JP2026040407A - 複数の電線を加工する装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電線を加工する装置を提供する。
【解決手段】装置は、電線の全ての後端部を同時に保持するように構成された供給側保持装置（１１０）と、リニアガイド方向に沿って移動可能であり、電線の前端部を保持するように構成された引出側保持装置（１２０）と、電線の後端部を供給装置（１０８）から引き受けて供給側保持装置（１１０）に移送する移送装置（１１１）と、を有し、引出側保持装置（１２０）は、電線の保持された各端部を撚り合わせるように構成され、移送装置は、互いが少なくとも２つの異なる距離をとるように構成された少なくとも２つのケーブルグリップを有している。供給側保持装置（１１０）は、電線束（１０）の延在方向（Ａ）に移動可能である。
【選択図】図４

Description

本開示の実施形態は、特に、例えば撚り機などのケーブル加工機において複数の電線を加工する装置および方法に関する。

様々な産業用途において、個々の電線を撚り合わせることで得られる電線束が求められている。通常、個々の電線は、撚り合わされる前に所定の長さに切断され、すなわち、所定のサイズに切断され、また、必要に応じて、使用可能な状態、すなわち、接点部などを備えた状態に組み立てられる。

従来の装置の一例として、組立工程（長さ方向の切断、絶縁体の剥離、グロメットや接点の取り付けなど）の後に複数の電線を撚り合わせるケーブル加工機がある。このようなケーブル加工機は、撚り機とも呼ばれる。例えば、このような装置によって撚り合わされたケーブル、特にツイストペア電線は、後続する作業工程において手動または自動でプラグコネクタハウジングに装着されるようにすることができる。

従来技術によるいくつかの装置および方法では、個々の電線から形成されたペア電線は、電線の一端にある保持ユニットと他端にある撚りユニットとの間で固定され、撚りユニットを回転させることで撚り合わされる。このような装置は、例えば、欧州特許第１０３２０９５号明細書に記載されている。そこでは、２本の電線が同時に引き込まれて組み立てられる。２本の電線は、電線の２つの第１の前端部が組み立てられた後に引き出され、それに続く第２の後端部の組み立て後に、実際の撚り装置に移送される。この装置は、撚り工程中に電線後端部を保持する静止保持モジュールと、ケーブルの方向に移動可能であって、電線前端部を把持して一緒に撚り合わせる撚りヘッド（撚りユニット）とを有している。撚り動作中に生じるペア電線の短縮は、撚りユニットの長手方向の変位によって補正される。例えば、撚りユニットは、測定されたケーブルの張力を用いた閉ループ制御によって案内される。２本の電線を旋回ユニット（第２の旋回ユニット）から保持ユニットに移送するために、移送モジュールすなわち移送装置が用いられる。電線の両端は受け取られ、旋回および垂直運動によって撚り軸に移動され、それらの間の距離が縮められる。

例えば、異なる製品を製造または加工するために、撚り合わされていない端部の長さを変更することができる。異なる製品を加工するために端部の長さを可変にすると、移送モジュールは、把持位置に対して異なる位置でケーブル端部を移送することができる必要がある。従来は、例えば部品を交換することで、この目的のために機械が再構成される。

異なる製品を加工するための簡単なカスタマイズ機能が求められている。

一態様によれば、複数の電線、例えば２本の電線を加工する装置が提示される。この装置は、供給側保持装置と、引出側保持装置と、移送装置とを有している。供給側保持装置は、複数の電線の全ての後端部を同時に保持するように構成されている。引出側保持装置装置は、リニアガイド方向に沿って移動可能であり、複数の電線の前端部を保持するように構成されている。引出側保持装置装置は、電線の保持された各端部を撚り合わせるように構成されている。移送装置は、電線の後端部を供給装置から引き受けて供給側保持装置に移送するように構成されている。移送装置は、少なくとも２つのケーブルグリップ、特に正確には２つのケーブルグリップを有している。ケーブルグリップは、互いが少なくとも２つの異なる距離をとるように構成されている。供給側保持装置は、電線束の延在方向に移動可能である。

本明細書に開示される装置を用いた方法に関する一態様によれば、そのような方法は、ケーブルグリップの端部位置をとることと、キャリアを移送位置に移動させること、電線を移送することと、キャリアを端部位置に移動させ、加工される他の電線を引き受けるように旋回させることと、を含んでいる。

さらなる態様、特徴、利点、および効果は、図面を参照して以下に説明する実施形態から導き出される。

本明細書で使用される用語を説明するための電線束の領域の概略図である。 説明のためのさらなる態様とともに図１のペア電線の領域を示す図である。 個々の電線を撚り合わせるための一実施形態に係る装置の概略側面図である。 図３の装置の一部を示す斜視図である。 図３の装置の一部を示す斜視図である。 再把持動作中の図３の装置の一部を示す斜視図である。 再把持動作中の図３の装置の一部を示す斜視図である。 再把持動作中の図３の装置の一部を示す斜視図である。 再把持動作中の図３の装置の一部を示す斜視図である。 一実施形態に係る方法を説明するための図３の装置の一部を示す斜視図である。 本方法を説明するための図３の装置の一部を示す斜視図である。 本方法を説明するための図３の装置の一部を示す斜視図である。 本方法を説明するための図３の装置の一部を示す斜視図である。 本方法を説明するための図３の装置の一部を示す斜視図である。 本方法を説明するための図３の装置の一部を示す斜視図である。 本方法を説明するための図３の装置の一部を示す斜視図である。

図１は、第１の個別電線１１と第２の個別電線１２とのツイストペア電線１０を示しており、したがって、全体として参照符号１０で示される電線束の領域の概略図を示している。電線束は、ペア電線として、個別電線１１と個別電線１２とからなる。２本の個別電線１１，１２の数は例示的なものであって限定的なものではなく、本明細書に記載される態様および特徴は、２本以上の個別電線１１，１２を有する電線束にも完全または部分的に適用可能であり、同一または同様の効果をもたらすことに留意されたい。ただし、各実施形態では、２本の個別電線１１，１２を電線束１０に使用することができる。

ペア電線１０の一方の端部１６は、前端部と定義され、撚り合わせのための後述する装置１００内に案内される。ペア電線の他方の端部１７は、後端部と定義される。

後端部１７において、電線１１，１２にはそれぞれ、第１の接点１３および第２の接点１４が取り付けられている。端部１６，１７の間の領域は撚り合わされ、すなわち、電線１１，１２は互いに巻き付いている。前端部１６から出発すると、電線１１，１２は、第１の交差点Ｐ２で初めて重なり合い、すなわち、交差する。同様に、電線１１，１２は、後端部１７から出発して、第１の交差点Ｐ１で初めて重なり合い、すなわち、交差する。

換言すると、図１において、１７は、第１の側、例えば電線後端部の側を示しており、１６は、第２の側、例えば電線前端部の側を示している。図１において接着ストリップ１８の右側に位置する領域では、個々の電線１１，１２は撚り合わされ、それにより、投影面、例えば図１の描画面において、個々の電線１１，１２が交差する点が生成される。

ここでいう「撚り合わせる」とは、電線１１,１２が互いに巻き付いている状態を示している。投影面における同様の交差は、投影面に垂直な方向における２つの交差点において、個々の電線の同様の配列が出現する場合に発生する。

説明のために、図２には、ペア電線１０の一部が再び示されている。電線の後端部において個々の電線１１，１２の撚り合わされていない端部は、長さａ１を有している。撚り合わされた領域における電線１１，１２の２つの同様の交差点すなわち重複部の間の距離は、ピッチ長ａ２として規定される。

距離ａ３は、距離ａ１，ａ２が定義されたペア電線１０の延在方向に実質的に垂直な方向で定義される。距離ａ３は、各端部、図２では後端部１７における個々の電線１１，１２間の距離を意味する。対応する距離ａ３は、前端部１６でも定義されるが、後端部１７での距離ａ３と同じであっても、異なっていてもよい。

図３は、個々の電線を撚り合わせるための一実施形態に係る装置１００の概略側面図である。図３において、個々の電線１１，１２の前端部１６は、加工領域１０１へと案内されるが、そこから機械軸に沿ってガイドレール１１５上をさらに案内されることができる。加工モジュール１０３，１０４，１０５，１０６は、加工領域１０１内で電線１１，１２に対する処理を行うことができる。

個々の電線１１，１２の前端部は、切断ヘッド１０２によって絶縁が剥がさ、第１の旋回ユニット１０７によって、一方の側にある加工モジュール１０３，１０４に順次供給される。ここで、例えば、各導体の端部にグロメットと接点を取り付けることができる。

次に、第１の旋回ユニット１０７により、ペア電線１０が機械軸の方向に戻される。そこで、個々の電線１１，１２は、引出キャリッジ１０９によって把持可能になるまで案内される。所望のケーブル長さに応じて、個々の電線１１，１２は、ガイドレール１０５に沿って、ガイドレールによって規定されるリニアガイド方向に引出キャリッジ１０９によって引き出される。

次に、個々の電線１１，１２は、第２の旋回ユニット１０８に把持され、切断ヘッド１０２によって切断されて絶縁が剥がされる。導体後端部は、第２の旋回ユニット１０８によって他方の側にある加工モジュール１０５，１０６に供給され、完全に組み立てられ、すなわち、例えば、それぞれにグロメットと接点が装着される。

移載モジュール（移載装置）１１１は、個々の電線１１，１２の後端部１７を引き受け、それらの間の距離を縮め、旋回移動の後に供給側保持装置（保持モジュール、保持グリップ）１１０に移送する。移送モジュール１１２は、個々の電線１１，１２の前端部１６を撚りヘッド（引出側保持装置）１２０に移送する。この時点で、装置１００では、実際の撚り工程の準備が整っている。撚り工程は、撚りヘッド１２０を回転させることで行われ、それと同時に、撚りヘッド１２０は、張力制御された状態で保持モジュール１１０の方向に移動される。その後、完全に撚り合わされたケーブルは、例えば、桶状のケーブルトレイに落下する。

図４は、図３の装置１００の一部、すなわち、第２の旋回ユニット１０８、移送ユニット１１１、保持グリップ１１０、および、撚り合わされた電線束（ペア導体）１０を有する撚りヘッド１２０の斜視図であり、個々の電線１１，１２のさらなるペア導体を第２の旋回ユニット１０８から移送モジュール１１１に移送している状態を示している。

図５は、移送ユニット１１１および保持グリップ１１０をより詳細に示している。移送ユニット１１１は、第１の個別電線１１を把持して保持する第１のケーブルグリップ２１１と、第２の個別電線１２を把持して保持する第２のケーブルグリップ２１２とを有している。２つのケーブルグリップ２１１，２１２は、例えば、空気圧で駆動されるが、これに限定されず、例えば、電気モータまたは別の方法で駆動されてもよい。２つのケーブルグリップ２１１，２１２は、キャリア２５０上に配置されている。２つのケーブルグリップ２１１，２１２は、図１０および図１２を参照してさらに後述するように、互いが少なくとも２つの異なる距離ｄ１，ｄ２をとることができるように構成されている。例えば、ケーブルグリップ２１１，２１２間の距離ｄ１，ｄ２は、例えば空気圧シリンダによって、ガイド上を空気圧で変更可能である。しかしながら、駆動の種類はこれに限定されず、例えば、電気モータまたは別の方法で距離を変更することもできる。ここで、互いの距離とは、ケーブルの延在方向に垂直な距離を指す。この距離を変更することにより、個々の電線１１，１２間の距離は、個々の電線をその引き出し方向に（ケーブル軸に沿って）移動させることなく変更される。

キャリア２５０は、コラム２４０を取り囲み、駆動装置によって、例えば、これには限定されないが、空気圧リフトシリンダ２２０によって、中央位置と、下端位置および上端位置の少なくとも一方とに移動可能である。中央位置については、図１４を参照してさらに後述する。図５は、上端位置にあるキャリア２５０を示している。ストローク制限要素すなわちストロークリミッタ２６０は、キャリア２５０のストッパとして機能する。キャリア２５０は、図では上下方向すなわち垂直方向に、コラム２４０上を回転が固定された状態で直線的に移動可能である。回転が固定された直線移動を実現するために、コラム２４０は、例えば、スプラインシャフトとして設計することができる。キャリア２５０は、コラムを中心とした回転が固定された状態で直線的に移動可能であり、例えば、これには限定されないが、油圧駆動の旋回シリンダ２３０によって、コラム２４０と共に旋回可能である。したがって、ストローク制限要素２６０は、キャリア２５０の特定の旋回角度範囲内でのみ作用する。ストローク制限要素２６０は、キャリア２５０が当該旋回角度範囲内に位置するときに、キャリア２５０を図中の垂直方向にストローク制限要素２６０に衝突させ、中心位置に到達させる。換言すると、ストローク制限要素２６０の垂直位置は、特定の旋回角度範囲に対するキャリア２５０の中心位置を規定する。

供給側保持装置（保持グリップ）１１０は、撚り軸の方向に（すなわち、引出側保持装置１２０（撚りヘッド）に向かって、またはそれから離れるように）移動可能であり、好ましくは直線的に、特にプログラム制御方式で移動可能である。例えば、供給側保持装置１１０は、リニアガイドに取り付けられ、例えば、ねじまたはボールねじによって移動することができる。保持グリップ１１０のグリップジョー部は、２つの導体端部１１，１２を一対のジョー部で受け取ることができるように設計されている。あるいは、保持グリップ１１０は、それぞれが導体端部１１，１２を保持する一対の把持要素を有している。この場合、把持要素を一緒にケーブル方向に移動させることができる。いずれの場合も、有利なことに、導体端部１１，１２間の距離を非常に小さく維持することができる。

図６から図９は、第２の旋回ユニット１０８から移送装置１１１への電線１１，１２の移送中の再把持工程を示している。第２の旋回ユニット１０８は、第１の旋回ユニットケーブルグリップ１１８と第２の旋回ユニットケーブルグリップ１１９とを有している。第２の旋回ユニット１０８は、図６において、ケーブルグリップ２１１，２１２の２本の脚部の間に電線１１，１２を移送し、図７において旋回ユニットケーブルグリップ１１８，１１９を開き、ケーブル軸に沿って戻り、図８において旋回ユニットケーブルグリップ１１８，１１９を再び閉じる。次に、移送装置１１１のケーブルグリップ２１１，２１２が開き、第２の旋回ユニット１０８が再び前部領域に移動して、電線１１，１２をそこに移送する。この再把持は、電線を所望の位置にするために複数回繰り返すこともできる。このような再把持工程は、本明細書に開示される装置および方法においても原理的には使用可能であるが、もはや必須ではない。本明細書に開示される装置および方法において、（供給側保持装置１１０の）保持グリップを電線束の延在方向に移動させる機能は、同一または同様の目的を達成することができ、それにより、上述のような時間のかかる再把持を有利に回避することができる。

図１０から図１６は、それぞれ図３の装置１００の一部を示す斜視図であり、各ステップにおける方法を説明するための図である。図１０は、本方法を実施するための開始位置すなわち開始構成を示している。搬送ユニット１１１のケーブルグリップ２１１，２１２は、キャリア２５０によって下端位置に移動され、互いの距離ｄ１は比較的大きい距離である。例えば、距離ｄ１は、ケーブルグリップ１１８，１１９間の距離にほぼ等しい。第２の旋回ユニット１０８は、搬送ユニット１１１のケーブルグリップ２１１，２１２の上方に位置し、（通常は片側に組み立てられる）２本の電線１１，１２を保持する。

図１１では、キャリア２５０が上端位置に移動され、これにより、移送ユニットのケーブルグリップ２１１，２１２が移送位置に導かれる。キャリア２５０のこの旋回角度領域では、キャリア２５０は、ストローク制限要素２６０を通過して自由に移動することができ、したがって、キャリアのこの角度位置では、ストローク制限要素２６０は作用せず、上端位置に接近することができる。

移送後、図１２では、キャリア２５０が下端位置に移動し、第２の旋回ユニット１０８は解放される。次に、例えば、図１２に示すように、それを旋回させ、次に加工されるペア電線を引き受けることができる。これは、例えば、撚り工程と並行して組み立てることができる。移送装置１１１のケーブルグリップ２１１，２１２は、互いの距離ｄ２が距離ｄ１よりも小さくなるように駆動される。例えば、距離ｄ２は、供給側保持装置１１０のグリップジョー部における電線端部間の距離に対応する。

図１３に示すように、旋回シリンダ２３０が後退し、それにより、電線端部が撚り軸と平行になるように、コラム２４０とキャリア２５０を旋回させる。図１３では、供給側保持装置１１０は開位置に示されているが、この位置がより早い段階であってもよい。

図１４に示すように、供給側保持装置１１０は、グリップジョー部が所望の把持領域に進入するまで直線的に移動される。そうすることで、供給側保持装置１１０は、移送装置１１１のケーブルグリップ２１１，２１２の脚部の内側または外側の位置をとることができる。

キャリア２５０は、ストローク制限要素２６０に向かって（図中では垂直方向の上方に）移動し、ストローク制限要素２６０によって停止され、したがって、すなわち、中心位置になる。その後、供給側保持装置１１０を順次閉じ、ケーブルグリップ２１１，２１２を開くことで、電線１１，１２が移送される。

次に、キャリア２５０を下端位置に戻すことができる（図１５）。

次に、電線１１，１２のケーブル後端を撚り合わせることができる。

ケーブルグリップ２１１，２１２を後方に旋回させて両者の間隔を広げることで、移送装置１１１を開始位置に戻すことができる（図１６）。

装置１００は、特に供給側保持装置（保持グリップ）１１０において、電線１１，１２が互いに接近可能であることを特徴とし、それにより、有利な撚り品質が得られる。

ストローク制限要素２６０が設けられていることで、追加のアクチュエータ（例えば、追加の空気圧シリンダ）を必要とすることなく、簡単な方法で中心位置を規定することができる。

Claims (14)

1. 複数の電線（１１，１２）を加工する装置（１００）であって、
   前記電線の全ての後端部を同時に保持するように構成された供給側保持装置（１１０）と、
   リニアガイド方向に沿って移動可能であり、前記電線の前端部を保持するように構成され、かつ、前記電線の保持された各端部を撚り合わせるように構成された引出側保持装置（１２０）と、
   前記電線（１１，１２）の後端部を供給装置（１０８）から引き受けて前記供給側保持装置（１１０）に移送する移送装置（１１１）であって、互いが少なくとも２つの異なる距離（ｄ１，ｄ２）をとるように構成された少なくとも２つのケーブルグリップ（２１１，２１２）を有する移送装置（１１１）と、を有し、
   前記供給側保持装置（１１０）は、前記電線束（１０）の延在方向（Ａ）に沿って移動可能である、装置（１００）。
2. 前記供給側保持装置（１１０）は、予め定められた方式、特にプログラム制御による予め定められた方式で、前記電線束（１０）の延在方向（Ａ）に移動可能である、請求項１に記載の装置（１００）。
3. 前記供給側保持装置（１１０）は、直線的に移動可能であり、特にリニアガイド（３１０）に沿って直線的に移動可能である、請求項１または２に記載の装置（１００）。
4. 前記ケーブルグリップ（２１１，２１２）は、前記電線（１１，１２）の延在方向に垂直、特に前記電線（１１，１２）の延在方向（Ａ）に垂直に移動可能なキャリア（２５０）上に配置されている、請求項１に記載の装置（１００）。
5. 前記キャリア（２５０）は、カラム（２４０）に沿って回転が固定された状態で直線的に移動可能である、請求項４に記載の装置（１００）。
6. 前記キャリア（２５０）は、少なくとも中央位置と端部位置との間で移動可能である、請求項４または５に記載の装置（１００）。
7. 前記端部位置は、ストローク制限要素（２６０）によって規定されている、請求項６に記載の装置（１００）。
8. 前記キャリア（２５０）と前記カラム（２４０）は、前記カラム（２４０）が回転したときに共通の旋回運動を行うように構成されている、請求項６に記載の装置（１００）。
9. 前記コラム（２４０）は、スプラインシャフトとして実現されている、請求項５に記載の装置（１００）。
10. 前記コラム（２４０）を回転させる旋回シリンダ（２３０）をさらに有する、請求項５に記載の装置（１００）。
11. 前記供給側保持装置（１１０）が、前記電線（１１，１２）の全ての後端部を受け入れるグリップジョー部からなる一対のジョー部を有する、請求項１または２に記載の装置（１００）。
12. 前記供給側保持装置（１１０）は、それぞれが前記電線（１１，１２）の後端部を受け入れるように設計された複数の保持グリップを有し、前記保持グリップは、前記電線（１１，１２）の延在方向（Ａ）に一緒に移動可能である、請求項１または２に記載の装置（１００）。
13. 請求項１または２に記載の装置を用いて複数の電線を加工する方法であって、
    前記ケーブルグリップ（２１１，２１２）の端部位置をとることと、
    前記キャリア（２５０）を移送位置に移動させることと、
    前記電線（１１，１２）を移送することと、
    前記キャリア（２５０）を前記端部位置に移動させ、加工される他の電線を引き受けるために旋回させることと、を含む方法。
14. 前記旋回シリンダ（２３０）を後退させ、電線端部が延在方向（Ａ）と平行になるように、前記コラム（２４０）と前記キャリア（２５０）を旋回させることと、
    前記供給側保持装置（１１０）上の前記電線（１１，１２）の端部間の距離に対応するように、前記ケーブルグリップ（２１１，２１２）間の距離を設定することと、
    前記供給側保持装置（１１０）を開いて直線的に移動させることと、
    前記ストローク制限要素（２６０）に向かって前記キャリア（２５０）を前記中心位置に移動させることと、
    前記電線（１１，１２）を移送することと、
    前記キャリア（２５０）を前記端部位置に移動させることと、
    前記ケーブルグリップ（２１１，２１２）の間隔を広げることと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。