TWI678714B - 張力調整裝置及捲線裝置 - Google Patents

張力調整裝置及捲線裝置 Download PDF

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TWI678714B
TWI678714B TW108105840A TW108105840A TWI678714B TW I678714 B TWI678714 B TW I678714B TW 108105840 A TW108105840 A TW 108105840A TW 108105840 A TW108105840 A TW 108105840A TW I678714 B TWI678714 B TW I678714B
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wire
winding
floating roller
tension
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TW201946079A (zh
Inventor
山口恭輔
Kyosuke Yamaguchi
北野修一
Shuichi Kitano
Original Assignee
日商三菱電機股份有限公司
Mitsubishi Electric Corporation
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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
    • B65H59/00Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/10Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by devices acting on running material and not associated with supply or take-up devices
    • B65H59/18Driven rotary elements

Landscapes

  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Coil Winding Methods And Apparatuses (AREA)

Abstract

張力調整裝置3係具備有:張力滑輪部(13)、浮動輥(14)、張力臂部(15)以及賦予勢能部(16)。張力部(13)係對從捲線軸(12)所送出的線材(11)賦予張力。張力臂部(15)係旋轉自如地支持浮動輥(14),且以支點(17)為中心,限制浮動輥(14)的擺動。賦予勢能部(16)係朝向以支點(17)為中心之圓周方向當中,浮動輥(14)遠離捲線部(2)之方向的方式,對張力臂部(15)賦予勢能。離開浮動輥(14)的線材(11)係從浮動輥(14)直線地前往捲線部(2)。

Description

張力調整裝置及捲線裝置
本案係關於一種張力調整裝置及具備該張力調整裝置的捲線裝置,該張力調整裝置係在對工件捲繞線材時調整線材之張力的裝置。
就將線材捲繞至轉子或定子等之工件的裝置之習知技術而言,已揭示了一種捲線裝置(例如專利文獻1),該捲線裝置係具備有:捲線軸(bobbin),其係配置於上游側;拉力滑輪(tension pulley),其係送出捲線軸的捲線;飛叉,其係配置於下游側並拉入捲線;以及拉力調整機構,其係配置於拉力滑輪及飛叉之間。該捲線裝置的拉力調整機構係具有:配置於上游側的第一滑輪;配置於下游側的第二滑輪;以及配置於該等第一滑輪及第二滑輪之間的第三滑輪。第一滑輪與第二滑輪係可旋轉地固定,而作為固定滑輪發揮功能,相對地第三滑輪係作為以支柱為中心擺動的擺動滑輪發揮功能。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特2010-118452號公報
在專利文獻1所揭示的習知技術中,由於在張力滑輪與擺動滑輪之間配置有第一滑輪,在擺動滑輪與飛叉之間配置有第二滑輪,因此存在著多數個滑車,而會有張力調整機構及捲線裝置大形化的問題點。而且,在線材所通過的路徑上配置有多數個折彎線材的滑車,因此會有受到多數個滑車而使線材產生拉伸,使線圈的捲線品質惡化的問題點。
本發明揭示用以解決如上述之課題的技術,目的在於提供一種與習知技術相比可小形化,還可提升捲線品質的張力調整裝置及捲線裝置。
本案所揭示的張力調整裝置,係將從捲線軸所送出的線材引導至對工件進行前述線材之捲繞的捲線部,且調整前述線材的張力,該張力調整裝置係具備有:張力滑輪部,係對從前述捲線軸所送出的前述線材賦予張力;浮動輥,係繞掛有從前述張力滑輪部送出的前述線材,且設置成能夠將前述線材引導至前述捲線部,並且進行擺動;張力臂部,係旋轉自如地支持前述浮動輥,且以設置於與前述浮動輥之旋轉軸相異之位置的支點為中心,限制前述浮動輥的擺動;以及賦予勢能部,係朝向以前述支點為中心之圓周方向當中,前述浮動輥遠離前述捲線部之方向,對前述張力臂部賦予勢能; 離開前述浮動輥的線材係從前述浮動輥直線地前往前述捲線部。
此外,本案所揭示的捲線裝置係具備前述張力調整裝置以及前述捲線部。
根據本案揭示的張力調整裝置及捲線裝置,可達成小型化而且可提升捲線品質。
1、1B、1C、1D‧‧‧捲線裝置
2‧‧‧飛叉裝置
3‧‧‧張力調整裝置
4‧‧‧飛叉臂部
5‧‧‧飛叉旋轉部
6‧‧‧工件
7‧‧‧控制部
11‧‧‧線材
12‧‧‧捲線軸
13‧‧‧張力滑輪部
14‧‧‧浮動輥
15‧‧‧張力臂部
16‧‧‧張力線圈彈簧
17‧‧‧支點
21‧‧‧第一滑車
22‧‧‧張力滑輪
23‧‧‧後張力器
24‧‧‧飛叉線嘴
25‧‧‧伺服馬達
26‧‧‧第一小孔
31‧‧‧第二小孔
32‧‧‧氈部
33‧‧‧藍寶石板
34‧‧‧張力滑輪台
35‧‧‧滑輪引導部
36‧‧‧第三小孔
41‧‧‧壓缸
42‧‧‧棒桿
43‧‧‧推壓線性引導
44‧‧‧後張力台
45‧‧‧第四小孔
46‧‧‧第一滾珠軸承
51‧‧‧第二滾珠軸承
52‧‧‧浮動輥台
53‧‧‧張力臂部的一端部
54‧‧‧張力臂部的另一端部
55‧‧‧自動調心座
56‧‧‧工件保持部
57‧‧‧雷射位移計
61‧‧‧固定部
62‧‧‧可動部
63‧‧‧底座
64‧‧‧移動線性引導
65‧‧‧旋轉部件
66‧‧‧轉軸部
67‧‧‧線性定子
71‧‧‧轉軸軸承
72‧‧‧移動台
73‧‧‧可動件
74‧‧‧線性馬達
75‧‧‧線性位置檢測器
76‧‧‧滑塊
81‧‧‧刻度
82‧‧‧滾珠花鍵轉軸
83‧‧‧花鍵保持體
84‧‧‧花鍵外筒體
85‧‧‧滾珠花鍵側滑輪
86‧‧‧連結部件
91‧‧‧空洞
92‧‧‧連通孔
93‧‧‧第一引導輥
94‧‧‧開口部
95‧‧‧第二引導輥
96‧‧‧旋繞板
97‧‧‧輸出軸
101‧‧‧馬達
102‧‧‧馬達支架
103‧‧‧馬達側滑輪
104‧‧‧附齒皮帶
105‧‧‧壓縮線圈彈簧
106‧‧‧轉軸裝置
107‧‧‧轉軸線嘴
108‧‧‧線嘴部
109‧‧‧線嘴驅動部
110‧‧‧量測部
A、B、C、D‧‧‧角部
Dr‧‧‧擺動方向
Dr2‧‧‧前進方向
L1、L11、L2、L22、L3、L33、L4、L44‧‧‧拉繞長度
La1、La2、Lb1、Lb2、Lc、Ld‧‧‧距離
P1、P2、P3、P4‧‧‧切換位置
R1、R2‧‧‧半徑
U‧‧‧旋轉方向
X‧‧‧第一方向
X1‧‧‧第一方向的一方
X2‧‧‧第一方向的另一方
Y‧‧‧第二方向
Y1‧‧‧第二方向的一方
Y2‧‧‧第二方向的另一方
第1圖係顯示實施形態1之捲線裝置的構成之圖。
第2圖係實施形態1之張力調整裝置的立體圖。
第3圖係實施形態1中之張力滑輪及伺服馬達的立體圖。
第4圖係實施形態1中之後張力的俯視圖。
第5圖係從上游側觀看實施形態1中之後張力的側視圖。
第6圖係實施形態1中之浮動輥的正視圖。
第7圖係實施形態1中之飛叉裝置的正視圖。
第8圖係實施形態1中之飛叉裝置的剖面圖。
第9圖係顯示實施形態1中之對工件捲繞線材時之飛叉線嘴的位置的剖面圖。
第10圖係顯示在實施形態1中,飛叉臂部相對於工件的角度與自飛叉線嘴所送出之線材的線加速度的關係之圖。
第11圖係顯示在實施形態1中,張力滑輪部對線材賦予張力之態樣之 圖。
第12圖係顯示在實施形態1中,當線速度未急遽增大時之張力滑輪及浮動輥之態樣之圖。
第13圖係顯示在實施形態1中,當受線速度急遽增大而使線材張力增大時之張力滑輪及浮動輥之態樣之圖。
第14圖係顯示在實施形態1中,當線加速度未增大時之張力滑輪、浮動輥、張力臂及賦予勢能部的位置關係之圖。
第15圖係顯示在實施形態1的變形例之中,當線加速度增大時之張力滑輪、浮動輥、張力臂及賦予勢能部的位置關係之圖。
第16圖係顯示實施形態2之捲線裝置的構成之圖。
第17圖係顯示實施形態3之捲線裝置的構成之圖。
第18圖係顯示在實施形態3的捲線裝置中,工件及沿著工件側面而驅動之線嘴的驅動路徑之圖。
第19圖係顯示實施形態4之捲線裝置的構成之圖。
以下,一面參照圖式一面說明複數個實施形態。在以下的說明中,與已在各形態之前已進行過說明之形態的事項相對應的部分會標示相同的參考符號,且省略重複說明的情形。僅說明構成一部分的情形,則構成的其它部分係與已進行過說明的形態相同。
實施形態1
第1圖係顯示實施形態之捲線裝置1的構成之圖。捲線裝置1係具備有:作為捲線部的飛叉(flier)裝置2及張力調整裝置3。飛叉裝置2係具備有飛叉臂部(flier arm)4及飛叉旋轉部5。飛叉臂部4係對工件6送出線材11。飛叉旋轉部5係使飛叉臂部4旋轉。
張力調整裝置3係將從捲線軸12所送出的線材11引導至捲線部,且調整線材11的張力。捲線部係對工件6進行線材11的捲繞。張力調整裝置3係具備有:張力滑輪部13、浮動輥14、張力臂部15以及作為賦予勢能部的張力線圈彈簧16。張力滑輪部13係對從捲線軸12所送出的線材11賦予張力。浮動輥14係繞掛著從張力滑輪部13所送出的線材11,且設置成能夠將線材11引導至捲線部,並且可進行擺動。
張力臂部15係旋轉自如地支持浮動輥14。而且,張力臂部15係以支點17為中心,限制浮動輥14的擺動。支點17係設置於與浮動輥14的旋轉軸不同的位置。浮動輥14以支點17為中心擺動的擺動方向Dr係與從浮動輥14前往捲線部之線材11的方向Dr2大致平行,因此,離開浮動輥14的線材11會從浮動輥14直線地前往飛叉裝置2。賦予勢能部係朝使浮動輥14遠離捲線部之方向對張力臂部15賦予勢能。
從張力滑輪部13前往浮動輥14之線材11的方向相對於從浮動輥14前往捲線部之線材11的方向為垂直。在本實施形態中「垂直」並不一定僅意味著90度,亦可為:根據浮動輥14的擺動,從張力滑輪部13前往浮動輥14之線材11的方向及從浮動輥14前往捲線部之線材11的方向,以大致90度為中心而變化。在浮動輥14中,線材11係以浮動輥14的旋轉軸線為中心而繞掛在浮動輥14。
在本實施形態中,工件6為旋轉電機的定子或轉子。在工件6中,被線材11捲繞的外周面並不是圓形,而是長方形形狀。藉由捲線部 而捲繞在工件6的線材11係在被捲取在捲線軸12的狀態,供給至捲線裝置1。線材11所通過的路徑中,會有將靠近捲線軸12側稱為上游側,而將靠近工件6側稱為下游側的情形。
如第1圖所示,捲繞在捲線軸12的線材11係經由第一滑車21來供給至張力調整裝置3的張力滑輪部13。張力滑輪部13係具備有:張力滑輪22、後張力器(back tensioner)23以及控制部7。從捲線軸12經由第一滑車21而供給至捲線裝置1的線材11係通過後張力器23,繞掛在張力滑輪22,而前往浮動輥14。在浮動輥14中,線材11係以浮動輥14的旋轉軸線為中心,並繞掛在中心角為大致270度之範圍的浮動輥14的外周面。如此,滑車的外周面繞掛著線材11,而與滑車接觸的範圍係以滑車的旋轉軸線為中心的中心角來表示,則對此以下稱為「纏繞角度」。
在浮動輥14中,線材11係以大致270度的纏繞角度繞掛後,前往較浮動輥14還靠下游側設置的飛叉裝置2。飛叉裝置2係具備有:飛叉臂部4以及飛叉旋轉部5。飛叉臂部4為對工件6放出線材11的部分。飛叉裝置2的細節茲容後述。
以下,一面參照第2圖及第3圖,一面說明在張力調整裝置3中定義之線材11的路徑及張力滑輪部13。第2圖係實施形態1之張力調整裝置3的立體圖。第3圖係實施形態1之張力滑輪22及伺服馬達25的立體圖。如第2圖所示,捲繞在捲線軸12的線材11係從上游側起經過第一小孔26、第一滑車21、第二小孔31、氈部32、後張力器23,而繞掛在張力滑輪22。
第一小孔26係保護被覆在線材11的皮膜。第一滑車21係使來自第一小孔2的線材11朝向後張力器23彎曲。第二小孔31係調整線材11之第二滑車至氈部32的位置。氈部32係藉由氈件夾住線材11,從 而調整線材11表面的蠟量。在後張力器23中,係藉由複數個藍寶石板33夾住線材11,以對通過的線材11賦予動摩擦力並從兩側按壓。關於後張力器23的細節茲容後述。
位於後張力器23之下游側的張力滑輪22係以預定匝數捲繞線材11。如第3圖所示,張力滑輪22的旋轉軸係連接於伺服馬達25,且在反饋控制成伺服馬達25的旋轉轉矩成為一定的狀態下,藉由伺服馬達25來旋轉驅動。張力滑輪22的旋轉軸係旋轉自如地支持在張力滑輪台34。伺服馬達25係固定於張力滑輪台34。伺服馬達25的反饋控制係藉由張力調整裝置3的控制部7來進行。
張力滑輪22當中,以旋轉軸線為中心而位於外側的外周面係形成有要接觸線材11的滑輪引導部35。滑輪引導部35係藉由丁腈橡膠或聚氨酯樹脂等,線材11難以滑動的原材料來形成。藉此,在線材11、與張力滑輪22和線材11接觸的外周面之間作用有靜摩擦力,而線材11係藉由張力滑輪22的旋轉從上游側送出到下游側。在後張力器23中賦予至線材11的動摩擦力係設定為線材11在張力滑輪22中不會滑動之程度的大小。當線材1移動中,作用在線材11的張力,主要是根據張力滑輪22之旋轉轉矩與靜摩擦力的大小所決定。
離開張力滑輪22的線材11會繞掛在位於張力滑輪22之下游側的浮動輥14,且與浮動輥14的外周面接觸而前進。浮動輥14係抑制因捲繞至工件6而在線材11產生之移動速度的變化。離開浮動輥14的線材11係通過第三小孔36而前往飛叉裝置2。
較浮動輥14還位於上游側的線材11與較浮動輥14還位於 下游側的線材11,即使會有彼此接觸的可能性,也不會對捲線品質造成不良影響。而且,為了防止線材11彼此在浮動輥14的上游側與下游側接觸的情形,只要將第三小孔36的位置設為往與浮動輥14之旋轉軸線成平行之方向錯開的構成即可。
以下,一面參照第4圖及第5圖,一面說明後張力器23的構成。第4圖係實施形態1之後張力器23的俯視圖。第5圖係從上游側觀看實施形態1之後張力器23的側視圖。後張力器23係具有:複數個藍寶石板33;調整由複數個藍寶石板33按壓在線材11之按壓力的複數個壓缸41;將來自各壓缸41的動力傳達至各藍寶石板33的棒桿42;規定各藍寶石板33之移動方向的複數個推壓線性引導(linear guide)43;以及固定且支持複數個壓缸41之外殼部分及複數個推壓線性引導43的後張力器台44。
一對的藍寶石板33係從水平方向的兩側按壓線材11,且上游側至下游側以三對排列而配置。在三對的藍寶石板33的上游側,會有進行線材11之定位的第四小孔45固定設置在後張力器台44。
推壓線性引導43係具有固定於後張力器台44的複數個軌道,且在與各自成對的藍寶石板33分別對應的各導軌上,連接著一對的藍寶石板33及壓缸41的棒桿42。壓缸41的外殼部分係固定於後張力器台44。當各壓缸41的棒桿42從各壓缸41伸出的狀態時會按壓線材11,當棒桿42在縮回至各壓缸41的狀態會放開線材11。由於線材11係藉由第四小孔45來定位,所以不會偏離位於三對的藍寶石板33之間的路徑。在本實施形態中,捲線時的各壓缸41的棒桿42為從各壓缸41伸出的狀態,且以一定大小的按壓力按壓著線材11。
以下,一面參照第6圖,一面說明浮動輥14。第6圖係實施形態1之浮動輥14的正視圖。浮動輥14係經由第一滾珠軸承46而旋轉自如地安裝於張力臂部15的一端部53。在張力臂部15中,於張力臂部15的長邊方向兩端部以外的中件部的任一個部位係經由第二滾珠軸承51而可旋轉地安裝於浮動輥台52。張力臂部15被安裝在浮動輥台52的部位點,係成為關於浮動輥14及張力臂部15之擺動的支點17。
張力臂部15當中,在與安裝著浮動輥14之一端部53之相反側的另一端部54係安裝著張力線圈彈簧16的一端部。張力線圈彈簧16的另一端部係藉由自動調心座55而固定於浮動輥台52。張力線圈彈簧16係隨著浮動輥14及張力臂部15之支點17為中心的擺動而伸縮。浮動輥14的擺動方向Dr亦即以支點17為中心之圓周的浮動輥14之位置的切線方向係設定成與從浮動輥14前往飛叉裝置2之線材11的方向大致平行。藉此,離開浮動輥14的線材11會從浮動輥14直線性地前往飛叉裝置2。當浮動輥14靠近下游側的飛叉裝置2時,張力線圈彈簧16會伸長,當張力線圈彈簧16返回至自然狀態時,浮動輥14會遠離飛叉裝置2。
張力線圈彈簧16的另一端部係藉由自動調心座55而安裝至浮動輥台52,所以即使張力線圈彈簧16因受浮動輥14及張力臂部15的擺動而朝伸縮方向外的方向偏轉,自動調心座55也會因應張力線圈彈簧16的偏轉而傾斜。因此,於張力線圈彈簧16會阻止伸縮以外方向的力產生作用。
如第6圖所示,以支點17為中心的張力臂部15的角度係藉由雷射位移計57來量測。該量測結果傳送至控制部7,並利用於使張力滑 輪22旋轉之伺服馬達25的轉矩控制。而且,該量測結果亦可利用在後張力器23中之由複數個壓缸41產生之藍寶石板33的按壓力的調整。
接著,參照第7圖及第8圖,說明飛叉裝置2。第7圖係實施形態1之飛叉裝置2的正視圖。第8圖係實施形態1之飛叉裝置2的剖面圖。於飛叉裝置2的下游側係設置有保持工件6的工件保持部56。工件6係以靜止的狀態保持在工件保持部56,且從飛叉線嘴(flier nozzle)24所送出的線材11係藉由飛叉臂部4的旋轉而捲繞在工件6的外周面。飛叉線嘴24係設置於飛叉裝置2當中最靠下游側。
飛叉裝置2係具備有固定部61及可動部62。固定部61係具有:底座63、移動線性引導(linear guide)64及線性定子67。底座63的上方係載置有可動部62。可動部62係設置成可往與飛叉臂部4的旋轉軸線成平行的方向移動,且該可動部62係具有飛叉臂部4、旋轉部件65、轉軸部66、轉軸軸承71、移動台72、可動件73等。以下,將與飛叉臂部4之旋轉軸線成平行的方向稱為「第一方向X」,而第一方向X當中,下游側亦即靠近工件6的方向稱為「第一方向的一方X1」,上游側亦即遠離工件6的方向稱為「第一方向的另一方X2」。
移動台72係與轉軸軸承71連接,且載置於移動線性引導64。移動線性引導64係與第一方向X成平行地於底座63的上面部設置一對。移動台72係藉由線性馬達74而相對於底座63及移動線性引導64朝第一方向的一方X1及第一方向的另一方X2驅動。線性馬達74係設置於移動台72與底座63之間,且具有線性定子67及可動件73。線性定子67安裝於底座63,而可動件73安裝於移動台72。線性定子67與可動件73 係彼此相對向地設置。
在移動台72與底座63之間設置有線性位置檢測器75,該線性位置檢測器75係檢測出可動部62之對於固定部61的第一方向X的位置。線性位置檢測器75係具有滑塊76及刻度81,滑塊76係安裝於移動台72,刻度81係安裝於底座63,而藉由檢測滑塊76對於刻度81之相對性位置的變化,從而檢測可動部62對於固定部61的位置。可動部62對於固定部61的移動機構係藉由上述底座63、移動線性引導64、移動台72、線性馬達74以及線性位置檢測器75所構成。
轉軸軸承71係固定設置於移動台72的上面部。轉軸軸承71係支持轉軸部66,且與轉軸部66一起往第一方向X移動,容許轉軸部66繞著轉軸軸承71的中心軸線旋轉。轉軸軸承71的中心軸線係與飛叉臂部4的旋轉軸線一致。而且,發叉臂部4的旋轉軸線係與工件6的中心軸線一致。轉軸部66係形成有沿著轉軸軸承71的中心軸線並貫通第一方向X的內部孔,而線材11會通過該內部孔的內側。
飛叉裝置2更具備有滾珠花鍵轉軸82、花鍵保持體83及花鍵外筒體84,該等部件中花鍵外筒體84包括在固定部61中。花鍵保持體83及花鍵外筒體84並不會往第一方向X移動。花鍵外筒體84係支持花鍵保持體83,且容許滾珠花鍵轉軸82及花鍵保持體83繞著花鍵外筒體84的旋轉軸線旋轉。花鍵外筒體84的中心軸線係與飛叉臂部4的旋轉軸線及轉軸軸承71的中心軸線一致。
於滾珠花鍵轉軸82形成有沿著花鍵外筒體84的中心軸線並貫通第一方向X的內部孔,線材11會通過該內部孔的內側。滾珠花鍵轉 軸82的最下游側的端部與轉軸部66的最上游側的端部,係藉由連結部件86連接。轉軸部66及滾珠花鍵轉軸82係一起繞著第一方向X及各中心軸線運動。相對於此,花鍵外筒體84係於第一方向X被固定,並且還於繞著中心軸線之周轉方向被固定。因此,轉軸部66及滾珠花鍵轉軸82係能夠相對於花鍵外筒體84朝第一方向X移動,並且能夠繞著中心軸線旋轉。
在花鍵保持體83的上游側的端部係以同樣的旋轉軸線安裝滾珠花鍵側滑輪85。花鍵保持體83與滾珠花鍵側滑輪85係互相固定並連接。因此,當滾珠花鍵側滑輪85繞著滾珠花鍵的中心軸線旋轉時,花鍵保持體83、滾珠花鍵轉軸82、連結部件86及轉軸部66係繞著轉軸部66的中心軸線旋轉。滾珠花鍵側滑輪85為齒輪滑車。另外,在本實施形態中,轉軸部66及滾珠花鍵轉軸82係藉由連結部件86而互相連接,惟轉軸部66及滾珠花鍵轉軸82亦可一體形成。
轉軸部66的下游側係連接有旋轉部件65。旋轉部件65係形成為具有與轉軸部66之中心軸線成垂直的軸線的圓筒形狀。旋轉部件65內部的空洞91係於形成旋轉部件65之圓筒形狀的軸線方向兩側呈開放。旋轉部件65當中,於與轉軸部66之連接部係以沿著轉軸部66之中心軸線的方式形成連通孔92。藉此,旋轉部件65內部的空洞91係沿著轉軸部66的中心軸線,與轉軸部66的內部孔連通。
旋轉部件65當中,第一方向X中與轉軸部66之連接部為相反側的部分係與飛叉臂部4連接。因此,當旋轉部件65與轉軸部66一起繞著轉軸部66的中心軸線旋轉時,飛叉臂部4會繞工件6的中心軸線旋轉。旋轉部件65的空洞91的內部係設置有第一引導輥93。該第一引導輥 93的旋轉軸線係設定為與轉軸部66的中心軸線及旋轉部件65之軸線兩者成垂直。
第一引導輥93係配置於旋轉部件65之空洞91呈開放之兩端部當中靠一方端部附近。因此,第一引導輥93係位於較轉軸部66之中心軸線的延長線還靠近旋轉部件65之一方的端部。以下,將與轉軸部66之中心軸線成垂直且與形成旋轉部件65之圓筒形狀之軸線成平行的方向稱為「第二方向Y」。第二方向當中,將從轉軸部66之中心軸線前往第一引導輥93的方向稱為「第二方向的一方Y1」,將與第二方向的一方Y1相反之方向稱為「第二方向的另一方Y2」。
通過轉軸部66的內部孔的線材11會在旋轉部件65的空洞91之中引導至第一引導輥93,並從旋轉部件65之第二方向的一方Y1之端部的開口部94伸出至旋轉部件65之外。由於第一引導輥93係設置於旋轉部件65,所以當旋轉部件65繞著轉軸的中心軸線旋轉時,會與旋轉部件65一起繞著轉軸的中心軸線移動。因此,當旋轉部件65繞著轉軸的中心軸線旋轉時,第二方向Y會相對於飛叉裝置2的固定部61旋轉。
飛叉臂部4的長邊方向係與第二方向Y一致。飛叉臂部4之第二方向的一方Y1的端部係設置有旋繞板96。旋繞板96的厚度方向係與第二方向Y一致。第二引導輥95係安裝於旋繞板96。第二引導輥95係繞著與第一方向X及第二方向Y的兩方呈垂直的旋轉軸線旋轉自如。從旋轉部件65的空洞91內引導至第一引導輥93並從旋轉部件65之第二方向的一方Y1開口部94送出的線材11係繞掛在第二引導輥95的外周面後,通過飛叉線嘴24並朝第二方向的另一方Y2前進,而捲繞至工件6。
飛叉線嘴24、旋繞板96、第二引導輥95、飛叉臂部4、旋轉部件65、第一引導輥93、轉軸部66、滾珠花鍵轉軸82、花鍵保持體83、連結部件86及滾珠花鍵側滑輪85係藉由馬達101旋轉驅動。馬達101係設置於馬達支架102,而馬達支架102係固定於固定部61的底座63。在輸出馬達101之旋轉力的輸出軸97係以同樣的旋轉軸線安裝有馬達側滑輪103。馬達側滑輪103為齒輪滑車。
於馬達側滑輪103及前述的滾珠花鍵側滑輪85係繞掛著附齒皮帶104,馬達101的輸出軸97的旋轉力會傳達至馬達側滑輪103、附齒皮帶104及滾珠花鍵側滑輪85。該等馬達101、馬達側滑輪103、附齒皮帶104、滾珠花鍵側滑輪85係構成飛叉旋轉部5。馬達101的旋轉驅動力會形成馬達側滑輪103的驅動輪,並傳達至飛叉臂部4。前述可動部62之相對於固定部61的移動機構,係一面傳達來自馬達101的旋轉驅動力,還能夠獨立於旋轉驅動進行往第一方向X的驅動。
以下,一面參照第9圖及第10圖,一面說明當對工件6捲繞線材11時,從飛叉線嘴24所送出之線材11的線加速度的變化。第9圖係顯示實施形態1之對工件6捲繞線材11時的飛叉線嘴24位置的剖面圖。第10圖係顯示實施形態1中,飛叉臂部4相對於工件6的角度與從飛叉線嘴24所送出之線材11的線加速度的關係之圖。以下,將飛叉臂部4的角度稱為「飛叉角度」。第10圖中係顯示飛叉臂部4的角度為垂直方向,且飛叉線嘴24位於工件6的正上方時之飛叉角度為零度及360度。
首先,說明飛叉線嘴24通過第9圖所示之點P1位置之前後的線材11的線加速度。第9圖中,以箭頭U顯示飛叉線嘴24旋轉的方向。 當飛叉線嘴24位於點P0時,也就是在到達至點P1之前,線材11係接觸於工件6的角部C及角部D,而不接觸於角部A。因此,線材11未接觸於工件6的捲繞面AD。此時,在此情況下線材1與工件6接觸之點亦即角部D與飛叉線嘴24的距離稱為線材11的「拉繞長度」。在第9圖中,在飛叉線嘴24快通過點P1前之線材11的拉繞長度係以L44表示。
於飛叉線嘴24通過點P1之後,線材11係與工件6之角部A接觸,因此會與工件6的捲繞面AD接觸。此時,線材11的拉繞長度就成為角部A與飛叉線嘴24的距離。如上述P1所示,與線材11接觸之工件6的捲取面會切換的位置稱為「切換位置」。在第9圖中,在飛叉線嘴24剛通過切換位置P1後,線材11的拉繞長度係以L1表示。
如此,當飛叉線嘴24通過切換位置P1時,線材11的引繞長度會從L44急遽地縮短為L1,所以要送出線材11的線加速度會急遽地增大。以下,將線材11從飛叉臂部4送出時之與線材11移動有關的速度稱為「線速度」,而與線材11移動有關的加速度稱為「線加速度」。第9圖中,當飛叉線嘴24位於點P6時,在第10圖中,飛叉角度為零度及360度。
飛叉線嘴24在切換位置P1至切換位置P2之間移動時,線材11的拉繞長度會如第9圖所示由L1到L11緩緩地伸展,所以線材11的線加速度會緩緩地減少。當飛叉線嘴24通過切換位置P2時,線材11會與工件6之角部B接觸,所以線材11的拉繞長度會如第9圖所示,由L11變成L2。因此,當飛叉線嘴24通過換位置P2時,相比於在切換位置P1至切換位置P2之間移動時係急遽地縮短,所以線材11的線加速度會急遽 地增大。當飛叉線嘴24通過切換位置P2至切換位置P3時,線材11的拉繞長度會如第9圖所示從L2往L22緩緩地伸展,所以線材11的線加速度轉為負,線材11的移動速度緩緩地減少。
當飛叉線嘴24通過切換位置P3時,線材11的拉繞長度會由L22至L3急遽地縮短,所以線材11送出之線加速度會急遽地增大。當飛叉線嘴24在切換位置P3到切換位置P4之間移動時,線材11的拉繞長度會由L3到L33緩緩地伸展,所以線材11的線加速度會緩緩地減少。當飛叉線嘴24通過切換位置P4時,線材11的拉繞長度會由L33變成L4。因此,當飛叉線嘴24通過切換位置P4時,相比於在切換位置P3到切換位置P4之間移動時係急遽地變短,所以線材11的線加速度會急遽地增大。
當飛叉線嘴24通過P4到P1時,線材11的拉繞長度會由L4至L44緩緩地伸展,所以線材11的線加速度會轉為負,緩緩地使線材11移動速度減少。如第10圖所示,從切換位置P3到切換位置P1的變化,與前述之從切換位置P1到切換位置P3的變化相同。
接著,一面參照第11圖,一面說明利用張力滑輪部13對線材11賦予張力的原理。第11圖係顯示在實施形態1中,張力滑輪部13對線材11賦予張力之樣子的圖示。當在後張力器23中,由藍寶石板33以按壓力P按壓線材11時,若線材11與藍寶石板33的動摩擦係數設為μ1,則藉由後對張力器23對較後張力23還下游側之線材11施加的張力T1以下式(1)表示。
T1=P×μ1...(1)
當對張力滑輪22以纏繞角度θ1纏繞線材11時,若線材11 與張力滑輪22的外周面之間的動摩擦係數設為μ2,則根據歐拉(Euler)的皮帶理論,滑動張力Ts係以下式(2)來表示。
Ts=T1×e^(μ2×θ1)...(2)
當使用伺服馬達25來對張力滑輪22施予轉矩Q時,若張力滑輪22的慣性力矩設為I、張力滑輪22的捲取半徑設為R2時,會產生在線材11之捲繞的張力T2係以下式(3)來表示。
Figure TWI678714B_D0001
在上述式(3)中,{(d/dt)^2}θ係張力滑輪22的旋轉角加速度。其中,若T2>Ts,則線材11不會在張力滑輪22的外周面滑動。在伺服馬達25的轉矩為一定的反饋控制中,根據在上述式(2)及上述式(3)所示的條件式,一面滿足T2>Ts,並一面進行控制。
接著,一面參照第12圖及第13圖,一面說明抑制施加至線材11之張力的變動的動作。如上述參考第10圖的說明,當線材11捲繞至工件6時,在飛叉線嘴24繞工件6周圍一周之間,線材11的線加速度會在正方向達到兩次峰值。在供給線材11之捲線軸12與對工件6捲繞線材11的飛叉裝置2之間,在藉由後張力器23及張力滑輪22對線材11賦予張力之構成的捲線裝置1中,線加速度的急遽變化會成為造成捲線不良的原因。
第12圖係顯示在實施形態1中,線速度未急遽地增大時之 張力滑輪22及浮動輥14的樣子之圖。第13圖係顯示在實施形態1中,因受線速度的急遽的增加而使線材11的張力增大時之張力滑輪22及浮動輥14的樣子之圖。當對工件6捲繞線材11時,若線加速度增大,則浮動輥14之下游側的線材11張力增大,因此浮動輥14會往飛叉裝置2側擺動。隨此,張力線圈彈簧16會伸長。
如第12圖所示,當線材11的線速度未急遽地增大時,張力滑輪22及線材11之最下游側的接點與浮動輥14及線材11之最上游側的接點的距離為La1。而且,此時之浮動輥14及線材11之最下游側的接點與第三小孔36的距離為Lb1。如第13圖所示,線材11的線速度急遽地增大,藉此浮動輥14之下游側的線材11的張力增大時,張力滑輪22及線材11之最下游側的接點與浮動輥14及線材11之最上游側的接點之距離為La2。而且,此時之浮動輥14及線材11之最下游側的接點與第三小孔36的距離為Lb2。
在較浮動輥14還下游側的線材11,張力未增大時之捲線軸12至飛叉線嘴24之距離的線材11的路徑長,與在較浮動輥14還下游側之線材11張力增大時之捲線軸12至飛叉線嘴24的線材11的路徑長的差異dL係以下式(4)來表示。
dL=(La1+Lb1)-(La2+Lb2)...(4)
此外,浮動輥14的半徑為R1、張力滑輪22的半徑為R2、支點17至張力滑輪22之轉軸線的距離為Lc、支點17至浮動輥14之旋轉軸線的距離為Ld。張力滑輪22的半徑係比較浮動輥14的半徑還大(R2>R1)。為了確保張力滑輪22與線材的摩擦力,張力滑輪22的半徑設 定得足夠大,所以浮動輥14的擺動幾乎不對張力滑輪22與線材11之摩擦力造成影響。
而且,支點17的旋轉軸線係位於張力滑輪22之旋轉軸線的鉛直方向下方。浮動輥14係在張力滑輪22與支點17之間的位置擺動。張力線圈彈簧16與張力臂部15的連接點係相對於支點17位於浮動輥14之相反側,在支點17之更鉛直方向下方擺動。該連接點係往與浮動輥14擺動之方向相反之方向擺動。支點17到張力滑輪22之旋轉軸線的距離,係設定成比張力滑輪22的半徑、浮動輥14的半徑及支點17至浮動輥14之旋轉軸線的距離的合計還大,亦即(Lc>Ld+R1+R2)。因此,浮動輥14即使在張力滑輪22的下方擺動,浮動輥14亦不會與張力滑輪22接觸。
如第12圖所示,當線材11的線速度未急遽地增大時,以支點17為中心之浮動輥14的擺動方向Dr不會與遠離浮動輥14之線材11的前進方向Dr2完全一致。但是,浮動輥14的擺動方向Dr係大致與遠離浮動輥14的線材11前進方向Dr2成平行,所以隨著線材11之線速度的急遽地增大,浮動輥14可進行擺動。因此,浮動輥14會藉由擺動放出線材11,且抑制線材11之線加速度的增大對張力滑輪22的影響。
如上述參考第9圖及第10圖的說明,當對工件6捲繞線材11時,線材11的拉繞長度產生變動,隨此而線加速度急遽地增大時,浮動輥14受到較浮動輥14還下游側之線材11的張力而擺動,而往飛叉裝置2側位移。因此,在以上述式(4)所示之線材11的路徑長的差異dL的範圍內,線材11會急遽地送出至飛叉裝置2。捲線軸11至張力滑輪22之線材11的路徑長不會變化,在上述式(3)中所示之張力滑輪22的旋轉加速度也 就是{(d/dt)^2}θ可設為零或近似零的值。因此,張力滑輪部13中之線材11的張力可設為固定或接近為固定。
與浮動輥14及張力臂部15之擺動相關聯的固有頻率係設定為飛叉線嘴24之轉速的兩倍以上。這是因為下述的理由。假設,若浮動輥14的擺動固有頻率較飛叉線嘴24的轉速兩倍還小,則因應在第9圖所說明之對工件6捲繞線材11時之拉繞長度的變動,浮動輥14的擺動較慢,而無法藉由浮動輥14的擺動來吸收線加速度的變化。
根據實施形態1,浮動輥14係繞掛著從張力滑輪部13所送出的線材11,且將線材11引導至捲線部,所以在張力滑輪部13與浮動輥14之間不需要滑車,且在浮動輥14與捲線部之間也不須要滑車。因此,可將張力調整裝置3予以小型化。而且,不需要藉由多個的滑車來使線材11在多數個部位彎曲,所以線材11不會發生伸長,可提升捲線品質。而且,以支點17為中心浮動輥14的擺動方向係與從浮動輥14往捲線部之線材11的方向成平行,所以當線材11的線加速度急遽地增大時,可藉由浮動輥14的擺動而因應線加速動來送出線材11。
而且,根據實施形態1,從張力滑輪部13往浮動輥14之線材11的方向係與從浮動輥14往捲線部之線材11的方向呈垂直,所以即使浮動輥14因為擺動而接近捲線部從而送出線材11,亦可抑制浮動輥14的擺動帶給張力滑輪部13的影響。
而且,根據實施形態1,在浮動輥14中線材11係以浮動輥14的旋轉軸線為中心遍及半周以上而繞掛在浮動輥14,所以相較於浮動輥14之纏繞角度較小的情形,可將浮動輥14與線材11之摩擦力保持為較 大。因此,可降低線材11的張力帶給張力滑輪部13的影響。
而且,根據實施形態1,可降低用在張力調整裝置3之路徑上的滑車數量,所以可將捲線裝置1予以小型化。而且,可降低線材11藉由滑車彎曲之次數,所以可提升捲線品質。
而且,根據實施形態1,與浮動輥14之擺動相關聯的固有頻率為飛叉臂部4之轉速的兩倍以上,所以可追隨著對工件6捲繞線材11時所產生之線加速度的變化,使浮動輥14擺動,且可藉由浮動輥14的擺動來吸收線加速度之急遽的增大。
而且,根據實施形態1,當浮動輥14擺動時,會使浮動輥14至捲線部之線材11的路徑長度縮短,所以可藉由浮動輥14的擺動來吸收在捲線部中所產生之線材11的線加速度的變化。
此外,未限定實施形態1中之後張力器23的規格。彈簧式、電磁制動式等,只要為可在張力滑輪22的外周面使線材11不滑動之程度對線材11賦予張力的構成即可。
而且,在實施形態1中,雖使用線性馬達74、滾珠花鍵轉軸82、附齒皮帶104等來作為移動機構,惟並不限定為如上述之構成。
而且,在實施形態1中,雖然以第12圖及第13圖所示之位置關係來說明張力滑輪22、浮動輥14、張力臂部15及賦予勢能部的配置,惟並不限定為如上述之配置。例如,亦可如第14圖及第15圖所示之配置。第14圖係顯示在實施形態1的變形例中,當線加速度未增大時之張力滑輪22、浮動輥14、張力臂部15及賦予勢能部的位置關係之圖。第15圖係顯示在實施形態1的變形例中,當線加速度增大時之張力滑輪22、浮動輥 14、張力臂部15及賦予勢能部的位置關係之圖。
在第14圖及第15圖所示的變形例中,支點17係位於張力滑輪22的旋轉軸線的鉛直方向下方。浮動輥14係在比支點17之更靠鉛直方向下方擺動。屬於賦予勢能部之壓縮線圈彈簧105與張力臂部15的連接點係相對於支點17位於浮動輥14的相反側,且在支點17與張力滑輪22之間擺動。該連接點係往與浮動輥14擺動方向相反之方向擺動。
在實施形態1中,雖設為朝以支點17為中心的周方向的一方對張力臂部15賦予勢能的賦予勢能部為張力線圈彈簧16,惟若可藉由彈性對張力臂部15賦予勢能,則並不限定為張力線圈彈簧16。例如,如第14圖及第15圖所示,賦予勢能部亦可藉由壓縮線圈彈簧105來實現。
如此,以支點17為中心之浮動輥14的擺動方向Dr只要為與從浮動輥14往飛叉裝置2之線材11的方向Dr2大致成平行即可。而且,張力滑輪22的位置,只要使從張力滑輪22往浮動輥14之線材11的方向係與浮動輥14的擺動方向Dr呈垂直的方向即可。而且,張力滑輪22及飛叉裝置2相對於浮動輥14的位置關係,只要為在浮動輥14能呈180度以上之纏繞角度,理想為呈270度之纏繞角度的配置即可。
實施形態2
接著,根據圖式以下說明實施形態2的捲線裝置1B。實施形態2係與先前說明之實施形態1類似,以下以實施形態2相對於實施形態1的不同點為中心加以說明。第16圖係顯示實施形態2之捲線裝置1B的構成之圖。如第16圖所示,實施形態2中之工件6係藉由轉軸裝置106旋轉。捲線部係具有轉軸線嘴(spindle nozzle)107,且從轉軸線嘴107朝向工件6送出 線材11。轉軸裝置106係使轉軸軸線與工件6的中心軸線一致,並以轉軸軸線為中心,使工件6旋轉。
從轉軸線嘴107所送出的線材11係纏繞在旋轉的工件6。在該情形,會因卷繞著線材11之工件6的外周面並非繞著工件6之中心軸線的圓形,而使線材11的線加速度產生,導致從轉軸線嘴107所送出的線材11之張力產生變化。浮動輥14及張力臂部15係與實施形態1同樣地因應線材11之張力的增大來擺動。受到浮動輥14與線材11的摩擦力及賦予勢能部的變形能量,而抑制線材11之張力的增大帶給張力滑輪部13的影響。
不僅是捲線部為定飛叉裝置2的情形,如實施形態2,在具備轉軸線嘴107的情形,亦可省略張力滑輪22至浮動輥14為止之途中位置的滑車,及浮動輥14至捲線部為止途中位置的滑車,並且可抑制因對於於工件6之線材11的捲繞所產生之線材11的線加速度的影響被賦予至張力滑輪部13之情形。
因此,可比習知技術還降低在張力調整裝置3中所設置之滑車的數量,可將張力調整裝置3小型化。同樣的理由,可將具備有張力調整裝置3的捲線裝置1B小型化。而且,降低滑車的數量,藉此可降低從捲線軸12直至工件6為止使線材11彎曲的次數。因此,可防止捲線品質的降低。再者,即使在對工件6捲繞線材11時,在線材11產生線加速度,也藉由浮動輥14擺動來抑制張力的變動,所以可防止因線材11之張力的變動所致的捲線不良的發生。
實施形態3
接著,以下根據圖式說明實施形態3的捲線裝置1C。實施形態3係與先前說明之實施形態1類似,以下,以實施形態3相對於實施形態1之不同點為中心加以說明。第17圖係顯示實施形態3之捲線裝置的構成之圖。第18圖係顯示在實施形態3的捲線裝置中,工件6以及沿著工件6之側面而驅動之線嘴部(nozzle)108的驅動路徑之圖。第17圖及第18圖所示的捲線裝置1C係稱之為工件6被固定之線嘴捲線機之型態的捲線裝置。
如第18圖所示,從張力調整裝置3側觀看工件6係形成為矩形。線嘴部108係繞著從工件6前往張力調整裝置3之中心軸線,沿著工件6之側面移動。線嘴部108係由線嘴驅動部109驅動,且在工件6的周圍移動。隨著該移動,線材11係從線嘴部108送出,且送出的線材11係捲繞至矩形之工件6的周圍。
從張力調整裝置3側觀看工件6的形狀為矩形而不是圓形,所以當線嘴部108對工件6的周圍捲繞線材11時以一定的速度移動時,在從線嘴部108送出的線材11產生線加速度。但是,在實施形態3中,線嘴部108係沿著工件6的側面移動,所以若與飛叉線嘴24旋轉的實施形態1及工件6藉由轉軸裝置106旋轉的實施形態2相比,則在實施形態3中所產生的線加速度較小。
儘管在實施形態3的捲線裝置1C中,線加速度比實施形態1及實施形態2小,但還是產生線加速度。在實施形態3中,於捲線時所產生的線加速度,係被浮動輥14及張力臂部15的擺動所吸收。在實施形態3中,浮動輥14及張力臂部15會與實施形態1同樣地因應線材11的線加速度的增大而擺動,並藉由該擺動放出線材11。藉此,抑制於線材11 所發生之張力的變動。而且,藉由浮動輥14與線材11的摩擦及張力線圈彈簧16的變形,從而抑制線材11張力的增大所帶給張力滑輪部13的影響。
不限於捲線部為飛叉裝置2的情形,在如於實施形態3之具備稱為線嘴捲線機之類型的捲線裝置中的線嘴部108的情形,亦可省略從張力滑輪22直至浮動輥14為止的途中位置的滑車及浮動輥14直至捲線部為止的途中位置的滑車,並且可抑制因用於工件6之線材11的捲繞所造成之線材11之線加速度的影響賦予至張力滑輪部13。可較習知技術還降低張力調整裝置3中所設置之滑車的數量,所以張力調整裝置3可比以往還小型化。因此,亦可使具備張力調整裝置3的捲線裝置1C小型化。
而且,降低張力滑輪部13至飛叉裝置2之間的滑車數量,從而可降低從捲線軸12直至工件6為止使線材11彎曲的次數。因此,可防止捲線品質的降低。再者,即使於對工件6捲繞線材時於線材11產生線加速度,亦藉由浮動輥14的擺動來抑制張力的變動,所以可防止因線材11之張力的變動所致的捲線不良的發生。
實施形態4
接著,根據圖式說明實施形態4之捲線裝置1D。實施形態4係與先前說明之實施形態1類似,以下以實施形態4相對於實施形態1之相異點為中心加以說明。第19圖係顯示實施形態4之捲線裝置1D的構成之圖。
在實施形態1所示之張力調整裝置3中,伺服馬達25係受反饋控制,且藉由該反饋控制,從而在張力滑輪22產生固定的轉矩。在以上的式(3)中,當轉矩Q為固定賦予時,若可使張力滑輪22的旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ為零,則在線材11產生之捲繞用的張力T2為固定。但是, 在張力滑輪22的旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ容易產生變動,而會有無法為零的情形。
在實施形態4中,為了要控制在線材11產生之捲繞用的張力T2為固定,使用設置於伺服馬達25的量測部110,來量測張力滑輪22的旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ。量測部110可藉由編碼器及加速度擷取器(pickup)之至少一方來實現。現狀的轉矩Q2為對旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ的量測結果乘以慣性力矩I的值,並以下述式(5)來表示。
Q2=I{(d/dt)^2}θ...(5)
若將應產生在張力滑輪22之轉矩的目標值設為Q*時,則實際上對伺服馬達25賦予的轉矩Q3係以下述式(6)來表示。
Q3=Q*-Q2=Q*-I{(d/dt)^2}θ...(6)
根據該式(6)之伺服馬達25的控制係藉由控制部7來進行。
假設,在要求出旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ時,對由編碼器等所量測的角度資料予以兩次微分之構成的情形,若控制部的運算速度較緩慢,則會有難以在卷線裝置1D的稼動中即時性(real-time)地求出旋轉角加速度的情形。如此,當控制頻率落後趕不上反饋控制時,可在捲線裝置1C的稼動之前,以旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ作為飛叉線嘴24之旋轉位置
Figure TWI678714B_D0002
的函數並事前預先求出,並以前饋控制來賦予上述式(6)所表示之轉矩Q3當中I{(d/dt)^2}θ之項。
於事前預先求出旋轉角加速度的函數,根據該函數進行前饋控制,如此伺服馬達25的轉矩控制係可適用於實施形態3的線嘴捲線機及實施形態4的捲線裝置1D之兩方。如實施形態3,在採用線嘴捲線機時, 將旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ作為線嘴部108之旋轉位置
Figure TWI678714B_D0003
的函數而事前預先求出。所謂旋轉位置
Figure TWI678714B_D0004
係指顯示關於飛叉線嘴24或線嘴部108的旋轉,飛叉線嘴24或線嘴部108是處於360度當中的哪一個位置之值。
具體而言,在事前求出旋轉角加速度之函數時,在僅賦予應產生在張力滑輪之轉矩的狀態,以張力裝置的伺服馬達的旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ作為飛叉線嘴24的旋轉位置
Figure TWI678714B_D0005
或者線嘴部108的旋轉位置
Figure TWI678714B_D0006
的函數,並預先取得連續性的資料。此時,假設旋轉位置
Figure TWI678714B_D0007
的時間微分為固定。在稼動中,對飛叉線嘴24的旋轉位置
Figure TWI678714B_D0008
或者線嘴部108的旋轉位置
Figure TWI678714B_D0009
予以檢測,且因應檢測出的旋轉位置
Figure TWI678714B_D0010
之值,根據事前所取得之旋轉角加速度的函數求出旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ,且根據式(6)求出要賦予的轉矩Q3。另外,當使用加速度擷取器等而可即時性地檢測出旋轉角加速度的情形,以及當控制部7的演算速度足夠快速,而在捲線裝置1D的稼動中可即時性地量測旋轉角加速度的情形,最好是使用即時性地檢測出或量測的旋轉角加速度{(d/dt)^2}θ,並根據式(6)來反饋控制的控制,這是因為相較於根據於事前求出之旋轉角加速度的函數來進行控制,還能夠以較高精確度進行控制。
根據實施形態4,藉由量測部110來量測張力滑輪22的旋轉角加速度,且根據量測部110的量測結果,來控制從伺服馬達25賦予至張力滑輪22的轉矩,所以可抑制產生在線材11之張力的變動,且可防止捲線不良的發生。
雖然工件6的形狀從沿著中心軸線來觀看時為矩形,但工件6的形狀並不限定為矩形。若沿著中心軸線觀看工件6時的形狀為多角形, 則在線材11的線加速度會產生變動,且該變動可藉由浮動輥14的擺動來抑制,可防止捲線不良的發生。
雖然本案記載了各式各樣例示性的實施形態及實施例,惟記載於一個或複數個實施形態的各種特徵、態樣及功能並不限定於特定之實施形態的應用,可單獨、或以各種組合應用於實施形態。因此,未例示的無數個變形例,應理解為在本案所揭示的技術範圍內可推想而得者。例如,應包含:將至少一個構成元件予以變形的情形、追加的情形或省略的情形,甚至抽出至少一個構成元件,而與其他實施形態的構成元件組合的情形。

Claims (17)

  1. 一種張力調整裝置,係將從捲線軸所送出的線材引導至對工件進行前述線材之捲繞的捲線部,且調整前述線材的張力,該張力調整裝置係具備有:張力滑輪部,係對從前述捲線軸所送出的前述線材賦予張力;浮動輥,係繞掛有從前述張力滑輪部送出的前述線材,且設置成能夠將前述線材引導至前述捲線部,並且進行擺動;張力臂部,係旋轉自如地支持前述浮動輥,且以設置於與前述浮動輥之旋轉軸相異的位置的支點為中心,限制前述浮動輥的擺動;以及賦予勢能部,係朝向以前述支點為中心之圓周方向當中,前述浮動輥遠離前述捲線部之方向,對前述張力臂部賦予勢能;離開前述浮動輥的線材係從前述浮動輥直線性地前往前述捲線部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之張力調整裝置,其中,從前述張力滑輪部前往前述浮動輥之線材的方向係相對於從前述浮動輥前往前述捲線部之線材的方向成垂直。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之張力調整裝置,其中,在前述浮動輥中,前述線材係以前述浮動輥的旋轉軸為中心而繞掛在前述浮動輥。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之張力調整裝置,係具備有:旋轉驅動部,係對前述張力滑輪部的張力滑輪賦予旋轉轉矩;量測部,係量測前述張力滑輪的旋轉角加速度;以及控制部,係根據前述量測部的量測結果,控制藉由前述旋轉驅動部對前述張力滑輪所賦予的旋轉轉矩。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之張力調整裝置,係具備有:旋轉驅動部,係對前述張力滑輪部的張力滑輪賦予旋轉轉矩;量測部,係量測前述張力滑輪的旋轉角加速度;以及控制部,係根據前述量測部的量測結果,控制藉由前述旋轉驅動部對前述張力滑輪所賦予的旋轉轉矩。
  6. 一種捲線裝置,係具備有:申請專利範圍第1或2項所述之張力調整裝置以及前述捲線部。
  7. 一種捲線裝置,係具備有:申請專利範圍第3項所述之張力調整裝置以及前述捲線部。
  8. 一種捲線裝置,係具備有:申請專利範圍第4項所述之張力調整裝置以及前述捲線部。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之捲線裝置,其中,前述捲線部係具備有:飛叉臂部,係對前述工件送出線材;以及飛叉旋轉部,係使前述飛叉臂部相對於前述工件進行旋轉;關於前述浮動輥之擺動的固有頻率為前述飛叉臂部之轉速的兩倍以上。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之捲線裝置,其中,前述工件係藉由轉軸裝置來旋轉,前述捲線部係具備有轉軸線嘴,前述轉軸線嘴係限制要向前述工件送出之前述線材的路徑。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之捲線裝置,其中,前述工件係被固定,前述捲線部係具備有:線嘴部,係對前述工件送出線材;以及線嘴驅動部,係沿著前述工件之側面驅動前述線嘴部。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之捲線裝置,其中,在前述捲線部對前述工件捲繞前述線材時,當關於前述捲線部中之前述線材的送出速度而言前述線材的線加速度增大時,藉由前述浮動輥的擺動,使從前述浮動輥至前述捲線部為止之前述線材的路徑長度變短。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之捲線裝置,其中,在前述捲線部對前述工件捲繞前述線材時,當關於前述捲線部中之前述線材的送出速度而言前述線材的線加速度增大時,藉由前述浮動輥的擺動,使從前述浮動輥至前述捲線部為止之前述線材的路徑長度變短。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之捲線裝置,其中,在前述捲線部對前述工件捲繞前述線材時,當關於前述捲線部中之前述線材的送出速度而言前述線材的線加速度增大時,藉由前述浮動輥的擺動,使從前述浮動輥直至前述捲線部為止之前述線材的路徑長度變短。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之捲線裝置,其中,在前述捲線部對前述工件捲繞前述線材時,當關於前述捲線部中之前述線材的送出速度而言前述線材的線加速度增大時,藉由前述浮動輥的擺動,使從前述浮動輥直至前述捲線部為止之前述線材的路徑長度變短。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之捲線裝置,其中,在前述捲線部對前述工件捲繞前述線材時,當關於前述捲線部中之前述線材的送出速度而言前述線材的線加速度增大時,藉由前述浮動輥的擺動,使從前述浮動輥直至前述捲線部為止之前述線材的路徑長度變短。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之捲線裝置,其中,在前述捲線部對前述工件捲繞前述線材時,當關於前述捲線部中之前述線材的送出速度而言前述線材的線加速度增大時,藉由前述浮動輥的擺動,使從前述浮動輥直至前述捲線部為止之前述線材的路徑長度變短。
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