JPH0790976B2 - 巻枠巻回制御方法 - Google Patents

巻枠巻回制御方法

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JPH0790976B2
JPH0790976B2 JP4051912A JP5191292A JPH0790976B2 JP H0790976 B2 JPH0790976 B2 JP H0790976B2 JP 4051912 A JP4051912 A JP 4051912A JP 5191292 A JP5191292 A JP 5191292A JP H0790976 B2 JPH0790976 B2 JP H0790976B2
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filament
signal
reel
winding
error
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JP4051912A
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Inventor
ドナルド・ジー・キャウェルティ
ブライアン・エフ・バーリン
ジョン・ティー・ケンナ
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Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2848Arrangements for aligned winding
    • B65H54/2854Detection or control of aligned winding or reversal
    • B65H54/2869Control of the rotating speed of the reel or the traversing speed for aligned winding
    • B65H54/2878Control of the rotating speed of the reel or the traversing speed for aligned winding by detection of incorrect conditions on the wound surface, e.g. material climbing on the next layer, a gap between windings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S242/00Winding, tensioning, or guiding
    • Y10S242/92Glass strand winding

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  • Winding Filamentary Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に巻枠またはキャ
ニスタ上のフィラメントの巻回に関し、特にこの目的の
ためにフィラメントと物理的に接触することなくそのよ
うなフィラメントの巻回を非常に正確に制御する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】フィラメントは巻枠またはキャニスタ上
に均等に一致して巻回される多くの状態があり、その場
合、ギャップまたは巻回のずれにより生じる重なりのよ
うな不一致によって不良状態が生じる。例えば、光ファ
イバまたは金属線フィラメントが運動体の飛行中に続け
て繰出すためにキャニスタ上に巻回され、発射装置との
データリンクを維持する。この目的のためにそれを使用
するとき、適当に巻回されない巻枠またはキャニスタは
繰出し中にフィラメントを破損させるフィラメントの応
力、或いはそうでないとしてもデータの伝送が有効でな
い応力を生成する可能性がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】巻回の正確性を制御す
る既知の現在のシステムは開放ループ制御に依存し、そ
れは巻枠に供給されるとき、或いは巻枠にすでに配置さ
れた後には、実際のフィラメント位置を監視しない。こ
れらの既知の技術にしたがって、フィラメントは予めプ
ログラムされた位置にキャニスタを移動させることによ
って巻回され、フィラメントが適切な位置にあることが
単に仮定或いは予想されるに過ぎない。フィラメントが
巻回中にキャニスタに接近するときに形成する角度、フ
ィラメントの直径、およびフィラメントの張力並びに表
面仕上げの変化はフィラメントが巻枠上に適切に配置さ
れず取外し或いは巻き戻されなければならない欠点のあ
る巻回で巻回し終えることを容易に生じさせる。これら
全てはフィラメント応力、汚染、および増加した巻回時
間の可能性を増加させる。そのような巻枠はミサイル上
のデータリンクに使用されるとき、例えばもしフィラメ
ントが欠点のある巻回によって破損されるならば、ミサ
イルはその目標の位置を決定することは不可能である。
【0004】 本発明は、巻枠上に巻回されるフィラメ
ントの位置を正確に且つ連続的に感知する方法を提供
し、したがって、この目的のために物理的接触なしでの
フィラメントのアタック角度を正確に且つ連続的に感知
する方法を提供することを目的とする。本発明の別の目
的は、閉ループ制御が予め定められた所望の標準に対す
る巻回角度の変化を可能にする方法を提供することであ
る。
【0005】 本発明のさらに別の目的は、フィラメン
トの部分が不所望のギャップまたは巻線の交差した重な
りを検出して取外され巻回し続けるために使用される全
て閉ループによる前述の目的による方法を提供すること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の方法を実行する
装置は、フィラメントが巻枠上に巻回される通路の領域
を走査するレーザマイクロメータを含む。マイクロメー
タは固定した点からフィラメントエッジまでの距離の連
続的な読取りを行うフィラメントケーブルの位置を正確
に感知する。これらの読取りはフィラメントが巻回され
る巻枠表面に関してフィラメントの実際の角度を与え
る。
【0007】実際測定された角度と予め定められた所望
の角度とを比較してエラー信号が生成され、それは巻枠
の位置をエラーを取除く方向に補正するために使用され
る。この方法において、巻枠角度に適切にフィラメント
を維持することによって、巻回層中でのフィラメントの
適切な配置が成遂げられる。巻枠は非回転リールからフ
ィラメントを繰出すために巻回されるとき、欠点のある
巻回を形成するギャップまたは交差による重なりの生成
を減少するために巻回パターンを非常に正確に制御する
ことは特に望ましい。したがって、本発明の実施におい
て、フィラメントセンサは前に巻回されたフィラメント
の位置を示すように供給されるケーブルの偏向によって
巻枠上のフィラメント配置点の直ぐ近くに隣接して位置
される。このデータの解析はフィラメントがそれ自体に
よってギャップ或いは交差による重なりできる任意の点
の位置を決定して阻止することを可能にする。さらに、
このデータの解析は必要な交差が生じる点の位置を決定
し、連続的な交差およびステップバックの位置の制御を
可能にする。
【0008】ギャップおよび交差による重なりのような
欠点の検出は実際のフィラメント位置と所望のフィラメ
ント位置とを連続して比較することによって達成され
る。欠点(例えば、ギャップおよび交差による重なり)
について述べると、巻回は欠点を取除くために停止され
逆転され、その後、通常の巻回が再開される。
【0009】
【実施例】フィラメント、特に光ファイバフィラメント
の巻回は非常に正確な巻回装置と共に熟練したオペレー
タを必要とする。巻回されるべきファイバの全長が非常
に長く、例えば10kmである場合、これは特に当ては
まる。さらに、光ファイバの直径(180ミクロン)が
連続して減少するので、それに対応して巻回欠点を検出
することはさらに困難になる。典型的に、オペレータは
巻枠上をほぼ100回巻回し、巻回動作を停止し、ファ
イバの適合性を検査する、すなわち、もしギャップが存
在したり、ずれた交差が見られるかどうかを検査し、一
般的な外見を検査する。すなわち、各100巻回の層部
分についてこれを繰返すことは巻回時間効率に有害であ
り、その場合、例えば各層は1500の巻回を含むこと
ができる。したがって、手動の巻回動作に関連する困難
さを減少できることは望ましく、これは欠点検出のため
のインライン手動検査およびフィラメントの配置の連続
的な視覚監視を省くか或いは実質上少なくさせる本発明
によって達成される。
【0010】データリンクとして使用される巻枠は典型
的にテーパを有し、フィラメントは巻枠の回転なしに繰
出される。そのようなテーパを有するフィラメントパッ
クの巻回において、巻回は巻枠の大きい端部で開始し、
到来フィラメント8と巻枠の軸の間において90°未満
の角度βを有する。その角度は図1の(a)に示され、
「遅延」と呼ばれる。この遅延角度が初め適切に設定さ
れていないとき、機械は図1の(b)と(c)に示され
ているような「ゼロ」または「リード」角度で巻回で
き、この場合、フィラメントがその適切な溝から隣接す
る溝に飛越える危険性がある。従来において、オペレー
タが繰返して巻回するのを停止し、予め定められた角度
が維持されていることを保証するために測定するほかに
パックの巻回中にアタック角度を検査するのに十分に適
した方法はなかった。
【0011】図2を参照すると、巻回動作中にフィラメ
ントの位置上の識別を達成する本発明の装置の全体の概
略を構成する機能的ブロック図が示されている。半導体
レーザ10は八角形ミラー14の方向に導かれそこから反射
されるレーザビーム12を生成する。ミラーはレーザビー
ム12が反射器16を横切って掃引され、同様に光学系18を
横切って掃引される予め定められた角度速度で回転す
る。光学系18はコリメータレンズ20と、受信レンズ22
と、反射器16の中心に集まる光軸24と、レーザビームの
入射に応答する信号を生成する光感知素子26から構成さ
れている。
【0012】レ−ザがフィラメント8が位置される範囲
内のコリメータレンズ20と受信レンズ22の間の領域を横
切って掃引するとき、フィラメント前方エッジによるレ
ーザビームの遮断に応答するエッジ検出回路28により時
間の定まった関係の信号が連続的に生成される。したが
って、回路28の出力で利用可能な信号はフィラメントに
対する実際の巻回遅延角度βを示す。固定した遅延角度
(すなわち所望の予め定められた遅延角度)に対応する
既知の基準信号をセットすることによって、すなわち予
め定められたアッタク角度に対応する基準信号をセット
することによって、フィラメントの遅延角度の連続的な
監視を可能にする。特に、回路28からの方形波出力はフ
ィラメントエッジの位置を計算する中央処理装置32に供
給されるラッチ30の出力をセットする。クロックパルス
発生器34は予め定められたカウントが新しいフィラメン
ト検出サイクルを開始するために累積した後にラッチを
リセットするカウンタ36を励起する。
【0013】予め定められたアタック角度に対応する基
準信号と連続的に生成された信号とを比較して、比較さ
れた信号間の差を示すエラー信号を生成し、フィラメン
ト角度巻回位置エラーがフィラメント位置監視および制
御装置38によって決定されるとき、キャリッジ駆動装置
40は巻回されるフィラメント8のアタック角度を変化
し、エラーをゼロにするために適切な方向に軸に沿って
巻枠42を再位置させるように駆動される。このようにし
て、要求される許容誤差内の遅延角度を連続的に維持す
る閉ループシステムが提供される。
【0014】巻回エラーを定めてそれらを補正するよう
する、特に導かれた本発明の次の概念説明にため
に、機能的ブロック回路を概略的に示す図2の(a)と
(b)を参照する。フィラメントの位置は前述のように
検出され、CPU32からフィラメント位置監視および制
御装置38に送られる。その場合、最後に巻回されたファ
イバ巻回の瞬間的条件と、許容可能な位置に対応する
め蓄積された所定の値である他の基準信号とを比較する
ことにより別のエラー信号であるエラー差信号が得られ
る。すなわち連続的に生成された信号と上記他の基準信
号とを比較して、エラー差信号を形成し、これによって
戻って重なったりギャップがあることが決定されると、
このエラー差信号に応答して巻枠の回転を逆転し、キャ
リッジ駆動装置40およびスピンドル駆動装置41は巻回
ラーが検出される前巻枠適切な点に戻される。次に
エラー差信号の遮断に応答して巻枠の回転が再開され
る。それ故、通常の巻回が再び開始されることができ
る。
【0015】上述の自動フィラメントのアタック角度制
御は巻回欠点の検出と欠点除去とに別々に使用できる
が、同時に両方を行うことが大抵の場合において有利で
ある。実際、実質上相互作用効果の可能性があるので、
両者は同時に用いられることが好ましい。それ故、1つ
のシステムに含まれる補正動作は別のシステムに含まれ
る別の補正を必要とする。
【0016】本発明の特別の実施例が示され説明された
が、変形および変更は本発明の技術的範囲から逸脱する
ことなく行われることは当業者には明らかである。した
がって、そのような全ての変形および変更は添付特許請
求の範囲に記載された本発明の技術的範囲に含まれるべ
きである。
【図面の簡単な説明】
【図1】巻枠に巻回するフィラメントの異なるアタック
角度の概略図。
【図2】フィラメントの巻回するアタック角度を決定す
る装置および巻回欠点を検出し補正する装置の機能的ブ
ロック概略図。
【符号の説明】
10…半導体レーザ、12…レーザビーム、18…光学系、26
…光感知素子、28…検出回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 6/00 336 (72)発明者 ブライアン・エフ・バーリン アメリカ合衆国、アリゾナ州 85741、タ クソン、ダブリユ・シナモン・ドライブ 3341 (72)発明者 ジョン・ティー・ケンナ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91360、サウザンド・オークス、チャット ハム・コート 1042

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィラメントが巻枠上に巻回される通路
    の領域をレーザービームで走査する手段と、前記フィラ
    メントによる前記レーザビームの遮断を検出してフィラ
    メントの位置を連続的に感知し、フィラメントの巻回を
    制御する手段を有する巻枠巻回制御装置において、 前記巻枠に近接する前記フィラメントが位置される領域
    を横切ってレーザービームで周期的に掃引し、 前記フィラメントによる前記レーザビームの遮断を検出
    それに応答する信号を連続的に生成し、 予め定められたフィラメントのアタック角度に対応する
    基準信号を設定し、 前記定められたアタック角度の前記基準信号と前記連続
    的に生成された信号とを比較して、前記比較された信号
    間の差を示すエラー信号を生成し、 前記巻枠に近接するフィラメントの許容可能位置に対
    応する他の基準信号を設定し、 前記連続的に生成された信号と前記他の基準信号とを比
    較して、エラー差信号を形成し、 前記エラー差信号に応答して巻枠の回転を逆転し、 前記エラー差信号の遮断に応答して巻枠の回転を再開す
    るステップを含む、前記巻枠上に巻回される前記フィラメントの不適当なア
    タック角度だけでなく不所望なギャップおよび重なりを
    含む巻回エラーを測定する方法。
  2. 【請求項2】 前記巻枠を移動して前記エラー信号をゼ
    ロにするような方向および大きさに前記フィラメントの
    アタック角度を変化させるステップをさらに含む請求項
    1記載の方法。
  3. 【請求項3】 フィラメントが巻枠上に巻回される通路
    の領域をレーザービームで走査する手段と、前記フィラ
    メントによる前記レーザビームの遮断を検出してフィラ
    メントの位置を連続的に感知し、フィラメントの巻回を
    制御する手段を有する巻枠巻回制御装置において、 前記 巻枠に近接する前記フィラメントが位置される領域
    を走査し、 前記巻枠に近接するフィラメントの巻回によりレーザビ
    ームの遮断を連続的に検出し、それに応答する連続的な
    信号を生成し、 前記巻枠に近接する許容可能に位置したフィラメントに
    応答する信号を蓄積し、 前記連続的に生成された信号
    と前記蓄積された信号とを比較してエラー差信号を生成
    し、 エラー信号の存在に応答して巻枠の回転を逆転し、 エラー信号の遮断に応答して巻枠の回転を再開するス
    テップを含む、前記フィラメントによって巻回された回転し軸方向に移
    行する巻枠層の巻回エラー補正方法。
  4. 【請求項4】 前記逆転するステップは、巻枠の回転お
    よび軸方向の移行を中止し、前記エラー信号が消滅する
    まで回転および軸方向の移行方向を逆転する請求項3記
    載の方法。
JP4051912A 1991-03-14 1992-03-10 巻枠巻回制御方法 Expired - Lifetime JPH0790976B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US669251 1991-03-14
US07/669,251 US5110065A (en) 1991-03-14 1991-03-14 Bobbin winding control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0592867A JPH0592867A (ja) 1993-04-16
JPH0790976B2 true JPH0790976B2 (ja) 1995-10-04

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ID=24685669

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4051912A Expired - Lifetime JPH0790976B2 (ja) 1991-03-14 1992-03-10 巻枠巻回制御方法

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US (1) US5110065A (ja)
EP (1) EP0503790A1 (ja)
JP (1) JPH0790976B2 (ja)
AU (1) AU635170B2 (ja)

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