JPH06132151A - コイル巻線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、素線太さが一定でなく、また巻線途
中で停止回数が多くても素線間隔を最も密に巻回できる
コイル巻線装置を提供することにある。 【構成】本発明は、コイル素線を供給する供給ドラム
と、トラバス駆動装置により駆動されるトラバス装置
と、巻取ドラムとを備えたコイル巻線装置において、前
記巻取ドラムの回転状態をパルスに変換するパルス変換
器と、前記巻取ドラムに巻き取られる素線幅を検出する
素線幅パルス変換器と、前記パルス変換器と前記素線幅
パルス変換器の出力パルスに基づいて常に素線間隔を最
も密になるような間隔に巻取制御する制御ユニットとか
ら構成されているので、どのような巻取ドラムの動きに
対しても、滑らかにトラバス装置を駆動させ素線間隔を
一定に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁場コイル、超
伝導コイルなどを製作するためのコイル巻線装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、細い導線や超伝導線の巻線コイル
を製作するには、巻線ドラムを回転させ、素線ドラムか
ら直接巻き取っていた。しかし、コイルの性能を上げる
ためには巻いたコイルが乱れないように整列巻きにする
が、その場合、素線ドラムと巻線ドラムの中間にトラバ
ス装置を置き、巻線ドラムの回転に合わせて一回転で素
線幅だけトラバス装置が移動するように構成されてい
る。

【０００３】このようなコイルの整列巻き方法で、コイ
ル間隔が一定ｔ（ｍｍ）になるように巻くためには、巻
取ドラムの回転数をＲ（ｒｐｍ）で回転させると、これ
に合わせてトラバス装置の移動速度をＲ・ｔ（ｍｍ／ｍ
ｉｎ．）になるようにすればよい。

【０００４】ところが、実際にはこのような装置ができ
ても、素線の太さにはバラツキがあり、一定間隔に巻い
ても素線間には粗密ができてしまう。また、巻線が多く
途中の停止回数が少なければ問題はないが、一層巻く間
に何度も停止する場合には、巻取ドラムのモータの加減
速の分だけズレが生じ、正確なトラバス送りができなく
なる。

【０００５】そこで、この問題を解決するための一つの
方法として、トラバスの送り量を計算値より遅くする方
法が考えられるが、この方法は素線がドラムに巻き付く
時に既に巻かれた素線のエッジが擦り落ちて巻かれるた
め素線の太さがｔで一定であれば素線の間隔で素線間が
隙間なく巻かれることになる。しかし、この方法ではコ
イル同士が擦れるため、コイル被覆が傷つきコイル性能
を劣化させるという問題がある。また、素線の太さにバ
ラツキがある場合には、間隔は素線の太さのバラツキに
左右されてしまい、素線間が密に巻けても一定間隔には
巻けないという問題が残る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は素線太さが一定で
なく、また巻線途中で停止回数が多くても素線間隔を最
も密になるように，あるいは素線間隔を一定になるよう
に巻回できるコイル巻線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】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、コイル素線を供給する供給ド
ラムと、トラバス駆動装置により駆動されるトラバス装
置と、巻取ドラムとを備えたコイル巻線装置において、
前記巻取ドラムの回転状態をパルスに変換するパルス変
換器と、前記巻取ドラムに巻き取られる素線幅を検出す
る素線幅パルス変換器と、前記パルス変換器と前記素線
幅パルス変換器の出力パルスに基づいて常に素線間隔を
最も密になるような間隔に巻取制御する制御ユニットと
から構成されたことを特徴とする。また、本発明の請求
項２は、コイル素線を供給する供給ドラムと、トラバス
駆動装置により駆動されるトラバス装置と、巻取ドラム
とを備えたコイル巻線装置において、前記巻取ドラムの
回転状態及び前記巻取ドラムに巻き取られる素線間隔を
パルスに変換して入力されるパルス分周器と、前記パル
ス分周器の出力パルスに基づいて常に素線間隔を一定に
なるような間隔にに巻取制御する制御ユニットとから構
成されたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】一般に、巻取ドラムの回転と素線位置制御のト
ラバス装置の同期を取れば、容易に素線間の一定のコイ
ル巻き取りが可能になることは容易に考えられる。しか
し、巻取装置の駆動・停止が多くなるとモータの加減速
により同期に誤差が生じたり、巻取ドラムの動きに対し
て滑らかなトラバス装置の動きを得ることが困難とな
る。

【０００９】巻取ドラムの回転軸にエンコーダなどのパ
ルス発生器を取付けると、ドラムがどのように回転しよ
うとも、そのパルス数と回転位置はある関係にある。例
えば、ドラム１回転で３６０パルス出力するなら、１８
０パルス発生すると半周回転したことになる。このパル
スをパルス分周期でｎ倍し、この分周したパルスをトラ
バスを駆動させるサーボコントローラに入力すると、そ
のパルスだけトラバスが移動する。すなわち、ｎは巻取
ドラム１パルス回転したときに移動するトラバスのサー
ボコントローラの指令パルス数になる。このようにする
と、巻取ドラムが停止・駆動を繰り返し加減速が何度も
生じても、逆回転しても回転したパルス数だけがトラバ
スの制御に送られることになり、精度良くトラバスの制
御が可能で、素線間隔を一定に巻くことが可能になる。

【００１０】更に、素線太さを常にモニタすることによ
り、素線の実際の太さと基準値（設計値）との差の平均
値をパルスに変換し、上記のトラバス駆動モータパルス
に加算すれば、素線間隔を最も密に巻くことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明のコイル巻線装置の一実施例の構成図
である。同図に示すように、コイル素線１は、定張力装
置２により一定の張力をかけながら素線供給ドラム３か
ら巻線ドラム４に巻き取られる。巻き取りの素線間隔を
制御するためにトラバス５はトラバス駆動装置６により
移動される。

【００１２】一方、巻線ドラム４はサーボモータ７によ
り回転駆動するが、その回転状態は巻線ドラム４の端に
取付けられたエンコーダ８によりパルスに変換され、パ
ルス変換器９に入力される。他方、巻線ドラム４に取付
けられた素線幅検出器１４で素線が巻き取られる直前の
素線幅が検出され、素線幅パルス変換器１５に送られ、
ここで基準値からのズレパルス量に変換されパルス変換
器９に送られる。パルス変換器９ではドラムの動きに応
じたパルスをトラバス移動に必要なパルスに変換され、
更に素線幅のズレパルス量が加算されて、トラバス駆動
のサーボ制御器１０に送られ、そのパルスによりトラバ
ス装置のサーボモータ１１が駆動する。全体の動きは制
御ユニット１２により制御され、巻き取り開始・停止は
巻取ドラムのサーボ制御器１３に指令が出される。また
素線間隔を決めるためのパルス変換量、素線幅のズレパ
ルス変換量もこの制御ユニット１２で算出され、パルス
変換器９に設定される。

【００１３】次に、本実施例の作用について説明する。
巻線ドラム４はオペレータの指示で制御ユニット１２を
通して、サーボモータ７が駆動し回転するが、この時の
回転の動きはエンコーダ８でパルスに変えられる。一般
にモータの動作開始・停止時には加減速が生じ、パルス
の間隔は不規則になり、回転が一定になると図２の回転
モータパルスに示すように等間隔になる。このパルスを
ｎ：１になるように変換器で分周すると、トラバスモー
タ指令パルスに示すように（この例では２：１）、回転
モータがどのような動作になっても、その動きに従った
パルスを生成する。これによりドラム回転に正確に応じ
たトラバス送りが可能になる。例えば、巻取ドラムが１
回転でｍパルス、トラバスの動き１ｍｍがｋパルスであ
る時、素線をｔｍｍ間隔で巻くなら、 ｎ＝ｋ・ｔ／ｍ の分周比にすれば、巻線ドラム１回転でトラバスがｔｍ
ｍ動くことになる。

【００１４】更に、素線幅の変動分を補正するため、素
線幅検出器１４で検出されたズレ量ｐ（ｍｍ）はｐ・ｋ
パルスに演算され、回転パルスｍパルス当りｐ・ｋパル
スだけトラバス駆動のパルスに加（減）算される。すな
わち、回転パルスｍ／（ｐ・ｋ）毎に１パルス加（減）
算される。

【００１５】以上述べたように、本実施例によると巻線
ドラムがどのような駆動形態をとっても、その動きと素
線幅の変動を常にトラバスモータにフィードバックをか
けているため、巻線ドラム回転モータの動きに応じたト
ラバス送りが可能となり、素線の太さが不均一でも、素
線間隔が常に密に巻き取ることができる。

【００１６】なお、本実施例では巻線ドラムを主にして
その動きをトラバスモータにフィードバックをかけてい
るが、その逆にトラバスモータの動きを主にして、その
動きに応じて巻線ドラムモータを駆動させてもよい。さ
らに、素線巻状態を常に密になることを目的としている
が、任意の間隔に保つことを目的とする場合にも適用で
きる。

【００１７】図３は本発明のコイル巻線装置の他の実施
例の構成図である。巻線ドラム４は、サーボモータ７に
より回転駆動するが、その回転状態は巻線ドラム４の端
に取付けられたエンコーダ８によりパルスに変換され、
パルス分周器１６に入力される。このパルス分周器１６
でドラムの動きに応じたパルスはトラバス移動に必要な
パルスに分周され、トラバス駆動のサーボ制御器１０に
送られ、そのパルスによりトラバス装置のサーボモータ
１１が駆動する。全体の動きは制御ユニット１２により
制御され、巻き取り開始・停止は巻取ドラムのサーボ制
御器に指令が出される。また素線間隔を決めるためのパ
ルス分周量もこの制御ユニット１２で算出されパルス分
周器１６に設定される。

【００１８】次に、本実施例の作用について説明する。
巻線ドラム４はオペレータの指示で制御ユニット１２を
通して、サーボモータ７が駆動し回転するが、この時の
回転の動きはエンコーダ８でパルスに変えられる。一般
にモータの動作開始・停止時には加減速が生じ、パルス
の間隔は不規則になり、回転が一定になると図４の回転
モータパルスに示すように等間隔になる。このパルスを
ｎ：１になるように分周器で分周すると、トラバスモー
タ指令パルスに示すように（この例では２：１）、回転
モータがどのような動作になっても、その動きに従った
パルスを生成する。これによりドラム回転に正確に応じ
たトラバス送りが可能になる。例えば、巻取ドラムが１
回転でｍパルス、トラバスの動き１ｍｍがｋパルスであ
る時、素線をｔｍｍ間隔で巻くなら、 ｎ＝ｋ・ｔ／ｍ の分周比にすれば、巻線ドラム１回転でトラバスがｔｍ
ｍ動くことになる。

【００１９】以上述べたように、本実施例によると巻線
ドラムがどのような駆動形態をとっても、その動きを常
にトラバスモータにフィードバックをかけているため
に、巻線ドラム回転モータの動きに応じたトラバス送り
が可能となり、素線の太さが不均一でも、素線間隔が一
定に巻き取ることができる。

【００２０】なお、本実施例では巻線ドラムを主にして
その動きをトラバスモータにフィードバックをかけてい
るが、その逆にトラバスモータの動きを主にして、その
動きに応じて巻線ドラムモータを駆動させてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
どのような巻取ドラムの動きに対しても、滑らかにトラ
バス装置を駆動させ素線間隔を一定に保つこと、あるい
は常に密に保つことができるというすぐれた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図。

【図２】図１のパルス変換とトラバスモータへの指令パ
ルスの関係を示す図。

【図３】本発明の他の実施例の構成図。

【図４】図３のコイル巻線ドラムの動きとトラバスモー
タへの指令パルスの関係を示す図。

【符号の説明】

１…コイル素線、２…定張力装置、３…素線供給ドラ
ム、４…巻線ドラム、５…トラバス、６…トラバス駆動
装置、７…サーボモータ、８…エンコーダ、９…パルス
変換器、１０…サーボ制御器、１１…トラバス用サーボ
モータ、１２…制御ユニット、１３…サーボ制御器、１
４…素線幅検出器、１５…素線幅パルス変換器、１６…
パルス分周器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル素線を供給する供給ドラムと、ト
   ラバス駆動装置により駆動されるトラバス装置と、巻取
   ドラムとを備えたコイル巻線装置において、前記巻取ド
   ラムの回転状態をパルスに変換するパルス変換器と、前
   記巻取ドラムに巻き取られる素線幅を検出する素線幅パ
   ルス変換器と、前記パルス変換器と前記素線幅パルス変
   換器の出力パルスに基づいて常に素線間隔を最も密にな
   るような間隔に巻取制御する制御ユニットとから構成さ
   れたことを特徴とするコイル巻線装置。
2. 【請求項２】 コイル素線を供給する供給ドラムと、ト
   ラバス駆動装置により駆動されるトラバス装置と、巻取
   ドラムとを備えたコイル巻線装置において、前記巻取ド
   ラムの回転状態及び前記巻取ドラムに巻き取られる素線
   間隔をパルスに変換して入力されるパルス分周器と、前
   記パルス分周器の出力パルスに基づいて常に素線間隔を
   一定になるような間隔に巻取制御する制御ユニットとか
   ら構成されたことを特徴とするコイル巻線装置。