JPS6319420B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は線材や管材などの巻取材料とリール
とをリール軸方向に相対的に往復移動させながら
そのリールを回転させて巻取材料をリールに巻取
る巻取機において、リール上に巻取材料を設定し
たピツチ、及び巻幅で巻取るようにする整列巻用
数値制御装置に関する。

＜従来技術＞ 従来の巻取機においてはリール及び取巻材料を
リール軸方向に相対的に往復動させるための取巻
材料の案内体を往復移動させるためのトラバース
手段と、リールの回転とを共通のモータで連結機
構を介して駆動して案内体の往復移動とリールの
回転とを連動させていた。このため巻取材料の幅
や径、隣接巻取線間の隙間の相違、つまり巻取ピ
ツチが異なるものと対応して異なる巻取機を用い
ていた。巻取ピツチを変更できるものがあつても
そのための機構が複雑であり、かつその部分を交
換して取付けるなど厄介なものであつた。また巻
取幅、つまり巻取軸長が異なるごとに巻取機を変
更するか、複雑な機構の設定しなおしを行う必要
があつた。

一方、リールの回転をモータで行うと共に巻取
材料の案内体の往復移動をサーボモータで駆動
し、リールの回転に応じてサーボモータを制御
し、しかも巻取ピツチに応じてその速度制御を調
整することが提案されている。しかしこれは位置
制御を行うものでなく、特に巻取幅の両端、つま
り案内体の往復移動における方向を転換する（タ
ーン）個所において、巻崩れが生じるおそれがあ
る。即ち巻取材料の線幅、線径や隣接線間の隙間
が異なるごとに、リールのフランジと対向乃至対
接する部分の状態が異なるため、重なりが生じた
り、線間落ちなどの異常が生じるおそれがある。
従つて従来の機械式のものと同様に監視員が監視
をしていてターン個所における異常が発生する
と、巻取材料を手動で僅か移動させて正しい巻取
状態に修正する必要がある。このように監視員を
配置することは人件費がかゝり好ましくない上
に、連続的に巻取が行われている時に前記異常が
発生しそうになつた時、または異常が発生した瞬
間に修正操作を行う必要があるため熟練を要する
ものである。

＜発明の概要＞ この発明の目的は巻取材料の形状の相違、線間
の隙間の違い巻取幅の違いに拘らず正しい整列巻
きを監視員を配置することなく行うことができる
整列巻用数値制御装置を提供することにある。

この発明によればトラバース手段はサーボモー
タにより駆動され、かつリール軸方向における巻
取材料とリールとの相対位置がトラバース位置検
出手段で検出され、更にリール軸の回転に応じリ
ール用エンコーダからパルスが発生される。巻取
材料の幅と対応した値（線幅、線径）、巻取ピツ
チと対応した値（ピツチ又は線間の隙間）、巻取
軸長（巻幅）、更に必要に応じてターン位置での
リール停止角度がそれぞれ設定される。少くとも
リール用エンコーダからのパルス、設定された巻
取材料と対応した値及び設定された巻取ピツチと
対応した値からリールの回転に応じた基準トラバ
ース位置が演算され、この基準トラバース位置
と、トラバース位置検出手段により検出された現
在の相対位置との偏差が検出され、その偏差は速
度基準に変換され、その速度基準を基準として前
記サーボモータが制御される。

＜実施例＞ 第１図及び第２図は巻取機の一例を示し、この
例ではトラバースとしてリールをその軸方向に往
復移動させた場合である。即ち基台１１上に可動
台１２が図に示していないが適当な案内手段によ
り、図においては左右に往復移動できるように保
持される。可動台１２に送りねじ１３が螺入さ
れ、送りねじ１３が基台１１に固定されたモータ
１４により正逆回転されることにより可動台１２
は往復移動される。可動台１２上に巻取用モータ
１５が固定され、この巻取用モータ１５の回転軸
の回転は減速機１６を介してリール軸１７に伝達
される。リール軸１７上にリール１８が取付けら
れ、リール１８が回転される。リール１８に巻取
材料１９が巻取られる。巻取材料１９のリール１
８への巻取位置は、図に示していないが基台１１
に対して固定された案内体２１により固定されて
いる。従つて送りねじ１３が正逆回転するに伴つ
てリール１８が図において左右に往復移動し、こ
の間リール１８が回転されているためリール１８
に対して巻取材料１９が巻取られる。

この発明においてはトラバース手段の駆動とし
てサーボモータ１４が用いられる。リール１８の
軸方向における巻取材料１９（図では案内体２
１）に対する位置、つまり現在のトラバース位置
を検出する手段が設けられる。このためこの例で
はモータ１４の回転により駆動されるトラバース
用エンコーダ２２が設けられ、サーボモータ１４
のの回転に応じてパルスが発生される。そのパル
スは第３図に示すように例えば可逆カウンタより
なる累積加算器２３により累積加算される。つま
りモータ１４が正回転している時はエンコーダ２
２からのパルスは加算器２３にアツプカウントさ
れ、モータ１４が逆回転されるとダウンカウント
される。このようにして累積加算器２３より現在
のトラバース位置（リール１８の軸方向の位置）
が検出されるが、エンコーダ２２として、リール
１８の位置を複数ビツトの２進数値として直接出
力するアブソリユート形のエンコーダを用いても
よい。なおトラバース位置の検出は例えば1μｍ
の精度で行われる。

リール軸１７の回転により駆動されるリール用
エンコーダ２４が設けられ、リール１８の回転に
応じたパルスが発生される。このパルスの発生は
例えばリール１回転で1000パルスとされる。更に
この例では第３図に示すようにマイクロコンピユ
ータ２５が用いられ、そのキーボード２６により
巻取材料１９の幅と対応した値Ｗ（第４図も参照）
が入力設定されて記憶部２７に記憶され、更に巻
取ピツチと対応した値、この例では線間の隙間Ｇ
が入力設定されて記憶部２８に記憶され、同様に
巻取軸長（巻幅）Ｔが記憶部２９に記憶される。
この例ではターン停止角αが記憶部３１に記憶さ
れる。ターン停止角αはリール１８のターン位
置、つまり巻取材料１９が接し、又は近接してリ
ール１８の往復移動を反転する際に、往復移動、
つまりモータ１４の回転を一時停止している期間
に対応するリール１８の回転角（巻取角）であ
る。なおこれらの設定値やその他の値を必要に応
じて表示器３２に表示させることができる。また
これらの設定はデイジタルスイツチで設定するこ
ともできる。

第３図においてリール用エンコーダ２４よりの
パルス、設定した幅と対応した値Ｗ、ピツチと対
応した値Ｇからリール１８の回転に応じた基準ト
ラバース位置が以下に述べるように演算される。
即ちリール用エンコーダ２４からのパルスは例え
ばカウンタよりなる累積加算器３３にて累積加算
される。リール１８の１回転でエンコーダ２４か
ら発生するパルス数をPrとし、リール１８の１
回転でエンコーダ２２から発生するパルス数を
Ptとすると、これらと設定値Ｗ及びＧとからリ
ール１８の１パルスに対応するリール１８の移動
量△Ｐは △Ｐ＝（Ｗ＋Ｇ）×Pt／Pr (1) で求まる。リール用累積加算器３３の加算値を
RACCとすると、前記基準トラバース位置は
RACC×△Ｐで求まる。この演算はマイクロコン
ピユータ２５により行われる。

この基準トラバース位置と、現在のトラバース
位置、つまりトラバース用累積加算器２３の加算
値TACCとの偏差RACC×△Ｐ−TACCがマイク
ロコンピユータ２５で演算される。この偏差は
DA変換器３４でアナログ信号に変換され、これ
を速度基準としてサーボモータ１４が制御され
る。即ちDA変換器３４の出力速度基準はアナロ
グ加算器３５へ入力される。一方、サーボモータ
１４によりタコジエネレータ３６が駆動され、モ
ータ１４の回転速度がアナログ加算器３５へ入力
され速度基準との差が出力される。このアナログ
加算器３５の出力によりサイリスタ制御を含むサ
ーボ増幅器３７を通じてサーボモータ１４が制御
され、サーボモータ１４は前記速度基準になるよ
うに制御される。

次に第５図の流れ図を参照して動作を説明しよ
う。前記Ｗ、Ｇ、Ｔ及びαの設定は予め行われて
いるものとする。電源が入力されると、ステツプ
S₁で手動操作によりリール１８の回転及びその軸
方向の移動が制御される。つまり手動操作で巻取
材料１９を巻取ることができるようになつてい
る。この手動操作時にリール１８が原点位置にく
ると、原点センサ（図示せず）により、そのこと
が表示されて確認できるようになつている。ステ
ツプS₂で自動操作にセツトされたか否かチエツク
され、自動操作にされると、ステツプS₃でゼロ点
に位置決めされる。つまりリール１８を原点に位
置決めした状態で巻取材料１９を手動でリール１
８に巻き付け、予め決められた初期状態とする。

その後、起動スイツチが投入されると、これが
ステツプS₄で検出され、次にステツプS₅で材料幅
Ｗ、隙間Ｇ、巻幅Ｔ及び停止角αの各設定値が記
憶部２７，２８，２９及び３１からそれぞれ読込
まれる。その後ステツプS₆でリール用エンコーダ
２４の１パルスに対応するトラバース移動量△Ｐ
の計算が(1)式により行われる。これよりステツプ
S₇でモータ１４，１６が駆動されて位置決め制御
が開始される。

ステツプS₈で実際のトラバース移動量Ti
（TACC）が設定巻取幅Ｔになつたかチエツクさ
れ、Ti＝ＴでなければステツプS₉で前記基準ト
ラバース位置RACC×△Ｐと、現在のトラバース
位置TACCとの偏差が演算され、この偏差が速度
基準に変換されてサーボモータ１４に対する制御
信号とされて出力される。ステツプS₉からステツ
プS₈へ戻る。ステツプS₈でTi＝Ｔになると、ス
テツプS₁₀でターン位置での制御に移り、サーボ
モータ１４は停止されると共にリール用累積加算
器３３はリセツトされる。ステツプS₁₀でその後
のリール用累積加算値RACCが停止角αとなつた
かチエツクされ、RACC＝αとなると、ステツプ
S₁₂に設定巻取幅Ｔはゼロにされ、また累積加算
器２３はダウンカウントとされ、また累積加算器
３３には前記Ti＝Ｔとなつた時の値RACCの値
が設定されると共にダウンカウント状態にされ
る。

ステツプS₁₃ではリール１８上の巻取層数が一
定値、例えば１層分増加するごとに停止角αを一
定値△αずつ変化、例えば増加することがあり、
その場合はα＋△αを新たなαに設定し、ステツ
プS₈に戻る。この時、ステツプS₁₂における設定
でサーボモータ１４は自動的に逆転し、リール１
８は反対方向に移動する。このようにしてリール
１８は往復移動し、しかも正しい整列巻が行われ
る。

なお巻取材料１９の形状、つまり断面が平形、
角形、丸形或は線材、管材などに応じ、リール１
８の回転角（エンコーダ２４）の出力に応じ、パ
ラメータを巻取数としたトラバース変位、前記△
Ｐに対応する値△Piを、予めROM３９（第３
図）に記憶しておき、これを加算器３３の出力で
読出し、その△Piを前記△Ｐとすることもでき
る。またタコジエネレータ３６の代りにエンコー
ダ２２の出力を周波数電圧変換して用いてもよ
い。更にリール１８の軸方向の移動を行うことな
く、案内体２１を送りねじ１３などで往復移動さ
せてよい。

＜効果＞ 以上述べたようにこの発明によれば、巻取材料
の幅、巻取ピツチ（或は隙間Ｇ）とリール用エン
コーダ２４のパルスとから基準トラバース位置を
演算し、これに対し現在のトラバース位置のずれ
を検出し、このずれがないように制御しているた
め、正しい整列巻を行うことができる。特に停止
角制御を行うことによりターン位置での乱れをな
くすことができ、監視員を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は巻取機の一例を示す正面図、第２図は
第１図中のリール１８の部分の平面図、第３図は
この発明による整列巻用数値制御装置の一例を示
すブロツク図、第４図は設定すべき各種値を説明
するためのリール及び巻取材料を示す図、第５図
は動作例を示す流れ図である。 １１：基台、１２：可動台、１３：送りねじ、
１４：サーボモータ、１５：リール用モータ、１
６：減速機、１７：リール軸、１８：リール、１
９：巻取材料、２１：案内体、２２：トラバース
用エンコーダ、２３，３３：累積加算器、２４：
リール用エンコーダ、２５：マイクロコンピユー
タ、２６：キーボード、２７：線幅記憶部、２
８：隙間記憶部、２９：巻幅記憶部、３１：停止
角記憶部、３２：表示器、３４：DA変換器、３
５：アナログ加算器、３６：タコジエネレータ、
３７：サーボ増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リールを回転手段により回転させると共に巻
   取材料と上記リールとをそのリールの軸方向に相
   対的にトラバース手段により往復移動させて上記
   リールに上記巻取材料を巻く巻取機において、 上記トラバース手段を駆動するサーボモータ
   と、上記リール軸の回転に応じたパルスを発生す
   るリール用エンコーダと、上記巻取材料とリール
   との軸方向における相対位置を検出するトラバー
   ス位置検出手段と、上記巻取材料の幅と対応した
   値を設定する手段と、巻取ピツチと対応した値を
   設定する手段と、巻取軸長を設定する手段と、上
   記リール用エンコーダよりのパルス、上記設定さ
   れた巻取材料の幅と対応した値及び上記設定され
   た巻取ピツチと対応した値から上記リール回転に
   応じた基準トラバース位置を演算する手段と、そ
   の演算された基準トラバース位置と上記トラバー
   ス位置検出手段で検出された現在の相対位置との
   偏差を検出して速度基準に変換する手段と、その
   変換された速度基準を基準として上記サーボモー
   タを制御する速度制御手段とを具備する整列巻用
   数値制御装置。