JP2972649B2 - トラバース制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトラバース制御装置
に関し、特に巻線機に使用するトラバース制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ボビン等に線材を巻き付けるコ
イル巻線機では、線材を積み重ねて巻くと云うトラバー
ス（ｔｒａｖｅｒｓｅ）動作の制御が複雑になる。例え
ば、ボビンの巻巾（トラバース巾）を移動量として位置
指定し、その位置指定に応じて巻線動作を行なう主軸の
巻数の指定を行ない、これをトラバースの回数だけ反転
し位置決めを行なうシーケンス制御が行なわれる。この
場合、反転動作を行なわせる駆動制御が複雑になるとと
もに、反転動作時の正確な起動時間を管理制御する必要
がある。

【０００３】従来、この種のトラバース制御装置はボビ
ンの回転に同期して、ボビンの軸方向への巻線位置の往
復運動を繰り返し行なうために用いられる。

【０００４】このようなトラバース制御装置の一例とし
て、特開昭６１−１０１３７２号公報記載の「テーパフ
ランジリール用トラバース巾制御装置」が知られてい
る。

【０００５】この公報では、線材巻き取り装置の巻取部
フランジのテーパ面に合わせたトラバース巾の広がり
を、予めプログラムされた数値とトラバース巾とを自動
的に比較しながら段階的に増加させる技術が記載されて
いる。

【０００６】図７は従来のトラバース制御装置を示すブ
ロック図である。

【０００７】図７を参照すると、従来のトラバース制御
装置は指令されたトラバース速度４およびトラバース巾
５により算出した移動指令１８を出力するトラバース指
令制御部１７と、移動指令１８を変換して駆動指令２０
を出力するサーボ部１９と、駆動指令２０により巻線位
置を移動させる駆動部３とから構成されている。

【０００８】図８は従来のトラバース指令の動作を示す
説明図である。図９は従来のトラバース巾の変化を示す
説明図である。また、図１０は円筒形ボビンを示す外観
図である。

【０００９】次に、図７、図８、図９および図１０を参
照して動作を詳細に説明する。

【００１０】トラバース指令制御部１７では指令された
トラバース速度４とトラバース巾５をもとに１軸直線補
間操作を行ない、サーボ部１９の動作周期に応じた移動
指令１８を算出する。ここで図１０に示すように、円筒
形ボビン１４に対する軸方向の動作を「トラバース動
作」と呼称し、円筒形ボビン１４上の線材１５の巻き付
け位置を軸方向に徐々にシフトさせていくときの速度を
「トラバース速度」と呼称する。

【００１１】また、「１軸直線補間操作」とは図９に示
すように、巻き付けの始点から終点迄を結ぶ直線経路を
一定の速度で移動させる動作を直線補間と称し、この動
作が１座標軸上の場合を１軸直線補間と称す。移動指令
１８の累積がトラバース巾５の値に達すると、トラバー
ス指令制御部１７は円筒形ボビン１４の端に達したとみ
なし、トラバース巾５の符号を反転して使用することに
より１軸直線補間の方向を反転する。この動作を繰り返
すことでサーボ部１９には、図８に示すようなトラバー
ス指令が出力される。サーボ部１９では、移動指令１８
に追従するような方法で駆動指令２０が出力される。駆
動部３では駆動指令２０を入力し巻線位置を移動させ
る。上述の動作により図９に示すように、円筒形ボビン
１４の始端面と終端面との間のトラバース巾に対し巻線
位置の往復移動を１層目、２層目、３層目、４層目と必
要な巻き付け層迄実現される。すなわち、トラバース速
度４をサーボ部１９のサンプリング周期当たりの移動量
に換算し、サンプリング周期毎にサーボ部１９に分配制
御するのが移動指令１８である。移動指令１８の累積値
が巻き付け線の始点からの移動距離を示し、この累積値
がトラバース巾５の値に達した時点で片道分（巻き付け
１層分）のトラバース動作が完了する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のトラバ
ース制御装置は、トラバース動作中のトラバース巾およ
びトラバース端の位置が常に同一であるため、巻き付け
部分に傾斜を有するボビンの対応が困難という欠点を有
している。

【００１３】本発明の目的は、トラバース動作中のトラ
バース巾を自動的に変化させかつトラバース端の位置を
自動的にシフトさせることができるトラバース制御装置
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のトラバース制御
装置は、線材を巻き付けるトラバース制御装置におい
て、巻き付け動作中に、巻き付け範囲を示すトラバース
巾を傾斜に応じて増減させるとともに、トラバース方向
反転毎に前記巻き付け範囲の両端位置をずらせるシフト
量を自動的に重畳させることを特徴としている。

【００１５】線材を巻き付けるトラバース制御装置にお
いて、巻き付け範囲を示すトラバース巾を指定するトラ
バース巾信号、巻始めの始端側でのシフト量を指定する
第１のシフト信号および巻終わりの終端側でのシフト量
を指定する第２のシフト信号を入力し、巻き付け方向を
示すトラバース方向の反転毎に、前記トラバース巾を加
減し補正した補正信号を出力するトラバース巾補正部
と；前記第１のシフト信号および前記第２のシフト信号
を入力し、前記トラバース方向反転時にシフト指令信号
を出力するシフト指令制御部と；巻き付け位置の軸方向
速度を示すトラバース速度と前記補正信号とを入力し、
巻線位置を移動させる移動指令信号を出力するトラバー
ス指令制御部と；前記移動指令信号および前記シフト指
令信号を入力しこれら信号の演算結果に追従した駆動信
号を出力するサーボ制御部と；前記駆動信号により前記
巻線位置を移動させる駆動部と；を備えたことを特徴と
している。

【００１６】前記第１のシフト信号および前記第２のシ
フト信号をともにゼロに制御することにより、前記巻線
位置の移動を単純往復運動させることを特徴としてい
る。

【００１７】前記第１のシフト信号および前記第２のシ
フト信号との加算信号をゼロに制御することにより、前
記トラバース巾のシフト動作を行なわせることを特徴と
している。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１９】図１は本発明のトラバース制御装置の一つ
の実施の形態を示すブロック図である。

【００２０】図１に示す本実施の形態は、トラバース速
度４と補正トラバース巾１２とを入力し移動指令６をサ
ーボ部２に出力するトラバース指令制御部１と、移動指
令６とシフト指令１３との加算結果に追従した駆動指令
７を駆動部３に出力するサーボ部２と、駆動指令７にし
たがい巻線位置を移動させる駆動部３と、トラバース巾
５、始端側シフト量１０および終端側シフト量１１とを
入力しトラバース方向反転毎に補正トラバース巾１２を
出力するトラバース巾加減部８と、始端側シフト量１０
と終端側シフト量１１とを入力しトラバース方向反転の
直前または直後にサーボ部２にシフト指令１３を出力す
るシフト指令制御部９とから構成されている。

【００２１】なお、図１において図７に示す構成要素に
対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その
説明を省略する。

【００２２】図２は傾斜を有するボビンの外観図であ
る。線材１５が傾斜形ボビン１６に巻き付けられる状態
を示している。

【００２３】図３は図１のトラバースの移動指令の動作
を示す説明図である。すなわち、トラバース速度の変化
を時間軸上に示したものであり、トラバース巾（図３で
は１層目、２層目と云った面積に対応する）が広がりな
がら、方向反転を繰り返す。シフト指令１３（，，
，）がトラバース速度の方向反転する直前に出力さ
れ、これらシフト指令１３により方向反転動作が実行さ
れる。

【００２４】図４は図１のトラバース巾の変化を示す説
明図である。傾斜形ボビン１６上に線材がシフトされな
がら巻き付け層が積み上がっていく状態の断面を示して
いる。１層目のトラバースの巻始め側を始端、巻終わり
側を終端とすると、斜め方向の点線は、始端面と終端面
との間のトラバース巾がシフト指令１３の〜によ
り、巻き付け層が１層目から４層目へと一定の割合で広
がっていくことを示している。図４のシフト指令１３
（，，，）は図３のシフト指令１３（，，
，）に対応しており、各々のタイミングで出力され
たシフト指令１３により始端面または終端面の反転位置
がずらされ、各端面に傾斜が生じていく様子を示してい
る。

【００２５】また、図５は図１のシフト指令の動作パタ
ーンを示す説明図である。図５（ａ）はトラバースの移
動指令の動作を示す図であり、図５（ｂ）はトラバース
巾の変化を示す図である。

【００２６】次に、図１、図２、図３、図４および図５
を参照して本実施の形態の動作をより詳細に説明する。

【００２７】図１および図２を参照しながら、傾斜形ボ
ビン１６に巻かれた線材１５の２層目においてトラバー
ス巾加減部８は、始端側シフト量１０と終端側シフト量
１１との和をとり、トラバース巾５との加算結果を補正
トラバース巾１２としてトラバース指令制御部１に出力
する。３層目以降では、トラバース巾５の代わりに前の
層で用いた補正トラバース巾１２の値を用いる。トラバ
ース巾５が正の値の場合は、トラバース巾加減部８が入
力する始端側シフト量１０および終端側シフト量１１の
符号は補正トラバース巾１２が増加していく方向が正と
なる。

【００２８】また、トラバース方向反転により補正トラ
バース巾１２の符号を反転して用いる際には、始端側シ
フト量１０および終端側シフト量１１も同様に符号を反
転して用いることになる。

【００２９】シフト指令制御部９では補正トラバース巾
１２と始端側シフト量１０および終端側シフト量１１の
符号を判別して、図５のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのどのタイミン
グでシフト指令１３を出力するかを決定し、予め設定さ
れた速度（以下、シフト指令速度と記す）でシフト指令
１３を出力する。シフト指令１３が出力されている間は
巻線位置がトラバース速度４よりも大きな速度で移動す
るため、トラバース方向の巻線密度（ピッチ）が大きく
なり、次の層のトラバース側への位置決めを高速で行な
うことができる。トラバース方向反転直前にシフトを実
行する場合には（ＢおよびＤ）、シフト指令１３の出力
開始タイミングを確定する必要がある。

【００３０】すなわち、図２で１層目のトラバースの巻
始め側を始端、巻終わり側を終端とすると、各々の端面
の傾斜に応じた１層当たりの前層に対する「ずらし量」
について、始端側・終端側シフト量の符号をトラバース
巾が広がる方向ならば正の値、逆にトラバース巾が狭ま
る方向ならば負の値に設定する。ここでシフト指令１３
は上述の始端側シフト量１０、終端側シフト量１１のシ
フト量を出力するタイミングを制御した上で、シフト指
令速度に応じてシフト量が分配されることになる。

【００３１】すなわち、補正トラバース巾１２の符号
を、始端→終端を正の値、終端→始端を負の値として、 ・補正トラバース巾１２＞０かつ始端側シフト量＜０な
らばＡ ・補正トラバース巾１２＞０かつ終端側シフト量＞０な
らばＢ ・補正トラバース巾１２＜０かつ終端側シフト量＜０な
らばＣ ・補正トラバース巾１２＜０かつ始端側シフト量＞０な
らばＤ のタイミングとする。図５（ａ）、図５（ｂ）はこの条
件を示す。

【００３２】シフト開始のタイミングは、補正トラバー
ス巾１２から移動指令６の累積値を減じた結果が予め設
定された値（以下、シフト開始残差と記す）と等しくな
ったときとする。シフト開始残差の値は、始端側シフト
量１０あるいは終端側シフト量１１とシフト指令速度お
よびトラバース速度４とから求められる。

【００３３】図６はシフト開始残差の算出を説明する図
である。図６を参照すると、始端側シフト量１０あるい
は終端側シフト量１１のシフトをシフト量Ｓ、シフト指
令速度をＶ_S、トラバース速度をＶ_t、シフト開始タイミ
ングからのシフト量パルス幅をＴとすると、シフト開始
残差Ｄは（１）式、（２）式から求められる。

【００３４】 Ｓ／Ｖ_S＝Ｔ ・・・・ （１） Ｄ＝Ｔ・Ｖ_t＝（Ｖ_t／Ｖ_S）・Ｓ ・・・ （２） 本発明の他の実施例として、始端側シフト量１０と終端
側シフト量１１ともにゼロの場合、従来と同様の単純な
往復運動が実現できる。すなわち、補正トラバース巾＝
トラバース巾＋始端側シフト量＋終端側シフト量 で求
められるので、始端側シフト量＝終端側シフト量＝０で
あれば、常に補正トラバース巾＝トラバース巾となり、
トラバース巾の変化は生じない。出力されるシフト指令
１３もゼロとなるので、結果的に単純往復動作となるか
らである。

【００３５】また、始端側シフト量１０と終端側シフト
量１１との和がゼロになる場合は、トラバース巾５を変
化させることなくトラバース巾のシフトのみを実行でき
る。

【００３６】すなわち、トラバース巾については始端側
シフト量＋終端側シフト量＝０となることから、常に補
正トラバース巾＝トラバース巾となり、トラバース巾の
変化は生じない。シフト指令１３は図５に示すＡとＢ、
あるいはＣとＤの組み合わせとなり、同一方向の移動開
始時と移動終了時に同じシフト量が出力されるので、ト
ラバース位置が全体的にシフトされる動作となる。

【００３７】上述のように、トラバース端でのトラバー
ス方向反転時に、始端側シフト量１０と終端側シフト量
１１とに基づくシフト指令１３を信号加算させてトラバ
ース巾を任意に制御できるため、いかなる傾斜構造を有
するボビンへの巻き付けが行なえる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトラバー
ス制御装置は、トラバース巾を傾斜に応じて変化させる
とともにトラバース方向反転時にトラバース端でシフト
動作を重畳させることができるので、トラバース端面が
傾斜をもつような様々の形態の巻き付けが行なえるとい
う効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトラバース制御装置の一つの実施の形
態を示すブロック図である。

【図２】傾斜を有するボビンの外観図である。

【図３】図１のトラバースの移動指令の動作を示す説明
図である。

【図４】図１のトラバース巾の変化を示す説明図であ
る。

【図５】図１のシフト指令の動作パターンを示す説明図
である。

【図６】シフト開始残差の算出を説明する図である。

【図７】従来のトラバース制御装置を示すブロック図で
ある。

【図８】従来のトラバース指令の動作を示す説明図であ
る。

【図９】従来のトラバース巾の変化を示す説明図であ
る。

【図１０】円筒形ボビンを示す外観図である。

【符号の説明】

１ トラバース指令制御部 ２ サーボ部 ３ 駆動部 ４ トラバース速度 ５ トラバース巾 ６ 移動指令 ７ 駆動指令 ８ トラバース巾加減部 ９ シフト指令制御部 １０ 始端側シフト量 １１ 終端側シフト量 １２ 補正トラバース巾 １３ シフト指令 １４ 円筒形ボビン １５ 線材 １６ 傾斜形ボビン １７ トラバース指令制御部 １８ 移動指令 １９ サーボ部 ２０ 駆動指令

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂口 佳史 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−64261（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−39733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−22858（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−12902（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65H 54/00 - 54/553

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線材を巻き付けるトラバース制御装置に
   おいて、 巻き付け動作中に、巻き付け範囲を示すトラバース巾を
   傾斜に応じて増減させるとともに、トラバース方向反転
   毎に前記巻き付け範囲の両端位置をずらせるシフト量を
   自動的に重畳させることを特徴とするトラバース制御装
   置。
2. 【請求項２】 線材を巻き付けるトラバース制御装置に
   おいて、 巻き付け範囲を示すトラバース巾を指定するトラバース
   巾信号、巻始めの始端側でのシフト量を指定する第１の
   シフト信号および巻終わりの終端側でのシフト量を指定
   する第２のシフト信号を入力し、巻き付け方向を示すト
   ラバース方向の反転毎に、前記トラバース巾を加減し補
   正した補正信号を出力するトラバース巾補正部と；前記
   第１のシフト信号および前記第２のシフト信号を入力
   し、前記トラバース方向反転時にシフト指令信号を出力
   するシフト指令制御部と；巻き付け位置の軸方向速度を
   示すトラバース速度と前記補正信号とを入力し、巻線位
   置を移動させる移動指令信号を出力するトラバース指令
   制御部と；前記移動指令信号および前記シフト指令信号
   を入力しこれら信号の演算結果に追従した駆動信号を出
   力するサーボ制御部と；前記駆動信号により前記巻線位
   置を移動させる駆動部と；を備えたことを特徴とするト
   ラバース制御装置。
3. 【請求項３】 前記第１のシフト信号および前記第２の
   シフト信号をともにゼロに制御することにより、前記巻
   線位置の移動を単純往復運動させることを特徴とした請
   求項２記載のトラバース制御装置。
4. 【請求項４】 前記第１のシフト信号および前記第２の
   シフト信号との加算信号をゼロに制御することにより、
   前記トラバース巾のシフト動作を行なわせることを特徴
   とする請求項２記載のトラバース制御装置。