JPS59150616A - ワイヤコイル生産システム - 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】 この発明は、ワイヤ処理システムから送られてくるワイ
ヤセグメントからワイヤコイルを自動的に形成し、完成
したコイルを仕分けして送シ出すための装置及び方法に
関するものである。

コイル製造分野においては、その生産量を増すためにコ
イル巻き工程におけるーまたは工具上の段階を自動化す
ることに関する種々のワイヤコイル巻きシステムがある
。１つの一般的な試みとして、回転タレットに取シ付け
られ、かつワイヤ装入、巻き操作、及びコイルの放出等
のための種々の位置に応じて割シ出し送シされる複式ス
プールヘッドまたは複式マンドレルヘッドを使用するこ
とがあげられる。

一般的に言えば、これらのシステムは種々のステーショ
ン機能を調整することにょシ、シーケンスに従った次の
コイル巻き操作が開始する前に、１つのマンドレルへの
ワイヤ装入がその巻き取シ位置で完了するようになって
いる。システムには１本の連続ワイヤが供給されること
が多く、完全にワイヤ供給されたマンドレルからそのワ
イヤを切断することによって、切断された供給側のワイ
ヤ端部をワイヤ供給されるべき次のマンドレルまたはス
プールに係合させる。

前記装置によって平均的な自動化は達成されるが、その
構造及び操作モードは、最初のワイヤセグメント形成工
程に見合った処理量において、種々の長さに予め切断さ
れたワイヤを連続的にコイル巻きし、かつ束ねるには適
していない。

従って、本発明の目的は、コイル巻きされ、かつ束ねら
れた種々の長さのワイヤコイルを高い生産率で形成する
ことにある。別の内的は、ワイヤ処理、並びにコイルの
仕分は及び出荷の機構を円滑に調整するようにしたコイ
ル生産方式を提供することにある。さらに別の目的は、
これまでの多くの試みの特徴であったシステムの操作モ
ード間における相互依存を少なくシ、＼それによって、
システム操作の最適化に対する制約を減らすことにある
。本発明のいま一つの目的は、ワイヤ把持、コイル巻き
、束ね、及び放出の機能を改良することと、これらの及
び他の工程のための処理パラメータを制御するコントロ
ールシステムを改良することにある。

前記の及びそれ以外の目的は、ｆｌ）ａ、ワイヤ感知手
段、ｂ、予め切断された供給ワイヤを係合させる手段、
００巻き取られてコオル巻き形状を呈したワイヤを拘束
する手段、及び６０巻き取シ操作が完了した後にワイヤ
を放出する手段　をそれぞれ有する１組の回転マンドレ
ルと、（２）コイル形成操作中の必要な段階において各
マンドレルを回転させるための制御可能なマンドレル駆
動手段と、（３）前記しンドレルのためのワイヤ供給、
コイル巻き、及び放出の各位置と、（４）各マンドレル
をワイヤ供給、コイル巻き、及び放出位置に順次移動さ
せる割シ出し手段と、（５）マンドレル駆動コントロー
ル、割シ出し機構、並びにワイヤ供給、コイル巻き、及
び放出の各ステーション動作を制御して、ワイヤ係合、
コイル巻き、及び放出の各操作を同時におこない、コイ
ルを連続的に生産するようにしたコントロールシステム
とヲ婦えたコイル生産システムによって達成される。

以下、図面について本発明の詳細な説明する。

第１図の実施例では、タレット（６）にそれぞれ回転可
能に取９付けられた４つの同一のマンドレル組立体（７
）が使用されている。以下に記載されているように、タ
レットのシャフト延長部分子Ｆ５１、（９１によって機
械フレーム（２）に対するタレットの回転が容易になる
。フレーム、タレット、及びモータ駆動を含む全体のシ
ステムは、ワイヤ処理、及びコイル分配位置に関係して
位置決めすることができる可動組立体内に取シ付けられ
ている。

マンドレル（７１はコイル巻き操作のために、サーボ制
御モータ（Ｍｌ）によって回転可能であシ、モータ（Ｍ
ｌ）は回転軸（５）と同一軸心のシャフト（Ｉηト、タ
レッ）　ｆ６１　内のトランスミッションシステムを介
して、運転中の必要な段階においてマンドレルを駆動す
る。

コイル巻きされる予め切断されたワイヤセグメント（Ｉ
６）は、ワイヤ処理ユニット（図示せず）から放出され
る。このワイヤ処理ユニットはワイヤマーカ機やストリ
ッパなどであってもよい。

ワイヤセグメン）　［１６１は線通しダイス（３６）と
ワイヤ感知ユニット（２６）、＋２力を有するガイドシ
ステムを通って、各マンドレル（７）に順に供給される
。感知器を通過した後に、ワイヤの先端部分は、マンド
レルハウジング＋３１の切欠きを通過し、マンドレルの
プレー）（１０）のワイヤクランプ（１５＋に係合する
。

ワイヤが感知器（２６１Ｊ力によって検出されると制御
作用が開始し、各マンドレルは駆動シャフトσηと係合
した状態になシ、回転する。この回転によって、各リー
ルのクランプ（１５１が各供給ワイヤの溝端部分をクラ
ンプし、それからコイル巻きが始まる。

コイル巻き操作が開始すると、各マンドレルは割シ出し
駆動され、隣接の象限に変位する。

第１図において、たとえば位置（Ａ）のマンドレルは供
給ワイヤを支持して位置（Ｂ）に回転すると共に、その
巻き取シ操作を続ける。位置（Ｂ）のマンドレル、及び
そのコイルは放出の用意のために位置（Ｃ）に移動する
。位置（Ｄ）の空のリール組立体は、次の供給ワイヤを
受は取るために位置（Ａ）に移動する。これは、タレッ
ト（６）を回転させる回転軸（９）に連結された割シ出
し機構［２５＋、ｆ２１１１＋によって達成される。

マンドレル（位置（Ｂ）にある）でコイル巻きされるワ
イヤの後端部分が各感知器ｔ２６１、（２７１を通過す
ると、マンドレルは駆動シャフト１１ηから切離され、
巻き操作を停止する。

次の割シ出し操作のときに、リールはワイヤコイルが束
ねられる位置（Ｃ）に回転する。それからリールは、コ
イル巻きされかつ束ねられたワイヤ（５５）がコンベヤ
（４？）に放出される位置（ＤＩに割シ出し移送され、
コンベヤ０ηはこのワイヤコイルを各転向ゲート６７）
を介して放出枠（５０の１つに運ぶものである。

これ−らの操作は、予め切断されたワイヤセグメントが
機械に供給されるとき、連続的かつ自動的におこなわれ
、セグメントはシステムの機能によって保合・把持され
、巻き取られ、束ねられ、そしてコンベヤに放出される
。

マンドレル 第２図に詳細に示すように、一定長さのワイヤ（１６）
は１対（７）ロー　ラ（２ＯＡ）、（２０Ｂ）　及び線
通シダイス（３６）によって、ワイヤ供給位置における
マンドレル（７）に導かれ、線通しダイス（３６）は、
このワイヤを感知器（２Ｆ５、ＱＤ及びリールケーシン
グ（３（イ）の開口を介して、マンドレルのロータ組立
体に導く。この目的のために、各ダイス（３６）は１対
のフランジ（３６Ｂ）間でタレットに回動可能に取シ付
けられ、反対側の端部分にワイヤガイドチューブ（３６
Ａ）を有する。供給位置を占めるカム（９０）がその位
置に達するダイスを拘束し、チューブ（３６Ａ）がワイ
ヤを感知器（４）、（２η及びマンドレルハウジング（
３４）に通してマンドレルロータ組立体に導くための導
管となるように作用する。

これらの組立体の各々は、袋ナツト（８）を有するスピ
ンドル（３２１に取り付けられた円形プレート００）を
有する。各プレートは鋸歯状の外周を有しその切欠き部
にはＶ形すムセグメンＨ１ｌｌが回動可能に取シ付けら
れている。Ｖ形すムセグメント（１１１はプレー）　（
１０１の外周の回シに分配され、凹形のワイヤ保合面を
形成する。

この面は関連するマンドレルハウジング（３ψ内に位置
し、第５図に示すように、各リムの内向脚部分は、ハウ
ジングに固定されたフランジ（３４Ｂ）に接して、これ
を支持している。各ハウジングはブラケット（３４Ｃ）
によってタレット（６）に取シ付けられている。

第２図及び第５図に示すように、周囲リムセグメントα
Ｄは各ピン（１２Ａ）に回動可能に取シ付けられた金具
（１２）にそれぞれ取シ付けられる。各ピン（１２Ａ）
はプレートａＯ）の各切欠きに架橋支持されたものであ
る。

巻き取シ及び束ねモードでは、各リム機構（ｔＵ。

＋ｔ２１は第２図の状態、及び第５図の上方のマンドレ
ルに承す状態に位置決めされる。この位置決めは、各マ
ンドレルのスピンドル（３２）にｌ＆ｊｕｌられたカム
従車（４］１　、及び半径方向にカムを付勢する各スプ
リング（４４）によって制御されるｏ’）ンク（４３）
は従軍及び各リム機構ｆｉｌｌ、　＋１２１に連結され
、それによって、リム機構ｆｉｌｌ、　＋＋、２＋をそ
の止め部材（１２Ｂ）によってプレートσωに当接させ
た状態に保持する。

このコイル係合位置は、マンドレルが第５図の底部に示
す放出位置に達するときに変えられる。この目的のため
に、カム（４６）が機械フレーム（２）に設けられ、カ
ム（４６）はここに到着する従軍（４１）をその関連ス
プリング（４４）に対抗して外向に変位させる。

この変位が生じると、駆動リンク（４３）は各リム機構
１ｌｌ）Ｓｏ、２１を第５図（底部マンドレル）及び第
６図に示す位置に偏心的に回転させ、央部で述べるとお
シ、ワイヤクランプを解除し、巻き取られかつ束ねられ
たコイルがマンドレルからコンベヤ（４７）上に滑シ込
めるようにする。その後、マンドレルが供給位置（Ａ）
に割シ出し移動されると、スプリング（４４）によって
従軍（４１）が引っ込み、リム機構Ｔｉ１ｌ、　１１２
１がワイヤ保合位置に復帰する。

マンドレルワイヤクランプ 第９図及び第１０図に示すように、ワイヤクランプレバ
−（８３）がピボット組立体（８３Ａ）によって各マン
ドレルプレートＱＯＩに回動可能に取り付けられている
。クランプレバ−（８３）の外端部分は第１０図に示す
ように、プレートα０）に固定された止め部材（８４）
に対向するクランプ面（８３Ｂ）を有する。

図示の位置において、止め部材（８４）及びレバークラ
ンプ（へ）互いに対向する面は、マンドレルに供給され
るワイヤ端（１６）を受は入れるべく分離している。マ
ンドレルの回転が開始すると、レバー＠３）は回動し、
そのクランプ端（８３Ｂ）は止め部材（間に向かって移
動し、ワイヤ端をクランプする。

この回動はカム及び従軍装置によって達成され、この装
置は、第９図に示すように、各プレー　１−　（１０１
の下方に卦いて両底するハウジング（３４）に取シ付け
られたカム（８０）を有する。カムはラッチ（８１）の
カム従節脚部（８１Ａ）に保合する。ラッチはピボット
ピン（８２Ａ）を有するクレビス（８２）によってプレ
ート（１０）に回動可能に取シ付けられている。

ラッチ（８１）の部分（８１Ｂ）はプレート００）の開
口（１ｄ３）を貫通し、ワイヤクランプレバ−蜘）に係
合する。

スプリング（８１Ｃ）はラッチをカム面（８０）との接
触状態に付勢する。

マンドレルの回転がそのリセット位置から始まると、従
節部分（８１Ａ）はカム（８０）の上に乗シ上げ、その
端部分（ＢＩＢ）は、第９図に示すクランプレバ−（８
３）との保合状態から下方に移動する。

ここで、プレート００）とレバー（８３）のタブ（８３
Ｄ）との間に第１０図のごとく連結されたスプリング（
へ）が、クプンプンパーをワイヤ係合位置に引っ張る。

クランプをリセットするために、クレビス（８８）がリ
ム支持金具（１２１の１つと一体的に形成されたタブ（
８（ト）に回動可能に取シ付けら扛、クレビス（８８）
はクランプレバ−（８３）のタブ（８３Ｃ）の孔を貫通
する軸部（８８Ａ）を有する。軸部（８８Ａ）のスプリ
ング（８８Ｂ）はクランプレバ−及びリム機構を弾力に
より分離するものである。

図示されたマンドレルが放出位置に到達すると、リム機
構＋ｔｎ、　＋１２１は前に説明したように回動する。

この作用によって、クレビス（ハ）とその軸部（８８Ａ
）がクランプレバ−（８３）をその解放位置に揺動させ
、ワイヤ端部分を解放する。これが生じると、レバー（
８３）によって妨害されていたラッチ部分（８１Ｂ）が
孔（ＩＯＢ）を通って上方に移動し、リセット位置に復
帰して次のクランプ動作の用意のためにクランプ（８３
）を準備状態に保持する。

マンドレル駆　システム 第１図に示すモータ（Ｍｌ）　はプーリ及びベルトシス
テムを介してマンドレルヲ駆動し、その駆動されるブー
！Ｉ　ｔ３５）は、第２図に示すように、主駆動シャツ
）（１７）に固定されている。後述のとおシ、モータ（
Ｍｌ）はタコメータ発電機吐によって制御される。

第５図に示すように、シャフトσ７）は回転軸（５）に
支持され、親かさ歯車（２１１を駆動する。親かさ歯車
Ｃυは各マンドレルに対して１つずつの１組の４つの遊
星かさ歯車（２２１を駆動する。

各歯車（２２）はクラッチ組立体（２３）、（２４１に
連結されその出力側は各スピンドル（３２１に連結され
る。各クラッチは関連するワイヤ感知器（２６）、（２
ηに応答するスイッチユニット＋３１１によって順次制
御される。ワイヤが検出されると、スイッチユニット１
３１）によって、クラッチシステムがシャフト（３２１
を歯車（２２）に対してクラッチ接続し、マンドレルの
回転が開始する。

コイル結束 第１図に示すように、ワイヤコイルを有する各マンドレ
ルが位置（Ｂ）から位置（Ｃ）に移動すると、コイル束
ね操作が開始する。この目的のために、第４図及び第８
図に示すように、位置（Ｃ）の束ね部分は液圧作動路５
０１としての１対の直径的に対置された束ね機構を有す
る。

各液圧作動１１　ｅ５０１は機械フレーム（２）に固定
されたブラケット（５３Ａ）に取シ付けられた液圧シリ
ンダ■を有する。各シリンダはピストンロッド（５２）
を作動させ、その末端部分にはアプリケータ（ａｐｐｌ
ｉｃａｔｏｒ）　５４）が接続されている。バルブシス
テム（図示せず）の制御下で、各ピストンロッド（５′
！Ｉはワイヤコイルに向かって内方向に移動し、そのア
プリケータｌ５４）はハウジング（３滲の切シ欠き（３
４Ａ）を貫通し、適当な紐帯をワイヤコイルの回シに巻
きつける。この作用のための余裕間隙を設けるために、
リム機構ｆｉｌｌ、ｆ１２は、プレートα０）の切り欠
き圓に対応するものよりも大きい相互間隔とした二対の
隣接機構を含むか、さもなければすべて等間隔にされる
。ここで、ロッド（５２）が後退すると、これはアプリ
ケータ（！ｉ４）を外側に引キ出し、マンドレルハウジ
ング（３４１から除去する。

束ね、すなわち紐帯巻きつけ操作が完了すると、割シ出
し操作が生じ、束ねられたコイルが放出位置（Ｄ）に移
動し、束ね操作のための新しいコイルが位置（Ｃ）に持
たらされる。

割シ出し操作 マンドレルがワイヤセグメントに係合し、そのコイル巻
き操作を開始するたびに、タレット（６）は９００割シ
出し送シされる。この操作は、各ワイヤ感知ユニットが
新しいワイヤセグメントを感知したとき、そのワイヤ感
知ユニットによって開始する。第１１図に示すように、
モータＣＭ２）Ｉｄ、モータコントロールユニット（９
５）　ヲ介してこの信′号に応答し、第７図に示すよう
に、ベルト及ヒプーリ２システム（９８）、（９９）を
介して、プーリ（９９）を支持するシャフト（９９Ａ）
に固定されたロータ弼を有するゼネバ機構を駆動する。

ロータはマルタクロスＱ（ト）のスロットＣ３０１に係
合スるように位置決めされた偏心ピン曽を有する。マル
タクロス（２５１はタレット（６）の回転軸（９）に固
定されている。

モータ（Ｍ２）が作動するたびに、ロータ酩が位の後に
操作され、適切な制御信号をモータ（Ｍ２）に送る。

制御システム システムの操作の制御は第１１図に概略的に示されてい
る。モータ（Ｍｌ）は各クラッチユニット（２３１，（
２４１及び関連スイッチユニット（３１）を介して、各
マンドレル（７）を駆動する。ワイヤがワイヤ感知器（
２６）を横切るたびに、関連するクラッチが作動し、モ
ータ（Ｍｌ）がこれに接続されたマンドレルを駆動する
。第２図にも示されているように、モータ（Ｍｌ）の速
度ノ制御は帰還制御用タコメータ（１９）によってなさ
れ、このタコメータ信号はモータコントロール（９３）
に与えられた基準速度信号と比較される。

ワイヤが保合している期間に、ワイヤ感知信号がワイヤ
感知器からモータコントロール（９５）に送うレ、モー
タコントロール（９５）力モータ（Ｍ２）全作動させ、
割シ出し操作を開始させる。これによる９００変位が完
了すると、その瞬間にスイン４−　（９７）　７５Ｅ　
作動スる。モータコントロール（９５）ｌｄ　モータ（
Ｍ２）の作動を止める。

好マシい実施例では、モータコントロールシステムは、
マイクロプロセッサからなるプログラム可能なコントロ
ーラとして具体化され、第１１図に示す入力信号を受は
取るだけでなく、位置（Ｂ）のマンドレルが回転を止め
たか、さらにコイル束ね月俸＠　ｉｌ　（５０）が後退
したかどうかを検出する感知器からの入力信号をも受は
取る。

これらの付加的な入力信号によって、ワイヤがコイル巻
きのために把持された後に、しかも、位置（Ｂ）のマン
ドレルが静止状態にあシ、かつコイル束ね用作動器が位
置（Ｃ）のマンドレルに係合し、さらにそのマンドレル
から取シ除かれたときだけ、割シ出しが生じることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コイル生産システムの斜視及び部分的概略図
、 段階 第２図、第３図、及び第４図は、種々の、位相のシステ
ム操作を示すシステムのタレット及びマンドレル組立体
を大きい尺度で示した斜視図、第５図は、第１図の＋５
１−　［５１線における縦断面図、 第６図は、第５図のｆ６）　−＋６１線における横断面
図、 第７図は、割り出し送り機構側から見たタレット及びマ
ンドレル組立体の立面図、 第８図は、束ね位置に位置するマンドレルの立面及び部
分破断図、 第９図及び第１０図は、それぞれワイヤフランツ及ヒリ
セット機構を有する１つのマンドレルの破断立面及び平
面図、 第１１図１’ｌ：、コントロールシステムの概略図であ
る。 （Ａ）・・・供給位置 （Ｂ）・・・巻き取９位置 （Ｃ）・・・束ね位置 （’Ｄ）・・・放出位置 （６）・・ｅ−−タレット （７ｊ＠拳・・・マンドレル （１７）・拳・・・シャフト （４７）　−−−−−コンベヤ ５５）＆・・・・ワイヤコイル （Ｍｌ）　　・・・モータ 特許出願人　　　　ゲラマン　エアロスペースコーボレ
イション 代理人　新実健部 （外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　ｉ　　（ａ）ワイヤ感知手段、（ｂ）予め切断
   された供給ワイヤに保合する手段、（Ｃ）ワイヤを、そ
   れが巻き取られたときのコイル巻き形状に拘束するため
   の手段、及び（ｄ）コイル巻き操作が完了した後に前記
   コイルを放出する手段、をそれぞれ有する複数の回転マ
   ンドレルのセットと、Ｉｉ　　前記コイル形成操作中の
   必要な段階において各マンドレルを回転させる制御可能
   表マンドレル駆動手段と、 ｉｉｉ　　＜ワ・イヤ供給、巻き取り、及び放出位置と
   、ｉｖ各マンドレルをワイヤ供給、巻き取シ、及び放出
   位置に連続的に移動させる割シ出し手段と、 Ｖ　　前Ｅマンドレル駆動コントロール、割す出し機構
   、さらにワイヤ供給、巻き取り、及び放出位置を制御し
   て、各位置でなされる操作を調整し、巻き取られたコイ
   ルを連続的に生産するようにしたコントロールシステム
   と、を備えたことを特徴とするワイヤコイル生産システ
   ム。 （２）前記巻き取シ位置と放出位置との間に位置する束
   ね位置と、前記巻き取られたコイルを拘束する手段とを
   有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
   載の装置。 （３１前記コントロールシステムによって、コイル巻き
   、束ね、及び放出操作を対応する前記各位置で同時に行
   なうようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（２
   ）項に記載の装置。 （４）ｉ　　第１位置で第１のワイヤセグメントをコイ
   ル巻き手段に係合させて、そのコイル巻きを開始し、 ｉｉ　　部分的にコイル巻きされた前記第１のワイヤセ
   グメントをさらに巻き進めるために第２位置に変位させ
   、 山　前記第１位置で第２のワイヤセグメントをコイル巻
   き手段に保合させてそのコイル巻きを開始し、 ｉｖ前記コイル巻きされた第１のワイヤセグメントを第
   ３位置に移送するとともに、前記第２のワイヤセグメン
   トをコイル巻きが完了した前記第２位置に移送し、 ■　前記第１位置で第３のワイヤセグメントをコイル巻
   手段に係合させ、 ｖｉ　　前記の１〜Ｖ段階を次々に供給される後続のワ
   イヤセグメントについて周期的に繰シ返し、コイルを連
   続的に供給する、 ことを特徴とするコイル形成方法。 ・　（５）巻き取られたコイルに拘束子イ段を適用する
   工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項
   に記載の方法。 （６）巻き取られたコイルを、他のコイルの巻き取シが
   なされている間に、放出する工程を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（４）項または第（５）項に記載の
   方法。