(57)【要約】【課題】巻取品質の安定と生産性および品種切替性の向上を実現するアルミニウム電解コンデンサの巻取装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】試巻運転により自動作成された巻取運転パターン３７，４４を、巻取開始から陽および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取可能な陽極箔巻取有効タイミング３６と時間軸で完全一致させるために試巻結果の巻取運転パターン３７，４４の巻取総時間Ｔ０，Ｔ１と物理的に巻取が可能なタイミング時間Ｔとの比較結果から、試巻結果の巻取運転パターン３７，４４の巻取モータ高速回転速度Ｖ２，Ｖ３を±０．１％増減させた時の修正済み巻取運転パターン３８，４５の巻取総時間と物理的に巻取が可能なタイミング時間Ｔが完全一致するまで、演算処理を繰り返し実行するアルゴリズムを含む演算システムを有する構成とする。【選択図】図１
2007055756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極箔と陰極箔および電解からなるアルミ電解コンデンサの巻取装置において、試巻運転によって自動作成する巻取モータの巻取運転パターンを、物理的に巻取が可能なタイミングと時間軸で完全同期をとった巻取運転パターンに自動更新する演算システムを有し、巻取材料の長さあるいは厚みおよび構成装置における動作タクトの変更時での試巻運転の実行により、設定された製品となる巻取りになるように最適化された巻取運転パターンとしてなるアルミニウム電解コンデンサの巻取装置。
【請求項２】
試巻運転により自動作成される巻取運転パターンを、巻取開始から陽および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取可能な陽極箔巻取有効タイミングと時間軸で完全一致させるために、試巻結果の巻取運転パターンの巻取総時間と物理的に巻取が可能なタイミング時間との比較結果から、試巻結果の巻取運転パターンの巻取高速回転速度を±０．１％増減させた時の修正済み巻取運転パターンの巻取総時間と物理的に巻取が可能なタイミング時間が完全一致するまで、演算処理を繰り返し実行するアルゴリズムを有してなる請求項１に記載のアルミニウム電解コンデンサの巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム電解コンデンサの製造における形成素材の巻取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアルミニウム電解コンデンサにおける巻取装置の基本概要構成図を図３に示す。図３において、所定間隔でリード線を片面に接合し、陽極箔あるいは陰極箔を形成したリード線付帯状材を巻回した陽極箔巻出リール７および陰極箔巻出リール５と、帯状電解紙を巻回した電解紙Ａ巻出リール６および電解紙Ｂ巻出リール８より供給される形成素材の巻取部材を、割溝を有する円筒形の巻芯１４に前記の４枚（種）を重ねて挟み込み巻取るのである。
【０００３】
巻取の途中で、リード線付帯状材の巻取走行経路上にある陽極リードセンサ１８と陰極リードセンサ１７が、それぞれの帯状材に接合された陽極リード線１６および陰極リード線１５を検出すると、その出力信号は巻取制御コントロール部２３で処理されて巻取りは停止し、陽極箔クランプ２６および陰極箔クランプ２５で、各々の箔を把持し保持した後、陰極箔切断機構１９、電解紙Ａ切断機構２０、陽極箔切断機構２１および電解紙Ｂ切断機構２２により各々の帯状材を切断して、陽極箔と陰極箔が定寸巻き取られた製品素体となるのである。
【０００４】
なお、１は陰極箔、３は陽極箔、２は電解紙Ａ、４は電解紙Ｂであり、巻取における動作バラツキなどの緩衝の役目を担う９は陰極箔ダンサー、１１は陽極箔ダンサー、１０は電解紙Ａダンサー、そして１２は電解紙Ｂダンサーである。
【０００５】
１３は形成素材を巻取るためのサーボモータなどでなる巻取（巻軸）モータ、１４は巻取モータ１３で回転駆動され形成素材を巻取る巻芯軸、そして２４は巻取りが行われる巻取ステーションである。
【０００６】
図４は、前記従来の巻取装置の巻取制御コントロール部の例を示すものであり、巻取モータ１３の回転量を計測する計測システムと、巻取モータ１３の運転パターンを形成素材の巻取材料の長さあるいは厚みの変更時に、短時間で適切な巻取運転パターンに自動編集する演算システムを有する構成である。
【０００７】
２９は巻取モータ１３を回転駆動させるドライバー、３１は動作指令信号を発信する位置決めコントローラ、３０は位置決めコントローラ３１からの発信されたパルスの動作指令信号を、陽極リードセンサ１８あるいは陰極リードセンサ１７からの信号により切断（ＯＦＦ）するゲート回路である。
【０００８】
さらに、ゲート回路３０からドライバー２９に入力される信号のパルス数を計測する高速カウンタユニット３２と、巻取パターンを自動演算する演算部３３とにより構成する。
【０００９】
図５は、横軸に時間、縦軸にパルス速度に比例するモータ回転速度を示した試巻運転巻取１サイクルにおける運転パターンの基本矩形と、試巻運転で自動作成された巻取運転パターンである矩形波形を示すパターン図である。
【００１０】
図５において矩形Ｃは、巻取開始から陽極リード線１６の検出まで巻取モータ１３を回転させるパターンであり、ＮL1は陽極リード線１６の検出時に巻取モータ１３を瞬時停止できる、例えば１００〜５００ｒｐｍ程度の巻取モータ低速回転速度である。
【００１１】
ｔa1は巻取モータ高速回転速度ＮH1まで立ち上がる加速時間、ｔb1は巻取モータ高速回転速度ＮH1から巻取モータ低速回転速度ＮL1まで立ち下がる減速時間であり、斜線部の面積ＰS1は陽極リード線１６の接合間隔の長さで変化する巻取モータ回転量であり、ＤP1は陽極リード線１６の検出ポイントである。
【００１２】
また、矩形Ｄは、陽極リード線１６を検出した後、陰極リード線１５の検出されるまで巻取モータ１３を回転させるパターンであり、前記と同じく矩形形状であり、ＮL2は陰極リード線１５の検出時に巻取モータ１３を瞬時停止できる、例えば１００〜５００ｒｐｍ程度の巻取モータ低速回転速度である。
【００１３】
ｔa2は巻取モータ高速回転速度ＮH2まで立ち上がる加速時間、ｔb2は巻取モータ高速回転速度ＮH2から巻取モータ低速回転速度ＮL2まで立ち下がる減速時間であり、斜線部の面積ＰS2は陽極リード線１６の接合間隔の長さと陰極リード線１５の接合間隔の長さで変化する巻取モータ回転量であり、ＤP2は陰極リード線１５の検出ポイントである。
【００１４】
そして前記の矩形Ｃと矩形Ｄを合成したものが、試巻運転時における巻取１サイクルの運転パターンとなるのである。
【００１５】
以上の構成により適切かつ最適な巻取運転パターンを自動作成するには、始めに陰極箔１、電解紙Ａ２、陽極箔３、および電解紙Ｂ４の長さあるいは厚みが変更された場合には、矩形Ｃ、矩形Ｄの巻取運転パターンで試巻運転を行い、巻取開始から陽極リード線１６の検出までの巻取モータ１３の回転量である面積ＰS1と、陽極リード線１６の検出後から陰極リード線１５の検出までの巻取モータ１３の回転量である面積ＰS2を高速カウンタユニット３２により計測する。
【００１６】
次に、試巻運転時の巻取パターン基本設定から、巻取モータ低速回転速度領域ＮL1およびＮL2において、陽極リード線１６、陰極リード線１５を検出可能とするために、スローダウンポイントＳP3とスローダウンポイントＳP4の最大値を、面積ＰS1と面積ＰS3、そして面積ＰS2と面積ＰS4が等価となるように演算部３３で演算して、適切かつ最適な巻取運転パターンである矩形Ｅおよび矩形Ｆを自動作成するのである。
【００１７】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−３１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前記従来の構成および方法では、形成素材である巻取材料の長さあるいは厚みの大幅な切替え、および構成装置における動作タクトの変更時に、試巻運転による巻取運転パターンを作成したとしても、その巻取運転パターンが、巻取開始から陽極箔および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取が可能なタイミング内で、巻取が終了するとは限らず、それによって陽極リード線１６、陰極リード線１５が所定のポジションに未到達となるため、陽極リード線１６および陰極リード線１５の巻取姿、すなわち巻取られた製品素体の中心部と対極な位置に存在しない巻取ずれの発生や、陽極リード線１６あるいは陰極リード線１５の欠如現象による設備すなわち装置停止が起こり、その結果巻取品質や生産性の低下を招くことになる。
【００１９】
またこの前記状況に陥った時、安定した巻取を再現するためには、試巻運転時の巻取運転パターンの基本設定を変更し、試巻運転を繰り返し実行させ適切かつ最適な条件を見つけ出すまでの多大なロス時間が発生するという課題を有していた。
【００２０】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、巻取品質の安定と生産性および品種切替性の向上を実現するアルミニウム電解コンデンサの巻取装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００２２】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、試巻運転によって自動作成する巻取用モータの巻取運転パターンを、物理的に巻取が可能なタイミングと時間軸で完全同期をとった巻取運転パターンに自動更新する演算システムを有し、巻取材料の長さあるいは厚みおよび構成装置における動作タクトの変更時での試巻運転の実行により、設定された製品となる巻取になるように最適化された巻取運転パターンとしてなるという構成であり、これにより、形成素材である巻取材料の長さあるいは厚みの変更のための切替、構成装置における動作タクトの変更時にも、物理的に巻取が可能なタイミング内で、巻取が終了し陽極および陰極リード線が所定のポジションに安定して到達するため、巻取ずれを抑制でき、巻取品質が安定するという作用効果を有する。
【００２３】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、試巻運転により自動作成される巻取運転パターンを、巻取開始から陽および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取可能な陽極箔巻取有効タイミングと時間軸で完全一致させるために、試巻結果の巻取運転パターンの巻取総時間と物理的に巻取が可能なタイミング時間との比較結果から、試巻結果の巻取運転パターンの巻取高速回転速度を±０．１％増減させた時の修正済み巻取運転パターンの巻取総時間と物理的に巻取が可能なタイミング時間が完全一致するまで、演算処理を繰り返し実行するアルゴリズムを有してなるという構成であり、これにより、請求項１に記載の作用効果に加えて、より高精度に巻取運転パターンを補正あるいは修正できるという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のアルミニウム電解コンデンサの巻取装置によれば、形成素材である巻取材料の長さあるいは厚み変更時の切替において、試巻運転による巻取運転パターンを作成する演算システムに加えて、試巻結果の巻取運転パターンを物理的に巻取が可能なタイミングと時間軸で完全一致させるアルゴリズムを有する構成であり、前記構成による試巻結果の巻取運転パターンでは、巻取開始から陽極箔および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取が可能なタイミング内で、巻取を終了させることができ、安定した巻取が可能となり、形成素材である巻取材料の変更による切替ロス時間の大幅短縮、生産性の向上を図ることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜２に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
なお、背景の技術において説明したものと同じ構成部材などについては、同じ符号を付与し詳細な説明は省略する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態におけるアルミニウム電解コンデンサ巻取装置の動作タクトに同期した巻取運転パターンの最適化を実現する概念説明図である。
【００２８】
図１において、３７は試巻運転によって自動作成された巻取運転パターンであり、陽極箔巻取スタートタイミング３４から陽極箔クランプタイミング３５までの物理的に巻取が可能な陽極箔巻取有効タイミング３６内で、巻取が終了しない巻取運転パターンが試巻運転によって自動作成された場合、陽極リード線の検出で巻取モータを瞬時停止できる巻取モータ低速回転速度Ｖ１と、その領域の巻取モータ回転量３９と巻取モータ高速回転速度Ｖ２まで立ち上がるに要する時間比率で表す加速レート４１と、巻取モータ高速回転速度Ｖ２から巻取モータ低速回転速度Ｖ１まで減速に要する時間比率で表す減速レート４２と、巻取モータ総回転量４０を固定値とする条件で巻取モータ高速回転速度Ｖ２を０．１％スピードＵＰした時の最大となるスローダウンポイント４３を導き、巻取総時間Ｔ０を算出する。
【００２９】
巻取総時間Ｔ０と構成装置における動作タクトによって変化する陽極箔巻取有効タイミング３６に要する時間Ｔとの比較結果が、巻取モータ限界回転速度Ｖmaxを超えない範囲でＴ０≦Ｔを満足するまで前記処理を繰り返すことで、試巻結果の巻取運転パターン３７が、物理的に巻取可能な陽極箔巻取有効タイミング３６と時間軸で完全一致した巻取運転パターン３８に補正あるいは修正していく。
【００３０】
４４は試巻運転によって自動作成された巻取運転パターンであり、陽極箔巻取スタートタイミング３４から陽極箔クランプタイミング３５までの物理的に巻取が可能な陽極箔巻取有効タイミング３６内で、巻取が余裕をもって終了した巻取運転パターンが試巻運転によって自動作成された場合、陽極リード線の検出で巻取モータを瞬時停止できる巻取モータ低速回転速度Ｖ１と、その領域の巻取モータ回転量３９と、巻取モータ高速回転速度Ｖ３まで立ち上がるに要する時間比率で表す加速レート４１と、巻取モータ高速回転速度Ｖ３から巻取モータ低速回転速度Ｖ１まで減速に要する時間比率で表す減速レート４２と、巻取モータ総回転量４６を固定値とする条件で巻取モータ高速回転速度Ｖ３を０．１％スピードＤＯＷＮした時の最大となるスローダウンポイント４７を導き、巻取総時間Ｔ１を算出する。
【００３１】
巻取総時間Ｔ１と構成装置における動作タクトによって変化する陽極箔巻取有効タイミングに要する時間Ｔとの比較結果が、Ｔ１≧Ｔを満足するまで前記処理を繰り返すことで、試巻結果の巻取運転パターン４４が、物理的に巻取可能な陽極箔巻取有効タイミング３６と時間軸で完全一致した巻取運転パターン４５に補正あるいは修正していく。
【００３２】
図２が、前記で説明した試巻運転によって自動作成された巻取運転パターンを構成装置における動作タクトに連動し、物理的に巻取可能な陽極箔巻取有効タイミング３６と時間軸で完全一致させる巻取運転パターンに修正するための最適化アルゴリズムの概要構成を示しているのである。
【００３３】
以上、前記の巻取運転パターンを、巻取開始から陽極箔および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取が可能なタイミングと時間軸で完全一致させるために、巻取運転パターン３７を物理的に巻取可能な陽極箔巻取有効タイミング３６と時間軸で、設定あるいは必要とする±０．１ｍｓの誤差で完全に同期を取るためには、高速回転速度を±０．１％変化分にて演算を実行させる必要があるのである。
【００３４】
すなわち、試巻結果の巻取運転パターンの巻取総時間と物理的に巻取が可能なタイミング時間との比較結果から、試巻結果の巻取運転パターンの巻取モータ高速回転速度を±０．１％増減させた時の修正済み巻取運転パターンの巻取総時間と物理的に巻取が可能なタイミング時間が完全一致するまで、前記処理を繰り返し実行するアルゴリズムを有する構成であり、形成素材である巻取材料の長さあるいは厚みの変更のための切替、構成装置における動作タクトの変更時にも、その修正済み巻取運転パターンであれば、巻取開始から陽極箔および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取が可能なタイミング内で、巻取が終了し陽極リード線および陰極リード線が所定のポジションに安定して到達するため、巻取ずれを抑制でき、巻取品質が安定するのである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかるアルミニウム電解コンデンサの巻取装置は、巻取運転パターンを、構成装置における動作タクトに連動した巻取開始から陽極箔および陰極箔をクランプするまでの物理的に巻取が可能なタイミング内で、巻取を終了させることができ、巻取られた製品素体の巻取品質の安定と生産性を向上させる効果を有し、アルミニウム電解コンデンサや高分子素材を使用したコンデンサなどの製造装置の用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態におけるアルミニウム電解コンデンサ巻取装置の動作タクトに同期した巻取運転パターンの最適化を実現する概念説明図
【図２】同巻取運転パターンにおける最適化アルゴリズム概要構成図
【図３】従来におけるアルミニウム電解コンデンサにおける巻取装置の基本概要構成図
【図４】同巻取制御コントロール部例の概要構成図
【図５】同試巻運転巻取１サイクルの運転パターンの基本矩形と最適化された巻取運転パターンの矩形波図
【符号の説明】
【００３７】
１  陰極箔
２  電解紙Ａ
３  陽極箔
４  電解紙Ｂ
５  陰極箔巻出リール
６  電解紙Ａ巻出リール
７  陽極箔巻出リール
８  電解紙Ｂ巻出リール
９  陰極箔ダンサー
１０  電解紙Ａダンサー
１１  陽極箔ダンサー
１２  電解紙Ｂダンサー
１３  巻取（巻軸）モータ
１４  巻芯
１５  陰極リード線
１６  陽極リード線
１７  陰極リードセンサ
１８  陽極リードセンサ
１９  陰極箔切断機構
２０  電解紙Ａ切断機構
２１  陽極箔切断機構
２２  電解紙Ｂ切断機構
２３  巻取制御コントロール部
２４  巻取ステーション
２５  陰極箔クランプ
２６  陽極箔クランプ
２９  ドライバー
３０  ゲート回路
３１  位置決めコントローラ
３２  高速カウンタユニット
３３  演算システム部
３４  陽極箔巻取スタートタイミング
３５  陽極箔クランプタイミング
３６  陽極箔巻取有効タイミング
３７  巻取運転パターン
３８  巻取運転パターン
３９  巻取モータ回転量
４０  巻取モータ総回転量
４１  加速レート
４２  減速レート
４３  スローダウンポイント
４４  巻取運転パターン
４５  巻取運転パターン
４６  巻取モータ総回転量
４７  スローダウンポイント
【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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