(57)【要約】【課題】加工機側の加工速度が変わったり、リール上の線材束の内外径の差が大きい場合や、内外径の大きく異なる線材束を交換して使用する場合アンコイラの交換を必要としたり、頻繁に繰り返される起動・停止時の衝撃、リールからの線材供給過剰・不足により線材相互が絡む問題などの解決を目的とする。【解決手段】ループ長さの変化量ΔＬを演算するループ長さ演算部５６と、線材束の推定繰出し半径ｒを演算する推定繰出し半径演算部５２と、加工機側供給速度Ｖ１に対応するリール回転速度ωを演算するリール回転速度演算部５３と、ループ高さ可動ローラ位置が異常位置に達した場合に加速回転速度Δω１または減速回転速度Δω２を加算すべく指令する可動ローラ位置判定部５７と、加速回転速度Δω１または減速回転速度Δω２によりリール回転速度ωを演算する回転速度操作部５４とを含む数値制御手段により、リールの回転速度を制御する。【選択図】　　　図４
2004122204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材加工機の加工部とこの加工部へ線材を供給するフィードローラとを制御する加工プログラムのデータに基づき、アンコイラのリールに貯蔵されている線材を前記フィードローラへ供給するリールの回転速度を制御する線材加工機の線材送り装置であって、
前記加工プログラムに基づき前記フィードローラにより供給される線材の供給速度と前記リールから繰出される線材の供給速度との速度差により前記フィードローラと前記リールとの間において前記線材のループ長が変化することにより２個の定位置ローラ間で上下移動する可動ローラの位置を測定するループ検出機構を設けるとともに、
前記２個の定位置ローラ間の距離ａと設定された測定周期Ｔごとに前記ループ検出機構で検出した今回の可動ローラ位置ｈ１と前回の可動ローラ位置ｈ０とから当該測定周期におけるループ長さの変化量ΔＬを演算するループ長さ演算部と、前記加工プログラムのデータに基づき求められた加工機側供給速度Ｖ１と前記ループ長さの変化量ΔＬと現在指示されているリール回転速度ω０と前記測定周期Ｔとからリール上に置かれた線材束の推定繰出し半径ｒを演算する推定繰出し半径演算部と、該線材束の推定繰出し半径ｒと前記加工機側供給速度Ｖ１とからリール側供給速度Ｖ２を前記加工機側供給速度Ｖ１に追従させるための次回のリール回転速度ωを演算するリール回転速度演算部とを含む数値制御手段を設け、
前記次回のリール回転速度ωをもとに前記リールを駆動するサーボモータの回転速度を制御し、前記リール側供給速度Ｖ２を前記加工機側供給速度Ｖ１に追従させるように構成したことを特徴とする線材加工機の線材送り装置。
【請求項２】
前記加工プログラムのデータに基づき求めた加工機側供給速度Ｖ１は、前記加工プログラムから指示された制御周期ごとの各線材供給速度値について、今回より過去に向かった所定数の連続値の平均として求められる移動平均速度であることを特徴とする請求項１に記載の線材加工機の線材送り装置。
【請求項３】
前記数値制御手段には、測定した今回の可動ローラ位置ｈ１が設定の上限可動ローラ位置ｈ１２よりも上のときには前記次回のリール回転速度ωに設定の加速回転速度Δω１を加算するように指令し、または、今回の可動ローラ位置ｈ１が設定の下限可動ローラ位置ｈ２２よりも下のときには前記次回のリール回転速度ωに設定の減速回転速度Δω２を加算するように指令する可動ローラ位置判定部と、該可動ローラ位置判定部から指令があったときには前記次回のリール回転速度ωに前記加速回転速度Δω１または減速回転速度Δω２を加算して出力する回転速度操作部を含むことを特徴とする請求項１、２に記載の線材加工機の線材送り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線材加工機の加工部とこの加工部の加工速度に対応して線材を供給するフィードローラとを制御する加工プログラムにもとづき、アンコイラのリールに貯蔵されている線材を前記フィードローラへ供給するリールの回転速度を制御する線材加工機の線材送り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、例えば、特許文献１に開示された材料素線間欠送り出し装置や、非特許文献１に開示されたオートターンテーブルなどが知られている。まず、特許文献１の発明は図６に示すように、素線コイルテーブル（本願発明のリールに相当。以下、リールという）１０１の近傍に素線引張り検出センサ１１１を設けたものである。素線引張り検出センサ１１１は、レバータイプのリミットスイッチを用い、レバーの先端をコイル状にした輪の中に素線１１２を通し、このレバーが素線１１２により引っ張られることでリミットスイッチがＯＮし、レバーが中立点へ戻ることでリミットスイッチがＯＦＦする構成である。
【０００３】
そして、加工機側線材が不足すると、レバーが素線１１２により引っ張られてリミットスイッチがＯＮし、リール１０１を駆動する図示しないモータが回転することで素線１１２が送り出される。素線１１２が十分送り出されてリミットスイッチが中立点へ戻ると、リミットスイッチがＯＦＦしてリール１０１を停止させ、素線１１２の送り出しを停止させるものである。
【０００４】
この特許文献１の発明においては、リール１０１の回転起動と停止とを繰り返して間欠的に送り出すものであるから、頻繁に繰り返される起動・停止時の衝撃によりリール１０１上に載置された線材束がばらけやすく、線材相互が絡むなどの問題があった。また、線材束の繰出し半径は刻々変化し、かつ、加工機側線材供給速度は１個のワークを加工する１サイクル中に変化することが多いが、リール１０１から送り出される線材の供給速度が制御できないので、線材が過剰に送り出されて線材相互が絡んだり、線材の送り出し量が不足して異常張力により線材束に線材が食い込むなどの問題があった。
【０００５】
次いで、非特許文献１の技術は図７に示すように、ターンテーブル（本願発明のリールに相当。以下、リールという）２０１の近傍にテンションユニット２１１を設けたものである。テンションユニット２１１は、テンションレバー２２１の揺動により回動される図示しない角度センサを用い、テンションレバー２２１の先端を環状に形成した中に線材２１２を通し、テンションレバー２２１の先端が線材２１２により引っ張られることで、テンションレバー２２１の揺動軸に連結された角度センサが待機位置から回動を開始してＯＮ信号を出力し、テンションレバー２２１が、図示しないばねにより付勢されて待機位置に戻ることによりＯＦＦ信号を出力する構成である。
【０００６】
この構成において加工機側の線材が不足すると、テンションレバー２２１が線材２１２により引っ張られて、角度センサのＯＮ信号によりリール２０１を駆動する図示しないモータが回転することで線材２１２が送り出される。線材２１２が十分送り出されてテンションレバー２２１が待機位置に戻ると、ＯＦＦ信号を出力してリール２０１を停止させ、線材２１２の送り出しを停止させるものである。なお、角度センサからＯＮ信号を出力中には、テンションレバー２２１の揺動角度に対応してモータの回転速度を変速制御できる。
【０００７】
上記のようにリール２０１を起動・停止させる制御の他に、テンションレバー２２１が待機位置に戻ってもモータを停止させずに、設定の最低回転速度を維持して連続回転させることができる。そして、モータが設定の最低回転速度で回転中に加工機側の線材が不足すると、テンションレバー２２１が線材２１２により引っ張られて、角度センサのＯＮ信号によりモータの回転速度を設定の最低回転速度よりもテンションレバー２２１の揺動角度に対応して増速させ、リール２０１から供給する線材供給速度を加速させる。線材２１２が十分送り出されてテンションレバー２２１が待機位置側へ揺動すると、揺動角度に対応してモータの回転速度を減速させ、テンションレバー２２１が待機位置に戻るとリール２０１を設定の最低回転速度で連続回転させるものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−８５６６７号公報（第２頁、第１−３図）
【非特許文献１】
コイルマスター工業株式会社　ＡＵＴＯ・ＴＵＲＮ・ＴＡＢＬＥ取扱説明書、１９９９年１月改定第３版（第３項、第７項）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記、非特許文献１の技術によれば、特許文献１の発明のようにリールを停止状態から起動したり、所定の回転速度から停止させないので、頻繁に繰り返される起動・停止時の衝撃によりリール上の線材束がばらけたり、線材相互が絡むことなどを緩和することができる。しかしながら、加工機側の加工速度が変わり加工機側から必要とされる線材供給速度が大きく変化する場合や、リール上の線材束の内外径の差が大きい場合や、数種類の内外径の線材束を取り替えながら使用する場合には、リールからの繰り出し量が加工機側の要求量に対して不足したり過剰になったりして対応できなかったり、対応できたとしても増減速制御を頻繁にしなければならず頻繁に繰り返される増減速時の衝撃によりリール上の線材束がばらけやすく、線材相互が絡むなどの問題があった。このため、アンコイラを加工機側の要求量に合わせて交換するか、交換するまでもなくとも加工速度や線材束の半径に合わせてリールの速度設定をその都度設定し直すかの面倒な手順が必要であった。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、加工機側加工速度が変わり加工機側から必要とされる線材供給速度が大きく変化する場合や、リール上の線材束の内外径の差が大きい場合や、数種類の内外径の大きく異なる線材束を交換して使用する場合に、アンコイラを加工機側要求量に合わせて交換する必要がなく、また、加工速度や線材束の半径に合わせてリールの速度設定をその都度設定し直す必要がない線材加工機の線材送り装置を供給しようとするものである。また、頻繁に繰り返される起動・停止時の衝撃によりリール上の線材束がばらけやすく、線材相互が絡む問題、リールからの線材供給量が過剰に送り出されて線材相互が絡んだり、線材の送り出し量が不足して異常張力により線材束に線材が食い込む問題などを解決しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、線材加工機の加工部とこの加工部へ線材を供給するフィードローラとを制御する加工プログラムのデータに基づき、アンコイラのリールに貯蔵されている線材を前記フィードローラへ供給するリールの回転速度を制御する線材加工機の線材送り装置であって、前記加工プログラムに基づき前記フィードローラにより供給される線材の供給速度と前記リールから繰出される線材の供給速度との速度差により前記フィードローラと前記リールとの間において前記線材のループ長が変化することにより２個の定位置ローラ間で上下移動する可動ローラの位置を測定するループ検出機構を設けるとともに、前記２個の定位置ローラ間の距離ａと設定された測定周期Ｔごとに前記ループ検出機構で検出した今回の可動ローラ位置ｈ１と前回の可動ローラ位置ｈ０とから当該測定周期におけるループ長さの変化量ΔＬを演算するループ長さ演算部と、前記加工プログラムのデータに基づき求められた加工機側供給速度Ｖ１と前記ループ長さの変化量ΔＬと現在指示されているリール回転速度ω０と前記測定周期Ｔとからリール上に置かれた線材束の推定繰出し半径ｒを演算する推定繰出し半径演算部と、該線材束の推定繰出し半径ｒと前記加工機側供給速度Ｖ１とからリール側供給速度Ｖ２を前記加工機側供給速度Ｖ１に追従させるための次回のリール回転速度ωを演算するリール回転速度演算部とを含む数値制御手段を設け、前記次回のリール回転速度ωをもとに前記リールを駆動するサーボモータの回転速度を制御し、前記リール側供給速度Ｖ２を前記加工機側供給速度Ｖ１に追従させるように構成したものである。
【００１２】
上記課題を解決するために請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の線材加工機の線材送り装置において、前記加工プログラムのデータに基づき求めた加工機側供給速度Ｖ１は、前記加工プログラムから指示された制御周期ごとの各線材供給速度値について、今回より過去に向かった所定数の連続値の平均として求められる移動平均速度であるようにしたものである。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項３に記載の発明は、請求項１、２に記載の線材加工機の線材送り装置において、前記数値制御手段には、測定した今回の可動ローラ位置ｈ１が設定の上限可動ローラ位置ｈ１２よりも上のときには前記次回のリール回転速度ωに設定の加速回転速度Δω１を加算するように指令し、または、今回の可動ローラ位置ｈ１が設定の下限可動ローラ位置ｈ２２よりも下のときには前記次回のリール回転速度ωに設定の減速回転速度Δω２を加算するように指令する可動ローラ位置判定部と、該可動ローラ位置判定部から指令があったときには前記次回のリール回転速度ωに前記加速回転速度Δω１または減速回転速度Δω２を加算して出力する回転速度操作部を含むようにしたものである。
【００１４】
請求項１の発明によれば、推定繰出し半径演算部において、加工機側供給速度Ｖ１、ループ長さの変化量ΔＬ、現在のリール回転速度ω０および設定の測定周期Ｔからリール上に置かれた線材束の推定繰出し半径ｒを演算し、さらに、リール回転速度演算部において、線材束の繰出し半径をこの推定繰出し半径ｒとして加工機側の供給速度Ｖ１に対応するよう次回のリール回転速度ωを演算するようにしたので、フィードローラにより供給される線材の供給速度に追従する供給速度Ｖ２で線材をリールから連続的に送り出すことができ、また、起動・停止を繰り返す必要がなくなる。
【００１５】
そして、請求項２の発明によれば、前記加工プログラムのデータに基づき求めた加工機側供給速度Ｖ１は、加工プログラムから指示された制御周期ごとの各線材供給速度値について、今回より過去に向かった所定数の連続値の平均として求められる移動平均速度であるようにしたので、より滑らかにリール回転速度を制御することができる。
【００１６】
また、請求項３の発明によれば、可動ローラ位置判定部において、測定した今回の可動ローラ位置ｈ１が設定の上限可動ローラ位置ｈ１２よりも上のときには設定の加速回転速度Δω１（正の数値）を加算するように指令し、今回の可動ローラ位置ｈ１が設定の下限可動ローラ位置ｈ２２よりも下のときには設定の減速回転速度Δω２（負の数値）を加算するように指令する構成にしたので、可動ローラ位置ｈ１が万一、異常な可動ローラ位置に達しても設定の上下限位置高さ内に戻すべく自動的に調整することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の線材加工機の線材送り装置に係る実施の形態について、図１〜図５を参照して以下のとおり説明する。図１は本例に係る線材加工機の線材送り装置を示す斜視図、図２は線材送り装置とループ検出機構との関係を示す模式図、図３は可動ローラ位置が異常な場合のループ検出機構を示す模式図、図４は制御ブロック図、図５はフローチャートである。
【００１８】
線材加工機の線材送り装置は図１に示すように、線材Ｓに曲げ加工やコイリング加工などをする線材加工機１と、この線材加工機１に線材Ｓを供給するアンコイラ２と、これらの中間に設けられて可動ローラ位置を検出するループ検出機構３と、線材加工機１とアンコイラ２とを関連的に制御する数値制御装置４とから構成されている。まず、線材加工機１は、線材Ｓに各種の加工をする加工機構１１が、機枠上部に設けられている。この加工機構１１に供給する線材Ｓは、加工機側サーボモータ１３により駆動される一対のフィードローラ１２，１２に挟持され、その回転送りにより加工機構１１へ供給される。
【００１９】
次にアンコイラ２は、リール台２１上に支柱２２が立設され、この支柱２２の軸心を中心に回転可能に支持された回転軸２７の上端には、上面に線材束Ｃを載置可能な円板状に形成されたリール２３が、回転軸２７と一体的に回転可能に止着されている。また、回転軸２７の中間位置には、ウオームホイール２４が一体的に回転可能に止着され、このウオームホイール２４には、リール側サーボモータ２６により駆動されるウオーム２５が噛合するように設けられている。
【００２０】
次にループ検出機構３は、検出台３１上に検出枠３２が立設され、この検出枠３２には可動ローラ３３が上下移動可能に設けられ、可動ローラ３３は、引張りばね３４により下方に付勢されている。また、検出枠３２には、可動ローラ３３の上下位置を検出する直進性のループセンサ３５が内蔵されている。
【００２１】
そして、可動ローラ３３よりも上方位置には、線材加工機１側の定位置ローラ３６とアンコイラ２側の定位置ローラ３７とが同一水平線上に固定位置に設けられ、リール２３上の線材束Ｃから繰出される線材Ｓは、定位置ローラ３７、可動ローラ３３、定位置ローラ３６の案内でループを形成して一対のフィードローラ１２，１２へ供給される。なお、可動ローラ３３の上下位置は、図２に示す定位置ローラ３６の中心位置に対する可動ローラ３３の中心位置までの鉛直距離で示す。可動ローラ３３のこの鉛直距離が小さいほうが可動ローラ３３は上方に位置し、この鉛直距離が大きいほうが可動ローラ３３は下方に位置する。
【００２２】
次に数値制御装置４は、後述する各種記憶部、各種演算部や各種制御部を含むＣＰＵ４０と、線材加工機１に設けられた加工機構１１の図示しない各加工工具や一対のフィードローラ１２，１２を駆動制御する複数の加工機制御ドライバ４１と、アンコイラ２のリール２３を駆動するサーボモータ２６を制御するリール制御ドライバ４２とから構成されている。ＣＰＵ４０は図４に示すように構成されており、この中で移動平均速度演算部５１においては、加工プログラムにもとづく供給速度が制御周期１ｍｓ（ミリ秒）ごとに出力され非常に脈動しているため、リール２３の制御に適した更に長い周期１ｓでの連続値において、今回より過去に向かった所定数１０００個の連続値の移動平均速度として平均化された加工機側供給速度Ｖ１を算出する。
【００２３】
ループ長さ演算部５６においては、記憶部５５に記憶されている前回の可動ローラ位置ｈ０と、ループセンサ３５により検出された今回の可動ローラ位置ｈ１と、図２に示す定位置ローラ３６と定位置ローラ３７との中心間距離ａ（一定数）とから、数１に示す数式によりループ長さの変化量ΔＬを算出する。この数式は近似式であるが、定位置ローラ径がｈ０、ｈ１に比べて制御上無視できるほどに小さいため、実用上支障ない。推定繰出し半径演算部５２においては、移動平均速度演算部５１で算出された平均化された加工機側供給速度Ｖ１と、ループ長さ演算部５６で算出されたループ長さの変化量ΔＬと、現在のリール回転速度ω０と、設定の測定周期Ｔとから、数２に示す数式により線材束Ｃの推定繰出し半径ｒを算出する。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
【数２】
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【００２６】
リール回転速度演算部５３においては、移動平均速度演算部５１で算出された供給速度Ｖ１と、推定繰出し半径演算部５２で算出された線材束の推定繰出し半径ｒとから、数３に示す数式により加工機側供給速度Ｖ１に対応するよう次回のリール回転速度ωを算出する。可動ローラ位置判定部５７においては、記憶部５５Ａに記憶された今回の可動ローラ位置ｈ１が、図３に示す設定の上極限可動ローラ位置ｈ１１に対してｈ１＜ｈ１１である異常位置にある場合には、設定の加速回転速度Δω１を加算する信号を出力し、また、今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の下極限可動ローラ位置ｈ２１に対してｈ１＞ｈ２１である異常位置にある場合には、設定の減速回転速度Δω２を加算する信号を出力する。
【００２７】
【数３】
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【００２８】
回転速度操作部５４においては、リール回転速度演算部５３で算出された次回のリール回転速度ωは、可動ローラ位置判定部５７から一定な設定値の加速回転速度Δω１が出力された場合は設定の加速回転速度Δω１を加算した値ω＋Δω１に置換され、減速回転速度Δω２が出力された場合は設定の減速回転速度Δω２を加算した値ω＋Δω２に置換されて出力される。また、可動ローラ位置判定部５７から加速回転速度Δω１、減速回転速度Δω２のいずれも出力されない場合は、リール回転速度演算部５３で演算されたリール回転速度ωの値がそのまま出力される。
【００２９】
このように構成された本例の装置は、加工プログラムにもとづきＣＰＵ４０で処理された制御信号により、複数の加工機制御ドライバ４１の各指令で線材加工機１の各加工工具や線材供給などが作動制御される。そのうち、加工機構１１で必要な線材Ｓの供給速度は、加工プログラムにもとづき制御周期１ｍｓごとに、フィードローラ制御ドライバ４１Ａにより制御される加工機側サーボモータ１３により回転速度を制御される一対のフィードローラ１２，１２の回転により与えられる。
【００３０】
同時に、加工プログラムにもとづき制御周期１ｍｓごとに制御される線材供給速度値をもとに、周期１ｓごとの平均化された加工機側供給速度Ｖ１が移動平均速度演算部５１で算出され、この平均化された加工機側供給速度Ｖ１とループ長さ演算部５６で算出されたループ長さの変化量ΔＬと現在のリール回転速度ω０と測定周期Ｔとから、推定繰出し半径演算部５２で線材束の推定繰出し半径ｒを求め、さらにこの推定繰出し半径ｒと先程の平均化された加工機側供給速度Ｖ１とから、リール側供給速度Ｖ２が平均化された加工機側供給速度Ｖ１になるように、次回のリール回転速度ωが求められる。このとき、今回の可動ローラ位置ｈ１が異常位置にある場合には、回転速度操作部５４で、この次回のリール回転速度ωは加速回転速度Δω１または減速回転速度Δω２を加算した値ω＋Δω１、またはω＋Δω２に置換される。
【００３１】
このようにして求められた次回のリール回転速度ωをもとに、リール制御ドライバ４２からリール側サーボモータ２６に回転速度指令が与えられ、リール２３の回転速度がωになるよう制御される。したがって、リールから供給される線材の供給速度は平均化された加工機側供給速度Ｖ１と同じ供給速度で供給されることになる。また、加速回転速度Δω１または減速回転速度Δω２が加算されていたときには、リールから供給される線材の供給速度Ｖ２の速度がその分変わり可動ローラ位置が正常位置に修正される。
【００３２】
このように、平均化された加工機側供給速度Ｖ１やリールの繰出し半径ｒが変化しても、そのときの速度差によるループ長さの変化量ΔＬからリールの繰出し半径ｒを推定し、その半径ｒと平均化された加工機側供給速度Ｖ１に応じた次回のリール回転速度ωを求めるようにしたので、線材供給速度Ｖ２は加工機側供給速度に自動的に追従することが可能となる。したがって、リールから繰り出される線材の供給速度は、線材束径の全範囲に亘って加工機側の線材Ｓの供給速度に自動的に追従した速度で繰出される。
【００３３】
また、加工機側の加工プログラムによる線材Ｓの供給速度とリール側供給速度Ｖ２とに速度差が生じると、ループ検出機構３の可動ローラ３３が上下移動し、ループセンサ３５により測定周期での可動ローラ位置を検出する。そして、前回の可動ローラ位置ｈ０と今回の可動ローラ位置ｈ１とからループ長さの変化量ΔＬが求められ、更に線材束の推定繰出し半径ｒが求められ、現在のリール回転速度ω０などから、リール側回転速度ωが再度求められる。加工機側供給速度に追従可能なリール２３の回転速度ωを求めて、リール制御ドライバ４２の指令でリール側サーボモータ２６の回転速度を制御するものである。このように加工機側供給速度とリール側供給速度Ｖ２とに速度差が生じても、そのときの可動ローラ位置の変化を検出しリールの回転速度が自動的に変更されるので、リール側から繰り出される線材は自動的に加工機側の線材Ｓの供給速度に追従した速度で繰出される。
【００３４】
引き続いて、本例の装置の検出、演算、制御に係る作動手順について図５を基に説明する。なお、以下の説明に用いる符号の各単位は、中心間距離ａ（ｍｍ）、可動ローラ位置ｈ（ｍｍ）、ループ長さの変化量ΔＬ（ｍｍ）、線材束の推定繰出し半径ｒ（ｍｍ）、測定周期Ｔ（ｓ）、供給速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）、リール回転速度ω（ｒａｄ／ｓ）である。
【００３５】
装置がスタートすると、ステップＳ０において、推定繰出し半径演算部５２に記憶されている現在のリール回転速度ω０の値は、先のサイクルにおいて次回のリール回転速度であったωの値に更新され記憶される。また、同様に記憶部５５に記憶されている前回の可動ローラ位置ｈ０の値は先のサイクルにおいて今回の可動ローラ位置であったｈ１の値に更新され記憶される。つぎに、Ｓ１において、ループセンサ３５により今回の可動ローラ位置ｈ１を検出し、ループ長さ演算部５６に入力しておく。
【００３６】
次のステップＳ２において、加工プログラムから指示される制御周期ごとの線材供給速度値をもとに移動平均速度演算部５１において、平均化された加工機側供給速度Ｖ１を算出し推定繰出し半径演算部５２に出力される。この平均化された加工機側供給速度Ｖ１は、加工プログラムにもとづく供給速度が制御周期１ｍｓ（ミリ秒）ごとに出力され非常に脈動しているため、リール２３の制御に適した更に長い周期１ｓでの連続値の移動平均された供給速度である。
【００３７】
次のステップＳ３において、ループ長さ演算部５６においてループ長さの変化量ΔＬを算出し推定繰出し半径演算部５２に出力する。この変化量ΔＬは、記憶部５５に記憶されている前回の可動ローラ位置ｈ０（前サイクルにおける今回の可動ローラ位置ｈ１の値）と、ステップＳ１においてループセンサ３５により検出された今回の可動ローラ位置ｈ１と、図２に示す定位置ローラ３６と定位置ローラ３７との中心間距離ａ（一定数）とから、数１に示す数式により算出する。
【００３８】
次のステップＳ４において、推定繰出し半径演算部５２において線材束Ｃの推定繰出し半径ｒを算出しリール回転速度演算部５３へ出力する。この推定繰出し半径ｒは、移動平均速度演算部５１において算出された平均化された加工機側供給速度Ｖ１と、ループ長さ演算部５６において算出されたループ長さの変化量ΔＬと、現在のリール回転速度ω０と、設定の測定周期Ｔとから、数２に示す数式により算出する。
【００３９】
次のステップＳ５において、リール回転速度演算部５３において平均化された加工機側供給速度Ｖ１および線材束の推定繰出し半径ｒに対応する次回のリール回転速度ωを算出し回転速度操作部５４へ出力する。この次回のリール回転速度ωは、ステップＳ２において移動平均速度演算部５１で算出された平均化された加工機側供給速度Ｖ１と、ステップＳ４において推定繰出し半径演算部５２で算出された推定繰出し半径ｒとから、数３に示す数式により算出する。
【００４０】
次のステップＳ６において、可動ローラ位置判定部５７において今回の可動ローラ位置ｈ１が、図３に示す設定の上極限可動ローラ位置ｈ１１に対して、稼動ローラ３３が定位置ローラ３６，３７側にあるか、すなわちｈ１＜ｈ１１であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は次のステップＳ７に進み、加速フラグＡＣＣを信号有りの１に設定する。この加速フラグＡＣＣを信号有りの１に設定することにより、ステップＳ５において算出した次回のリール回転速度ωは、設定の加速回転速度Δω１を加算した値ω＋Δω１に置換することができ、リール２３からの線材送りを早くして可動ローラ３３の位置をｈ１１よりも下方へ調整することができる。また、ステップＳ６でｎｏの場合は、次のステップＳ７をジャンプしてステップＳ８に進む。
【００４１】
次のステップＳ８において、可動ローラ位置判定部５７で今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の上限可動ローラ位置ｈ１２に対してｈ１＞ｈ１２であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は可動ローラ位置ｈ１が正常の範囲に入ったと判断し次のステップＳ９に進み、加速フラグＡＣＣを信号なしの０にクリアする。この加速フラグＡＣＣを信号なしの０にクリアすることにより、ステップＳ５において算出した次回のリール回転速度ωには何も加算されず、リール回転速度ωはそのまま保持され、可動ローラ３３の位置をｈ１２よりも下方に維持することができる。また、ステップＳ８でｎｏの場合は、加速フラグＡＣＣを信号有りの１にしたまま次のステップＳ９をジャンプしてステップＳ１０に進む。
【００４２】
次のステップＳ１０において、可動ローラ位置判定部５７で今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の下極限可動ローラ位置ｈ２１に対してｈ１＞ｈ２１であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は次のステップＳ１１に進み、減速フラグＤＥＣを信号有りの１に設定する。この減速フラグＤＥＣを信号有りの１に設定することにより、ステップＳ５において算出した次回のリール回転速度ωは、設定の減速回転速度Δω２を加算した値ω＋Δω２に置換することができ、可動ローラ３３の位置をｈ２１よりも上方へ調整することができる。また、ステップＳ１０でｎｏの場合は次のステップＳ１１をジャンプしてステップＳ１２に進む。
【００４３】
次のステップＳ１２において、可動ローラ位置判定部５７で今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の下限可動ローラ位置ｈ２２に対してｈ１＜ｈ２２であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は可動ローラ位置ｈ１が正常の範囲に入ったと判断し次のステップＳ１３に進み、減速フラグＤＥＣを信号なしの０にクリアする。この減速フラグＤＥＣを信号なしの０にクリアすることにより、ステップＳ５において算出した次回のリール回転速度ωには何も加算されず、リール回転速度ωはそのまま保持され、可動ローラ３３の位置をｈ２２よりも上方で維持することができる。また、ステップＳ１２でｎｏの場合は、減速フラグＤＥＣを信号有りの１に保持したまま次のステップＳ１３をジャンプしてステップＳ１４に進む。
【００４４】
次のステップＳ１４において、可動ローラ位置判定部５７に加速フラグＡＣＣが信号有りの１に設定されているか否かが確認され、ｙｅｓの場合は次のステップＳ１５に進み、回転速度操作部５４において次回のリール回転速度ωは設定の加速回転速度Δω１を加算した値ω＋Δω１に置換され、次回の制御値として図１に示すリール制御ドライバ４２へ伝送される。すなわち、この次回のリール回転速度ωは、ステップＳ５においてリール回転速度演算部５３で算出された次回のリール回転速度ωに一定な設定値の加速回転速度Δω１を加算した値に置換される。
【００４５】
また、ステップＳ１４でｎｏの場合はステップＳ１６において、可動ローラ位置判定部５７に減速フラグＤＥＣが信号有りの１に設定されているか否かが確認され、ｙｅｓの場合は次のステップＳ１７に進み、回転速度操作部５４において次回のリール回転速度ωは、設定の減速回転速度Δω２を加算した値に置換され、次回の制御値として図１に示すリール制御ドライバ４２へ伝送される。すなわち、このリール回転速度ωは、ステップＳ５においてリール回転速度演算部５３で算出された次回のリール回転速度ωに、一定な設定値の減速回転速度Δω２を加算した値に置換される。
【００４６】
なお、ステップＳ１６でｎｏの場合は、可動ローラ位置判定部５７に加速フラグＡＣＣ、減速フラグＤＥＣのいずれも信号なしの０にクリアされているから、一定な設定値の加速回転速度Δω１、減速回転速度Δω２のいずれも加算されず、次回のリール回転速度ωはそのまま保持され今回の制御値として、図１に示すリール制御ドライバ４２へ伝送する。
【００４７】
次のステップＳ１８において、上記のようにして求められた次回のリール回転速度ωにもとづきリール制御ドライバ４２の指令で、リール２３を駆動するリール側サーボモータ２６の回転速度を制御し、リール２３のリール回転速度がωになるよう回転制御される。その結果、供給速度Ｖ２は線材束の推定繰出し半径ｒと次回のリール回転速度ωの積で求められる速度でリール側から繰り出され、平均化された加工機側供給速度Ｖ１になるように制御される。このように、リールの回転速度は線材の供給速度Ｖ２を平均化された加工機側供給速度Ｖ１になるように制御されるとともに、図３に示す可動ローラ３３の上下位置が設定の上限可動ローラ位置ｈ１２と下限可動ローラ位置ｈ２２との間を維持するように制御されて、制御の１サイクルを終え、このサイクルが繰り返される。
【００４８】
なお、本発明に係る線材加工機の線材送り装置は、上述した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてさまざまな形態に構成することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、上述したように構成したので、以下に記載するような効果を奏する。
【００５０】
この発明によれば、フィードローラにより供給される線材の供給速度とリールから繰出される線材の供給速度との速度差によるループ長さの変化量と現在のリール回転速度ω０から求めた線材束の推定繰出し半径と、加工プログラムのデータに基づき求められた加工機側供給速度とから、リール回転速度演算部において加工機側供給速度に対応する次回のリール回転速度を演算し、リールから供給される線材の供給速度を過不足なく自動的に制御するようにしたので、加工機側加工速度が変わったり、線材束の内外径の差が大きい場合や、数種類の内外径の大きく異なる線材束を交換して使用する場合にも、アンコイラを交換したり、アンコイラの速度調整を都度調整し直す必要がなくなり、生産コストが下がり、作業性がよくなる。また、リールを頻繁に起動・停止する必要がなくなり、リール上の線材束がばらけたり、線材相互が絡むことなどを防止して、生産性の向上と品質の向上を図ることができる。
【００５１】
さらに、線材の供給速度は、加工プログラムから指示された制御周期ごとの各線材供給速度値を所定数の連続値の平均として求めたので、滑らで安定した線材の供給が可能となりトラブルを防止でき生産性の向上と品質の向上を図ることができる。
【００５２】
また、今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の上限可動ローラ位置ｈ１２よりも上のときには設定の加速回転速度Δω１を加算するように、または、設定の下限可動ローラ位置ｈ２２よりも下のときには設定の減速回転速度Δω２を加算するように可動ローラ位置判定部から指令するようにしたので、今回の可動ローラ位置ｈ１が万一、異常な可動ローラ位置に達しても設定の上下限位置内に戻すべく調整し、リールからの線材供給量が過剰に送り出されて線材相互が絡んだり、線材の送り出し量が不足して異常張力により線材束に線材が食い込むことなどを防止して、生産性の向上と品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る線材加工機の線材送り装置を示す斜視図である。
【図２】同じく、線材送り装置とループ検出機構との関係を示す模式図である。
【図３】同じく、可動ローラ位置が異常な場合のループ検出機構を示す模式図である。
【図４】同じく、制御ブロック図である。
【図５】同じく、フローチャートである。
【図６】従来技術の特許文献１に開示された材料素線間欠送り出し装置の使用状態を示す平面図である。
【図７】従来技術の非特許文献１に開示されたオートターンテーブルを示す側面図である。
【符号の説明】
１　線材加工機
２　アンコイラ
３　ループ検出機構
４　数値制御装置
１１　加工機構
１３　加工機側サーボモータ
２３　リール
２６　リール側サーボモータ
３３　可動ローラ
３５　ループセンサ
５１　移動平均速度演算部
５２　推定繰出し半径演算部
５３　リール回転速度演算部
５４　回転速度操作部
５６　ループ長さ演算部
５７　可動ローラ位置判定部
Ｃ　線材束
ΔＬ　ループ長さの変化量
ｒ　線材束の推定繰出し半径
Ｓ　線材
Ｖ１　平均化された加工機側供給速度
Ｖ２　リール側供給速度
ω　次回のリール回転速度
ω０　現在のリール回転速度
ｈ０　前回の可動ローラ位置
ｈ１　今回の可動ローラ位置
【図１】
2004122204.tif 000006
【図２】
2004122204.tif 000007
【図３】
2004122204.tif 000008
【図４】
2004122204.tif 000009
【図５】
2004122204.tif 000010
【図６】
2004122204.tif 000011
【図７】
2004122204.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月17日(2002.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
装置がスタートすると、ステップＳ１において、推定繰出し半径演算部５２に記憶されている現在のリール回転速度ω０の値は、先のサイクルにおいて次回のリール回転速度であったωの値に更新され記憶される。また、同様に記憶部５５に記憶されている前回の可動ローラ位置ｈ０の値は先のサイクルにおいて今回の可動ローラ位置であったｈ１の値に更新され記憶される。つぎに、Ｓ２において、ループセンサ３５により今回の可動ローラ位置ｈ１を検出し、ループ長さ演算部５６に入力しておく。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
次のステップＳ３において、加工プログラムから指示される制御周期ごとの線材供給速度値をもとに移動平均速度演算部５１において、平均化された加工機側供給速度Ｖ１を算出し推定繰出し半径演算部５２に出力される。この平均化された加工機側供給速度Ｖ１は、加工プログラムにもとづく供給速度が制御周期１ｍｓ（ミリ秒）ごとに出力され非常に脈動しているため、リール２３の制御に適した更に長い周期１ｓでの連続値の移動平均された供給速度である。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
次のステップＳ４において、ループ長さ演算部５６においてループ長さの変化量ΔＬを算出し推定繰出し半径演算部５２に出力する。この変化量ΔＬは、記憶部５５に記憶されている前回の可動ローラ位置ｈ０（前サイクルにおける今回の可動ローラ位置ｈ１の値）と、ステップＳ２においてループセンサ３５により検出された今回の可動ローラ位置ｈ１と、図２に示す定位置ローラ３６と定位置ローラ３７との中心間距離ａ（一定数）とから、数１に示す数式により算出する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次のステップＳ５において、推定繰出し半径演算部５２において線材束Ｃの推定繰出し半径ｒを算出しリール回転速度演算部５３へ出力する。この推定繰出し半径ｒは、移動平均速度演算部５１において算出された平均化された加工機側供給速度Ｖ１と、ループ長さ演算部５６において算出されたループ長さの変化量ΔＬと、現在のリール回転速度ω０と、設定の測定周期Ｔとから、数２に示す数式により算出する。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
次のステップＳ６において、リール回転速度演算部５３において平均化された加工機側供給速度Ｖ１および線材束の推定繰出し半径ｒに対応する次回のリール回転速度ωを算出し回転速度操作部５４へ出力する。この次回のリール回転速度ωは、ステップＳ３において移動平均速度演算部５１で算出された平均化された加工機側供給速度Ｖ１と、ステップＳ５において推定繰出し半径演算部５２で算出された推定繰出し半径ｒとから、数３に示す数式により算出する。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
次のステップＳ７において、可動ローラ位置判定部５７において今回の可動ローラ位置ｈ１が、図３に示す設定の上極限可動ローラ位置ｈ１１に対して、稼動ローラ３３が定位置ローラ３６，３７側にあるか、すなわちｈ１＜ｈ１１であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は次のステップＳ８に進み、加速フラグＡＣＣを信号有りの１に設定する。この加速フラグＡＣＣを信号有りの１に設定することにより、ステップＳ６において算出した次回のリール回転速度ωは、設定の加速回転速度Δω１を加算した値ω＋Δω１に置換することができ、リール２３からの線材送りを早くして可動ローラ３３の位置をｈ１１よりも下方へ調整することができる。また、ステップＳ７でｎｏの場合は、次のステップＳ８をジャンプしてステップＳ９に進む。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
次のステップＳ９において、可動ローラ位置判定部５７で今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の上限可動ローラ位置ｈ１２に対してｈ１＞ｈ１２であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は可動ローラ位置ｈ１が正常の範囲に入ったと判断し次のステップＳ１０に進み、加速フラグＡＣＣを信号なしの０にクリアする。この加速フラグＡＣＣを信号なしの０にクリアすることにより、ステップＳ６において算出した次回のリール回転速度ωには何も加算されず、リール回転速度ωはそのまま保持され、可動ローラ３３の位置をｈ１２よりも下方に維持することができる。また、ステップＳ９でｎｏの場合は、加速フラグＡＣＣを信号有りの１にしたまま次のステップＳ１０をジャンプしてステップＳ１１に進む。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
次のステップＳ１１において、可動ローラ位置判定部５７で今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の下極限可動ローラ位置ｈ２１に対してｈ１＞ｈ２１であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は次のステップＳ１２に進み、減速フラグＤＥＣを信号有りの１に設定する。この減速フラグＤＥＣを信号有りの１に設定することにより、ステップＳ６において算出した次回のリール回転速度ωは、設定の減速回転速度Δω２を加算した値ω＋Δω２に置換することができ、可動ローラ３３の位置をｈ２１よりも上方へ調整することができる。また、ステップＳ１１でｎｏの場合は次のステップＳ１２をジャンプしてステップＳ１３に進む。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
次のステップＳ１３において、可動ローラ位置判定部５７で今回の可動ローラ位置ｈ１が、設定の下限可動ローラ位置ｈ２２に対してｈ１＜ｈ２２であるか否かが確認され、ｙｅｓである場合は可動ローラ位置ｈ１が正常の範囲に入ったと判断し次のステップＳ１４に進み、減速フラグＤＥＣを信号なしの０にクリアする。この減速フラグＤＥＣを信号なしの０にクリアすることにより、ステップＳ６において算出した次回のリール回転速度ωには何も加算されず、リール回転速度ωはそのまま保持され、可動ローラ３３の位置をｈ２２よりも上方で維持することができる。また、ステップＳ１３でｎｏの場合は、減速フラグＤＥＣを信号有りの１に保持したまま次のステップＳ１４をジャンプしてステップＳ１５に進む。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
次のステップＳ１５において、可動ローラ位置判定部５７に加速フラグＡＣＣが信号有りの１に設定されているか否かが確認され、ｙｅｓの場合は次のステップＳ１６に進み、回転速度操作部５４において次回のリール回転速度ωは設定の加速回転速度Δω１を加算した値ω＋Δω１に置換され、次回の制御値として図１に示すリール制御ドライバ４２へ伝送される。すなわち、この次回のリール回転速度ωは、ステップＳ６においてリール回転速度演算部５３で算出された次回のリール回転速度ωに一定な設定値の加速回転速度Δω１を加算した値に置換される。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、ステップＳ１５でｎｏの場合はステップＳ１７において、可動ローラ位置判定部５７に減速フラグＤＥＣが信号有りの１に設定されているか否かが確認され、ｙｅｓの場合は次のステップＳ１８に進み、回転速度操作部５４において次回のリール回転速度ωは、設定の減速回転速度Δω２を加算した値に置換され、次回の制御値として図１に示すリール制御ドライバ４２へ伝送される。すなわち、このリール回転速度ωは、ステップＳ６においてリール回転速度演算部５３で算出された次回のリール回転速度ωに、一定な設定値の減速回転速度Δω２を加算した値に置換される。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
なお、ステップＳ１７でｎｏの場合は、可動ローラ位置判定部５７に加速フラグＡＣＣ、減速フラグＤＥＣのいずれも信号なしの０にクリアされているから、一定な設定値の加速回転速度Δω１、減速回転速度Δω２のいずれも加算されず、次回のリール回転速度ωはそのまま保持され今回の制御値として、図１に示すリール制御ドライバ４２へ伝送する。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
次のステップＳ１９において、上記のようにして求められた次回のリール回転速度ωにもとづきリール制御ドライバ４２の指令で、リール２３を駆動するリール側サーボモータ２６の回転速度を制御し、リール２３のリール回転速度がωになるよう回転制御される。その結果、供給速度Ｖ２は線材束の推定繰出し半径ｒと次回のリール回転速度ωの積で求められる速度でリール側から繰り出され、平均化された加工機側供給速度Ｖ１になるように制御される。このように、リールの回転速度は線材の供給速度Ｖ２を平均化された加工機側供給速度Ｖ１になるように制御されるとともに、図３に示す可動ローラ３３の上下位置が設定の上限可動ローラ位置ｈ１２と下限可動ローラ位置ｈ２２との間を維持するように制御されて、制御の１サイクルを終え、このサイクルが繰り返される。