JPH04292380A - 整列巻機の乱巻検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤをスプ−ルに整
然と多層で巻取る整列巻機に関し、特に、整列巻の少く
とも一部が乱巻になったことを検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば溶接ワイヤは製品加工の後にスプ
−ルに整列巻きされ（例えば特開昭５１−１４４３６３
号公報）、スプ−ル単位で出荷される。線速一定で、ま
たはスプ−ルを定速で回転駆動しつつそれに供給するワ
イヤの位置をスプ−ルの左右フランジの一方に向けて定
速で変更し、ワイヤ位置が一方のフランジに接する位置
になるとワイヤ位置の変更を他方のフランジに向かう方
向に切換える。このようなワイヤ位置の変更と変更方向
の切換えにより、スプ−ルの円筒状の胴に第１層，第２
層，第３層，・・・とワイヤが整列巻きされる。ところ
が、このような整列巻きがくずれて乱巻きとなることが
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】乱巻きになると、その
始めは例えば第３層巻回中にある位置でワイヤが第２層
に部分的に落ち込み、この落ち込み部に第３層巻きのワ
イヤが更に重なり、そこで整然とした層形成が乱れる。 この乱れは、巻回層が上になるに従ってスプ−ルの胴の
中心軸に沿う方向に広がり、乱巻きが全体に広がってゆ
く。このように乱巻となったワイヤ（スプ−ル）製品は
、ワイヤ所定量での巻径が大きくなり荷姿が悪く、また
溶接においてはワイヤのもつれが発生し易い。したがっ
て従来は、作業者が整列巻き工程を監視し、乱巻きが発
生すると可及的に早く整列巻機を停止し、乱巻きが消え
るところまでワイヤを巻戻し、そしてそこから整列巻き
を再開していた。したがって巻戻し量を少くするために
は作業者が早期に乱巻き発生を認知する必要があり、監
視に多くの労力を要する。監視をおこたると乱巻きが大
きくなり、巻戻しに多くの労力を要することになる。

【０００４】本発明は、乱巻きの発生を自動検出するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の乱巻検出装置は
、スプ−ル（１０）に整列巻き取りされるワイヤ（３）
の移動速度（Ｖｗ）を検出する速度検出手段（１３），
速度検出手段（１３）が検出した速度を記憶するための
記憶手段（２８），ワイヤ移動速度（Ｖｗ）が定常値に
安定しかつスプ−ル（１０）上においてワイヤ巻取位置
が層切換わり位置を外れた位置にあるときに記憶手段（
２８）にワイヤ移動速度の記憶を行なう記憶制御手段（
１５，２５〜２７）、および、ワイヤ移動速度の記憶の
後に、記憶手段（２８）の記憶速度（Ｖｍ）に対するワ
イヤ移動速度の偏差（ΔＶ＝｜Ｖｗ−Ｖｍ｜）が設定値
（ΔＶｓ）を越えると乱巻き信号（ＡＢＳ＝Ｈ）を発生
する比較手段（２９）、を備える。なお、カッコ内の記
号は図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
を示す。

【０００６】

【作用】スプ−ル（１０）へのワイヤ（３）の巻取りが
開始され、ワイヤ移動速度（Ｖｗ）が定常値に安定しか
つスプ−ル（１０）上においてワイヤ巻取位置が層切換
わり位置を外れた位置にあるときに、記憶制御手段（１
５，２５〜２７）が、記憶手段（２８）にワイヤ移動速
度の記憶を行なう。これにより、ワイヤ速度が安定した
定常速度であるときにそれが記憶手段（２８）に記憶さ
れる。その後は、比較手段（２９）が、記憶手段（２８
）の記憶速度（Ｖｍ）に対するワイヤ移動速度の偏差（
ΔＶ＝｜Ｖｗ−Ｖｍ｜）すなわち巻取りワイヤの速度変
動が設定値（ΔＶｓ）を越えたか否かを監視し、越える
と乱巻き信号（ＡＢＳ＝Ｈ）を発生する。これにより、
乱巻きが発生しこの乱巻部でワイヤ速度が変動するが、
この変動が設定値（ΔＶｓ）を越えたときに、乱巻き信
号（ＡＢＳ＝Ｈ）が自動的に発生する。この乱巻き信号
（ＡＢＳ＝Ｈ）で整列巻機を自動停止させてもよく、そ
れと共にあるいはそれに代えて乱巻きを示す警報を自動
発生するようにしてもよい。 いずれにしても、乱巻きの発生が自動検出されそれを示
す信号が自動的に発生するので、乱巻発生の監視に多く
の労力を要するとか、監視をおこたって乱巻きが大きく
なり巻戻しに多くの労力を要するとかの従来の問題が大
幅に解消する。本発明の他の目的および特徴は、図面を
参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【０００７】

【実施例】図１に本発明の一実施例を示し、図２に該実
施例を組込んだ整列巻機の設備構成を示す。図１および
図２を参照すると、溶接ワイヤ３は繰出しボビン１から
巻戻されて繰出され、ガイドロ−ラ４（図２）で案内さ
れてダンサロ−ラ５をめぐり、そして矯正ロ−ラ６（図
２）および癖付ロ−ラ７を介して、更にトラバ−スロ−
ラ８を介してスプ−ル１０に至り、スプ−ル１０に巻取
られる。

【０００８】繰出しボビン１は繰出しモ−タ２で回転駆
動され、これによりワイヤ３が繰出しボビン１より巻戻
される。繰出しモ−タ２にはタコゼネレ−タ（指速発電
機）１６が結合されており、タコゼネレ−タ１６が、モ
−タ２の回転速度に比例するレベルのアナログ電気信号
（繰出し速度信号）を発生し、モ−タドライバ２０に与
える。

【０００９】スプ−ル１０はスプ−ル巻取モ−タ９で回
転駆動され、それによりワイヤ３がスプ−ル１０に巻取
られる。スプ−ル巻取モ−タ９にはタコゼネレ−タ１７
が結合されており、タコゼネレ−タ１７が、モ−タ９の
回転速度に比例するレベルのアナログ電気信号（巻取速
度信号）を発生し、モ−タドライバ２３に与える。トラ
バ−スロ−ラ８は自由回転するが、図示しない往復動機
構を介してトラバ−ス駆動モ−タ１１で、紙面と垂直な
方向に設定速度で往復駆動される。スプ−ル１０の回転
によりワイヤはスプ−ル１０に巻取られ、その間トラバ
−スロ−ラ８の往復動により、スプ−ル１０上における
スプ−ル１０の中心軸に沿う方向のワイヤの巻回位置が
連続的に変化し、スプ−ル１０のフランジ部直近でトラ
バ−スロ−ラ８の往復動方向が反転するので、スプ−ル
１０にはその胴上に第１層，第２層，第３層，・・・と
ワイヤが整然と整列巻きされる。

【００１０】ダンサロ−ラ５の上下位置が変位検出器１
４でアナログ電気信号（位置信号）に変換されてレベル
リミッタ２１を通して比例・積分回路２２に与えられる
。比例積分回路２２は、位置信号レベルに所定のゲイン
を乗算した積と、位置信号レベルの積分値に所定のゲイ
ンを乗算した積との和を示すレベルの比例・積分信号を
発生し加算器１９の減算入力端に与える。

【００１１】速度指令器１８は、それにオン（整列巻き
駆動指示）信号（高レベルＨ）が与えられると、それ自
身に設定されている時系列立上り特性で設定レベルまで
立上りその後設定レベルを維持する速度指令信号を発生
して、モ−タドライバ２０および２３に与える。速度指
令器１８は、オン信号が消えると、すなわちオフ（整列
巻き駆動停止指示）信号（低レベルＬ）が与えられると
、それ自身に設定されている時系列立下り特性で速度指
令信号を零（速度零：停止）レベルに戻す。

【００１２】モ−タドライバ２０は、大略で、繰出し速
度が速度指令値に合致するようにモ−タ２の回転速度を
制御するが、比例・積分回路２２の信号に応じて、ダン
サロ−ラ５が下に下るときにはそれを抑制するようにモ
−タ２の回転速度を下げ、上に上るときにはモ−タ２の
回転速度を上げる。これにより、ワイヤ３は一定張力か
つ設定速度（定速度）でスプ−ル１０に供給される。巻
戻しが進行するにつれて繰出しボビン１の１回転当りの
ワイヤ巻戻し量が減少するが、この減少によりダンサロ
−ラ５が上移動しこれに連動してモ−タ速度が上昇し、
したがってワイヤ３の繰出し速度は一定に維持される。

【００１３】モ−タドライバ２３は、大略で、巻取速度
（ワイヤ速度）が速度指令値に合致するようにモ−タ９
の回転速度を制御するが、ワイヤ速度をタコゼネレ−タ
１３が検出しこれをモ−タドライバ２３にフィ−ドバッ
クして、ワイヤ速度速度指令値に合致するようにモ−タ
９の回転速度を制御する。巻取りが進むにつれてスプ−
ル１０の１回転当りのワイヤ巻取り量が増大するが、こ
の増大によりタコゼネレ−タ１３が検出するワイヤ速度
が上昇しこれに連動してモ−タ速度が低下し、したがっ
てワイヤ３の巻取速度は一定に維持される。

【００１４】以上に説明した構成および動作は従来と共
通である。次に本発明の実施例部分を説明する。

【００１５】速度指令器１８への整列巻き駆動指示信号
ラインにはアンドゲ−ト２４が介挿されている。タコゼ
ネレ−タ１３のワイヤ速度信号はサンプルホ−ルド回路
２８にも与えられる。アンドゲ−ト２４の入力端が接続
された外部駆動指示信号ラインには第１タイマ２５が接
続されている。第１タイマ２５は、外部駆動指示信号ラ
インの信号がオフ（Ｌ）からオン（Ｈ）に切換わったと
きに、信号レベルのＬからＨへの立上りに応答して時限
動作を開始し、時間Ｔ１（一具体例では４０秒）を計時
すると、その出力を低レベルＬから高レベルＨに切換え
、クリア信号が到来するまでこの高レベルＨの信号を出
力し続ける。トラバ−スロ−ラ８の往復動範囲の右端近
くには、近接スイッチ１５が配置されており、トラバ−
スロ−ラ８が往復切換え位置（スプ−ル１０の右フラン
ジ位置）に達したときに高レベルＨの信号を発生する。 第１タイマ２５がタイムオ−バしている（出力Ｈ）とき
に近接スイッチ１５がトラバ−スロ−ラ８の右端到達を
検出する（出力Ｈ）と、アンドゲ−ト２６がスタ−ト信
号（高レベルＨ）を第２タイマ２７に与える。第２タイ
マ２７は、これに応答して時限動作を開始し、時間Ｔ２
（一具体例では３秒）を計時すると、その出力を低レベ
ルＬから高レベルＨに切換え、クリア信号が到来するま
でこの高レベルＨの信号を出力し続ける。この出力はサ
ンプルホ−ルド回路２８に与えられる。

【００１６】サンプルホ−ルド回路２８は、第２タイマ
２７の出力がＬからＨに立上るとこれに応答して、この
立上りから短時間ｄｔの間タコゼネレ−タ１３のワイヤ
速度信号を取り込んで保持する。サンプルホ−ルド回路
２８はアナログメモリとしてコンデンサを備えており、
時間ｄｔは、このコンデンサにワイヤ速度信号（電圧）
の充電を開始してから、該コンデンサの充電電圧がワイ
ヤ速度信号の電圧に飽和するに十分な時間である。時間
ｄｔが経過すると、サンプルホ−ルド回路２８は該コン
デンサを充，放電回路から分離して、クリア信号が到来
するまで、ワイヤ速度信号（電圧）を保持する。サンプ
ルホ−ルド回路２８のコンデンサの保持電圧は、ＦＥＴ
などの高入力インピ−ダンスの増幅素子を介して比較器
２９に与えられる。比較器２９は、ワイヤ速度信号Ｖｗ
（電圧）とサンプルホ−ルド回路２８の保持速度Ｖｍ（
電圧）との差の絶対値ΔＶ＝｜Ｖｗ−Ｖｍ｜を設定値Δ
Ｖｓ（一具体例では、ワイヤ速度設定値が７００ｍ／ｍ
ｉｎでこのワイヤ速度のときにタコゼネレ−タ１３の信
号電圧が６０Ｖのとき、ΔＶｓ＝０．２５Ｖ）と比較し
て、ΔＶ＞ΔＶｓのときに、乱巻発生を示す高レベルＨ
の信号（ＡＢＳ＝Ｈ）を発生する。第２タイマ２７がタ
イムオ−バしている（出力Ｈ）ときにこの信号ＡＢＳ＝
Ｈが発生すると、ナンドゲ−ト３０の出力がＨからＬに
切換わり、これにより警報器３１が付勢されて乱巻発生
を示す表示を点灯すると共にブザ−を鳴らす。また、ナ
ンドゲ−ト２０の出力がＬに切換わったことにより、ア
ンドゲ−ト２４の出力がオン信号（Ｈ）からオフ信号（
Ｌ）に切換わる。速度指令器１８は、この切換わりに応
答して、設定された垂下特性で速度指示信号レベルを停
止を指示するレベルに立下げる。これにより繰出しモ−
タ２および巻取モ−タ９が停止し、繰出しボビン１，ワ
イヤ３およびスプ−ル１０が停止する。アンドゲ−ト２
４の入力端が接続された外部駆動指示信号ラインの信号
がオフ（Ｌ：停止指示）に切換わると、このＬに応答し
てホ−ルド回路２８が保持電圧をクリアする。すなわち
メモリ用のコンデンサが放電回路を通して放電する。そ
して、Ｌが入力されている間、このクリア状態を維持す
る。第１および第２タイマ２５，２７もクリアされてそ
の出力をＬに転じ、外部駆動指示信号ラインの信号がオ
フ（Ｌ）である間、クリア状態を維持する。

【００１７】以上に説明した構成および動作により、ア
ンドゲ−ト２４の入力端が接続された外部駆動指示信号
ラインにオン信号（Ｈ）が与えられると、アンドゲ−ト
２４が駆動指示信号（オン：Ｈ）を速度指令器１８に与
え、速度指令器１８が速度指示信号をモ−タドライバ２
０，２３に与え、これに応答してモ−タ２，９が駆動さ
れ、繰出しボビン１およびスプ−ル１０が時計方向に回
転駆動され、ワイヤ３がボビン１から巻戻されてスプ−
ル１０に巻取られる。この回転駆動の開始時に第１タイ
マ２５がスタ−トし、計時を開始する。第１タイマ２５
が時間Ｔ１を計時した後、近接スイッチ１５がトラバ−
スロ−ラ８の右端到達を検出したときに第２タイマ２７
が計時を開始し、第２タイマ２７が時間Ｔ２の計時を終
ったときに、そのときのワイヤ速度Ｖｍがサンプルホ−
ルド回路２８に記憶される。その後、ワイヤ速度Ｖｍの
変動が実質上ないと、外部駆動指示信号ラインの信号が
オフ信号（Ｌ）になったときに、繰出しボビン１および
スプ−ル１０の回転が停止され、かつサンプルホ−ルド
回路２８ならびに第１および第２タイマ２５，２７がク
リアされて待機状態に戻る。ところがワイヤ速度Ｖｗが
変動し、ΔＶ＝｜Ｖｗ−Ｖｍ｜＞ΔＶｓになると、比較
器２９の出力信号ＡＢＳがＬからＨに転じ、これにより
ナンドゲ−ト３０の出力がＨからＬに転じて警報器３１
が付勢されて乱巻発生を報知し、かつ速度指示器１８に
与えられる駆動指示信号が強制的にオフ信号（Ｌ）とな
って、速度指示器１８がモ−タ２および９の駆動を停止
する。これによりワイヤ３の巻戻しおよび巻取りが停止
する。アンドゲ−ト２４の入力端が接続された外部駆動
指示信号ラインにオフ信号（Ｌ）が与えられると、サン
プルホ−ルド回路２８，第１および第２タイマ２５，２
７および警報器３１がクリア（リセット）される。

【００１８】第１タイマ２５の時限値Ｔ１は、モ−タ２
，９の駆動を開始してからワイヤ３の移動速度が設定値
に安定するに十分な時間（一具体例ではＴ１＝４０秒）
であり、第２タイマ２７の時限値Ｔ２は、トラバ−スロ
−ラ８が往復動の折り返し点から十分に遠い位置に移動
するに要する時間である。第１タイマ２５がタイムオ−
バ（モ−タ起動からＴ１が経過）し近接スイッチ１５が
トラバ−スロ−ラ８の右端到達（往復動の折り返し位置
）を検出し、この検出からＴ２の経過後にサンプルホ−
ルド回路２８がその時のワイヤ速度Ｖｗを記憶するので
、サンプルホ−ルド回路２８は、ワイヤ速度が設定速度
に安定しかつトラバ−スロ−ラ８の往復動の切換わりに
よるワイヤ速度の微変動（この変動値よりもΔＶｓは大
きい値に設定されている）がない、ワイヤ速度が最も安
定したときのワイヤ速度を記憶することになる。始めて
乱巻が発生したときのワイヤ速度Ｖｗの速度変化はかな
り小さいが、それから第２層，第３層と積層数が増える
に従がい、始めの乱巻部における乱巻形状の乱れが大き
くなって、遂にはΔＶ＝｜Ｖｗ−Ｖｍ｜＞ΔＶｓになっ
て警報器３１が自動付勢されると共にモ−タ２および９
が自動停止する。ΔＶｓの値を、トラバ−スロ−ラ８の
往復動の切換わり時のワイヤ速度変化分よりも少し大き
い値にすることにより、往復動の切換わり時のワイヤ速
度変化に誤応答することなく、乱巻の発生から２，３層
の積層後に、ΔＶ＝｜Ｖｗ−Ｖｍ｜となってモ−タが自
動停止される。

【００１９】

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、乱巻きの発
生が自動検出されそれを示す信号が自動的に発生するの
で、乱巻発生の監視に多くの労力を要するとか、監視を
おこたって乱巻きが大きくなり巻戻しに多くの労力を要
するとかの従来の問題が大幅に解消する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】　　図１に示す実施例を組込んだ溶接ワイヤ整
列巻機の設備構成を側面から見て示すブロック図である
。

【符号の説明】

１：繰出しボビン　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２：繰出しモ−タ ３：溶接ワイヤ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　４：ガイドロ−ラ ５：ダンサロ−ラ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　６：矯正ロ−ラ７：癖付けロ−ラ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　８：トラバ−スロ−ラ ９：巻取モ−タ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１０：スプ−ル１１：トラバ−ス駆動モ−タ　　　
　　　　　　　１２：速度測定用ロ−ラ １３：タコゼネレ−タ　　　　　　　　　　　　　　　
　１４：変位検出器 １５：近接スイッチ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１６：タコゼネレ−タ １７：タコゼネレ−タ　　　　　　　　　　　　　　　
　１８：速度指示器 １９：加算器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２０：モ−タドライバ ２１：レベルリミッタ　　　　　　　　　　　　　　　
　２２：比例・積分器 ２３：モ−タドライバ　　　　　　　　　　　　　　　
　２４：アンドゲ−ト ２５：第１タイマ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２６：アンドゲ−ト ２７：第２タイマ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２８：サンプルホ−ルド回路 ２９：比較器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　３０：ナンドゲ−ト ３１：警報器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スプ−ルに整列巻き取りされるワイヤ
   の移動速度を検出する速度検出手段，該速度検出手段が
   検出した速度を記憶するための記憶手段，ワイヤ移動速
   度が定常値に安定しかつ前記スプ−ル上においてワイヤ
   巻取位置が層切換わり位置を外れた位置にあるときに前
   記記憶手段にワイヤ移動速度の記憶を行なう記憶制御手
   段、および、ワイヤ移動速度の記憶の後に、前記記憶手
   段の記憶速度に対するワイヤ移動速度の偏差が設定値を
   越えると乱巻き信号を発生する比較手段、を備える整列
   巻機の乱巻検出装置。