FI102267B

FI102267B - Control system and method for electric cable winding machine

Info

Publication number: FI102267B
Application number: FI935576A
Authority: FI
Inventors: Eliseo Spinosi; Luciano Peli
Original assignee: Ceat Cavi Ind Srl
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1998-11-13
Also published as: FI935576A; ATE162999T1; AU675489B2; CN1097176A; FI935576A0; ITTO920999A1; IT1257931B; EP0602504A1; NZ259328A; DE69316859D1; WO1994013568A1; ITTO920999A0; FI102267B1; AU5810194A; MY109884A; EP0602504B1; DE69316859T2

Abstract

The system comprises a laser light source (20) arranged so that it projects a line of light (L) which intersects the portion (C1) of the cable (C) between the cable guide (17) and the reel (8) near the point (Q) at which the cable (C) is deposited on the reel (8), and a processing and control system (30, 31) which is arranged: to determine the position of a characteristic point (P) of the intersection of the line of light (L) with the portion (C1) of the cable (C), relative to a first reference axis (x) parallel to the axis of the reel (8) and fixed to the cable guide (17); to calculate the velocity (VP) of the movement of the characteristic point (P) relative to the axis (x); to bring about a relative movement between the cable guide (17) and the reel (8) at a nominal velocity (VO) which depends upon the diameter (D) of the cable (C) and is proportional to the speed of rotation ( OMEGA ) of the reel (8) when the characteristic point (P) remains in a constant and predetermined reference position (xO) relative to the axis (x) and its velocity (VP) is substantially zero. <IMAGE>

Description

102267 r;l102267 r; l

Ohjausjärjestelmä ja menetelmä sähkökaapelien kelauskonet-ta vartenControl system and method for an electric cable winding machine

Esillä olevan keksinnön kohteena ovat sähkökaape-5 lien ja vastaavien kelausta varten tarkoitetut laitteet.The present invention relates to devices for winding electric cables and the like.

Yksityiskohtaisemmin tarkastellen keksinnön kohteena on valvontajärjestelmä automaattista kelauslaitetta varten, jonka tyyppi on määritetty oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa.More particularly, the invention relates to a monitoring system for an automatic winding device, the type of which is defined in the preamble of appended claim 1.

10 Sähkökaapelin tai vastaavan kietomiseksi päätelai- pölliä varustetulle kelarummulle tai -sydämelle tämän kiedottavan kaapelin yksi pää kiinnitetään rumpuun. Kelaa kierretään sitten oman akselinsa ympäri ja suhteellinen etenemisliike kelan ja kaapeliohjaimen välillä saadaan ai-15 kaan kelan kiertoakselin suunnassa.10 For winding an electric cable or the like on a coil drum or core with a terminal coil, one end of this winding cable is attached to the drum. The coil is then rotated about its own axis and the relative propagation movement between the coil and the cable guide is obtained in the direction of the axis of rotation of the coil.

Käytännössä vierekkäisten kierrosten täydellisen muodostuksen tällaiselle kelalle estävät useat tekijät.In practice, the complete formation of adjacent turns on such a coil is prevented by several factors.

Kaapelin aiheuttama kitka kelarumpua, päällekkäisiä ja vierekkäisiä kaapelikierroksia ja päätelaippoja vasten voi 20 estää kaapelin kulkua ja aiheuttaa kierrosten epätasaista jakautumista.The friction caused by the cable against the coil drum, overlapping and adjacent cable turns and end flanges can block the passage of the cable and cause an uneven distribution of turns.

Lisäksi sähkökaapelien sisäosat käsittävät punosma-teriaaleja, jotka niitä vedettäessä pyrkivät kiertymään aiheuttaen kaapelin kiertoliikkeen, mikä saattaa myös häi-25 ritä kaapelin asianmukaista ja säännöllistä kietomista kelalle.In addition, the inner parts of the electric cables comprise braided materials which, when pulled, tend to twist, causing the cable to rotate, which may also interfere with the proper and regular winding of the cable on the spool.

Lisäsyyt epäsäännöllisyyksiin kaapelikierrosten kietomisessa ja jakautumisessa liittyvät kaapelin vetojännityksen muutoksiin, kaapelin ja kelan mittatoleranssei-30 hin, siihen tosiasiaan, että kelan laipat eivät ole täysin yhdensuuntaisia, ja virheisiin laitteissa, jotka valvovat kaapeliohjaimen ja kelan välisen suhteellisen liikkeen kääntämistä päinvastaiseksi, kun kaapeli saavuttaa kelan päätelaipat.Additional reasons for irregularities in cable winding and distribution are changes in cable tensile stress, cable and coil dimensional tolerances, the fact that coil flanges are not completely parallel, and errors in devices that control the relative shear of the cable guide and coil .

2 1022672 102267

Kietornisen suorittamiseksi oikealla tavalla on kunkin kerroksen sisältämät kierrokset asetettava vierekkäin mahdollisimman tasaisesti, niin että tämän kerroksen sisältämät kaapelikierrokset muodostavat mahdollisimman tii-5 viin ja yhtenäisen pinnan hyvän tuen antamiseksi seuraavaa kierroskerrosta varten. Jos asia ei ole näin, niin seuraa-van kierroskerroksen kietomisen yhteydessä kaapeli saattaa osua aikaisemmin kiedotun kerroksen kierrosten välisiin tiloihin tai tulla asetetuksi tämän aikaisemman kerroksen 10 nostettujen tai limittäisten osien päälle, jolloin se voi muuttaa pysyvästi muotoaan peräkkäisten kierroskerrosten aiheuttaman puristuspaineen alaisena, mikä tekee vaikeaksi kaapelin myöhemmin tapahtuvan aukikelauksen käyttöä varten ja/tai voi muuttaa sen sisäisiä ominaisuuksia mah-15 dollisesti sen toiminnallisten ominaisuuksien kustannuksella.In order to perform the winding tower correctly, the turns contained in each layer must be placed side by side as evenly as possible so that the cable turns contained in this layer form as tii-5 as possible and a uniform surface to provide good support for the next turn layer. If this is not the case, then when wrapping the next layer, the cable may hit the spaces between the turns of the previously wound layer or be placed on the raised or overlapping parts of this previous layer 10, permanently deforming under compressive pressure from successive layers, making it difficult for use in the subsequent unwinding of the cable and / or may change its internal properties, possibly at the expense of its functional properties.

Kun kierroskerrosta muodostettaessa kaapeli lähestyy kelan päätelaippaa, se ei saa tarttua kiinni laipan ja viimeisen kiedotun kierroksen väliin. Jos näin tapahtuu, 20 voi tämän jälkeen olla vaikeaa kelata kaapeli auki kelalta käyttöä varten ja kaapelin rakenteelliset ja toiminnalliset ominaisuudet voivat huonontua.When forming the turn layer, when the cable approaches the end flange of the coil, it must not get caught between the flange and the last wound turn. If this happens, it may then be difficult to unwind the cable from the coil for use and the structural and functional properties of the cable may deteriorate.

Joissakin tapauksissa kunkin kelan, johon sähkökaapelit on kiedottu, päätelaipan sisäpinta sisältää ns. kie-25 rukan, johon ensimmäinen kierros kiedotaan siten, että kelalle kiedotun kaapelin päähän päästään käsiksi ulkopuolelta. Näiden kelojen yhteydessä ensimmäisen kierroksen jälkeen tulevat kierrokset on kiedottava kelan rumpuun tai sydämeen yhdessä päätelaipassa olevan kierukan ja toisen 30 laipan välissä olevassa tilassa. Peräkkäisten kierroskerrosten muodostamisen aikana kunkin kerroksen viimeinen kierros, joka on kierukkaa vasten, ei saa pudota kierukkaa ympäröivään tilaan, koska näin tapahtuessa kaappeli saattaa vahingoittua muodonmuutosten ja venymisen johdosta.In some cases, the inner surface of the terminal flange of each coil to which the electrical cables are wound contains a so-called kie-25 Rukan, to which the first turn is wound so that the end of the cable wound on the coil is accessible from the outside. In connection with these coils, the turns following the first turn must be wound on the reel drum or core in the space between the coil in one end flange and the second flange. During the formation of successive turns of the layer, the last turn of each layer facing the helix must not fall into the space surrounding the helix, as this may damage the cable due to deformation and elongation.

3 1022673 102267

Useita erilaisia keinotekoisilla hahmontunnistus-järjestelmillä varustettuja valvontajärjestelmiä on ehdotettu käytettäviksi sähkökaapeleiden tai vastaavien kietomista varten automaattisesti keloille.Several different control systems with artificial pattern recognition systems have been proposed for use in automatically winding electrical cables or the like on coils.

5 EP-patenttihakemuksessa 0 129 926 selostetaan ke- lauslaite, jossa kelan yhdelle puolelle on asetettu valaistu taulu ja kelan vastakkaiselle puolelle televisiokamera, joka vastaanottaa varjokuvan kelatusta kaapeliosasta porrastuksen alueella, joka on muodostettu kelatut kier-10 rokset käsittävän kerroksen ja alla olevan kerroksen väliin kohdassa, jossa kaapeli on kiedottu tai syötetty kelalle. Televisiokamera on kiinnitetty kaapeliohjaimeen tämän kaapeliohjaimen ja kelan suhteellisen liikkeen akselille (akseli x) ja sitä voidaan siirtää kaapeliohjaimen 15 . suhteen tämän akselin suhteen kohtisuorassa suunnassa (akselilla y). Mikroprosessorijärj es telinä analysoi kiedotusta kaapeliosasta otetun varjokuvan ja määrittää edellisen kerroksen sisältämään kierrokseen, jonka päälle muodostettava kierros on määrä asettaa, liittyvän luonteenomaisen 20 pisteen. Jos tämän luonteenomaisen pisteen asento siirtyy ennalta määrätystä kohdasta, valvontajärjestelmä antaa moottorille, joka valvoo suhteellista liikettä kaapeliohjaimen ja kelan välillä, käskyn palauttaa luonteenomainen piste oikeaan asentoonsa. Tämä valvontajärjestely perustuu 25 siten välilliseen havainnointiin ja kelattavan kierroksen asennon korjaukseen.EP patent application 0 129 926 discloses a winding device in which an illuminated board is placed on one side of the coil and a television camera on the opposite side of the coil which receives a shadow image of the coiled cable section in a step formed between the coiled-coil layer and the underlying layer. , where the cable is wound or fed to a spool. The television camera is mounted on a cable guide on the axis of relative movement of this cable guide and the coil (axis x) and can be moved on the cable guide 15. in a direction perpendicular to this axis (axis y). The microprocessor system analyzes the shadow image taken from the wound cable section and determines a characteristic point 20 associated with the turn contained in the previous layer on which the turn to be formed is to be placed. If the position of this characteristic point moves from a predetermined point, the monitoring system instructs the motor, which monitors the relative movement between the cable guide and the coil, to return the characteristic point to its correct position. This monitoring arrangement is thus based on indirect detection and correction of the position of the winding revolution.

Eurooppalaisessa patenttijulkaisussa EP-B-0 043 368 selostetaan keinotekoisella hahmontunnistusjärjestelmällä varustettu automaattinen kelauslaite, joka käsittää valon-30 säteen kelaan lähettävän valaisimen ja televisiokameran, joka ottaa talteen osan valonsäteestä viimeksi kiedotun kierroksen alueella ja erityisesti muodostettavat kierrokset käsittävän kerroksen ja alla olevan kerroksen välissä olevan porrastuksen alueella. Tässä laitteessa valonsäde 35 heijastetaan kelalle ja havaitaan televisiokameran avulla 4 102267 tietyssä kulma-asennossa, joka on huomattavasti syrjässä siitä alueesta, johon kaapeli on asetettu tai syötetty kelalle. Tämän patentin mukaisesti kelalle kiedotun kierroksen asento saadaan selville ja kaapeliohjaimen ja kelan 5 välistä suhteellista liikettä säädetään siten, että kulma, jonka alaisena kaapeli syötetään kelalle, pidetään tarkasti ja pysyvästi ennalta määrätyssä vakioarvossa.European patent publication EP-B-0 043 368 discloses an automatic winding device with an artificial pattern recognition system comprising a light emitting light-beam coil and a television camera which captures part of the light beam in the region of the last wound turn and in particular the layer between the turns and the underlying layer within the precincts of. In this device, a light beam 35 is reflected on a coil and detected by a television camera 4 102267 at a certain angular position which is considerably remote from the area where the cable is laid or fed to the coil. According to this patent, the position of the turn wound on the coil is determined and the relative movement between the cable guide and the coil 5 is adjusted so that the angle below which the cable is fed to the coil is kept accurately and permanently at a predetermined constant value.

Patenttijulkaiusssa GB-B-2 221 227 (Ceat Cavi) selostetaan patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen 10 kelauslaite varustettuna hahmontunnistusjärjestelmällä, joka käsittää laserlähteen, joka lähettää kelaan valonsäteen, joka osuu kierroksiin kohdassa, jossa kaapeli syötetään tai kiedotaan kelalle.GB-B-2 221 227 (Ceat Cavi) discloses a winding device 10 according to the preamble of claim 1, equipped with a pattern recognition system comprising a laser source which emits a beam of light on the coil which rotates at the point where the cable is fed or wound on the coil.

Tässä laitteessa kyseiseen hahmontunnistusjärjes-15 telmään liittyvä käsittely- ja valvontajärjestelmä myös analysoi vastaanotetun kuvan ja määrittää sen kohdan asennon, jossa kaapeli kiedotaan vertailujärjestelmän puitteissa, ja säätää suhteellisen liikkeen kaapeliohjaimen ja kelan välillä havaitun kietomiskohdan ja alkuperäisen mää-20 rätyn kohdan välisen poikkeaman perusteella.In this device, the processing and monitoring system associated with that pattern recognition system also analyzes the received image and determines the position of the point where the cable is wound within the reference system and adjusts the relative movement between the cable guide and the coil based on the detected wrap point and the original deviation.

Tässä kelauslaitteessa, samoin kuin EP-patenttiha-kemuksen 0 129 926 mukaisessa laitteessa, valvontajärjestelmä muuttaa kaapeliohjaimen ja kelan välisen suhteellisen liikkeen vasta sen jälkeen kun se on havainnut, että 25 kohta, jossa kaapeli on syötetty kelalle, on liikkunut, eli kun kiedottu kierros on jo tullut limitetyksi tai erotetuksi aikaisemmasta kierroksesta.In this winding device, as in the device according to EP patent application 0 129 926, the monitoring system changes the relative movement between the cable guide and the coil only after it has detected that the point 25 where the cable is fed to the coil has moved, i.e. when the wound turn is already overlapped or separated from the previous round.

Tällä tavoin aikaansaatu suhteellisen liikkeen korjaus estää kelauksen jatkumisen väärällä tavalla, mutta jo 30 tapahtunutta kelausvirhettä ei kuitenkaan voida tällöin eliminoida.The correction of the relative movement obtained in this way prevents the winding from continuing in the wrong way, but the winding error that has already occurred cannot be eliminated.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan tyypiltään edellä selostettu automaattinen kelauslaite, jonka yhteydessä kaapeliohjaimen ja kelan välisen suh 5 102267 teellisen liikkeen valvonta voi estää kelausvirheiden esi intymisen.The object of the present invention is to provide an automatic winding device of the type described above, in connection with which the control of the relative movement between the cable guide and the coil can prevent the occurrence of winding errors.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisesti kelauslaitetta varten tarkoitetun valvontajärjestelmän 5 avulla, jonka pääasialliset tunnusmerkilliset ominaisuudet on selostettu oheisessa patenttivaatimuksessa 1.This object is achieved according to the invention by means of a monitoring system 5 for a winding device, the main characteristic features of which are described in the appended claim 1.

Keksinnön eräänä lisä tarkoituksena on tarjota käyttöön menetelmä kaapelin tai vastaavan kietomiseksi tasaisesti kelalle kelauslaitteessa tämän menetelmän tunnus-10 merkillisten ominaisuuksien ollessa selostettuina oheisissa patenttivaatimuksissa 9-16.It is a further object of the invention to provide a method for evenly winding a cable or the like on a spool in a winding device, the characteristic features of this method being described in the appended claims 9-16.

Keksinnön muut tunnusmerkilliset ominaisuudet ja edut käyvät ilmi seuraavasta pelkästään luonteeltaan rajoittamattoman esimerkin tavoin annetusta yksityiskoh-15 täisestä selostuksesta oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa:Other characteristic features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description, given by way of example only and not limited in nature, with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuviot 1 ja 2 esittävät etu- ja vastaavasti sivuku-vantoa kelauslaitteesta, joka on varustettu keksinnön mukaisella valvontajärjestelmällä; 20 Kuviot 3 ja 4 esittävät etu- ja vastaavasti sivu- leikkauskuvantoa kelasta kaapeliohjaimelta tulevan sähkökaapelin kelauksen yhteydessä; kuvion 4 esittäessä myös kohtisuoraa suorakulmaista vertailukoordinaatistoa x, y kiinnitettynä kaapeliohjaimeen; 25 Kuvio 5 esittää lohkokaaviota keinotekoisesta hah montunnistus- ja valvontajärjestelmästä, joka sisältyy keksinnön mukaiseen kelauslaitteeseen;Figures 1 and 2 show a front and side view, respectively, of a winding device provided with a monitoring system according to the invention; Figures 3 and 4 show a front and side sectional view, respectively, of the coil in connection with the winding of an electric cable coming from a cable guide; Fig. 4 also shows a perpendicular rectangular reference coordinate system x, y attached to a cable guide; Figure 5 shows a block diagram of an artificial character recognition and monitoring system included in a winding device according to the invention;

Kuvio 6 esittää kolmen graafisen esityksen sarjaa, jotka näyttävät esimerkkejä kelauslaitteen toiminnan aika-30 na tarkkailtujen suureiden käyristä vaaka-akselilla esite-’· tyn ajan funktiona; jaFig. 6 shows a series of three graphs showing examples of curves of quantities observed as the operation time of the winder as a function of the time displayed on the horizontal axis; and

Kuvio 7 esittää perspektitivikuvantoa kelasta, joka on varustettu kierukalla ensimmäisen kietomiskierroksen muodostamiseksi päätelaippaan.Figure 7 shows a perspective view of a coil provided with a helix for forming a first winding in the terminal flange.

6 1022676 102267

Kuvioiden 1 ja 2 esittämän (tyypiltään tunnetun) kelauslaitteen sovellutusmuoto käsittää kiinteän tukirakenteen, jota on yleensä merkitty numerolla 1. Tämä rakenne käsittää kaksi yhdensuuntaista pystysuoraa pylvästä 2, 5 joiden alapäissä on vastaavat jalat 2a asetusta varten lattialle tai maanpintaan T, näiden pylväiden ollessa liitettyinä yläpäistään yhteen yhdensuuntaisten tukielinten 3 ja 4 muodostaman parin välityksellä.An embodiment of the winding device (of a known type) shown in Figures 1 and 2 comprises a fixed support structure, generally indicated by the number 1. This structure comprises two parallel vertical columns 2, 5 with corresponding legs 2a at the lower ends for placement on the floor or ground T, these columns connected at their upper ends together via a pair of parallel support members 3 and 4.

Yleensä numerolla 5 merkittyä kelanpitovaunua voi-10 daan siirtää tukielimiä tai ohjaimia 3 ja 4 pitkin. Tämä vaunu käsittää pääasiassa kaksi yhdensuuntaista pystysuoraa vartta 6 ja 7, joiden alapäiden väliin on tuetulla tavalla asennettu kiertyvästi kela 8 kaapelin tai vastaavan kelausta varten.In general, the reel holding carriage marked with the number 5 can be moved along the support members or guides 3 and 4. This carriage essentially comprises two parallel vertical arms 6 and 7, between the lower ends of which a coil 8 for winding a cable or the like is rotatably mounted in a supported manner.

15 Varret 6 ja 7 on varustettu vastaavilla pyörillä tai teloilla 6a ja 7a (kuviot 1 ja 2), jotka voivat kulkea ohjatulla tavalla tukirakenteen 1 tukielinten 3 ja 4 päällä. Varret 6 ja 7 on liitetty vastaaviin sisäkierteil-lä varustettuihin holkkeihin 10, joiden kautta kieräruuvin 20 11 päät kulkevat (kuvio 1), kieräruuvin ollessa asetettuna vaakasuorasti ja sen ollessa kierrettävissä siihen liittyvän sähkömoottorin 12 toiminnan avulla. Järjestely on sellainen, että moottorin 12 toiminta yhdessä kiertosuunnassa ja sen suhteen vastakkaisessa suunnassa voi siirtää vaunun :* 25 5 varsia 6 ja 7 erilleen tai vastaavasti toisiaan kohti kelan 8 kuormittamiseksi näiden varsien alapäiden välissä tai kelan poistamiseksi.The arms 6 and 7 are provided with respective wheels or rollers 6a and 7a (Figures 1 and 2) which can run in a controlled manner on the support members 3 and 4 of the support structure 1. The arms 6 and 7 are connected to respective sleeves 10 with internal threads through which the ends of the screw 20 11 pass (Fig. 1), the screw being placed horizontally and rotatable by the operation of the associated electric motor 12. The arrangement is such that the operation of the motor 12 in one direction of rotation and in the opposite direction can move the carriage: * 25 5 arms 6 and 7 apart or towards each other respectively to load the coil 8 between the lower ends of these arms or to remove the coil.

Laitteen normaalin toiminnan aikana moottori 12 on lepotilassa ja liikkuu tukirakennetta 1 pitkin yhdessä 30 varsien 6 ja 7 kanssa.During normal operation of the device, the motor 12 is at rest and moves along the support structure 1 together with the arms 6 and 7.

Käsivintturi 13 on asetettu vaunuun 5 sähkömoottorin 12 (kuvio 1) yläpuolelle ja esimerkiksi teräksestä tehty kaapeli 12a, jonka päät on liitetty kiinteän tukirakenteen 1 vastakkaisiin päihin, on kiedottu siihen.The hand winch 13 is placed on the carriage 5 above the electric motor 12 (Fig. 1) and, for example, a cable 12a made of steel, the ends of which are connected to opposite ends of the fixed support structure 1, is wound therein.

7 102267 Käsivintturi 13 on liitetty sähkömoottoriin 14, joka voi kiertää sitä valvotulla tavalla jompaankumpaan suuntaan vaunun 5 siirtämiseksi vastaavasti edestakaisin tukirakenteen 1 tukielimiä tai ohjaimia 3 ja 4 pitkin.102267 The hand winch 13 is connected to an electric motor 14 which can rotate it in a controlled manner in either direction to move the carriage 5 back and forth along the support members or guides 3 and 4 of the support structure 1, respectively.

5 Toista sähkömoottoria 15 kelan 8 kiertämistä varten kannattaa vaunun 5 pystysuoran varren 6 alapää.5 Another electric motor 15 for rotating the coil 8 is supported by the lower end of the vertical arm 6 of the carriage 5.

Kulmanopeusanturi 16, kuten takometrinen dynamo tai kiertävä kooderi, on liitetty vaunun 5 toisen varren 7 päähän.An angular velocity sensor 16, such as a tachometric Dynamo or a rotary encoder, is connected to the end of the second arm 7 of the carriage 5.

10 Kuten kuviosta 2 voidaan paremmin havaita, tyypil10 As can be better seen from Figure 2, type

tään yleisesti tunnettu ja numerolla 17 merkitty kaapeli-ohjain on kiinnitetty tukirakenteeseen 1. Yksityiskohtaisemmin tarkastellen tämä kaapeliohjain käsittää kaksi läh-töohjaustelaa, joita on merkitty numerolla 18 kuvioissa 15 1 - 3 ja joiden väliin kelalle 8 kiedottava kaapeli CThe cable guide, generally known and numbered 17, is attached to the support structure 1. In more detail, this cable guide comprises two output guide rollers, numbered 18 in Figures 15 1 to 3, between which the cable C wound on the coil 8 is wound.

ulottuu.extends.

Kuvioiden 1 ja 2 mukainen kelauslaite on siten tyypiltään sellainen, että kaapeliohjain on kiinteä ja kelaa 8 voidaan siirtää akselinsa suuntaisesti kaapeliohjaimen 20 suhteen.The winding device according to Figures 1 and 2 is thus of such a type that the cable guide is fixed and the coil 8 can be moved parallel to its axis with respect to the cable guide 20.

Kuitenkin, kuten seuraavasta käy ilmi, keksintö ei ole rajoittunut tällaiseen järjestelyyn, vaan sitä voidaan soveltaa myös kelauslaitteissa, joissa kaapeliohjain liikkuu kelan kiertoakselin suuntaisesti.However, as will be seen below, the invention is not limited to such an arrangement, but can also be applied to winding devices in which the cable guide moves parallel to the axis of rotation of the coil.

25 Tukirakenne 1 kannattaa kiinteässä asennossa olevaa laservalolähdettä 20. Tämä lähde suuntaa lasersäteen kelaa 8 kohti. Sädettä on merkitty kirjaimella B kuvioissa 2 ja 3. Lähteeseen 20 liittyy optinen sädelevitinväline, jonka avulla laaja ja ohut valonsäde suunnataan kelaan, sen kye-30 tessä valaisemaan kelan 8 ja siihen kiedotun kaapelin C '·. pituussuunnassa yhdestä laipasta 8a toiseen laippaan 8b asti koko kelan 8 kulkureitillä tukirakenteen ohjaustuki-elimiä pitkin.The support structure 1 supports a laser light source 20 in a fixed position. This source directs the laser beam towards the coil 8. The beam is denoted by the letter B in Figures 2 and 3. The source 20 is associated with an optical beam propagating means by which a wide and thin beam of light is directed at the coil, enabling it to illuminate the coil 8 and the cable C '· wound therein. longitudinally from one flange 8a to the other flange 8b along the entire path of travel of the coil 8 along the guide support members of the support structure.

102267 β102267 β

Kuviossa 4 kelan päätelaippoihin ja kelalle jo kiedottuun kaapeliin suunnattua valonsädettä on merkitty kirjaimella L.In Fig. 4, the light beam directed at the end flanges of the coil and at the cable already wound on the coil is marked with the letter L.

Kuten kuvioista 2-4 näkyy, lähde 20 on asetettu 5 siten, että kelaan 8 kohdistettu valonsäde L leikkaa kaapelin C osan Cl, joka sijaitsee kaapeliohjaimen 17 ja kelan 8 välissä lähellä kohtaa Q, jossa kaapeli C on kiedottu tai syötetty kelalle.As shown in Figures 2-4, the source 20 is positioned 5 so that the light beam L applied to the coil 8 intersects the portion C1 of the cable C located between the cable guide 17 and the coil 8 near the point Q where the cable C is wound or fed to the coil.

Kuten kuviosta 3 näkyy, järjestely valonlähteen 20 10 yhteydessä on sellainen, että säde B leikkaa kaapelin osan Cl lähellä kohtaa Q, jossa kaapeli on kiedottu kelalle 8, koko kaapelikelauksen pituudelta eli siis jokaisen kelalle muodostuneen kierrekerroksen, alkaen kokoviivalla merkitystä sisimmästä kerroksesta ja päättyen katkoviivalla 15 esitettyyn uloimpaan kerrokseen.As shown in Fig. 3, the arrangement with the light source 20 10 is such that the beam B intersects the cable part C1 near the point Q where the cable is wound on the coil 8 along the entire length of the cable winding, i.e. each helical layer formed on the coil, starting at the innermost layer and ending at 15. to the outermost layer shown.

Televisiokamera 21 (kuviot 2 ja 5), joka sopivimmin sisältää interferenssisuodattimen, on kiinnitetty tukirakenteeseen 1 laserlähteen 20 viereen siitä syrjässä olevaan asentoon. Televisiokamera 21 on asetettu paikoilleen 20 ja suunnattu siten, että se havaitsee kelaan ja siihen jo kiedottuun kaapeliin sekä kelalle syötettyyn kaapeliosaan Cl kohdistetun valonsäteen L.The television camera 21 (Figures 2 and 5), which preferably includes an interference filter, is attached to the support structure 1 next to the laser source 20 in a position remote from it. The television camera 21 is positioned 20 and oriented so as to detect a light beam L applied to the coil and the cable already wound thereon, as well as to the cable part C1 fed to the coil.

Kuten kuviosta 5 näkyy, televisiokamera 21 on liitetty käsittely- ja valvontajärjestelmään, jota on merkit-25 ty yleensä numerolla 30 ja joka sisältää kuvasignaalien käsittelylaitteet, jotka on asetettu analysoimaan televisiokameran lähettämät signaalit. Näiden signaalien analyysin perusteella, kuten seuraavassa selostetaan, tämä käsittely- ja valvontayksikkö 30 tarkkailee erityisesti 30 aluetta, jossa kaapeli syötetään tai kiedotaan kelalle, ja säätää liitäntäpiirien 31 välityksellä kelaa 8 eteenpäin kaapeliohjaimen 17 suhteen siirtävän sähkömoottorin nopeutta .As shown in Fig. 5, the television camera 21 is connected to a processing and monitoring system, generally indicated by the number 30, which includes image signal processing devices set to analyze the signals transmitted by the television camera. Based on the analysis of these signals, as will be described below, this processing and monitoring unit 30 monitors in particular the area 30 where the cable is fed or wound on the coil and adjusts the speed of the electric motor moving the coil 8 relative to the cable guide 17 via the connection circuits 31.

9 1022679 102267

Anturi 16 on myös liitetty käsittely- ja valvonta-yksikköön ja se lähettää siihen signaaleja, jotka ilmaisevat kelan kiertonopeuden.The sensor 16 is also connected to the processing and monitoring unit and sends signals to it indicating the rotation speed of the coil.

Käsittely- ja valvontajärjetselmä 30 on tehty edul-5 lisesti moninkertaisena prosessorina, esimerkiksi julkaisussa 6B-B-2 221 227 yksityiskohtaisesti selostetulla tavalla.The processing and monitoring system 30 is preferably made as a multiple processor, for example as described in detail in 6B-B-2 221 227.

Käsittely- ja valvontajärjestelmään 30 liittyvä laitteisto on varustettu sarjalla ohjelmia kuvasignaalien 10 käsittelyä varten tunnettujen tekniikoiden avulla sekä algoritmien käsittelemiseksi, jotka sisältävät kytkeyty-neisyysanalyysin, harmaustasojen analyysin ja reunojen ja muiden tunnusmerkillisten geometristen ominaisuuksien ilmaisun. Yksityiskohtaisemmin tarkastellen tämä järjestelmä 15 on asetettu ilmaisemaan ja selostamaan valonsäteen L muoto, jonka lähde 20 lähettää kelaan ja kaapeliin, suorakulmaisina koordinaatteina vertailukoordinaatistossa x, y, joka on kiinnitetty televisiokameraan 21 ja siten myös kaapeliohjaimeen 17. Vertailukoordinaatisto on esitetty 20 kaavamaisesti kuviossa 4 ja se käsittää kelan kiertoakse-lin (ja siten myös kelan ja kaapeliohjaimen välisen suhteellisen liikkeen) suuntaisen x-akselin ja sen suhteen kohtisuoran y-akselin.The hardware associated with the processing and monitoring system 30 is provided with a series of programs for processing image signals 10 using known techniques and for processing algorithms that include coupling analysis, analysis of gray levels, and detection of edges and other characteristic geometric properties. In more detail, this system 15 is set to detect and describe the shape of the light beam L emitted by the source 20 to the coil and the cable, as rectangular coordinates in a reference coordinate system x, y attached to the television camera 21 and thus to the cable controller 17. The reference coordinate system is shown schematically in Figure 4 and comprises the x-axis parallel to the axis of rotation of the coil (and thus also the relative movement between the coil and the cable guide) and the y-axis perpendicular thereto.

Käsittely- ja valvontajärjetselmä on asetettu eri-25 tyisesti määrittämään valonsäteen L ja kaapelin C osan Cl leikkauspisteessä olevan, vertailukoordinaatistossa x, y, kuvioissa 3 ja 4 esitetyn luonteenomaisen pisteen P koordinaatit tämän pisteen sijaitessa lähellä kohtaa, jossa kaapeli syötetään tai kiedotaan kelalle. Yksityiskohtai-30 semmin tarkastellen tämä luonteenomainen piste voi (esi-merkiksi) käsittää valonsäteen L ja kaapelin C osan Cl leikkauskohtaa edustavan kaaren keskipisteen.In particular, the processing and monitoring system is set to determine the coordinates of the characteristic point P shown in Figures 3 and 4 at the intersection of the light beam L and the cable C part C1 at this point near the point where the cable is fed or wound on the coil. Looking in more detail, this characteristic point may (for example) comprise the center of the arc representing the intersection of the light beam L and the part C1 of the cable C.

Jos kaapelin C läpimitta on D ja kelan 8 kiertonopeus on suuruudeltaan Ω (radiaania sekunnissa), ja jos 35 oletetaan, että on olemassa minimitila δ vierekkäisten 10 102267 kierrosten välillä kussakin kelalle kiedotussa kerroksessa (ottaen huomioon kaapelin mittatoleranssit), niin käytännössä kaapelin sisäänmenopiste liikkuu kelaa 8 pitkin (siis kelan kiertoakselin suuntaisesti) nopeudella: 5 V0 * (D + 6) · Ω/2π Käsittely- ja valvontayksikkö 30 valvoo moottorin 14 toimintaa siten, että kela 8 siirtyy eteenpäin kaapeli-10 ohjaimen 17 suhteen normaalisti nopeudella V0.If the diameter of the cable C is D and the rotational speed of the coil 8 is of the magnitude Ω (radians per second), and if 35 it is assumed that there is a minimum space δ between adjacent 10 102267 turns in each layer wound on the coil (taking into account cable dimensional tolerances). 8 (i.e. parallel to the axis of rotation of the coil) at a speed of: 5 V0 * (D + 6) · Ω / 2π The processing and monitoring unit 30 monitors the operation of the motor 14 so that the coil 8 moves forward with respect to the cable-10 controller 17 at a normal speed of V0.

Pisteen P koordinaatin xp suhteessa kaapeliohjai-meen 17 kiinnitettyyn vertailujärjestelinään on siten pysyttävä täysin vakiona ja samana kuin kuvion 4 mukainen arvo x0.The coordinate xp of the point P with respect to its reference system attached to the cable controller 17 must thus remain completely constant and the same as the value x0 according to FIG.

15 Pisteelle P annettu arvo xQ kaapeliohjaimeen kiin nitetyn vertailukoordinaatiston x, y vaaka-akselilla on sopivimmin erilainen kutakin kelalle 8 muodostettua kier-roskerrosta varten ja se voidaan määrittää kokeellisesti ennakolta kaapelin tyypin ja läpimitan mukaisesti ja tal-20 lentää käsittely- ja valvontayksikköön 30.The value x assigned to the point P on the horizontal axis x, y of the reference coordinate system attached to the cable guide is preferably different for each rotation layer formed on the coil 8 and can be experimentally predetermined according to the cable type and diameter and tal-20 to the processing and monitoring unit 30.

Kierroskerroksen muodostamisen aikana käsittely- ja valvontayksikkö 30 määrittää luonteenomaisen pisteen P asennon xp(t) ja nopeuden dx/dt * Vp(t).During the formation of the rotation layer, the processing and monitoring unit 30 determines the position xp (t) of the characteristic point P and the velocity dx / dt * Vp (t).

Pisteen P nopeuteen liittyvien tietojen perusteella 25 kaapeliohjaimeen kiinnitetyn akselin x suhteen voi käsittely- ja valvontayksikkö 30 ilmaista pisteen P koordinaatin xp taipumuksen poiketa määrätystä arvosta xG ja ennakoida tämän poikkeaman suuruuden.Based on the information related to the speed of the point P with respect to the axis x attached to the cable guide 25, the processing and monitoring unit 30 can detect the tendency of the coordinate xp of the point P to deviate from a certain value xG and predict the magnitude of this deviation.

Kaapelin läpimittatoleransseista ja pintaepäsään-30 nöllisyyksistä johtuen pisteen P hetkellisnopeus akselin x ♦ suhteen voi vaihdella huomattavasti. Käsittely- ja valvontayksikön 30 tehtävänä on siten määrittää pisteen P nopeudelle akselin x suhteen arvo, joka saadaan hetkellisarvo-jen sarjasta lasketun muuttuvan keskiarvon perusteella.Due to the cable diameter tolerances and surface misalignments, the instantaneous velocity of the point P with respect to the axis x ♦ can vary considerably. The task of the processing and monitoring unit 30 is thus to determine a value for the velocity of the point P with respect to the axis x, which is obtained on the basis of a moving average calculated from a series of instantaneous values.

11 10226711 102267

Tietenkin, jos kaapeli on kiedottu tasaisesti kelalle, pisteen P keskimääräinen nopeus akselin x suhteen on nolla.Of course, if the cable is wound evenly on the coil, the average speed of the point P with respect to the axis x is zero.

Jos pisteen P ilmaistu keskimääräinen nopeus Vp pyr-5 kii olemaan muuta kuin nolla ja siten positiivinen tai negatiivinen, käsittely- ja valvontayksikkö ohjaa sähkömoottoria 14 muuttamaan kelan 8 suhteellisen eteenpäinlilkkeen nopeutta kaapeliohjaimen 17 suhteen tavalla, joka selostetaan seuraavassa kuvion 6 yhteydessä.If the detected average speed Vp of the point P tends to be other than zero and thus positive or negative, the processing and control unit controls the electric motor 14 to change the relative forward speed of the coil 8 with respect to the cable guide 17 as described below in connection with Fig. 6.

10 Piirustuksissa näkyvä ylempi graafinen esitys si sältää esimerkin pisteen P nopeuden Vp käyrästä akselin x suhteen vaaka-akselilla esitetyn ajan t funktiona. Keskimmäinen käyrä esittää kelan 8 suhteellisen eteenpäinliik-keen nopeuden VRT vastaavan käyrän kaapeliohjaimen 17 suh-15 teen, jonka käsittely- ja valvontajärjestelmä 30 on myös määrittänyt valvomansa sähkömoottorin 14 avulla.10 The upper graphical representation si shown in the drawings contains an example of a curve of the velocity Vp of a point P with respect to the axis x as a function of the time t shown on the horizontal axis. The middle curve shows a curve corresponding to the relative forward speed VRT of the coil 8 with respect to the cable guide 17, which the processing and monitoring system 30 has also determined by means of the electric motor 14 which it monitors.

Kuten kuvion 6 käyrät osoittavat, niin kauan kuin pisteen P nopeus Vp on nolla tai joka tapauksessa alle kynnysarvon Δ V, käsittely- ja valvontayksikkö 30 pitää suh-20 teellisen eteenpäinliikkeen nopeuden VRT edellä mainitussa arvossa V0.As shown by the curves in Fig. 6, as long as the velocity Vp of the point P is zero or in any case below the threshold value Δ V, the processing and control unit 30 keeps the relative forward velocity VRT at the above-mentioned value V0.

Jos pisteen P nopeus Vp ylittää kynnysarvon Δ V (ajankohtana ti kuvion 6 käyrissä), käsittely- ja valvonta-yksikkö 30 vähentää suhteellisen eteenpäinliikkeen nopeu-25 den VRT arvosta V0. Tämä vähennys voidaan suorittaa esimerkiksi alkuperäisellä alaspäin suuntautuvalla kaltevuudella (kuten on esitetty kuvion 6 keskimmäisen käyrän ajankohtien tx ja t2 välillä), jota seuraa vakiovähennys (esitetty ajankohdan t2 jälkeen.If the speed Vp of the point P exceeds the threshold value Δ V (at time ti in the curves of Fig. 6), the processing and monitoring unit 30 subtracts the relative forward speed VRT from the value V0. This subtraction can be performed, for example, with an initial downward slope (as shown between times tx and t2 in the middle curve of Figure 6), followed by a constant subtraction (shown after time t2).

30 Suhteellisen eteenpäinliikkeen nopeutta VRT vähen- netään niin kauan kuin pisteen P nopeus Vp on pääasiassa sama kuin suhteellisen eteenpäinliikkeen nopeuden muutos, kuten ajankohdan t3 avulla on esitetty kuviossa 6.The relative forward velocity VRT is reduced as long as the velocity Vp of the point P is substantially the same as the change in the relative forward velocity, as shown by Fig. 6 at time t3.

Ajankohdasta lähtien, jolloin pisteen P nopeus on 35 alkanut lisääntyä määrätystä nolla-arvostaan ajankohtaan t3 12 102267 asti, pisteen P koordinaatti xp on hieman suurempi kuin sen määrätty arvo x0, kuten kuvion 6 alimmassa käyrässä on esitetty.From the time when the velocity of the point P has started to increase from its predetermined zero value to the time t3 12 102267, the coordinate xp of the point P is slightly larger than its predetermined value x0, as shown in the lower curve of Fig. 6.

Ajankohtana t3 käsittely- ja valvontajärjestelmä saa 5 aikaan erittäin nopean (teoriassa silmänräpäyksellisen) muutoksen kelan suhteellisen eteenpäinliikkeen nopeudessa kaapeliohjaimeen 17 verrattuna, jolloin pisteen P koordinaatti xp palaa (teoreettisesti silmänräpäyksessä) määrättyyn arvoonsa x0.At time t3, the processing and control system 5 causes a very rapid (theoretically blinking) change in the relative forward speed of the coil compared to the cable guide 17, whereby the coordinate xp of the point P returns (theoretically in the blink of an eye) to its predetermined value x0.

10 Tässä kohdassa korjaus on suoritettu loppuun.10 At this point, the repair is complete.

Kun kaapelia aletaan kietoa kelalle, ensimmäiset kierrokset tehdään tavallisesti käsin. Tässä tilanteessa käsittely- ja valvontajärjestelmä 30 on lepotilassa. Kun ensimmäinen kierros tai kierrokset on muodostettu, kela 8 15 siirretään sähkömoottorin 14 käsikäytön avulla sellaiseen asentoon kaapeliohjaimen 17 suhteen, että pisteen P koordinaatti xp on suunnilleen määrätyssä arvossaan x0.When the cable is started to be wound on a spool, the first turns are usually done by hand. In this situation, the processing and monitoring system 30 is in a dormant state. Once the first turn or turns have been formed, the coil 8 15 is moved by manual operation of the electric motor 14 to a position with respect to the cable guide 17 such that the coordinate xp of the point P is approximately at its predetermined value x0.

Tämän jälkeen käsittely- ja valvontajärjestelmä 30 aktivoidaan, mikä saa kelan 8 siirtymään kaapeliohjaimen 20 17 suhteen etäisyyden verran, joka tarvitaan, että pisteen P koordinaatti xp yhtyisi määrättyyn arvoonsa x0. Käsittely- ja valvontajärjestelmä ei tässä vaiheessa tietenkään ota huomioon pisteen P nopeutta Vp x-akselin suhteen.The processing and monitoring system 30 is then activated, which causes the coil 8 to move relative to the cable guide 20 17 by the distance required for the coordinate xp of the point P to coincide with its predetermined value x0. At this stage, of course, the processing and monitoring system does not take into account the velocity Vp of the point P with respect to the x-axis.

Kuten edellä on todettu, pisteen P koordinaatin xp 25 määrätty arvo x0 on erilainen kutakin kelalle kiedottua kierroskerrosta varten. Käytännössä, kuten esimerkiksi kuviosta 4 voidaan havaita, yhden kerroksen kierrokset ovat yleensä asetettuina syrjään alla olevan kerroksen kierroksista.As stated above, the determined value x0 of the coordinate xp 25 of the point P is different for each revolution layer wound on the coil. In practice, as can be seen, for example, from Figure 4, the turns of one layer are generally set aside from the turns of the layer below.

30 Pisteeseen P liittyvät vaaka-akseliarvot voidaan määrittää kokeellisesti ennakolta ja tallentaa käsittely- « 4 ja valvontajärjestelmään, tai ne voidaan laskea järjestelmän avulla kaapelin läpimitan D, kaapeliohjaimen ja sen kohdan välisen etäisyyden, jossa kaapeli syötetään kelal 13 102267 le, kiedotun kaapelin nousukulman β (kuvio 4) ja kerroksen läpimitan DL avulla.30 The horizontal axis values associated with point P can be experimentally predetermined and stored in the processing and monitoring system, or they can be calculated using the system to determine the cable diameter D, the distance between the cable guide and the point where the cable is fed to the coil 13 102267 le, the wound cable pitch β ( Figure 4) and the layer diameter DL.

Kerroksen läpimitta voidaan laskea valonsäteen L ja kerroksen jo kiedottujen kierrosten leikkauskohtien homo-5 logisten luonteenomaisten pisteiden y-akselin keskimäää-räisten koordinaattien perusteella.The diameter of the layer can be calculated on the basis of the average coordinates of the y-axis of the homo-5 logical characteristic points of the intersection of the light beam L and the already wound turns of the layer.

Kiedotun kaapelin nousukulma β voidaan saada kier-renousun avulla, joka puolestaan voidaan laskea valonsäteen L ja kerroksen jo kiedottujen kierrosten leikkauskoh-10 tien homologisten luonteenomaisten pisteiden x-akselin keskimääräisten koordinaattien perusteella.The pitch angle β of the wound cable can be obtained by means of a helical pitch, which in turn can be calculated from the average X-axis coordinates of the homologous characteristic points of the intersection of the light beam L and the already wound turns of the layer.

Kun kierroskerros kelalla on loppuunsaatettu ja kaapelin kietomiskohta on vastaavuussuhteessa päätelaipan kanssa, käsittely- ja valvontayksikkö 30 voi ilmaista seu-15 raavan kerroksen ensimmäisen kierroksen muodostamisen luonteenomaisen pisteen P x- ja y-akselien koordinaattien ilmaisemisen perusteella.When the turn layer on the coil is completed and the cable winding point is in correlation with the terminal flange, the processing and monitoring unit 30 can detect the formation of the first turn of the next layer based on detecting the x and y axis coordinates of the characteristic point P.

Kun kelan suhteellinen etenemi s suunta kaapeliohjai-men 17 suhteen käännetään päinvastaiseksi uuden kierros-20 kerroksen muodostamista varten, voidaan käsittely- ja valvontajärjestelmä myös asettaa sopivalla tavalla valvomaan tätä suunnanmuutosta seuraavalla tavalla.When the direction of the relative advance of the coil with respect to the cable guide 17 is reversed to form a new turn-20 layer, the processing and monitoring system can also be suitably set to monitor this change of direction in the following manner.

Kierroskerroksen muodostamisen yhteydessä käsittely- ja valvontajärjestelmä 30 määrittää luonteenomaisen , 25 pisteen P ja kelan päätelaipan välisen etäisyyden pisteen liikkuessa tätä päätelaippaa kohti. Tämä on mahdollista sen johdosta, että valonsäde L leikkaa myös laipan.In connection with the formation of the annular layer, the processing and monitoring system 30 determines a characteristic distance between the point P 25 and the end flange of the coil as the point moves towards this end flange. This is possible due to the fact that the light beam L also cuts the flange.

Kun luonteenomaisen pisteen P ja laipan välinen etäisyys vähenee ennalta määrättyyn arvoon, valvontajär-30 jestelmä saa aikaan valvotun vähennyksen kelan 8 suhteel-lisen eteenpäinliikkeen nopeudessa kaapeliohjaimen 17 suhteen. Tämä sisältää lisäyksen kulmassa a, jonka alaisena kaapeli syötetään kelalle, kunnes kaapeli C saadaan limitetyksi viimeisen kiedotun kierroksen päälle seuraavan 35 kerroksen ensimmäisen kierroksen muodostamiseksi tällä ta- 14 102267 voin. Näin voidaan muodostaa seuraavan kerroksen ensimmäinen kierros, liman että kaapeli osuu kelan päätelalppaan.As the distance between the characteristic point P and the flange decreases to a predetermined value, the monitoring system 30 causes a controlled reduction in the relative forward speed of the coil 8 with respect to the cable guide 17. This includes an increase in the angle α at which the cable is fed to the coil until the cable C is overlapped on top of the last wound turn to form the first turn of the next 35 layers in this way. In this way, the first turn of the next layer can be formed, the slime that the cable hits the end of the coil.

Kun uuden kerroksen ensimmäisen kierroksen muodostuminen on ilmaistu, valvontajärjestelmä 30 aiheuttaa ke-5 lan 8 nopean ja valvotun liikkeen kaapeliohjaimen 17 suhteen saaden kaapelin C syöttökulman a omaksumaan ennalta määrätyn arvon, jonka merkki on vastakkainen sen aikaisempaan arvoon verrattuna. Uuden kerroksen seuraavien kierrosten kietomista valvotaan sen jälkeen edellä selostetul-10 la tavalla kelan 8 siirtyessä tietenkin kaapeliohjaimen suhteen vastakkaisessa suunnassa kuin missä se liikkui aikaisemmin.When the formation of the first round of the new layer is detected, the monitoring system 30 causes a rapid and controlled movement of the coil 5 with respect to the cable guide 17, causing the feed angle α of the cable C to assume a predetermined value whose sign is opposite to its previous value. The winding of subsequent turns of the new layer is then monitored as described above, with the coil 8 moving, of course, in the opposite direction to that of the cable guide as where it previously moved.

Se tosiasia, että kaapeli voidaan asettaa limittäi-sesti viimeksi kiedotun kierroksen päälle uuden kierros-15 kerroksen muodostamisen aloittamiseksi, ilman että kaapeli C välttämättä saatetaan vuorovaikutukseen kelan päätelai-pan kanssa, on erityisen kiinnostava, silloin kun kela sisältää kierukan päätelaipan sisäpinnalla ensimmäisen kierroksen muodostamiseksi siten, että kaapelin tulopäähän 20 päästään joka tapauksessa käsiksi ulkoapäin kietomisen loppuunsaattamisen j älkeen.The fact that the cable can overlap the last wound turn to start forming a new turn-15 layer without necessarily interacting the cable C with the coil end flange is particularly interesting when the coil includes a coil on the inner surface of the coil to form a first turn that the inlet end 20 of the cable is in any case accessible from the outside after the winding has been completed.

Tällainen kela on esitetty kuviossa 7. Tässä piirustuksessa esitetyn kelan päätelaipan 8a sisäpinta on varustettu ulkonemalla 40, jolla on koukeromainen tai kie-25 rukkamainen ulkoinen profiili, johon kaapelin C tulopää C0 on asetettu. Päästä C0 lähtien kaapeli seuraa ulkoneman 40 ulkoista profiilia, joka on asetettu radiaalisen asteittain vähenevän etäisyyden päähän kelan akselilta, ja kun kierros on kiedottu tämän akselin ympäri, kaapeli taivute-30 taan kohdassa C2 ja asetetaan kulkemaan kelan sydämeen tai rumpuun 8c ensimmäisen kiedontakerroksen ensimmäisen kierroksen muodostamiseksi. Seuraavat kierrokset muodostetaan tähän sydämeen tai rumpuun 8c, kunnes laippa 8b saavutetaan. Seuraava kierroskerros kiedotaan edellä olevaan ker-35 rokseen laipasta 8b kohti toisessa laipassa 8a olevaa ui- 15 102267 konemaa 40. Erl klerroskerrokset on mahdutettava laipan 8b sisäpinnan ja laippaa 8b vastassa olevan ulkoneman 40 pintatason väliin. Tolsin sanoen, kun uudet klerroskerrokset aloitetaan laipan 8a ulkoneman 40 läheisyydessä, on tär-5 keää, että kaapeli el osu laipan 8a sisäpinnan tason ja laippaa 8b vastassa olevan ulkoneman 40 pinnan väliseen tilaan.Such a coil is shown in Fig. 7. The inner surface of the coil end flange 8a shown in this drawing is provided with a protrusion 40 having a concave or serrated outer profile in which the inlet end C0 of the cable C is inserted. From the end C0, the cable follows the outer profile of the protrusion 40 placed at a radially decreasing distance from the spool axis, and when the turn is wound around this axis, the cable is bent at C2 and passed to the spool core or drum 8c to form the first turn of the first winding layer. . Subsequent turns are formed in this core or drum 8c until the flange 8b is reached. The next turn layer is wrapped in the above layer 35 from the flange 8b towards the floating machine 40 in the second flange 8a. Erl layer layers must be placed between the inner surface of the flange 8b and the surface plane of the protrusion 40 opposite the flange 8b. In other words, when new layer layers are started in the vicinity of the protrusion 40 of the flange 8a, it is important that the cable el hits the space between the plane of the inner surface of the flange 8a and the surface of the protrusion 40 opposite the flange 8b.

Edellä selostettu kietomi s suunnan vaihtaminen estää tämän ongelman esiintymisen, joka voisi muutoin aiheuttaa 10 muodonmuutoksia ja venymistä, mikä saattaisi vahingoittaa kaapelia.The reversal of the winding described above prevents this problem from occurring, which could otherwise cause deformation and elongation, which could damage the cable.

Keksinnön periaatteen puitteissa voidaan eri sovel-lutusmuotoja ja rakenteellisia yksityiskohtia laajasti vaihdella edellä pelkästään rajoittamattoman esimerkin ta-15 voin esitettyihin sovellutuksiin verrattuna esillä olevan keksinnön suojapiiristä poikkeamatta.Within the scope of the principle of the invention, the various embodiments and structural details can be varied widely compared to the embodiments shown above by way of non-limiting example alone, without departing from the scope of the present invention.

ii

Claims

102267 16

A monitoring system for a winding device for electric cables (C) and the like, comprising 5 support means (1, 5) for receiving and rotatably supporting a coil (8) provided with end flanges (8a, 8b), a cable guide (17), a first drive means (15) 8) rotation sex, for causing relative movement of the second drive means (14) between the cable guide (17) and the coil (8) parallel to the axis of rotation of the coil (8) during operation; this monitoring system comprising sensor means (16) for controlling the rotational speed of the coil (8), illuminated by a laser source (20) coil (8) from one terminal flange to another terminal flange (8a, 8b) for transmitting a light beam (L) to the coil (8) wound, at least one television camera (21) attached to the cable guide (17) for describing a portion of the coil (8) illuminated by the source (20), and a processing and monitoring system (30, 31) connected to the coil (8) speed monitoring sensor (25); and a television camera (21) and includes image signal processing means (30) configured to analyze signals transmitted by the at least one television camera (21) with the processing and monitoring system (30, 31) configured to control the first and second drive means 30 (15, 14) in a predetermined manner. «Depending on the analysis results of the signals input by the camera (21), t characterized in that the source (20) is positioned so that the light beam (L) transmitted therefrom intersects the portion (Cx) of the cable (C) 35 which is between the cable guide (17) and the coil (8). near the point (Q) where the cable (C) is placed on the coil (8) and that the processing and monitoring system (30, 31) is set: to determine the characteristic point of intersection of the light beam (L) and the part 5 (Cl) of the cable (C) (P) a position relative to the first axial reference axis (x) of the coil (8) attached to the cable guide (17); calculate a characteristic point (P) of motion no-10 peus (Vp) with respect to the axis (x); and monitoring the second drive means (14) to cause relative movement between the cable guide (17) and the coil (8) at a nominal speed (V0) depending on the diameter (D) of the cable (C) and proportional to the rotation speed (Ω) of the coil (8), when the characteristic point (P) remains in a predetermined constant reference position (x0) with respect to the axis (x) and its velocity (Vp) is approximately zero.

2. The control system according to claim 1, which is connected to the drive and the control system (30, 31) or to vary the variation and the relative variation (VRT) of the cable 20 (17) and rollers (8), without characterization. point (P) is the value (vp) in the case of the axle (x) of the cross-section and the value of the value (Δν), colors P) hastighet (vp) är väsentligen lika stor som den variation som pätvingas den relativa hastigheten (vRT) mellan kabelstyrningen (17) oct rullen (8), ocan sedan äter-förra at relativa hastigheten (vRT) mellan kabelstyrningen 30 (17) and rolls (8) with nominal denomination (v0) and after re-entry with a relative translation of the cable (17) and rolls (8) with reference to the characteristic points (P) of the reference and (x0) i förhällande account axeln (x). 25 102267

Monitoring system according to claim 1, characterized in that the processing and monitoring system (30, 31) is also arranged to generate a change in the relative speed (VRT) between the cable guide (17) and the coil (8) when the characteristic point (P) the velocity (Vp) with respect to the axis (x) exceeds a predetermined threshold value (Δ V), this change converting the velocity (Vp) of the characteristic point (P) to the opposite sign and valid for as long as the velocity (Vp) of the characteristic point (P) is essentially the same as the change in relative speed (VRT) between the cable guide (17) and the coil (8), after which the relative speed (VRT) between the cable guide (17) and the 30 coils (8) is quickly returned to the nominal value (V0) and a fast relative- * *. a forward movement between the cable guide (17) and the coil (8) to return the characteristic point (P) to the reference position (x0) with respect to the axis (x). 18 102267

3. A control system according to claim 2, which can be used as a reference and a control system (30, 31) at the moment (xp) of a characteristic point (P) to give a constant reference edge 5 (x0) for a shade of color som pälindas pä rullen (8).

Monitoring system according to claim 2, characterized in that the processing and monitoring system (30, 31) is arranged to compare the instantaneous position (xp) of the characteristic point (P) with a different constant reference position (xQ) for each revolution layer wound on the coil (8). ).

4. The control system according to claim 3, the entry-level of the reference and control systems (30, 31) is arranged at the moment of the characteristic point (P) at the moment of the edge (xp) with a constant reference edge 10 (x0), flashing at the same time. tabellform and lagras fje varikt skikt i enlighet med kabelns (C) kännetecken, i synnerhet dess diameter (D).

Monitoring system according to claim 3, characterized in that the processing and monitoring system (30, 31) is arranged to compare the current position (xp) of the characteristic point (P) with a constant reference position tabulated and stored for each layer of the cable ( (C) in accordance with its characteristics, in particular its diameter (D).

5. A control system according to the present invention, which comprises the use of a control system and a control system (30, 31) in order to improve the characteristic point (P) of the coordinate (yp) in the form of a reference to the reference signal (y). The reference number (x) and the image of the reference number of the colors are shown in Fig. 20 to show the color base of the observation with the variation of the characteristic point (P) coordinator in the field to the reference number (x, y).

Monitoring system according to any one of the preceding claims 15, characterized in that the processing and monitoring system (30, 31) is also arranged to determine the coordinate (Yp) of the characteristic point (P) with respect to the first reference axis (x) perpendicular to the second reference axis. (y), and to detect the formation of the first round of the new round layer by observing the changes in the coordinates of the characteristic point (P) with respect to the first and second axes (x, y).

6. A control system according to claims 3 and 5, which comprises a reference and control system 25 (30, 31) and an ordinates of the best coordinates for the reference field (y) for a homologous characteristic point for the line (L) the upper diameter of the head is determined by the size and diameter of the diameter of the base.

Monitoring system according to claims 3 and 5, characterized in that the processing and monitoring system (30, 31) is arranged to determine coordinates with respect to the second reference axis (y) of the homologous characteristic points of the intersection of the light beam (L) and the turns of the cable layer. and calculate the diameter of the layer based on these coordinates.

7. A control system according to the present invention, which comprises a transmission and control system (30, 31) or a further arrangement with characteristic points (P) and rollers (8) and a flange (8a, 8b); and 26 102267 att as a styrofoam and a relative to the cable stem (17) and rollers (8), if not to the characteristic points (P) and to the flange (8a, 8b), the account is shown at least 5 in the case of a single cable (C) to the roller (8), the cable (C) is fitted with a shield to the right of the skates, for a picture of the shafts of the shuttle.

Monitoring system according to any one of the preceding claims, characterized in that the handling and monitoring system (30, 31) is also arranged to determine the distance between the characteristic point (P) and the end flange (8a, 8b) of the coil (8) and to cause controlled reduction in relative speed between the cable guide (17) and the coil (8) as the distance between the characteristic point (P) and the flange (8a, 8b) decreases to a predetermined value, to increase the angle (a) under which the cable (C) is fed to the coil 10 (8) until the cable (C) is made to overlap the last turn of the previous layer to form the first turn of the next layer.

8. A control system according to claims 5 and 7, which comprises 10 devices and control systems (30, 31) which can be used to arrange, after which the detector detectors have been shown. en snabb och styrd relativ rörelse mellan rollen (8) och kabelstyrningen (17) för to förorsaka at den vin-15 kel (a) under vilken kabeln (C) tillförs rollen (8) Antar ett förutbestämt värde med et tecken som är motsatt dess forewords.

Monitoring system according to claims 5 and 7, characterized in that the processing and monitoring system (30, 31) is also set, after detecting the formation of a first round of a new layer, to cause rapid and controlled relative movement of the coil (8) and between the cable guide (17) the angle (a) below which the cable (C) is fed to the coil (8) 20 to cause it to adopt a predetermined value, the sign of which is opposite to its previous value.

9. For use in the construction of a power supply cable (C) or a power supply of 20 rolls (8) and a power supply (1), a single power supply (1) for the installation and rotation of the power supply (8) with a cross member (8a, 8b) and a second drive (14, 15) for rotation of the rollers (8) and for rotation of the rollers of the cable-to-cable connection (17), parallel to the rollers (8); var-vid förfarandet omfattar Stegen: projection av en ljuslinje L frän en ändfläns (8a) pä rolller (8) account den andra (8b), pä ett ädant sätt att ljuslinjen (L) sträcker sig over de varv som upplindats pä 30 rullen ( 8), inramning av den del av rullen (8), in the case of an overhead line with a television and a television camera (21), with the aid of a cable signal signal, 17 102267 signaling and analysis of image signal, signaling (14, 15) for further analysis of the results of the analysis of the image signal; 5 kännetecknatav att ljuslinjen (L) projiceras pä ett sädant sätt att den skär den del (Cl) av ka-beln (C) som sträcker sig mellan kabelstyrningen (17) och rullen (8) närä den punkt (Q) vid vilken cable (C) anbrin-gas head rollers (8), and with a detonating rod; 10 in the case of a characteristic point (P) for the transmission line (L) and the cable (C) to (Cl), and for the reference number (x) Parallel-to-cable (8) Axel and load to the cable assembly (17); 15 is defined as the characteristic point (P) of the redundancy (vp) and the value of the axis (x); styrning av de andra drivorganen (14) for the first time and relative to the cable glands (17) and rollers (8) with a nominal value (v0), with a diameter of 20 cables (C) diameter (D) and proportional motors rollers (8) rotationshastighet (Q), när den karaktäristiska punkien (P) förblir i ett constant and förutbestämt referensläge (x0) i förhällande account axeln (x) och dess hastighet (vp) är väsentligen lika med noll. "25 10. For the purposes of patent claim 9, the wording of this Regulation is based on the relative variation in the relative value (VRT) of the cable (17) and the roller (8) without the characteristic point (P). the variation (s) in the field 30 of the axle (x) represents the value of the value (Δν), the variation ) does not require any change in the value of 35 different relative values (17) of the cable (17) 28 102267 and rollers (8), and the first time the maximum number (s) of the relative value (VRT) to the nominal value (v0) and after a period of time when the relative translations are indicated on the cable (17) and on the roll (5) for the characteristic point (P) to the reference (x0) in the field to axeln (x).

A method for regularly winding an electric cable (C) or the like on a spool (8) in a winding device (1), comprising support means (1) for receiving a spool (8). 25 and including drive means (14, 15) for rotating the roller (8) and moving it relative to the cable guide (17) in the direction of the axis of rotation of the coil (8), this method comprising the steps of: (L) reflecting the coil (8) from one end flange (8a) to the other end flange (8b) so that the light beam (L) travels over the turns wound on the coil (8), delimiting the portion of the coil (8) into which the light beam (L) extends, by means of at least one television camera (21) attached to the cable controller (17) for generating corresponding image signals, processing and analyzing the image signals, controlling the drive means (14, 15) in a predetermined manner depending on the results of the image signal analysis, characterized by transmitting a light beam (L) si-10 that it intersects the part (Cl) of the cable (C) located in the cable guide en (17) and the coil (8) near the point (Q) where the cable (C) is wound on the coil (8), and that this method also includes the following steps: the characteristic point of the intersection 15 of the light beam (L) and the part of the cable (C) (P) determining with respect to a first reference axis (x) parallel to the axis of the coil (8) and attached to the cable guide (17); calculating the velocity (Vp) of the characteristic point (P) with respect to the axis (x); 20 for controlling the relative movement of the second drive means (14) between the cable guide (17) and the coil (8) at a nominal speed (V0) whose magnitude depends on the diameter of the cable (C) and is proportional to the coil (8) rotation speed (ope) when the characteristic point (P ) remains en-25 in a given constant reference position (x0) with respect to the axis (x) and its velocity (Vp) is approximately zero.

A method according to claim 9, characterized in that it further comprises the steps of: causing a change in the relative speed (VRT) between the cable guide (17) and the coil (8) when the speed (Vp) of the characteristic point (P) of the shaft (x) exceeds a predetermined threshold (Δ v), this change reversing the characteristic point (P) velocity (Vp) to 35 characters and valid as long as the velocity (Vp) of the 21 102267 characteristic point (P) is substantially equal to the relative velocity (Vp). VRT) change between the cable guide (17) and the coil (8), after which the relative speed (VRT) between the cable guide (17) and the coil (8) is quickly reset to the nominal value (V0) and a fast relative forward movement of the cable guide (17) is obtained. and a coil (8) for returning the characteristic point (P) to the reference position (xQ) with respect to the axis (x).

11. A patent according to claim 10, which includes a characteristic point (P) of a mententane flux (xp) and a constant reference flux (x0) for a shield sketch with a color of the surface of the roll (8). ).

Method according to Claim 10, characterized in that the instantaneous position (xp) of the characteristic point (P) is compared with a different standard reference position (x0) for each layer wound on the coil (8). 15. Method according to Claim 11, characterized in that the reference position (xc) of the characteristic point (P) is tabulated and stored for each layer according to the characteristics of the cable (C), in particular its diameter (D).

12. Förfarande enligt patentkrav 11, kanne-. the reference to the characteristic point (P) refers to the reference point (x0) in the form of a table and in the case of 15 shields, and in the case of a cable (C), the diameter (D).

13. A method according to claims 9-12, comprising the coordinates (P) of the characteristic point (P) and the reference to the reference axis (y), the reference to the axis (x), detecting and The image shows the data from the colors of the observation base at the observation point of the characteristic point (P) coordinator (xp, yp)

Method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the coordinate (yp) of the characteristic point (P) with respect to the second reference axis (y) perpendicular to the first axis (x) is expressed and that the new wound layer 25 the formation of the first round is expressed by observing the coordinates (xp, yp) of the characteristic point (P).

Method according to Claims 11 and 12, characterized in that the coordinates of the homologous characteristic points of the intersection between the turns of the light beam (L) and the turns of the wound layer are determined with respect to the second reference axis (y) and the layer diameter is calculated on the basis of these coordinates.

Method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the distance 22 102267 between the characteristic point (P) and the end flanges (8a, 8b) of the coil (8) is determined and that a controlled reduction in the relative speed of the coil (8) is caused with respect to the cable guide (17) as the distance between the characteristic point (P) and the plate decreases to a predetermined value to increase the angle (a) below which the cable (C) is fed to the coil (8) until the cable (C) is overlapped the last round of the previous layer to form the first round of the next layer.

Method according to Claims 13 and 15, characterized in that when the formation of the first turn of the new layer is detected, the coil (8) is rapidly moved relative to the cable guide (17) at an angle (a) below which the cable (C) is fed to the coil 15 ( 8), to cause it to adopt a predetermined value whose sign is opposite to its previous value. «23 102267 1.Control systems for the installation of electrical cables (C) and, in particular, 5 devices (1, 5) for the installation and rotation of the cable (8), 8b), with cables ( 17), for drives (15) for rotation of rollers (8), and for drives (14) for the purpose of rotating the rollers (17) and rollers (8), Paral-Lell med rollers (8) for rotation saxel, vid drift; color control systems for self-propelled gears (16) for control of rollers (8) Rotation ratio, 1 · 5 and laser (20) for rolls of rollers (8) for the purpose of rolling (8a, 8b), for projectors and lines (L) the color of the surface of the roller (8), the memory and the television camera (21) of the cable (17) of the frame of the roller (8) 20 of the inner tube (20), and of the handles the control system (30, 31), which is connected to the control device (16) for control of the roller (8) rotation, and to the television camera (21) and to the control body (30) for image signal processing, 25 to the signal for analysis of the signal for the handles of the memory and television camera (21), the colors of the control and control systems (30, 31) are used to determine the results and the drive (15, 14) of the test set of the results of the analysis of the signal from tillhandahälls av memory nstone en televisionskamera (21); kännetecknat av att kallan (20) är anordnad pä ett sädant sätt att proj projerade ljuslinjen (L) skär den del (CJ av kabeln (C) som är mellan kabel-35 styrningen (17) och rullen (8), närä den punkt ( Q) and 24 242222 cables are connected to the rollers (8), and to the drive and control systems (30, 31) are arranged as follows: the best way to enter the characteristic point (P) for the line (L) is connected to the cable (C) del (CJ, i 5 förhällande till en första referensaxel (x) parallell Raed rullens (8) Axel and last to kabelstyrningen (17); att a number of characters (vp) for the characteristic point (P) rörelse i förhallanden axle (x) the styrene and the drive (14) for the first 10 commands and relative to the cable (17) and rollers (8) at the nominal value (v0), the diameter of the cable (C) diameter and proportional to the roll ( 8) rotationshastighet (Q), när den karaktäristiska punkten (P) förblir i ett constant oc h förutbestämt referensläge (x0) 15 i f-örhällande till axeln (x) och dess hastighet (vp) är vä-sentligen noil.

14. For a patent according to claims 11 and 12, a co-ordinator is used for determining the reference number (y), for a homologous characteristic point on the line (L), with a cross-section of the cross-section with a cross-section of the halves. , the best and most sketched diameter are calculated on the basis of the coordinator. 30

15. An embodiment of the invention according to claims 9-14, which comprises a plurality of characteristic points (P) and rollers (8) and a plunger (8a, 8b) which is suitable and preferably stiffened by the rollers (8) relative to the rollers. (17) the first 35 points are characterized by a characteristic point (P) and a flange of mints 29 102267 for the purpose of the bundle (a) under the cable (C) for the roller (8), the cable (C) överlappar det föregäende skiktets sista varv, för att bilda det första Varvet pa nasta skikt. 5

16. For the purposes of the patent claims 13 and 15, which are not included in the patent, the following is a reference to the identification of the cable (8) and which is provided by the cable assembly (17). In the case of a key (a) and 10 of the wiring harness (C) to the reel (8).