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技術 電気導体の撚り合わせ装置

出願人 シュロニガーホールディングアーゲー
発明者 ウヴエケイルローランドカンプマン
出願日 2016年10月26日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2016-209376
公開日 2017年7月20日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2017-126554
状態 特許登録済
技術分野 電線ケーブルの製造(2) 糸;糸またはロープの機械的な仕上げ
主要キーワード 導体セクション 電子空気 補償経路 許容差範囲 品質特徴 可動長 圧縮空気容器 リミットストップ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

電気導体撚り合わせ過程監視を容易にし、引張強さを保持しながら自動化し、負荷ピークが回避される撚り合わせ装置を提供する。

解決手段

移動補償キャリッジ(4)は、回転軸に対して平行に作用する、力生成要素によって生成する力を被ってもよい。導体ペア(3)が所定長さに切断されて、撚り合わせヘッド(1)および(5)に移送された後で、導体ペア(3)は緊張した状態に配置される。次に、撚り合わせヘッド(1)は、移動プロファイルに従って撚り合わせヘッド(5)の方向に同時に移動しながら、導体ペア(3)に平行な回転軸周りに回転するように作動される。同時に、撚り合わせヘッド(5)は撚り合わせヘッド(1)から遠ざかる方向の力を被り、撚り合わせヘッド(5)の移動および/または力プロファイルが計算され評価される。

概要

背景

2つの反対方向に回転可能な撚り合わせヘッドを備えた撚り合わせ装置内で、素線ケーブルケーブル束導波路等の電気的または光学導体撚り合わせる方法が特許文献1に開示されている。導体は、撚り合わせヘッドの間で撚り合わせ装置に次々と引き込まれ、撚り合わせ過程が進むにつれ撚り合わせヘッド間の距離が、撚り合わせの続行に伴う撚り合わされた導体の全体的な短縮化補償するために好ましくは撚り合わせヘッドの回転回数に応じて縮まる。有益な変形例は、撚り合わせ過程の第1段階中に撚り合わせヘッドの回転速度を徐々に増加させ、その後、撚り合わせ過程の第2段階中に速度を徐々に減少させる、またはさらに、撚り合わせヘッドの回転速度を個別に増減する、またはそれらをプログラム可能速度プロファイルに従って撚り合わせることに備える。

そのような方法に関連する重要な問題は、個々の導体の長さのばらつきと、機械内の導体転移による許容差と、温度変動および導体の外経の許容差を含む。撚り合わせの質は、導体軸で撚り合わせる場合にかかる力にもよる。自動化された過程で撚り合わせる場合に、短縮するプロファイルに対応して導体に一定の力をかけることは非常に困難である。そのような短縮するプロファイルの算術的理論的算定は、外乱変数を除外するために各撚りに対して個々に適用されなければならない。

これは、特許文献2に開示されるような装置にも当てはまり、特許文献2の目的は、短縮するプロファイルを統制することである。導体は両側で定位置に固締され、固定グリッパ上に力センサが適用される。撚りロータが短縮する導体の上に可動に嵌って、導体の実際の短縮と可能な限り同期しながら短縮する導体の上を移動し、その位置は、測定された力を考慮して調整される。引張力は、固定位置の導体末端で計算され、撚り合わせモータ進行経路はこれから調整される。この解決策は非常に高速信号処理を要求する。それにも関わらず力は制御過程において所定値だけ変動し、過程が非常に動的であるため反応が遅延しなければならないため、エラーを補償することが非常に困難である。正確な引張力を維持することがほぼ不可能であることも、高い不合格率を招き得る。これは、撚り合わせるには短い導体に特に当てはまるが、それはそれらが軸方向減衰効果をほとんど有していないからであり、制御に非常に大量の労力をかけなければならない。

別のグループの機械である「半自動導体撚り機」は、一般的に空気圧式にかかる空気圧力対抗した導体短縮化の領域で働く。短縮化経路が長いため、品質モニタリングはかなりの額の投資がある場合にのみ可能であろう。この問題は、手動処理の場合には、オペレータが製造中に各導体を見て不良を非常に効率良く検出できるため、特に重要ではない。

上記と同じ問題が、撚合においても起こる。したがって、例えば特許文献3は、作製された導体が手で固締される撚合機を開示している。2本の導体は、両導体を、撚り合わせヘッド内に固定された導体末端から開始して、同時に、制御された撚り合わせシャトル過程で回転させることで撚り合わされ、その結果、撚り合わせシャトルと撚り合わせヘッドの間の距離が、過程が続くにつれ大きくなるようにする。この過程において、撚られるのは、撚り合わせシャトルと撚り合わせヘッドの間に配置された導体セクションである。特許文献3は、順方向運動装置、例えば、耐圧制御を備えた空気圧シリンダーによって直線状ガイドに沿って変位可能となるように、撚り合わせ固締マウントがどのように配置されているかについても記述している。この、撚り合わせ固締マウントを備えて撚り合わせヘッドの下に取り付けられた、空気圧シリンダーと耐圧制御を備えた順方向運動装置は、撚り合わせによって形成された短縮化経路全体に沿って移動する。

概要

電気導体の撚り合わせ過程の監視を容易にし、引張強さを保持しながら自動化し、負荷ピークが回避される撚り合わせ装置を提供する。移動補償キャリッジ(4)は、回転軸に対して平行に作用する、力生成要素によって生成する力を被ってもよい。導体ペア(3)が所定長さに切断されて、撚り合わせヘッド(1)および(5)に移送された後で、導体ペア(3)は緊張した状態に配置される。次に、撚り合わせヘッド(1)は、移動プロファイルに従って撚り合わせヘッド(5)の方向に同時に移動しながら、導体ペア(3)に平行な回転軸周りに回転するように作動される。同時に、撚り合わせヘッド(5)は撚り合わせヘッド(1)から遠ざかる方向の力を被り、撚り合わせヘッド(5)の移動および/または力プロファイルが計算され評価される。

目的

これは、特許文献2に開示されるような装置にも当てはまり、特許文献2の目的は、短縮するプロファイルを統制することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

回転軸周りに基部に対して回転するためにモータ力によって駆動可能な少なくとも1つの撚り合わせヘッド(1)と、前記撚り合わせヘッド(1)から最も遠い導体(3)の末端用の固締装置を有する電気導体の撚り合わせ装置であって、前記撚り合わせヘッド(1)はその回転軸の方向において前記固締装置のほうに可動であり、前記撚り合わせヘッド(1)は、第1の、自動式電動式可動長補償キャリッジ(2)上に取り付けられ、前記固締装置は、前記撚り合わせヘッド(1)の回転軸に対して本質的に平行な方向に前記長さ補償キャリッジ(2)の方向に移動可能な、前記回転軸に対して本質的に平行に作用する力が力生成要素を介して印加され得る移動補償キャリッジ(4)の上に取り付けられることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項2

請求項1に記載の撚り合わせ装置であって、前記第1の撚り合わせヘッド(1)と共有回転軸周りに前記第1の撚り合わせヘッド(1)に対して反対方向に回転可能な別の撚り合わせヘッド(5)が、前記移動補償キャリッジ(4)の上に固締装置として取り付けられることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項3

請求項1または2に記載の撚り合わせ装置であって、前記移動補償キャリッジ(4)は受動的変位可能であり、与圧要素によって前記第1の撚り合わせヘッド(1)から離れる方向の力を被ることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項4

請求項3に記載の撚り合わせ装置であって、前記与圧要素の与圧力は、前記長さ補償キャリッジの駆動ユニット(2)の作動の少なくとも開始前に調整可能であり、好ましくは撚り合わせ過程を通じて一定を保つことを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項5

請求項3または4に記載の撚り合わせ装置であって、前記与圧要素は、制御式圧力制御弁(44)を介して圧力源(41,42,43)に接続された流体シリンダー、好ましくは空気圧シリンダー(6)であることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項6

請求項1から5のいずれか1項に記載の撚り合わせ装置であって、流体シリンダー(6)のピストンロッドおよび/または前記移動補償キャリッジ(4)それぞれに、変位センサ(7)が装備または連結され、変位センサは、前記移動補償キャリッジ(4)の移動プロファイルを計算し評価するための評価ユニットに接続されていることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項7

請求項1または2に記載の撚り合わせ装置であって、前記移動補償キャリッジ(4)には、力測定センサと、力生成要素としての電動式の駆動ユニットが装備され、前記移動補償キャリッジ(4)は、少なくとも撚り合わせ工程中に前記力測定センサからの信号に依存する前記駆動ユニットによる力を被り、前記力は前記第1の撚り合わせヘッド(1)から遠ざかる方向に指向され、必要であれば可変であることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項8

請求項7に記載の撚り合わせ装置であって、前記移動補償キャリッジ(4)の駆動ユニットまたは制御装置は、前記移動補償キャリッジ(4)の移動プロファイルを算定し評価するための評価ユニットに前記駆動ユニットのために接続されることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項9

請求項1から8のいずれか1項に記載の撚り合わせ装置であって、前記長さ補償キャリッジ(2)の駆動ユニットは、プログラマブルコントローラを介して、各前記導体(3)、導体タイプおよび/または撚り合わせパラメータに対して定められた、主に固締装置に向かう方向への移動プロファイルを移動するように作動され、前記移動補償キャリッジ(4)の可能な限り最大の変位経路は、好ましくは調節可能なリミットストップ(8a,8b)によって、前記長さ補償キャリッジ(2)の可能な限り最大の変位経路(8)よりも短く保持されることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項10

請求項1から9のいずれか1項に記載の撚り合わせ装置であって、少なくとも前記長さ補償キャリッジ(2)の駆動ユニットは制御ユニットに接続され、制御ユニットに、前記導体(3)および撚り合わせパラメータのあらゆる組み合わせに対する、前記長さ補償キャリッジ(2)の駆動ユニットを駆動するための移動プロファイルが保存されていることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項11

請求項10に記載の撚り合わせ装置であって、評価ユニットおよび/または変位センサ(7)に問い合わせ、計算された前記移動補償キャリッジ(4)の移動プロファイルに応じて品質評価を生成する、および/または前記長さ補償キャリッジ(2)の移動プロファイルを修正し、必要であれば、これを前記導体(3)および撚り合わせパラメータのこの組み合わせに対する新たな移動プロファイルとして制御ユニットに保存する、および/またはエラーメッセージがある撚り合わせ過程を取り消すルーチンが前記制御ユニットで実行されることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項12

請求項10に記載の撚り合わせ装置であって、力測定センサによって供給される値が定められた範囲に入るように前記長さ補償キャリッジ(2)を制御し、計算された前記移動補償キャリッジ(4)の移動プロファイルに基づいて品質評価を生成する、および/または前記長さ補償キャリッジ(2)の移動プロファイルを修正し、必要であればそれを前記導体(3)および撚り合わせパラメータのこの組み合わせに対する新たな移動プロファイルとして前記制御ユニットに保存する、および/またはエラーメッセージがある撚り合わせ過程を取り消すルーチンが制御ユニットで実行されることを特徴とする撚り合わせ装置。

請求項13

電気導体(3)の撚り合わせ方法であって、導体(3)を所定サイズに切断し、それらを能動的に変位可能な撚り合わせヘッド(1)と、対向して配置された変位可能な固締装置に移送するステップと、少なくとも前記撚り合わせヘッド(1)を前記固締装置から遠ざかる方向に移動させることで、前記導体(3)を前記撚り合わせヘッド(1)と前記固締装置の間に固締し張設するステップと、定められた移動プロファイルに従って前記固締装置の方向に前記撚り合わせヘッド(1)を移動させるのと同時に、前記固締された導体(3)に対して平行な回転軸周りに回転するように撚り合わせヘッド(1)を作動させるステップを含み、以下のステップ、すなわち、前記撚り合わせヘッド(1)から遠ざかる方向の、必要であれば異なる大きさの力を、少なくとも撚り合わせ過程中に少なくとも前記固締装置に印加するステップと、前記可動固締装置に関する移動および/または力プロファイルを算定し評価するステップを特徴とする方法。

請求項14

請求項13に記載の方法であって、前記導体(3)が所定位置に固締された後、且つ実際の撚り合わせ過程が開始する前に、前記固締装置が所定移動距離分移動するまで、または、所定の力が及ぼされるまで、前記固締装置から離れる方向に前記撚り合わせヘッド(1)を電動式に変位させるステップと、前記撚り合わせヘッド(1)によって次に占められる位置からの前記導体(3)の長さの特性値を測定または少なくとも間接的に算定するステップと、前記第1の導体(3)と撚り合わされる第2のまたは任意の別の導体(3)に上記ステップを繰り返し、前記第2のまたは任意の別の導体の所定長さの切断のための補正値は、測定された値または特性値から算定されるステップを特徴とする方法。

請求項15

請求項13または14に記載の方法であって、前記固締装置が力生成要素の効果に抗した撚り合わされた前記導体(3)の短縮化によって生成した力により前記撚り合わせヘッド(1)の方向にシフトされながら、前記撚り合わせヘッド(1)が、各導体タイプおよび/または撚り合わせパラメータに対する、前記固締装置の方向への予めプログラムされた移動プロファイルを完了することを特徴とする方法。

請求項16

請求項13に記載の方法であって、前記導体(3)は実際の撚り合わせ過程の開始前に緩く固締され、その後、前記導体は、前記固締装置が最大移動経路の約半分変位するまで前記撚り合わせヘッド(1)を移動させることによる初期の緩い撚り合わせ後に必要なテンションにされ、そこで前記固締装置は、前記撚り合わせヘッド(1)から離れる方向の力を被ることを特徴とする方法。

請求項17

請求項13または14に記載の方法であって、前記固締装置の移動プロファイルが撚り合わせ中に評価され、監視は、移動経路の所定限度および関連する回転の超過網羅し、その結果、必要であれば、限度値が回転で超過した事象の詳細な関連付けを可能にする監視範囲が表され得ることを特徴とする方法。

請求項18

請求項17に記載の方法であって、前記撚り合わせヘッド(1)の移動プロファイルが、好ましくは同じ種類の導体(3)および撚り合わせパラメータでの定義可能な個数の撚り合わせ過程での、前記固締装置の移動プロファイルに従って修正されることを特徴とする方法。

技術分野

0001

本発明は、請求項1のプリアンブルに記載の電気導体撚り合わせ装置に関し、請求項13のプリアンブルに記載のその方法に関する。

背景技術

0002

2つの反対方向に回転可能な撚り合わせヘッドを備えた撚り合わせ装置内で、素線ケーブルケーブル束導波路等の電気的または光学導体撚り合わせる方法が特許文献1に開示されている。導体は、撚り合わせヘッドの間で撚り合わせ装置に次々と引き込まれ、撚り合わせ過程が進むにつれ撚り合わせヘッド間の距離が、撚り合わせの続行に伴う撚り合わされた導体の全体的な短縮化補償するために好ましくは撚り合わせヘッドの回転回数に応じて縮まる。有益な変形例は、撚り合わせ過程の第1段階中に撚り合わせヘッドの回転速度を徐々に増加させ、その後、撚り合わせ過程の第2段階中に速度を徐々に減少させる、またはさらに、撚り合わせヘッドの回転速度を個別に増減する、またはそれらをプログラム可能速度プロファイルに従って撚り合わせることに備える。

0003

そのような方法に関連する重要な問題は、個々の導体の長さのばらつきと、機械内の導体転移による許容差と、温度変動および導体の外経の許容差を含む。撚り合わせの質は、導体軸で撚り合わせる場合にかかる力にもよる。自動化された過程で撚り合わせる場合に、短縮するプロファイルに対応して導体に一定の力をかけることは非常に困難である。そのような短縮するプロファイルの算術的理論的算定は、外乱変数を除外するために各撚りに対して個々に適用されなければならない。

0004

これは、特許文献2に開示されるような装置にも当てはまり、特許文献2の目的は、短縮するプロファイルを統制することである。導体は両側で定位置に固締され、固定グリッパ上に力センサが適用される。撚りロータが短縮する導体の上に可動に嵌って、導体の実際の短縮と可能な限り同期しながら短縮する導体の上を移動し、その位置は、測定された力を考慮して調整される。引張力は、固定位置の導体末端で計算され、撚り合わせモータ進行経路はこれから調整される。この解決策は非常に高速信号処理を要求する。それにも関わらず力は制御過程において所定値だけ変動し、過程が非常に動的であるため反応が遅延しなければならないため、エラーを補償することが非常に困難である。正確な引張力を維持することがほぼ不可能であることも、高い不合格率を招き得る。これは、撚り合わせるには短い導体に特に当てはまるが、それはそれらが軸方向減衰効果をほとんど有していないからであり、制御に非常に大量の労力をかけなければならない。

0005

別のグループの機械である「半自動導体撚り機」は、一般的に空気圧式にかかる空気圧力対抗した導体短縮化の領域で働く。短縮化経路が長いため、品質モニタリングはかなりの額の投資がある場合にのみ可能であろう。この問題は、手動処理の場合には、オペレータが製造中に各導体を見て不良を非常に効率良く検出できるため、特に重要ではない。

0006

上記と同じ問題が、撚合においても起こる。したがって、例えば特許文献3は、作製された導体が手で固締される撚合機を開示している。2本の導体は、両導体を、撚り合わせヘッド内に固定された導体末端から開始して、同時に、制御された撚り合わせシャトル過程で回転させることで撚り合わされ、その結果、撚り合わせシャトルと撚り合わせヘッドの間の距離が、過程が続くにつれ大きくなるようにする。この過程において、撚られるのは、撚り合わせシャトルと撚り合わせヘッドの間に配置された導体セクションである。特許文献3は、順方向運動装置、例えば、耐圧制御を備えた空気圧シリンダーによって直線状ガイドに沿って変位可能となるように、撚り合わせ固締マウントがどのように配置されているかについても記述している。この、撚り合わせ固締マウントを備えて撚り合わせヘッドの下に取り付けられた、空気圧シリンダーと耐圧制御を備えた順方向運動装置は、撚り合わせによって形成された短縮化経路全体に沿って移動する。

先行技術

0007

国際公開第2013068990号パンフレット
欧州特許第1032095B1号明細書
独国特許出願公開第19631770A1号明細書

発明が解決しようとする課題

0008

したがって、本発明の目的は、非常に動的であり材料の許容差等の干渉因子により統制が非常に困難でもある撚り合わせ過程の容易な監視を可能にし、可能な限り不変な引張強さを保持しながら過程の自動化を可能にし、導体での負荷ピークが回避され、また、撚り合わされた導体の直接の品質管理を提供するような種類の撚り合わせ装置を作製することであった。本発明のさらなる目的は、上述の利点を有する撚り合わされた導体の製造方法であった。

課題を解決するための手段

0009

この目的は、独立請求項1および独立請求項13の特徴で解決される。有益な展開は、図面および従属特許請求項に提示される。

0010

開始点は、回転軸周りに基部に対して回転するようにモータ動力によって駆動可能な少なくとも1つの撚り合わせヘッドを有する装置であり、また、撚り合わせヘッドから最も遠い導体の末端用の固締装置であり、撚り合わせヘッドはその回転軸の方向において固締装置のほうに可動である。固締装置は例えば固定位置型、すなわち非回転式導体固締具であってよい。撚り合わせヘッドの電動式可動性は、電動モータ、空気圧式または油圧式流体モータ等の任意の形式原動力で実現されてもよい。

0011

上記の課題を解決するために、そのような種類の装置は、撚り合わせヘッドが、第1の自動および電動式可動長さ補償キャリッジ上に取り付けられ、撚り合わせヘッドの回転軸に対して本質的に平行な方向に長さ補償キャリッジのほうに移動可能な、回転軸に対して本質的に平行に作用する力が力生成要素によって印加され得る移動補償キャリッジ上に、固締装置が取り付けられることを特徴とする。

0012

これに関連して、好ましくは、第1の撚り合わせヘッドと共有の回転軸周りに第1の撚り合わせヘッドに対して反対方向に回転可能な別の撚り合わせヘッドが、移動補償キャリッジ上に固締装置として取り付けられることが提供される。

0013

本発明の好適な実施形態によれば、移動補償キャリッジは受動的に変位可能であり、与圧要素によって第1の撚り合わせヘッドから離れる方向の力を被る。こうして、引張力は、撚り合わせ過程中に動かされる要素の全変位範囲にわたり導体に印加され、それにより撚り合わせ過程とその質を改善する。

0014

そのような場合、与圧要素の与圧力は、長さ補償キャリッジの駆動ユニットの作動の少なくとも開始前に調整可能であり、好ましくは撚り合わせ過程を通じて一定を保つ。こうして、撚り合わせ中に変位範囲全体にわたり一定の引張力が印加され得る。結果として、軸方向に可動な固締装置が、一定の引張力によりその保持位置を修正するため、撚り合わせ中の材料関連許容差に対する補償がなされる。

0015

有利な実施形態によれば、与圧要素の単純且つ容易に調整可能な構成は、制御圧力制御弁を介して圧力源に接続された流体シリンダー、好ましくは空気圧シリンダーで実現される。

0016

本発明によるさらなる任意の特徴は、流体シリンダーのピストンロッドおよび/または移動補償キャリッジそれぞれに、変位センサ装備または連結され、変位センサは、移動補償キャリッジの移動プロファイルを計算し評価するための評価ユニットに接続されていることからなる。例えば、固締装置の保持位置に対応する、ピストンロッドとキャリッジの位置を監視することが可能である。撚り合わせ過程中の固締装置の軸方向移動は、一般的に40mm程度と非常に少ないため、撚り合わせ過程は容易に「正常な」許容差内で監視され得る。この正常な撚り過程外の不良とエラーは、許容差マージン監視からの逸脱につながり得る。従って、撚り合わせ過程の品質管理を実行することが可能である。キャリッジが許容できる監視許容差範囲内で変位する限り、変位センサの代わりにイニシエータも想定可能である。

0017

撚り合わせ過程中に別々の軸方向経路を補償するために一定の与圧力に曝される与圧要素の代わりに、本発明の別の実施形態によれば、力補償キャリッジには、力測定センサと、力生成要素としての電動式駆動ユニットが装備されてもよい。この場合、移動補償キャリッジは、力測定センサからの信号に依存して第1の撚り合わせヘッドから遠ざかる方向の力を被る。必要であれば可変である前記力は、少なくとも撚り合わせ過程中に駆動ユニットによって印加される。

0018

この場合、固締装置の移動プロファイルは、ここで能動的に規定可能であるが、撚り合わせ過程の品質管理に含まれてもよい。このため、本発明によれば、力補償キャリッジの駆動ユニットまたは制御装置は、力補償キャリッジの移動プロファイルを計算し評価するための評価ユニットに接続される。

0019

本発明の別の実施形態によれば、長さ補償キャリッジの駆動ユニットは、プログラマブルコントローラを介して作動されて、各導体、導体タイプおよび/または撚り合わせパラメータに対して定められた、主に固締装置に向かう方向への移動プロファイルを移動することが提供され、移動補償キャリッジの可能な限り最大の変位経路は、好ましくは調節可能なリミットストップによって、長さ補償キャリッジの可能な限り最大の変位経路よりも短く保持される。撚り合わせ過程は、実行される撚り合わせ回転の回数に対応する放物線関数による撚り合わされた導体の長さの短縮化の効果を有する。撚り合わせ過程における変数は、例えば導体の直径、導体材料導体長さ、撚り回転(順方向、次にテンションを低減するために逆方向へ)の回数、撚り合わせ中の引張力、撚り合わせの結果得られるべき撚り合わせピッチ長である。こうして、撚り合わせ過程での長さの短縮化は上記の変数に関して数学的に記述されることができ、ファイル(「式」)として保存されることができる。これらの式の基礎データは、各導体の断面に関する予備試験で最初に計算される。それが判明した後で、基礎データはその他の導体長さを数学的に導出するための基準として働き得る。理論的には、式に基づく導体ペアの軸方向引張強さは、材料許容差等の外乱因子がこれを妨げないとすると実質的に一定を保つ。しかし、これらの許容差に対する補償は、撚り合わせ自体に必要な軸方向シフトよりもずっと少ない軸方向シフトでの固締装置上への一定の保持力によって保証され得る。

0020

過程ばかりでなく撚り合わせ過程の監視も可能な限り自動化できるために、好ましくは、少なくとも長さ補償キャリッジの駆動ユニットは制御ユニットに接続され、制御ユニットに、導体および撚り合わせパラメータのあらゆる組み合わせに関する、長さ補償キャリッジの駆動ユニットを駆動するための移動プロファイルが保存されている。

0021

これに関連して、評価ユニットおよび/または変位センサに問い合わせ、計算された移動補償キャリッジの移動プロファイルに応じて品質評価を生成する、および/または長さ補償キャリッジの移動プロファイルを修正し、必要であれば、これを導体および撚り合わせパラメータのこの組み合わせに対する新たな移動プロファイルとして制御ユニットに保存する、および/またはエラーメッセージがある撚り合わせ過程を取り消すルーチンが制御ユニットで実行されることが提供されると有益である。

0022

撚り合わせ過程の監視は、撚り合わせ過程のパラメータを自動修正するためにも用いられ得る。このための理想的な装置は、ルーチンが制御ユニットで実行されて、このルーチンが、変位センサによって供給される値が定められた範囲に入るように長さ補償キャリッジを制御し、計算された移動補償キャリッジの移動プロファイルに基づいて品質評価を生成する、および/または長さ補償キャリッジの移動プロファイルを修正し、必要であれば、導体および撚り合わせパラメータのこの組み合わせに対する新たな移動プロファイルとして制御ユニットに保存する、および/またはエラーメッセージがある撚り合わせ過程を取り消すことを特徴とする装置である。

0023

導入部分で述べた課題を解決するために、方法は電気導体の撚り合わせに関して適合されてもよい。そのような方法の基本ステップは以下を含む:
−第1の導体を所定サイズに切断し、それを能動的に動いている撚り合わせヘッドと、対向して配置された変位可能な固締装置に移送し、
−少なくとも撚り合わせヘッドを固締装置から遠ざかる方向に移動させることで、導体を撚り合わせヘッドと固締装置の間に固締し、
−定められた移動プロファイルに従って固締装置の方向に撚り合わせヘッドを移動させるのと同時に、固締された導体に対して平行な回転軸周りに回転するように撚り合わせヘッドを作動させる。

0024

そのような方法は、本発明によれば、以下のステップを特徴とする:
−撚り合わせヘッドから遠ざかる方向の力であり、必要であれば異なる大きさの力を、少なくとも撚り合わせ過程中に少なくとも固締装置に印加し、
−可動固締装置のための移動または力プロファイルを算定し評価する。

0025

さらなる任意のステップとして、好ましくは以下のステップが設けられる:
−導体が所定位置に固締された後、且つ実際の撚り合わせ過程が開始する前に、固締装置が所定移動距離分移動するまで、または、所定の力が及ぼされるまで固締装置から離れる方向に撚り合わせヘッドを電動式に変位させる、
−撚り合わせヘッドによって次に占められる位置からの導体の長さの特性値の測定または少なくとも間接的な算定、
−第1の導体と撚り合わされる第2のまたは任意の別の導体に上記ステップを繰り返し、第2のまたは任意の別の導体の所定長さの切断のための補正値が、測定された値または特性値から算定される。

0026

本発明による方法のさらなる変形例は、固締装置が力生成要素の効果に抗した撚り合わされた導体の短縮化によって生成した力により撚り合わせヘッドの方向にシフトされながら、撚り合わせヘッドが、各導体タイプおよび/または撚り合わせパラメータに対する、固締装置の方向への予めプログラムされた移動プロファイルを完了することを特徴とする。

0027

実際の撚り合わせ過程の有益な作成が、本発明の一変形例によって可能であり、その変形例において、導体は実際の撚り合わせ過程の開始前に緩く固締され、その後、導体は、固締装置が最大移動経路の約半分変位するまで撚り合わせヘッドを移動させることによる初期の緩い撚り合わせ後に、必要なテンションにされ、そこで固締装置は、撚り合わせヘッドから離れる方向の力を被る。

0028

撚り合わせ過程の品質監視は、特に固締装置の移動プロファイルが撚り合わせ中に評価されるときの自動化過程ルーチンの場合に可能であれば有益であり、 その場合監視は、移動経路の所定限度および関連する回転の超過網羅し、その結果、必要であれば、限度値が回転で超過した事象の詳細な関連付けを可能にする監視範囲が表され得る。

0029

本発明の1つの変形例によれば、好ましくは、撚り合わせヘッドの移動プロファイルが、好ましくは同じ種類の導体および撚り合わせパラメータでの定義可能な個数の撚り合わせ過程での、固締装置の移動プロファイルに従って修正されるようにすることが可能である。

0030

本発明のさらなる利点、特徴および詳細は、本発明のいくつかの典型的な実施形態が、図面の図を参照して説明される以下の説明において明らかになる。特許請求の範囲および説明において説明された特徴は、個々でも任意の組み合わせでもすべて、本発明の本質的なものである。

0031

参照符号リストは、請求項および図面の技術的内容と同様に開示の一部である。図面は論理的且つ相互関連した順で記載されている。同じ参照符号は同じ構成要素を示し、別々の指数を付けた参照符号は機能的に同等または同様な構成要素を示す。

図面の簡単な説明

0032

本発明の、2つの撚り合わせヘッドを備えた典型的な撚り合わせ装置の模式側面図である。
経路補償のための可動固締装置が完全退縮位置にある、図1の撚り合わせ装置アセンブリの個々の拡大図である。
完全に拡張した位置にある、図2のアセンブリの個々の拡大図である。
固締装置の与圧要素を駆動する空気圧回路の一例の回路図である。

実施例

0033

図1に示す、撚り合わせ過程中に理論的長さ短縮化を補償する撚り合わせ装置は撚り合わせヘッド1を有する。撚り合わされる導体ペア3は、撚り合わせヘッド1の対向する側の第2の撚り合わせヘッド5によって所定位置に保持され、2つの撚り合わせヘッド1、5は、共通の回転軸周りに反対方向に回転されてもよい。第2の撚り合わせヘッド5の代わりに非回転式固締装置が配設されてもよい。変形例として、非回転式固締装置は第1の撚り合わせヘッド1の代わりに配設されてもよく、その場合は第2の撚り合わせヘッド5が回転される。原則として、3本以上の導体の撚り合わせも、撚り合わせヘッド1、5および固締装置、特にその固締機構がそれに合わせて設計されていれば想定可能である。

0034

導体ペア3が撚り合わせヘッド1、5に移送された後で、導体は最初は互いに対して平行に配置され、その末端は撚り合わせヘッド1、5のグリッパ内に固締される。撚り合わせ過程が開始するとすぐに、2本の導体は少なくとも撚り合わせヘッド1の効果によって互いの周りに巻かれ、撚り合わせ中に軸方向テンションは可能な限り一定に保たれなければならない。しかし、撚り合わせ過程の進展に応じて可変な引張力を導入することも有益であり得る。撚り合わせ過程は、撚り合わせヘッド1、5の間で撚り合わされた導体3の長さの短縮化の効果を有する。短縮化は、撚り合わせ回転に依存した放物線関数に従って生じる。オーダーに対して必要な撚り回転数は、撚り合わされた導体3の長さ(延伸/オーダーによる)をピッチ長で割ったものに概ね等しい。付加的に、約40%の撚り合わせ過剰が予期されるはずであり、それは次に解撚されなければならない。

0035

撚り合わせ過程における長さの短縮化は、撚り合わせ過程において変数を用いて(例えば、導体直径、導体材料、導体長さ、撚りの回転の回数(順方向、次に、テンションを低減するために逆方向)、撚り合わせ中の引張力および、撚り合せの結果として得られる撚りピッチ長等)数学的に記述され得る。これらの変数の特定の設定に関する撚り合わせ過程のパラメータは、ファイル(「式」)として保存されてもよい。これらの式の基礎データは、各導体の断面の予備試験において最初に計算される。判明した後で、基礎データはその他の導体長さを数学的に導出するための基準として働く。

0036

理論的長さ短縮化は、撚り合わせ中に要求された式によって能動的に可動である長さ補償キャリッジ2上に第1の撚り合わせヘッド1を取り付けることにより、また、好ましくは撚り合わせ過程中に、撚り合わされる導体3の短縮化を補償するためにプログラマブルサーボ駆動ユニットを介した撚り回転に基づいて実行される。理論的には、導体ペア3における軸方向引張力は実質的に一定を保つはずであるが、それは殆どの撚り合わせ過程に望ましい。しかし、撚り合わせの可変な引張力プロファイルも、適切な式に基づいてプログラムされてもよい。

0037

第2の撚り合わせヘッド5、または非回転式固締装置も、別の線状キャリッジである移動補償キャリッジ4に取り付けられてもよく、移動補償キャリッジ4は調節可能与圧要素を介して制御可能な与圧力を被ることができ、その力は、第1の撚り合わせヘッド1と反対方向且つ撚り合わせヘッド1、5の共通の回転軸に対して平行に作用する。キャリッジ4は好ましくは、キャリッジ位置に特に関係ない一定の引張力に曝される。撚り合わせ中に撚り合わせヘッド1を介して導体3に作用する引張力は、移動補償キャリッジ4に作用する引張力に対応する。

0038

例えば短縮化等の過程での材料許容差により、撚り合わされた導体の短縮化寸法が、移動プロファイルにプログラムされた、撚り機1上で移動された長さ補償キャリッジの基準経路に厳密に整合しない場合、移動補償キャリッジ4は撚り合わせヘッド5上でこの経路差分を補償しなければならない。引張力は不変である。

0039

与圧要素は空気圧シリンダー6からなり、例えば、その動作領域は制御可能でありピストン位置に影響されない一定の圧力を被る。こうして、長さ補償キャリッジ2の全移動範囲の撚り合わせ操作において撚られる対象の導体ペア3に、例えば両キャリッジ2、4の全移動範囲にわたり一定である移動補償キャリッジ4の平衡化効果により、規定された引張力が印加されることができる。図4に示された典型的な空気圧回路で示すように、シリンダー6に供給する空気圧圧力は、プログラマブル圧力調整弁、好ましくは5/2方弁(5/2−way valve)44によってユーザから調整される。空気圧システムは全体として、圧縮空気源41、圧縮空気源と圧縮空気容器42の間に配置された電子空気圧レギュレータ43、ならびに弁44の出口開口の2つの音響緩衝材47を備えている。プラグ45が弁44からシリンダー6への平行な経路を閉塞する。空気圧シリンダー6には一方の側に空気圧圧力が供給され、その結果、ピストンロッド上に付随する引張力が、ピストンの移動範囲全体にわたって付随し且つ一定となる。材料による許容差は、撚り合わせ中に、その時点で軸方向に可動な撚り合わせヘッド2が、一定の引張力を保つ上でその軸方向保持位置を修正するため、補償される。

0040

代替的に、空気圧圧力を変え、それとともに、導体3に作用する引張力を、撚り回転に応じて、例えば撚り合わせ過程の始動時にはより低い引張力がかかるようにして、それを漸次増加させるように変えることも可能である。空気圧圧力と、それとともに、シリンダー6の与圧力も、プログラムされたプロファイルに従って操作される別の実施形態も可能である。これは、次に続く解撚過程にも適用される。

0041

許容差によって補償されるべき撚りの短縮化は、撚り合わせヘッド5の下方に取り付けられた移動補償キャリッジ4の比較的短い移動経路のみを必要とし、それは、一般的に約40mm程度である第1の撚り合わせヘッド1の長さ補償キャリッジ2の移動経路と比べて特に短い。これは、図2と3を比較することでもわかる。ピストンロッド、キャリッジ4および撚り合わせヘッド5の位置、すなわち、撚り合わせヘッド保持位置が経路センサ7によって監視されれば、「正常な許容差」内で撚り合わせ過程を非常に効率良く監視することが可能である。この正常な撚り過程外の不良およびエラーは、監視許容差マージンからの逸脱につながる。これも、評価ユニットによって検出、処理および表示され得る。撚り合わせ過程の取り消し、導体ペアを不良として排除する等のさらなる措置もそれにより発動されてもよく、したがって、監視および品質管理機能を可能にしている。有利には、好ましくは調整可能なリミット8a、8bによって規定される移動補償キャリッジ4の最大の可能な移動経路は、長さ補償キャリッジ2の最大移動経路8よりも短く保持される。

0042

したがって、本発明によれば、撚り合わせ過程は2つの動作に分かれる。導体3が2つの撚り合わせヘッド1、5に緩く固締された後で、導体3は、即座に、または、緩い初期撚り合わせの後で、撚り合わせヘッド5または、撚り合わせヘッド1に対向して配置された別の固締装置が、移動補償キャリッジの可能な移動経路のうち略半分のところに達するまで、サーボ動力の長さ補償によるテンション下に置かれる。次に空気圧シリンダー6は導体3に、調整された一定の力を印加する。次に、撚り合わせが開始され、撚り合わせヘッド1の長さ補償は定められた移動プロファイルに従って進展し、撚り合わせヘッド1は撚り合わされている導体3の短縮を反映するために算術的に計算された均衡化経路を実行する。

0043

この場合第2の撚り合わせヘッド5である第2の固締装置は、ガイド上を第1の撚り合わせヘッド1の方向に移動し(特定の状況では撚り合わせヘッド1から離れる方向にも移動する場合がある)、移動経路は与圧要素6で予め設定された撚り合わせ中に導体3を固締するための力によって決定される。撚り合わせヘッド5とそれを支持する移動補償キャリッジ4は理想的なプログラムされた導体短縮化路からのわずかな変位を補償する。

0044

変位センサ7または任意の他のトランデューサは、第2の撚り合わせヘッド5と合同して撚り合せ中のその移動プロファイルを検出し、また、導体の短縮化の偏差が評価ユニット内で計算される。品質監視のため、導体3の撚り合わせのための撚り合わせヘッド5の移動プロファイルが記録され評価される。こうして、不良な撚り合わせが操作全体にわたって検出され、統計的評価も可能である。

0045

機械加工過程を最適化することも可能である。このため、撚り合わせヘッド1の長さ補償の移動プロファイルは、同じ導体3のための第1の撚り合わせ中の撚り合わせヘッド5の補償経路および同様な撚り合わせパラメータを考慮に入れて続いて段階的に制御される。

0046

上記の典型的な目的に関して説明された本発明による装置および方法のさらなる利点は以下である:
自動化過程において正確に一定の引張力での撚り合わせの監視の能力
完成した撚り合わせ長さの試験/監視、
品質特徴としての撚り合わせによる短縮化の監視、
非常に高感度の長さ補正の作動が、導体における負荷ピークを防止する、
自動撚り合わせ過程における絶対的に一貫性のある引張力による改善された撚り合わせ品質
撚り合わせ過程が進展するにつれおよび/またはそれに続く解撚中に引張力が撚り合わせ回転に相関されて、引張力プロファイルが自動撚り合わせ過程においてプログラム可能である、
不正な撚り合わせの検出の改善、
導体が撚り合わせ中に軸方向に過負荷とならない、
解撚された導体の長さの試験/監視。

0047

本発明の一変形例は、移動補償キャリッジ4または任意の同様に動作する構成が、第1の撚り合わせヘッド1の移動プロファイルの自動計算を可能にすることを提供する。移動プロファイルは一般的に放物線関数を辿る。放物線初期範囲の実際の値が判っていれば、これから放物線の全体が計算され得る。

0048

本発明によれば、撚られる2本の導体3、または導体3が3本以上であったとしても、所定サイズに切断されて撚り合わせヘッド1、5の間に固締される。このため、導体の長さは、長さ補償キャリッジ2が位置決めされるように、好ましくはグラフィカルユーザインタフェースを介して前もって明示される。すると導体3上への所望の引張力は、移動補償キャリッジ4の圧力調整弁44で設定される。一般的な値は約50N程度である。次に、キャリッジ1は、撚り合わせヘッド5のキャリッジ4が、固締された導体3によって空気圧的に調整された移動範囲へと引き込まれるまで後退される。

0049

次に、撚り合わせ操作が撚り合わせヘッド1または撚り合わせヘッド1、5の遅い回転速度で開始され、キャリッジ4がその移動経路の終端に達するまで続く。同時に、移動経路と回転との相関関係がキャリッジ4の変位センサ7によって検出される。こうして、移動プロファイル放物線の開始のための実際のデータが収集される。このデータから、放物線は、進行的移動プロファイルを含んで計算され得る。こうして、撚り合わせヘッド1と長さ補償キャリッジ2の移動プロファイルはプログラム可能である。計算された移動プロファイルは、実際のデータの比較的小さい組に基づくため、全てのそれに続く撚り合わせ操作の偏差は必要であれば補正されなければならない。必要な補正は、移動補償キャリッジ4の移動センサ7を用いて算定されることができ、移動プロファイル放物線を補正するために含まれる。

0050

本発明のさらなる有益な適用は、次々に所定長さに個別に切断された2本以上の単一の導体3の実際の長さの自動化された比較測定を行うために移動補償キャリッジ4を用いて、それにより撚り合わせ領域に、正確に同じ長さの3本の導体3が存在することを確実にすることである。

0051

第1の導体が導体退縮機構によって所定長さに切断されて、2つの撚り合わせヘッド1、5内のグリッパに移送された後で、長さ補償キャリッジ2は、導体3が緊張した状態になるまで対向する固締装置から遠ざかる方向に動かされ、次に移動補償キャリッジ4は、その予め設定された引張力が単一の導体3に軸方向に作用するように動かされる。次に長さ補償キャリッジ2は、移動センサ7または固定トランデューサからの値を用いて基準点として規定されるキャリッジ4の規定された基準点まで動かされる。次に、この時点で長さ補償キャリッジ2によって到達された移動点(そのサーボモータからのレゾルバデータから算定された)が記憶される。

0052

次に長さ補償キャリッジ2はその開始位置に退縮され、そこで導体3に軸方向に作用する引張力もゼロに低減されて、移動補償キャリッジ4はその開始位置に戻り、測定された導体は撚り合わせヘッド1、5から取り外されるまたは排出される。

0053

次に、第2の導体3に同じ手順が実行される。第1および第2、また場合によっては別の単一の導体3に関する長さ補償キャリッジ2の移動点位置を比較することにより、2本の導体間の長さの差が計算され得る。次にこの差分寸法を用いて、導体3を所定長さに切断する操作を補正することができる。

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