带绕绝缘线芯制造装置及带卷绕张力的控制方法

专利名称：带绕绝缘线芯制造装置及带卷绕张力的控制方法
技术领域：
本发明涉及带绕绝缘线芯制造装置及带巻绕张力的控制方法，特别
力一定而使巻绕作业稳定化的带巻绕张力的控制方法。
背景技术：
随着近年来的高度信息化社会的发展，对信息通信设备及该设备中 所应用的半导体元件的试验/检查装置等的传输速度的高速化及传输精 度提高的要求逐渐提高。由此，对该设备及装置等中所应用的同轴电缆 及同轴软线，也要求传输速度的高速化及传输精度的提高。
这里，如果要记述对同轴电缆所要求的具有代表性的电气特性，则 如下f斤示。
[数l
传输延迟时间(Td) =VJ/0.3 (nS/m) 相对传输速度(V) =100/^ (%) 特性阻抗(Z。) (Q) 静电电容(C) = 55,63s/inD/rf (PF/m)
其中，s:绝缘体的介电常数，D:绝缘体的外径(外部导体的内 径)，d:导体外径(内部导体的外径)。
从所述的各式可以理解，同轴电缆的传输特性与绝缘体的介电常 数、内部导体及绝缘体的外径有关，对于介电常数，其值越小，则传输 特性就越高，对于内部导体及绝缘体的外径，其比率与偏差有4艮大的关 系。
特别是，对于特性阻抗和静电电容而言可知，理想的情况是绝缘体
的介电常数小且其偏差小，以及内部导体与绝缘体的外径(屏蔽层的内 径)等的偏差小且它们的形状被制成更为精确的圆形。
在以往的同轴电缆中，出于尽可能减小电缆的传输延迟时间加快传 输速度的目的，对于应用于同轴电缆中的发泡绝缘体而言，现在是通过
将其孔隙率(发泡率)设为60%以上，设置很多空隙，将绝缘体的介电 常数(s )设为1.4以下，从而实现传输时间的缩短、衰减量的减少等。 作为使孔隙率在60%以上而介电常数在1.4以下的绝缘体材质，可以应 用将聚四氟乙烯(PTFE)的多孔带体(参照专利文献1及专利文献2) 巻绕于内部导体外周，在巻绕时或巻绕后进行烧成处理而成的，作为其 他的多孔带体，有应用500万以上的重均分子量的聚乙烯带体的(参照 专利文献3)。由于多孔带体的性质，它们的绝缘体层的厚度、孔隙率的 偏差很大，在同轴电缆的传输特性的稳定度方面，强烈地要求对它的改 善。
特别是，在釆用了使内部导体尺寸在AWG尺寸24以上的小径导 体，使特性阻抗值为500的同轴电缆中，因绝缘体层的厚度、外径、孔 隙率、烧成等的偏差，将会对消除传输特性的偏差而实现稳定化方面造 成很大的妨碍。
另夕卜，由于绝缘体层是在内部导体外周重叠地巻绕多孔带体而构成 的，因此在导体外周的带体的重叠部，会产生因与空隙部的重叠造成的 外径的凸凹，介电常数及外径的偏差变得极大。
另外，由于该绝缘层使用机械强度极小的多孔带体，因此为了消除 带体自身的巻绕时的拉伸、断裂，以及为了消除因巻绕多孔带体而产生 的极细内部导体的拉伸、断线，带体的张力需要极小。由此，巻绕后的 绝缘体的外径的凸凹、外径的偏差变得更大，并且与内部导体的密接度 极弱，介电常数和外径的偏差进一步扩大。
另外，还有如下的问题，即难以将绝缘体外径维持为规定外径，消 除其偏差，此外，还难以将绝缘体形状制成精确的圆筒体状。
以上列出了在应用多孔带体来构成同轴电缆的绝缘体的情况下的 各种必须解决的问题，作为将较薄的带巻绕在内部导体外周，构成绝缘
体的带绕绝缘线芯制造装置的以往例子有公布了如下装置的文献，即在 极细线等线材的外周，可以抑制张力变动地、高速而稳定地巻绕较薄的
带的带绕绝缘线芯制造装置(参照专利文献4)。
参照图7对专利文献4中所公布的发明进行具体说明，提供了如下 的带绕绝缘线芯制造装置，即，其具备可以旋转地沿纵向设置的巻轴 51,其在轴51中心设有使线材521从下向上穿过的贯穿孔52，在轴部 51A的外周和从下支承带巻轴凸缘的凸缘面上分别设有构成空气轴承 的空气吹出孔53;在该巻轴的上部可以旋转地同心地设置的倒漏斗形的 飞轮510;贴附在飞轮外面的带覆盖罩517;设于飞轮的上部而与飞轮 一体化旋转的带巻绕导引件518及带推压件519;使所述巻轴与飞轮各 自旋转的电动机57、 513，在将从安装于所述巻轴51上的带巻轴531 中拉出的带532穿过设于飞轮的下部外周緣的导引516后，将其穿过所 述带覆盖軍517的下侧，经由带巻绕导引件及带推压件导向线材521上， 继而用从所述吹出孔中吹出的空气对所述带巻轴施加规定的旋转阻力 而使之浮起，在该状态下使线材以规定速度穿过，同时使飞轮勻速旋转， 以与巻轴巻绕直径对应的速度旋转巻轴，从而将带巻绕在线材外周上。
这样，就具有如下的优点，即很难受到离心力或风的影响，另外利 用由空气浮起的带巻轴与巻轴之间产生的自动微调作用，即使进行匀速 巻绕，也可以抑制带张力的变动，另外，由于在巻绕部带张力的变动幅 度变得更小，因此即使是容易断裂的极薄带，也可以保持合适张力地在 稳定的状态下高速巻绕，另外带的巻绕间距或巻绕状态保持一定。
在专利文献5中，公布有如下的带送出张力调整装置，即通过基于 预先测定了带头旋转速度与运转状态信号及制动力的相关关系的数据， 通过控制带送出张力，来自动地进行带的送出张力的调整。
专利文献l:日本特公昭42 - 13560号公报
专利文献2:日本特公昭51 - 18991号公报
专利文献3:日本特开2001 - 297633号公报
专利文献4:日本特开平6 - 124614号公报
专利文献5:日本特开2000 - 289939号7>才艮
但是，以往的带绕绝缘线芯制造装置具有以下的问题。(1)由于是 用空气将带巻轴浮起，利用巻轴的旋转来旋转带巻轴而供给带，因此带 供给的张力容易因巻绕在带巻轴上的带体的量的大小而变化。(2)带张 力因电动机57与513的转速的不平衡而变化，巻绕量变化，巻绕形状 难以一定化。(3)从带供给部到带推压件519的带条长度变长，带供给 部的带张力与带巻绕部的带张力并未成为一体，因此容易引起由带巻绕 时的风压造成的带的破断。(4)虽然带的巻绕张力是因与导引孔516、 带覆盖件517、带巻绕导引518的接触而产生的，然而因接触面积比较 大以及飞轮510的转速而容易改变。(5)由于所述(l)、 (2)的原因， 由带的供给和带绕造成的带的张力不稳定，带绕容易变得不稳定，因此 带绕的外形变得凸凹，另外容易产生带的破断。(6)由于从带巻轴中拉 出的从带巻轴到带巻绕处(带的推压件519)的带很长，因此受到由飞 轮510的旋转所造成的风压，带张力容易变化。(7)在带送出中，以如 下方式控制，即如果实际的转矩大于既定的转矩，则会将带体拉出，另 外在实际的转矩小于既定的转矩的情况下，则会施加制动，^^吏得巻轴转 矩保持一定。但是，由于是基于既定的转矩来控制(增减)带送出张力， 因此在带巻绕量变化的情况下，在带送出张力中产生很大的不均。(8) 在巻绕带体的电缆的拉绕装置中，虽然总是以设定的转速旋转来拉绕电 缆，然而电缆的拉绕速度和带体向电缆上的巻绕速度并不是被控制为同 步，并非进行使带体的巻绕间距量一定的拉绕。

发明内容
所以，本发明的目的在于提供可以解决所述问题的绝缘线芯制造装 置及带巻绕张力的控制方法，在由多孔带体构成的绝缘体层的形成过程 中，可以没有带体的拉伸或破断地巻绕，可以将绝缘体外径维持为规定 外径，4吏得巻绕形状一定化。
为了达成所述目的，第一发明提供一种带绕绝缘线芯制造装置，其 包括供给线材的线材供给装置、在由所述线材供给装置供给的线材上 巻绕带体的带巻绕装置、将由所述带巻绕装置巻绕了所述带体的所述线 材拉绕的拉绕装置，所述带巻绕装置包括带供给部，其具有由将巻绕 有带体的带垫(tape pad)固定的带垫固定部、和旋转驱动所述带垫固
定部，将旋转轴转矩控制为规定值，将带体的拉出张力设为规定值的伺
服电动机构成的第一驱动源；带绕部，其具有由可以旋转地安装于所述 带供给部的外侧的带绕飞轮、和将所述带绕飞轮的旋转控制为规定转速 的伺服电动机构成的第二驱动源，所述带体伴随着由所述第一驱动源控 制了旋转轴转矩的旋转，被没有张力地从所述带垫向所述带绕飞轮供 给，向所述带绕飞轮供给的所述带体利用所述第二驱动源的旋转，被在 所述线材上将张力设为一定值地巻绕在所述线材上。
在所述发明中，所述拉绕装置的驱动源也可以是为了将所述线材的 拉绕速度设为规定的速度而将转速控制为规定转速的伺服电动机，另 外，所述带绕飞轮也可以是具有控制所述带的张力的多个张力控制辊的 飞轮，另外，所述第二驱动源也可以是与用于利用所述拉绕装置的驱动 源将所述线材的拉绕速度设为一定的规定转速同步地旋转驱动所述带 绕飞轮的驱动源。
为了达成所述目的，第二发明提供一种带巻绕张力的控制方法，是
方法，带绕绝缘线芯制造装置包括供给线材的线材供给装置、在由所 述线材供给装置供给的线材上巻绕带体的带巻绕装置、和将由所述带巻 绕装置巻绕了所述带体的所述线材拉绕的拉绕装置，其特征在于，所述
的伺服电动机的第一驱动源，所述带垫固定部固定巻绕有所述带体的带 垫，将旋转轴转矩控制为规定值，使得所述带体的拉出张力为规定值，
利用具有旋转驱动所述带绕飞轮的伺服电动机的第二驱动源将转速以 规定转速控制，使得巻绕在所述线材上的所述带体的张力与巻绕在所述 带垫上的所述带体的巻绕量无关，总是为一定的张力。
在所述发明中，所述线材的拉绕速度也可以是利用作为所述拉绕装 置的驱动源的伺服电动机，将转速控制为规定转速而控制为规定的速度 的，另外，向所述带绕飞轮供给而在所述线材上巻绕之前不久的所述带 体的张力也可以通过缠绕在设于所述带绕飞轮上的多个张力控制辊上 而设为规定张力的，另外，所述笫二驱动源也可以与用于利用所述拉绕 装置的驱动源使所述线材的拉绕速度一定的规定转速同步，旋转驱动所
述带绕飞轮，将巻绕在所述线材上的所述带体的巻绕间距控制为一定 值。
根据本发明，可以使巻绕在线材上的多孔带体(特别是多孔率在60 %以上)的张力、巻绕角度一定化，可以减少由巻绕张力的偏差等造成 的绝缘体外径的凸凹、外径的偏差。另外，除了使多孔带体的巻绕张力 一定化以外，通过减少由旋转造成的风力的影响，可以消除由巻绕造成 的多孔带体的破断，可以均一地巻绕，可以消除绝缘体外径的变动、起 伏等。本申请基于日本专利申请编号2005-009638，在本申请中参照引 入该日本申请的全部内容。
本发明被如上说明所示地构成，具有如下所述的发明效果。即，根 据本发明，利用转矩渐减控制，可以在与带巻绕量无关地将带送出张力 保持一定的同时，从带垫中将带拉出。另外，由于利用带绕飞轮的张力 控制辊的控制，向线材(导体)上的带巻绕的张力被保持一定，因此向 线材上的带巻绕就会变得容易，所巻绕的带体的密接度被一定化。所以， 可以提供能够实现由稳定的带巻绕形成的电线化的带绕绝缘线芯制造 装置。
另外，利用转矩渐减控制，可以与带巻绕量无关地总是使带体的拉 出张力和巻绕张力一定化，并且可以设为最小的张力。另外，通过使带 体以很短的间隔接触张力控制辊或带导引辊，就可以减少巻绕所带来的 风压的影响。由此，即4吏带体的张力4艮小，也可以巻绕。
另外，通过利用带绕飞轮和拉绕装置的驱动电动机的比例控制，同 步地驱动带绕飞轮，就可以使制造速度及产品间距与加速/减速无关地 保持一定。


图l是表示本发明的带绕绝缘线芯制造装置的概略侧视图。 图2是表示图1的带巻绕装置的详细情况的剖面图。 图3是表示带巻绕装置的主要部分的立体图。
图4(a) ~ (d)是表示用于将带张力设为规定值的带巻绕装置的
主要部分的立体图。
图5是表示本发明涉及的转矩渐减控制程序的流程图。
图6是表示带体1的长度(带条长度)与轴转矩常数值及带拉出张 力的关系的图表。
图7是表示以往的带巻绕装置的剖面图。
具体实施例方式
下面，将基于图1~图5对本发明的实施方式进行说明。图l是表 示本发明的带绕绝缘线芯制造装置的概略側视图。图2是表示图1的带 巻绕装置的详细情况的剖面图。图3是表示巻绕装置的主要部分的立体 图，图4(a) ~ (d)是表示用于使带张力为规定值的带巻绕装置的主 要部分的立体图。
图1所示的带绕绝缘线芯制造装置包括:供给线材10的供给装置9、 导引所供给的线材10的导引辊11、带巻绕装置100、 200、拉绕由带巻 绕装置巻绕了带体1的带绕绝缘线芯12的拉绕装置13、将带绕绝缘线 芯12制成规定外径的正圃形的成型模14、导引成型了的线芯15的导引 辊16、 17、和巻曲装置18。
即，由供给装置9供给的线材10，首先为了穿过带巻绕装置100 而被导引辊ll导引，在被导引的线材IO由带巻绕装置100巻绕了带体 l后，接下来由带巻绕装置200进行带巻绕，被巻绕了的带绕绝缘线芯 12经由拉绕装置13，被导向成型模14。利用成型模14,将带绕绝缘线 芯12制成规定外径的正圃形，成型了的线芯15由导引辊16及17导向 巻曲装置18而被巻绕。
线材IO主要为电线等，在本发明中，特别是指发泡同轴电缆，其 中尤其是指将特性阻抗值设为± 10的高精度发泡同轴电缆作为芯材的 内部导体。另外，本发明特别适于小直径的内部导体，例如AWG尺寸 24~30的内部导体。
带体1可以使用多孔带体，特别是孔隙率在60%以上、介电常数 (s )在1.4以下的多孔带体，例如PTFE或500万以上的重均分子量
的聚乙烯。既可以巻绕进行了烧成处理的带体，也可以在巻绕时或巻绕 后进行烧成处理。
如果可恰当地导引带巻绕装置100、 200、拉绕装置13、成型模14 及巻曲装置18，则不一定需要另外设置导引辊，另外并不限定于辊，导 引辊的个数、形状等没有特别限定。
拉绕装置13也具有向成型模14导引带绕绝缘线芯12的功能，也 可以是单纯的导引辊。也可以设为与拉绕装置13分立地设置导引辊的 构成。
成型模14设于拉绕装置13与巻曲装置18之间，具有规定的内径 及规定的内径长度，例如具有内径1.12mm、内径长度3.00mm，带绕 绝缘线芯12穿过该成型模14而被以外径1.12 ± 0.02mm成型为正圃形。 带绕绝缘线芯12的成型也可以是将成型模具设为多个，例如设为2个 而依次成型。
另外，图1中，作为制造同轴电缆的装置，图示了将带巻绕装置连 结了 2个(100、 200)的装置，然而在其他的用途中也可以是单个的。
下面，借助图2及图3对图1的带巻绕装置100进行详细说明。带 巻绕装置100具有带体供给部，该带体供给部包括在中心插穿导引线 材10的空心轴101、巻绕了带体1的带垫102、紧固带垫102的带垫固 定部103、设于带垫固定部103的端部的驱动源连结部104、以皮带105 等与驱动源连结部104连结的驱动电动机106。带垫102借助带垫固定 部103固定于空心轴101上，或者也可以直接固定于空心轴101上。带 垫固定部103被紧固在空心轴101的外周。
在带垫固定部103的外侧，可以进行与带垫固定部103的旋转独立 的旋转地安装有带绕飞轮107。在带绕飞轮107的一端，具有利用皮带 108连结的驱动电动机109。
带绕飞轮107具有垂直地插设在圆盘状的基板117上的多根张力控 制辊IIO (110A~110E)、 120 ( 120A~120E)，在张力控制辊的另一端 具有环状的引导盘121。张力控制辊最好在基板117上在夹隔空心轴101 相反的一侧各自有3~7根左右，更优选分别为5根。在引导盘121上
安装有具有贯穿空心轴101的贯穿孔125的短路板126。
在张力控制辊110E、引导盘121及短路板126上，分别安装有带 导引辊122、 123、 124。带导引122、 123、 124除了具有将带体1导向 空心轴101的头端部的功能以外，还具有用于减少巻绕带时因带巻绕装 置100的旋转而产生的施加在带自身上的风压的影响的功能。
图2及图3中，图示了张力控制辊120、 120A~E、 120E上的带导 引辊、引导盘121上的相反侧的带导引辊及短路板126上的相反侧的带 导引辊，它们是在将带体的巻绕方向以相反反向巻绕之时使用的，另外 是用于以带巻绕装置的轴为中心而将其平衡保持一定化的构件。
所述的张力控制辊是这样调整所巻绕的带体的张力的构件，其配置 被如下构成，即在与穿过空心轴101的线材10的中心距离约200mm的 位置，插设110A、 IIOC、 110E及120A、 120C、 120E,在与中心距离 约150mm的位置，插设IIOB、 110D及120B、 120D,各自错开约45 度(相对于连结了处于与线材10的中心相同距离的最近的两根(例如 110A和IIOC、 110B和110D)的直线向中心侧或外侧45度(例如角 BAC为45度))地锯齿状配置，导向带导引辊122、 123、 124,另外， 这些张力控制辊100A~110E、 120A~120E在带绕飞轮107与引导盘 121之间被固定一体化。
图4(a) ~ (d)表示用于将带张力设为规定值的带巻绕装置的主 要部分。这里，带巻绕中的带体自身的张力是由缠绕在张力控制辊上的 接触面积决定的，由张力控制辊的粗细、与张力控制辊抵触的带体的接 触量决定。例如，在张力控制辊110A中，将其粗细设为约20 40mm， 优选设为约30mm，形成大约180度的接触角度，以该角度和巻绕的带 体的宽度面积来决定张力。在本实施方式中，以能够获得约0.2N的带 张力的方式来构成张力控制辊IIOA。在带体的张力为0.2N即可的情况 下(图4(a))，在用IIOA将其转向后，经由带导引122、 123、 124导 向巻绕部。在将带体的张力设为更大的值的情况下，使之依次缠绕配置
團0.4N)、 110C(3團0.6N)、 110D ( 4團0.8N)(图4(b) ~ (d)), 利用该缠绕带体形成大约卯度的接触角度，由该角度和所巻绕的带体 的宽度面积来决定带体的张力。在本实施方式中，通过缠绕在张力控制
辊110B、 IIOC、 IIOD上，设定为在一根辊中产生约0.2N的张力。
下面，对于利用本发明的带绕绝缘线芯制造装置，实际进行带巻绕 的具体的方法说明如下。首先，以10m/min的速度使AWG#26的线材 行进在供给装置9与巻曲装置18之间。在行进的线材10的外周，利用 带巻绕装置100重叠1/2地巻绕带宽度4.6mm、厚度0.09mm的烧成 PTFE带体。所巻绕的带体1被从带垫102中拉出，缠绕于在带绕飞轮 107上的张力控制辊110A上来进行张力调整，经过带导引辊122、 123、 124向空心轴101头端部供给。通过驱动驱动电动机106、 109，将带垫 固定部103、带绕飞轮107分别以100rpm、 1500rpm旋转，在沿着空 心轴101的空心导引的线材10的外周巻绕带体1。这里转速不同的情况 是因带垫102与带绕飞轮107的外周直径的差异而产生的。
转矩控制的基本的事项
下面，对成为后述的轴转矩的渐减控制的基础的轴转矩与张力的关 系等基本的事项进行说明。在用绕线管或垫中心轴驱动或赋予制动的机 构中，轴转矩可以用下式表示。当将距离巻绕在带垫102上的带体1的 旋转中心的垂直距离设为巻绕半径(R)时，则可以表示为，轴转矩(T) =张力(F) x巻绕半径(R)。
在进行利用巻细(利用带巻绕使带垫的带体的剩余量逐渐减少的情 况)实现的张力一定控制，即拉出控制的情况下，由于根据所述的式子 张力(F) =T/R，因此为了使张力(F) —定，需要进行以逐渐变小的 带垫的巻绕半径(R)的量将轴转矩(T)缩小的控制。
以上是利用巻绕直径的变化(带垫的带体的剩余量的变化)实现的 张力控制的基本的考虑方法，是没有机械的损失或运转条件等因素的所 谓的"静转矩，，的时刻。但是，现实的作业形态很复杂，还要增加如下所 示的因素，需要附加所谓的"动转矩"的考虑方法。表示(1)过于严酷 的运转条件(加速时间、减速时间)(2)张力范围(一定张力管理水平) (3)惯性力矩(INERTIA )、 GD2之类的物体的旋转难度或者旋转着 的物体的停止难度。
与由如上所述的因素要求的控制水平的精度对应，需要选择张力一
定控制。 一般来说，进行利用电动机驱动实现的线材的拉出、巻绕或利 用储线器实现的恒张力控制，然而由于加速时间或減速时间越短， 一定 张力的管理水平越高，则惯性力的影响就越大，另外转矩变动范围会增 大，因此在技术上难度增加。
本发明的带体l的带垫102由于重量轻，位于带绕飞轮107的内部， 独立稳定，因此张力控制设为利用巻细实现的张力一定控制，使得向带 体上的巻绕量变少地逐渐减少，即，慢慢地减弱轴转矩，而使带体l的 拉出时的带张力一定。
伺服电动机的转矩控制
图2中，带绕头构造形成双层构造即对带垫102赋予转矩的驱动 电动机106和传递其动力的皮带105，借助驱动源连结部104与带垫固 定部103 —体化的部分；由旋转在线材10上巻绕带体1的带绕飞轮107 的驱动电动机109和传递其动力的皮带108构成的部分。由于带垫102 的拉出带张力随着带巻绕量而变化，因此利用驱动电动机106来进行转 矩控制。即通过以在脉沖发生器6中产生的脉冲为基准，利用控制/运 算装置2算出所需的轴转矩，设定为分解成1000步的电压，与带的减 少量对应地自动地进行将施加在带垫102上的轴转矩逐渐减少的控制， 形成使带体l的拉出张力一定的机构。而且，驱动电动机109是利用与 图1的拉绕装置13的驱动电动机127的比例控制，以使带体巻绕间距 与加速/减速无关地保持一定的方式，在线材IO上巻绕带体I的电动机.
带体1的拉出时的转矩渐减控制
图5是表示本发明的转矩渐减控制程序的流程图。以下将基于图2 和其流程图，依次说明转矩渐减控制。
首先，在步骤S101中，从接触面板4输入各系数数据。即输入用
摆的，将转矩的零点向负值侧错移的偏移值、减速时加法运算转矩值的 常数。
另外，为了对驱动电动机106进行转矩控制，将赋予带垫固定部103 的转矩渐减值作为3阶段的转矩渐减值输入。设定带体1的全条长度值
及驱动电动机106的初期转矩值，然后，设定第一阶段的带体l的区间 使用条长度值及驱动电动机106的第一阶段的终点转矩值，然后，设定 第二阶段的带体1的区间使用条长度值及驱动电动机106的第二阶段的 终点转矩值，然后，设定第三阶段的带体l的区间使用条长度值及驱动 电动机106的第三阶段的终点转矩值，为了将驱动电动机109的转速值、 产品巻绕间距设定值及拉绕条长度值作为数据处理，利用接触面板4输 入控制/运算装置2。
然后，在步骤S102中，开始带绕绝缘线芯制造装置的驱动。当将 运转准备开关5A设为ON时，即在具备运转所必需的条件后，向控制/ 运算装置2输入信号，进行自我判断，如果是OK，则在接触面板4中 点亮蓝色灯。向控制/运算装置2输入运转准备的信号，从控制/运算装 置2向驱动电动机106用伺服放大器3A输入信号，驱动电动机106被 设置为初期转矩数据。从运转开始开关5B向控制/运算装置2输入运转 开始的信号，从控制/运算装置2向驱动电动机109用的伺服放大器3B 输入信号，使驱动电动机109开始上升驱动直至规定的转速值，与此同 时，向伺服放大器3C中也输入运转开始信号，使驱动电动机127与驱 动电动机109的驱动开始一起，按比例控制开始上升驱动直至规定的拉 绕速度设定值。当拉绕装置13的驱动电动机127被驱动时，即从脉冲 发生器6向控制/运算装置2内的高速计数器组件输入脉冲信号，向控 制/运算装置2输出，以产品巻绕间距设定值数据为基准进行实时运算， 通过对驱动电动机109和拉绕装置13的驱动电动机127进行比例控制， 即使其同步驱动，就可以形成总是一定的带体巻绕间距。
在步骤S103中，开始第一阶段的转矩渐减控制。在拉绕驱动电动 机127被驱动而开始旋转同时，从脉冲发生器6中，以0.1m间隔向控 制/运算装置2内的高速计数器组件输入脉冲信号。这里，脉冲发生器6 为了伴随驱动电动机127的1次旋转产生10个脉冲，由具有狭缝的回 转式编码器构成，以使拉绕装置13每拉绕O.lm带绕绝缘线芯12产生 l个脉冲的方式构成。在控制/运算装置2的运算部中，将第一阶段的带 体1的区间使用条长度值设定数据除以系数1000，其结果被与所述脉冲 信号同步地递加。另外，将驱动电动机106的初期转矩值设定数据与驱 动电动机106的第一阶段的终点转矩值设定数据的差，在控制/运算装 置2的运算部中除以系数1000，使其结果在所述每次递加中从驱动电动
机106的初期转矩值设定数据一点点地减少变化。即通过作为数字信号 向控制/运算装置2内的数字模拟组件输入，作为使电流略为减少变化 了的模拟信号输出而向伺服放大器3A输入信号，向驱动电动机106输 出略为减少变化了的电压，而使由驱动电动机106输出的转矩与第一阶 段的带体1的区间使用条长度值对应地减少变化，从而使带体1的拉出 张力一定。
此后，在步骤S104中，通过将第一阶段的带体1的区间使用条长 度与所述脉冲同步地递加，达到第一阶段所设定的规定的计数值，从而 结束驱动电动机106的转矩值设定数据的第一阶段的转矩渐减控制。所 述的转矩渐减控制是1000步的控制，即是能够用将驱动电动机106的 初期转矩值设定数据和驱动电动机106的第 一阶段的终点转矩值设定数 据的差除以1000的分辨率来控制的。
因第一阶段的带体1的区间使用条长度数据达到规定的值，即转移 到步骤S105的第二阶段的带体1的区间使用条长度值设定数据，转移 到第二阶段的驱动电动机106的转矩值渐减控制。
与步骤S103相同，从脉冲发生器6中，以O.lm间隔向控制/运算 装置2内的高速计数器组件输入脉冲信号。控制/运算装置2的运算部 中，将第二阶段的带体l的区间使用条长度值除以系数IOOO，其结果与 所述脉冲信号同步地递加。另外，将驱动电动机106的第一阶段的终点 转矩值设定数据与驱动电动机106的第二阶段的终点转矩值设定数据的 差，在控制/运算装置2的运算部中除以系数1000，使其结果在所述每 次递加中从驱动电动机106的第一阶段的终点转矩值设定数据一点点地 减少变化。即，通过作为数字信号向控制/运算装置2内的数字模拟组 件输入，作为使电流略为减少变化了的模拟信号输出而向伺服放大器 3A输入信号，向驱动电动机106输出略为减少变化了的电压，而使由 驱动电动机106输出的转矩与第二阶段的带体1的区间使用条长度值对 应地减少变化，从而使带体l的拉出张力一定。
此后，在步骤S106中，通过将第二阶段的带体1的区间使用条长 度与所述脉冲同步地递加，达到第二阶段所设定的规定的计数值，从而 结束驱动电动机106的转矩值设定数据的第二阶段的转矩渐减控制。所 述的转矩渐减控制与第一阶段的转矩渐减控制相同，是1000步的控制，
即，是能够用将驱动电动机106的第一阶段的终点转矩值设定数据和驱 动电动机106的第二阶段的终点转矩值设定数据的差除以1000的分辨 率来控制的。
因第二阶段的带体l的区间使用条长度数据达到规定的值，即转移 到步骤S107的第三阶段的带体1的区间使用条长度值设定数据，转移 到第三阶段的驱动电动机106的转矩值渐减控制。
与步骤S105相同，从脉冲发生器6中，以O.lm间隔向控制/运算 装置2内的高速计数器组件输入脉冲信号。控制/运算装置2的运算部 中，将第三阶段的带体I的区间使用条长度值除以系数IOOO，将其结果 与所述脉冲信号同步地递加。另外，将驱动电动机106的笫二阶段的终 点转矩值设定数据与驱动电动机106的第三阶段的终点转矩值设定数据 的差在控制/运算装置2的运算部中除以系数1000，使其结果在所述每 次递加中从驱动电动机106的第二阶段的终点转矩值设定数据一点点地 减少变化。即，通过作为数字信号向控制/运算装置2内的数字模拟组 件输入，作为使电流略为减少变化了的模拟信号输出而向伺服放大器 3A输入信号，向驱动电动机106输出略为减少变化了的电压，而使由 驱动电动机106输出的转矩与第三阶段的带体1的区间使用条长度值对 应地减少变化，从而使带体l的拉出张力一定.
此后，在步骤S108中，通过将笫三阶段的带体1的区间使用条长 度与所述脉冲同步地递加，达到第三阶段所设定的规定的计数值，从而 结束驱动电动机106的转矩值设定数据的第三阶段的转矩渐减控制。所 述的转矩渐减控制与第一及第二阶段的转矩渐减控制相同，是1000步 的控制，即，是能够用将驱动电动机106的第二阶段的终点转矩值设定 数据和驱动电动机106的第三阶段的终点转矩值设定数据的差除以 IOOO的分辨率来控制的。
步骤S109中，因第三阶段的带体1的区间使用条长度数据达到规 定的值，即停止驱动电动机106的转矩渐减控制，以第三阶段的驱动电 动机106的终点转矩值来保持转矩。另外，利用拉绕装置条长度的递加 从控制/运算装置2中输出停止信号，向伺服放大器3B输出，进行停止 减速，同时使带垫固定部103平緩地停止，因此就将减速时加法运算转 矩值设定数据向控制/运算装置2内的数字模拟组件输入，从数字信号
进行模拟变换输出而加到驱动电动机106的转矩值上，从而使带体1没 有异常状况地停止。停止后，驱动电动机106的转矩值因将运转准备开 关5A设为关而被解除。
实施例
图6是表示带体1的长度(带条长度)与轴转矩常数值及带拉出张 力的关系的图表。利用接触面板4，作为驱动电动机106的初期转矩设 定，作为与渐减值零张力平衡的值，输入轴转矩常数值100.00及带体1 的带条长度卯Om。另外，作为驱动电动机109的转速值的设定，输入 带绕飞轮107的转速值1500rpm,另外作为拉绕条长度值输入10000m。 此外，还输入产品巻绕间距设定值6.6mm。另外，作为第一阶段的带体 1的区间使用条长度值及驱动电动机106的第一阶段的终点转矩值，分 别输入200m、 60.00，作为第二阶段的带体1的区间使用条长度值及驱 动电动机106的第二阶段的终点转矩值，分别输入300m、 30.00，作为 第三阶段的带体1的区间使用条长度值及驱动电动机106的第三阶段的 终点转矩值，分别输入400m、 10.00。
在如上所述地设定的状态下，当从步骤S101起利用S109进行三阶 段的转矩渐减控制时，则驱动电动机106的转矩值就会依照图5所示的 轴转矩常数值被进行渐减控制，其结果是，带体1的拉出张力在图6中 被以20gf控制为一定，然而实际上带体的拉出张力将会设定为0值。
另外，在本实施例中，对于在应用了带宽度4.6mm、厚度0.09mm 的烧成PTFE带的情况下的带张力，合适张力为约0.4N，为了产生约 0.4N的带张力，将其缠绕在张力辊110A及110B上(图4 (b))。利用 一根张力控制辊可以产生约0.2N的张力。这样，由于驱动电动机106 的转矩控制下的从带垫102中的带体1的拉出张力被以零张力设定，及 时带垫102的巻绕量改变，也基本上以零张力拉出，因此不会有带的拉 伸、扭曲等形状变化。而且，巻绕在线材10上的实际的张力还要加上 带导引辊122、 123、 124的机械损失等，变为约0.5N左右。
如上所述，带供给部对第一驱动源进行旋转转矩控制，总是以合适 的拉出张力进行从带垫102中的带供给，可以同轴旋转地安装于带供给 部上的带绕部虽然由于使固定于其端部的第二驱动源旋转而进行带巻
绕，因此变得不稳定，但是由于带巻绕张力被带绕部的张力控制辊设定 一定的张力值，因此利用本发明的带绕绝缘线芯制造装置，可以精度优
良地进行孔隙率为60%以上、厚度为0.09mm的PTFE多孔带体的巻绕。
本发明虽然对用于完整而明确的公布的特定的实施例进行了叙述， 然而附加的技术方案的范围并不限定于这些实施例，应当作为对于本领 域技术人员来说可以想象到的、将适当地包含于本说明书中所说明的基 本的指示范围内的全部的变更及替代性的构成具体化的内容来解释。
工业可利用性
可以提供一种带绕绝缘线芯制造装置，其能够实现利用将带体与线 材的密接度一定化的、稳定的带巻绕获得的电线化.
另夕卜，可以提供一种带绕绝缘线芯制造装置，即使带体的张力很小， 也可以进行巻绕。
权利要求
1.一种带绕绝缘线芯制造装置，包括供给线材的线材供给装置、在由所述线材供给装置供给的线材上卷绕带体的带卷绕装置、和拉绕由所述带卷绕装置卷绕了所述带体的所述线材的拉绕装置，其特征在于所述带卷绕装置包括带供给部，其具有由将卷绕有带体的带垫固定的带垫固定部、和旋转驱动所述带垫固定部，将旋转轴转矩控制为规定值，将带体的拉出张力设为规定值的伺服电动机构成的第一驱动源；带绕部，其具有由可以旋转地安装于所述带供给部的外侧的带绕飞轮、和将所述带绕飞轮的旋转控制为规定转速的伺服电动机构成的第二驱动源，所述带体伴随着由所述第一驱动源控制了旋转轴转矩的旋转，被没有张力地从所述带垫向所述带绕飞轮供给，向所述带绕飞轮供给的所述带体利用所述第二驱动源的旋转，被在所述线材上将张力设为一定值地卷绕在所述线材上。
2. 如权利要求1所述的带绕绝缘线芯制造装置，其特征在于所 述拉绕装置的驱动源是为了将所述线材的拉绕速度设为规定的速度而 将转速控制为规定转速的伺服电动机。
3. 如权利要求1所述的带绕绝缘线芯制造装置，其特征在于所 述带绕飞轮具有控制所述带的张力的多个张力控制辊。
4. 如权利要求2所述的带绕绝缘线芯制造装置，其特征在于所 述第二驱动源与用于利用所述拉绕装置的驱动源将所述线材的拉绕速 度设为一定值的规定转速同步地旋转驱动所述带绕飞轮。
5. —种带巻绕张力的控制方法，是在带绕绝缘线芯制造装置中控 制所述带体的张力的带巻绕张力的控制方法，带绕绝缘线芯制造装置包 括供给线材的线材供给装置、在由所述线材供给装置供给的线材上巻 绕带体的带巻绕装置、和拉绕由所述带巻绕装置巻绕了所述带体的所述 线材的拉绕装置，其特征在于所述带巻绕装置中的所述带体的张力控制是利用具有旋转驱动带 垫固定部的伺服电动机的第一驱动源，将旋转轴转矩控制为规定值，使 得所述带体的拉出张力为规定值，所述带垫固定部固定巻绕有所述带体 的带垫，然后对于向安装于所述带垫固定部的外侧的带绕飞轮供给的所 述带体，利用具有旋转驱动所述带绕飞轮的伺服电动机的第二驱动源， 将转速以规定转速控制，使得巻绕在所述线材上的所述带体的张力与巻 绕在所述带垫上的所述带体的巻绕量无关，总是为一定的张力。
6. 如权利要求5所述的带巻绕张力的控制方法，其特征在于所转速控制为规定转速而控制为规定的速度的。
7. 如权利要求5所述的带巻绕张力的控制方法，其特征在于向通过缠绕在设于所述带绕飞轮上的多个张力控制辊上而设为规定张力 的。
8.如权利要求6所述的带巻绕张力的控制方法，其特征在于所 述第二驱动源与用于利用所述拉绕装置的驱动源使所述线材的拉绕速 度一定的规定转速同步，旋转驱动所述带绕飞轮，将巻绕在所述线材上 的所述带体的巻绕间距控制为 一定值.
全文摘要
本发明提供一种带绕绝缘线芯制造装置，其包括供给线材的线材供给装置、在由线材供给装置供给的线材上卷绕带体的带卷绕装置、和拉绕由带卷绕装置卷绕了带体的所述线材的拉绕装置。利用转矩渐减控制，通过与带卷绕量无关地旋转驱动带垫固定部而将旋转轴转矩控制为规定值，来将带体的拉出张力设为一定的规定值。
文档编号H01B13/08GK101103418SQ20068000240
公开日2008年1月9日 申请日期2006年1月17日 优先权日2005年1月17日
发明者南城光夫, 齐藤寿朗 申请人:平河福泰克株式会社;株式会社爱德万测试