JPH0675732B2 - マンドレルの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス機等の加工機に、送り装置を介して供
給されるコイル材を保持し、必要に応じてコイル材を繰
り出したり、あるいは加工機から排出されるコイル材を
巻き取ったりするマンドレルに係わり、特にコイル材の
繰り出しあるいは巻き取り速度を制御する制御装置に関
するものである。

〔従来技術〕

一般にプレス加工等を行う場合、被加工材として帯状に
巻回されたコイル材を使用する際、コイル材を保持する
手段としてマンドレルが使用される。このマンドレル
は、内側あるいは外側からコイル材を支持し、加速速度
に応じてコイル材を繰り出すものである。また、コイル
材は必要に応じてレベラ等によってレベリングされなが
ら送り装置によってプレス機に供給される。一方、プレ
ス加工後、コイル材の残りの部分が２次加工等される場
合には、コイル材の残りの部分が、別途用意されたマン
ドレルによって加工速度に応いて巻き取られるものであ
る。またマンドレルは、コイル材を繰り出す場合専用に
使用される時にはアンコイラと呼ばれ、コイル材を巻き
取る場合専用に使用される時にはリコイラと呼ばれてい
る。

第４図は、プレスラインの一例を示したもので、図中１
はプレス機、２は上型、下型からなる金型である。また
３は送り装置で、上下一対のロールからなり、このロー
ル間にコイル材６を挟持し、プレス機１の加工速度にあ
わせて一定長さ、コイル材６を間欠的に供給するもので
ある。

さらに４はコイル材６のループの上限および下限位置を
検出する上下一対のループセンサであり、５はコイル材
６を保持するマンドレルとしてのアンコイラである。ま
たアンコイラ５は、図示しないモータによって回転可能
に形成され、かつコイル材６を保持する保持部5aと、前
記ループセンサ４によって検出された検出信号に基づい
て前記モータを制御する制御装置5bを有している。

そして、プレス加工に応じて送り装置３を介してコイル
材６を一定長さ間欠的に供給し、コイル材６のループ量
が減少し、上部のループセンサ４に接触すると、制御装
置5bがその検出信号を受けて、アンコイラ５のモータを
駆動させて材料を繰り出すものである。さらにコイル材
６のループ量が増大し、下部のループセンサ４にコイル
材６が接触すると、制御装置5bがその検出信号を受けて
アンコイラ５のモータを停止させて、コイル材６の繰り
出しを停止する。そしてこれを繰り返えすことにより、
プレス機１の加工速度にあわせてアンコイラ５からコイ
ル材６が繰り出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第４図に示す従来のアンコイラ（クレイド
ル）では、繰り出し動作の開始と停止が、モータのON、
OFF制御によって行なわれるために、ON、OFF動作が頻繁
に行なわれると、コイル材の慣性によってコイル材がば
らけてしまうという問題があった。またコイル材の繰り
出し速度は、手動により数段階に設定可能なものもある
が、送り装置によるコイル材の送り長さが変化した場
合、そのつど繰り出し速度を調整しなければならず、調
整作業が煩雑になるという問題があった。

なお、インバータ制御によってアンコイラ（クレイド
ル）のモータを制御することにより、コイル材の繰り出
し動作の開始と停止をソフトタッチに行なうことがで
き、コイル材がばらけるのをある程度防止することがで
きる。しかしながら、送り装置によるコイル材の送り長
さが変化した場合、同様に繰り出し速度を再調整しなけ
ればならず、調整作業が煩雑になるという問題があっ
た。

さらに、コイル材の繰り出しによって外径が小さくなる
につれ、保持部一回転に対するコイル材の繰り出し量が
減少する。そのため、初期の設定を誤まると、加工作業
の途中で繰り出し速度が加工速度においつかなくなり、
モータの回転数を再調整しなければならないという問題
があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、
送り装置によるコイル材の送り長さが変化した場合や、
コイル材の外径変化に伴って、コイル材の繰り出し速度
や巻き取り速度を変化させる必要がある場合でも、自動
的に速度を切換えることにより速度調整作業の不要なマ
ンドレルを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述した目的を達成するために本発明の構成は、プレス
機等の加工機に、送り装置等を介して供給されるコイル
材を保持し、供給量に応じてコイル材を繰り出したり、
加工機から排出されるコイル材を巻き取るためのマンド
レルにおいて、コイル材のループの上限位置と下限位置
を検出する検出手段と、コイル状がループの下限位置か
ら上限位置にあるいは上限位置から下限位置に到達する
までの時間を測定する測定手段と、前記検出手段の検出
信号に基づいて、コイル状がループの上限位置および下
限位置に達した時、マンドレルの駆動用モータの運転・
停止を切換えるとともに、前記測定手段によって測定さ
れた時間に基づいて駆動用モータの回転速度を数段階に
切換える制御手段を有するものである。

〔作 用〕

以上のような構成であるから、コイル材がループの下限
位置から上限位置に、あるいは上限位置から下限位置に
到達するまでの時間を測定し、その時間に基づいて、自
動的にマンドレルの駆動用モータの回転速度を数段階に
切換えて、マンドレルの繰り出しあるいは巻取り速度を
最適な速度に設定することができる。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明のマンドレルの制御装置を示したブロ
ック図であり、第２図は検出手段の動作状態を示した図
である。なお、マンドレルとしてはアンコイラを例にと
り、アンコイラの基本的な構成は、第４図に示した従来
のアンコイラと同等なものとして説明する。

図中Ａは制御装置で、検出手段としての検出装置11と、
前記検出装置11の検出結果に基づいてマンドレルとして
のアンコイラの駆動モータ19を制御する制御部12から構
成されている。検出装置11は、コイル材のループの下限
位置を検出するスイッチ11aと、ループの上限位置を検
出するスイッチ11bとから構成されている。さらに第２
図に示すように、検出装置11は、例えば一端がＬ字形に
曲折され回動自在に保持されたアーム20を利用し、アー
ム20のＬ字形端部を自重により常時コイル材Ｍのループ
形成部上面に載置し、コイル材Ｍのループ形状によって
アーム20が回動する構成である。一方アーム20が回動す
ることによって、アーム20の他端は、前記スイッチ11
a、11bに当接し、コイル材Ｍのループの下限位置ならび
に上限位置を検出するものである。

また、制御部12は、測定手段と制御手段を兼用するもの
で、マイクロプロセッサ13、クロック信号発生部14、メ
モリ15、タイマー15′、インターフェース16、入出力ポ
ート17およびインバータ18から構成されている。さらに
詳述すると、マイクロプロセッサ13およびタイマ15′
は、前記検出手段11のスイッチ11a、11bの検出信号およ
び、クロック信号発生部14からのクロック信号をマイク
ロプロセッサ13で処理し、それに基づいてタイマー15′
によってコイル材がループの下限位置から上限位置にあ
るいは上限位置から下限位置に到達するまでの時間を測
定するものである。また、マイクロプロセッサ13は、前
記タイマー15′による測定結果に基づいてあらかじめ測
定時間に応じてメモリ15に設定しておいた数段階（例え
ば４段階）の速度信号をインバータ18に出力する。そし
てインバータ18では速度信号に基づいてアンコイラ５の
駆動用モータ19の回転数を制御するものである。さらに
マイクロプロセッサ13は、前記検出手段11の検出信号に
基づいて、例えば、コイル材Ｍをアンコイラ５から繰り
出す場合には、コイル材Ｍがループの上限に達した時、
駆動用モータ19を運転させる作動信号を出力し、コイル
材Ｍがループの下限に達した時、駆動用モータ19を停止
させる作動信号を出力し、作動信号に基づいてインバー
タ18で駆動用モータ19の運転・停止を切換えるものであ
る。

次に第３図（ａ）、（ｂ）に示すフローチャート図を用
いて全体の動作を説明する。なお、アンコイラ５は、送
り装置と組み合せてコイル材Ｍを繰り出す場合に使用さ
れ、駆動用モータ19の回転数は４段階に切換えられるも
のとする。また、送り装置運転前の状態としては、スイ
ッチ11aがONになるまで材料を繰り出し、スイッチ11aが
ONになった時モータを停止させる。さらにフローチャー
ト図は、アンコイラ５の制御部12の一連の処理を示した
ものであり、常時このサイクル11で処理が繰り返えされ
るものである。

フローチャートでは、まず最初に送り装置が運転中かど
うか判断する。送り装置が運転中であれば、運転時にお
ける繰り出し動作に入る。

アンコイラ５が繰り出し動作中の時、第３図（ａ）に示
すように、制御部12では、検出装置11のスイッチ11aがO
Nかどうか（コイル材Ｍがループの下限位置にあるかど
うか）を判断する。次にスイッチ11aがONの場合には、
マイクロプロセッサ13によって繰り出し動作の一サイク
ル中にスイッチ11aが初めてONになったかどうかを判断
する。すなわち、YESの場合（スイッチ11aが初めてONの
場合）には、コイル材Ｍがループの上限位置に達するま
での第１時間（スイッチ11bがONになるまでの時間）の
測定を開始する。ただし、この場合タイマー15′にそれ
まで保持していた第１時間はクリアされる。これと同時
に前のサイクルで測定していた第２時間（コイル材Ｍが
ループの上限位置から下限位置に達するまでの時間、あ
るいは上限位置を離れてからの途中の時間）の測定を停
止する、そして駆動用モータ19も停止させる。これに対
して一サイクル中にコイル材Ｍが一度スイッチ11aから
離れても、またすぐにスイッチ11aに接触する場合に
は、時間情報はそのままで、駆動用モータ19を停止させ
ておく。

次に、スイッチ11aがOFFの場合には、スイッチ11bがON
かどうか判断する。スイッチ11bがONの場合には、繰り
出し動作の一サイクル中にスイッチ11bが初めてONにな
ったかどうか判断する。すなわち、スイッチ11bが初め
てONになった場合には、それまで測定していた第１時間
の測定を中止する。そしてタイマー15′にそれぞれ保持
していた第２時間をクリアし、新たに第２時間の測定を
開始するとともに、前回繰り出していた回転数で駆動用
モータ19を駆動させる。ただし、ラインを始めて作動さ
せる場合には、第１時間に基づいて全体のライン速度を
判断し、あらかじめメモリ15内に記憶させておいた４つ
の速度信号の中からライン速度よりわずかに速く繰り出
せる速度信号をマイクロプロセッサ13で選定し、その速
度信号に基づいてインバータ18によって駆動用モータ19
を駆動させる。

また、スイッチ11bが一度ONになり、スイッチ11aがONす
る前に（コイル材Ｍが下限位置に達しないで）再度スイ
ッチ11bがONになる場合は、ライン速度にアンコイラ５
の繰り出し速度が追従できない場合であるから、アラー
ムを発生させてライン全体を停止させる。

さらにスイッチ11a、11bのいずれもNOの場合は、アンコ
イラ５が繰り出し中で、コイル材Ｍがループの上限位置
から下限位置にむかっている場合か、アンコイラ５が繰
り出しを停止しており、コイル材Ｍがループの下限位置
から上限位置にむかっている場合である。そしてアンコ
イラ５が繰り出し中であるか停止状態にあるかを判断
し、停止状態にある場合は駆動用モータ19を停止させ
る。

アンコイラ５が繰り出し中の場合には、マイクロプロセ
ッサ13によって第１時間および第２時間を比較して、第
１時間＞第２時間の場合には、駆動用モータ19の回転数
を４速中現在の回転数から一段高い回転数になるような
速度信号をマイクロプロセッサ13によって選定し、この
速度信号に基づいてインバータ18を制御し回転数を切換
える。回転数が最高であればアラームを発生させライン
全体を停止させるものである。

そうしてアンコライン５が繰り出し中の場合は、制御部
12によってフロートチャートに示すような判断が常時行
なわれ、それに基づいて駆動用モータ19を制御するもの
である。

このほか送り装置が停止している場合は、アンコライン
５は寸動繰り出し又は停止状態にある。ここで寸動繰り
出しの状態とは、加工前にアンコライン５を正転させて
送り装置までコイル材Ｍを供給したり、アンコイラを逆
転させて加工終了時に残りのコイル材Ｍを送り装置から
排出して巻き取る場合である。アンコイラ５が停止状態
とは、アンコイラ５が繰り出し動作に入る前の待機状態
のことである。

第３図（ｂ）に示すうに、まずアンコラインが寸動繰り
出しの時は、正転寸動かどうかを判断し、正転寸動の場
合には、メモリ15内に記憶させておいた速度信号のうち
所定の速度信号をマイクロプロセッサ13によって選定
し、これに基づいてインバータ18によって駆動用モータ
19を最低回転数で正転させる。また逆転寸動させる場合
には、正転寸動と同様に所定の速度信号を選定して駆動
用モータ19を最低回転数で逆転させる。

また、アンコイラ５が運転を開始する直前には、コイル
材Ｍはループの下限位置にあるとすぐに第１時間の測定
を開始でき、全体の動作がスムーズに行なえる。そこで
アンコイラ５が停止状態の時は常にコイル材Ｍがループ
の下限位置にくるようにする。すなわち、アンコイラ５
が停止状態の時には、まずスイッチ11aがONかどうか判
断する。そしてスイッチ11aがONであればコイル材Ｍが
ループの下限位置にあるからそのまま駆動用モータ19を
停止させておく。一方スイッチ11aがOFFの時は、駆動用
モータ19を例えば最低回転数でスイッチ11aがONになる
まで繰り出すものである。

以上のように実施例で示したアンコイラの制御装置Ａ
は、コイル材Ｍがループの下限位置および上限位置に達
したのを、検出装置11のスイッチ11a、11bによって検出
し、その検出信号に基づいてマイクロプロセッサ13によ
って駆動用モータ19のON、OFFを切り換え、かつ検出信
号とクロツク信号発生部14のクロック信号に基づいてマ
イクロプロセッサ13およびタイマー15′によってコイル
材Ｍがループの下限位置から上限位置に達するまでの第
１時間と、ループの上限位置から下限位置に達するまで
または、ループの上限位置を離れてからの経過時間であ
る第２時間を測定するものである。そして繰り出し動作
の開始当初には第１時間に基づいて、メモリ15内に記憶
させておいた速度信号を選択し、インバータ18に出力す
る。さらにインバータ18によって駆動用モータ19の回転
数が設定され、所定の速度でコイル材Ｍが繰り出され
る。また、繰り出し動作時には、常に第１時間と第２時
間を比較して、駆動用モータ19の回転数を切り換えるも
のである。

したがって、加工内容が変わり送り装置によるコイル材
Ｍの送り長さが変化した場合でも、制御装置Ａによって
自動的にアンコイラ５の繰り出し速度が最適な速度に調
整されるので、従来のように作業者がいちいち調整する
必要もなく、調整作業が不要となる。また、コイル材Ｍ
の繰り出しが進むにつれその外径が小さくなり、アンコ
イラ５の保持部一回転に対するコイル材Ｍの繰り出し量
が減少する。このような場合でも、駆動用モータ19の回
転数が自動的に高くなり、アンコイラ５の繰り出し速度
が最適な速度に調整される。さらに繰り出し速度が最適
な速度に調整されることから、アンコイラ５のON、OFF
動作が減少し、コイル材Ｍの慣性によるばらけも減少す
る。

〔他の実施例〕

なお、前実施例では、繰り出し開始時には第１時間に基
づいて駆動用モータの回転数を制御し、繰り出し中には
第１時間と第２時間とを比較して駆動用モータの回転数
を制御するものである。

このほか、繰り出し開始時には第１時間に基づいて駆動
用モータの回転数を制御し、繰り出し中には、第２時間
が別途設定された一定範囲の時間におさまる場合にはそ
のままの回転数を維持し、それを超えると駆動用モータ
の回転数を高くし、またそれに満たないと駆動用モータ
の回転数を低回転になるように制御してもよい。なお、
この場合、第２時間は他の条件が許すかぎりできるでだ
け大きくあるように制御すると、アンコイラのON、OFF
動作を減少させることができる。

また、前記実施例では、それぞれ第１時間と第２時間の
２つの時間を測定する例を示したが、繰り出し動作の場
合には、第１時間はライン速度と対応しているものであ
るから、繰り出し開始時にはライン速度に応じて駆動用
モータの回転数を設定し、繰り出し中には第２時間と別
途設定された時間とを比較して駆動用モータの回転数を
制御するようにしてもよい。

このほかマンドルのタイプとしては、材料を繰り出すア
ンコイラのほかにプレス加工後にコイル材を巻き取る場
合に使用するリコイラタイプのものでもよい。ただしこ
の場合は、コイル材がループの上限位置に達した時マン
ドレルの巻き取りを停止し、ループの下限位置に達した
時マンドレルの巻き取りを開始することになる。また少
なくともループの下限位置から上限位置にコイル材が達
するまでの時間を測定し、その結果に基づいてコイル材
の巻き取り速度（マンドレルの駆動用モータの回転数）
を切り換えるものである。

また、前実施例ではマンドレルとしてのアンコイラが送
り装置やレベラとは別に単体で使用された例を示した
が、送り装置とレベラおよびアンコイラが一体となった
レベラフィーダのアンコイラの制御装置に使用してもよ
い。

さらに、ループの上限位置および下限位置の検出手段と
しては、一対のスイッチならびにアームを使用した例を
示したが、接触式あるいは非接触式の他の検出手段を使
用してもよい。

〔効 果〕

以上のように本発明のマンドレルの制御装置は、プレス
機等の加工機に、送り装置等を介して供給されるコイル
材を保持し、供給量に応じてコイル材を繰り出したり、
加工機から排出されるコイル材を巻き取るためのマンド
レルにおいて、コイル材のループの上限位置と下限位置
を検出する検出手段と、コイル材がループの下限位置か
ら上限位置にあるいは上限位置から下限位置に到達する
までの時間を測定する測定手段と、前記検出手段の検出
信号に基づいて、コイル材がループの上限位置および下
限位置に達した時、マンドレルの駆動用モータの運転・
停止を切換えるとともに、前記測定手段によって測定さ
れた時間に基づいて駆動用モータの回転速度を数段階に
切換える制御手段を有する構成である。

したがって作業内容が変わり、送り装置によるコイル材
の送り長さが変化した場合でも、自動的にマンドレルの
繰り出し速度が最適な速度に調整されるので、従来のよ
うに作業者がいちいち調整する必要もなく、調整作業が
不要となる。またコイル材の繰り出しによってその外径
が小さくなるにつれ、保持部一回転に対するコイル材の
繰り出し量が減少するが、このような場合でもマンドレ
ルの駆動用モータの回転数が自動的に高い値に設定さ
れ、マンドレルの繰り出し速度が最適な速度に調整され
る。さらに繰り出し速度が最適な速度に調整されること
から、マンドレルの駆動用モータのON、OFF動作が減少
し、コイル材の慣性によるばらけも減少する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のマンドレルの制御装置一実施例を示
したブロック図であり、第２図は、検出手段の動作状態
を示した図であり、第３図（ａ）、（ｂ）は、動作状態
を示したフローチャート図、第４図は、従来プレスライ
ンの一例を示した図である。 ５……マンドレルとしてのアンコイラ Ａ……制御装置、11……検出手段としての検出装置 12……測定手段および制御手段としての制御部 19……駆動用モータ、Ｍ……コイル材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレス機等の加工機に、送り装置等を介し
   て供給されるコイル材を保持し、供給量に応じてコイル
   材を繰り出したり、加工機から排出されるコイル材を巻
   き取るためのマンドレルにおいて、コイル材のループの
   上限位置と下限位置を検出する検出手段と、コイル材が
   ループの下限位置から上限位置にあるいは上限位置から
   下限位置に到達するまでの時間を測定する測定手段と、
   前記検出手段の検出信号に基づいて、コイル材がループ
   の上限位置および下限位置に達した時、マンドレルの駆
   動用モータの運転・停止を切換えるとともに、前記測定
   手段によって測定された時間に基づいて駆動用モータの
   回転速度を数段階に切換える制御手段を有することを特
   徴とするマンドレルの制御装置。