(57)【要約】【課題】材料のロット毎に、線材の適正位置での測定値を設定する工数が余分に発生しないこと。【解決手段】線材巻き方法は、線材を上方から見て矩形状を成すように巻回し積層したコイルを生成するステップと、生成されたコイルの最上段の矩形状の一辺と、対応する最下段の一辺と、が成す捩れ角度を算出するステップと、を含む。線材巻き方法は、さらに、今回の前記線材を巻いてコイルを生成する際に、前回に生成されたコイルにおいて算出された捩れ角度に基づいて該捩れを補正するための補正角度を算出し、該算出した補正角度に基づいて、線材を曲げて矩形状の角部を形成するための線材の目標曲げ角度を算出するステップと、算出された目標曲げ角度に従って、線材を曲げて矩形状の角部を形成し、巻回し積層したコイルを生成するステップと、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を上方から見て矩形状を成すように巻回し積層したコイルを生成するステップと、
前記生成されたコイルの最上段の矩形状の一辺と、対応する最下段の一辺と、が成す捩れ角度を算出するステップと、を含む、線材巻き方法であって、
今回の前記線材を巻いてコイルを生成する際に、前回に前記生成されたコイルにおいて算出された前記捩れ角度に基づいて該捩れを補正するための補正角度を算出し、該算出した補正角度に基づいて、前記線材を曲げて前記矩形状の角部を形成するための線材の目標曲げ角度を算出するステップと、
前記算出された目標曲げ角度に従って、前記線材を曲げて矩形状の角部を形成し、前記巻回し積層したコイルを生成するステップと、
を含む、ことを特徴とする線材巻き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材を巻回しコイルを生成する線材巻き方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、折り曲げた線材がスプリングバックにより戻った位置での距離を測定し、その測定値と、線材の適正位置での測定値との差から補正角度を算出し、その補正角度に基づいて目標曲げ角度を決定する線材巻き方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０２８０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記線材巻き方法においては、目標曲げ角度を決定する際に、予め線材の適正位置での測定値を設定する必要がある。このため、材料のロット毎に、線材の適正な位置での測定値を設定する工数が余分に発生する。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、材料のロット毎に、線材の適正位置での測定値を設定する工数が余分に発生しない線材巻き方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
線材を上方から見て矩形状を成すように巻回し積層したコイルを生成するステップと、
前記生成されたコイルの最上段の矩形状の一辺と、対応する最下段の一辺と、が成す捩れ角度を算出するステップと、を含む、線材巻き方法であって、
今回の前記線材を巻いてコイルを生成する際に、前回に前記生成されたコイルにおいて算出された前記捩れ角度に基づいて該捩れを補正するための補正角度を算出し、該算出した補正角度に基づいて、前記線材を曲げて前記矩形状の角部を形成するための線材の目標曲げ角度を算出するステップと、
前記算出された目標曲げ角度に従って、前記線材を曲げて矩形状の角部を形成し、前記巻回し積層したコイルを生成するステップと、
を含む、ことを特徴とする線材巻き方法
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、材料のロット毎に、線材の適正位置での測定値を設定する工数が余分に発生しない線材巻き方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る線材巻き装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る線材巻き装置の概略的構成を示す斜視図である。
【図３】線材曲げユニットの曲げコマの搖動を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るコントローラの概略的構成を示すブロック図である。
【図５】コイルを示す図である。
【図６】補正角度及び目標曲げ角度の算出方法の一具体例について説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る線材巻き方法の処理フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る線材巻き装置の概略的構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係る線材巻き装置の概略的構成を示す斜視図である。
【００１０】
本実施形態に係る線材巻き装置１は、線材Ｚを上方から見て矩形状を成すように巻回し積層したコイルＸを生成する。線材Ｚは、例えば、トランスやモータ等用としての、断面矩形形状で金属製の平角線である。コイルＸは、例えば、このような平角線を順次折り曲げて形成された角形コイルである。この角形コイルは、断面丸形状の導線である丸線のソレノイドコイルと比較して、空間の利用効率がよいうえに、大電流を流すことができ、また熱損失も少ないものであることから多用されている。
【００１１】
本実施形態に係る線材巻き装置１は、図１に示す如く、線材Ｚを曲げコイルＸを生成する線材曲げユニット２と、曲げられた線材Ｚを撮影するカメラ３と、線材曲げユニット２を制御するコントローラ４と、を備えている。
【００１２】
線材曲げユニット２は、ストレーナ５を介して、供給される線材Ｚを上方から見て矩形状を成すように巻回し積層したコイルＸを生成する。線材曲げユニット２は、例えば、図３に示す如く、曲げコマ２１を搖動させることで、直線状の線材Ｚを曲げシャフト２２に沿って曲げる。これにより矩形状の角部が形成される。曲げコマ２１は、サーボモータ２３により搖動する。線材曲げユニット２のサーボモータ２３は、コントローラ４から送信される制御信号（目標曲げ角度）に応じて、曲げコマ２１の搖動させ、線材Ｚを曲げる。
【００１３】
カメラ３は、図２に示す如く、線材曲げユニット２の上方に設けられ、矩形状に曲げられた線材Ｚを上方から撮影する。カメラ３は、撮影した矩形状の線材Ｚの画像をコントローラ４に出力する。
【００１４】
コントローラ４は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）４ａ、ＣＰＵ４ａによって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ４ｂ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）４ｃ、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、それぞれ、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ４ａ、メモリ４ｂ、及びインターフェイス部４ｃは、データバス４ｄなどを介して相互に接続されている。
【００１５】
図４は、本実施形態に係るコントローラの概略的構成を示すブロック図である。本実施形態に係るコントローラ４は、線材曲げユニット２のサーボモータ２３を制御する制御部４１と、演算を行う演算部４２と、を有している。
【００１６】
図５は、コイルを示す図である。演算部４２は、図５に示す如く、カメラ３により撮影された矩形状に曲げられた線材ＺのコイルＸの画像に基づいて、生成されたコイルＸの最上段の矩形状の一辺と、対応する最下段の一辺と、が成す捩れ角度θ１を算出する。演算部４２は、算出した捩れ角度θ１に基づいて、線材Ｚを曲げて矩形状の角部を形成するための線材Ｚの目標曲げ角度を算出する。
【００１７】
制御部４１は、線材Ｚの矩形状の角部が演算部４２により算出された目標曲げ角度となるように、線材曲げユニット２のサーボモータ２３を制御し、曲げコマ２１を搖動させる。
【００１８】
ところで、線材を曲げて矩形状の角部を形成する際に、線材を折り曲げるように線材に力（負荷）を加え、その力を解放すると、線材の弾性特性（復元性）により、折り曲げられた状態から元の状態に戻ろうとするスプリングバックが発生する。そして、このスプリングバック量は、線材の特性に左右され、バラツキがある。従来、折り曲げた線材がスプリングバックにより戻った位置での距離を測定し、その測定値と、線材の適正位置での測定値との差から補正角度を算出し、その補正角度に基づいて目標曲げ角度を決定している。この場合、予め線材の適正位置での測定値を設定する必要がある。このため、材料のロット毎に、線材の適正位置での測定値を設定する工数が余分に発生する。
【００１９】
これに対し、本実施形態に係る線材巻き装置１において、コントローラ４の演算部４２は、今回の線材Ｚを巻いてコイルＸを生成する際に、前回に生成されたコイルＸにおいて算出された捩れ角度θ１に基づいて該捩れを補正するための補正角度を算出する。演算部４２は、該算出した補正角度に基づいて、線材Ｚを曲げて矩形状の角部を形成するための線材Ｚの目標曲げ角度を算出する。そして、制御部４１は、演算部４２により算出された目標曲げ角度に従って、線材曲げユニット２を制御し、線材Ｚを曲げて矩形状の角部を形成し、巻回し積層したコイルＸを生成する。
【００２０】
このように、線材Ｚの捩れ角度に基づいて補正角度を算出することで、予め線材Ｚの適正位置での測定値を設定する必要がない。このため、材料のロット毎に、線材Ｚの適正位置での測定値を設定する工数が余分に発生しない。
【００２１】
次に、上述した補正角度及び目標曲げ角度の算出方法についてさらに詳細に説明する。
コントローラ４の演算部４２は、例えば、今回の前記線材Ｚを巻いてコイルＸを生成する際に、前回に生成されたコイルＸにおいて算出された捩れ角度θ１に基づいて、下記（１）式を用いて補正角度を算出する。
補正角度＝捩れ角度θ１（°）／コイルＸの総曲げ回数（回）／Ａ    （１）式
【００２２】
Ａは、補正角度を調整するための係数であり、予め演算部４２やメモリ４ｂに設定される。例えば、目標曲げ角度をオーバーシュートしないように、Ａ＝２が設定されている。コイルＸの総曲げ回数とは、そのコイルＸを生成するのに、線材Ｚが曲げられた総回数である。例えば、コイルＸが２６層に積層されている場合、２６×４＝１０８となる。
【００２３】
演算部４２は、算出した補正角度に基づいて、線材Ｚの目標曲げ角度を算出する。演算部４２は、例えば、所望の曲げ角度から、算出した補正角度を減算することで、線材Ｚの目標曲げ角度を算出する。初回の所望の曲げ角度は、演算部４２やメモリ４ｂなどに予め設定され、以降の所望の曲げ角度は、前回の目標曲げ角度が設定される。
演算部４２は、上記算出した補正角度や目標曲げ角度を操作盤などの表示装置６に表示させるようにしてもよい。表示装置６は、例えば、液晶ディスプレイなとである。
【００２４】
図６は、補正角度及び目標曲げ角度の算出方法の一具体例について説明するための図である。以下の説明のおいて、最初に生成するコイルＸをコイル（１）とし、その次に生成するコイルＸをコイル（２）とし、以降を同様に表記する。
【００２５】
コントローラ４の演算部４２には、コイル（１）の所望の曲げ角度＝９２°が設定されている（ステップＳ１０）。
【００２６】
演算部４２は、カメラ３により撮影されたコイル（１）の画像に基づいて、捩れ角度＝５．０°を算出する（ステップＳ１１）。
【００２７】
演算部４２は、算出した捩れ角度＝５．０°に基づいて、補正角度＝０．０２３°を算出する（ステップＳ１２）。具体的な補正角度は、（１）式により５．０°／１０８／２＝０．０２３°のように算出される。ここでは、コイルＸの総曲げ回数＝１０８（回）、Ａ＝２として説明している。
【００２８】
演算部４２は、所望の曲げ角度＝９２°から、算出した補正角度＝０．０２３°を減算することで、コイル（２）の目標曲げ角度＝９１．９７７°を算出する（ステップＳ１３）。
【００２９】
制御部４１は、演算部４２により算出された目標曲げ角度＝９１．９７７°に従って、線材曲げユニット２を制御し、線材Ｚを曲げて矩形状の角部を形成し、巻回し積層したコイル（２）を生成する。
【００３０】
演算部４２は、カメラ３により撮影されたコイル（２）の画像に基づいて、捩れ角度＝２．５°を算出する（ステップＳ１４）。
【００３１】
演算部４２は、算出した捩れ角度＝２．５°に基づいて、補正角度＝０．０１２°を算出する（ステップＳ１５）。具体的な補正角度は、上記（１）式により、２．５°／１０８／２＝０．０１２°のように算出される。
【００３２】
演算部４２は、所望の曲げ角度＝９１．９７７°から、算出した補正角度＝０．０１２°を減算することで、コイル（３）の目標曲げ角度＝９１．９６５°を算出する（ステップＳ１６）。
【００３３】
制御部４１は、演算部４２により算出された目標曲げ角度＝９１．９６５°に従って、線材曲げユニット２を制御し、線材Ｚを曲げて矩形状の角部を形成し、巻回し積層したコイル（３）を生成する。演算部４２及び制御部４１は、上記同様の処理を繰り返し、コイル（４）・・・（ｎ）を生成する。
【００３４】
図７は、本実施形態に係る線材巻き方法の処理フローを示すフローチャートである。
コントローラ４の演算部４２は、前回生成されたコイルＸにおいて捩れ角度θ１を算出する（ステップＳ１０１）。
コントローラ４の演算部４２は、今回の線材Ｚを巻いてコイルＸを生成する際に、前回に生成されたコイルＸにおいて算出された捩れ角度θ１に基づいて、上記（１）式を用いて補正角度を算出する（ステップＳ１０２）。
【００３５】
演算部４２は、算出した補正角度に基づいて線材Ｚの目標曲げ角度を算出する（ステップＳ１０３）。
【００３６】
制御部４１は、演算部４２により算出された目標曲げ角度に従って、線材曲げユニット２を制御し、線材Ｚを曲げて矩形状の角部を形成し、巻回し積層したコイルＸを生成する（ステップＳ１０４）。
【００３７】
以上、本実施形態によれば、線材Ｚの捩れ角度に基づいて補正角度を算出することで、予め線材Ｚの適正位置での測定値を設定する必要がない。このため、材料のロット毎に、線材Ｚの適正位置での測定値を設定する工数が発生しない。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態において、コントローラ４の演算部４２は、カメラ３により撮影されたコイルＸの画像に基づいて、捩れ角度を算出しているが、これに限定されない。演算部４２は、捩れ角度が算出できる任意の計測器（例えば、ラインレーザーなど）の測定値に基づいて、捩れ角度を算出してもよい。
上記実施形態において、カメラ３は、線材曲げユニット２の上方に設けられているが、これに限定されない。コイルＸが完成し線材曲げユニットから取外された後に、そのコイルＸが上方からカメラ３で撮影されてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  線材巻き装置、２  線材曲げユニット、３  カメラ、４  コントローラ、２１  曲げコマ、２２  曲げシャフト、２３  サーボモータ、４１  制御部、４２  演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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