(57)【要約】【課題】  線材の巻替え工程において、従来検出できなかった巻き状態の異常を高感度に検出し、結果として信頼性の高い線材製品を提供することを目的とする。【解決手段】  コイラーキャプスタンに巻かれた線材を下方に繰り出して落下させることにより線材の巻替えを行う工程を監視する巻替え工程監視システムにおいて、線材が落下中に所定の位置を通過する時間間隔を測定する第一の手段と、前記測定された時間間隔を時間間隔の基準値と比較する第二の手段を含み、前記比較の結果、前記巻替えを行う装置の状態が正常であるか否かの判断を行うことを特徴とする。さらに好ましくは、一定時間内に測定された前記時間間隔のデータについての統計値を算出し、前記算出した統計値を統計値に対する基準値と比較する第三の手段を含むものとする。前記第一の手段は、落下中の線材によりビームが反射されるように設置されたビームセンサーを用いて構成されることが望ましい。【選択図】  図１
2005224804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイラーキャプスタンに巻かれた線材を下方に繰り出して落下させることにより線材の巻替えを行う工程を監視する巻替え工程監視システムにおいて、線材が落下中に所定の位置を通過する時間間隔を測定する第一の手段と、前記第一の手段により測定された時間間隔を時間間隔の基準値と比較する第二の手段を含み、前記第二の手段での比較に基づいて、前記巻替えを行う装置の状態が正常であるか否かの判断を行うことを特徴とする巻替え工程監視システム。
【請求項２】
コイラーキャプスタンに巻かれた線材を下方に繰り出して落下させることにより線材の巻替えを行う工程を監視する巻替え工程監視システムにおいて、線材が落下中に所定の位置を通過する時間間隔を測定する第一の手段と、前記第一の手段により測定された時間間隔のデータの一定時間内における統計値を算出し、前記算出された統計値を統計値の基準値と比較する第二の手段を含み、前記第二の手段での比較に基づいて、前記巻替えを行う装置の状態が正常であるか否かの判断を行うことを特徴とする巻替え工程監視システム。
【請求項３】
前記第一の手段は、落下中の線材によりビームが反射されるように設置されたビームセンサーを用いて構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の巻替え工程監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材を巻替える際の巻替え異常を未然に防止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製缶用電極線などに使用される銅線は、通常、ペールパックと呼ばれる容器に巻き取られて市場に供給される。この銅線を製造する高速伸線ラインにおいては、図３（ａ）に示すように、伸線された線材１が一旦コイラーキャプスタン２に固く巻き取られる。コイラーキャプスタン２への巻き取りに際しては、垂直方向および水平方向のガイドシーブ８および９が回転することによりコイラーキャプスタン２に巻きつけられる。コイラーキャプスタン２の表面には、貯線量を調整するための機構として、コイラーキャプスタン２の半径に沿った例えば８方向からタッチロール３が押し当てられる。タッチロール３は、図３（ｂ）に示されるように、タッチロール支持部６および７に接続されており、タッチロール３がコイラーキャプスタン２の表面に押し当てられる位置はバネ５により微調整される（図３（ｂ））。但し、図１（ａ）においては、タッチロール支持部６、７およびバネ５は省略されている。コイラーキャプスタン２に巻き取られた線材は、順次下方に押し出されながら螺旋状に落下していき、ペールパック４中に緩く巻替えられた状態で製品となる。
【０００３】
ペールパック４に線材１を秩序正しく巻き取るためには、コイラーキャプスタン２に押し当てられるタッチロール３の位置が一定に保たれ、かつその位置や押し圧が８箇所のタッチロール間で均等であることが求められる。ところが、バネ５の経時劣化により、タッチロールの押し当て位置や押し圧が、時間と共に変化したりタッチロールの間でばらついたりすることにより、下方に線材が繰り出されるタイミングに変化が生じる結果、ペールパック４に収容される線材の巻き状態に乱れが生じることがある。このような乱れは、このペールパックがユーザで使用される際、線材の引き出しに支障が生じる原因となるため、問題となっていた。
【０００４】
線材の巻替えに際して監視を行う方法としては、たとえば特許文献１に、巻き枠Ａから別の巻き枠Ｂへ線材を巻きかえる際、線材が通過する箇所に電子ビームによるセンサーを設置し、線材が電子ビームを１回遮断する間に巻き枠Ａが所定回数回転した時に、線材のもつれが発生したと判定する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−５３４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された方法は、線材の巻替え中起こる顕著な異常を検出することを目的としているため、図３に示したような巻替え装置に使用しても、タッチロールの状態変化に起因する線材の巻き状態の微妙な乱れを検出することができず、このような乱れを持った製品が出荷されてしまうという問題があった。
【０００６】
上記に鑑み、本発明は、線材の巻替え工程において、従来検出できなかった巻き状態の異常を高感度に検出し、結果として信頼性の高い線材製品を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の一つは、コイラーキャプスタンに巻かれた線材を下方に繰り出して落下させることにより線材の巻替えを行う工程を監視する巻替え工程監視システムにおいて、線材が落下中に所定の位置を通過する時間間隔を測定する第一の手段と、前記第一の手段により測定された時間間隔を時間間隔の基準値と比較する第二の手段を含み、前記第二の手段での比較に基づいて、前記巻替えを行う装置の状態が正常であるか否かの判断を行うことを特徴とするものである。この判断により、巻替えを行う装置の状態を正常に保つための対策を適切なタイミングで講じることができる。
【０００８】
また、本発明の他の一つは、コイラーキャプスタンに巻かれた線材を下方に繰り出して落下させることにより線材の巻替えを行う工程を監視する巻替え工程監視システムにおいて、線材が落下中に所定の位置を通過する時間間隔を測定する第一の手段と、前記第一の手段により測定された時間間隔のデータの一定時間内における統計値を算出し、前記算出された統計値を統計値の基準値と比較する第二の手段を含み、前記第二の手段での比較に基づいて、前記巻替えを行う装置の状態が正常であるか否かの判断を行うことを特徴とするものである。これにより、前記巻替えを行う装置の状態が正常であるか否かの判断をより確かなものとすることができる。
【０００９】
第一の手段としては、落下中の線材によりビームが遮られるように設置されたビームセンサーを用いて構成されるものが好ましい。ビームセンサーの中でも、特にレーザ光を用いたレーザセンサーが高速応答性の観点から望ましい。
【００１０】
また、前記第二の手段は、たとえばシーケンサなどを用いて実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、巻替えを行う装置の状態を正常に保つための対策を適切なタイミングで講じることができるため、巻替えを秩序正しく行うことができ、信頼性の高い線材製品を提供することができる。したがって、本発明を利用すれば、たとえば線材製品の全長保証を行うことも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る巻替え装置および巻替え工程監視システムを示す模式図である。この巻替え装置１０は、従来のものと同様の構成であるため、従来の巻替え装置を示す図３と同一の符号を付して説明する。伸線された線材１が、回転するガイドシーブ８および９により、８方向からタッチロール３が押し当てられたコイラーキャプスタン２に固く巻き取られる。コイラーキャプスタン２に巻き取られた線材は、下方に押し出されながら螺旋状に落下していき、ペールパック４中に緩く巻替えられた状態で製品となる。
【００１４】
この巻替え装置１０を利用した線材の巻替えに、本発明の特徴である巻替え工程監視システムが適用されている。この巻替え工程監視システムは、４個のレーザセンサー１１〜１４、シーケンサ１５、記録計１６および表示装置１７からなっている。レーザセンサー１１〜１４は、略水平面内において互いに９０°をなす４方向から巻替え中の線材１が通過する位置にレーザビーム１１ａ〜１４ａを照射し、線材１による反射ビームを検出する。反射ビーム強度は、線材１がレーザビームを遮る時に強くなり、遮らない時にはほぼゼロとなる。検出された光のオン・オフ信号は、シーケンサ１５における各レーザセンサに対応したチャネルに送られる。シーケンサ１５は、レーザセンサ１１〜１４からの信号を各チャネルごとに処理し、前記オン・オフ信号から、線材がレーザビームを遮る時間間隔のデータを生成する。シーケンサ１５内において、この時間間隔のデータとあらかじめ決められた基準値との比較が行われ、時間間隔が基準値の周りの許容範囲を外れた場合には、その旨が表示装置１７に表示される。
【００１５】
時間間隔の基準値や許容範囲は、コイラーキャプスタン２の巻き径や回転速度といった装置固有のパラメータや、要求される監視精度などに基づいて決めるものとする。
【００１６】
この巻替え工程監視システムを利用すると、時間間隔が所定の範囲を外れたときには、タッチロール３の位置や押し圧が正常状態からずれている可能性が高いと判断することができ、タッチロール３の調整などの装置メンテナンスを行うなどの対策を講じることができる。
【００１７】
また、上では、線材がレーザビームを遮る時間間隔を基準値と比較したが、シーケンサ１５に、一定時間内に測定された時間間隔のデータについての統計値、たとえば標準偏差を算出させ、この標準偏差をあらかじめ決めた基準値と比較するようにしてもよい。この場合、算出された標準偏差が基準値を超えた場合には、その旨が表示装置１７に表示される。このようにすると、線材がビームを遮るタイミングのばらつきを評価することができるため、巻替え装置の状態が正常であるか否かの判断をより確かなものとすることができる。
【００１８】
また、上の標準偏差の代わりに、分散など他の種類の統計値を用いてもよい。
【００１９】
また、時間間隔による判断と、統計値による判断を併用すると、更に確かな判断を得ることができる。
【００２０】
さらに、判断基準を複数水準設定することも効果的である。たとえば、正常・要注意・異常の三段階の基準を設けて表示装置１７に表示させるようにし、「要注意」表示が出た場合には、ペールパック中の線材の巻き状態に異常が発生する予兆とみなして巻替え装置のメンテナンスを行うこととし、「異常」表示が出た場合には、ペールパック中の線材の巻き状態に異常が発生したと判断して出荷の対象から外すといった措置を取ることも考えられる。
【００２１】
ところで、本実施形態においては、コイラーキャプスタンから落下する線材に対して互いに９０°をなす４方向からレーザビームを照射するようにレーザセンサを設置したが、これは、複数の方向から均等に監視を行うことによって、監視を高精度なものとするためである。レーザセンサー相互の位置関係やレーザセンサの個数は、必ずしも上記のとおりでなくともよく、装置周りのスペースや要求される監視精度などに応じて適切に選択すればよい。
【００２２】
本実施形態の巻替え工程監視システムを使用して製造された線材製品における不良品発生頻度を、従来と比較して示す。図２は、ペールパックに収納された線材製品をユーザにて使用した際の異常発生頻度を月ごとに示した図である。ここで、異常発生頻度は、線材引き出し時におけるもつれなどの１０００コイル当たりの発生回数としている。従来、異常発生頻度は１０００コイルあたり２．５回程度であったが、本実施形態の巻替え工程監視システムの使用を開始した２００３年５月以降は異常発生頻度が激減し、１０００コイルあたり０．１３回程度となった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】は、本発明の実施形態に係る巻替え工程監視システムを使用した巻替え工程を説明する模式図である。
【図２】は、本実施形態の巻替え工程監視システムを使用して製造された線材製品における不良品発生頻度を、従来と比較したものを示すグラフである。
【図３】（ａ）は、従来の巻替え工程を説明する模式図である。（ｂ）は、（ａ）におけるタッチロール近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  線材
２  コイラーキャプスタン
３  タッチロール
４  ペールパック
５  バネ
６、７  タッチロール支持部
８、９  ガイドシーブ
１０  巻替え工程監視システム
１１〜１４  レーザセンサー
１１ａ〜１４ａ  レーザビーム
１５  シーケンサ
１６  記録計
１７  表示装置
【図１】
2005224804.tif 000003
【図２】
2005224804.tif 000004
【図３】
2005224804.tif 000005