JP2919348B2 - 巻線機用数値制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻線機用数値制御
装置に関し、特に高速に回転するコイルボビンに等ピッ
チ間隔で多層整列巻線を行う巻線機用数値制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】コイルボビンに対して等ピッチ間隔に多
層整列巻きを行う場合、トラバース軸の始端側と終端側
の位置が同じような巻幅一定の巻線であれば、トラバー
ス軸が折り返す時にボビンの回転数を落とすことなく巻
線を連続的に行うことができたが、各層毎に巻幅が異な
る等ピッチの整列巻きを必要とするボビンが出現してき
たことにより、１層毎に整列巻きを行い、一旦ボビンの
回転を停止させた後次層の巻き始め位置までトラバース
軸を移動させてから巻線を行うことで実現していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
第１の問題点は、各層毎に巻幅が異なるような形状の巻
線を行う場合、各層毎に整列巻きプログラムを作成する
必要がある。その理由は、巻幅が異なるような形状の整
列巻線を連続に行うことができない為、各層毎にプログ
ラムを作成しなければならないのでプログラムの作成時
間を必要としていた。

【０００４】第２の問題は、前層の巻き終わり位置から
次の巻き始め位置へ移動するプログラムを作成する必要
がある。その理由は、ボビン回転を停止することなくピ
ッチの異なる巻線はできない為、各層毎にシフトするプ
ログラムを作成しなければならず、プログラム作成時間
を必要とした。

【０００５】第３の問題は、前記作成したプログラムを
順次実行する為、高速に回転するボビンをプログラム毎
に停止することである。その理由は、複数ＮＣプログラ
ムを実行する場合プログラム毎に加減速動作が必ず生じ
る為、層が多くなればなるほど加減速時間の累積が多く
なり生産性を上げることができなかった。

【０００６】本発明の目的は、等ピッチの多層整列巻線
を行う場合、各層毎に巻幅が異なるような形状に対し
て、前記問題点を解決することができる巻線機用数値制
御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の巻幅可変機能を
有する巻線機用数値制御装置は、各層毎に一定の割合で
両端の位置がシフトするような形状の巻線において、シ
フト量をパラメータとして設定することにより各層毎に
高速に回転しているボビンを停止することなく、連続に
整列巻線を行うことができるものであり、多品種の形状
の巻線を可能とし、且つ生産性を向上させることができ
る。

【０００８】本発明の数値制御装置は、送りピッチと総
巻数とトラバース軸の巻幅とボビン回転速度と断線しな
いよう一定のテンション値にするためボビンが回転する
時の加減速時定数の設定と、２層目以降１層目の巻き始
め位置（始端側）と巻き終わり位置（終端側）に対して
各々シフトできるように設定できるパラメータを有する
ＮＣプログラムを入力するデータ入力部と、前項で設定
されたデータをメモリに格納するデータ格納部と、設定
されたデータに基づき加減速時のボビンの移動量と等ピ
ッチになるようトラバース軸の速度を算出する演算第１
処理部と、ボビン定速回転時における１層あたりの巻幅
に対するボビンの移動量と等ピッチ送りする為にトラバ
ース軸の速度を算出する演算第２処理部と、設定された
シフト量に基づき２層目以降各層の巻幅を算出する演算
第３処理部と、巻幅が変わることにより各層毎に変更と
なるボビン回転の移動量を算出する演算第４処理部と、
始端側または最終端側の一巻きのみ送りピッチに設定さ
れたシフト量を加算した位置へ移動させる為に、トラバ
ース軸の速度を算出する演算第５処理部を有する演算処
理部と、演算処理部により算出されたデータに基づきボ
ビン用サーボモータと、設定された巻幅でトラバースす
る線材を送出するノズルの位置を制御するトラバース軸
用サーボモータを制御するサーボ制御部を有する。

【０００９】本発明の巻幅可変機能を有する巻線機用数
値制御装置は、各層毎に一定の割合で両端の位置がシフ
トするような形状の巻線において、シフト量をパラメー
タとして設定することで各層毎に高速に回転しているボ
ビンを停止することなく、連続に整列巻線を行うことに
より、多品種の形状の巻線を高速に実現することができ
る為、生産性を向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図１を参照して詳細に説明する。図で、数値制御装置１
２は、送りピッチと総巻数とトラバース軸の巻幅とボビ
ン回転速度と断線しないよう一定のテンション値にする
ためボビン回転時の加減速時定数の設定と、２層目以降
１層目の巻き始め位置（始端側）と巻き終わり位置（終
端側）に対して各々シフトできるように設定できるパラ
メータを有するＮＣプログラムを入力するデータ入力部
１と、前項で設定されたデータをメモリに格納するデー
タ格納部２と、設定されたデータに基づき加減速時のボ
ビンの移動量とトラバース軸の速度を算出する演算第１
処理部３と、ボビンの定速回転時における等ピッチ送り
する為にトラバース軸の速度算出と１層あたりのボビン
回転の移動量算出する演算第２処理部４と、設定された
シフト量に基づき２層目以降各層の巻幅を算出する演算
第３処理部５と、巻幅が変わることにより各層毎に変更
となるボビン回転の移動量を算出する演算第４処理部６
と、始端側または終端側の一巻きのみ送りピッチに設定
されたシフト量を加算した位置へ移動させる為に、トラ
バース軸の速度を算出し演算第１処理部並びに演算第２
処理部で算出したデータに加算する演算第５処理部７と
を有する演算処理部８と、演算処理部８により算出され
たデータに基づきボビン用サーボモータ１０とノズル用
サーボモータ１１を制御するサーボ制御部９とからな
る。サーボ制御部９の制御により、サーボモータ１０が
回転し、これと連結している連結部１３によりボビン１
４が高速に回転する。またボビンの回転に同期してサー
ボモータ１１とが回転し、これと連結している連結部１
３により接続されたボールネジ１６上を設定された巻幅
でトラバースする線材１５を送出するノズル１７の位置
を制御する。

【００１１】次に、本発明の実施形態の動作について、
図２、図３を参照して詳細に説明する。図２は本発明の
動作を示すフローチャートで、まず巻線処理で、ステッ
プ１９はデータ入力部で入力されたＮＣプログラムに基
づき１層目のボビンの移動量算出処理で、ステップ２０
は設定されたボビンの回転速度とピッチデータよりトラ
バース軸の速度算出処理で、ステップ２１は加減速時定
数とボビンの回転速度よりボビンの移動量とボビン回転
に同期して動作するトラバース軸の移動量と速度を算出
する処理で、ステップ２２はステップ１９から２１まで
で算出されたデータよりボビンの定速回転時における移
動量とボビン回転に同期して動作するトラバース軸の速
度を算出する処理である。次にステップ２３と２４が巻
幅可変処理で、ステップ２３は入力されたＮＣプログラ
ムの終端側シフト量Ｉと終端側シフト量Ｊのデータチェ
ックを行い、Ｉ＝０且つＪ＝０でなければステップ２４
の巻幅可変機能処理を行い、そうでなければステップ２
５の従来の等ピッチ・巻幅一定処理を行うものである。

【００１２】図３は、巻幅可変機能処理詳細で、シフト
量ＩとＪのデータにより８種の形状パターンの巻線処理
を行う。Ｉは始端側のシフト量で、Ｉ＞０の場合巻幅が
始端側で大きくなる形状パターンで始端側シフト量Ｊの
条件により形状パターンＡ、Ｂ、Ｃ、２６、２７、２８
の形状パターンとなる。

【００１３】Ｉ＜０の場合巻幅が始端側で小さくなる形
状パターンで終端側シフト量Ｊの条件により形状パター
ンＤ、Ｅ、Ｆ、２９、３０、３１となる。

【００１４】Ｉ＝０の場合巻幅が始端側で変更なしの形
状パターンで終端側シフト量Ｊの条件により形状パター
ンＧ、Ｈ、３２、３３となる。

【００１５】以上、Ｉ＞０の場合偶数層の巻き終わりで
巻幅が大きくなる方向にシフトし、Ｉ＜０の場合１層目
以外の奇数層の巻き始めで巻幅が小さくなる方向にシフ
トするものである。同様にＪ＞０の場合奇数層の巻き終
わりで巻幅が大きくなる方向にシフトし、Ｊ＜０の場合
偶数層の巻き始めで巻幅が小さくなる方向にシフトする
ものである。つまりボビンの回転速度を変更することな
くＩ、Ｊの条件によって、トラバース軸の巻き始めまた
は巻き終わりの１巻きの送りピッチと速度を変更し、且
つシフトに伴い各層毎に巻幅とボビン回転の移動量を算
出することにより実現するものである。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。図４は、図３の形状パターンＢ
（２７）を巻線する場合の実施例である。３４は巻幅可
変機能巻線固定サイクルＮＣプログラムであり、３５か
ら４１までのデータで構成される。３５は専用Ｇコー
ド、３６は１層目のトラバース軸（Ｘ軸）の巻幅Ｘ０、
３７はボビンの総巻数Ｚ０（Ｚ軸）、３６はボビン１巻
きあたりのトラバース軸送り量Ｐ０ (ピッチデータ）、
３９は終端側トラバース軸シフト量ｉで符号付きデー
タ、４０は終端側トラバース軸シフト量ｊで符号付きデ
ータ、４１はボビン回転数（ｒｐｍ）である。また、４
２はＮＣプログラムデータとは別に、ボビンが４１で設
定された回転数に対して加速あるいは減速時の時定数で
ある。図で、４３はボビン断面図であり、４４は１層目
巻き始め位置、４５は１層目巻き終わり位置、４６は２
層目巻き始め位置で１層目の４５の位置より４０のｊ
（ｊ＞０）で設定された量だけシフトした位置に巻線
し、４７は２層目巻き終わり位置で、４８は２層目巻き
終わり位置４７より３９のｉで設定された量だけシフト
した位置に巻線することを示す。

【００１７】図５は、図４で示す形状パターンＢの巻幅
可変機能処理によるトラバース軸とボビン軸の動作パタ
ーン図である。４９から５２はｎ層のうちのトラバース
軸の１層目から４層目までの巻幅（移動量）の動作図で
あり、５３から５６はボビンの１層目から４層目までの
巻数（回転量）であり、３９は終端側シフト量ｉで、４
０は終端側シフト量ｊで、５７は始端側シフト量ｉを動
作させる速度で、５８は終端側ｊを動作させる速度で、
５９は３８のＰ０の送り速度である。各データは各層次
のように算出する。 （１）巻幅 Ｘｎ １層目の場合 Ｘ１＝Ｘ０ ２層目の場合 Ｘ２＝Ｘ０＋ｊ ３層目の場合 Ｘ３＝Ｘ０＋ｉ＋ｊ ４層目の場合 Ｘ４＝Ｘ０＋ｉ＋２ｊ ｎ層目の場合 Ｘｎ＝Ｘ０＋（Ａ−１）＊ｉ＋Ａ＊ｊ Ａ＝ｎ／２ （２）巻数 Ｋｎ Ｋｎ＝Ｘｎ／Ｐ０ （３）トラバース軸速度 Ｆ×（Ｐ０ピッチ送り速度） Ｆｘ＝Ｐ０＊Ｆｚ／６０ （４）トラバース軸速度 Ｆｓｉ（ｉシフト速度） Ｆｓｉ＝ｉ＊Ｆｚ／６０ （５）トラバース軸速度 Ｆｓｊ（ｊシフト速度） Ｆｓｊ＝ｊ＊Ｆｚ／６０ （６）シフト時のトラバース速度 ｉシフト時 Ｆｘｉ＝Ｆｘ＋Ｆｓｉ ｊシフト時 Ｆｘｊ＝Ｆｘ＋Ｆｓｊ 以上最終ｎ層まで再計算をして巻線を行うことにより、
始端位置や終端位置が各層毎にシフトするような多種の
形状巻線を１ブロックのＮＣデータにパラメータとして
シフト量を入力することで実現し、またシフト時にワー
ク回転速度を落とすことなく整列巻線を実現することが
できるので、プログラム作成時間や生産時間を短縮でき
る効果がある。

【００１８】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、各層毎に巻幅が
変わるような形状の巻線において、シフト量をパラメー
タとして設定することで各層毎に高速に回転しているボ
ビンを停止することなく、連続に整列巻線を行い生産性
を向上させることができる。その理由は、一層毎に高速
に回転しているボビンを停止させていた従来の技術に対
して、１ボビンあたりの生産性が向上する時間Ｔ（ｓｅ
ｃ）は加減速時定数ｔ（ｓｅｃ）、層数ｎとすると、Ｔ
＝（ｎ−１）ｔとなる。

【００１９】第２の効果は、多品種の形状の巻線に対応
することができる。その理由は、ＮＣプログラムのパラ
メータとして入力するシフト量ＩとＪの設定データによ
り、図３に示す形状パターンの巻線を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の巻幅可変機能を有する数値制御装置の
ブロック図である。

【図２】本発明の巻幅可変機能を含む巻線処理のフロー
チャートである。

【図３】本発明の巻幅可変機能処理のフローチャートで
ある。

【図４】本発明の巻幅可変機能を有する数値制御装置の
一実施の形態の動作を示すＮＣプログラムと整列巻線し
たボビンの断面図である。

【図５】本発明の巻幅可変機能を有する数値制御装置の
動作パターン図である。

【符号の説明】

１ ＮＣプログラムを入力するデータ入力部 ２ 設定されたデータをメモリに格納するデータ格納
部 ３ 演算第１処理部 ４ 演算第２処理部 ５ 演算第３処理部 ６ 演算第４処理部 ７ 演算第５処理部 ８ 演算処理部 ９ サーボ制御部 １０ サーボモータ １１ サーボモータ １２ 数値制御装置 １３ 連結部 １４ ボビン １５ 線材 １６ ボールネジ １７ ノズル １９ １層目あたりのボビン軸移動量算出処理 ２０ トラバース軸速度算出処理 ２１ 加減速処理 ２２ 定速処理 ２３ シフト量チェック処理 ２４ 巻幅可変機能処理 ２５ 等ピッチ・巻幅一定処理 ２６ 形状パターンＡ ２７ 形状パターンＢ ２８ 形状パターンＣ ２９ 形状パターンＤ ３０ 形状パターンＥ ３１ 形状パターンＦ ３２ 形状パターンＧ ３３ 形状パターンＨ ３４ 巻幅可変機能巻線固定サイクルＮＣプログラム ３５ 専用Ｇコード ３６ １層目のトラバース軸（Ｘ軸）の巻幅Ｘ０ ３７ ボビンの総巻数Ｚ０ (Ｚ軸） ３８ ボビン１巻きあたりのトラバース軸送り量Ｐ
０）ピッチデータ） ３９ 始端側トラバース軸シフト量ｉで符号付きデー
タ ４０ 終端側トラバース軸シフト量ｊで符号付きデー
タ ４１ ボビン回転数（ｒｐｍ） ４２ 加速あるいは減速時の時定数 ４３ ボビン断面図 ４４ １層目巻き始め位置 ４５ １層目巻き終わり位置 ４６ ２層目巻き始め位置 ４７ ２層目巻き終わり位置 ４８ １層目巻き始め位置 ４９ １層目巻幅 ５０ ２層目巻幅 ５１ ３層目巻幅 ５２ ４層目巻幅 ５３ １層目巻数 ５４ ２層目巻数 ５５ ３層目巻数 ５６ ４層目巻数 ５７ 始端側シフト量ｉを動作させる速度 ５８ 終端側ｊを動作させる速度 ５９ ３８のＰ０の送り速度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−209277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−101372（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−57669（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65H 54/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各層の始端側と終端側の位置のシフト量
   をパラメータとして追加設定できるようにしたプログラ
   ムと、設定したシフト量を始端側または終端側の１ター
   ンのみピッチデータに加算してピッチデータを変更する
   処理部と、ピッチデータが変わったことによってトラバ
   ース軸の速度を変更する処理部と、１層目のトラバース
   幅にシフトデータを加算して各層のトラバース幅を算出
   する処理部とを有する巻線機用数値制御装置。
2. 【請求項２】 前記プログラムが１層目のトラバース軸
   のトラバース幅（Ｘ０）、ワークのターン数（Ｚ０）、
   ワーク１ターンあたりのトラバース軸送り量（Ｐ０）、
   始端側トラバース軸シフト量（ｉ）、終端側トラバース
   軸シフト量（ｊ）、ワークの回転数（Ｆｚ）のデータを
   含むことを特徴とする請求項１の巻線機用数値制御装
   置。
3. 【請求項３】 ｎ層目のデータとして、 巻幅 Ｘｎ＝Ｘ０＋ｉ（Ａ−１）＋ｊ・Ａ（Ａ＝ｎ／
   ２） ターン数 Ｋｎ＝Ｘｎ／Ｐ０ トラバース軸速度 Ｆｘ＝Ｐ０・Ｆｚ／６０ を求めることを特徴とする請求項２の巻線機用数値制御
   装置。
4. 【請求項４】 回転するコイルボビンに等ピッチ間隔に
   多層整列巻線するための数値制御装置であって、 送りピッチと総巻数とトラバース軸の巻幅とボビン回転
   速度と断線しないよう一定のテンション値にするためボ
   ビン回転時の加減速時定数の設定と、２層目以降１層目
   の巻き始め位置（始端側）と巻き終わり位置（終端側）
   に対して各々シフトを可能にすることにより多品種の形
   状コイルを連続に巻線することができるように設定でき
   るパラメータを有するＮＣプログラムと、 設定されたデータに基づき加減速時のボビンの移動量と
   等ピッチになるようトラバース軸の速度を算出する第１
   演算処理部と、 ボビン定速回転時における１層あたりの巻幅に対するボ
   ビンの移動量と等ピッチ送りする為にトラバース軸の速
   度を算出する第２演算処理部と、 設定されたシフト量に基づき２層目以降変更となる各層
   の巻幅を算出する第３演算処理部と、 巻幅が変わることにより各層毎に変更となるボビンの移
   動量を算出する第４演算処理部と、 シフト量が設定されている場合、始端側または最終端側
   の一巻きのみ送りピッチにシフト量を加算した位置へト
   ラバース軸を動作させる為に、トラバース軸の速度を算
   出する第５演算処理部と、 前記演算処理部により算出されたデータに基づき巻線を
   行う為にボビンを回転させるサーボ軸とトラバース軸の
   サーボ軸を制御するサーボ制御部とを有する数値制御装
   置。