンション装置12のブレーキ
機構21は、巻線機10の制御装置11からテンションコント
ローラ13に与えられるテンション指令値をもとに制御さ
れ、これによりワイヤに均一なテンションを付与され、
巻線が行われるのであるが、この場合何らかの要因によ
りテンション値がマッチせず、巻線後に検査装置30に送
られたワークの巻線の抵抗測定値が規定範囲からはずれ
た場合、その差異に応じて自動的に比較器38から該当テ
ンションコントローラ13に修正指令値が出力される。

そして、この修正指令値に応じてテンションコントロ
ーラ13が、自動的に制御装置10からの該当テンション装
置12のテンション指令値を修正すると共に、その修正指
令値に基づき当該テンション装置12のブレーキ機構21を
制御する。これにより、テンションが自動的に修正さ
れ、ワイヤに均一かつ適正値のテンションが付与され、
正しく巻線が行われるのである。

したがって、巻線状態が悪く検査に合格しないものが
あった場合に、従来では巻線ラインを止めて、作業者が
テンション値を手動にて適正値にセットし直していた
が、本発明によれば適正値への修正を自動的に行うこと
ができ、巻線ラインを止める必要もなく、作業能率を大
幅にアップできる。また、常にワイヤに適正なテンショ
ンを付与できるため、不良の発生を最小に抑えることが
でき、この結果巻線装置としての信頼性を大幅に向上す
ることができる。

第８図は本発明の他の実施例を示すもので、検査装置
30にTVカメラ40と、画像処理装置41からなる外形検査装
置を用いたものである。

ワイヤのテンションが大きいとワークの巻外形が小さ
くなり、ワイヤのテンションが小さいとワークの巻外形
が大きくなり、またこれらの場合整列巻線が得にくくな
るが、TVカメラ40で映した画像から自動的に画像処理装
置41にて巻外形が規定範囲からはずれているか、整列巻
線となっているかを判別する。そして、規定値からの差
異に応じて自動的に該当ワークの巻線を行った巻線機10
のテンションコントローラ13に修正指令値を出力する。

これによれば、ワークのパレットを停止せずとも各ワ
ークを順々に検査可能であり、またリード線のハンダ工
程の前に検査を行える。

なお、実施例では、巻線用モータの回転速度等に基づ
いて所期テンション指令値（第６図参照）を定めたが、
もちろん直接ワイヤのテンションを測定し、この測定値
をもとに所期テンション指令値を算出しても良い。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、巻線機に導くワイヤを
支持するテンションアームと、ワイヤを巻掛けするテン
ションローラと、テンションローラのブレーキ制御を行
うブレーキ機構とを有するテンション装置を備える巻線
装置において、巻線終了後のワークの巻線検査を行う巻
線検査手段と、この検査値を自動的に基準値と比較する
と共にその差異に応じてテンション指令値を修正する指
令値修正手段と、この修正指令値に基づき前記テンショ
ン装置のブレーキ機構を駆動制御する制御手段とを設け
たので、ワークの巻線に不良があった場合、ワイヤのテ
ンションが自動的に適正値に修正され、したがって常に
正しく巻線を行うことができると共に、巻線の作業能率
および巻線装置としての信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の実施例を示
す全体構成図、第３図はテンション装置の一部切り欠き
側面図、第４図（Ａ），（Ｂ）は検査装置の正面図と側
面図、第５図はブレーキの特性図、第６図は各種パター
ンの波形図、第７図はテンション値と抵抗値の特性図、
第８図は本発明の他の実施例を示す要部構成図である。 10……巻線機、11……制御装置、12……テンション装
置、13……テンションコントローラ、14……搬送コンベ
ア、18……テンションローラ、19……テンションアー
ム、21……ブレーキ機構、30……検査装置、34……測定
バー、38……比較器、40……TVカメラ、41……画像処理
装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】巻線機に導くワイヤを支持するテンション
アームと、ワイヤを巻掛けするテンションローラと、テ
ンションローラのブレーキ制御を行うブレーキ機構とを
有するテンション装置を備える巻線装置において、巻線
終了後のワークの巻線検査を行う巻線検査手段と、この
検査値を自動的に基準値と比較すると共にその差異に応
じてテンション指令値を修正する指令値修正手段と、こ
の修正指令値に基づき前記テンション装置のブレーキ機
構を駆動制御する制御手段とを設けたことを特徴とする
巻線装置。
【請求項２】テンション指令値は、巻線機内の巻線用モ
ータの速度パターンに応じて設定される請求項１記載の
巻線装置。
【請求項３】巻線検査手段は、ワークの巻線抵抗を計測
する抵抗検査装置からなる請求項１または２記載の巻線
装置。
【請求項４】巻線検査手段は、ワークの外観形状を画像
処理にて識別する外形検査装置からなる請求項１または
２記載の巻線装置。