JP2019153705A - 巻線装置並びにそれを用いた製造設備及び巻線方法並びに完成品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の巻線製品を同時に製造し、複数種類の巻線製品をロス無く組立てる製造設備及び巻線方法並びに完成品の製造方法を提供する。【解決手段】巻線装置１０は、単一の基台１１に枢支され巻取具１８を取付けて回転可能な複数の巻取具保持体１２と、巻取具保持体にそれぞれ個別に連結された複数の回転駆動源１９と、複数の回転駆動源を制御する制御手段５０とを備える。制御手段５０は、複数の回転駆動源に別々に接続され制御プログラムに従って回転駆動源を駆動させる複数の電気制御装置５２と、複数の制御プログラムが記憶された記憶装置５１と、記憶装置５１に記憶された複数の制御プログラムを選択的に複数の電気制御装置５２に提供する選択回路８０とを備える。巻取具１８へ線材２３を供給するノズル手段２４と、それを移動させるノズル位置調整手段とを更に備える。複数の電気制御装置５２は、ノズル位置調整手段をも駆動させる。【選択図】図１

Description

本発明は、回転する巻取具の回転軸芯と平行な外周に線材を巻付ける線材の巻線装置並びにそれを用いた製造設備及び巻線方法並びに完成品の製造方法に関するものである。

従来、巻取具であるコイルボビンを巻取具保持体に取付けて回転させ、ノズルから繰り出される線材をそのコイルボビンに巻取って巻回させる線材の巻線方法が知られている。この巻取具保持体を回転させるにあたり、単一のモータを用い、その回転軸にベルトを介して複数の巻取具保持体を連結し、その複数の巻取具保持体を単一のモータにより同時に同方向に回転させることが知られていた。

しかし、モータの回転軸にベルトを介して巻取具保持体に連結すると、そのベルトが使用により摩耗したり、伸びたりして緩みが生じ、ベルトの山が、モータの回転軸又は巻取具保持体に設けられたプーリの山を乗り越えて段飛びして回転位置のずれを生じさせるおそれがあった。また、機械的な接触部分が多いために、それらの箇所のエネルギのロスが大きく、摩耗による発熱の問題もある。

この点を解消する為に、巻取具を取付けて回転可能な複数の巻取具保持体が互いに平行になるように単一の基台に枢支させ、その複数の巻取具保持体に回転駆動源をそれぞれ個別に連結し、コントローラが巻取具保持体に別々に設けられた複数の回転駆動源を互いに同期して回転させる巻線装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この巻線装置によれば、複数の回転駆動源を互いに同期して回転させることによって、同一種類の巻線製品を一度に複数得るけれども、その際に、ベルト連結機構を用いないので、ベルトの摩耗に起因する回転位置のずれを生じさせることはなく、エネルギロスも少なく、摩耗による発熱の心配も無いものとしている。

特開２００２−４３１５７号公報

ここで、近年では少量多品種の巻線製品を製造することも要求されるに至っており、同一の巻取具と線材を使用したとしても、線材を巻回する回数や、巻回する方向や、その線材を引出す引出し位置等を異ならせた複数種類の巻線製品を組立てて完成品とする場合もある。

例えば、２種類の巻線製品を組立てて完成品を得るような場合には、図８に示す様に、巻線装置１，２を２台準備して、その２台の巻線装置１，２において別々に巻線製品３ａ，３ｂを得て、２種類の異なる巻線製品３ａ，３ｂを得た後に、搬送機４において、その２種類の巻線製品３ａ，３ｂを、検査機５を経由して組立機６にまで搬送し、その組立機６においてその２種類の巻線製品３ａ，３ｂを組立てて完成品とすることが考えられる。

このように、複数種類の巻線製品３ａ，３ｂを組立てて完成品を得るような場合には、仕様違いの巻線製品３ａ，３ｂが必要になるために、仕様数分の巻線装置１，２を搬送機４に沿って配置しなければならなくなる。また、このように仕様数分の巻線装置１，２を搬送機４に沿って配置すると、巻線装置１，２を複数準備する必要から費用が増大するとともに、その複数の巻線装置１，２を、作業に必要な隙間を空けて設置する為に、比較的大きな設置スペースが必要となる不具合を生じさせる。

また、検査機５により行われた検査により不良が発生してしまった場合は、組立機４に供給する良品の巻線製品３ａ，３ｂの数が合わなくなってしまい、１ロット分廃棄したり作業者が手作業で作り置きしておいたスペアの巻線製品３ａ，３ｂを搬送機４上に供給したりする必要が生じ、その生産性を向上させることが困難になるという不具合もある。

本発明の目的は、複数種類の巻線製品を同時に製造し得る巻線装置及びそれを用いた巻線方法を提供することにある。

本発明の目的は、複数種類の巻線製品をロス無く組立てることにより、その生産性を向上させ得る製造設備及び完成品の製造方法を提供することにある。

本発明は、単一の基台に枢支され巻取具を取付けて回転可能な複数の巻取具保持体と、複数の巻取具保持体にそれぞれ個別に連結された複数の回転駆動源と、複数の回転駆動源を制御する制御手段とを備え、回転する巻取具の周囲に線材を巻付ける巻線装置の改良である。

その特徴ある構成は、制御手段が、複数の回転駆動源に接続され制御プログラムに従って回転駆動源を駆動させる複数の電気制御装置と、複数の制御プログラムが記憶された記憶装置と、記憶装置に記憶された複数の制御プログラムを選択的に複数の電気制御装置に提供する選択回路とを備えたところにある。

この巻線装置では、巻取具に先端部を対向させて配置され巻取具へ線材を供給するノズル手段と、ノズル手段の先端部を移動させるノズル位置調整手段とを更に備え、複数の電気制御装置は、選択回路により提供される制御プログラムに従ってノズル位置調整手段をも駆動させるようにすることが好ましい。

別の本発明は、単一の基台に枢支された複数の巻取具保持体に巻取具をそれぞれ取付けて回転させ、回転する巻取具の周囲に線材をそれぞれ巻付ける巻線方法の改良である。

その特徴ある点は、複数の巻取具保持体を複数の群に分割し、複数の巻取具保持体をそれぞれの群毎に別々に独立して回転させるところにある。

巻線機が、巻取具に先端部を対向して配置され回転する巻取具の周囲に巻付ける線材を供給するノズル手段を備える場合、ノズル手段の先端部もそれぞれの群における巻取具保持体の回転と共に、それぞれの群毎に別々に独立して移動させることが好ましい。

また、別の本発明は、上記巻線装置と、その巻線装置で巻線された複数種類の巻線製品を下流側に搬送する搬送機と、その巻線装置の下流側に設けられ複数種類の巻線製品を検査する検査機と、その検査機の下流側に設けられ複数種類の巻線製品を組立てる組立機とを備えた巻線製品を用いる生産設備である。

その特徴ある構成は、検査機は所定の要件を満たしていない巻線製品を排除して搬送機による更なる下流への搬送を禁止する排除手段を有し、組立機において組立てに必要な種類の巻線製品が不足したときに不足信号を発する信号発生器を備え、巻線装置の制御手段は、不足信号を受信したときに、不足した種類の巻線製品を得る制御プログラムが制御する回転駆動源の数を増加させるように構成されたところにある。

更に別の本発明は、巻線により複数種類の巻線製品を得る巻線工程と、複数種類の巻線製品をそれぞれ検査する検査工程と、複数種類の巻線製品を組立てて完成品を得る組立工程と、を有する巻線製品を用いた完成品の製造方法である。

その特徴ある点は、検査工程において、所定の要件を満たしていない巻線製品の排除が行われ、組立工程において、組立てに必要な種類の巻線製品が不足したときに不足信号が発せられ、不足信号が発せられた後の巻線工程において、不足した種類の巻線製品を増加させるところにある。

この巻線製品を用いた完成品の製造方法では、一回の巻線工程において複数種類の巻線製品を同一数得る巻線が行われ、不足信号が発せられた後の巻線工程において、不足した種類の巻線製品を増加させ他の種類の巻線製品を減少させた巻線を行うことが好ましい。

本発明の巻線装置、及び、このように構成された巻線装置を用いた本発明の巻線方法では、巻取具の回転数やノズル手段の移動が選択回路を介して提供された制御プログラムにより決定されることになり、複数の巻取具保持体を複数の群に分割し、別々の群における回転駆動源を制御する電気制御装置に別々の制御プログラムを提供して、複数の巻取具保持体をそれぞれの群毎に別々に独立して回転させることにより、単一の巻線装置で有りながら、複数種類の巻線製品を同時に製造することが可能となる。

特に、巻取具に先端部を対向して配置され回転する巻取具の周囲に巻付ける線材を供給するノズル手段の先端部も、それぞれの群における巻取具保持体の回転と共に、別々の制御プログラムが提供された電気制御装置が、それぞれの群毎に別々に独立して移動させることにより、線材の巻回回数のみならず、その線材の引出し位置等も、巻線製品の種類毎に異ならせることが可能となる。

そして、このような巻線装置を備える製造設備や完成品の製造方法では、巻線装置において製造される巻線製品が検査機において排除されるようなことがあっても、その後の巻線装置において製造される巻線製品の数の調整を行うことにより、余剰な巻線製品が複数生じるようなことを回避することができ、複数種類の巻線製品をロス無く組立てることにより、その生産性を向上させることが可能となる。

また、巻線装置が複数種類の巻線製品を同時に巻線し得るものであるので、単一の巻線装置により同時に巻線される仕様違いの巻線製品を組立てるような製造設備であれば、その単一の巻線装置を搬送機に沿って設け、複数種類の巻線製品を得る巻線工程を単一の巻線装置により行わせることにより、複数の巻線装置を必要とする従来のものと比較して、費用の増大を回避すると共に、製造設備の設置スペースを小さくすることが可能となる。

本発明の実施形態における巻線装置の制御手段の電気的ブロック図である。 その巻線装置の上面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 その巻線装置により複数の巻取具に線材を巻回し始める状態を示す斜視図である。 その複数の巻取具に線材が実際に巻回されている状態を示す図４に対応する斜視図である。 その複数の巻取具に線材が巻回されて巻線製品が得られた状態を示す図５に対応する斜視図である。 その巻線装置を備える製造設備を示す上面図である。 従来の製造設備を示す上面図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳しく説明する。

図１〜図３に本発明における巻線装置１０を示す。ここで、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸を設定し、水平方向の幅方向をＹ軸とし、水平面内においてそれに直交する前後方向をＸ軸とし、鉛直方向をＺ軸として本発明の巻線装置１０について説明する。

図２に示すように、この実施の形態における巻線装置１０は、単一の基台１１に枢支された複数の巻取具保持体１２を備える。具体的に、基台１１上には、断面Ｌ字状（図３）に形成された支持具１１ａがＹ軸方向に延びて固着され、この支持具１１ａに鉛直方向に延びる複数の巻取具保持体１２、この実施の形態では、４本の巻取具保持体１２がＹ軸方向に並んで枢支される。

複数の巻取具保持体１２は同一構造であるので、その内の１つを代表して説明すると、図３に示すように、巻取具保持体１２は、支持具１１ａに支持されたスピンドル１３と、そのスピンドル１３に取付けられた巻治具１４と、その巻治具に１４に取付けられた取付軸１７とを備える。

スピンドル１３は、支持具１１ａにベアリング１２ａ，１２ａによって鉛直方向に延びてその鉛直軸を中心として回転可能に支持され、スピンドル１３の上端には孔１３ａが削設され、その孔１３ａには巻治具１４の細径部１４ａが挿入され、イモビス１６にてねじ止めされる。巻治具１４の太径部中央には台形部孔１４ｂが削設され、その台形部孔１４ｂには、取付軸１７の後端１７ａが挿入されイモビス１６でねじ止めされる。

取付軸１７は巻取具１８を支持するものであり、この実施の形態における巻取具１８は、巻胴部１８ａの両端にフランジ１８ｂ，１８ｃが形成されたいわゆるコイルボビンが用いられる場合を示す。この巻取具であるコイルボビン１８を支持する取付軸１７の上端は、断面ペン先状にスリ割り１７ｂが設けられ、コイルボビン１８の巻胴部１８ａが取付軸１７に嵌入された状態で、その巻胴部１８ａとの間に摩擦抵抗を付与して、線材巻取り中におけるコイルボビン１８の取付軸１７からの離脱を防止するように構成される。

また、この巻線装置１０は、複数の巻取具保持体１２にそれぞれ個別に連結した複数の回転駆動源１９を備える。この実施の形態における回転駆動源はスピンドルモータ１９である場合を示す。具体的に、複数のスピンドル１３は、Ｙ軸方向に所定の間隔を開けて互いに平行に設けられるので、各スピンドル１３の下方には、回転軸１９ａがスピンドル１３と同軸になるように、そのスピンドル１３と同数のスピンドルモータ１９が支持具１１ａに取付けられる。

この複数のスピンドルモータ１９には、それらの回転軸１９ａの回転位置をデジタル出力するエンコーダ２１がそれぞれ取付られ、スピンドルモータ１９の回転軸１９ａには、スピンドル１３がジョイント２２を介して連結される。

また、図２及び図３に示すように、この巻線装置１０は、巻取具１８に先端部を対向させて配置されて、その巻取具１８へ線材２３を供給するノズル手段２４と、そのノズル手段２４の先端部を移動させるノズル位置調整手段２５とを更に備える。この実施の形態におけるノズル手段２４は、巻取具であるコイルボビン１８に巻回される線材２３が挿通可能な円管状物から成るノズル２４ａと、そのノズル２４ａが先端に設けられた取付具２４ｂと、その取付具２４ｂに設けられ図示しないスプールから繰り出される線材２３をノズル２４ａに向けて転向させるプーリ２４ｃとを備える場合を示す。

ノズル位置調整手段２５は、そのノズル手段２４を３軸方向に移動させるものであって、複数のスピンドル１３がＹ軸方向に並んで設けられた基台１１の上面には、その複数のスピンドル１３にＸ軸方向から並んで、Ｘ軸方向に所定の間隔を開けて一対のレール２６がＹ軸方向に延びて設けられる。この一対のレール２６には、それぞれのスピンドル１３に対応するようにスピンドル１３と同数の可動台２７がＹ軸方向に往復移動可能に搭載される。

図２に示す様に、基台１１の上面にはレール２６に平行にＹ軸ボールネジ２８が可動台２７の数だけ設けられ、基台１１の上面には、それぞれのＹ軸ボールネジ２８を別々に回転させる複数のＹ軸サーボモータ２９が設けられる。

図３に示すように、複数の可動台２７には、複数のＹ軸ボールネジ２８のいずれかが螺合する雌ねじ孔２７ａと、他のＹ軸ボールネジ２８が空転する孔２７ｂ又は切り欠きがそれぞれ形成される。このため、Ｙ軸サーボモータ２９が駆動してＹ軸ボールネジ２８を回転させると、そのＹ軸ボールネジ２８が螺合する可動台２７のみがレール２６に沿ってＹ軸方向に移動するように構成される。

また、それぞれの可動台２７には、その上面に支柱３１が立設され、その支柱３１に嵌入して上下動するスライド部材３１ａがＸ軸アクチュエータ３２に設けられ、これにより支柱３１にはＸ軸アクチュエータ３２が昇降可能に設けられる。

また、可動台２７の上面にはＺ軸サーボモータ３３がその回転軸３３ａを鉛直にして取付けられ、その回転軸３３ａには、支柱３１と平行なＺ軸ボールネジ３４がジョイント３３ｂを介して同軸に取付けられる。Ｘ軸アクチュエータ３２には、そのＺ軸ボールネジ３４が螺合する雌ねじ部材３５が設けられ、Ｚ軸サーボモータ３３が駆動してＺ軸ボールネジ３４を回転させると、そのＺ軸ボールネジ３４が螺合する雌ねじ部材３５を有するＸ軸アクチュエータ３２が昇降するように構成される。

図２及び図３に示すように、Ｘ軸アクチュエータ３２は、Ｘ軸方向に長いハウジング３２ｄの端部に設けられたＸ軸サーボモータ３２ａによって回動駆動されるＸ軸ボールネジ３２ｂと、このＸ軸ボールネジ３２ｂに螺合してハウジング３２ｄの上面において長手方向に平行移動する従動子３２ｃ等によって構成される。そして、この従動子３２ｃにノズル手段２４における取付具２４ｂの基端が取付けられる。

このため、このノズル位置調整手段２５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各サーボモータ２９，３２ａ，３３を駆動させることにより、そのノズル手段２４を３軸方向に移動可能に構成される。

なお、図示しないが、ノズル２４ａに挿通されて供給される線材２３はスプールに巻回されて貯線され、線材２３が貯線されたスプールは、少なくとも巻取具保持体１２の数だけ準備されて、基台１１の背後に配置される。また、基台１１の背後にはそれぞれのスプールから解きほぐされた線材２３に張力を付与する張力付与部がそれぞれ設けられるものとする。

本発明の巻線装置１０は、ノズル２４ａに挿通されて繰り出される線材２３を、回転駆動源１９が巻取具保持体１２とともに回転させる巻取具１８の周囲に巻付けるものであって、線材２３を巻取具１８に巻付けている間に、図示しない張力付与部にあっては、適度な張力を線材２３に付与するように構成される。

図２及び図３に示すように、この巻線装置１０には、エア圧により駆動し、ノズル２４ａに挿通された線材２３の端部を挟持する線材挟み部４８ａ，４８ｂを有するクランプ４８と、そのクランプ４８を昇降させる昇降機４９がノズル手段２４毎に設けられる。図に示す昇降機は、上方に向けたロッド４９ａを支持具１１ａに取付けられた本体部４９ｂから流体圧により出没させる流体圧シリンダ４９であって、そのロッド４９ａの上端にクランプ４８が取付けられる場合を示す。

そして、本発明の巻線装置１０は、このようなクランプ４８や昇降機４９とともに、複数の回転駆動源１９及びノズル位置調整手段２５を制御する制御手段５０を備える。

図１に示す様に、本発明の巻線装置１０における制御手段５０は、回転駆動源１９やノズル位置調整手段２５（図３）を制御する複数の制御プログラムが記憶された記憶装置５１と、その記憶装置５１に記憶された複数の制御プログラムのいずれかにより回転駆動源１９やノズル位置調整手段２５を実際に制御する電気制御装置５２とを有する。

具体的に、図１に、本実施の形態にかかる制御手段５０の電気的ブロック図を示す。この制御手段５０における記憶装置５１は、後述する選択回路８０を介して制御プログラムが入力され及び出力するインターフェースを有し、そのインターフェースを介して複数の制御プログラムを記憶しかつその制御プログラムを出力可能に構成される。

電気制御装置５２は、その記憶装置５１から供給された制御プログラムを一時的に記憶するメモリ５２ａが設けられ、そのメモリ５２ａに記憶された制御プログラムに従って回転駆動源１９及びノズル位置調整手段２５（図３）におけるＸ，Ｙ，Ｚ軸の各サーボモータ２９，３２ａ，３３を駆動させ及び停止させるように構成される。そして、この電気制御装置５２は複数、この実施の形態では、回転駆動源１９及びノズル位置調整手段２５の数に相応する数だけ設けられる。

複数設けられた電気制御装置５２の、回転駆動源１９及びノズル位置調整手段２５（図３）への接続構造は同一であるので、その内の１つを代表して説明すると、この電気制御装置５２には、巻取具１８が設けられたスピンドル１３を回転させるために、スピンドルモータ１９を個別に制御するスピンドル制御回路５３と、線材２３を供給するノズル２４ａの位置を制御するノズル位置制御回路５４とが接続される。

スピンドル制御回路５３は、スピンドル１３に直結したエンコーダ２１が設けられたスピンドルモータ１９を制御するものであり、スピンドルモータ１９はカウンタ６３、Ｄ／Ａ変換回路６４，増幅器６５を介して電気制御装置５２の出力端と接続され、電気制御装置５２の制御パルスにより回転を開始し、エンコーダ２１が発するフィードバックパルス数が入力した制御パルス数と一致したときにスピンドルモータ１９が停止するように構成される。また、エンコーダ２１は、スピンドルモータ１９の回転軸が１回転中の所定位置にきたときに原点位置パルスを発するように構成される。

よって、電気制御装置５２は、メモリ５２ａに記憶された制御プログラムに従って、制御パルスを出力して原点位置パルスが入来するまでスピンドルモータ１９を回転させ、制御パルスの送出を停止すると、フィードバックパルスが入来することによって自動的にスピンドルモータ１９が停止することによってスピンドル１３を初期位置に設定するように構成される。

一方、ノズル位置制御回路５４は、ノズル位置調整手段２５（図３）を制御する回路である。そして、ノズル２４ａの位置は上下方向、左右方向及び前後方向がそれぞれ別のサーボモータ２９，３２ａ，３３によって制御される。このノズル２４ａの位置は通常の巻線作業以外のメンテナンスにおいても移動を必要とする。このノズル位置制御回路５４は、上述したスピンドル制御回路５３と同じような回路構成を有する上下方向制御回路５５、左右方向制御回路５６及び前後方向制御回路５７を有する。

即ち、ノズル２４ａの上下方向位置を制御する上下方向制御回路５５は、可動台２７の上面に回転軸３３ａを鉛直にして取付けられたＺ軸サーボモータ３３（図３）を制御するものであり、そのＺ軸サーボモータ３３は、カウンタ６６、Ｄ／Ａ変換回路６７，増幅器６８を介して電気制御装置５２の出力端と接続され、電気制御装置５２の制御パルスにより回転を開始し、そのＺ軸サーボモータ３３に直結したエンコーダ６９が発するフィードバックパルス数が入力した制御パルス数と一致したときにＺ軸サーボモータ３３が停止するように構成される。また、エンコーダ６９は、Ｚ軸サーボモータ３３の回転軸３３ａが１回転中の所定位置にきたときに原点位置パルスを発するように構成される。

よって、電気制御装置５２は制御パルスを出力して原点位置パルスが入来するまでＺ軸サーボモータ３３を回転し、制御パルスの送出を停止すると、フィードバックパルスが入来することによって自動的にＺ軸サーボモータ３３が停止することによってＸ軸アクチュエータ３２を初期位置に設定することができる。

同じように、左右方向制御回路５６は、可動台２７をＹ軸方向に移動させるＹ軸サーボモータ２９を制御するものであり、Ｙ軸サーボモータ２９はカウンタ７０、Ｄ／Ａ変換回路７１，増幅器７２を介して電気制御装置５２の出力端と接続され、電気制御装置５２の制御パルスにより回転を開始し、Ｙ軸サーボモータ２９に設けられたエンコーダ７３が発するフィードバックパルス数が入力した制御パルス数と一致したときにＹ軸サーボモータ２９が停止するように構成される。

同じように、前後方向制御回路５７は、従動子３２ｃにノズル手段２４が取付けられたＸ軸アクチュエータ３２におけるＸ軸サーボモータ３２ａを制御するものであり、Ｘ軸サーボモータ３２ａはカウンタ７４、Ｄ／Ａ変換回路７５，増幅器７６を介して電気制御装置５２の出力端と接続され、電気制御装置５２の制御パルスにより回転を開始し、Ｘ軸サーボモータ３２ａに連結されたエンコーダ７７が発するフィードバックパルス数が入力した制御パルス数と一致したときにＸ軸サーボモータ３２ａが停止するように構成される。

これらのエンコーダ６９，７３又は７７は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各サーボモータ２９，３２ａ，３３の回転軸が１回転中の所定位置にきたときに原点位置パルスを発するように構成される。よって、電気制御装置５２は制御パルスを出力して原点位置パルスが入来するまでＸ，Ｙ，Ｚ軸の各サーボモータ２９，３２ａ，３３を回転し、制御パルスの送出を停止すると、その制御パルス数と一致した数のフィードバックパルスが入来することによって自動的にＸ，Ｙ，Ｚ軸の各サーボモータ２９，３２ａ，３３が停止することによってノズル手段２４を初期位置に設定することができることになる。

また、電気制御装置５２の出力端には、クランプ４８や昇降機４９を流体圧により駆動させるために、クランプ４８や昇降機４９にエアーコンプレッサ５９から配管６０を通って送られる流体であるエアを切り換える電磁弁６１，６２への出力信号線が接続される。

そして、制御手段５０は、記憶装置５１に記憶された複数の制御プログラムのいずれを、複数の電気制御装置５２のいずれに提供してそのメモリ５２ａに記憶させ、そのメモリ５２ａに記憶された制御プログラムに従って電気制御装置５２を駆動させる選択回路８０が設けられる。

この選択回路８０にはキーボード等の入力手段８１が接続され、その入力端には、他の機器の出力端が接続可能に構成される。そして、この選択回路８０は、入力手段８１や、他の機器からの出力情報により、記憶装置５１に記憶された複数の制御プログラムのいずれを、複数の電気制御装置５２のいずれに提供するかを決定し、その制御プログラムに従って電気制御装置５２を駆動させるように構成される。

このため、巻取具保持体１２が偶数設けられている場合に、選択回路８０は、偶数の巻取具保持体１２を２分した一方の群のそれぞれの回転駆動源に１の制御プログラムを提供し、２分した他方の群のそれぞれの回転駆動源に別の制御プログラムを提供するようにすれば、本発明の巻線装置１０は、単一の装置であるにもかかわらず、２種類の巻線製品を同時に製造することを可能にするものとなる。

次に、上記構成の巻線装置を用いる巻線方法について説明する。

上記構成の巻線装置１０は、単一の基台１１に複数の巻取具保持体１２が枢支されているので、その複数の巻取具保持体１２に巻取具１８をそれぞれ取付けて回転させ、回転する巻取具１８の周囲に線材２３を巻付ける巻線方法となる。

その手順は、先ず、準備段階として、基台１１の背後に配置された図示しないスプールから線材２３を解きほぐし、図示しない張力付与部を通過させた後にノズル２４ａに挿通させ、図４に示すように、その線材２３の端部をクランプ４８における線材挟み部４８ａ，４８ｂに挟んでおく。そして、各スピンドル１３の取付軸１７には、その線材２３を巻き取る巻取具であるコイルボビン１８を取付ける。

このような準備状態において、入力手段８１から巻線の条件が入力された上で開始する旨の情報が入力されると、選択回路８０は、入力手段８１から入力された巻線の条件に従って、記憶装置５１に記憶された複数の制御プログラムを選択的に各電気制御装置５２に供給する。そして、各電気制御装置５２では、選択回路８０を介して供給された制御プログラムをメモリ５２ａに一時的に記憶し、その制御プログラムに従って、ノズル２４ａを移動させると共に、コイルボビン１８が取付けられた巻取具保持体１２を回転させて、巻線を開始する。

巻取具であるコイルボビン１８が絡げピン１８ｄを備える場合の、その後の手順を説明すると、図４に示すように、先ず、ノズル２４ａを絡げピン１８ｄの周囲に周回させて、そのノズル２４ａからクランプ４８に延びる線材２３を絡げピン１８ｄに巻き付けて巻初めの線材２３ａとする。その後昇降機４９（図３）は、クランプ４８を絡げピン１８ｄから離間させて線材２３を絡げピン１８ｄの近傍で引き千切り、巻初めの線材２３ａを絡げピン１８ｄに残存させる。

その状態において、図１に示す記憶装置５１から選択回路８０が選択的に供給されてメモリ５２ａに一時的に記憶された制御プログラムに従って、電気制御装置５２は、コイルボビン１８と共に各巻取具保持体１２を回転させて、図５に示すように、ノズル２４ａから繰り出される線材２３をそのコイルボビン１８の巻胴部１８ａに巻取る。

即ち、選択回路８０が選択的に供給されてメモリ５２ａに一時的に記憶された制御プログラムに従ってスピンドル制御回路５３が動作を開始し、スピンドルモータ１９を駆動してコイルボビン１８を回転させることにより巻線がなされる。ここで、各スピンドルモータ１９が動作すると、コイルボビン１８は制御プログラムに定められた数だけ回転し、ノズル２４ａから繰り出される線材２３はコイルボビン１８にその回転の数だけ巻取られることになる。

この線材２３の巻取りと共に、電気制御装置５２は、メモリ５２ａに一時的に記憶された制御プログラムに従って、その線材２３を繰り出すノズル手段２４を移動させて、その線材２３の巻位置が調節される。即ち、上下位置方向制御回路８２によりコイルボビン１８に巻回された線材２３の外周とノズル２４ａ先端との距離を所定位置に制御され、左右方向制御回路５６によってノズル２４ａの位置が線材２３の巻層に対応して制御され、前後方向制御回路５７によって線材２３の巻数に対応してノズル２４ａの位置が制御される。

線材２３がコイルボビン１８に所望の回数巻回されると、選択回路８０を介して提供された制御プログラムに従って、図６に示すように、ノズル位置調整手段２５によりノズル２４ａが移動し、ノズル２４ａを各コイルボビン１８の別の絡げピン１８ｃの周囲に回転させ、ノズル２４ａから延びる線材２３をその絡げピン１８ｃに絡げて、巻終わりの線材２３ｂとする。

そして、制御プログラムに従って、その絡げピン１８ｃからノズル２４ａに延びる線材２３をクランプ４８の線材挟み部４８ａに挟む。その後昇降機４９（図３）は、クランプ４８を絡げピン１８ｄから離間させて線材２３を絡げピン１８ｄの近傍で引き千切り、巻終わりの線材２３ｂを絡げピン１８ｄに残存させて、一連の巻線動作を終了させることになる。

一方、上記巻線装置１０を用いた巻線方法では、複数の巻取具保持体１２及びノズル位置調整手段２５を各電気制御装置５２が制御して、巻線を行うので、選択回路８０から供給される制御プログラムが同一であると、同一の巻線が行われて同一の巻線製品を得ることができ、選択回路８０から供給される制御プログラムが別であると、別の巻線が行われることになる。

よって、複数の巻取具保持体１２を複数の群に分割し、それぞれの群に属する巻取具保持体１２を制御する電気制御装置５２に提供する制御プログラムを群毎に異ならせることにより、複数の巻取具保持体１２をそれぞれの群毎に別々に独立して回転させ、ノズル手段の先端部もそれぞれの群における巻取具保持体１２の回転と共に、それぞれの群毎に別々に独立して移動させることにより、複数種類の巻線製品を同時に得ることになる。

この実施の形態では、巻取具保持体１２が４本設けられているので、この偶数の巻取具保持体１２を２分し、一方の群の巻取具保持体１２及びノズル位置調整手段２５を制御する各電気制御装置５２に一の制御プログラムを供給し、他方の群の巻取具保持体１２及びノズル位置調整手段２５を制御する各電気制御装置５２に別の制御プログラムを供給し、それらを別々に独立して回転させることにより、２種類の巻線製品を同時に同数づつ製造することが可能となる。

図４〜図６には、巻取具であるコイルボビン１８が絡げピン１８ｄを備えるものであって、これらに線材２３が巻回された２種類の巻線製品Ｂ，Ｃ（図６）を同時に同数づつ製造する場合を示す。

即ち、図４〜図６には、４本中２本の巻取具保持体１２に取付けられたコイルボビン１８には、その片側のフランジ１８ｂに設けられた２本の絡げピン１８ｄに巻初めの線材２３ａと巻終わりの線材２３ｂが絡げられた巻線製品Ｂが製造され、他の２本の巻取具保持体１２に取付けられたコイルボビン１８には、その片側のフランジ１８ｃに設けられた絡げピン１８ｄに巻初めの線材２３ａが絡げられ、他方のフランジ１８ｂに設けられた絡げピン１８ｄに巻終わりの線材２３ｂが絡げられた巻線製品Ｃが同時に製造される場合を示す。

従って、このように構成された巻線装置１０を用いた巻線方法では、上記巻線装置１０を用いることから、巻取具であるコイルボビン１８の回転数やノズル２４ａの移動は選択回路８０を介して提供された制御プログラムにより決定されることになり、この巻線方法では、複数の巻取具保持体１２を複数の群に分割し、複数の巻取具保持体１２をそれぞれの群毎に別々に独立して回転させることにより、単一の巻線装置１０で有りながら、複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを同時に製造することが可能となるのである。

特に、巻取具１８に先端部を対向して配置され回転する巻取具１８の周囲に巻付ける線材２３を供給するノズル手段２４の先端部も、それぞれの群における巻取具保持体１２の回転と共に、それぞれの群毎に別々に独立して移動させることにより、線材２３の巻回回数のみならず、その線材２３の引出し位置等も、巻線製品Ｂ，Ｃの種類毎に異ならせることが可能となる。

次に、この巻線装置を備える製造設備を説明する。

上述したように、本発明における巻線装置１０が複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを同時に製造可能であるので、この巻線装置１０を備える製造設備１００では、図７に示すように、巻線装置１０で巻線された複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを下流側に搬送する搬送機１１０と、巻線装置１０の下流側に設けられて、その複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを検査する検査機１２０と、その検査機１２０の下流側に設けられて、その複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを組立てる組立機１３０とを備えるものが挙げられる。

検査機１２０は、巻線装置１０で巻線された巻線製品Ｂ，Ｃであって、搬送機１１０によりその巻線装置１０から搬送される巻線製品Ｂ，Ｃが組立機１３０により組立てられる前に、その巻線製品Ｂ，Ｃが所望の仕様に従って巻線されており、かつ所定の要件を満たしているか否かを検査し、不良品の発生を未然に防止する為に必要なものである。このため、この検査機１２０には、検査の結果、所定の要件を満たしていないとされた巻線製品Ｂ，Ｃを排除して搬送機１１０による更なる下流への搬送を禁止する排除手段１２１が設けられる。図における排除手段は、不良品を把持する把持部１２１ａを有するロボットを示す。

一方、組立機１３０は、複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを組立てるものであって、前工程の検査機１２０において巻線製品Ｂ，Ｃが排除される場合もあることから、搬送機１１０により搬送される巻線製品Ｂ，Ｃの搬送状態を検出する検出器１３１が設けられる。このため、この組立機１３０では、検出器１３１においてその搬送状態が確認された複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを組立てるように構成される。

一方、この組立機１３０には、前工程の検査機１２０において巻線製品Ｂ，Ｃが排除され、検出器１３１において予定されていた巻線製品Ｂ，Ｃの搬送状態が確認不能であった場合には、次にその巻線製品Ｂ，Ｃが搬送されるまで、組立てが留保される。このため、この組立機１３０は、予定した巻線製品Ｂ，Ｃが搬送されずに、他の種類の巻線製品Ｂ，Ｃが搬送された場合には、余剰な巻線製品Ｂ，Ｃとして、留め置く留め置き機構１３２が設けられる。

そして、この組立機１３０では、余剰な巻線製品Ｂ，Ｃが留め置かれている状態において、不足している巻線製品Ｂ，Ｃが新たに搬送された段階でその余剰な巻線製品Ｂ，Ｃが持ち出され、その新たに搬送された巻線製品Ｂ，Ｃとともに組立てられるように構成される。

このため、この組立機１３０には、予定されていた巻線製品Ｂ，Ｃの搬送状態が検出器１３１において確認不能であって、組立てに必要な種類の巻線製品Ｂ，Ｃが不足したときに、不足信号を発する信号発生器１３１ａが備えられ、その信号は巻線装置１０の制御手段５０（図１）に接続される。

一方、巻線装置１０にあっては、組立機１３０における信号発生器１３１ａが発する信号出力により、巻線製品Ｂ，Ｃの不足信号を受信したときに、不足した種類の巻線製品Ｂ，Ｃを得る制御プログラムが供給される電気制御装置５２を増やして、それらが制御する回転駆動源１９の数を増加させるように構成される。

即ち、例えば、巻取具保持体１２が４本設けられ、その内の２本の巻取具保持体１２及びそれに対向するノズル位置調整手段２５を制御する各電気制御装置５２に一の制御プログラムが供給され、他の２本の巻取具保持体１２及びそれに対向するノズル位置調整手段２５を制御する各電気制御装置５２に別の制御プログラムが供給されて、２種類の巻線製品Ｂ，Ｃを２個ずつ製造しているとする。

その場合において、一方の巻線製品Ｂが不足しているとする信号を受信すると、巻線装置１０における選択回路８０は、その一方の巻線製品Ｂを製造している、２本の巻取具保持体１２を制御する各電気制御装置５２に供給された一の制御プログラムを、他の２本の巻取具保持体１２を制御する２つの電気制御装置５２の内の片方又は双方に供給する。

そして、４本の巻取具保持体１２の内の３本又は全ての巻取具保持体１２及びそれに対向するノズル位置調整手段２５を、一の制御プログラムが供給された各電気制御装置５２によりそれぞれ制御し、不足しているとされた一方の巻線製品Ｂを一度に３個又は４個製造する。そして、巻取具保持体１２が１本残る場合には、その残った１本の巻取具保持体１２及びそれに対向するノズル位置調整手段２５を別の制御プログラムが供給された電気制御装置５２にて制御し、他の種類の巻線製品Ｃを減じて製造する。

このため、このような製造設備１００における完成品の製造方法では、図７に示す様に、上記巻線装置１０を用いる巻線により複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを得る巻線工程と、その複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃをそれぞれ検査する検査工程と、その複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを組立てて完成品を得る組立工程とを有することになる。

そして、検査工程にあっては、所定の要件を満たしていない巻線製品Ｂ，Ｃの排除が行われ、組立工程にあっては、組立てに必要な種類の巻線製品Ｂ，Ｃが不足したときに不足信号が発せられ、不足信号が発せられた後の巻線工程にあっては、不足した種類の巻線製品Ｂ，Ｃを増加させることが行われる。

すると、検査工程において不良品とされた巻線製品Ｂ，Ｃが排除されて、組立てに必要な種類の巻線製品Ｂ，Ｃが不足するような事態が生じた場合、次にその不足する巻線製品が搬送されるまで、組立てが留保され、他の種類の余剰な巻線製品Ｂ，Ｃは留め置かれることになる。

一方、巻線機１０にあっては、組立てに必要な種類の巻線製品Ｂ，Ｃが不足したときに発せられる不足信号により、その不足する巻線製品Ｂ，Ｃの製造を増加させることになる。そして、増加した巻線製品Ｂ，Ｃが搬送機１１０により組立機１３０にまで搬送された段階で、余剰な巻線製品Ｂ，Ｃが持ち出され、その新たに搬送された不足していた巻線製品Ｂ，Ｃとともに組立てられることになる。

従って、このような巻線装置１０を備える製造設備１００では、巻線装置１０において製造される巻線製品Ｂ，Ｃが検査機１２０において排除されるようなことがあっても、その後の巻線装置１０において製造される巻線製品Ｂ，Ｃの数の調整が行われることに成り、余剰な巻線製品Ｂ，Ｃが複数生じるようなことを回避することができ、複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃをロス無く組立てることにより、その生産性を向上させることが可能となる。

また、巻線装置１０が複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを同時に巻線し得るものであるので、単一の巻線装置１０により同時に巻線される仕様違いの巻線製品Ｂ，Ｃを組立てるような製造設備１００であれば、その単一の巻線装置１０を搬送機１１０に沿って設け、複数種類の巻線製品Ｂ，Ｃを得る巻線工程を単一の巻線装置１０により行わせることにより、複数の巻線装置１０を必要とする図８に示す従来のものと比較して、費用の増大を回避すると共に、製造設備１００の設置スペースを小さくすることが可能となるのである。

なお、上述した実施の形態では、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各サーボモータ２９，３２ａ，３３によりノズル手段２４を移動させるノズル位置調整手段２５を用いて説明したけれども、これは一例であって、ノズル手段２４の先端部を移動させ得る限り、ノズル位置調整手段２５はこれに限られるものではない。例えば、流体圧によりノズル手段２４の先端部を移動させるようなノズル位置調整手段であっても良い。

また、上述した実施の形態では、巻取具１８が、巻胴部１８ａの両端にフランジ１８ｂ，１８ｃが形成されたいわゆるコイルボビンである場合を説明したけれども、これは一例であって、周囲に線材２３を巻付け得る限り、巻取具１８はこれに限られるものではない。例えば、巻取具１８は、巻胴部の両端にフランジが形成されていないようなものであっても良い。

また、上述した実施の形態では、搬送機１１０に流れる巻線製品Ｂ，Ｃを検査して、組立てに必要な種類の巻線製品Ｂ，Ｃが不足したときに、不足信号を発する信号発生器１３１ａを説明した。けれども、検査機１２０が排除手段１２１を有している限り、その排除手段１２１によりは所定の要件を満たしていない巻線製品を排除した時に、組立機１３０において組立てに必要な種類の巻線製品が不足する不足信号を発するような信号発生器１３１ａであっても良い。

また、上述した実施の形態では、単一の基台１１に４本の巻取具保持体１２を備える巻線装置１０を用いて説明したが、これは一例であって、単一の基台１１に設けられる巻取具保持体１２の数は、それよりも少ない２本や３本であっても良く、それよりも多い６本や８本又は１０本以上設けるようにしても良い。

更に、上述した実施の形態では、制御手段５０が巻取具保持体１２の数と同数の電気制御装置５２を備え、その電気制御装置５２が巻取具保持体１２を別に独立して回転させる場合を説明した。けれども、電気制御装置５２が複数設けられて複数の巻取具保持体１２を複数の群に分割し得る限り、単一の電気制御回路５２が制御する巻取具保持体１２の数は群を構成する２本であっても、３本であっても良い。この場合、群を構成する複数の巻取具保持体１２やノズル移動手段２４が、単一の電気制御装置５２により同期して回転しかつ移動制御されることに成り、その群にあっては同一種類の巻線製品Ｂ，Ｃを製造することになる。

１０ 巻線装置
１１ 基台
１２ 巻取具保持体
１８ 巻取具
１９ 回転駆動源
２３ 線材
２４ ノズル手段
２５ ノズル位置調整手段
５０ 制御手段
５１ 記憶装置
５２ 電気制御装置
８０ 選択回路
１１０ 搬送機
１２０ 検査機
１３０ 組立機
１２１ 排除手段
１３１ａ 信号発生器
Ｂ，Ｃ 巻線製品

Claims (7)

1. 単一の基台(11)に枢支され巻取具(18)を取付けて回転可能な複数の巻取具保持体(12)と、複数の前記巻取具保持体(12)にそれぞれ個別に連結された複数の回転駆動源(19)と、前記複数の回転駆動源(19)を制御する制御手段(50)とを備え、回転する前記巻取具(18)の周囲に線材(23)を巻付ける巻線装置において、
   前記制御手段(50)は、
   複数の前記回転駆動源(19)に接続され制御プログラムに従って前記回転駆動源(19)を駆動させる複数の電気制御装置(52)と、
   複数の制御プログラムが記憶された記憶装置(51)と、
   前記記憶装置(51)に記憶された複数の制御プログラムを選択的に複数の電気制御装置(52)に提供する選択回路(80)とを備えた
   ことを特徴とする巻線装置。
2. 巻取具(18)に先端部を対向させて配置され前記巻取具(18)へ線材(23)を供給するノズル手段(24)と、前記ノズル手段(24)の先端部を移動させるノズル位置調整手段(25)とを更に備え、
   複数の電気制御装置(52)は、選択回路(80)により提供される制御プログラムに従って前記ノズル位置調整手段(25)をも駆動させる請求項１記載の巻線装置。
3. 単一の基台(11)に枢支された複数の巻取具保持体(12)に巻取具(18)をそれぞれ取付けて回転させ、回転する前記巻取具(18)の周囲に線材(23)をそれぞれ巻付ける巻線方法において、
   前記複数の巻取具保持体(12)を複数の群に分割し、前記複数の巻取具保持体(12)をそれぞれの群毎に別々に独立して回転させる
   ことを特徴とする巻線方法。
4. 巻取具(18)に先端部を対向して配置され回転する巻取具(18)の周囲に巻付ける線材(23)を供給するノズル手段(24)を備え、
   前記ノズル手段(24)の先端部もそれぞれの群における巻取具保持体(12)の回転と共に、それぞれの群毎に別々に独立して移動させる請求項３記載の巻線方法。
5. 請求項１又は２記載の巻線装置(10)と、
   前記巻線装置(10)で巻線された複数種類の巻線製品(B,C)を下流側に搬送する搬送機(110)と、
   前記巻線装置(10)の下流側に設けられ前記複数種類の巻線製品(B,C)を検査する検査機(120)と、
   前記検査機(120)の下流側に設けられ前記複数種類の巻線製品(B,C)を組立てる組立機(130)と
   を備えた巻線製品を用いる生産設備であって、
   前記検査機(120)は所定の要件を満たしていない巻線製品(B,C)を排除して前記搬送機(110)による更なる下流への搬送を禁止する排除手段(121)を有し、
   前記組立機(130)において組立てに必要な種類の巻線製品(B,C)が不足したときに不足信号を発する信号発生器(131a)を備え、
   前記巻線装置(10)の制御手段(50)は、不足信号を受信したときに、不足した種類の巻線製品(B,C)を得る制御プログラムが制御する回転駆動源(19)の数を増加させるように構成された
   ことを特徴とする巻線製品を用いる製造設備。
6. 巻線により複数種類の巻線製品(B,C)を得る巻線工程と、
   前記複数種類の巻線製品(B,C)をそれぞれ検査する検査工程と、
   前記複数種類の巻線製品(B,C)を組立てて完成品を得る組立工程と、
   を有する巻線製品を用いた完成品の製造方法において、
   検査工程において、所定の要件を満たしていない巻線製品(B,C)の排除が行われ、
   組立工程において、組立てに必要な種類の巻線製品(B,C)が不足したときに不足信号が発せられ、
   不足信号が発せられた後の巻線工程において、不足した種類の巻線製品(B,C)を増加させる
   ことを特徴とする巻線製品を用いた完成品の製造方法。
7. 一回の巻線工程において複数種類の巻線製品(B,C)を同一数得る巻線が行われ、
   不足信号が発せられた後の巻線工程において、不足した種類の巻線製品(B,C)を増加させ他の種類の巻線製品を減少させた巻線を行う
   ことを特徴とする請求項６記載の巻線製品を用いた完成品の製造方法。

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