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TWI862769B - 繞線裝置及繞線方法 - Google Patents

繞線裝置及繞線方法 Download PDF

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TWI862769B
TWI862769B TW110100161A TW110100161A TWI862769B TW I862769 B TWI862769 B TW I862769B TW 110100161 A TW110100161 A TW 110100161A TW 110100161 A TW110100161 A TW 110100161A TW I862769 B TWI862769 B TW I862769B
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TW110100161A
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Inventor
日下田裕司
Original Assignee
日商日特有限公司
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Abstract

一種繞線裝置,具備:捲芯;線材放捲機構,其將線材供給至捲芯;張力裝置,其對從線材放捲機構供給至捲芯的線材賦予張力;捲芯旋轉單元,其使捲芯旋轉,從而使從線材放捲機構供給、且由張力裝置賦予張力的線材捲繞於捲芯;以及控制器,其對蓄積機構及線材放捲機構進行控制,控制器以用捲繞於旋轉的捲芯的線材的平均捲取速度放捲線材的方式控制線材放捲機構,並且以使從線材放捲機構放捲出的線材的速度與旋轉的捲芯所捲取的線材的捲取速度相等的方式控制蓄積機構。

Description

繞線裝置及繞線方法
本發明係有關一種繞線裝置及繞線方法。
目前,例如在日本專利公開號特開JP2000-128433A中,公開設置於使捲芯捲繞線材而形成線圈的繞線機、並對線材賦予預定張力的張力裝置。如圖15所示,這種張力裝置具備:絞盤3,其供從線材源放捲出的線材2掛繞;張力臂4,其能夠繞著基端的轉動支點4a而進行轉動;導輪5,其安裝於該張力臂4的前端,並在使從絞盤3放捲出的線材2通過之後轉向而將其引導至繞線機;彈性構件6,其在張力臂4的轉動支點4a與導輪5之間的預定位置,對張力臂4賦予與該轉動角度相應的彈性力;電位計7,其對張力臂4的轉動角度進行檢測;放捲用電動機8,其以由該電位計7檢測出的轉動角度成為預定角度的方式而控制絞盤3的旋轉,並對從該絞盤3經由導輪5而朝向未圖示的繞線機的線材2的速度進行控制。
此處,線材2經由導輪5而引導至繞線機,並捲繞於其捲芯。關於從習知的張力裝置放捲出的線材2的放捲速度,透過以張力臂4的轉動角度成為預定角度的方式而控制絞盤3的旋轉,從而確保該線材2的放捲速度與捲芯所捲取的線材的捲取速度之間的均衡。另外,透過由彈性構件6賦予彈性力的張力臂4而對線材2施加預定張力。
當捲芯所捲取的線材的捲取速度產生變動時,線材2的張力發生變動,但該變動量透過張力臂4改變轉動角度而吸收。此外,由於該張力臂4的 轉動角度的變化經由電位計7而回饋給絞盤3的旋轉,因此,以張力臂4的轉動角度立即成為預定角度的方式,利用放捲用電動機8調整絞盤3的旋轉速度,施加於線材2的張力恢復到預定值。
如上所述,在圖15所示的習知的張力裝置中,透過張力臂4改變轉動角度而吸收線材2的捲取速度的變動。但是,在將該線材2對於截面的外徑不同的不同直徑的捲芯、例如截面形狀為長方形、且其短邊和長邊顯著不同的捲芯進行繞線的情況下,在捲芯旋轉一周的期間內,捲繞於該捲芯的線材2的速度會週期性地顯著變動。由此,對該速度的變動進行吸收的張力臂4的轉動角度顯著增大。
即,對透過從絞盤3放捲出的線材2在導輪5如圖15所示以相對於張力臂呈大致直角地折曲的方式轉向,並引導至繞線機的情況進行說明,在該繞線機中的線材2的捲取速度提高,而在單位時間內多捲取了預定長度L1的情況下,導輪5也如實線箭頭所示以該多捲取的預定長度L1被拉向繞線機側而移動。此外,在前端設置有該導輪5的張力臂4克服彈性構件6的彈性力而進行轉動,從而允許該前端的導輪5移動預定長度L1。
然而,在捲取於繞線機中的捲芯的線材2的速度的變動顯著、其速度立刻顯著上升的情況下,導輪5被該線材2用力地拉拽,在前端設置有該導輪5並吸收該變動的張力臂4的轉動無法追隨該被拉拽的導輪5的趨勢。其結果是,超過彈性構件6所賦予的彈性力的張力暫時賦予給設置於該張力臂4的前端的導輪5與捲芯之間的線材2。
相反地,在該繞線機中的線材2的捲取速度降低,而在單位時間內捲取的量減少了預定長度L2的情況下,導輪5因彈性構件6的彈性力而向從繞線機分離的方向移動該減少的預定長度L2。此外,在前端設置有該導輪5的張力臂4因彈性構件6的彈性力而轉動,從而允許該前端的導輪5如虛線箭頭所示移動預定長度L2。
然而,在捲取於繞線機中的捲芯的線材2的速度的變動顯著、且捲取於繞線機中的捲芯的線材2的速度立刻顯著降低的情況下,該線材2拉拽導輪5的力量立刻顯著減少,在前端設置有該導輪5並吸收該變動的張力臂4因其慣性力而即便利用彈性構件6的彈性力,也無法追隨其轉動。其結果是,產生設置於該張力臂4的前端的導輪5與捲芯之間的線材2暫時鬆弛的情況。因此,在習知的張力裝置中,在捲繞於繞線機中的不同直徑的捲芯的線材2的速度顯著變動的情況下,存在難以將供給至該繞線機的線材2的張力保持為恆定的問題點。
本發明的目的在於,提供一種即便在捲芯中的線材的捲取速度顯著變動的情況下,也能夠將捲繞於該捲芯的線材的張力保持為恆定的繞線裝置以及繞線方法。
根據本發明的一態樣,提供一種繞線裝置,前述繞線裝置具備:捲芯;線材放捲機構,其將線材供給至前述捲芯;蓄積機構,其使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或加速;張力裝置,其對從前述線材放捲機構供給至前述捲芯的前述線材賦予張力;捲芯旋轉單元,其使前述捲芯旋轉,從而使從前述線材放捲機構供給、且由前述張力裝置賦予張力的前述線材捲繞於前 述捲芯;以及控制器,其對前述蓄積機構及前述線材放捲機構進行控制,前述控制器以用捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的平均捲取速度放捲前述線材的方式控制前述線材放捲機構,並且以使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度與旋轉的前述捲芯所捲取的前述線材的捲取速度相等的方式控制前述蓄積機構。
另外,根據本發明的另一態樣,提供一種繞線方法,前述繞線方法係透過使捲芯旋轉,從而使從線材放捲機構供給、且由張力裝置賦予張力的線材捲繞於前述捲芯,以捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的平均捲取速度從前述線材放捲機構放捲出前述線材,使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或加速,從而與捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的捲取速度相等。
根據上述發明的態樣,即便在捲芯中的線材的捲取速度顯著變動的情況下,也能夠將捲繞於該捲芯的線材的張力保持為恆定。
2:線材
3:絞盤
4:張力臂
4a:轉動支點
5:導輪
6:彈性構件
7:電位計
8:放捲用電動機
10:繞線裝置
11:繞線機
12:捲芯
12a:捲筒部
12b:凸緣部
13:線材
14:繞線用電動機(捲芯旋轉單元)
14a:轉軸
15:主體部
15a:基板
16:旋轉角感測器
17:基台
17a:輥
17b:腳構件
18:捲軸
19:外殼
21:線材放捲機構
22:平板
22a:貫通孔
23:台板
23a:小輥
24:絞盤
26:放捲用電動機
26a:轉軸
30:鉛直板
31:張力裝置
32:第一轉向滑輪
33:第二轉向滑輪
34:導輪
35:彈性構件(螺旋彈簧)
36:軌道
37:支撐台
40:張力調整機構
41:可動體
42:軌道
43:陽螺紋
44:調整旋鈕
45:位置感測器
46:控制器
46a:存儲器(存儲單元)
46b:輸入裝置
46c:運算電路(運算單元)
51:引導機構
52:支撐銷
53:引導構件
54:引導用電動機
54a:轉軸
55:滾珠螺桿
56:陰螺紋構件
60:蓄積機構
61a:固定輥
61b:固定輥
63:可動輥
64:伺服電動機
66:滾珠螺桿
67:可動台
70:放捲速度檢測感測器(放捲速度檢測單元)
71:輥
73:第二編碼器
80:捲取速度檢測感測器(捲取速度檢測單元)
81:輥
82:輔助板
83:第一編碼器
a、b、c:長度
d:線徑
L1:預定長度
L2:預定長度
T:偏移
w:捲繞寬度
O:旋轉中心
圖1的前視圖,為表示本發明的實施方式的繞線裝置。
圖2為繞線裝置的俯視圖。
圖3的示意圖,為表示透過蓄積機構而使線材減速的狀態。
圖4的示意圖,為表示透過蓄積機構而使線材加速的狀態。
圖5的示意圖,為表示計算捲取速度、實測放捲速度和實測捲取速度之間的關係。
圖6的示意圖,為表示在實測放捲速度與實測捲取速度之間產生在時間軸方向上的偏移的情況,且與圖5對應。
圖7的示意圖,為表示實測捲取速度快於計算捲取速度的情況。
圖8的示意圖,為表示實測捲取速度慢於計算捲取速度的情況。
圖9的示意圖,為表示捲芯的旋轉角度和捲繞於該其的線材的速度之間的關係。
圖10的示意圖,為表示在捲芯捲繞第二層的線材的情況下的捲芯的角度和捲繞於其的線材的速度之間的關係,且與圖9對應。
圖11的示意圖,為表示在捲芯捲繞第三層的線材的情況下的捲芯的角度和捲繞於其的線材的速度之間的關係,且與圖10對應。
圖12為圖2的A部放大圖,表示在捲芯捲繞線材直至第二層為止的狀態。
圖13的示意圖,為表示在捲芯捲繞線材直至第三層為止的狀態,且與圖12對應。
圖14的前視圖,為表示本發明的另一繞線裝置,且與圖1對應。
圖15的前視圖,為表示習知的張力裝置。
接著,根據附圖,對用於實施本發明的方式進行詳細說明。
在圖1及圖2中,示出本發明的繞線裝置10。該繞線裝置10具備:繞線機11,其使捲芯12旋轉而使線材13捲繞於該捲芯12;線材放捲機構21,其將線材13供給至該捲芯12;張力裝置31,其對從該線材放捲機構21供給至捲芯12的線材13賦予張力。
此處,設定彼此正交的X、Y、Z的三軸,並且以X軸沿水平前後方向延伸、Y軸沿水平橫向延伸、Z軸沿垂直方向延伸、且線材13在Y軸方向上放捲的方式,對本發明的繞線裝置10進行說明。
在設置於設置場所的主體部15的上表面上所立設的基板15a上,以其轉軸14a朝向X軸方向、且沿水平方向延伸的方式而安裝有作為捲芯旋轉單元的繞線用電動機14。該實施方式的繞線機11以該繞線用電動機14使捲芯12等速地旋轉的方式而構成。
該繞線機11構成為,捲芯12同軸地安裝於繞線用電動機14的轉軸14a,並使捲芯12以該軸為中心進行旋轉,從而使從線材放捲機構21供給、且由張力裝置31賦予張力的線材13捲繞於捲芯12。另外,旋轉角感測器16為對捲芯12的旋轉角度進行檢測的感測器。
如圖1所示,在設置有繞線機11的設置場所上,以從該繞線機11分離的方式而設置有基台17。在該基台17上,設置有用於使該基台17容易移動的輥17a、和以不能夠移動的方式固定於設置場所的腳構件17b。此外,該基台17設置於相對於繞線機11而在Y軸方向上偏移的位置。
該實施方式的線材13是為了製造電機零件的線圈而使用的截面呈圓形或方形的被覆銅線。該線材13捲繞於較大的捲軸18並儲線。該捲軸18作為線材源而以偏移的方式配置於基台17的從繞線機11分離的端部。在基台17上,以與捲軸18鄰接的方式搭載有供後述的控制器46設置的外殼19。線材放捲機構21經由該外殼19而搭載於基台17。
具體而言,線材放捲機構21設置於平板22,該平板22以從Z軸方向上側覆蓋該捲軸18的方式而安裝於外殼19。在該平板22上,形成有能夠供線 材13貫穿的貫通孔22a。在該平板22的貫通孔22a的附近立設有台板23,在該台板23上設置有多個小輥23a,其從Y軸方向的兩側夾住貫穿貫通孔22a而在Z軸方向延伸的線材13,並克服其捲曲特性。
另外,在該實施方式中,將線材13朝向繞線機11放捲的線材放捲機構21具備:絞盤24,其供藉由多個小輥23a而克服捲曲特性的線材13掛繞並使該線材13轉向;作為放捲用驅動單元的放捲用電動機26,其以使轉軸26a朝向X軸方向的方式安裝於台板23,並在該轉軸26a上安裝有絞盤24。
當在絞盤24上掛繞線材13至少一周,放捲用電動機26驅動而使絞盤24旋轉時,將從捲軸18鬆開的線材13拉上而重新掛繞,並且將已經掛繞的線材13從該絞盤24鬆開而朝向繞線機11放捲。
在位於該線材放捲機構21與繞線機11之間的外殼19上,以沿Y軸方向延伸的方式而設置有鉛直板30。在該鉛直板30上,設置有對從線材放捲機構21供給至捲芯12的線材13賦予張力的張力裝置31。
在該鉛直板30上設置有第一轉向滑輪32和第二轉向滑輪33,其中,前述第一轉向滑輪32將由絞盤24轉向的線材13設為水平並使其朝向繞線機11的方向,前述第二轉向滑輪33供藉由該第一轉向滑輪32而朝向繞線機11的線材13掛繞。該實施方式的第一轉向滑輪32以及第二轉向滑輪33為了容易進行線材13的掛繞而使用其直徑較大的滑輪。
該張力裝置31具備:導輪34,其掛繞有從線材放捲機構21放捲、並透過第二轉向滑輪33而朝向遠離繞線機11的方向的線材13;作為施力單元的彈性構件35,其朝對線材13賦予張力的方向、即遠離繞線機11的方向對導輪34進行施力,並對線材13賦予將與導輪34的位置相應的張力。
即,在鉛直板30上以沿Y軸方向延伸的方式設置有軌道36,在該軌道36上以能夠在Y軸方向上移動的方式設置有支撐台37,該支撐台37將導輪34支撐成能夠旋轉。導輪34掛繞有從線材放捲機構21放捲出的線材13,在該實施方式中,作為供由第二轉向滑輪33轉向的線材13掛繞的滑輪而使用。
此外,在鉛直板30上,設置有朝遠離繞線機11的方向對該導輪34進行施力的彈性構件35。該實施方式的彈性構件35由一對螺旋彈簧35、35構成。一對螺旋彈簧35、35的一端安裝於支撐台37,其另一端以朝遠離繞線機11的方向分離的方式安裝於可動體41(圖1)。
由於這一對螺旋彈簧35、35朝遠離繞線機11的方向對該支撐台37進行施力,因此,將與樞支於該支撐台37的導輪34的Y軸方向上的位置相應的張力,賦予給掛繞於該導輪34而朝向繞線機11的線材13。
該螺旋彈簧35、35對導輪34施加的施加力由張力調整機構40調整。該張力調整機構40具備:軌道42,其以與螺旋彈簧35、35平行的方式設置於鉛直板30,並將可動體41支撐成能夠在Y軸方向上移動;陽螺紋43,其與以能夠移動的方式搭載於軌道42上的可動體41螺合,並樞支於鉛直板30;調整旋鈕44,其用於使陽螺紋43旋轉。
此外,一端安裝於支撐台37的螺旋彈簧35、35的另一端與該可動體41連結。藉此,透過使調整旋鈕44旋轉而使陽螺紋43旋轉、從而使可動體41相對於繞線機11分離或接觸,而調整螺旋彈簧35、35的張力。
此處,位置感測器45為對導輪34的Y軸方向上的位置進行檢測的感測器,其檢測輸出與控制器46的輸入連接。
另外,張力調整機構40對螺旋彈簧35、35所作張力調整是作為開始繞線之前的初始設定而實施,為了將對線材13賦予的張力設為恆定而不會在繞線中實施前述張力調整。
另外,本發明的繞線裝置10中的繞線機11使該捲芯12以軸為中心進行旋轉,從而使線材13捲繞於該捲芯12。該實施方式的捲芯12具有:捲筒部12a,其供線材13繞線;凸緣部12b,其設置於捲筒部12a的兩端面,並對線材13的捲繞寬度進行限制。該捲芯12同軸地安裝於捲芯旋轉單元、即繞線用電動機14的轉軸14a。捲芯12構成為,透過繞線用電動機14進行旋轉驅動,從而以其軸為中心進行旋轉。在本實施方式中,示出捲筒部12a的截面形狀為長方形的情況(圖9~圖11)。
另外,在繞線機11上,設置有在轉軸方向上對繞線於捲芯12的線材13進行引導的引導機構51。該引導機構51具備:支撐銷52,其以與捲芯12的轉軸平行的方式設置於基板15a,且設置成能夠在軸向上移動;引導構件53,其安裝於該支撐銷52的前端,並對線材13在捲芯12的軸向上的移動進行限制;引導用電動機54(圖2),其使該支撐銷52在軸向上移動。
如圖2所示,引導用電動機54以其轉軸54a與支撐銷52鄰接、並與該支撐銷52平行的方式而安裝。在該轉軸54a上同軸地設置有滾珠螺桿55。此外,與滾珠螺桿55螺合的陰螺紋構件56安裝於支撐銷52的基端。
因此,當引導用電動機54進行驅動而使滾珠螺桿55旋轉時,支撐銷52在軸向上連同與該滾珠螺桿55螺合而移動的陰螺紋構件56一起移動,從而使設置於該支撐銷52的前端的引導構件53在捲芯12的轉軸方向上移動。此 外,引導構件53構成為,從捲芯12的轉軸方向的兩側夾住線材13,並對該轉軸方向上的線材13的通過位置進行限制(圖12、圖13)。
如圖1所示,該繞線裝置10還具備使從線材放捲機構21以預定速度放捲出的線材13減速或加速的蓄積機構60。在該實施方式中,示出蓄積機構60設置於線材放捲機構21與張力裝置31之間的情況,在圖中,示出在鉛直板30上設置有蓄積機構60的情況。
圖中的蓄積機構60具備:一對固定輥61a、61b,其以對線材13進行引導的方式沿著線材13的輸送路徑而設置;可動輥63,其供線材13掛繞,並以能夠在與線材13的輸送路徑交叉的方向、在該實施方式中為鉛直方向(Z軸方向)上移動的方式設置於一對固定輥61a、61b之間;作為可動輥移動裝置的伺服電動機64,其使該可動輥63移動。
在該實施方式中,一對固定輥61a、61b沿著從線材放捲機構21放捲、並由第一轉向滑輪32轉向為水平的線材13的延伸方向設置於鉛直板30。在鉛直板30上,設置有以位於該一對固定輥61a、61b之間的方式沿著鉛直方向延伸的滾珠螺桿66。伺服電動機64的轉軸以能夠使該滾珠螺桿66旋轉的方式而與該滾珠螺桿66連結。可動台67與滾珠螺桿66螺合,可動輥63樞支於該可動台67。此外,控制器46的控制輸出與該伺服電動機64連接。
在該蓄積機構60中,當根據來自控制器46的指令、伺服電動機64進行驅動而使滾珠螺桿66旋轉時,在鉛直方向上與其螺合的可動台67連同可動輥63一起移動。由第一轉向滑輪32轉向而朝向水平方向的線材13通過一對固定輥61a、61b的下側,位於一對固定輥61a、61b之間的線材13從上方掛繞於位於較其更靠上方的可動輥63。
因此,如圖3所示,當伺服電動機64驅動,而使可動輥63如虛線箭頭所示上升時,一對固定輥61a、61b和可動輥63之間的鉛直距離擴大。接著,一對固定輥61a、61b與可動輥63之間的鉛直距離的兩倍的長度的線材13蓄積於一對固定輥61a、61b之間。由此,當可動輥63在上升中途時,即便從線材放捲機構21等速地放捲出線材13,由於該線材13的一部分積蓄於一對固定輥61a、61b之間,因此,該線材13也減速而使速度降低。
相反地,如圖4所示,當以可動輥63下降的方式使伺服電動機64進行驅動時,一對固定輥61a、61b與可動輥63之間的鉛直距離縮短,從而排出所積蓄的線材13。因此,當可動輥63如虛線箭頭所示在下降中途時,即便從線材放捲機構21等速地放捲出線材13,由於該線材要加上排出的線材13,因此,該線材13也加速而提高其速度。
另外,該繞線裝置10還具備:作為放捲速度檢測單元的放捲速度檢測感測器70,其對通過蓄積機構60而朝向張力裝置31移動的線材13的速度進行檢測;作為捲取速度檢測單元的捲取速度檢測感測器80,其對通過該張力裝置31而朝向捲芯12的線材13的速度進行檢測。
該實施方式的捲取速度檢測感測器80設置於在外殼19的繞線機11側的端部上所立設的輔助板82。在該輔助板82上,設置有以夾住線材13的方式而樞支的一對輥81、81、和對任意一方的輥81的轉動角度進行檢測的第一編碼器83。
另一方面,該實施方式的放捲速度檢測感測器70設置於蓄積機構60的下游側的鉛直板30。在該鉛直板30上,設置有以夾住線材13的方式而樞 支的一對輥71、71、和對任意一方的輥71的轉動角度進行檢測的第二編碼器73。
另外,在外殼19中,收容有對構成捲芯旋轉單元的繞線用電動機14、和引導機構51中的引導用電動機54進行控制的控制器46。在該控制器46中,收納有對由繞線裝置10實施的繞線動作進行控制的CPU、和存儲有該CPU的處理動作所需的資訊或資料等的作為存儲單元的存儲器46a。存儲器46a例如對後述的預定角速度ω進行存儲。另外,在該控制器46上,連接設置有對該資訊進行輸入的輸入裝置46b。
因此,在繞線用電動機14和引導用電動機54上,分別連接有來自控制器46的控制輸出。控制器46以能夠進行所謂整齊排列捲繞的方式而構成,前述整齊排列捲繞為,透過使該繞線用電動機14驅動而使捲芯12等速旋轉,並且控制引導用電動機54,每當該捲芯12旋轉一周時,使引導構件53在捲芯12的旋轉方向上移動相當於線材13的外徑的量,從而將從線材放捲機構21供給、且由張力裝置31賦予張力的線材13一邊與該捲芯12密接,一邊進行捲繞(圖12及圖13)。
另外,旋轉角感測器16的檢測輸出與控制器46的控制輸入連接,該控制器46構成為,能夠始終對等速旋轉的捲芯12的旋轉角度進行識別。
另一方面,線材放捲機構21中的放捲用電動機26構成為,能夠使其轉軸26a的旋轉速度可變。由該放捲用電動機26旋轉驅動的絞盤24構成為,透過使其旋轉速度變化,從而能夠變更線材13的放捲速度。此外,控制器46的控制輸出亦與該線材放捲機構21中的放捲用電動機26連接。該控制器46以 透過與捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的平均捲取速度相等的速度供給線材13的方式,對線材放捲機構21連同繞線用電動機14一起進行控制。
此外,控制器46使從線材放捲機構21以平均捲取速度放捲出的線材13減速或加速,並且以使該速度與旋轉的捲芯12所捲曲的線材13的捲取速度相等的方式,控制蓄積機構60中的伺服電動機64。
具體而言,在該控制器46上,設置有作為運算單元的運算電路46c。該運算電路46c構成為,能夠透過存儲於存儲器46a的資訊或資料而對捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的計算捲取速度或計算平均捲取速度進行計算。此外,控制器46以根據運算電路46c所計算出的計算平均捲取速度而供給線材13的方式控制線材放捲機構21,並且以使從線材放捲機構21放捲出的線材13減速或增加而成為運算電路46c所計算出的計算捲取速度的方式控制蓄積機構60。
在該實施方式中,由於設置有放捲速度檢測感測器70或捲取速度檢測感測器80,因此,該第一編碼器83以及第二編碼器73的檢測輸出與控制器46的控制輸入連接。此外,控制器46由此對實測放捲速度或實測捲取速度進行檢測,並且以從線材放捲機構21放捲出、且由蓄積機構60減速或加速的線材13的速度與捲繞於捲芯12的線材13的捲取速度相等的方式進行回饋控制。
接著,對使用上述繞線裝置的本發明的繞線方法進行說明。
本發明的繞線方法為,使捲芯12以軸為中心進行旋轉,從而使從線材放捲機構21供給、且由張力裝置31賦予張力的線材13捲繞於捲芯12的方法。
由於使用上述繞線裝置10,因此,如圖1所示,線材13捲繞於捲軸18並儲線,從作為線材源的捲軸18解開的線材13在貫穿平板22的貫通孔22a 之後,透過多個小輥23a而克服捲曲特性,並捲繞於構成線材放捲機構21的絞盤24。
此外,從該絞盤24延伸出的線材13由第一轉向滑輪32轉向而朝向水平方向,並通過蓄積機構60中的一對固定輥61a、61b的下側。然後,一對固定輥61a、61b之間的線材13從上方掛繞於位於較其更靠上方的可動輥63。
通過蓄積機構60後的線材13以由第二轉向滑輪33變更其方向、並在掛繞於張力裝置31中的導輪34之後到達繞線機11的方式而布線。在繞線機11中,通過引導構件53的線材13卡止於捲芯12。
在該實施方式中,與所使用的捲芯12相關的資訊(具體而言,為捲芯形狀尺寸資訊)、即捲芯12的供線材13直接捲繞的捲筒部12a的截面形狀及其捲繞寬度w(圖12)的資料、和與捲繞於該捲芯12的線材13的線徑d相關的資料經由輸入裝置46b而存儲於作為控制器46的存儲單元的存儲器46a。從該狀態起開始繞線。
當實際繞線時,控制器46使繞線用電動機14驅動而使捲芯12等速旋轉,由旋轉角感測器16對其旋轉角度進行檢測,並回饋給控制器46。
另外,針對引導機構51,如圖12以及圖13所示,每當該捲芯12旋轉一周時,使引導構件53在捲芯12的轉軸方向上移動相當於線材13的外徑的量。藉此,使從線材放捲機構21供給、且由張力裝置31賦予張力的線材13整齊排列捲繞於捲芯12。
此外,本發明的繞線方法的特徵點在於,以捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的平均捲取速度從線材放捲機構21放捲出線材13,並使從該線材放 捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速,從而使其與捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的捲取速度相等。
即,雖然在實際繞線中,使捲芯12以存儲於存儲器46a中的預定角速度ω進行旋轉,但是,在該實施方式中,如圖9(a)所示,捲取線材13的捲芯12的捲筒部12a的截面呈長方形,在該截面中,將從旋轉中心O到長邊為止的長度設為a,將從旋轉中心O到短邊為止的長度設為b,並將從旋轉中心O到角部為止的距離設為c。此外,在捲芯12的旋轉角速度ω保持為恆定值的情況下,如圖9(b)所示,捲繞於捲芯12的線材13的速度(縱軸)以相對於捲芯12的旋轉角度(橫軸)產生aω、cω、bω、cω、aω、...的拐點(inflection point)的方式而變動。
如此,雖然捲繞於捲芯12的線材13的捲取速度變動,但該捲芯12的截面形狀是明確的,若從該旋轉中心O起到各部位為止的距離明確,則透過與捲芯12的旋轉角速度ω相乘,從而能夠計算出捲取於該捲芯12的線材13的捲取速度。
在該實施方式中,由於與所使用的捲芯12的供線材13直接捲繞的捲筒部12a的截面形狀相關的資訊(即,與捲芯12相關的資訊)存儲於存儲器46a中,因此,控制器46中的運算電路46c透過將與捲芯12相關的資訊、具體而言為從捲芯12的旋轉中心O起到供線材13捲繞的各部位為止的長度a、b、c與使捲芯12旋轉的角速度ω相乘,從而取得如圖9(b)中實線的曲線所示的計算捲取速度。
另外,控制器46中的運算電路46c在獲得如圖9(b)中實線的曲線所示的計算捲取速度之後,計算出將該計算捲取速度平均化而得的如圖9 (b)中點劃線的直線所示的平均捲取速度。即,該計算平均捲取速度為,將捲芯12以如圖9(b)中實線的曲線所示的計算捲取速度而旋轉一周時所捲繞的線材13的長度,除以其旋轉一周所需的時間而得的值。
此外,控制器46以使繞線用電動機14驅動、並使捲芯12以預定角速度ω進行旋轉的方式而控制繞線用電動機14,並且以用與由運算電路46c獲得的計算平均捲取速度相等的速度從該線材放捲機構21供給線材13的方式控制線材放捲機構21中的放捲用電動機26。
此外,控制器46使滾珠螺桿66旋轉,使可動輥63連同與該滾珠螺桿66螺合的可動台67一起如圖9(b)中長虛線的曲線所示在鉛直方向上上下移動,並以使從線材放捲機構21以計算平均捲取速度放捲出的線材13減速或加速而設為計算捲取速度的方式,控制蓄積機構60中的伺服電動機64。
此處,在上述繞線裝置10中,設置有對從蓄積機構60朝向張力裝置31放捲出的線材13的速度進行檢測的放捲速度檢測感測器70、和對通過該張力裝置31的線材13的速度進行檢測的捲取速度檢測感測器80。藉此,在以與如圖5(a)所示的計算捲取速度相等的方式在蓄積機構60中減速或加速的情況下,作為通過蓄積機構60的線材13的速度,檢測出如圖5(b)所示的實測放捲速度,作為通過張力裝置31的線材13的速度,檢測出如圖5(c)所示的實測捲取速度。
此處,當將線材13對於具有如長方形的非圓形截面的捲芯12進行繞線時,捲取於捲芯12的線材13的捲取速度發生變化,因此,當以不設置使線材13減速或加速的蓄積機構60的方式、如先前技術般、將線材13從線材放捲 機構21以恆定的速度放捲時,如圖1的虛線箭頭所示,導輪34週期性地擺動,因該擺動而使賦予給線材13的張力發生變動。
與此相對,在本發明中,以作為恆定值的計算平均捲取速度從線材放捲機構21放捲出線材13。另外,透過設置蓄積機構60,如圖3或圖4所示,使該線材13週期性地減速或加速,從而設為與如圖5(a)所示的計算捲取速度相等的速度。
因此,如圖5(c)所示,當捲取於捲芯12的線材13的捲取速度增加時,如圖5(b)所示,伴隨著該增加,蓄積機構60使從線材放捲機構21放捲出的線材13加速,從而使線材13的速度增加。同樣地,當捲芯12的捲取速度減小時,伴隨著該減小,蓄積機構60使從線材放捲機構21放捲出的線材13減速,從而使線材13的速度減小。
如此,當使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速之後的速度、和捲芯12的線材13的實際捲取速度一致時,如圖1的虛線所示的導輪34的週期性擺動消失,能夠將供給至捲芯12的線材13的張力保持為恆定。其結果是,能夠製造品質較高的線圈。
另外,控制器46使捲芯12等速旋轉(即,以預定角速度ω旋轉),並且使引導構件53在捲芯12的轉軸方向上移動,從而使線材13整齊排列捲繞於捲芯12。在使線材13以遍及多層的方式捲繞於捲芯12的情況下,如圖12所示,當向捲筒部12a的第一層的繞線結束時,在第一層的線材13的外周實施第二層的繞線,如圖13所示,當第二層的繞線結束時,在第二層的線材13的外周實施第三層的繞線。
如此,在線材13繞線於捲筒部12a多層的情況下,如圖10以及圖11所示,從捲芯12的旋轉中心O起到供線材13捲繞的各部位為止的長度隨著朝向外層而增大,當捲芯12以預定角速度ω進行旋轉時,捲取於該捲芯12的捲取速度隨著朝向外層而加速。
具體而言,如圖9所示,在第一層的情況下,從捲芯12的旋轉中心O起到供線材13捲繞的各部位為止的長度是捲芯12的截面中的外周形狀自身。如圖10所示,第二層的從捲芯12的旋轉中心O起到供線材13捲繞的各部位為止的長度為,在捲芯12的截面形狀的外周形狀上加上線材13的線徑d後的長度。如圖11所示,第三層的從捲芯12的旋轉中心O起到供線材13捲繞的各部位為止的長度為,在第二層上進一步加上線材13的線徑d後的長度。
在該捲芯12中的截面的形狀上依次加上的線材13的線徑d、捲筒部12a的捲繞寬度w中的資料預先存儲於存儲器46a。因此,圖1的控制器46中的運算電路46c能夠透過用線徑d除該捲繞寬度w從而匯出各層的整齊排列捲繞所需的轉速。
另外,若為第二層的繞線,則如圖10所示,求出該第二層的繞線中的從捲芯12的旋轉中心O起到供線材13捲繞的各部位為止的長度(a+d)、(b+d)、(c+d)。若為第三層的繞線,則如圖11所示,求出該第三層的從捲芯12的旋轉中心O起到供線材13捲繞的各部位為止的長度(a+2d)、(b+2d)、(c+2d)。然後,透過將旋轉的捲芯12的角速度ω與上述長度(a+d)、(b+d)、(c+d)、(a+2d)、(b+2d)、(c+2d)相乘,從而能夠獲得各層的計算捲取速度(圖10(b)、圖11(b))。
另外,控制器46中的運算電路46c在獲得各層的計算捲取速度(10(b)、圖11(b))之後,由該計算捲取速度計算出各層的計算平均捲取速度,並獲得如圖10(b)或圖11(b)中的點劃線所示的計算平均捲取速度。
此外,即便在第二層以後,控制器46也以用與如此運算而獲得的按各層的計算平均捲取速度相等的速度從該線材放捲機構21供給線材13的方式,控制線材放捲機構21中的放捲用電動機26。同時,控制器46如圖10(b)或圖11(b)中的長虛線的曲線所示使可動輥63在鉛直方向上上下移動,使從線材放捲機構21供給的線材13減速或加速,即便在第二層以後,也以設為與如此運算而獲得的按各層的計算捲取速度相等的速度的方式而控制蓄積機構60中的伺服電動機64。
於是,即便在第二層以後,也以使通過蓄積機構60的線材13的速度(放捲量)與捲芯12的線材13的捲取速度(捲取量)平衡(即、保持均衡)的方式控制該放捲量。
因此,即便在第二層以後,也能夠抑制張力裝置31中的導輪34的週期性擺動。藉此,由彈性構件35對掛繞於導輪34的線材13賦予與導輪34的位置相應的不變的恆定的張力。
此處,在實際繞線中,控制器46對通過蓄積機構60而朝向張力裝置31放捲的線材13的速度、和通過張力裝置31而朝向捲芯12的線材13的速度進行檢測。此外,以消除檢測出的實測放捲速度的速度變化的狀態和實測捲取速度的速度變化的狀態在時間軸方向上的偏移的方式,對蓄積機構60中的伺服電動機64進行控制。
即,在本發明中,預先對捲芯12所捲取的線材13的速度及其平均捲取速度進行計算,以與所獲得的計算平均捲取速度相等的速度從線材放捲機構21供給線材13,並在蓄積機構60中使該線材13減速或加速,從而設為計算捲取速度。藉此,如圖5所示,本來在張力裝置31的前後,線材13的速度不產生在時間軸方向上的偏移。
當提高捲芯12的旋轉速度時,蓄積機構60中的線材13的減速或加速以較快的速度發生變化。因此,即便控制器46根據計算捲取速度對伺服電動機64進行控制,也可產生可動輥63的移動不追隨而使線材13的減速或加速延遲的情況。其結果是,在從蓄積機構60朝向張力裝置31而放捲出的線材13的速度、和通過該張力裝置31而捲繞於捲芯12的線材13的速度之間產生偏移。
此處,從蓄積機構60朝向張力裝置31而放捲的線材13的實際速度由放捲速度檢測感測器70檢測,捲芯12所捲取的線材13的實際捲取速度由捲取速度檢測感測器80檢測。藉此,控制器46始終使由該捲取速度檢測感測器80的檢測輸出決定的實測捲取速度的速度變化的狀態、和由放捲速度檢測感測器70的檢測輸出決定的實測放捲速度的速度變化的狀態對比。此外,以消除檢測出的實測放捲速度的速度變化的狀態和實測捲取速度的速度變化的狀態在時間軸方向上的偏移的方式,而在蓄積機構60中實施線材13的減速或加速。
具體而言,當在圖6(c)的實線所示的實測捲取速度、和圖6(b)的虛線所示的實測放捲速度各自的速度變化之間產生在時間軸方向上的偏移T時,控制器46求出該時間的偏移T。此外,從圖6(a)的實線所示的計算捲取速度減去該偏移T,從而獲得如雙點劃線所示的修正捲取速度。
關於這點,該實施方式的控制器46具備對實測捲取速度和實測放捲速度各自的速度變化在時間軸方向上的偏移T進行計算、並從計算捲取速度減去該偏移T而獲得修正捲取速度的速度修正單元。
此外,控制器46沿著所獲得的圖6(a)的雙點劃線所示的修正捲取速度而控制蓄積機構60中的伺服電動機64。於是,控制器46在使圖6(a)的實線所示的計算捲取速度提前偏移T的量的狀態下控制蓄積機構60。此外,能夠使圖6(c)的實線所示的捲芯12所捲取的線材13的實際捲取速度、和由蓄積機構60減速或加速而朝向張力裝置31的線材13的速度如圖6(b)的實線所示一致。
藉此,即便在提高捲芯12的旋轉速度、而使向捲芯12的捲取速度以較快的速度發生變化的情況下,也能夠由蓄積機構60使減速或加速追隨該速度變化。如此,消除捲芯12所捲取的線材13的實際捲取速度、和由蓄積機構60減速或加速而供給至張力裝置31的線材13的供給量之間的偏移,從而防止張力裝置31中的導輪34的週期性的擺動。藉此,即便提高捲芯12的旋轉速度,也能夠由彈性構件35賦予與導輪34的位置相應的不變的恆定的張力。
另一方面,雖然在實測捲取速度與計算捲取速度各自的速度變化之間未產生在時間軸方向上的偏移,但在上述捲取速度自身產生偏移的情況下,即,若計算捲取速度和線材13向捲芯12的實際捲取速度不同,則線材的供給量和線材捲取量不一致。
於是,在張力裝置31中,掛繞有線材13的導輪34沿著軌道36而移動,從而使導輪34與捲芯12的間隔變更,在Y軸方向上的位置變化該不一致的線材13的量。如此,供給量與捲取量之差透過張力裝置31中的導輪34的位置 的變化而吸收。此外,導輪34的移動由位置感測器45檢測,並回饋給控制器46。
此處,當導輪34移動時,賦予給線材13的張力逐漸發生變動。藉此,當透過位置感測器45的檢測輸出而檢測出導輪34的位置的變化時,控制器46以導輪34的位置返回至軌道36的預定位置、例如大致中央的方式,而以恆定的比例使作為線材13的供給量的計算捲取速度增減,並根據該增減後的修正捲取速度而獲得計算平均捲取速度。此外,控制器46透過根據該計算平均捲取速度而控制放捲用電動機26的旋轉速度,並使線材放捲機構21中的線材13的放捲速度增減,從而使線材13的放捲速度和捲芯12的捲取速度平衡。
即,若如圖7(a)所示,與計算捲取速度相比較,線材13向捲芯12的實測捲取速度較快,導輪34逐漸靠近繞線機11,則如圖7(b)所示,以由線材放捲機構21實施的線材13的放捲量增加的方式,以恆定的比例使計算捲取速度增加,並獲得與實測捲取速度大致一致的修正捲取速度。此外,根據該修正捲取速度而計算修正平均捲取速度。該修正平均捲取速度也以恆定的比例增加,控制器46以用如此增加的修正平均捲取速度放捲出線材13的方式而對線材放捲機構21中的放捲用電動機26進行控制,並且由蓄積機構60使該線材13減速或加速,從而使朝向張力裝置31的線材13的實測放捲速度如圖7(c)所示與實測捲取速度一致。
另一方面,若如圖8(a)所示,與計算捲取速度相比較,線材13向捲芯12的實測捲取速度較慢,導輪34逐漸遠離繞線機11,則如圖8(b)所示,以由線材放捲機構21實施的線材13的放捲量減少的方式,以恆定的比例使計算捲取速度減小,並獲得與實測捲取速度大致一致的修正捲取速度。此外, 根據該修正捲取速度而計算修正平均捲取速度。該修正平均捲取速度也以恆定的比例減小,控制器46以用如此減小的修正平均捲取速度放捲出線材13的方式而對線材放捲機構21中的放捲用電動機26進行控制,並且由蓄積機構60使該線材13減速或加速,從而使朝向張力裝置31的線材13的實測放捲速度如圖8(c)所示與實測捲取速度一致。
藉此,導輪34返回至軌道36的預定位置、例如大致中央,施加於線材13的張力回到預定值。
根據本實施方式,起到以下所示的效果。
本實施方式的繞線裝置10具備:捲芯12;線材放捲機構21,其將線材13供給至捲芯12;蓄積機構60,其使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速;張力裝置31,其對從線材放捲機構21供給至捲芯12的線材13賦予張力;繞線用電動機14,其使捲芯12旋轉,從而使從線材放捲機構21供給、且由張力裝置31賦予張力的線材13捲繞於捲芯12;控制器46,其對蓄積機構60及線材放捲機構21進行控制,控制器46以用捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的平均捲取速度放捲線材13的方式而控制線材放捲機構21,並且以使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度與旋轉的捲芯12所捲取的線材13的捲取速度相等的方式控制蓄積機構60。
另外,本實施方式的繞線方法,係透過使捲芯12旋轉,從而使從線材放捲機構21供給、且由張力裝置31賦予張力的線材13捲繞於捲芯12,以捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的平均捲取速度從線材放捲機構21放捲出線材13,並使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速,從而與捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的捲取速度相等。
根據上述結構,雖然以恆定的速度從線材放捲機構21放捲出線材13,但由於將該放捲速度設為平均捲取速度,並設為與之後減速或加速而捲繞於捲芯12的線材13的捲取速度相等的速度,因此,即便張力裝置31具備掛繞線材13並因彈性構件35而移動的如導輪34般的構件,也能夠防止該如導輪34般的構件伴隨著線材13的速度變動而產生的移動。
其結果是,由於避免伴隨著該如導輪34般的構件的移動而產生的線材13的張力變動,因此,即便在捲繞於不同直徑的捲芯12的線材13的速度顯著變動的情況下,也能夠將捲繞於該捲芯12的線材13的張力保持為恆定。
另外,本實施方式的繞線裝置10中,蓄積機構60具備:一對固定輥61a、61b,其以對線材13進行引導的方式沿著線材13的移動路徑而設置;可動輥63,其供線材13掛繞,並以能夠在與線材13的移動路徑交叉的方向上移動的方式設置於一對固定輥61a、61b之間;伺服電動機64,其使可動輥63移動。
另外,在本實施方式的繞線方法中,將位於沿著線材13的移動路徑而設置的一對固定輥61a、61b之間的線材13掛繞於可動輥63,並使可動輥63在與線材13的移動路徑交叉的方向上移動。
根據上述結構,將位於沿著線材13的移動路徑而設置的一對固定輥61a、61b之間的線材13掛繞於可動輥63,並使可動輥63在與線材13的移動路徑交叉的方向上移動,從而能夠使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速。
另外,在本實施方式的繞線裝置10中,還具備:存儲器46a,其對與捲芯12相關的資訊進行存儲;運算電路46c,其根據與捲芯相關的資訊計 算出捲繞於捲芯的線材13的計算捲取速度和計算平均捲取速度,張力裝置31具有:導輪34,其供線材13掛繞;彈性構件35,其對導輪34進行施力,控制器46以根據運算電路46c所計算出的計算平均捲取速度而供給線材13的方式控制線材放捲機構21,並且以使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或增加而成為運算電路46c所計算出的計算捲取速度的方式控制蓄積機構60。
另外,在本實施方式的繞線方法中,使存儲器46a存儲與捲芯12相關的資訊,利用運算電路46c根據與捲芯12相關的資訊計算出捲繞於捲芯12的線材13的計算捲取速度和計算平均捲取速度,根據運算電路46c所計算出的計算平均捲取速度而利用線材放捲機構21供給線材13,並以成為運算電路46c所計算出的計算捲取速度的方式而使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速,張力裝置31具有:導輪34,其供線材13掛繞;彈性構件35,其對導輪34進行施力。
根據上述結構,透過使用預先存儲於存儲器46a中的計算捲取速度及計算平均捲取速度,分別控制蓄積機構60及線材放捲機構21,從而使將從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速之後的速度與捲芯12所捲取的線材13的實際捲取速度一致,因此,張力裝置的導輪的週期性的擺動消失,從而能夠將供給至捲芯12的線材13的張力保持為恆定。其結果是,能夠製造品質較高的線圈。
另外,在本實施方式的繞線裝置10中,蓄積機構60設置於線材放捲機構21與張力裝置31之間,前述蓄積機構60具備:放捲速度檢測感測器70,其對從蓄積機構60朝向張力裝置31放捲出的線材13的放捲速度進行檢測;捲取速度檢測感測器80,其對通過張力裝置31而朝向捲芯12的線材13的捲取速 度進行檢測,控制器46以消除由捲取速度檢測感測器80的檢測輸出決定的實測捲取速度的速度變化的狀態、和由放捲速度檢測感測器70的檢測輸出決定的實測放捲速度的速度變化的狀態在時間軸方向上的偏移的方式而控制蓄積機構60。
另外,在本實施方式的繞線方法中,使從線材放捲機構21朝向張力裝置31放捲出的線材13加速或減速,並對加速或減速而朝向張力裝置31的線材13的放捲速度、和通過張力裝置31而捲取於捲芯12的線材13的捲取速度均進行檢測,並且,以消除檢測出的實測放捲速度的速度變化的狀態和實測捲取速度的速度變化的狀態在時間軸方向上的偏移的方式而使線材13加速或減速。
根據上述結構,即便在提高捲芯12的旋轉速度、而使向捲芯12的捲取速度以較快的速度發生變化的情況下,也能夠由蓄積機構60使減速或加速追隨該速度變化。因此,消除捲芯12所捲取的線材13的實際捲取速度、和由蓄積機構60減速或加速而供給至張力裝置31的線材13的供給量之間的偏移,從而防止張力裝置31中的導輪34的週期性的擺動。因此,即便提高捲芯12的旋轉速度,也能夠由彈性構件35賦予與導輪34的位置相應的不變的恆定的張力。
雖然在上述實施方式中,對張力裝置31具備以能夠沿著軌道36移動的方式而設置的導輪34的情況進行說明,但張力裝置也可以如圖15所示,利用彈性構件6使張力臂4轉動,並對從安裝於該張力臂4的前端的導輪5放捲出的線材2賦予張力。
即便是如圖15所示的具有張力臂4的張力裝置,若利用蓄積機構使從線材放捲機構21以平均捲取速度放捲出的線材減速或加速,並將該線材的速度設為與捲繞於捲芯的線材的捲取速度相等的速度,則也能夠防止伴隨著該 線材的速度變動而產生的張力裝置的導輪5的移動。其結果是,由於避免伴隨著該導輪5的移動而產生的線材的張力變動,因此,能夠將捲繞於該捲芯12的線材的張力保持為恆定。
另外,在上述實施方式中,例示在張力裝置31中對導輪34進行施力的彈性構件35為螺旋彈簧的情況。然而,也可以將利用空氣壓力等流體壓力朝使桿沒入或突出的方向進行施力的流體壓力氣缸用作彈性構件。在將這種流體壓力氣缸用作彈性構件的情況下,在欲變更其彈性力的情況下,透過對該氣缸中的壓縮空氣等的流體壓力進行變更,從而能夠較為容易地變更該彈性力。
另外,在上述實施方式中,對在控制器46上設置運算電路46c、並由該運算電路46c從存儲於存儲器46a中的資訊或資料中計算出計算捲取速度或計算平均捲取速度的情況進行說明。然而,也可以不設置運算電路46c,而是與控制器46另行地預先求出捲取速度或平均捲取速度,並使存儲器46a存儲如此另行設置的計算捲取速度或平均捲取速度。
在該情況下,控制器46以根據存儲於存儲器46a中的計算平均捲取速度供給線材13的方式而控制線材放捲機構21,並且以使從線材放捲機構21放捲出的線材13的速度減速或加速而成為存儲於存儲器46a中的計算捲取速度的方式控制蓄積機構60。藉此,由於避免導輪34的頻繁的移動,因此,能夠將捲繞於捲芯12的線材13的張力保持為恆定。
此外,在上述實施方式中,對在線材放捲機構21與張力裝置31之間設置有蓄積機構60的情況進行說明。然而,如圖14所示,該蓄積機構60也可以設置於張力裝置31的下游側。
若是如該圖14所示的繞線裝置10,則以平均捲取速度從線材放捲機構21放捲出的線材13在該平均捲取速度的狀態下通過張力裝置31而賦予預定張力,然後使通過該張力裝置31後的線材13的速度減速或加速,以與捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的捲取速度相等。
即便是這種繞線裝置10,也使通過張力裝置31的線材13的速度與捲繞於旋轉的捲芯12的線材13的捲取速度相等,因此,即便該張力裝置31具備掛繞線材13並因彈性構件35而移動的導輪34,也能夠防止該導輪34伴隨著線材13的速度變動而產生的移動。其結果是,能夠將捲繞於該捲芯12的線材13的張力保持為恆定。
以上,雖然對本發明的實施方式進行說明,但上述實施方式僅示出本發明的應用例的一部分,並不意味著將本發明的技術範圍限定於上述實施方式的具體的結構。
本申請要求基於在2020年1月15日向日本專利局提出的日本特願2020-004192號的優先權,並透過參照的方式在本說明書中引入該申請的全部內容。
10:繞線裝置
11:繞線機
12:捲芯
12a:捲筒部
12b:凸緣部
13:線材
14:繞線用電動機(捲芯旋轉單元)
14a:轉軸
15:主體部
15a:基板
16:旋轉角感測器
17:基台
17a:輥
17b:腳構件
18:捲軸
19:外殼
21:線材放捲機構
22:平板
22a:貫通孔
23:台板
23a:小輥
24:絞盤
26:放捲用電動機
26a:轉軸
30:鉛直板
31:張力裝置
32:第一轉向滑輪
33:第二轉向滑輪
34:導輪
35:彈性構件(螺旋彈簧)
36:軌道
37:支撐台
40:張力調整機構
41:可動體
42:軌道
43:陽螺紋
44:調整旋鈕
45:位置感測器
46:控制器
46a:存儲器(存儲單元)
46b:輸入裝置
46c:運算電路(運算單元)
51:引導機構
52:支撐銷
53:引導構件
54:引導用電動機
60:蓄積機構
61a、61b:固定輥
63:可動輥
64:伺服電動機
66:滾珠螺桿
67:可動台
70:放捲速度檢測感測器(放捲速度檢測單元)
71:輥
73:第二編碼器
80:捲取速度檢測感測器(捲取速度檢測單元)
81:輥
82:輔助板
83:第一編碼器

Claims (8)

  1. 一種繞線裝置,具備:捲芯;線材放捲機構,其將線材供給至前述捲芯;蓄積機構,其使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或加速;張力裝置,其對從前述線材放捲機構供給至前述捲芯的前述線材賦予張力;捲芯旋轉單元,其使前述捲芯旋轉,從而使從前述線材放捲機構供給、且由前述張力裝置賦予張力的前述線材捲繞於前述捲芯;以及控制器,其對前述蓄積機構及前述線材放捲機構進行控制,前述控制器以用捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的平均捲取速度放捲前述線材的方式控制前述線材放捲機構,並且以使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度與旋轉的前述捲芯所捲取的前述線材的捲取速度相等的方式控制前述蓄積機構;前述蓄積機構設置於前述線材放捲機構與前述張力裝置之間,前述繞線裝置具備:放捲速度檢測單元,其對從前述蓄積機構朝向前述張力裝置放捲出的前述線材的放捲速度進行檢測;以及捲取速度檢測單元,其對通過前述張力裝置而朝向前述捲芯的前述線材的捲取速度進行檢測, 前述控制器以消除由前述捲取速度檢測單元的檢測輸出決定的實測捲取速度的速度變化的狀態、和由前述放捲速度檢測單元的檢測輸出決定的實測放捲速度的速度變化的狀態在時間軸方向上的偏移的方式而控制前述蓄積機構。
  2. 如請求項1所記載之繞線裝置,其中,前述蓄積機構具備:一對固定輥,其以對前述線材進行引導的方式沿著前述線材的移動路徑而設置;可動輥,其供前述線材掛繞,並以能夠在與前述線材的移動路徑交叉的方向上移動的方式設置於前述一對前述固定輥之間;以及可動輥移動裝置,其使前述可動輥移動。
  3. 如請求項1所記載之繞線裝置,其中,還具備:存儲單元,其對捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的捲取速度、即預先計算出的計算捲取速度和計算平均捲取速度進行存儲,前述張力裝置具有:導輪,其供前述線材掛繞;以及施力單元,其對前述導輪進行施力,前述控制器以根據存儲於前述存儲單元中的前述計算平均捲取速度而供給前述線材的方式控制前述線材放捲機構,並且以使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或增加而成為存儲於前述存儲單元中的前述計算捲取速度的方式控制前述蓄積機構。
  4. 如請求項1所記載之繞線裝置,其中,還具備:存儲單元,其對與前述捲芯相關的資訊進行存儲;以及 運算單元,其根據與前述捲芯相關的資訊計算出捲繞於前述捲芯的前述線材的計算捲取速度和計算平均捲取速度,前述張力裝置具有:導輪,其供前述線材掛繞;以及施力單元,其對前述導輪進行施力,前述控制器以根據前述運算單元所計算出的前述計算平均捲取速度而供給前述線材的方式控制前述線材放捲機構,並且以使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或增加而成為前述運算單元所計算出的前述計算捲取速度的方式控制前述蓄積機構。
  5. 一種繞線方法,係透過使捲芯旋轉,從而使從線材放捲機構供給、且由張力裝置賦予張力的線材捲繞於前述捲芯,其特徵在於:以捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的平均捲取速度從前述線材放捲機構放捲出前述線材,使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或加速,從而與捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的捲取速度相等;使從前述線材放捲機構朝向前述張力裝置放捲出的前述線材加速或減速,對加速或減速而朝向前述張力裝置的前述線材的放捲速度、和通過前述張力裝置而捲取於前述捲芯的前述線材的捲取速度均進行檢測,以消除檢測出的實測放捲速度的速度變化的狀態和實測捲取速度的速度變化的狀態在時間軸方向上的偏移的方式而使前述線材加速或減速。
  6. 如請求項5所記載之繞線方法,其中, 將位於沿著前述線材的移動路徑而設置的一對固定輥之間的前述線材掛繞於可動輥,並使前述可動輥在與前述線材的移動路徑交叉的方向上移動。
  7. 如請求項5所記載之繞線方法,其中,使存儲單元對捲繞於旋轉的前述捲芯的前述線材的捲取速度、即預先計算出的計算捲取速度和計算平均捲取速度進行存儲,根據存儲於前述存儲單元中的前述計算平均捲取速度,利用前述線材放捲機構供給前述線材,以成為存儲於前述存儲單元中的前述計算捲取速度的方式,使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或加速,前述張力裝置具有:導輪,其供前述線材掛繞;以及施力單元,其對前述導輪進行施力。
  8. 如請求項5所記載之繞線方法,其中,使存儲單元存儲與前述捲芯相關的資訊,利用運算單元根據與前述捲芯相關的資訊計算出捲繞於前述捲芯的前述線材的計算捲取速度和計算平均捲取速度,根據前述運算單元所計算出的前述計算平均捲取速度,利用前述線材放捲機構供給前述線材,以成為前述運算單元所計算出的前述計算捲取速度的方式,使從前述線材放捲機構放捲出的前述線材的速度減速或加速,前述張力裝置具有:導輪,其供前述線材掛繞;以及 施力單元,其對前述導輪進行施力。
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