CH683389A5 - A method of attaching a contact element at the end of a plastic-insulated electrical conductor. - Google Patents
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Description
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Beschreibung description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Konfektionierung von elektrischen Kabeln und Leitungen und ist im Zuge von automatisierten Fertigungsabläufen anzuwenden, bei denen ein isolierter Leiter an einem Ende einem Abisoliervorgang unterworfen wird und nach einer Änderung der örtlichen Position des abisolierten Abschnittes des isolierten Leiters an den abisolierten Abschnitt ein Kontaktelement angeschlagen wird. Derartige Fertigungsabläufe dienen vor allem zur Herstellung von Teiikabeibäumen, die später zu einem kompletten Kabelbaum zusammengesetzt werden. Solche Kabelbäume werden u.a. für die elektrische Ausrüstung von Kraftfahrzeugen verwendet. The invention is in the field of the assembly of electrical cables and wires and is to be used in the course of automated production processes in which an insulated conductor is subjected to a stripping process at one end and after a change in the local position of the stripped section of the insulated conductor on the stripped Section of a contact element is struck. Such manufacturing processes are used primarily for the production of Teiikabei trees, which are later assembled into a complete wiring harness. Such wiring harnesses are used used for the electrical equipment of motor vehicles.
Die Herstellung von Teilkabelbäumen im automatisierten Fertigungsablauf erfolgt in aller Regel in der Weise, dass ein isolierter elektrischer Leiter von einem Speicher mit einer Vorschubeinrichtung axial abgezogen und bei ortsfest gegriffenem Kabelende gegebenenfalls unter Schlaufenbildung um eine vorbestimmte Länge nachgeschoben und dann am hinteren Ende durchtrennt wird. Anschliessend werden ein oder beide Enden des isolierten Leiters einem Abisoliervorgang unterworfen, der mit einer axialen Positionsveränderung des Leiterendes verbunden ist. Nachfolgend wird am abisolierten Ende des Leiters ein Kontaktelement angeschlagen. Zwischen dem Abisoliervorgang und dem Anschlagen des Kontaktelementes erfährt das jeweilige Ende des Leiters ebenfalls eine Änderung seiner örtlichen Position; hierbei handelt es sich in aller Regel um eine transversale Positionsänderung, also um eine Verschiebung in Querrichtung (EP 0 145 416 A 2, DE 2 702 188 C 2). Partial wiring harnesses are usually produced in an automated production process in such a way that an insulated electrical conductor is pulled axially from a storage device with a feed device and, if the cable end is firmly gripped, is pushed in if necessary by forming a loop and then cut through at the rear end. Then one or both ends of the insulated conductor are subjected to a stripping process which is associated with an axial change in position of the conductor end. A contact element is then attached to the stripped end of the conductor. Between the stripping process and the striking of the contact element, the respective end of the conductor also experiences a change in its local position; this is generally a transverse change in position, that is to say a shift in the transverse direction (EP 0 145 416 A 2, DE 2 702 188 C 2).
Bei der erwähnten Konfektionierung von isolierten Leitern auf Automaten kann es aufgrund von mechanischen Defekten oder von beim Abisoliervorgang hängengebliebenen Isolierstoffteilen vorkommen, dass einzelne Aderenden nicht abisoliert sind. Im weiteren Fertigungsablauf wird dann das Kontaktelement auf Isolierung angeschlagen, was einen späteren Funktionsausfall des entsprechenden Teilkabel bau m es zur Folge hat. Um solchen Ausfällen vorzubeugen, müssen fehlerhaft erfolgte Abisoliervorgänge durch eine geeignete Qualitätskontrolle sicher erfasst werden. When assembling insulated conductors on machines, it may happen that individual wire ends are not stripped due to mechanical defects or parts of the insulation that got stuck during the stripping process. In the further production process, the contact element is then struck on the insulation, which results in a subsequent failure of the corresponding partial cable construction. In order to prevent such failures, incorrect stripping processes must be reliably recorded by means of a suitable quality control.
Ausgehend von einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren so auszugestalten, dass es die Überwachung des Abisoliervorganges als einen integralen Bestandteil des Fertigungsablaufes enthält. Starting from a method with the features of the preamble of claim 1, the invention has for its object to design the method so that it includes the monitoring of the stripping process as an integral part of the manufacturing process.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass während des Abisoliervorganges oder während der Änderung der örtlichen Position des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters mitteis wenigstens eines als Lichtvorhang ausgebildeten Durchmessersensors wenigstens ein für den Abisoliervorgang charakteristischen Messsignal erzeugt wird und dass dieses Messsignal mittels einer Messelektronik zu einem Steuersignal verarbeitet wird, das auf die automatisierte Schrittfolge zur weiteren Berarbei-tung des Leiterendes einwirkt. To achieve this object, according to the invention it is provided that at least one measuring signal characteristic of the stripping process is generated during the stripping process or during the change in the local position of the end of the insulated conductor subjected to the stripping process by means of at least one diameter sensor designed as a light curtain, and that this measuring signal by means of a measuring electronics is processed into a control signal, which acts on the automated step sequence for further processing of the conductor end.
Bei einem derart ausgebildeten Verfahren wird also mitteis wenigstens eines Lichtvorhanges ein dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Leiterendes proportionales Messsignal gewonnen und dieses Messsignal zu einem Steuersignal aufbereitet. Die Art der Aufbereitung des Messsignals hängt dabei u.a. davon ab, ob das Messsignal bei der axialen Änderung der örtlichen Position des Leiterendes während des Abisoliervorganges oder während der transversalen Positionsänderung des Leiterendes im Anschluss an den Abisoliervorgang erzeugt wurde. In a method designed in this way, a measurement signal proportional to the diameter of the conductor end subjected to the stripping process is obtained by means of at least one light curtain and this measurement signal is processed into a control signal. The type of processing of the measurement signal depends, among other things. depends on whether the measurement signal was generated during the axial change in the local position of the conductor end during the stripping process or during the transverse position change of the conductor end after the stripping process.
Unabhängig von der Richtung der Positionsänderung ist es zweckmässig, mittels des erzeugten Steuersignals in der Weise auf den automatisierten Fertigungsablauf einzuwirken, dass das Anschlagen des Kontaktelementes im Falle eines nicht abisolierten Leiterendes unterbunden wird. Regardless of the direction of the change in position, it is expedient to act on the automated production process by means of the generated control signal in such a way that the contact element is prevented from striking in the event of a non-stripped conductor end.
An sich ist es bekannt, zur Messung des Durchmessers eines langgestreckten, axial transportierten Gutes optische Messköpfe zu verwenden, die mit einem vom langgestreckten Gut durchstossenen Lichtvorhang arbeiten, wobei dem Messkopf zur Auswertung der Messsignale ein Mikroprozessor-System zugeordnet ist (DE-Z «Draht», 1987, Seite 397/398; DE 2 140 939). Weiterhin ist es bekannt, bei der automatischen Kontaktierung des Endes einer dreiadrigen Leitung die abgemantelten und abisolierten Leiterenden vor dem Anschlagen der Kontaktelemente einer Prüfstation zuzuführen, welche die richtige Lage der einzelnen Leiter optisch-elek-trisch überprüft (DE 2 829 015). In diesem Zusammenhang hat man zur lagerichtigen Positionierung der abisolierten Aderenden auch schon vorgesehen, das Leitungsende mit einer Lichtquelle zu beleuchten, deren Licht auf einen Lichtempfänger fällt, und das vom Lichtempfänger empfangene Licht einer Auswerteelektronik zuzuleiten. Bei Verarbeitung einer zweiadrigen Leitung kann dabei das entstehende Lichtmaximum als Ansprechwert verwendet werden (DE 2 542 743). It is known per se to use optical measuring heads for measuring the diameter of an elongated, axially transported good, which work with a light curtain penetrated by the elongated good, a microprocessor system being assigned to the measuring head for evaluating the measuring signals (DE-Z «wire », 1987, page 397/398; DE 2 140 939). Furthermore, it is known, in the case of automatic contacting of the end of a three-wire line, to feed the stripped and stripped conductor ends to a test station before the contact elements are attached, which checks the correct position of the individual conductors optically-electrically (DE 2 829 015). In this context, for the correct positioning of the stripped wire ends, provision has already been made to illuminate the line end with a light source, the light of which falls on a light receiver, and to guide the light received by the light receiver to an electronic evaluation system. When processing a two-core cable, the resulting light maximum can be used as a response value (DE 2 542 743).
Das gemäss der Erfindung ausgebildete Verfahren kann in der Weise praktiziert werden, dass das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters bei der Änderung seiner örtlichen Position transversal durch einen schmalen Lichtvorhang geführt wird, dass die Änderung des Ausgangssignals des Lichtvorhanges mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und dass aus dem Vergleichsergebnis das Steuersignal gewonnen wird. In diesem Fall wird ein Messsignal erzeugt, das dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des Leiters und damit - im Falle eines fehlerfrei durchgeführten Abisoliervorganges - dem Durchmesser des Leiters direkt proportional ist. The method embodied according to the invention can be practiced in such a way that the end of the insulated conductor subjected to the stripping process is guided transversely through a narrow light curtain when its position is changed, the change in the output signal of the light curtain is compared with a predetermined value and that the control signal is obtained from the comparison result. In this case, a measurement signal is generated which is directly proportional to the diameter of the end of the conductor subjected to the stripping process and thus - in the case of a stripping process carried out without error - to the diameter of the conductor.
Man kann das gemäss der Erfindung ausgebildete Verfahren aber auch in der Weise praktizieren, dass der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unterzogenen Ende axial durch einen Lichtvorhang oder transversal gleichzeitig durch wenigstens zwei Lichtvorhänge geführt wird und dass zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens zwei Messwerte registriert werden, von denen der erste Messwert dem Durchmesser des isolierten Leiters However, the method embodied according to the invention can also be practiced in such a way that the insulated conductor with its end subjected to the stripping process is guided axially through a light curtain or transversely at the same time through at least two light curtains and that at least two measured values are registered to generate the control signal, of which the first measurement is the diameter of the insulated conductor
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und der letzte Messwert dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters zugeordnet ist - oder umgekehrt. Bei axialer Führung des Leiterendes durch einen Lichtvorhang können beispielsweise in Abhängigkeit vom automatisierten Abisoliervorgang zwei Messwerte erfasst werden, man kann dann die Differenz der beiden Messwerte bilden, den Differenzwert mit einem vorgegebenen Wert vergleichen und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugen. Eine andere Möglichkeit der Messwerterfassung und -auswertung bei axialer Führung durch einen Lichtvorhang besteht darin, innerhalb einer Messdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, fortlaufend Messwerte zu erfassen und jeweils die Differenz zweier aufeinanderfolgender Messwerte zu ermitteln und diese Differenz mit einem vorgegebenen Messwert zu vergleichen, sodann in Abhängigkeit von diesem Vergleich zunächst den Messwert mit einer grossen Differenz zum nachfolgenden Messwert und danach den Messwert mit einer sehr kleinen Differenz zum nachfolgenden Messwert zu ermitteln und die Differenz dieser beiden Messwerte mit einem vorgegebenen Vergleichswert zu vergleichen und danach in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal zu erzeugen. and the last measured value is assigned to the diameter of the end of the insulated conductor subjected to the stripping process - or vice versa. When the conductor end is guided axially through a light curtain, two measured values can be recorded, for example, as a function of the automated stripping process, the difference between the two measured values can then be formed, the difference value compared with a predetermined value and the control signal generated as a function of the comparison result. Another possibility of measuring and evaluating measured values with axial guidance through a light curtain is to continuously record measured values within a measuring period that is determined by the automated stripping process and to determine the difference between two successive measured values and to assign this difference with a predetermined measured value compare, then depending on this comparison, first determine the measured value with a large difference to the subsequent measured value and then the measured value with a very small difference to the subsequent measured value and compare the difference between these two measured values with a predetermined comparison value and then depending on the Comparison result to generate the control signal.
Bei axialer Führung des Leiterendes durch einen Lichtvorhang kann aber auch in der Weise vorgegangen werden, dass innerhalb einer Messdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, das Ausgangssignal des Lichtvorhanges zwei Messsignalverstärkern zugeführt wird, von denen der eine ein reines Proportionalverhalten und der andere ein verzögertes Proportionalverhalten aufweist, dass ferner die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Messsignalverstärker gebildet und die sich daraus ergebenden Impulse formiert und gezählt werden und dass abschliessend aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal gewonnen wird. If the end of the conductor is guided axially through a light curtain, it is also possible to proceed in such a way that the output signal of the light curtain is supplied to two measurement signal amplifiers within a measurement period, which is determined by the automated stripping process, one of which has a pure proportional behavior and the other one has delayed proportional behavior, furthermore the difference is formed from the output signals of the two measurement signal amplifiers and the resulting pulses are formed and counted and that the control signal is finally obtained from a comparison of the counting result with a predetermined value.
Sofern das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters transversal durch zwei Lichtvorhänge geführt wird, besteht die Möglichkeit, den für die Ermittlung des Steuersignals erforderlichen Vergleichswert aus den Messwerten selbst zu gewinnen. Hierzu wird die Änderung der Ausgangspegel der beiden Lichtvorhänge ständig überwacht und bei Auftreten einer Änderung ein aus einer Vielzahl von Einzelmessungen bestehender Messzyklus eingeleitet, sodann wird im Verlauf des Messzyklus die Differenz der Messwerte des einen Lichtvorhangs überwacht und bei Unterschreiten eines Mindestwertes dieser Differenz werden die aktuellen Signalpegel der beiden Lichtvorhänge registriert, anschliessend wird die Differenz der beiden registrierten Signalpegel gebildet und mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen, danach wird der Messzyklus so lange fortgesetzt, bis die Differenz der aufeinanderfolgenden Messwerte erneut einen Mindestwert unterschreitet, und dann wird in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt. If the end of the insulated conductor that is subjected to the stripping process is led transversely through two light curtains, there is the possibility of obtaining the comparison value required for determining the control signal from the measured values themselves. For this purpose, the change in the output level of the two light curtains is constantly monitored and, if a change occurs, a measurement cycle consisting of a large number of individual measurements is initiated, then the difference between the measured values of the one light curtain is monitored in the course of the measurement cycle, and if the difference falls below a minimum value, the current values become Signal level of the two light curtains registered, then the difference between the two registered signal levels is formed and compared with a predefined comparison value, then the measuring cycle is continued until the difference between the successive measurement values again falls below a minimum value, and then depending on the comparison result, the Control signal generated.
Wenn man dagegen den Messzeitraum mit Hilfe von Maschinensignalen für den automatischen If, on the other hand, you measure the measuring period with the help of machine signals for the automatic
Transportvorgang des Leiters von der Abisolierstation zur Anschlagstation festlegen kann oder festlegen will, so empfiehlt es sich, innerhalb dieses Messzeitraumes die Messsignale der beiden Lichtvorhänge über einen Messstellenumschalter nacheinander auf den Eingang eines Verstärkers mit Proportionalverhalten zu geben, die Differenz der beiden verstärkten Signale zu erfassen, sodann die sich daraus ergebenden Impulse zu formieren und zu zählen und anschliessend aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal zu gewinnen. During the measurement period, it is advisable to pass the measurement signals of the two light curtains one after the other via a measuring point switch to the input of an amplifier with proportional behavior, to record the difference between the two amplified signals, then to form and count the resulting impulses and then to obtain the control signal from a comparison of the counting result with a predetermined value.
Nachfolgend werden sechs verschiedene Ausführungsbeispiele des neuen Verfahrens beschrieben. Dabei wird auf die Fig. 1 bis 13 Bezug genommen, von denen die Six different exemplary embodiments of the new method are described below. 1 to 13, of which the
Fig. 1 bis 3 die Zuordnung von abisolierten Leiterenden zu Sensoren in Form von Lichtvorhängen zeigen, 1 to 3 show the assignment of stripped wire ends to sensors in the form of light curtains,
die Fig. 4, 5 und 6 dasjenige Verfahren charakterisieren, bei dem für den Fall der axialen Führung des isolierten Leiters die Messzeitpunkte durch geeignete Maschinensignale festgelegt werden, 4, 5 and 6 characterize that method in which, in the case of the axial guidance of the insulated conductor, the measuring times are determined by suitable machine signals,
die Fig. 7, 8 und 9 ein Verfahren charakterisieren, bei dem die relevanten Messzeitpunkte durch den Messvorgang selbst festgelegt werden, 7, 8 and 9 characterize a method in which the relevant measurement times are determined by the measurement process itself,
die Fig. 10, 11 und 12 ein Verfahren charakterisieren, bei dem bei transversaler Führung des abgesetzten Leiterendes die Messzeitpunkte durch den Ein- und Austritt des Leiterendes in bzw. aus einem einzigen Lichtvorhang festgelegt werden und die 10, 11 and 12 characterize a method in which the measurement times are determined by the entry and exit of the conductor end in or out of a single light curtain and the
Fig. 13 ein Verfahren charakterisiert, bei dem bei transversaler Positionsänderung des abgesetzten Leiterendes sowohl der Messbereich als auch die eigentlichen Messzeitpunkte durch die Messsignale selbst festgelegt werden. 13 characterizes a method in which both the measurement range and the actual measurement times are determined by the measurement signals themselves when the position of the offset conductor end changes transversely.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Durchmessersensor, der im wesentlichen aus dem Lichtsender 1 und dem Lichtempfänger 2 besteht, wobei sich bei entsprechender Zuordnung des Senders und des Empfängers zwischen beiden der Lichtvorhang 3 ausbildet. Durch diesen Lichtvorhang kann ein isolierter Leiter 10 in seiner Längsrichtung geführt werden. Dabei erhält man am elektrischen Ausgang des Sensors zwei unterschiedliche Messsignale, je nach dem ob sich der abisolierte Abschnitt 11 oder der isolierte Abschnitt 12 im Lichtvorhang befindet. Fig. 1 shows a schematic representation of a diameter sensor, which consists essentially of the light transmitter 1 and the light receiver 2, the light curtain 3 being formed with a corresponding assignment of the transmitter and the receiver between the two. An insulated conductor 10 can be guided in its longitudinal direction through this light curtain. In this case, two different measurement signals are obtained at the electrical output of the sensor, depending on whether the stripped section 11 or the insulated section 12 is in the light curtain.
Gemäss Fig. 2 kann man das abisolierte Ende des Leiters 10 auch transversal durch den Lichtvorhang 3 führen. Bei Verwendung nur eines Lichtvorhanges 3 ist dabei das Leiterende dem Lichtvorhang so zuzuordnen, dass dieser bei der transversalen Positionsänderung des Leiterendes von dem abisolierten Abschnitt bzw. dem dem Abisoliervorgang unterworfenen Abschnitt 11 durchquert wird. 2, the stripped end of the conductor 10 can also be guided transversely through the light curtain 3. If only one light curtain 3 is used, the end of the conductor must be assigned to the light curtain in such a way that the stripped section or section 11 subjected to the stripping process crosses it when the conductor end changes position transversely.
Gemäss Fig. 3 kann man bei transversaler Positionsänderung des Leiters 10 auch zwei Lichtvorhänge 3 und 4 verwenden, von denen der eine mit dem abisolierten Abschnitt 11 und der andere mit dem nicht abisolierten Abschnitt 12 durchquert wird. - Gegebenenfalls kann auch mit drei Lichtvorhän5 3, two light curtains 3 and 4 can also be used when the conductor 10 changes position transversely, one of which is traversed with the stripped section 11 and the other with the stripped section 12. - If necessary, also with three light curtains5
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gen gearbeitet werden, wenn beim Abisoliervorgang das eingeschnittene und abzuziehende Isolierstück nicht vollständig vom isolierten Leiter abgezogen wird, um ein Auffachen der feinen Drähte des Litzenleiters zu verhindern. In diesem Fall ist der durchgeführte Abisoliervorgang dann eindeutig überprüfbar, wenn dem abisolierten Leiterstück, dem isolierten Leiter und dem nicht vollständig abgezogenen Isolierstück jeweils ein Lichtvorhang zugeordnet ist. conditions should be worked if, during the stripping process, the insulated piece to be cut and removed is not completely removed from the insulated conductor in order to prevent the fine wires of the stranded conductor from being opened. In this case, the stripping process can be clearly checked if a light curtain is assigned to each of the stripped conductor piece, the insulated conductor and the insulated piece that has not been completely removed.
Ein erstes Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens arbeitet mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1 und sieht zur Auswertung der Messsignale Massnahmen vor, wie sie in den Fig. 4 bis 6 schematisch dargestellt sind. A first exemplary embodiment of the new method works with a sensor device according to FIG. 1 and provides measures for evaluating the measurement signals, as are shown schematically in FIGS. 4 to 6.
Gemäss Fig. 4 ist der Sensoreinrichtung 1, 2 eine Auswerteeinheit 20 nachgeordnet, die aus einer Auswerteelektronik 19 besteht und mit drei Anzeigeelementen Z sowie drei Bedieneiementen B versehen ist und die von einem Abisolierautomaten Signale AB und AN aufnehmen und an eine nachgeordnete Station zum Anschlagen eines Kontaktelementes das Signal F abgeben kann. According to FIG. 4, sensor device 1, 2 is followed by an evaluation unit 20, which consists of evaluation electronics 19 and is provided with three display elements Z and three operating elements B and which receive signals AB and AN from an automatic stripping device and to a downstream station for attaching one Contact element can deliver the signal F.
Am Ausgang des Sensorsystems 1, 2 ergibt sich in Abhängigkeit von dem Abisoliervorgang der in Fig. 5 skizzierte prinzipielle Spannungsverlauf Uv. Dieser Spannungsverlauf ist stark von der Verschmutzung des Sensors durch Abrieb und Ölnebel abhängig, die sich im laufenden Betrieb nicht vermeiden lässt. Die Spannung Uv sollte daher nicht direkt zur Auswertung herangezogen werden. Das Verfahren sieht demzufolge vor, für die Auswertung zwar die Messsignale im Zustand AN (Abisoliervorgang noch nicht durchgeführt) und im Zustand AB (Abisoliervorgang beendet) heranzuziehen, aber diese beiden Messsignale einer Differenzbildung zu unterwerfen. Durch die Differenzbildung werden die erwähnten Nachteile der Verschmutzung ausgeblendet. At the output of the sensor system 1, 2, depending on the stripping process, the basic voltage curve Uv outlined in FIG. 5 results. This voltage curve is heavily dependent on the contamination of the sensor due to abrasion and oil mist, which cannot be avoided during operation. The voltage Uv should therefore not be used directly for the evaluation. The method accordingly provides for the measurement signals in the ON state (stripping process not yet carried out) and in the AB state (stripping process completed) to be used for the evaluation, but to subject these two measurement signals to a difference. The mentioned disadvantages of pollution are masked out by the difference formation.
Unter Einbeziehung der Steuersignale AN und AB aus der Abisolierung Anschlagmaschine speichert die Auswerteeinheit 20 bei Messbeginn denjenigen Signalpegel, der dem Zustand AN des isolierten Leiters entspricht und bildet bei Messende die Differenz zum Signalpegel im Zustand AB. Durch Festlegung von Fenstern (Uj grösser U0 ; Ui kleiner Uu; Uu kleiner Ui grösser U0) für zulässige und nichtzulässige Bereiche der Differenzspannung Ui wird ein Signal F zum Eingriff in die Maschinensteuerung erzeugt, das im Fehlerfall das Anschlagen eines Kontaktelementes verhindert. Taking control signals AN and AB from the stripping machine into account, the evaluation unit 20 stores the signal level at the start of the measurement which corresponds to the ON state of the insulated conductor and forms the difference to the signal level in the AB state at the end of the measurement. By defining windows (Uj greater than U0; Ui less than Uu; Uu less than Ui greater than U0) for permissible and non-permissible ranges of the differential voltage Ui, a signal F for intervention in the machine control is generated, which prevents a contact element from striking in the event of a fault.
Wenn das Differenzsignal zu klein ist bedeutet dies, dass das Ende des isolierten Leiters nicht abgesetzt wurde, es liegt also ein Fehler vor. Wenn das Differenzsignal innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, ist der Abisoliervorgang ordnungsgemäss durchgeführt worden. Ist das Differenzsignal dagegen zu gross, so ist der isolierte Leiter abgeschert worden, es liegt also ein Fehler vor. If the difference signal is too small, this means that the end of the insulated conductor has not been removed, so there is an error. If the difference signal is within a certain range, the stripping process has been carried out correctly. If, on the other hand, the difference signal is too large, the insulated conductor has been sheared off, so there is an error.
Der prinzipielle Aufbau der Auswerteelektronik 19 ist in Fig. 6 dargestellt. Die dargestellte Schaltung arbeitet nach einem Differenzverfahren. Dabei wird bei jedem neu zugeführten isolierten Leiter die Ausgangsspannung Uv der Sensoreinrichtung gemessen und über einen elektronischen Schalter SI in einem Kondensator C gespeichert. Nach Beendigung des Abisoliervorganges wird die am Plus-Eingang eines Operationsverstärkers OP anliegende Spannung durch Aktivieren des Schalters S2 mit dem vorher gespeicherten Signal im Zustand AN verglichen und über einen einstellbaren Schwellwertschalter SS ausgewertet. Wird hierbei eine durch einen Schweliwerteinsteller SE 1 vorgegebene Mindestschwelle Uu erreicht, so ergibt die Signalauswertung das Signal «kein Fehler». Es empfiehlt sich hierbei, die Mindestschwelle im Hinblick auf den Fehler «nicht abgesetzt» abzugleichen. Um ausserdem den Fehler «abgeschert» erkennen zu können, muss die Schaltung über die mit dem Schweliwerteinsteller SE 2 einstellbare Maximalwertschwelle U0 auf diesen Fehler abgeglichen werden. - Eine Verschmutzungserkennung VE vergleicht den Si-gnalpegel des Sensors mit einer mitteis des Schwellwerteinstellers SE 3 einstellbaren Schwelle und schaltet ggf. eine Warniampe W an. The basic structure of the evaluation electronics 19 is shown in FIG. 6. The circuit shown works according to a differential method. The output voltage Uv of the sensor device is measured for each newly supplied insulated conductor and stored in a capacitor C via an electronic switch SI. After the stripping process has ended, the voltage present at the plus input of an operational amplifier OP is compared with the previously stored signal in the ON state by activating the switch S2 and evaluated via an adjustable threshold switch SS. If a minimum threshold Uu specified by a threshold value adjuster SE 1 is reached, the signal evaluation produces the signal “no error”. It is advisable to adjust the minimum threshold with regard to the "not deducted" error. In order to also be able to recognize the "sheared" error, the circuit must be adjusted to this error using the maximum value threshold U0 that can be set with the threshold value adjuster SE 2. - A contamination detection VE compares the signal level of the sensor with a threshold that can be set by means of the threshold value adjuster SE 3 and switches on a warning lamp W if necessary.
Das nachfolgend beschriebene zweite Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens benutzt ebenfalls eine Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1 und sieht zur Auswertung der Messsignale Massnahmen vor, wie sie sich aus den Fig. 7 bis 9 ergeben. The second exemplary embodiment of the new method described below likewise uses a sensor device according to FIG. 1 and provides measures for evaluating the measurement signals as result from FIGS. 7 to 9.
Die Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1 liefert während eines korrekt verlaufenden Abisoliervorganges einen Signalverlauf, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Dieser Signalverlauf ist durch einen Spannungssprung charakterisiert, der zwischen den Maschinensignalen AN und AB auftritt. Demgegenüber zeigt Fig. 8 einen Signalverlauf für den Fall, dass das bearbeitete Leiterende nicht abisoliert wurde. Bei diesem Signalverlauf fehlt der erwähnte Spannungssprung. Eine der Sensoreinrichtung nachgeordnete Auswerteschaltung hat also die Aufgabe, den erwähnten Spannungssprung zu registrieren und auszumessen. The sensor device according to FIG. 1 supplies a signal curve as shown in FIG. 7 during a correct stripping process. This signal curve is characterized by a voltage jump that occurs between the machine signals AN and AB. In contrast, FIG. 8 shows a signal curve in the event that the processed conductor end has not been stripped. The voltage jump mentioned is missing in this signal curve. An evaluation circuit downstream of the sensor device therefore has the task of registering and measuring the voltage jump mentioned.
Mit Rücksicht auf Schwankungen des Messsignals, die durch die Nichtlinearität der optischen Sensoreinrichtung und durch sich zwangsläufig ergebende Schwankungen des isolierten Leiters beim Durchlaufen des Sensors bedingt sind, wird im vorliegenden Fall nur die Messdauer durch entsprechende Maschinensignale festgelegt, die für die Auswertung relevanten Messzeitpunkte jedoch durch die Messsignale selbst dynamisch festgelegt, und zwar unmittelbar vor und unmittelbar nach dem erwähnten Spannungssprung. Hierzu wird das Messsignal differenziert und die sich ergebenden Steigungen ausgewertet. Das Festhalten des Messwertes für den Isolationssignalpegel geschieht dann, wenn die Signalsteigung einen vorgegebenen Wert überschreitet. Analog dazu wird der Abisoiati-onspegel festgehalten, wenn die Signalsteigung einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Das Messfenster, in dessen zeitlichem Verlauf der Sprung stattfinden muss, wird dabei durch zwei Maschinensignale gebildet. With regard to fluctuations in the measurement signal, which are due to the non-linearity of the optical sensor device and the inevitably resulting fluctuations in the insulated conductor when passing through the sensor, in the present case only the measurement duration is determined by appropriate machine signals, but the measurement times relevant for the evaluation are determined by the measurement signals themselves dynamically determined, namely immediately before and immediately after the voltage jump mentioned. For this purpose, the measurement signal is differentiated and the resulting gradients are evaluated. The measurement value for the insulation signal level is retained when the signal slope exceeds a predetermined value. Similarly, the abisoiation level is recorded when the signal slope falls below a predetermined value. The measurement window, in the course of which the jump must take place, is formed by two machine signals.
Die Differenz der beiden festgehaltenen Messwerte ergibt die Sprunghöhe, die ein Mass für einen korrekten Abisolationsvorgang ist. Der erhaltene Wert wird mit einem für alle Leiterquerschnitte gültigen Mindestwert verglichen und liefert drei mögliche Aussagen: The difference between the two recorded measurement values gives the jump height, which is a measure for a correct stripping process. The value obtained is compared to a minimum value valid for all conductor cross-sections and provides three possible statements:
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
4 4th
7 7
CH 683 389 A5 CH 683 389 A5
8 8th
1. Der Sprung liegt im Toleranzbereich des Mindestwertes; dies bedeutet: der isolierte Leiter wurde korrekt abisoliert. 1. The jump is within the tolerance range of the minimum value; this means: the insulated conductor has been stripped correctly.
2. Der Sprung liegt oberhalb des Toleranzbereiches; dies bedeutet: der isolierte Leiter wurde abgeschert. 2. The jump is above the tolerance range; this means: the insulated conductor has been sheared off.
3. Der Sprung liegt unterhalb des Toleranzbereiches; dies bedeutet: die Leitung wurde nicht abisoliert. 3. The jump is below the tolerance range; this means: the cable was not stripped.
Da der von der optischen Sensoreinrichtung abgegebene Signalpegel vom Verschmutzungsgrad der Optik abhängt, sinkt mit zunehmender Verschmutzung die Höhe des Spannungssprunges. Dies führt bei Unterschreiten einer bestimmten Grenze zu Fehlauswertungen. Daher ist es erforderlich, den Verschmutzungsgrad zu überwachen; dies erfolgt zweckmässig ebenfalls mit einer Differenzmessung. Hierzu wird während eines Zyklus des Abisolierautomaten der Signalpegel registriert, der dann erreicht wird, wenn der isolierte Leiter die Sensoreinrichtung verlassen hat. Hat dieser Wert eine zu grosse Differenz zum maximal möglichen Signalpegel, so kann dies mittels der Auswerteeinheit signalisiert und die Maschine solange gestoppt werden, bis die Optik der Sensoreinrichtung gesäubert wurde. Since the signal level emitted by the optical sensor device depends on the degree of contamination of the optics, the level of the voltage jump decreases with increasing contamination. This leads to incorrect evaluations if the value falls below a certain limit. It is therefore necessary to monitor the degree of pollution; this is also conveniently done with a difference measurement. For this purpose, the signal level that is reached when the insulated conductor has left the sensor device is registered during a cycle of the stripping machine. If this value has too great a difference to the maximum possible signal level, this can be signaled by means of the evaluation unit and the machine can be stopped until the optics of the sensor device have been cleaned.
Die vorliegend beschriebene Messsignalauswertung wird zweckmässig mittels eines Mikrocomputers durchgeführt, der in der Lage ist, die schnellen analogen Messsignale und gleichzeitig die notwendigen digitalen Steuersignale von und zum Abisolierautomaten zu verarbeiten. Ausserdem kann ein solcher Baustein Zählerstände und Bedienerhinweise über eine Klartextanzeige ausgeben und zeit-und ereignisgesteuerte Protokolle über Stückzahlen und Fehlerhäufigkeiten erstellen. - Eine funktionale Zuordnung der verschiedenen Elemente einer solchen Messwertverarbeitung zeigt Fig. 9. Danach werden von der Sensoreinrichtung 1, 2 über den Messsignalverstärker V analoge Messsignale der elektronischen Auswerteeinheit 21 zugeführt, die mittels eines Mikrocomputers realisiert ist. Der Auswerteeinheit 21 werden weiterhin digitale Messsignale vom Abisolierautomaten zugeführt und es werden von der Auswerteeinheit digitale Steuersignale F an den Abisolierautomaten gegeben. Weiterhin kann auf die Auswerteeinheit 21 mit Hilfe von Bedienelementen B eingewirkt werden und die Auswerteeinheit 21 kann das Auswertergebnis auf Anzeigeelementen Z zur Anzeige bringen oder mittels eines Protokolldruckers D ausdrucken. The measurement signal evaluation described here is expediently carried out by means of a microcomputer which is able to process the fast analog measurement signals and at the same time the necessary digital control signals from and to the stripping machine. In addition, such a module can output counter readings and operator instructions via a plain text display and create time and event-controlled logs of quantities and error frequencies. A functional assignment of the various elements of such a measurement processing is shown in FIG. 9. Then, the sensor device 1, 2, via the measurement signal amplifier V, supplies analog measurement signals to the electronic evaluation unit 21, which is implemented by means of a microcomputer. The evaluation unit 21 continues to be supplied with digital measurement signals from the stripping machine and the control unit outputs digital control signals F to the stripping machine. Furthermore, the evaluation unit 21 can be acted upon with the aid of operating elements B and the evaluation unit 21 can display the evaluation result on display elements Z or print it out using a log printer D.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet ebenfalls mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1, wobei die Messsignale zu Impulssignalen verarbeitet und die Anzahl der Impulse gezählt und mit einem Sollwert verglichen wird. Bei diesem Verfahren wird während der Messpausen die am Lichtempfänger 2 auftreffende Lichtmenge fortlaufend gemessen und mit einem Grenzwert verglichen. Bevor das Messsignal infolge von Dejustierungen oder Verschmutzung soweit abgeschwächt wird, dass die Funktion der Abisolierüberwachung nicht mehr gewährleistet ist, erfolgt eine Unterschreitung des Grenzwertes und die Auslösung eines Alarms. A third exemplary embodiment of the invention also works with a sensor device according to FIG. 1, wherein the measurement signals are processed into pulse signals and the number of pulses is counted and compared with a target value. In this method, the amount of light impinging on the light receiver 2 is continuously measured during the measurement pauses and compared with a limit value. Before the measurement signal is weakened as a result of misalignments or soiling that the function of the stripping monitoring is no longer guaranteed, the limit value is undershot and an alarm is triggered.
Während einer definierten Messzeit, die zweckmässig durch entsprechende Maschinensignale bestimmt ist, taucht das Messobjekt senkrecht in den Lichtvorhang so tief ein, dass das abisolierte Ende des Leiters und der anschliessende nicht abisolierte Abschnitt sicher erfasst werden. Durch das Eintauchen des Messobjektes entsteht eine Teilabschat-tung am Lichtempfänger 2 in der Weise, dass sich das Schattenbild vollständig innerhalb der Vorhangbreite findet. Das Schattenbild besteht dabei aus dem Halbschatten oder dem Kernschatten. Zur Auswertung des sich ergebenden Messsignals wird das Ausgangssignal des Empfängers 2 auf die Eingänge zweier Verstärkerschaltungen gelegt. Der eine Verstärker hat dabei ein reines Proportionalverhalten, während der andere Verstärker das gleiche Proportionalverhalten aufweist, jedoch mit einer zeitlichen Verzögerung. Mittels einer nachgeschalteten Differenz-Verstärkerschaltung wird die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Verstärker gebildet. Dabei ist der Verstärkungsfaktor so gross eingestellt, dass alle relevanten Durchmesseränderungen während der Messzeit zu einem eindeutigen Impuls am Ausgang der Differenz-Verstärkerschal-tung führen. Nachfolgend werden die sich ergebenden Impulse formiert, gezählt und mit einem erwarteten Vorgabewert verglichen. Dieser Vorgabewert ergibt sich aus der zeitlichen Lage und der Dauer der Messzeit. Beide Grössen können fest vorgegeben oder wählbar sein. During a defined measurement time, which is appropriately determined by the corresponding machine signals, the measurement object dips vertically into the light curtain so deeply that the stripped end of the conductor and the subsequent non-stripped section are reliably detected. By immersing the measurement object, partial shadowing occurs on the light receiver 2 in such a way that the shadow image is completely within the width of the curtain. The silhouette consists of the penumbra or the umbra. To evaluate the resulting measurement signal, the output signal of the receiver 2 is applied to the inputs of two amplifier circuits. One amplifier has a purely proportional behavior, while the other amplifier has the same proportional behavior, but with a time delay. The difference is formed from the output signals of the two amplifiers by means of a downstream differential amplifier circuit. The amplification factor is set so large that all relevant changes in diameter during the measurement time lead to a clear pulse at the output of the differential amplifier circuit. The resulting impulses are then formed, counted and compared with an expected default value. This default value results from the temporal position and the duration of the measuring time. Both sizes can be predefined or selectable.
Wenn es beim Durchdringen des Lichtvorhanges zu relevanten Durchmesseränderungen des Messobjektes kommt, entstehen Zählimpulse in folgender zeitlicher Abfolge: If relevant diameter changes of the measuring object occur when penetrating the light curtain, counting pulses occur in the following chronological order:
a) beim Eintauchen des abisolierten Endes des isolierten Leiters in den Lichtvorhang und b) beim Eintauchen der Isolierhülle des nicht abisolierten Abschnittes des isolierten Leiters. a) when immersing the stripped end of the insulated conductor in the light curtain and b) when immersing the insulating sheath of the non-stripped section of the insulated conductor.
In gleicher Weise entstehen Impulse bei der Rückwärtsbewegung des Messobjektes. Handelt es sich um ein nur teilweise abisoliertes Leiterendestück, so entsteht bei der Vorwärts- und bei der Rückwärtsbewegung jeweils ein zusätzlicher Impuls. In the same way, impulses are generated during the backward movement of the measurement object. If the conductor end piece is only partially stripped, an additional impulse is generated during the forward and backward movement.
Die Messzeit kann in üblicher Weise gestartet werden, beispielsweise mittels Sensorüberwachung der mechanischen Vorschubeinrichtung des Prüflings oder mittels Sensorüberwachung der Position des Messobjektes oder mittels elektrischer Auswertung des zeitlichen Verlaufes des Empfängersignals. Das Ende der Messzeit und die Rückstellung des Zählers erfolgen auf die gleiche Weise wie der Start der Messzeit oder durch die Vorgabe einer definierten Messzeit, die fest eingestellt oder wählbar sein kann. Mit der Festlegung von Messstart und Messende wird auch die Zahl der zu erwartenden Impulse festgelegt. Stimmt die gewählte Im-pulszahl mit der erwarteten Zahl überein, so ist der Abisoliervorgang in der vorgesehenen Weise erfolgt. Stimmen die gewählte Impulszahl mit der erwarteten Zahl nicht überein, so ist der Abisoliergang nicht ordentlich erfolgt oder das Leiterende ist abgeschert worden. In diesem Fall wird der im Rahmen des automatisierten Fertigungsablaufes The measurement time can be started in the usual way, for example by means of sensor monitoring of the mechanical feed device of the test object or by means of sensor monitoring of the position of the measurement object or by means of electrical evaluation of the time course of the receiver signal. The end of the measuring time and the resetting of the counter are carried out in the same way as the start of the measuring time or by specifying a defined measuring time, which can be fixed or selectable. With the determination of the measurement start and measurement end, the number of impulses to be expected is also determined. If the selected pulse number matches the expected number, the stripping process has been carried out in the intended manner. If the selected number of pulses does not match the expected number, the stripping has not taken place properly or the end of the conductor has been sheared off. In this case, it is part of the automated manufacturing process
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10 10th
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CH 683 389 A5 CH 683 389 A5
10 10th
vorgesehene nächste Arbeitsschritt, nämlich das Anschlagen eines Kontaktelementes, unterbunden. envisaged next step, namely striking a contact element prevented.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird mit transversaler Führung des dem Abisoliervorgang unterworfenen Ende des isolierten Leiters unter Verwendung eines einzigen Lichtvorhanges gearbeitet. Hierbei ist gemäss Fig. 10 eine Sensoranordnung entsprechend Fig. 2 vorgesehen, wobei die Sensoreinrichtung 1, 2 in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Führungsteilen 13 und 14 einer automatischen Fertigungsstation angeordnet ist. Der von der Sensoreinrichtung 1, 2 gebildete Lichtvorhang 3 ist dabei relativ schmal ausgelegt, um eine genügend grosse Veränderung des Messsignals bei transversaler Hindurchführung des Endes des isolierten Leiters 10, 11 zu erhalten. Durch die Schrägsteilung des Lichtvorhanges ergibt sich eine längere Messdauer. In a further exemplary embodiment, the end of the insulated conductor subjected to the stripping process is guided transversely using a single light curtain. 10, a sensor arrangement corresponding to FIG. 2 is provided, the sensor device 1, 2 being arranged in the immediate vicinity of two guide parts 13 and 14 of an automatic production station. The light curtain 3 formed by the sensor device 1, 2 is designed to be relatively narrow in order to obtain a sufficiently large change in the measurement signal when the end of the insulated conductor 10, 11 is passed transversely. The diagonal division of the light curtain results in a longer measuring time.
Gemäss Fig. 11 liefert die Sensoreinrichtung 1, 2 einen Spannungs-Grundwert Ui, solange sich kein Leiter innerhalb des Lichtvorhanges 3 befindet. Dieser Spannungsgrundwert wird in einem Kondensator festgehalten und bildet den Referenzwert. Wird nun das dem Abisoliervorgang unterworfene Ende 10, 11 des isolierten elektrischen Leiters in Pfeilrichtung zwischen den Führungselementen 13 und 14 unter Durchdringung des Lichtvorhanges 3 hindurchgeführt, so kann durch den Abfall des Signalpegeis der Sensoreinrichtung 1, 2 auf den Durchmesser des Leiterendes geschlossen werden. Die Auswertung der Abschattung erfolgt dabei prozentual. - In Abhängigkeit von der transversalen Bewegung des Leiterendes 10, 11 erhält man dabei ein Messsignal, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Dabei bildet der Wert Ui den Grundpegei, der Wert U3 einen minimal zulässigen Signalpegel, während der Wert U2 das eigentliche Messsignal bildet. 11, the sensor device 1, 2 supplies a basic voltage value Ui as long as there is no conductor inside the light curtain 3. This basic voltage value is recorded in a capacitor and forms the reference value. If the end 10, 11 of the insulated electrical conductor, which is subjected to the stripping process, is passed in the direction of the arrow between the guide elements 13 and 14 while penetrating the light curtain 3, the diameter of the conductor end can be deduced from the drop in the signal level of the sensor device 1, 2. The shading is evaluated as a percentage. - Depending on the transverse movement of the conductor end 10, 11, a measurement signal is obtained, as shown in FIG. 11. The value Ui forms the basic level, the value U3 a minimum permissible signal level, while the value U2 forms the actual measurement signal.
Die Auswertung des Signalverlaufes erfolgt mittels einer Auswerteeinheit, wie sie schematisch in Fig. 12 dargestellt ist. Dabei sind folgende Schaltungselemente vorgesehen: die Sensoreinrichtung 1, 2, ein Kondensator 22, ein Verstärker 23, eine Umschalteinrichtung 24 zur Anpassung der Auswerteeinheit an den jeweiligen Leiterdurchmesser, einen Schwellwertschalter 25, der auf die Maschinensteuerung 26 ein Steuersignal gibt, ein Soliwertein-steller 27 für die maximal zulässige Verschmutzung der Sensoreinrichtung 1, 2, ein zugehöriger Schwellwertschalter 28 und eine Alarmeinrichtung 29. - Die mit dem Element 24 vorgesehene Um-schaltung bezüglich der Leiterdurchmesser kann gegebenenfalls auch durch die Maschinensteuerung 26 erfolgen. The signal curve is evaluated by means of an evaluation unit, as is shown schematically in FIG. 12. The following circuit elements are provided: the sensor device 1, 2, a capacitor 22, an amplifier 23, a switching device 24 for adapting the evaluation unit to the respective conductor diameter, a threshold switch 25, which gives a control signal to the machine control 26, a solenoid value adjuster 27 for the maximum permissible contamination of the sensor device 1, 2, an associated threshold switch 28 and an alarm device 29. The switchover with respect to the conductor diameter provided with the element 24 can optionally also be carried out by the machine controller 26.
Eine derart aufgebaute Auswerteeinheit reagiert auf eine unzulässig hohe Verschmutzung der Sensoreinrichtung 1, 2 mit laufender Fehleranzeige und ist somit eigensicher. Um jedoch unnötige Fehleranzeigen zu vermeiden, ist eine Kontrolle der Sensoreinrichtung auf Verschmutzung nötig. Hierzu wird der über den Kondensator 22 entkoppelte Grundwert des Messsignals überwacht. Bei der Unterschreitung eines mit dem Sollwerteinsteller 27 einstellbaren Minimalwertes erfolgt ein optischer oder akustischer Alarm oder es wird auf die Maschinensteuerung 26 zugegriffen. An evaluation unit constructed in this way reacts to impermissibly high contamination of the sensor device 1, 2 with an ongoing error display and is therefore intrinsically safe. However, in order to avoid unnecessary error displays, the sensor device must be checked for contamination. For this purpose, the basic value of the measurement signal decoupled via the capacitor 22 is monitored. If a minimum value that can be set with the setpoint adjuster 27 is undershot, an optical or acoustic alarm occurs or the machine control 26 is accessed.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 3, d.h. mit zwei Sensoren und mit transversaler Führung des Leiterendes. Dabei ergeben sich am Ausgang der beiden Sensoren Spannungsverläufe, wie sie in Fig. 13 dargestellt sind. Die Pegel der beiden Sensorspannungen sind ungleich, wenn einer der beiden Sensoren vom abisolierten Teil der Leitung passiert wird, der andere dagegen vom isolierten Teil. Wenn ein Leiterende die Sensoren durchläuft, das am Ende nicht abisoliert worden ist, sind die beiden Pegel der beiden Sensorspannungen idealerweise zu jedem Zeitpunkt identisch. Die der Sensoreinrichtung nachgeschaltete Auswerteeinheit hat somit die Aufgabe, das Maximum der Pegeldifferenz zu ermitteln. Da die Lichtintensität einer Sensoreinrichtung in deren Mitte am stärksten ist, bewirkt ein transversal hindurchgeführter Leiter, dessen Durchmesser kleiner als der aktive Teil des Sensor ist, an dieser Stelle eine maximale Abschattung. Somit ist auch die entstehende Pegeldifferenz maximal, wenn sich das Messobjekt in der Mitte der Sensoreinrichtung befindet. Another embodiment of the invention works with a sensor device according to FIG. with two sensors and with transverse guidance of the conductor end. This results in voltage profiles at the output of the two sensors, as shown in FIG. 13. The levels of the two sensor voltages are unequal if one of the two sensors is passed through by the stripped part of the line, the other by the isolated part. If a conductor end passes through the sensors that has not been stripped at the end, the two levels of the two sensor voltages are ideally identical at all times. The evaluation unit downstream of the sensor device therefore has the task of determining the maximum of the level difference. Since the light intensity of a sensor device is strongest in the middle, a transversely guided conductor, the diameter of which is smaller than the active part of the sensor, causes maximum shading at this point. The resulting level difference is therefore also maximum when the measurement object is in the middle of the sensor device.
Gemäss Fig. 13 weist der Signalverlauf Uab bzw. Uis jedes einzelnen Sensors zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Messobjekt in der Mitte der Sensoreinrichtung befindet, ein Minimum auf, d.h. die Steigung des Signalverlaufes ist gleich Null. Dieses Kriterium wird von der Auswerteeinheit dazu genutzt, um den Messzeitpunkt zur Aufnahme des Differenzpegels zu bestimmen. According to FIG. 13, the signal curve Uab or Uis of each individual sensor has a minimum at the point in time at which the measurement object is located in the middle of the sensor device, i.e. the slope of the signal curve is zero. This criterion is used by the evaluation unit to determine the time of measurement for recording the difference level.
Der Messzyklus läuft nun folgendermassen ab: The measuring cycle now runs as follows:
Zunächst befindet sich kein isolierter Leiter zwischen den beiden Sensoren, die beiden Ausgangspegel sind also maximal, gleich gross und ihre Steigungen sind gleich Null. Taucht nun das Ende eines einem Abisoliervorgang unterworfenen isolierten Leiters in die Lichtvorhänge ein, ergeben sich entsprechende Abschattungen und die Signalpegel sinken. Die negative Steigung des Signalverlaufes wird registriert und startet zu einem Zeitpunkt tb den Messzyklus. First of all, there is no insulated conductor between the two sensors, so the two output levels are maximum, the same size and their slopes are zero. If the end of an insulated conductor subjected to a stripping process is now immersed in the light curtains, corresponding shadowing results and the signal levels decrease. The negative slope of the signal curve is registered and starts the measuring cycle at a time tb.
Im weiteren Verlauf wird das Signal eines der beiden Sensoren überwacht. Stellt sich nun eine Steigung von nahezu Null ein, so ist das Leiterende in der Mitte beider Sensoren angelangt. Zu diesem Zeitpunkt tm werden die Signalpegel registriert und deren Differenz gebildet. Der so entstandene Messwert wird mit einem Minimalwert verglichen, der für unterschiedliche Leiterquerschnitte gültig sein kann. Der Vergleich kann zu folgenden Aussagen führen: The signal from one of the two sensors is then monitored. If a slope of almost zero occurs, the end of the wire has reached the center of both sensors. At this time tm, the signal levels are registered and their difference is formed. The resulting measurement value is compared with a minimum value that can be valid for different conductor cross-sections. The comparison can lead to the following statements:
1. Die Pegeldifferenz ist kleiner als der Minimalwert, d.h. die Abisolierung ist fehlerhaft. 1. The level difference is smaller than the minimum value, i.e. The stripping is faulty.
2. Die Differenz ist gleich dem Minimalwert, d.h. der Abisoliervorgang ist korrekt erfolgt. 2. The difference is equal to the minimum value, i.e. the stripping process has been carried out correctly.
3. Die Differenz ist grösser als der Minimalwert, d.h. das Leiterende wurde abgeschert. 3. The difference is greater than the minimum value, i.e. the head end was sheared off.
Anschliessend wird das Messsignal der Sensoren weiter überwacht und, es wird geprüft, ob die Steigung des Signalverlaufes wieder Null wird. Ist dies der Fall, so hat der Leiter die Sensoreinrichtungen verlassen und der Messzyklus wird beendet. The measurement signal from the sensors is then further monitored and it is checked whether the slope of the signal curve becomes zero again. If this is the case, the conductor has left the sensor devices and the measuring cycle is ended.
Da die maximale Pegeldifferenz, die es zu erfas- Because the maximum level difference it needs to detect
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10 10th
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CH 683 389 A5 CH 683 389 A5
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sen gilt, durch Verschmutzung der Sensoreinrichtungen reduziert wird, muss auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Verschmutzungsgrad überwacht werden. Dieser ist identisch mit dem Grundpegel jedes Sensors. Der günstigste Zeitpunkt zur Messung des Grundpegels der Signale ist am Ende eines Messzyklus gegeben, wenn der Leiter die Sensoren verlassen hat. Die beiden Grundpegel werden registriert und mit einem festgelegten Grenzwert verglichen. Unterschreitet der Grundpegel den Grenzwert, so muss die Auswerteeinheit dies signalisieren und gegebenenfalls die angeschlossene Maschine stoppen. sen applies, is reduced by contamination of the sensor devices, the degree of contamination must be monitored in this embodiment. This is identical to the basic level of each sensor. The best time to measure the basic level of the signals is at the end of a measuring cycle when the conductor has left the sensors. The two basic levels are registered and compared with a defined limit. If the basic level falls below the limit value, the evaluation unit must signal this and, if necessary, stop the connected machine.
Der beschriebene Auswertevorgang lässt sich zweckmässig mit einem Mikrocomputer realisieren, der die analogen Signale der Sensoren mittels A/D-Wandler digitalisiert und nach dem aufgezeigten Schema auswertet. Vorteilhaft ist, dass man mit einer solchen Auswerteeinheit auch serielle und parallele Schnittstellen gleichzeitig realisieren kann, so dass das Sensorsystem zusammen mit der Auswerteeinheit in einen Konfektionierautomaten integriert werden kann. The evaluation process described can expediently be carried out using a microcomputer which digitizes the analog signals from the sensors by means of an A / D converter and evaluates them in accordance with the scheme shown. It is advantageous that such an evaluation unit can also be used to implement serial and parallel interfaces at the same time, so that the sensor system can be integrated together with the evaluation unit in an automatic assembly machine.
Ein letztes Ausführungsbeispiel arbeitet ebenfalls mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 3, also mit zwei Sensoren und transversaler Führung des Leiterendes. Sofern eine Teilabisolierung der Leiterenden vorgesehen ist, kann auch hierbei mit drei Lichtvorhängen gearbeitet werden. A last exemplary embodiment also works with a sensor device according to FIG. 3, that is to say with two sensors and transverse guidance of the conductor end. If partial stripping of the conductor ends is provided, three light curtains can also be used.
Die Auswertung des Messsignals erfolgt in ähnlicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Abweichend davon ist vorgesehen, dass anstelle von zwei Verstärkern lediglich ein Verstärker verwendet wird, dem jedoch ein unterbrechungsfreier Messstellenumschalter vorgeschaltet ist, wobei die Ausgänge der beiden Sensoreinrichtungen auf den Messstellenumschalter gelegt sind. Der Messstellenumschalter legt zum Messzeitpunkt in zeitlicher Abfolge die Ausgangssignale der beiden Sensoreinrichtungen nacheinander auf den Verstärkereingang, wodurch sich der erwünschte Verzögerungseffekt ergibt. Sind nun die Durchmesser der zwei bzw. drei geprüften Abschnitte des Messobjektes unterschiedlich, so kommt es zum Zeitpunkt der Messstellenumschaltungen zu gleichartigen Zählimpulsen wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Demzufolge müssen bei abisoliertem Leiterende ein Zählimpuls und bei teilabisoliertem Leiterende zwei Zählimpulse entstehen. The measurement signal is evaluated in a manner similar to that in the third exemplary embodiment. Deviating from this, it is provided that instead of two amplifiers, only one amplifier is used, but an uninterrupted measuring point switch is connected upstream, the outputs of the two sensor devices being connected to the measuring point switch. At the time of measurement, the measuring point switch places the output signals of the two sensor devices one after the other on the amplifier input, which results in the desired delay effect. If the diameters of the two or three tested sections of the measurement object are now different, counting pulses of the same type as in the third exemplary embodiment occur at the time of the measurement point switching. As a result, a counting pulse must occur for the stripped conductor end and two counting pulses for the partially stripped conductor end.
Beginn und Ende der Messzeit werden auf die gleiche Art und Weise bestimmt wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Stimmen die gezählten Impulse mit der erwarteten Anzahl der impulse überein, so ist der Abisoliervorgang ordentlich durchgeführt worden, anderenfalls nicht. The start and end of the measurement time are determined in the same way as in the third embodiment. If the counted pulses match the expected number of pulses, the stripping process has been carried out properly, otherwise not.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |