JP5198751B2 - ワイヤの導体の径を決定する装置 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項の定義に従って、信号をワイヤに印加する入力カプラーと、ワイヤ上の信号を検知する出力カプラーと、ワイヤに印加されるべき信号を発生し、ワイヤ上の信号を測定する信号プロセッサとによって、ワイヤの導体の径を決定する装置に関する。

特許出願ＪＰ１１２９９０３６号明細書から、ワイヤの導体の径を決定する装置が知られるようになった。電気コイルは、決定される径を持つワイヤに信号を結合する。ワイヤの端から絶縁体を剥ぎ取るプロセスの間に、ストリッピングカッターは、導体の所までワイヤの被覆を切り込み、導体と電気的に接触し、それによってワイヤに結合された信号がカッターへ移される。カッターは電圧が抵抗の両端間で降下するとき、カッターと導体の接触を検知する測定装置に接続される。

従来の装置の欠点は、ストリッピングカッターを備えたカッターヘッドが固定電位またはグラウンドに対して絶縁され、ワイヤに結合された信号がカッターヘッド上またはカッター上で検知していることである。
特許出願ＪＰ１１２９９０３６号明細書

ここで本発明は改善策を提供することを目的とする。

請求項１に特徴付けられている本発明は、従来装置の欠点を回避し、ワイヤの導体の径が容易に決定される装置を作成する解決策を提供する。

本発明の有利なさらなる展開は従属請求項に記載されている。

本発明によって実現される利点は、主として従来型のカッターヘッドまたは電気的に接地されたカッターヘッドが使用される点に見られる。さらにワイヤの端がグラウンドまたは固定電位に接続されることは不要である。ワイヤドラムにおいてワイヤの端を見つけることはどうしても面倒であり、時間がかかる。導体の径を測定するため、カッターヘッドは取り替えられなくてもよい。入力結合された信号を出力結合するために必要とされるセンサは、電気的に絶縁されたワイヤガイドである。ワイヤガイドを絶縁することは、カッターヘッドを絶縁することよりも実質的に容易であり、かつ、安価である。さらに、センサは様々なワイヤ処理装置で使用され得る。本発明による装置を使って、導体の径の決定が自動化することが可能であり、このことが今度はワイヤ処理装置をセットアップする時間を実質的に短縮する。

本発明による装置において、ワイヤ導体に接触する少なくとも１個の接点素子によって変化させられ得るワイヤ上の信号を検知するため、非接触で機能する出力カプラーが設けられる。

本発明は添付図面を参照することによってより詳細に説明される。

図１はワイヤ３の導体の径を決定する装置を備えるワイヤ処理装置１を示す。図１に示されたワイヤ処理装置１は、たとえば、第１の送り出し装置４とカッターヘッド５と第２の送り出し装置６とにより構成される。第１の送り出し装置４を用いて、たとえば、ドラムに格納されたワイヤ３はワイヤ格納部７から引き出され、切断されるべき所望のワイヤ長に応じて送り出させられる。ワイヤ３がカッターヘッド５を用いて切り抜かれた後、ワイヤ長のワイヤ端が処理される（たとえば、絶縁体が剥ぎ取られ、スリーブが取り付けられ、圧着端子が圧着される）。ワイヤ３の先端のワイヤ端は、ワイヤ断面が切断される前に処理できる。ワイヤ端を処理する処理ステーションとワイヤ端を渡すために必要とされるグリッパーは図示されない。

ワイヤ３は、通常は、電気的に絶縁性の被覆によって取り囲まれた導体により構成される。ワイヤ端を処理するため、導体の径を知ることまたは決定することが不可欠である。導体の径に依存するのは、たとえば、絶縁体を剥ぎ取るカッターの侵入深さ、圧着端子の選定、スリーブの選定、圧接加圧の提供などである。

以下では測定装置２と呼ばれる、ワイヤ３の導体の径を決定する図１に示された装置２は、原則的に、信号プロセッサ８と、入力カプラー９と、出力カプラー１０とにより構成される。信号プロセッサ８は、出力信号Ｓ１、たとえば、可変振幅をもつ４０ｋＨｚの正弦信号（その他の信号形式も可能である）を発生し、信号Ｓ１は、信号Ｓ１を増幅し、出力信号Ｓ２として入力カプラー９へ送る増幅器１１に供給される。入力カプラー９側の信号振幅を調整することにより、測定装置２は、それぞれの状況（ワイヤタイプ、ワイヤのガイドタイプ、ワイヤ処理装置上での入力カプラー及び出力カプラーの配置）に自動的に適応する。入力カプラー９は、インダクタンスによって出力信号Ｓ１を導体へ移す。一端で、ワイヤ格納部７は、以下ではグラウンド１８と称される固定電位またはグラウンドに容量結合され、もう一方のワイヤ端で、入力信号Ｓ３は、電気的に絶縁された出力カプラー１０によって、非接触式に、たとえば、容量式に検知され、信号プロセッサ１２へ送られる。信号Ｓ３は整流され、フィルタ処理され、増幅され、入力信号Ｓ４として信号プロセッサ８へ送られる。入力信号Ｓ３が必要な振幅に到達しないならば、信号プロセッサ８はエラーメッセージを発生する。グラウンド１８に接続されたカッターヘッド５のカッター１３、１４が導体に接すると直ちに、入力信号Ｓ３の振幅が減少する。信号の変化（信号の位相ずれとは独立した振幅の変化）から、信号プロセッサ８は、カッター１３、１４が導体に接していることを認識する。同時に、たとえば、平坦またはＶ字形のカッター１３、１４の送り（侵入深さ）または位置が検知され、その結果、導体の径が決定される。

ワイヤ３に侵入し、導体と接触するカッターの代わりに、たとえば、挿入深さが測定可能であり、導体の所まで達する電動針の形をした接点素子を設けてもよい。

図２は、信号Ｓ２をワイヤ３に印加する入力カプラー９を示す。ワイヤ格納部７は容量カップリング１７によりグラウンド１８に接続される。ワイヤ３はコイル１９の中を通され、その結果、変圧器の原理に基づいて１次巻線Ｎ１と相互作用する、コイル１９の単一の２次巻線Ｎ２を形成する。２次側の信号Ｓ３をできる限り大きくするため、１次側の信号Ｓ２はできるだけ大きく、巻線比Ｎ１／Ｎ２はできるだけ小さいということが必要とされる。

たとえば、フラットケーブルのような特殊なワイヤの場合、リング状コアの代わりに、コイル１９はＵ次形のコアを有する。

出力カプラー１０は、原則的に、グラウンド１８に対して電気的に絶縁され、容量センサとしての機能を果たすか、または、容量センサが配置された、ワイヤガイド１５、たとえばチューブにより構成される。入力信号Ｓ３はセンサによって検知される。ワイヤガイド１５は回転軸１６の周りに可動式に配置されてもよい。

図３は、被覆３．１に切り込み、導体３．２の導体径Ｄを決定するＶ字形のカッター１３、１４を示す。導体の径Ｄは、
Ｄ＝ｙ・ｓｉｎ（α／２）
という式に従って計算され、式中、ｙは（カッター駆動部のシャフトエンコーダによって、または、リニアスケールによって決定され得る）カッターの位置から導出され、αはカッターの開きの角度である。

切断中に、カッター１３、１４が導体３．２に接すると直ぐに、信号Ｓ３が変化し、このことが次にカッターの瞬時位置ｙの検出を開始する。

図４はワイヤ３上の信号Ｓ３を検知する出力カプラー１０を示す。ワイヤガイド１５は、ベアリングブロック２０上で回転可能に取り付けられ電気的に絶縁された、回転軸１６に配置される。ベアリングブロック２０は筐体部品２４によって支えられる。筐体部品２４に配置されたレバー駆動部２１は、回転軸１６を回すレバー２２を作動させる。回転軸１６の回転は、矢印Ｐ１によって表されているようにワイヤガイド１５をワイヤの長手方向から旋回させる。信号Ｓ３を運ぶ信号ワイヤ２３はワイヤガイド１５と電気的に接触する。

図５はスリットカッター２５を備えるワイヤ処理装置１を示す。カッター駆動部２６によって送り可能なスリットカッター２５を用いて、ワイヤ３は、導体の所までワイヤの長手方向に沿って切り込まれ、または、切り裂かれる。その後、カッター１３、１４を用いて、ワイヤは、スリットの前方及び後方で切り込まれ、絶縁体スリーブが取り除かれる。グラウンド１８に接続されたスリットカッター２５が導体に接するならば、出力カプラー１０の入力信号Ｓ３の振幅が減少する。信号の変化（信号の位相ずれとは独立した振幅の変化）から、信号プロセッサ８はスリットカッター２５が導体に接していることを認識する。同時に、スリットカッター２５の送り（侵入深さ）または位置がそれによって検知され、導体の径が決定され、次の切断時の侵入深さが縮小される。

図６は入力信号カップリング及び出力信号カップリングの異なる実施形態を示す。この変形では、後尾ワイヤ端もまた処理中にワイヤ径及び侵入深さに関して監視される。入力信号カップリングは、カッター１３、１４を備える絶縁されたカッターヘッド５によって直接的に行われる。ワイヤガイド１５はワイヤ運搬装置から旋回させられる。さらなるワイヤガイド１５．１は、信号プロセッサ１２の入力フェーズ１２．１に供給される入力信号Ｓ３．１を容量的に検知する。

図５及び図６は入力信号Ｓ４を解釈する信号装置８の詳細を示す。入力信号Ｓ４は、９０°だけずらされ、信号Ｓ２の周波数を有する正弦信号、余弦信号の２個の信号によって乗算される。（乗算装置はｘで表わされている）。乗算によって、位相に依存しない入力信号Ｓ４が生成される。信号乗算の結果として、フィルタによって抑えられる、新しい望ましくない周波数が生じる。フィルタリング装置は〜によって表されている。信号は次に平方され（平方化装置はｕ^２によって表されている）、それらの平方が加算され、和の平方根が計算される（加算装置は＋によって表され、平方根化装置は√によって表されている）。生成された信号Ｓ５は常に正であり、入力信号Ｓ４の位相に依存しない。信号Ｓ５の信号変化に応答して、ＤＬによって参照されるインタープリターは、たとえば、エラーメッセージ「導体に接した」のような状態信号を発生し、状態信号をインターフェイスＩＦ経由で機械制御機器へ通信する。

異なる実施形態として、入力カプラー９は容量性の原理に基づいて機能し、異なる実施形態として、出力カプラー１０は誘導性の原理に基づいて機能する。

測定装置２は絶縁体の剥ぎ取りを監視するためにも使用される。絶縁体が剥ぎ取られている間にカッター１３、１４、２５が導体に接すると、信号プロセッサ８は上記のようなエラーメッセージを発生する。

同じタイプのワイヤ処理の間に、導体の径の自動決定を適宜実行すること、または、絶縁体の剥ぎ取りの各操作の前に実行することも可能である。したがって、切断装置は導体の現在の径を常に知っている。

ワイヤの導体の径を決定する装置を備えるワイヤ処理装置である。 信号をワイヤに印加する入力カプラーを示す。 ワイヤの被覆を切り込み、導体の径を決定するＶ字形のカッターを示す。 ワイヤ上の信号を検知する出力カプラーを示す。 スリットカッターを備えるワイヤ処理装置を示す。 信号入力カプラー及び信号出力カプラーの異なる実施形態を示す。

符号の説明

１ ワイヤ処理装置
２ 測定装置
３ ワイヤ
３．１ 被覆
３．２ 導体
４ 第１の送り出し装置
５ カッターヘッド
６ 第２の送り出し装置
７ ワイヤ格納部
８ 信号プロセッサ
９ 入力カプラー
１０ 出力カプラー
１１ 増幅器
１２ 信号プロセッサ
１２．１ 入力フェーズ
１３、１４ カッター
１５、１５．１ ワイヤガイド
１６ 回転軸
１８ グラウンド
１９ コイル
２０ ベアリングブロック
２１ レバー駆動部
２４ 筐体部品
２５ スリットカッター
２６ カッター駆動部
Ｎ１ １次巻線
Ｎ２ ２次巻線
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５ 信号

Claims (5)

1. 信号（Ｓ２）をワイヤ（３）に印加する入力カプラー（９）と、ワイヤ（３）上の信号（Ｓ３）を検知する出力カプラー（１０）と、ワイヤ（３）に印加する信号（Ｓ２）を発生しワイヤ（３）上の信号（Ｓ３）を測定する信号プロセッサ（８）とを備える、ワイヤ（３）の導体の径を決定する装置であって、
   導体に接触する少なくとも１個の接点素子（１３、１４）によって変化するワイヤ（３）上の信号（Ｓ３）を検知するため、非接触で機能する出力カプラー（１０）が設けられ、信号の変化時に、接点素子（１３、１４）の位置が検出され、検出された位置から、ワイヤの径が決定され、
   入力カプラー（９）が、信号（Ｓ２）が供給され得る１次巻線（Ｎ１）と、ワイヤ（３）によって形成された単一の２次巻線（Ｎ２）とを備えるコイル（１９）であり、
   コイル（１９）がリング状コアを含むことを特徴とする、装置。
2. 出力カプラー（１０）が容量性の原理に従って機能することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 接点素子（１３、１４）が、電位（１８）が印加され、ワイヤ（３）に接触し切断中に信号（Ｓ３）を変化させる、ワイヤ処理装置（１）のカッターヘッドのカッターであることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 出力カプラー（１０）が、電位（１８）に対して電気的に絶縁され、容量性センサとしての機能を果たすワイヤガイド（１５）であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. ｙが、カッター駆動部のシャフトエンコーダまたはリニアスケールを用いて決定され得る接点素子（１３、１４）の位置から導出され、αが接点素子（１３、１４）の開きの角度であるとき、導体の径（Ｄ）が、
   Ｄ＝ｙ・ｓｉｎ（α／２）
   という式に従って計算されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。

Images