JP6254236B1 - ツイスト電線のピッチ測定装置およびそれを備えた電線ツイスト装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高精度のピッチ測定と測定後のツイスト電線の品質維持とを両立することができるツイスト電線のピッチ測定装置を提供する。【解決手段】ピッチ測定装置20は、第1電線200および第2電線210を保持する第1保持具30および第2保持具40と、第1保持具30と第2保持具40との間に配置された移動ユニット50と、移動ユニット50に支持され、移動ユニット50が移動する方向Xと垂直な方向Yに関するツイスト電線220の表面の位置を検出するピッチ測定センサ60と、ピッチ測定センサ60によって検出されるツイスト電線220の表面の位置に基づいて、ツイスト電線220の撚りのピッチを演算する演算装置70と、を備えている。【選択図】図1

Description

本発明は、ツイスト電線のピッチ測定装置およびそれを備えた電線ツイスト装置に関する。
従来から、複数の電線を撚り合わせることによりツイスト電線を作製する電線ツイスト装置が知られている。ツイスト電線は、例えばワイヤハーネスの構成部品として利用される。近年、ワイヤハーネスの高品質化の要求が高まっており、品質の高いツイスト電線が求められている。ツイスト電線の高品質化のためには、複数の電線ができるだけ一定のピッチで撚られていることが重要である。
ツイスト電線のピッチにばらつきがないかを検査するため、メジャーを用いてピッチを目視で測定する方法が採られていた。しかし、目視による測定では、多くの時間がかかり、また、高精度の測定が難しい。そこで、ツイスト電線のピッチを自動的に測定するピッチ測定装置を用いることが好ましい。
ツイスト電線は複数の電線が撚り合わされたものであるため、ツイスト電線の表面には凹凸が形成される。ツイスト電線の表面は、山と谷とを有する。同一の電線における山同士の距離がツイスト電線のピッチとなる。特許文献1には、一対の電線を長手方向に移動させながら撚り合わせると共に、所定位置に配置された光電センサにより、移動中のツイスト電線の各々の山を検出することによってピッチを測定する方法が開示されている。
特開2013−84506号公報
しかし、特許文献1に開示された方法は、一対の電線を移動させながら対撚りしてツイスト電線を作製しつつ、インラインで連続的にピッチを測定する方法である。ツイスト電線をワイヤハーネスの構成部品等として利用する場合、ツイスト電線を所定長さにするため、一対の電線を撚り合わせた後に切断する処理が必要となる。また、ツイスト電線の端部に端子を設ける必要がある場合には、撚り合わされている端部を解き、端子を圧着する処理が更に必要となる。
ところが、ツイスト電線を切断する処理は、撚り合わされた複数本の電線を同時に切断する処理であるため、一本の電線を切断する処理に比べて難しい。また、切断処理の際に、撚り合わされた各電線に力が加わり、ツイスト電線の撚り合わせ状態が悪化するおそれがある。更に端子を圧着する処理を行う場合、端子圧着時にツイスト電線の撚り合わせ状態が更に悪化するおそれがある。その結果、ピッチ測定後にツイスト電線の品質が悪化するおそれがあった。
このように、特許文献1に開示された方法では、所定長さのツイスト電線、端子が圧着されたツイスト電線など、ワイヤハーネスの構成部品等となるツイスト電線を得る場合、ピッチの高精度な測定と、測定後のツイスト電線の品質維持とを両立することが難しかった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度のピッチ測定と測定後のツイスト電線の品質維持とを両立することができるピッチ測定装置およびそれを備えた電線ツイスト装置を提供することである。
本発明に係るツイスト電線のピッチ測定装置は、第1電線と前記第1電線に撚られた第2電線とを有するツイスト電線の撚りのピッチを測定するピッチ測定装置であって、第1保持具と、第2保持具と、移動ユニットと、ピッチ測定センサと、演算装置とを備える。第1保持具は、前記第1電線の一端部および前記第2電線の一端部を保持する。第2保持具は、前記第1電線の他端部および前記第2電線の他端部を保持する。移動ユニットは、前記第1保持具と前記第2保持具との間に配置され、前記第1保持具に近づく方向および前記第2保持具に近づく方向に移動可能となっている。ピッチ測定センサは、前記移動ユニットに支持され、前記移動ユニットが移動する方向と垂直な方向に関する前記ツイスト電線の表面の位置を検出する。演算装置は、前記ピッチ測定センサによって検出される前記ツイスト電線の前記表面の位置に基づいて、前記ツイスト電線の撚りのピッチを演算する。
上記ピッチ測定装置によれば、第1保持具および第2保持具が、第1電線および第2電線の切断された端部または端子が圧着された端部を保持した状態で、ピッチ測定センサを支持する移動ユニットがツイスト電線の長手方向に移動することにより、ツイスト電線のピッチが測定される。そのため、ピッチを測定した後に、ツイスト電線の端部を切断したり、端部に端子を圧着したりする処理を行う必要がない。よって、ピッチ測定後にツイスト電線の品質が悪化するおそれがない。また、ツイスト電線のピッチは、ピッチ測定センサにより検出されるツイスト電線の表面の位置に基づいて演算されるので、高精度のピッチ測定が可能である。したがって、上記ピッチ測定装置によれば、高精度のピッチ測定と測定後のツイスト電線の品質維持とを両立することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記ピッチ測定センサは、光学式センサからなっている。前記第1保持具、前記第2保持具、および前記移動ユニットは、前記光学式センサによる検出を行う際に、前記光学式センサの光軸および前記移動ユニットが移動する方向に平行な同一面内に前記ツイスト電線が配置されるように構成されている。
上記態様によれば、ツイスト電線の保持位置が、ツイスト電線の長手方向に対してずれていても、常に同じ検出ライン上でピッチを測定することができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記ツイスト電線が前記光学式センサの光軸および前記移動ユニットが移動する方向に平行な同一面内に配置されるように、前記第1保持具および前記第2保持具を回転させ、または、前記移動ユニットを回転させる機構を備えている。
上記態様によれば、上記機構によって第1保持具および第2保持具を回転させることにより、または、移動ユニットを回転させることにより、ツイスト電線を光学式センサの光軸および移動ユニットの移動方向に平行な同一面内に配置することができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記ピッチ測定センサは、前記移動ユニットが移動する方向と垂直な帯状の光を照射する光学式センサからなっている。
上記態様によれば、光学式センサの検出領域が広いので、ツイスト電線のピッチを高精度に測定することができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記ツイスト電線が前記光学式センサの光軸に垂直な同一面内に配置されるように、前記第1保持具および前記第2保持具を回転させ、または、前記移動ユニットを回転させる機構を備えている。
上記態様によれば、ツイスト電線が光学式センサの光軸に垂直な同一面内に配置されるので、移動ユニットの移動方向とツイスト電線の長手方向との間にずれが生じたとしても(言い換えると、ツイスト電線の長手方向が移動ユニットの移動方向に対して傾いていたとしても)、光学式センサとツイスト電線との光軸方向に関する距離は一定となる。そのため、上記のずれが生じた場合でも、ツイスト電線のピッチを高精度に測定することができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、ピッチ測定装置は、第1保持具と第2保持具との間に配置され、第1保持具に近づく方向および第2保持具に近づく方向に移動可能な1つまたは2つ以上の他の移動ユニットと、前記他の移動ユニットに支持され、前記他の移動ユニットが移動する方向と垂直な方向に関する前記ツイスト電線の表面の位置を検出する他のピッチ測定センサとを備えている。
上記態様によれば、移動ユニットおよびピッチ測定センサが複数組設けられるので、ツイスト電線の長手方向に関するピッチ測定センサ1個当たりの測定範囲を小さくすることができる。よって、ツイスト電線のピッチの測定時間を短縮することができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、第1保持具および第2保持具の少なくとも一方に対して、第1保持具および第2保持具が互いに近づく方向および遠ざかる方向にスライド可能に係合したレールを備えている。移動ユニットは、前記レールにスライド可能に係合している。
ツイスト電線は、撚りの程度が進むにつれて短くなる。上記態様によれば、第1保持具および第2保持具の少なくとも一方がレールに沿って移動することにより、第1保持具と第2保持具との間の距離が変更可能である。例えば、ツイスト電線が短くなるにつれて、第1保持具と第2保持具との間の距離を短くすることができる。よって、ツイスト中に過大な張力を発生させることなく、ツイスト電線を作製することができる。更に、上記レールには、第1保持具および第2保持具の少なくとも一方がスライド可能に係合するとともに、移動ユニットがスライド可能に係合している。上記レールは、移動ユニット用のレールとしてだけでなく、保持具用のレールとして兼用される。そのため、部品点数の削減が可能となる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、移動ユニットは、ピッチ測定センサが取り付けられたセンサ取付部材を有している。センサ取付部材は、ピッチ測定センサがツイスト電線の表面の位置を検出する検出位置と、前記検出位置から退避した退避位置との間で移動可能に構成されている。
上記態様によれば、ツイスト電線のピッチを測定しないときには、センサ取付部材を退避位置に移動させることにより、ピッチ測定センサおよびセンサ取付部材が邪魔になることを防ぐことができる。例えば、端部が切断された第1電線および第2電線、あるいは、端部に端子が圧着された第1電線および第2電線を第1保持具および第2保持具に向けて搬送する際に、ピッチ測定センサおよびセンサ取付部材が邪魔になることを防ぐことができる。また、第1電線および第2電線を保持した第1保持具および第2保持具の少なくとも一方が回転してツイスト電線を作製する際に、ピッチ測定センサおよびセンサ取付部材が邪魔になることを防ぐことができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記センサ取付部材を備えた電線ツイスト装置は、センサ取付部材を検出位置SPと退避位置EPとの間で移動させるアクチュエータを備えている。
上記態様によれば、センサ取付部材を検出位置と退避位置との間で容易に移動させることができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、電線ツイスト装置は、センサ取付部材が退避位置にあるか否かを検出する退避検出センサを備えている。
上記態様によれば、目視で観察する場合に比べて、センサ取付部材が退避位置にあることをより確実に検出することができる。センサ取付部材が検出位置にある状態のまま第1電線および第2電線を第1保持具および第2保持具に向けて搬送してしまったり、第1電線および第2電線の少なくとも一方を回転させてしまうことを、より確実に防ぐことができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、電線ツイスト装置は、センサ取付部材が検出位置にあるときにピッチ測定センサを第1検出状態とし、センサ取付部材が退避位置にあるときにピッチ測定センサを前記第1検出状態と異なる第2検出状態にする部材を備えている。
上記態様によれば、ピッチ測定センサが第1検出状態か第2検出状態かに基づいて、センサ取付部材が検出位置にあるか退避位置にあるかを検出することができる。そのため、ピッチ測定センサとは別に退避検出センサを設ける必要がない。よって、電線ツイスト装置の部品点数を削減することができる。
本発明の好ましい他の一態様によれば、電線ツイスト装置は、移動ユニットの移動前または移動後に、ピッチ測定センサからの信号に基づいて、第1保持具および第2保持具にツイスト電線が保持されているか否かを判定する判定装置を備えている。
上記態様によれば、ピッチ測定センサを、第1保持具および第2保持具にツイスト電線が保持されているか否かを検出するセンサとして兼用することができる。よって、電線ツイスト装置の部品点数を削減することができる。
本発明に係る電線ツイスト装置は、上述したピッチ測定装置と、第1電線と第2電線とが撚られるように第1保持具および第2保持具の少なくとも一方を回転させる回転機構とを備えている。
上記電線ツイスト装置によれば、第1保持具および第2保持具が、ツイスト電線を作製する手段(言い換えると、第1電線および第2電線を撚る手段)と、ツイスト電線のピッチ測定時にツイスト電線を保持する手段として兼用される。そのため、電線ツイスト装置の部品点数の削減が可能となる。
以上のように、本発明によれば、高精度のピッチ測定と測定後のツイスト電線の品質維持とを両立することができるピッチ測定装置およびそれを備えた電線ツイスト装置を提供することができる。
一実施形態に係る電線ツイスト装置の斜視図である。 ツイスト電線の一部を上方から見た模式図である。 ツイスト電線を移動ユニットの移動方向に対して傾いて保持したピッチ測定装置を上方から見た模式図である。 保持具を縦にした後のピッチ測定装置を上方から見た模式図である。 移動ユニットの移動方向と垂直な帯状の光を照射する光電センサを備えたピッチ測定装置の斜視図である。 図5のピッチ測定装置を上方から見た模式図である。 移動ユニットおよびピッチ測定センサを複数組設けたピッチ測定装置の斜視図である。 センサ取付部材を有する移動ユニットの斜視図である。 遮蔽板を備えた移動ユニットの斜視図である。
以下、本発明の一実施形態について説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡潔化する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電線ツイスト装置10の斜視図である。以下の説明では、特に断らない限り、図面中に符号F、Rr、L、R、U、Dで示す方向をそれぞれ前方、後方、左方、右方、上方、下方とする。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、電線ツイスト装置10の設置態様を何ら限定するものではない。
図1に示すように、電線ツイスト装置10は、ピッチ測定装置20と、第1回転機構110と、第2回転機構120と、レール130と、搬送ユニット140とを備えている。そして、ピッチ測定装置20は、第1保持具30と、第2保持具40と、移動ユニット50と、ピッチ測定センサ60と、演算装置70とを備えている。電線ツイスト装置10は、図示しないカッターにより両端が切断され、図示しない端子圧着装置により両端に端子Tが圧着された第1電線200および第2電線210を撚ることにより、ツイスト電線220を作製するものである。
第1保持具30は、第1電線200および第2電線210の一端部を保持する第1グリップアーム32と、第1グリップアーム32を開閉させる図示しないグリップアーム用アクチュエータとを備えている。第1グリップアーム32は、例えば、対面した2個のアームを有し、グリップアーム用アクチュエータにより開閉可能に構成されている。第1グリップアーム32の開状態では、両アームの把持面同士は離間し、把持面同士の間に第1電線200および第2電線210の一端部を差し入れることができる。一方、閉状態では、第1電線200および第2電線210は把持面に挟まれることにより、第1グリップアーム32に把持される。グリップアーム用アクチュエータは、例えば、エアシリンダや油圧シリンダである。第2保持具40も第1保持具30と同様の構成を有している。第2保持具40は、第2グリップアーム42およびグリップアーム用アクチュエータを備え、第2グリップアーム42により第1電線200および第2電線210の他端部を把持したり離したりすることができる。
第1保持具30と第2保持具40とは、向かい合わせに配置されている。第2保持具40は、第1保持具30に近づいたり遠ざかることができるように、レール130に係合している。第2保持具40は、レール130に係合したスライダ121を有している。レール130は前後方向に延びている。第2保持具40は、レール130上を移動し、第1保持具30との距離を変えることができるようになっている。第2保持具40は、例えば、モータに駆動されるボールねじ等に係合し、モータの動力によってレール130上をスライドするようになっている。なお、本実施形態においては、第1保持具30および第2保持具40のうち、レール130上をスライドするのは第2保持具40のみである。しかし、第1保持具30および第2保持具40のうち、レール130上をスライドするのは第1保持具30のみであってもよい。第1保持具30および第2保持具40の両方がレール130に係合され、互いにスライドするようになっていてもよい。また、駆動源はモータに限られず、駆動力の伝達手段もボールねじに限られるものではない。例えば、第2保持具40の移動手段は、エアシリンダ等によるものであってもよい。
移動ユニット50は、第1保持具30と第2保持具40の間に配置され、その間を移動可能に構成されている。本実施形態に係る電線ツイスト装置10にあっては、移動ユニット50は、第2保持具40と同様、レール130に係合している。移動ユニット50は、レール130上を移動することができる。移動ユニット50は、第1保持具30に近づく方向(後方)および第2保持具40に近づく方向(前方)に移動することができる。以下、移動ユニット50が移動する方向をXで表す。移動方向Xは、ここでは前後方向である。移動ユニット50には、例えば、モータ52のプーリ51に掛けられたベルト53が接続されている。移動ユニット50は、モータ52の回転によって、レール130に沿ってスライドすることができる。なお、ここでは移動ユニット50は、第2保持具40が係合する同じレール130に係合しているが、移動ユニット50および第2保持具40は異なるレールに係合していてもよい。ただし、移動ユニット50および第2保持具40を同一のレール130に係合させることとすれば、個々にレールを設置する場合に比べて部品点数を削減することができる。
ピッチ測定センサ60は、移動ユニット50に支持されており、移動ユニット50の移動方向Xと垂直な方向Yに関するツイスト電線220の位置を検出する。本実施形態にあっては、Y方向は電線ツイスト装置10の左右方向である。即ち、ピッチ測定センサ60は、X方向に水平移動する移動ユニット50に支持され、Y方向に関するツイスト電線220の位置を検出する。ピッチ測定センサ60は、第1保持具30および第2保持具40の中心軸CLが検出領域内を通るように位置が調整されている。第1保持具30および第2保持具40の中心軸CLとは、第1回転機構110および第2回転機構120によって第1保持具30および第2保持具40が回転されるときの回転軸の方向であり、第1保持具30の中心軸と第2保持具40の中心軸とは一致している。ツイスト電線220はこの中心軸CL上に保持される。ピッチ測定センサ60には、例えば、光電センサ、レーザーセンサなどの光学式センサが使用される。例えば、透過型光電センサ、反射型光電センサ、またはレーザー変位センサを好適に用いることができる。また、近接センサ、画像センサ等を用いてもよい。ツイスト電線220に電流を流し、ツイスト電線220周りの磁気を測定する磁気センサを用いることとしてもよい。
第1電線200および第2電線210を撚るための回転機構は、第1保持具30および第2保持具40の少なくとも一方に接続され、接続された保持具を回転させる。ここでは、回転機構は、第1保持具30に接続された第1回転機構110と、第2保持具40に接続された第2回転機構120とを備える。第1回転機構110は第1保持具30を回転可能に構成され、第2回転機構120は第2保持具40を第1保持具30の回転方向と逆方向に回転可能に構成されている。第1回転機構110および第2回転機構120は、例えばサーボモータを備え、回転位置の検出ができるようになっていることが好ましい。第2保持具40はレール130に沿って移動するため、第2保持具40を回転させる第2回転機構120も、第2保持具40と同じスライダ121に配置され、一緒に動くようになっているとよい。
搬送ユニット140は、例えば、ピッチ測定装置20の左方に配置され、二つの搬送アーム142と、搬送アーム142を移動させる図示しない移動機構とを備えている。搬送アーム142は、第1保持具30のグリップアーム32や第2保持具40のグリップアーム42と同様の機構を持ち、第1電線200および第2電線210を把持することができる。ここでは、搬送アーム142は、第1電線200および第2電線210を左右に並べた状態のまま同時に把持できるようになっている。移動機構は、搬送アーム142を左右方向に移動させることができる。また、移動機構は、二つの搬送アーム142の互いの距離を変えることができる。移動機構は、二つの搬送アーム142を右方に送ることで、第1電線200および第2電線210を第1保持具30および第2保持具40の中心軸CLの位置まで運ぶことができる。また、二つの搬送アーム142間の距離を変えることで、搬送する電線200,210の長さに対応できるようになっている。
演算装置70は、ピッチ測定センサ60によって検出されるツイスト電線220の表面位置に基づいて、ツイスト電線220の撚りのピッチを演算する。演算装置70は、単一の装置(例えば、ピッチ測定装置本体に組み込まれたユニット)に限られない。例えば、ピッチ測定装置本体に接続された外部のコンピュータ等で、機能の一部または全部を担ってもよい。外部コンピュータ等は、データ等を送受信するインターフェイス(I/F)と、中央演算処理装置(CPU)と、CPUが実施する演算プログラムを格納するROMと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAMと、各種データを格納する記憶装置とを備えているとよい。
図2に示すように、ツイスト電線220は山220Aと谷220Bとを有する。山220Aと谷220Bとは交互に出現し、山220Aと谷220Bの2セットがツイスト電線220の撚りの1周期を構成する。ツイスト電線220のピッチPは、例えば、第1電線200における隣り合う山220A同士の距離、または、第2電線210における隣り合う山220A同士の距離で定義することができる。例えば、検出ラインSLに沿って各々の山220Aの位置を検出し、連続して隣り合う2組の山220A同士の距離を合算した距離を、ピッチPとして検出してもよい。なお、検出ラインSLの位置は特に限定されず、例えば、第1電線200における隣り合う谷220B同士の距離、または、第2電線210における隣り合う谷220B同士の距離でピッチPを定義することもできる。ピッチPの検査においては、例えば、測定した各ピッチPが所定の数値範囲内に収まっているかどうかで合否が判定される。あるいは、平均のピッチPが所定の数値範囲内か否かで合否を判定することもできる。
図1に示すように、本実施形態に係るピッチ測定センサ60は、投光器62および受光器64を有する透過型光電センサである。以下の説明では、ピッチ測定センサ60のことを光電センサ60と適宜称する。光電センサ60は、投光器62が照射した光を受光器64が受光するかどうかで遮蔽物の有無を判別する。受光器64はアンプ66に接続されている。アンプ66は、例えば、受光器64が光を受光しなかったときに信号を出力する。この動作は、逆であってもよく、受光器64が光を受光したときに信号が出力されてもよい。
投光器62と受光器64とは、ツイスト電線220を挟んで正対している。例えば、ツイスト電線220の上方に投光器62が設置され、下方に受光器64が設置される。ここでは、光電センサ60の光軸OAの方向は鉛直方向である。ただし、投光器62と受光器64の上下は、勿論、逆でもよい。また、投光器62と受光器64とは、必ずしも光軸OAが鉛直方向となるように配置されていなくてもよい。例えば、投光器62および受光器64は、光軸OAが鉛直方向から傾いた方向となるように配置されていてもよい。光電センサ60は、移動ユニット50によって、X方向、即ちツイスト電線220の長手方向に移動しながら、ツイスト電線220の位置を検出する。光電センサ60は、例えばツイスト電線220のうち、中心から半径方向rに所定距離離れた検出ラインSL(図2参照)上に位置する部分を検出する。もしツイスト電線220が一定のピッチで撚られていれば、光電センサ60のアンプ66は、一定の周期で信号を出力する。この信号は、演算装置70に入力され、演算装置70はツイスト電線220の撚りピッチを演算する。
なお、本実施形態のように光透過型センサを用いる場合には、直接的には、検出ラインSL上において第1電線200および第2電線210のいずれも存在しない領域SA1(図2参照)が検出される。一方、例えばレーザー変位センサのような反射式の変位型センサを用いる場合には、上記中心軸CL上を検出ラインとし、第1電線200および第2電線210の各部位が検出対象とされる。移動ユニット50の移動方向Xに対して垂直な帯状の光を照射する光学式センサを用いる場合には、第1電線200または第2電線210が存在する領域と、第1電線200および第2電線210のいずれも存在しない領域とを合わせた領域SA3が検出対象とされる。
次に、電線ツイスト装置10の動作について説明する。まず、搬送ユニット140の搬送アーム142が、所定の長さに切断されかつ両端に端子Tが圧着された第1電線200および第2電線210を把持しつつ、右方に移動する。そして、搬送アーム142は、それら第1電線200および第2電線210を第1保持具30および第2保持具40に受け渡す。
次に、第1回転機構110が第1保持具30を回転させ、第2回転機構120が第2保持具40を回転させる。なお、前述の通り、第1保持具30の回転方向と第2保持具40の回転方向とは、互いに逆方向である。第1保持具30および第2保持具40の回転に伴い、第1電線200および第2電線210は撚られる。第1電線200および第2電線210は撚られると、見かけ上の長さが短くなる。そこで、撚りの進行に合わせて、第2保持具40は第1保持具30の方に移動する。第2保持具40は予め定めた速度で移動してもよいが、第1電線200および第2電線210の張力が一定となるように移動してもよい。
このようにして、第1電線200および第2電線210が撚られ、ツイスト電線220が作製される。ツイスト電線220が作製されると、第1回転機構110および第2回転機構120は停止し、第1保持具30および第2保持具40の回転は停止する。次に、移動ユニット50が第1保持具30および第2保持具40の一方から他方に向かって移動し、ピッチ測定センサ60がツイスト電線220の位置を測定する。演算装置70は、ピッチ測定センサ60からの信号を受け、ツイスト電線220のピッチを演算する。そして、演算装置70は、ツイスト電線220のピッチが所定の数値範囲内か否かに基づいて、ツイスト電線220の良否を判定する。
以上のように、本実施形態に係るピッチ測定装置20によれば、第1保持具30および第2保持具40が、第1電線200および第2電線210の端部を保持した状態で移動ユニット50がツイスト電線220の長手方向に移動することにより、ツイスト電線220のピッチが測定される。そのため、ピッチを測定した後に、ツイスト電線220の端部を切断したり、端部に端子Tを圧着する処理を行う必要がない。よって、ピッチ測定後にツイスト電線220の品質が悪化するおそれがない。また、ツイスト電線220のピッチは、ピッチ測定センサ60により検出されるツイスト電線220の表面の位置に基づいて演算されるので、高精度のピッチ測定が可能である。したがって、本実施形態に係るピッチ測定装置20によれば、高精度のピッチ測定と測定後のツイスト電線220の品質維持とを両立することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明した。しかし、本発明の実施の形態が前記実施形態に限定されないのは勿論であり、本発明は他に種々の形態にて実施することができる。次に、本発明の他の実施形態について説明する。
第1保持具30および第2保持具40による第1電線200および第2電線210の把持位置には、ばらつきが生じる場合がある。例えば、図3に示すように、第1保持具30が中心軸CLより右側にて第1電線200および第2電線210の一端部を保持し、第2保持具40が中心軸CLより左側にて第1電線200および第2電線210の他端部を保持する場合がある。この場合、第1保持具30および第2保持具40を回転させてツイスト電線220を作製すると、ツイスト電線220は上方から見て中心軸CLから傾くことになる。このようにツイスト電線220が傾いていると、光電センサ60によるピッチ測定に誤差が生じる場合がある。
そこで、第1電線200および第2電線210を受け取るときに横になっていた第1保持具30および第2保持具40(図1および図3参照)を、図4に示すように、ピッチ測定の際に縦にしてもよい。なお、第1保持具30および第2保持具40が縦であるとは、グリップアーム32の把持面35およびグリップアーム42の把持面45が鉛直となる状態を言う。一方、第1保持具30および第2保持具40が横であるとは、それら把持面35,45が水平となる状態を言う。このように、ピッチ測定の際には、第1保持具30および第2保持具40の姿勢を、搬送アーム142から第1電線200および第2電線210を受け取るときの姿勢から90度回転した姿勢に変更してもよい。これにより、図4に示すように、ツイスト電線220は上方から見て中心軸CL上に位置することになる。なお、第1保持具30および第2保持具40の姿勢を変更する際には、ツイスト電線220の撚り状態を変化させないように、第1保持具30および第2保持具40を同一軸上で同一回転させることが好ましい。このように第1保持具30および第2保持具40を縦にすれば、ツイスト電線220は、光電センサ60の光軸OAおよび移動ユニット50の移動方向Xに平行な鉛直面内に保持される。そのため、把持位置のずれに拘わらず、光電センサ60によるピッチ測定を良好に行うことができる。
なお、光電センサ60の光軸OAを含みかつ移動ユニット50の移動方向Xに平行な同一面内にツイスト電線220を配置するに当たり、第1保持具30および第2保持具40を中心軸CL周りに回転させてもよいが、光電センサ60を中心軸CL周りに回転させてもよい。本実施形態では、第1回転機構110が第1保持具30を回転させ、第2回転機構120が第2保持具40を回転させるように構成されている。そのため、ツイスト電線220を上記同一面内に配置するための専用の回転機構は不要である。ただし、第1保持具30および第2保持具40、あるいは光電センサ60に専用の回転機構を設けることは勿論可能である。ツイスト電線220を上記同一面内に配置するために、第1回転機構110および第2回転機構120以外の回転機構を設けてもよい。
光電センサ60は、線状の光を照射するものであってもよいが、帯状の光を照射するものであってもよい。移動ユニット50の移動方向Xに対して垂直な帯状の光を照射する光電センサ60を用いることとすれば、鉛直方向を光軸とする光がY方向に帯状に連なって照射される。図5は、上記帯状の光を照射する光電センサ60を備えたピッチ測定装置20の斜視図である。図5の符号SAは、光電センサ60の検出領域を表している。この検出領域SAは、Y方向に幅を持っている。
図6は、図5のピッチ測定装置20を上方から見た模式図である。図6に示すように、上方から見てツイスト電線220が中心軸CLから傾いていたとしても、光電センサ60の検出領域SAがY方向に幅を持つことで、ツイスト電線220のすべての部位が検出領域SA内に入っている。したがって、第1保持具30および第2保持具40を回転させなくても、また、光電センサ60を回転させなくても、光電センサ60によるピッチ測定を良好に行うことができる。さらに、ここでは第1保持具30および第2保持具40が横になっているため、ツイスト電線220のすべての部位は同一水平面HP内に入っている。そのため、投光器62とツイスト電線220の各部との距離は均一となり、受光器64とツイスト電線220の各部との距離は均一となる。したがって、光電センサ60によるピッチ測定を更に良好に行うことができる。なお、ここでは第1保持具30および第2保持具40が横になっているため、ツイスト電線220のすべての部位が、光電センサ60の光軸に垂直な同一面内に配置される。しかし、そうでない場合には、ピッチ測定装置20は、ツイスト電線220が光電センサ60の光軸に垂直な同一面内に配置されるように、第1保持具30および第2保持具40を回転させ、または、移動ユニット50を回転させる機構を備えていてもよい。
前記実施形態では、第1保持具30と第2保持具40との間には、1つのピッチ測定センサ60が設けられていた。しかし、第1保持具30と第2保持具40との間に、複数のピッチ測定センサ60を設けてもよい。例えば図7に示すように、第1保持具30と第2保持具40との間に、3つのピッチ測定センサ60を設けてもよい。レール130には、ピッチ測定センサ60と同数の移動ユニット50が係合している。各ピッチ測定センサ60は、レール130に係合する移動ユニット50に支持されている。
複数のピッチ測定センサ60が設けられている場合、ツイスト電線220の長手方向に関するピッチ測定センサ60の1個当たりの測定範囲を小さくすることができる。よって、ツイスト電線220のピッチ測定時間を短縮することができる。例えば、3つのピッチ測定センサ60を設けた場合、ピッチ測定時間をおよそ三分の一にすることができる。
前記実施形態では、搬送アーム142は第1保持具30および第2保持具40に対して、第1電線200および第2電線210を側方から受け渡すように構成されている。しかし、電線ツイスト装置10の形態によっては、搬送アーム142が第1保持具30および第2保持具40に対して、第1電線200および第2電線210を上方から下方に向けて受け渡すように構成されている場合がある。その場合、ピッチ測定センサ60が邪魔になることがある。
また、図1に示すように、第1保持具30、第2保持具40、およびピッチ測定センサ60の下方に回収トレイ55を配置する場合がある。このような場合、電線ツイスト装置10はツイスト電線220のピッチを測定した後、第1保持具30および第2保持具40を開放することによってツイスト電線220を自由落下させ、回収トレイ55に回収する。その場合、ピッチ測定センサ60が邪魔になることがある。
そこで、図8に示すように、ピッチ測定センサ60が取り付けられたセンサ取付部材150を、検出位置SPと退避位置EPとの間で移動可能に構成してもよい。センサ取付部材150の構成は何ら限定されないが、ここでは、取付板152と蝶番154とを備えている。取付板152は、鉛直軸を中心として回転可能に構成されている。投光器62および受光器64は取付板152に取り付けられている。取付板152がY方向に沿った位置が検出位置SPであり、X方向に沿った位置が退避位置EPである。取付板152が検出位置SPにあるとき、取付板152は上方から見てツイスト電線220と重なる位置にある。取付板152が検出位置SPにあるときに、ツイスト電線220は投光器62と受光器64との間に位置する。一方、取付板152が退避位置EPにあるとき、取付板152は上方から見てツイスト電線220と重ならない。取付板152が退避位置EPにあるときに、ツイスト電線220は投光器62と受光器64との間に配置されない。
本実施形態によれば、ツイスト電線220のピッチを測定しないときには、センサ取付部材150を退避位置EPに移動させることにより、第1電線200および第2電線210を上方から下方に向かって第1保持具30および第2保持具40に受け渡すとき、または、ツイスト電線220を第1保持具30および第2保持具40から開放して自由落下させるときに、ピッチ測定センサ60およびセンサ取付部材150が邪魔になることを防ぐことができる。また、第1電線200および第2電線210を撚るために第1保持具30および第2保持具40を回転させるときに、第1電線200および第2電線210がピッチ測定センサ60またはセンサ取付部材150に接触することを防止することができる。
センサ取付部材150の移動はユーザが手動で行ってもよいが、センサ取付部材150を検出位置SPと退避位置EPとの間で移動させるアクチュエータ160を設けてもよい。アクチュエータ160は、例えばエアシリンダ、電動モータ等である。例えば、取付板152に接続されたシャフトを有するエアシリンダを用いてもよい。アクチュエータ160を、搬送ユニット140、保持具30,40、回転機構110,120の少なくとも一つと連動するように制御してもよい。
センサ取付部材150が検出位置SPにある状態のまま、第1電線200および第2電線210を第1保持具30および第2保持具40に対し上方から下方に搬送してしまったり、ツイスト電線220を回収トレイ55に向けて落下させてしまうことがないよう、センサ取付部材150が退避位置EPにあるか否かを検出する退避検出センサを設けるようにしてもよい。センサ取付部材150が退避位置EPにあるか否かは、目視で確認することが可能であるが、退避検出センサを用いることにより、センサ取付部材150が退避位置EPにあることをより確実に検出することができる。
また、退避検出センサの信号を利用することにより、各種の制御が可能となる。例えば、退避検出センサの信号を利用することにより、センサ取付部材150が検出位置SPにある状態のまま搬送ユニット140が電線200,210を保持具30,40に向けて搬送すると、搬送ユニット140の動作を強制停止するようにしてもよい。また、退避検出センサの信号を利用し、センサ取付部材150が検出位置SPにある間は、第1保持具30および第2保持具40がツイスト電線220を放せないようにしてもよい。
退避検出センサの構成は何ら限定されない。退避検出センサは、例えば、アクチュエータ160に内蔵された近接スイッチである。例えば、近接スイッチ付きのエアシリンダを用いることにより、エアシリンダのシャフトが収納された位置と、伸ばされた位置とを検出できる。また、図8のように、センサ取付部材150が退避位置EPに折り畳まれたとき、取付板152によって押下される位置に、リミットスイッチ170を配置してもよい。
退避検出センサとして専用のセンサを設けてもよいが、ピッチ測定センサ60を退避検出センサとして兼用してもよい。例えば、図9に示すように、センサ取付部材150が退避位置EPにあるときに投光器62から受光器64に向かう光を遮る遮蔽板180を設け、センサ取付部材150が検出位置SPにある場合と退避位置EPにある場合とで、ピッチ測定センサ60の検出状態を相違させるようにしてもよい。これにより、ピッチ測定センサ60とは別に退避検出センサを設ける必要がない。よって、電線ツイスト装置10の部品点数を削減することができる。
なお、ピッチ測定センサ60を用いて、第1電線200および第2電線210が第1保持具30と第2保持具40との間に配置されているか否かを検出することができる。言い換えると、ピッチ測定センサ60からの信号を用いることにより、第1電線200および第2電線210を撚る前に第1電線200および第2電線210が第1保持具30および第2保持具40に保持されているか否かを検出することができる。また、第1電線200および第2電線210を撚った後に、ツイスト電線220が第1保持具30および第2保持具40に保持されているか否かを検出することができる。このように、ピッチ測定センサ60を、第1保持具30および第2保持具40にツイスト電線220が保持されているか否かを検出するセンサとして兼用することができる。よって、電線ツイスト装置10の部品点数を削減することができる。
電線ツイスト装置10は、移動ユニット50の移動前または移動後に、ピッチ測定センサ60からの信号に基づいて、第1保持具30および第2保持具40にツイスト電線220が保持されているか否かを判定する判定装置190(図1参照)を備えていてもよい。判定装置190は、ピッチ測定センサ60からの信号を受け、ツイスト電線220が保持されているべき位置に実際にツイスト電線220が保持されているかを判定する。例えば、その判定は、光電センサ60の検出領域に遮蔽物があるかないかで判定される。もしも、ツイスト電線220が第1保持具30と第2保持具40との間に存在していなければ、検出領域のどの位置においても投光器62からの光は遮蔽されず、全ての位置で光が受光される。判定装置190によって、ツイスト電線220が保持されていないと判定された場合には、電線ツイスト装置10を停止する処理、警報を発する処理等を行ってもよい。
前記実施形態では、第1保持具30は第1電線200および第2電線210の一端部を一緒に保持し、第2保持具40は第1電線200および第2電線210の他端部を一緒に保持するように構成されていた。搬送ユニット140は、第1電線200および第2電線210の一端部を第1保持具30に同時に受け渡し、第1電線200および第2電線210の他端部を第2保持具40に同時に受け渡すように構成されていた。しかし、第1保持具30は、第1電線200の一端部と第2電線210の一端部とを別々に保持するように構成されていてもよい。第2保持具40は、第1電線200の他端部と第2電線210の他端部とを別々に保持するように構成されていてもよい。搬送ユニット140は、第1電線200および第2電線210を別々に搬送するように構成されていてもよい。例えば、第1保持具30は、第1電線200の一端部を保持する第1保持体と、第2電線210の一端部を保持する第2保持体とを備えていてもよい。第2保持具40は、第1電線200の他端部を保持する第3保持体と、第2電線210の他端部を保持する第4保持体とを備えていてもよい。搬送ユニット140は、第1保持体および第3保持体に第1電線200を受け渡した後、第2保持体および第4保持体に第2電線210を受け渡すように構成されていてもよい。
前述のピッチ測定は、電線ツイスト装置10によって作製される全てのツイスト電線220を対象として行ってもよく、連続的に作製されるツイスト電線220の一部のみを対象として行ってもよい。例えば、電線ツイスト装置10の始動直後における所定本数のツイスト電線220のみを対象としてもよい(初期検査)。あるいは、電線ツイスト装置10の運転中、所定周期ごとに所定本数のツイスト電線220を対象としてもよい(定期検査)。ユーザが指定したときのみ、ピッチ測定を行うようにしてもよい。前述のピッチ測定は、任意のタイミングで実行することができる。
前記実施形態では、ツイスト電線220は2本の電線200,210を撚ることにより作製されていたが、ツイスト電線220に含まれる電線の本数は2本に限られない。3本以上の電線を撚ることにより、ツイスト電線220を作製することとしてもよい。3本以上の電線を含むツイスト電線220に対しても、同様にしてピッチを測定することができる。
前記実施形態では、撚り合わせ前の第1電線200および第2電線210が第1保持具30および第2保持具40に搬送された後、第1保持具30および第2保持具40が回転することにより、ツイスト電線220を作製することとしていた。しかし、第1電線200および第2電線210を撚り合わせることによりツイスト電線220を作製した後、そのツイスト電線220を第1保持具30および第2保持具40に搬送してもよい。この場合、第1保持具30および第2保持具40は必ずしも回転可能である必要はなく、第1回転機構110および第2回転機構120を省略してもよい。
10 電線ツイスト装置
20 ピッチ測定装置
30 第1保持具
40 第2保持具
50 移動ユニット
60 光電センサ
70 演算装置
110 第1回転機構
120 第2回転機構
130 レール
150 センサ取付部材
140 搬送ユニット
160 エアシリンダ
170 リミットスイッチ
180 遮蔽板
190 判定装置
200 第1電線
210 第2電線
220 ツイスト電線

Claims (17)

  1. 第1電線と前記第1電線に撚られた第2電線とを有するツイスト電線の撚りのピッチを測定するピッチ測定装置であって、
    前記第1電線の一端部および前記第2電線の一端部を保持する第1保持具と、
    前記第1電線の他端部および前記第2電線の他端部を保持する第2保持具と、
    前記第1保持具と前記第2保持具との間に配置され、前記第1保持具に近づく方向および前記第2保持具に近づく方向に移動可能な移動ユニットと、
    前記移動ユニットに支持され、前記移動ユニットが移動する方向と垂直な方向に関する前記ツイスト電線の表面の位置を検出するピッチ測定センサと、
    前記ピッチ測定センサによって検出される前記ツイスト電線の前記表面の位置に基づいて、前記ツイスト電線の撚りのピッチを演算する演算装置と、
    を備えた、ツイスト電線のピッチ測定装置。
  2. 前記ピッチ測定センサは、光学式センサからなり、
    前記第1保持具、前記第2保持具、および前記移動ユニットは、前記光学式センサによる検出を行う際に、前記光学式センサの光軸および前記移動ユニットが移動する方向に平行な同一面内に前記ツイスト電線が配置されるように構成されている、請求項1に記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  3. 前記ツイスト電線が前記光学式センサの光軸および前記移動ユニットが移動する方向に平行な同一面内に配置されるように、前記第1保持具および前記第2保持具を回転させ、または、前記移動ユニットを回転させる機構を備えている、請求項2に記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  4. 前記ピッチ測定センサは、前記移動ユニットが移動する方向と垂直な帯状の光を照射する光学式センサからなっている、請求項1に記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  5. 前記ツイスト電線が前記光学式センサの光軸に垂直な同一面内に配置されるように、前記第1保持具および前記第2保持具を回転させ、または、前記移動ユニットを回転させる機構を備えている、請求項4に記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  6. 前記第1保持具と前記第2保持具との間に配置され、前記第1保持具に近づく方向および前記第2保持具に近づく方向に移動可能な1つまたは2つ以上の他の移動ユニットと、
    前記他の移動ユニットに支持され、前記他の移動ユニットが移動する方向と垂直な方向に関する前記ツイスト電線の表面の位置を検出する他のピッチ測定センサと、
    を備えた、請求項1〜5のいずれか一つに記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  7. 前記第1保持具および前記第2保持具の少なくとも一方に対して、前記第1保持具および前記第2保持具が互いに近づく方向および遠ざかる方向にスライド可能に係合したレールを備え、
    前記移動ユニットは、前記レールにスライド可能に係合している、請求項1〜5のいずれか一つに記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  8. 前記移動ユニットは、前記ピッチ測定センサが取り付けられたセンサ取付部材を有し、
    前記センサ取付部材は、前記ピッチ測定センサが前記ツイスト電線の表面の位置を検出する検出位置と、前記検出位置から退避した退避位置との間で移動可能に構成されている、請求項1〜5のいずれか一つに記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  9. 前記センサ取付部材を前記検出位置と前記退避位置との間で移動させるアクチュエータを備えている、請求項8に記載のツイスト電線のピッチ測定装置
  10. 前記センサ取付部材が前記退避位置にあるか否かを検出する退避検出センサを備えている、請求項8または9に記載のツイスト電線のピッチ測定装置
  11. 前記センサ取付部材が前記検出位置にあるときに前記ピッチ測定センサを第1検出状態とし、前記センサ取付部材が前記退避位置にあるときに前記ピッチ測定センサを前記第1検出状態と異なる第2検出状態にする部材を備えている、請求項8または9に記載のツイスト電線のピッチ測定装置
  12. 前記移動ユニットの移動前または移動後に、前記ピッチ測定センサからの信号に基づいて、前記第1保持具および前記第2保持具に前記ツイスト電線が保持されているか否かを判定する判定装置を備えている、請求項1〜5のいずれか一つに記載のツイスト電線のピッチ測定装置。
  13. 請求項1〜12のいずれか一つに記載のツイスト電線のピッチ測定装置と、
    前記第1電線と前記第2電線とが撚られるように前記第1保持具および前記第2保持具の少なくとも一方を回転させる回転機構と、
    を備えた電線ツイスト装置。
  14. 少なくとも、それぞれ第1端部および第2端部を有する第1電線および第2電線を撚り合わせることによってツイスト電線を製作する電線ツイスト装置であって、
    前記第1電線の前記第1端部および前記第2電線の前記第1端部を把持する第1把持装置と、
    前記第1電線の前記第2端部および前記第2電線の前記第2端部を把持する第2把持装置と、
    前記ツイスト電線の撚りのピッチを測定するピッチ測定装置と、を備え、
    前記ピッチ測定装置は、
    前記第1把持装置と前記第2把持装置との間に配置され、前記第1把持装置に近づく方向および前記第2把持装置に近づく方向に移動可能な移動ユニットと、
    前記移動ユニットに支持され、前記ツイスト電線の表面の位置を検出するセンサと、
    前記センサによって検出される前記ツイスト電線の表面の位置に基づいて、前記ツイスト電線の撚りのピッチを演算する演算装置と、
    を備えている、電線ツイスト装置。
  15. 前記センサは光学式センサからなり、
    前記第1把持装置、前記第2把持装置、および前記移動ユニットは、前記光学式センサによる検出を行う際に、前記光学式センサの光軸および前記移動ユニットが移動する方向に平行な同一面内に前記ツイスト電線が配置されるように構成されている、請求項14に記載の電線ツイスト装置。
  16. 前記第1把持装置および前記第2把持装置の少なくとも一方がスライド可能に係合したレールを備え、
    前記移動ユニットは、前記レールにスライド可能に係合している、請求項14または15に記載の電線ツイスト装置。
  17. 前記移動ユニットは、前記センサが取り付けられたセンサ取付部材を有し、
    前記センサ取付部材は、前記センサが前記ツイスト電線の表面の位置を検出する検出位置と、前記検出位置から退避した退避位置との間で移動可能に構成されている、請求項14〜16のいずれか一つに記載の電線ツイスト装置。
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