JPH03159541A - 回転電機の巻線装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利川分野） 本発明は回転電機に使用するコイルの巻線装置に関する
。

（従来の技術） 従来回転電機の鉄心に神着するコイルの巻線作業を行う
場合、第４図に示すように巻線機１が停止の状態でワイ
ヤドラム２から引き出された電線３の先端が張力付加機
構４のドラム５，ワイヤガイド６及びパルス発生器７を
経由して巻軸８に取り付けられた細長い形状の巻型９に
固定される。

このとき、巻型９の長手刀向は水平状態である。′巻線
機１が運転を開始すると、図示しないマイクロコンピュ
ータから予め設定された正弦波状の速度指令が図示しな
い制御器に与えられ、サーボモータ１０は回転を始める
。このように予め設定する速度指令を正弦波状としたの
は、巻型９が水平状態の前後では巻き取る電線３を叩き
付ける現象となるのを防止するため、水平状態の前後で
の回転速度を小さくしたいからである。そして図示しな
い制御器に接続された回転発電機１１により、フィード
バックがかかり、サーボモータ１０は所定の速度に制御
される。ｒＪｓ線３が送り込まれると、その速度検出器
であるパルス発生器７が、パルス信号を発生する。発生
したパルス信号は図示しないマイクロコンピュータに入
力され、その出力が図示しない制御器に与えられ、ワイ
ヤドラム２のサーボモータ１３への速度指令としてこれ
を駆動する。このとき張力付加機構４は、シリンダー１
４により一定張力を電線３に加え、その［Ｉ！１のドラ
ム５の位置を張力検出器１５が検出し、その値とｍ　；
ｔ；　Ｌないマイクロコンピュータの指令が平衡する位
置になるように常に制御される。ワイヤドラム２に直結
された回転発電機１６は、サーボモータ１３が所定速度
になるようフィードバックをかけている。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の壱線装置によれば、巻線機１が巻回を
聞始することにより電線３の送り量をパルス発坐器７で
検出し、その値をもとにワイヤドラム２のサーボモータ
１３への速度指令として与えているため、電線３の送り
速度は実際の巻型９に椹き付けられる電線３の速度に対
し追従が迦れがちになり、これによって、張力付加機構
４のドラム５のフレが大きくなる。すなわち、？ｌ！９
に巻同される電線３に大きな張力を与えることになる。

また、高速にて巻目する場合においては、電線３とパル
ス発生器７との接触而でスベリを生じパルス発生ミスを
生じ、ドラム５のフレは大きくなり、ｆｕｉ３に大きな
ショックが加わって電線３の局所的な伸びが生じたりし
て巻線作業の高速自動化を阻害し、かつコイルの品質低
下の原因となっていた。

本発明の１１的は、これらの問題点を解決するために電
線に加わるショックを出来るだけ少なくして高速化並び
に口動化しうる四転電機の巻線装置を堤供することにあ
る。

［発明の構威コ （課題を解決するための手段） 本允明の回転電機の巻線装置は、巻線条件の人力データ
を取り込むための人力部と、この人力データからワイヤ
ドラム速度指令を計算し格納する装置全体を制御するた
めの制御部とを設け、巻軸の一端に取り付けられた巻軸
位置検出器およびワイヤドラム径検出器から取り込んだ
信号値に対応したワイヤドラム速度指令を前記制御部に
て検索し出力する手段と、ワイヤドラムと巻型の中間に
あって巻型に巻回される電線に一定の張力を与えかつそ
の張力を検出する張力検出器を有する張力付加機構を設
け、前記ワイヤドラム速度指令及び張力検出器の出力信
号により巻回される電線に一定の張力を付加するように
ワイヤドラム駆動モータの回転を制御することに特徴を
有する。

（作用） 本発明の巻線装置によれば、巻線条件の人力データを取
り込むための入力部と、この人力データからワイヤドラ
ム速度指令を計算し格納する装置全体を制御するための
制御部とを設け、巻軸の一端に取り付けられた巻袖位置
検出器およびワイヤドラム径検出器から取り込んだ信号
値に対応したワイヤドラム速度指令を前記制御部にて検
索し出力する手段とを有するものにあって、巻同時の巻
袖位置，ワイヤドラム径を制御部へ取り込み巻向毎のワ
イヤドラムの電線巻き残り径の減少，巻型のコイル径の
増加による電線の速度変化分を加算し演算された正弦波
状のワイヤドラム速度指令を出力することにより、ワイ
ヤドラム駆動モータの回転速度を巻回される’ｆ［送り
速度と同期させると共に一定の張力を与える張力付加機
構の張力検出器からの出力信号が発生すればこの出力を
も加えてワイヤドラム駆動モータの回転速度を制御する
ようにしたので、巻型に巻回される電線には常に一定の
張力が与えられて巻線作業を行なうことができる。

（丈施例） 以下本発明の回転電機の昼線装置の一実施例を第１図及
び第２図を用いて説明する。

図において、巻線機２０の巻軸２１には細長い形状の巻
型２２が取付けられ、速度制御装置２３により制御され
るモータ２４により回転する。モータ２４には巻軸位置
検出器２５が連結されている。巻軸位置検出器２５の出
力は巻線装置全体の演算及び制御をする制御部２６に接
続されている。

又、制御部２６には運転に必要な人力データを取り込む
ための人力部２７が接続されている。巻型２２に取付け
られる電線２８はワイヤガイド２つ及び張力付加機構３
０を経由してワイヤドラム３１から供給されている。こ
の張力付加機構３０には、一端が軸３２で回動自在に軸
支され他端に電線２８が在同される下ラム３３を輔支し
た支住３４と、この支柱３４の中間には電線２８に一定
の張力を与えるためのエアーシリンダ３５及びこの支柱
３４の傾きによってその張力状態を検出する張力検出器
３６が取り付けられている。

ワイヤドラム３１は回転発電機３７を備えたサーボモー
タ３８により回転される。四転発電機３７の出力は速度
制御装置３つのサーボ制御器４０へ接続されている。ワ
イヤドラム３１の右側には、ワイヤドラム３１の電線２
８の巻き残り径を測定するための超８波を川いたドラム
径検出器４１が設置されていて、そのドラム径検出器４
１の信号は制御部２６へ接続される。制御部２６でもっ
て人力データ及びワイヤドラム径を基に巻軸位置に対応
して演算されたワイヤドラム速度指令は、張力検出器３
６の出力とともにこれらに接続された加算器４２により
加算され、その出力はサーボ制御器４０に接続されてい
る。

制御部２６から巻型の速度制御装置２３に与えられる速
度指令は、入力部２７よりインプットされた四転数に対
応した一定電圧である。また、制御部２６から加算器４
２へ与えられる速度化令は、第３図に示すように細長い
形状のも型の長手刀向の水平状態（０，π，２π）で低
く、垂直状悪で、高い値をａする王弦波状のものである
。この値はコイルの大きさ，電線の太さにより適宜史更
されるものである。又、巻型２２に電線２８の巻回を進
めると巻型２２の巻き径は段々と大きくなり、逆にワイ
ヤドラム径は段々小さくなって、ドラム径検出Ｓ４１の
信号も女化し、ワイヤドラム速度指令はｖ１からｖ２方
向へ巻回毎に演算された値が出力される。

次に上記構成における本実施例の作用について説明する
。先づ在線機２０が停止の状態で、ワイヤドラム３１か
ら引き出された電線２８の先端が張力付加機横３０のド
ラム３３，ワイヤガイド２つを経山して巻軸２１に取り
付けられた巻型２２に固疋される。このとき、巻型２２
の長手方向は水平状態である。この電線２８を固定した
後、入力部２７より運転に必要な巻軸設定回転数，巻数
，巻型形状，コイル周長，電線径，製作数等のデータを
人力すると、これらの値は制御部２６へ取り込まれる。

その後、入力部２７より起動信号を制御部２６へ人力す
ると、巻軸設定回転数等のデータより速度制御装置２３
への巻軸速度指令の値を演算すると共に巻軸速度指令，
ドラム径検出器４１からのデータを基に、第３図に示す
如く正弦波状のワイヤドラム速度指令を演算し、巻軸１
回転に対応したデータとして格納しておく。

制御部２６でこの演算が完了すると、在線機２０が運転
を開始する。制御部２６より速度制御装置２３へ巻軸速
度指令が与えられて、モータ２４により巻型２２が回転
を始める。モータ２２が回転すると巻軸位置検出器２５
も動作する。そして巻軸２１の位置は巻軸位置検出器２
５の信号として制御部２６へ取り込まれ、巻軸２１の位
置に対応したワイヤドラム速度指令を上記の格納したデ
ータより検索し、この値を加算器４２を介し速度制御器
３９へ与え、これによってサーボモータ３８が四転を始
め、ワイヤドラム３１が同転して電線２８を供給する。

このように巻軸２１の位置は、巻袖位置検出器２５より
常に制御部２６へ取り込まれ、その位置を裁にワイヤド
ラム速度指令を制御部２６に格納されているデータより
検索し、その値を加算器４２へ出力している。

一方電線２８は巻型２２が回転を始めたことにより引張
られ、張力付加機構３０のドラム３３を引張ろうとする
。しかし上記の制御部２６からの出力によるワイヤドラ
ム速度指令によりワイヤドラム３１はすでに回転を始め
、電線２８を供給し始めているため、張力付加機構３０
のドラム３３はほぼ元の位置のまま常に一定した張力で
もって電線２８を巻型２２へ供給する。

そして、細長い形状の巻型２２の回転位置が変化するに
連れて、巻型２２の長子方向の水平位置付近では、屯線
２８の速度は最も遅く、制御部２６からのワイヤドラム
速度指令も小さくなりワイヤドラム３１の回転は遅くな
る。同様に、在型２２の同転位置が垂直位置付近では、
電線２８の速度は最も速く、制御部２６からのワイヤド
ラム速度指令も最も大きくなるためワイヤドラム３１は
四転が速くなる。このようにして巻Ｊｔ２２２のトｔ１
転位置による電線２８の供給速度と同期してワイヤドラ
ム３１が四転する。

さらに、巻型２２に電線２８が巻かれてゆくと、巻型２
２の巻き径は段々と大きくなるので、巻型２２の１回転
当りの電線２８のｆｊｔ給速度は大きくなる。一方、ワ
イヤドラム３１は電線２８が少なくなってゆくので、ワ
イヤドラム３１の′ｒ８！！；Ｉ２８の巻き残り径が小
さくなって、ワイヤドラム３１の１四転当りの電線２８
の供給速度は小さくなる。

したがって、本実施例では巻型２２の巻き径の増加に＆
．ｊ　Ｌては、周長．ワイヤサイズの入力データを址に
、又ワイヤドラム３１の電線２８の巻ぎ残り径の減少に
ｋ・！シては、ドラム径検出器４１からの人カデータを
基に、それぞれワイヤドラム速度指令が大きくなるよう
に制御部２６で巻同毎に演算し補ｉｌニした値を加算器
４２へ出力することにより、ワイヤドラム３１は巻同毎
に・１ξ均同転速度を大きくして、常に一定同転する在
型２２への電線２８の供給速度をこれに対応して大きく
し、巻型２２の電線２８への張力を一定にするよう維ｔ
．シする。

以上述べたように本実施例によれば、ワイヤドラム３１
の電線２８の巻き残り径をドラム径検出器４１により、
直接制御部２６へ取り込みワイヤドラム速度指令を袖正
するため、ワイヤドラム３１の電１！ｉｌ２８の巻き残
り径の大小にかかわりなくスムーズな巻回が可能となり
、巻伺開始時の電線２８へのショックもなくなる。また
、巻同時の電線２８に一定の張力が与えられるように細
かく制御されるので、巻線装置の高速化、自動化も可能
となる。

尚、本丈施例はワイヤドラム３１の電線２８の巻き残り
径をドラム検出器（超音波等）により測定しているが、
ワイヤドラム３１の電線２８の巻き残り径をローラ等を
接触させ、その変化を検出することによっても同様の機
能を発揮することができる。

また、ワイヤドラム３１の電線２８の巻き残り径の初期
値を人力データとしインプットし、制御？Ｂ２６で巻回
毎のワイヤドラム径の減少、巻型径の量曽大に対応する
データを予め格納して、これによって廣算処理すれば、
ワイヤドラム３１の電線２８の巻き残り径をドラム径検
出器で測定することをせずに、同様の機能を発揮するこ
とができるワイヤドラム速度指令を与えることもできる
。

［発明の効果］ 本発明の回転電機の巻線装置によれば、巻同時のワイヤ
ドラムの電線の巻き残り径を検出する手段からの値と、
予め人力したデータから演算した昼型径とを基に巻同毎
にワイヤドラム速度指令を捕１［することにより、巻型
の電線鴇取り速度と同期するようにワイヤドラムの回転
が制御されるので、常に一定した張力の電線が供給され
るため、ワイヤドラムの電線の巻き残り径の大小にかか
わりなくスムーズな巻ｌｉｔが可能となり、巻１！Ｔ＋
開始時の７ａｍへのショックもなくなり高．ＳＩＪ質の
コイルが得られる。また、巻同時の電線に一定の張力が
与えられるように細かく制御されるので、巻線装置の高
速化、自動化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回転電機の巻線装置の
構成図、第２図は第１図のブロック図、第３図は制御部
からのワイヤドラム速度指令波形図、第４図は従来の巻
線装置の構成図である。 ２０・・・巻線機、　２１・・・巻軸、　２２・・・巻
型２３．３９・・・速度制御装置、 ２４・・・モータ、　　　　２ ２６・・・制御部、　　　２ ２８・・・電線、　　　　　３ ３６・・・張力検出器、　３ ４１・・・ドラム径検出器、 ５・・・姿軸位置検出器、 ７・・・人力部、 ０・・・張力付加機構、 ８・・・サーボモー夕、 ４２・・・加算器。 代Ｐｖ人 弁裡士 ｌ川 近　　憲 ｆム 同 弟 子　　丸　　健 ，ｌ７ｌｆｆ宜芥 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 巻軸を回転軸に取り付け駆動モータにより回転させ、こ
   れにワイヤドラムに巻回されている電線を巻付けてコイ
   ルを製作する回転電機の巻線装置において、巻線条件の
   入力データを取り込むための入力部と、この入力データ
   からワイヤドラム速度指令を計算し格納する装置全体を
   制御するための制御部とを設け、巻軸の一端に取り付け
   られた巻軸位置検出器およびワイヤドラム径検出器から
   取り込んだ信号値に対応したワイヤドラム速度指令を前
   記制御部にて検索し出力する手段と、ワイヤドラムと巻
   型の中間にあって巻型に巻回される電線に一定の張力を
   与えかつその張力を検出する張力検出器を有する張力付
   加機構を設け、前記ワイヤドラム速度指令及び張力検出
   器の出力信号により巻回される電線に一定の張力を付加
   するようにワイヤドラム駆動モータの回転を制御するこ
   とを特徴とする回転電機の巻線装置。