JP7437138B2 - シールドケーブルを加工するためのシステム、方法、及び、装置 - Google Patents

シールドケーブルを加工するためのシステム、方法、及び、装置 Download PDF

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Description

本開示は、概して、シールドケーブルを加工するためのシステム、方法、及び装置に関する。具体的には、本開示は、シールドケーブルの端部にスリーブを装着するためのシステム、方法、及び装置に関する。
シールドケーブルには、電磁干渉を防ぐために、シールドが組み込まれている。例えば、導体は、金属製の組み紐状シールドで囲まれている。シールドは金属製であるため、接地経路としての役割も果たす。通常、シールドケーブルには、アース線が組み込まれており、アース線は、シールドケーブル中の、ジャケットに被覆されていない部分(unjacketed portion)においてシールドに接触している。一般的に、アース線は、はんだスリーブを用いて、上述のジャケット非被覆部分に取り付けられる。
現在のところ、シールドケーブルを用意して、このケーブルの一端にはんだスリーブを装着するプロセスは、ほとんどの場合、手作業で行われており、手間がかかるプロセスである。ベンチトップ機器に対する手作業の送給は、ケーブルのアラインメントを維持するとともに正しい長さのケーブルを機器に送給する、オペレータのスキルが必要であり、サイクルタイムを増大させるとともに、品質にリスクをもたらす。加工用のベンチトップ機器に手作業でケーブルを送給するオペレータが、ケーブルの挿入時にアラインメント不良を起こすおそれがあり、これは、品質上の問題につながる可能性がある。
以下に詳しく開示する構成要件は、シールドケーブルの加工プロセスのすべてではないにしても少なくとも一部を自動化するための技術に関する。システム全体は、生産ラインの形態を取っている。完全に自動化された手法によれば、当該生産ラインは、ケーブル配送システム、及び、ケーブル配送システムにアクセス可能な複数のワークステーションを含む。各ワークステーションは、其々のケーブル加工モジュール(ハードウェア及びソフトウェアを含む)を備えており、各モジュールは、ケーブルの一端にはんだスリーブが取り付けられたシールドケーブルを生産するように設計された一連の作業のうちの、其々の特定の作業を行う。加工対象の各シールドケーブルは、ベルト又はチェーンの形態をとるコンベヤトラックに沿って搬送されるパレットに其々載置されて、運搬される。ケーブルは、コンベヤトラックに沿って律動的に搬送されて、一連のケーブル加工モジュールに順に挿入される。各ケーブル加工モジュールは、はんだスリーブ装着プロセスの連続的な作業を行うためのケーブル加工機器を含んでいる。自動化を活用することにより、装着されたはんだスリーブを生産するサイクルタイムが短縮され、人件費が削減されるとともに、品質の再現性が保証される。
具体的には、以下に詳しく開示する構成要件は、各ワークステーションにおいて、ケーブルの端部をケーブル加工機器に自動的に送給するための装置に関する。このケーブル加工機器は、完全に自動化された生産ラインにおける別々のワークステーションの複数のモジュールのうちの1つであってもよいし、ベンチトップのケーブル加工機器(例えば、作業台に取り付けられ、人間のオペレータにアクセスできる機器)であってもよい。
いくつかの実施形態によれば、当該装置は、ケーブル加工機器に挿入すべく、ケーブルをセンタリングするじょうご部を通して、ケーブルを押したり引いたりするように設計された一対のケーブル変位ホイール(例えば駆動ホイール及び遊動ホイール)を含む。提示する一実施態様によれば、当該一対のケーブル変位ホイールの各々は、形状適合性材料によって形成された外縁接触面を有しており、これらが互いに接触してニップを形成する。ニップの両側に形状適合性材料が存在することにより、様々な直径及び断面形状のワイヤ又はケーブルを、ケーブル変位ホイールの間に配置することができる。当該装置は、ユニバーサルであること、すなわち、ワイヤ及び/又はケーブルを加工する任意の機器(ベンチトップ機器を含む)で使用可能であることを意図している。また、加工されるケーブルの個々の種類及び関連する要件に応じて、ケーブル加工機器内に送給するケーブルの量(長さ)を、ユーザが定めることができる。
本明細書において、「ケーブルの先端」という用語は、横断面に沿ってケーブルを切断したときに露出する、ケーブルの一部分を意味する。本明細書において、「ケーブルの端部」という用語は、上述の先端を含み、当該先端から延びる所与の長さのケーブルをも含む、ケーブルの一部を意味する。例えば、ケーブルの先端まで延びる所与の長さのケーブルジャケットを取り除くと、シールドが露出したケーブルの端部が形成される。
本明細書において、「スリーブ」という用語は、収縮可能な材料によって形成された管を意味し、例えば、熱可塑性材料(収縮する)及びはんだリング(溶融する)によって形成されたはんだスリーブ、あるいは、熱可塑性材料によって形成され、はんだリングを有しないデッドエンドスリーブである。はんだスリーブの装着は、熱可塑性材料の収縮及びはんだリングの溶融を伴う。デッドエンドスリーブの装着は、熱可塑性材料の収縮を伴う。本明細書において、「はんだスリーブを溶融する」とは、はんだリングの溶融とともに熱可塑性材料を収縮させることを含み、「スリーブを収縮させる」とは、はんだリングの溶融を伴って(例えばはんだスリーブの場合)あるいは伴わずに(例えばデッドエンドスリーブの場合)、熱可塑性材料を収縮させることを含む。
シールドケーブルを加工するためのシステム、方法、及び装置の様々な実施形態を詳しく後述するが、これらの実施形態のうちの1つまたは複数のものは、以下のうちの1つまたは複数の側面によって特徴付けることができる。
以下に詳細に述べる構成要件の一側面は、シールドケーブルの端部を加工するためのシステムであって、ケーブル配送システムと、前記ケーブル配送システムにアクセス可能な複数のケーブル加工モジュールと、を含む。前記複数のケーブル加工モジュールは、シールドケーブルの端部からジャケットの一部分を自動で除去するように構成されたジャケットスラグ引っ張りモジュールと、前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールの下流側に位置するシールドトリミングモジュールと、を含み、当該シールドトリミングモジュールは、前記ジャケットの前記一部分が除去された領域において前記シールドケーブルから露出するシールドの一部分を自動でトリミングするように構成されている。前記複数のケーブル加工モジュールは、前記シールドトリミングモジュールの下流側に位置するスリーブ装着モジュールをさらに含んでもよく、当該スリーブ装着モジュールは、前記シールドのうちトリミングされていない露出部分を含むように、前記シールドケーブルの一部分に対してスリーブを自動で配置及び収縮させるように構成されている。前記複数のケーブル加工モジュールは、前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールの上流側に位置するレーザ刻印モジュールをさらに含んでもよく、当該レーザ刻印モジュールは、前記シールドケーブルの前記ジャケットに自動で刻み目を付けて、前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールによって除去されるジャケット部分を規定するように構成されている。
直前の段落に記載したシステムのいくつかの実施形態によれば、前記システムは、前記ケーブル配送システムによって支持されたパレットと、前記パレットに回転可能に接続された駆動ホイールと、前記駆動ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータと、前記パレットに回転可能に接続されるとともに、前記駆動ホイールとの間にニップを形成する遊動ホイールと、をさらに含む。前記複数のケーブル加工モジュールのうちの少なくとも1つは、コンピュータシステムを含み、当該コンピュータシステムは、以下の操作、すなわち、前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工モジュールに挿入すること、前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記ケーブルの前記端部に対して作業を行うこと、及び、前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工モジュールから離脱させること、を行うように構成されている。本システムは、前記モータの出力シャフトの段階的な角回転に対応するパルスを出力するように構成された回転エンコーダをさらに含んでもよい。前記ケーブル加工モジュールのうちの少なくとも1つは、前記駆動ホイール及び遊動ホイールに対向する位置に取り付けられたじょうご部と、前記じょうご部の前方の走査面内における送信光の妨害が開始したことを示すケーブル先端位置信号を発信するように配置及び構成された光電センサと、をさらに含む。この実施形態において、前記コンピュータシステムは、さらに、前記ケーブル先端位置信号を受けて、前記回転エンコーダによって出力されるパルスをカウントし始めるとともに、特定の目標長さのケーブルが前記ケーブル加工モジュールに挿入されたことを表す特定の値に前記カウントが到達すると、前記モータを停止するように構成されている。
以下に詳細に述べる構成要件のさらなる側面は、ケーブルの端部を加工するためのシステムであって、ケーブル配送システムと、前記ケーブル配送システムにアクセス可能な複数のワークステーションに位置する複数のケーブル加工モジュールと、一対のホイールであって、当該ホイールの間のニップにケーブルがある際に、前記ケーブル加工モジュールのうちの1つにケーブルを押し込むように動作可能なホイールと、前記ホイールを保持する装置と、前記ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータと、を含む。前記複数のケーブル加工モジュールのうちの各ケーブル加工モジュールは、ケーブルの端部に対して作業を行うケーブル加工機器と、コンピュータシステムと、を含み、当該コンピュータシステムは、前記ワークステーションの其々にケーブルが順次到着すると、以下の操作、すなわち、前記ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させ、これにより、前記ホイールを保持するように構成された前記装置に隣接する前記ケーブル加工モジュールにおけるケーブル加工機器に対して前記ケーブルの前記端部を挿入すること、前記ケーブルの前記端部が挿入された前記ケーブル加工機器を作動させて、前記端部に対して作業を行うこと、及び、前記ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させること、を行うように構成されている。
直前の段落に記載したシステムの一実施形態によれば、前記複数のケーブル加工モジュールは、前記ケーブル配送システムに沿って下記の順に配置された複数のケーブル加工モジュール、即ち、ケーブルのジャケットに対してレーザで周方向の刻み目をつける作業を自動で行うように構成された第1ケーブル加工機器と、前記レーザの刻み目を先端とする前記ジャケットスラグの一部分を前記ケーブルの前記端部から自動で引き剥がすように構成されており、これにより前記ケーブルのシールドの一部分を露出させる第2ケーブル加工機器と、前記ケーブルにおける前記シールドの前記露出部分の一部分を自動でトリミングするように構成された第3ケーブル加工機器と、前記シールドの露出部分のうち前記トリミング後に残っている部分を囲むように、前記ケーブルの一部分に対してはんだスリーブを自動で装着するように構成された第4ケーブル加工機器と、を含む。
以下に詳細に述べる構成要件の別の側面は、ケーブルの端部を加工するためのシステムであって、ケーブル配送システムと、前記ケーブル配送システムにアクセス可能なワークステーションに位置するケーブル加工モジュールと、前記ケーブル配送システムによって支持されたパレットと、回転可能に前記パレットに接続された駆動ホイールと、前記駆動ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータと、回転可能に前記パレットに接続されるとともに、前記駆動ホイールとの間にニップを形成する遊動ホイールと、を含むシステムである。前記ケーブル加工モジュールは、ケーブルの端部に対して作業を行うように構成されたケーブル加工機器と、以下の操作、すなわち、前記モータを作動させて、前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させることにより、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器に挿入する操作、前記ケーブル加工機器を作動させて、前記ケーブルの前記端部に対して前記作業を行う操作、及び、前記モータを作動させて、前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させることにより、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から取り除く操作、を行うように構成されたコンピュータシステムと、を含む。
直前の段落に記載したシステムの一実施形態によれば、前記システムは、前記モータの出力シャフトの段階的な角回転に対応するパルスを出力するように構成された回転エンコーダをさらに含み、前記ケーブル加工モジュールは、前記ケーブル加工機器における前記駆動ホイールと遊動ホイールに対向する位置に取り付けられたじょうご部と、前記じょうご部の前方の走査面内における送信光の妨害が開始したことを示すケーブル先端位置信号を発信するように配置及び構成された光電センサとをさらに含み、前記コンピュータシステムは、ケーブル先端位置信号を受けて、前記回転エンコーダによって出力されるパルスをカウントし始めるとともに、特定の目標長さのケーブルが前記ケーブル加工機器に挿入されたことを表す特定の値に前記カウントが到達すると、前記モータを停止するように、さらに構成されている。
以下に詳細に述べる構成要件のさらなる側面は、ケーブルの端部を加工するための方法であって、ニップを形成する駆動ホイール及び遊動ホイールを支持するパレットに、ケーブルのコイルを載置することと、前記パレットを搬送システムに載置することと、前記駆動ホイールと前記遊動ホイールとの間にケーブル端部を配置することと、前記駆動ホイール及び前記遊動ホイールを回転させて、前記駆動ホイール及び前記遊動ホイールの前方にある所定のケーブル先端位置にケーブル先端を移動させることと、ワークステーションにあるケーブル加工モジュールであって、前記ケーブルの前記端部に対して作業を行うように構成されたケーブル加工機器、及び、前記ケーブル加工機器の前方にあるじょうご部を含むケーブル加工モジュールに隣接する位置に前記パレットを搬送することと、前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を、前記じょうご部を介して前記ケーブル加工機器に挿入することと、前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記ケーブルの前記端部に対して作業を行うことと、前記作業の完了後に、前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させることと、を含む。前記ケーブル加工機器により実行される前記作業は、ケーブルの先端を配置する作業、レーザで刻み目を付ける作業、ジャケットスラグを引き剥がす作業、シールドをトリミングする作業、及び、はんだスリーブを装着する作業のうちから選択された1つである。
シールドケーブルを加工するためのシステム、方法、及び、装置の他の側面を、以下に開示する。
先のセクションに記載の特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において個々に達成可能であり、また、他の実施形態との組み合わせも可能である。上述の側面及び他の側面を説明するために、様々な実施形態を、図面を参照しつつ以下に説明する。本セクションで簡単に説明する図面は、いずれも、正確な縮尺率で描かれたものではない。
また、図中のシールドケーブルの描写は、図に見えるケーブルが、長さに沿って直径が一定な円形状を有するものと仮定して簡略化しているが、電線のうねりに沿うジャケットを有するシールドケーブルの中には、長さに沿って形状が変化するものもある。
一実施形態による、複数のケーブル加工モジュールにおいてケーブルの端部に対して各種作業を行うための、自動化されたシステムのコンポーネントを表す図である。 2つの状態、すなわち、駆動ホイールが遊動ホイールから離間している状態(図2A)、及び、駆動ホイールが遊動ホイールと接触している状態(図2B)における、一実施形態によるケーブル運搬用駆動ホイール装備パレットの上面図を表す図である。 ケーブル加工モジュールに隣接する位置にあり、ケーブルの先端がじょうご部の前方に位置している状態の、図2Bに示したパレットの上面図を表す図である。 さらなる実施形態による、ケーブルのコイルを保持するためのリーレットと、ケーブルの端部をケーブル加工機器に送給するための駆動ホイールとを備えるパレットが、ケーブル加工モジュールに隣接する位置にある状態の側面図を表す図である。 図3Aに示した装置の上面図を表す図である。 一実施形態による、ケーブルの端部を運搬及び配置するように構成された装置を表す図である。 一実施形態によるケーブル送給装置を表す図である。 図5に示した装置のコンポーネントの分解図を表す図である。 図5に示した装置の断面を表す図であり、切断線の位置は、図5に線5B-5Bで示している。 図5に示した駆動ホイールサブアセンブリの、其々、上面図及び側面図を表す図である。 図5に示したパレットに取り付けられた駆動ホイールサブアセンブリを三次元的に表す図である。 一実施形態による、駆動ホイールシャフトに機能的に接続することができるモータを含む装置の側面図を表す図である。 別の実施形態による、駆動ホイールシャフトに機能的に接続することができる固定モータを含む装置の側面図を表す図である。 噛み合い前、噛み合い中、及び、噛み合い後の其々における、固定のモータシャフトギアに対する駆動ホイールシャフトギア(いずれも図7に示す)の各位置を表す図である。 さらなる実施形態による、パレット装着駆動ホイールの回転を駆動するパレット装着モータを含む装置の側面図を表す図である。 一実施形態による、ホイールの部分断面図を表す略図である。(図4~図8に示したパレット装着駆動ホイール及び遊動ホイールの各々は、図9に示したタイプのホイールによって構成することができる。) 代替の一実施形態による、噛み合いギアを有する駆動ホイール及び遊動ホイールによって形成されるニップの側面図を表す図である。 一実施形態による、ばね付勢により遊動ホイールを駆動ホイールに接触させる装置の其々の状態を表す図であり、(1)遊動ホイールが駆動ホイールと接触している状態(図11A)、及び、(2)ケーブルを配置できる隙間を隔てて、遊動ホイールが駆動ホイールから離間している状態(図11B)を図示している。 駆動ホイールの近くにケーブルがあることを検出するための近接センサを含む装置の側面図を表す図である。 ケーブル繰り出しリーレットの回転とケーブル変位駆動ホイールの回転とを接続するためのドライブトレインを備えるパレットを含む装置の下側を表す図である。 図13Aに示した装置の上側を表す図である。 図13A及び図13Bに示した装置の一部の断面図を表す図であり、切断面の位置は、図13Aに線13C-13Cで示している。 一実施形態によるケーブル先端配置モジュールのコンポーネントを示すブロック図である。 一実施形態によるケーブル加工ワークステーションのコンポーネントを示すブロック図である。 一実施形態によるケーブルの先端を配置するための方法の工程を示すフローチャートである。 一実施形態によるケーブルの端部を加工するための方法の工程を示すフローチャートである。 シールドケーブルのレーザ刻印部分の断面図を表す図である。 自動化されたジャケットスラグ引っ張り作業において、ケーブルの端部からジャケットの一部を四段階で除去するためのシステムの各図、すなわち、(a)ケーブルの一部が一対のクランプの間に挿入された時点(図18A)、(b)クランプが閉じられて、ケーブルをクランプした時点(図18B)、(c)第2クランプ移動させてジャケットスラグをケーブルの端部から引き剥がした後(図18C)、及び、(d)第1クランプを開いてケーブルを取り除いた後(図18D)、を表す図である。 自動のシールドトリミング作業において、ケーブルの端部からシールドの一部を7段階でトリミングするための装置の各部分断面図を表す図である。 予め取り付けられたアース線を有するはんだスリーブの側面図を表す図である。 ケーブルの露出シールドを含む部分に重なった際の、図20Aに示したはんだスリーブの側面図を表す図である。 ケーブルの露出シールドを含む部分に溶融によって装着された状態の、図20Aに示したはんだスリーブの側面図を表す図である。 自動化されたはんだスリーブ装着作業の一部として、ケーブルの露出シールドを有する部分にはんだスリーブを配置するための装置を表す図である。 自動化されたはんだスリーブ装着作業の一部として、熱風を用いて、ケーブルの露出シールドを含む部分にはんだスリーブを融着するための装置を表す図である。 代替の実施形態による、複数のケーブル加工モジュールにおいて、ケーブルの端部に対して各種作業を行うための、自動システムのコンポーネントを表す図である。 図23に示した自動システムの一部の平面図を表す図であり、連続した時間間隔における、様々なパレット64(其々、パレット#1、パレット#2等と称する)の位置を示している。 ケーブルの種類及び所望されるストリップ長に基づいて、特定の長さのケーブルをケーブル加工機器に送給するケーブル配置機構を構成する方法の工程を示すフローチャートである。 ケーブルの種類及び所望されるストリップ長に基づいて、特定の長さのケーブルをベンチトップのケーブル加工機器に送給するケーブル配置機構を構成する方法の工程を示すフローチャートである。 一実施形態による、ケーブルの端部にはんだスリーブを装着するための一連の作業を行う複数のワークステーションを有するシステムを制御する方法の工程を示すフローチャートである。
以下の記載では、図面を参照する。これらの図面では、異なる図面においても、同様の要素には同じ参照符号を付している。
シールドケーブルを加工するためのシステム、方法、及び、装置の例示的な実施形態を、以下に幾分詳しく説明する。ただし、実際の実施態様のすべての特徴を、本明細書に記載しているわけではない。当業者であればわかるように、このようないずれの実際の実施形態の開発においても、システム関連及びビジネス関連の制約の順守など、開発者固有の目的を達成するために、その実施態様固有の多くの決定を行わなければならず、これは、実施態様によって異なる。さらに、このような開発努力は、一般に複雑で時間を要するものであるが、本開示による教示を受けた当業者にとっては、日常的な作業となるであろう。
例示を目的として、ワークステーションのケーブル加工機器にケーブルの端部を自動的に送給するための装置の様々な実施形態を、以下に説明する。ケーブル加工機器は、完全に自動化された生産ライン内の別々のワークステーションにある複数のモジュールのうちの1つであってもよいし、ベンチトップのケーブル加工機器(例えば、作業台に取り付けられた、人間のオペレータにアクセス可能な機器)であってもよい。
図1は、ケーブル10の端部に対して各種作業を行うための、システム110のコンポーネントを表す図である。システム110は、ケーブル配送システム60を含む。例えば、ケーブル配送システム60は、配置モジュール(図1には図示せず)を有するコンベヤシステムの形態を取ることができる。配置モジュールは、自動化された作業を行うための準備としてパレットを配置するためのコンポーネントである。図1に示した実施形態によれば、ケーブル配送システム60は、無端ベルト又はチェーンの形態のコンベヤトラック62を含む。コンベヤトラック62の全体は、連続的に移動している。代替の実施形態において、ケーブル配送システム60は、無端でなくてもよく、その場合は、リニアコンベヤトラックの終端に到着したパレット64を、他の手段によって、スタート地点に搬送すればよい。代替の実施形態において、ケーブル配送システム60は、ガントリーロボット又はロボットアームであってもよい。
図1に示したシステム110は、コンベヤトラック62に沿って、間隔をあけて隣り合って配置された、複数の自動ワークステーションをさらに含む。各ワークステーションは、一端にはんだスリーブ12が装着されたシールドケーブル10を生産するように設計された一連の作業のうちの、其々の固有の作業を行うハードウェアを備えている。システム110の配置モジュール(図1には図示せず)を用いることにより、パレット64によって運搬されるコイルに対してワークステーションで作業を行わなければならない場合に、当該パレット64をコンベヤトラック62から持ち上げ、その後、作業が完了した後に、当該パレット64をコンベヤトラック62に戻して、パレット64が次のワークステーションに移動できるようにする。
各パレット64は、其々、ケーブル10のコイルを運搬する。パレット64は、コンベヤトラック62に沿って、図1に矢印で示す順方向に間欠的に移動することにより、1つの自動ワークステーションから次の自動ワークステーションに移動し、その後、停止する。(ケーブル配送システム60のこの態様を、以下、律動(pulsing)と称する。)コンベヤトラック62の各ワークステーションの反対側には、其々、バーコードリーダ(図示せず)が取り付けられている。各パレット64の前側には、バーコードが印刷されている。バーコードリーダがパレット64の到着を検出すると、各ワークステーションが有するコントローラ(例えば、コンピュータ数値制御(CNC)コマンドを実行するようにプログラムされたコンピュータ)が、自動化されたケーブル加工作業を開始すべく、そのワークステーションのケーブル加工モジュールを作動させる。
加工対象の各シールドケーブル10は、コンベヤトラック62に沿って搬送される各パレット64に載置されて、運搬される。パレット64は、コンベヤトラック62に沿って律動的に搬送され、各シールドケーブルの端部が、一連のケーブル加工モジュールに、順に挿入される。ここで、各ケーブル加工モジュールは、はんだスリーブ装着プロセスの一連の作業を行うためのケーブル加工機器を含んでいる。図1に示した実施形態によれば、これらのケーブル加工モジュールには、以下のものが含まれる。すなわち、繰り出し(de-reeler)モジュール32、レーザマーカー34、コイラー(coiler)モジュール36、ケーブル先端配置モジュール38、レーザ刻印モジュール40、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42、シールドトリミングモジュール44、シールドトリミング検査モジュール46、2つのはんだスリーブ装着モジュール52及び54(本明細書では、「はんだスリーブ持ち上げ・配置・溶融モジュール」とも称される)、及び、アース線検出モジュール58である。図1に示した提示の実施態様によれば、ケーブル加工が行われない3つの空き位置がある。これらの空き位置を、本明細書では、バッファ48、50、及び、56と称する。これらのバッファの目的については、後述する。
図1に三角形の印で示すように、ワークステーションのうちのいくつかは、各ワークステーションのケーブル加工機器内にケーブル10の挿入端部を中心合わせするためのじょうご部22(図18A~図18Dにより詳細に示す)を含む。ケーブル先端配置モジュール38が配置されているワークステーションなどの他のワークステーションは、じょうご部を有しない。2つのはんだスリーブ装着モジュール52及び54が配置されているワークステーションは、上部開放じょうご部又はスプリットじょうご部170(図21及び図22に、より詳細に示す)を有しており、これらも、ケーブル10の端部をガイドするものであるが、はんだスリーブ溶融作業が完了すると、開放型又はスプリット型じょうご部170からケーブルを垂直方向に持ち上げて取り出す点で、じょうご部22とは構造が異なっている。
図1に示した自動化されたケーブル加工作業の各々を、幾分詳しく説明する。各ケーブル加工モジュールを、1つのケーブルに対して各種のケーブル加工作業が行われる順に説明する。
出発材料は、リールに巻き付けられた、所与の連続長を有する特定の種類の多導体(multi-conductor)シールドケーブルである。繰り出しモジュール32は、この連続長ケーブルを繰り出し、次に、当該ケーブルを所与の長さに切断する。この長さのケーブルを、以下では「ケーブル10」と称する。なお、複数のスプールを有する繰り出し機(multi-spool de-reeler)を用いることにより、加工を行う複数種類のケーブルを1つの機械から選択できるようにしておくことが望ましい。各ケーブル10に対して、レーザマーカー34が、ケーブル10の外側ジャケット2に、関連情報(バンドル番号、ワイヤ番号、ゲージ)をレーザにより印字する。
コイラーモジュール36は、繰り出しモジュール32及びレーザマーカー34から各ケーブル10を受け取って、ケーブル10をコイル状に巻く。これにより、システムを通過する際のケーブルの搬送及び維持が容易な、再現可能なケーブル形状を形成することができる。コイラーモジュール36は、ケーブル10をコイル状に巻くとともに、ステッカーラベルを貼り付ける。このラベルは、ケーブルに関する情報(飛行機エフェクティビティ、バンドル、ダッシュ、ワイヤ識別など)ならびにバーコードを含む。提示する一実施態様によれば、コイル状に巻かれたケーブル10の一端は、コイラーモジュール36の動作により、長さ7インチの「自由な」ケーブル部分を有するように構成されている。
コイル状ケーブル10は、コイラーから外されて、パレット64に載置される。パレット64は、コイラーモジュール36から、ケーブル先端配置モジュール38に搬送される。この作業は、オペレータによって手作業で行ってもよいし、ロボットエンドエフェクタ(又は他の装置)によって行ってもよい。
ケーブル先端配置モジュール38は、ケーブル10がシステム110内を移動する前に、ケーブル10の先端を所定のケーブル先端位置に最初に配置する役割を行う。これは、コンベヤトラック62に沿う最初の「停止位置」であり、ケーブル10が最初にシステムに載置される位置である。この所定のケーブル先端位置は、コンベヤトラックに沿って移動する際に、ケーブル端部が長すぎること(システム内の他の物に衝突すること、潰されたりその他の損傷を受けたりすることなど)を防止するように選択される。ケーブル先端配置モジュール38が、ケーブルの先端10bを所定のケーブル先端位置に配置した後、パレット64は、ケーブル先端配置モジュール38を離れる。
図1に示した実施形態によれば、ケーブル先端配置モジュール38がケーブル先端10bを配置した後、パレット64は、レーザ刻印モジュール40に移動する。レーザ刻印モジュール40が設けられたワークステーションも、レーザ刻印モジュール40のケーブル加工機器内にケーブル10をガイドするためのじょうご部22を含む。レーザ刻印モジュール40は、ジャケット2の環状部分に交差する平面内で周方向に延びる刻み目線3に沿って、ケーブル10のジャケット2に軽く刻み目を付ける。レーザ刻み目線3は、ジャケット2の適当な部分(以下、「ジャケットスラグ2a」と称する)を除去するための準備である。
レーザ刻印モジュール40がケーブル10のジャケット2に刻み目を付けた後、パレット64は、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42に移動する。ジャケットスラグ引っ張りモジュール42が設けられたワークステーションも、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42のケーブル加工機器内にケーブル10をガイドするためのじょうご部22を含む。ジャケットスラグ引っ張りモジュール42は、ジャケットスラグ2aを除去することにより、ケーブル10のジャケット非被覆部分においてシールド4を露出させる。導通シールドセンサ(図1には個別に図示せず)をジャケットスラグ引っ張りモジュール42に一体に設けることにより、ジャケットスラグ2aが除去されたことを、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42からケーブル10を後退させる前に検出してもよい。
いくつかの実施形態によれば、上述のケーブル配置システムを用いることにより、任意の所与の加工モジュール内の複数の位置に、ケーブルの先端を配置することができる。このような特徴によれば、1つのモジュール内で複数段階の加工を行うことが可能となる。例えば、ケーブルの先端を、レーザ刻印モジュール40内の複数の位置に配置することにより、ケーブルの複数の位置にレーザで刻み目を付けることができる。ストリップ長が非常に長い場合(例えば4インチ)、ケーブルに1インチごとに刻み目を付けることもできる。この場合、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42は、(やはり複数段階の挿入によって)1回に1インチずつスラグを引っ張ることになる。従って、ジャケット引っ張りモジュールは、4インチのジャケットではなく1インチのジャケットの引き剥がし摩擦力を克服するだけでよい。
ジャケットスラグ引っ張りモジュール42がケーブル10のジャケットスラグ2aを引き剥がした後、パレット64は、シールドトリミングモジュール44に移動する。シールドトリミングモジュール44が位置するワークステーションも、シールドトリミングモジュール44のケーブル加工機器内にケーブル10をガイドするためのじょうご部22を含む。シールドトリミングモジュール44は、シールド4の露出部分の一部をトリミングにより除去することにより、ケーブル10のワイヤ6及びワイヤ8の各々の一部を露出させる。提示する一実施態様によれば、シールドトリミングモジュール44は、ジャケット2のエッジから約0.25インチ、ケーブル10のシールド4をトリミングする。
シールドトリミングモジュール44がケーブル10のシールド4をトリミングした後、パレット64は、シールドトリミング検査モジュール46に移動する。シールドトリミング検査モジュール46が設けられたワークステーションも、シールドトリミング検査モジュール46のケーブル加工機器内にケーブル10をガイドするためのじょうご部22を含む。シールドトリミング検査モジュール46は、視覚検査システムを用いて、トリミングされたシールドの品質チェックを行う。この品質チェックにより、はんだスリーブ12を装着する前に、シールド4が特定の種類のケーブル10の仕様を満たす状態(例えば、シールドのストランドが長すぎたり短すぎたりしない、損傷を受けていないなど)とすることができる。
シールドトリミング検査モジュール46がケーブル10のトリミング済シールド4を検査した後、パレット64は、2つのはんだスリーブ装着モジュール52、54のうちの1つに移動する。はんだスリーブ装着モジュール52、54が設けられているワークステーションも、はんだスリーブ装着モジュール52、54のケーブル加工機器内にケーブル10をガイドするための開放じょうご部170(図21及び図22を参照して後述する)を含む。はんだスリーブ装着モジュール52及び54は、アース線14を有するはんだスリーブ12を、自動化された持ち上げ・配置・溶融作業によって、ケーブル10に装着するように構成されている。好ましくは、各はんだスリーブ装着モジュールは、センサシステムを含み、これにより、はんだスリーブ付きのケーブルの直径を所定の頻度で測定し、かつ、寸法解析を用いて溶融プロセス中のはんだスリーブの直径の縮小を監視するように構成されている。センサシステムは、はんだスリーブの寸法解析に基づいて、加熱要素を作動させたり停止させたりする。また、これにより、装置内でのケーブルの搬送を制御するようにしてもよい。
はんだスリーブは、その設計及び材料に応じて、燃えずに完全に溶融するまでの速さに限度がある。使用する熱源の種類(熱風、赤外線)は、溶融時間に大して影響を及ぼさない。はんだスリーブの溶融作業に先行するすべてのプロセスは、その完了に要する時間がずっと短いため、溶融速度に限度があることが移動ラインに停滞をもたらし、ライン全体のサイクルタイムの短縮を制限している。
提示する一実施態様によれば、2つのはんだスリーブ装着モジュール52及び54を用いることによって、2本のケーブル10に、同時にはんだスリーブが装着される。
はんだスリーブ装着モジュール52、54のうちの1つによって、はんだスリーブ12がケーブル10に装着された後、パレット64は、アース線検出モジュール58に移動する。アース線検出モジュール58が設けられているワークステーションも、アース線検出モジュール58のケーブル加工機器内にケーブル10をガイドするためのじょうご部22を含む。アース線検出モジュール58は、はんだスリーブ12のアース線14を検出する。これは、物理的センシング又は導通試験によって行うことができ、これらはすべて既存の手法によって行うことができる。
図1に示すように、ケーブル配送システム60は、コンベヤトラック62上を走行する複数のパレット64を含み、各パレット64は、ケーブル10の其々のコイルを運搬する。いくつかの実施形態によれば、パレット64上の装置は、ケーブル加工機器に挿入するためにケーブルを中心合わせするケーブルガイドじょうご部に対してケーブルを押し引きするように設計された、一対のケーブル変位ホイール(例えば、モータ駆動の駆動ホイール、及び、当該モータ駆動の駆動ホイールと接触する位置と接触しない位置との間で移動可能な、ばね付勢の遊動ホイール)を含む。駆動ホイールと遊動ホイールとが互いに離間可能なことにより、様々な直径及び断面形状のワイヤ又はケーブルを、駆動ホイールと遊動ホイールとの間に配置することができる。この装置は、ユニバーサルであること、すなわち、ワイヤ及び/又はケーブルを加工する任意の機器(ベンチトップ機器を含む)に使用可能であることを意図している。加えて、加工対象のケーブル及びこれに関連する要件に応じて、機器に送給するケーブルの量(長さ)を、ユーザが設定することもできるであろう。
次に、一実施形態によるパレット64のいくつかの特徴を、図2A及び図2Bを参照して説明する。図2A及び図2Bに図示されていないパレット64の他の特徴については、他の図面を参照して後述する。図2A及び図2Bに示すように、各パレット64は、回転可能にパレット64に接続された駆動ホイール16及び遊動ホイール18を有する。駆動ホイール16及び遊動ホイール18には、好ましくは、様々な断面形状(例えば、単一導線ケーブルやツイストペアケーブルなど)に沿うことができる形状適合性材料が取り付けられている。ホイールによってケーブル10がどこまで移動したかをより正確に把握するため、ホイールのうちの一方又は両方にエンコーダを取り付けてもよい。エンコーダは、回転数を駆動ローラ16の円周で乗じることによって、駆動ローラの「走行距離」を把握する。
パレット64は、ケーブル端部10aを駆動ホイール16及び遊動ホイール18に向かってガイドする形状とされた、湾曲壁の形態の柵部材66も含む。駆動ホイール16と遊動ホイール18とが協働してケーブル端部10a移動させ、隣接するケーブル加工モジュール30に対して出し入れする。図2A及び図2Bは、パレット64の2つの状態、すなわち、駆動ホイール16が遊動ホイール18から離間している状態(図2A)、及び、駆動ホイール16が遊動ホイール18と接触している状態(図2B)を示している。
図2Aに示すように、ケーブル10の自由端部10aは、ケーブル先端10bがニップ(nip)の前方に位置するように、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間に配置されており、ケーブル10は、所定の位置に設けられた垂直走査平面11(図2A及び図2Bに破線で示す)と交差している。上記所定の位置は、所定のケーブル先端位置から所定の距離だけ離れている。図2Aは、垂直走査平面11を超えた位置にあるケーブル先端10bを示しているが、ケーブル先端10bの開始位置は、垂直走査平面11を超えた位置であってもよいし、その手前の位置であってもよい。
次に、遊動ホイール18を駆動ホイール16から離間保持している力を遮断すると、遊動ホイール18が、ばね(図2A及び図2Bには図示せず)によって付勢されて駆動ホイール16と接触し、これによって、ケーブル10を挟み付けるニップが形成される。以下に詳述するように、駆動ホイール16及び遊動ホイール18は、ホイールの回転方向に応じてニップを通してケーブル10を押し出すかあるいは引き寄せることが可能な摩擦力が生成されるように、構成されている。垂直走査平面11を超えた位置にケーブル先端10bがあることを検出すると、駆動ホイール16及び遊動ホイール18をケーブル引っ張り方向に回転させることにより、ケーブル端部10aを後退させて、ケーブル先端10bを垂直走査平面11に向かって移動させる。反対に、垂直走査平面11(以降、「走査平面11」と称する)より手前の位置にケーブル先端10bがある場合は、駆動ホイール16及び遊動ホイール18をケーブル押出し方向に回転させることにより、ケーブル端部10aを延出させて、ケーブル先端10bを走査平面11に向かって移動させる。図2A及び図2Bの以下の説明は、ケーブル先端10bが走査平面11を超える(手前ではない)位置に、最初に配置されている場合について述べる。
ケーブル先端10bの動きに対する監視は、走査平面11にケーブル先端10bが到着したことを検知することによって開始される。この検知は、パレット64に取り付けられた、光ゲートとして機能するように構成された光電センサ(図2A及び図2Bには図示しないが、図3A及び図3Bの光電センサ28を参照)によって、実現される。いくつかの実施形態によれば、光電センサ28は、光ゲートとして作用するように構成されており、走査平面11内で光ゲートの一方側から他方側に伝播する光ビームを遮断するケーブル10の部分が存在しなくなった際に、これを検知する構成である。図2Bは、ケーブル端部10aが後退したことによって、ケーブル先端10bの位置が走査平面と揃った状態を示している。走査平面11内で光が妨害される(例えば遮断される)状態と、光が妨害されない状態との変化を、光電センサ28が検出すると、当該光電センサ28は、走査平面における送信光の妨害状態と無妨害状態との変化を示すケーブル先端位置信号を発信する。ケーブル先端位置信号が発信されると、ケーブル先端配置モジュールのコンピュータが、モータ(図2A及び図2Bには図示しないが、図3A及び図3Bのモータ72を参照)を作動させて、回転終了時にケーブル10が所定のケーブル先端位置を超えて延出していない状態となる量及び方向で、駆動ホイール16を回転させる。この所定のケーブル先端位置は、走査平面11から、所与の距離、離間している。所定のケーブル先端位置は、静止物体による損傷を回避できるだけの十分な間隔をあけて、ケーブル先端10bがコンベヤトラック62に沿って走行できるように、選択することができる。
ケーブル先端配置モジュール38は、コンピュータシステムを含む(図2Cには図示しないが、図14Aのコンピュータ162a及びモータコントローラ164aを参照)。光電センサ28からのケーブル先端位置信号は、コンピュータ162aによって受信される。コンピュータ162aは、ケーブル先端位置信号の発信後、駆動ホイール16が所定角度回転したのちに、駆動ホイール16の回転を駆動するモータ72を停止する(これにより、ケーブル引っ張り方向における駆動ホイール16の駆動回転を止める)。すなわち、所定の遅延時間が存在し、この間、駆動ホイール16及び遊動ホイールがケーブル端部10aを移動させ続ける。これにより、ケーブル先端10bは、図2Bに示した時点の位置(この例では、走査平面11の位置に一致している)から、走査平面11から短い距離(例えば0.5インチ)離間した所定のケーブル先端位置に移動させられる。より具体的には、コンピュータ162aは、ケーブル先端位置信号が発信されると、(例えば、駆動ホイールシャフト88又はモータ出力シャフトに取り付けられている)回転エンコーダによって出力されるパルス数のカウントを開始し、走査平面11から所定のケーブル先端位置までの離間距離に相当する特定の値にカウントが到達した時点でモータ72を停止する。
代替の実施形態として、センサ28がケーブル先端位置信号を発信したその瞬間にケーブル10の移動を停止可能な場合には、所定のケーブル先端位置と走査平面の位置とは、全く同じとなる。
上述したケーブル先端配置プロセスによれば、ケーブル先端10bを、繰り返し同じ位置に位置させることができ、コンベヤトラック62に沿って移動する前に、ケーブル先端が所定のケーブル先端位置を超えて延出することはない。この状態で、コンベヤトラック62が前方に律動し、パレットを次のワークステーションに移動させる。
図2Cは、ケーブル加工モジュール30に隣接する位置にあるパレット64の上面図を表す図である。当該装置は、駆動ホイール16及び遊動ホイール18を含み、これらのホイールは、ケーブル端部10aを捕捉可能なじょうご部22とこれらのホイールとの間で、ケーブル10を前後に駆動するように構成されたものである。これらのホイールがケーブル10の動きを制御する間、じょうご部22は、ケーブル加工機器に挿入するためにケーブル10を中心合わせする役割を行う。この機能は、ケーブル10がシステム内で搬送される際に、加工用の様々なモジュールにケーブル10を挿入及び配置するために用いられる。
より具体的には、ケーブル端部10aがケーブル加工モジュール30のケーブル加工機器24内に送給される際には、ケーブル先端10bは、ケーブル端部10aを中心合わせするように構成されたじょうご部22の前に配置される。各ケーブル加工モジュール30は、じょうご部22(または図21に示した上部開放じょうご部170)と、走査平面11(図2Cに破線で示す)にケーブル先端10bが存在することを検出するための光電センサ(図2Cには図示しないが図14Aの光電センサ28を参照)とを備えている。じょうご部22の内面が、滑らかであり、ケーブル10の摩耗、裂け、又はその他の損傷の原因となる粗いエッジ部あるいは鋭いエッジ部が無いことが、重要である。摩擦係数の低い熱可塑性材料によってじょうご部22を形成することにより、駆動ホイール16及び遊動ホイール18によって(滑りを防止しつつ)ケーブル10を移動させる際に、じょうご部22によってケーブル速度が低下することを防止することが好ましい。じょうご部22は、様々な方法で構成することができる。じょうご部22の出口側(小径側)に一般的な穴を設けることに代えて、じょうご部22は、じょうご部22内の中心にX字形の切り込みがある可撓性材料片を有していてもよい。このような構成は、ケーブル10が前方に押し出される場合も引き戻される場合も、ケーブルを繰り返し中心位置に位置させることに役立つ。また、これによれば、ケーブルガイドじょうご部は、様々な直径及び断面形状のケーブルを、正確に中心合わせすることができる。他のケーブルガイドじょうご部は、割れ形状及び/又は上部開放部(図21及び図22を参照して後述する)を有していてもよい。
いくつかの実施形態によれば、各ワークステーションは、固定モータ(図2Cには図示しないが、図3A及び図3Bのモータ72を参照)を含む。提示する一実施態様によれば、モータ72は、電気ステッパモータである。モータシャフト速度によって、駆動ホイールの回転速度(ケーブル10の端部の移動速度)、ならびに、ホイールの回転方向が制御される。モータ72は、時計回り又は反時計回りに回転するように構成されている。
パレット64がケーブル加工モジュール30に到着したことをパレット検出器(図2Cには図示しないが図14Bのパレット検出器160を参照)が検出すると、モータ72が、駆動ホイール16を駆動しうるように機能的に接続される。次に、モータ72が作動して、駆動ホイール16をケーブル押出し方向に回転させる。モータ72のシャフトは、任意の構成として、駆動ホイール16の角回転を判定するための回転エンコーダ73(図14B参照)を備える。駆動ホイール16がケーブル押出し方向に回転している間、回転エンコーダ73は、モータシャフトの回転を追跡することにより、走査平面11を超えて押し出されたケーブル10の長さを表すデジタル位置情報を生成する。
パレット64がケーブル加工モジュール30で停止すると、駆動ホイール16及び遊動ホイール18が駆動されて、ケーブル押出し方向に回転し、これにより、ケーブル先端10bが、光電センサ28を通過して、じょうご部22からケーブル加工機器24内に入る。光電センサ28がトリガーされると、回転エンコーダ73が、ケーブル先端10bの位置を記録し始める。これによれば、ケーブル10の挿入長さをリアルタイムで追跡するとともに、その後、正しい長さのケーブル10がケーブル加工機器24に送給されると、モータ72を停止させることができる。駆動ホイール16及び遊動ホイール18は、特定の長さのケーブル10がじょうご部22を通ってケーブル加工機器24内に挿入されるまで、ケーブル押出し方向に回転し続ける。場合によっては、ケーブル10は、特定の長さ分が挿入されるまで、段階的に挿入される。
図3Aは、さらなる実施形態による、ケーブル加工モジュール30に隣接する位置にあるパレット64の側面図を表す図であり、当該パレット64は、ケーブル10のコイルを保持するためのリーレット(reelette)26、及び、ケーブル10の端部をケーブル加工モジュール30に送給するための駆動ホイール16(図3Aでは見えない)を備えている。図3Bは、ケーブル加工モジュール30に隣接する位置にある当該パレット64の上面図を表している。
図3Aに示すように、ケーブル加工モジュール30は、固定プレート68に取り付けられている。支柱70が、ケーブル加工モジュール30の前方の位置において、固定プレート68に取り付けられている。支柱70の基部70aには、モータ72が取り付けられている。モータ72は、駆動ホイール16(図3Aでは遊動ホイール18の背後にあり見えない)の回転を駆動する出力シャフト74を有する。また、支柱70の直立部70bには、光電センサ28が取り付けられている。光電センサ28は、ケーブル押出し中にケーブル先端10bが走査平面11(図3A及び図3Bに破線で示す)を通過する際に、当該ケーブル先端を検出することができる高さに配置されている。
図3Aに示した実施形態によれば、ケーブル10の各コイルは、其々、リーレット26上に個別に巻かれており、リーレット26は、パレット64によって支持されるとともに、回転可能にパレットに接続されている。図3Aでは、リーレット26が見えるように、柵部材66(図2A~図2C参照)を図示していない。リーレット26は、その外縁に開口(図3Aには図示せず)を有しており、当該開口を通ってケーブル10の一部(ケーブル端部10aを含む)が通過する。図3Aは、ケーブル端部10aが、回転する駆動ホイール16と遊動ホイール18(駆動ホイール16は遊動ホイール18の真後ろに位置しており、図3Aでは見えない)との間に配置されており、ケーブル先端10bが、ケーブル加工モジュール30に向かう方向(図3Aに矢印で示す)に移動している状態を示している。
図3Bは、ケーブル先端10bが、光電センサ28の走査平面11に位置している際の、パレット64の上面図を示している。遊動ホイール18に重ねて示した両頭直線矢印は、遊動ホイール18が、駆動ホイール16に対して離間及び近接するように横方向に移動可能であることを示している。一方、駆動ホイール16及び遊動ホイール18に重ねて示した曲線矢印は、駆動ホイール16及び遊動ホイール18が、ケーブル押出し方向に回転していることを示すためのものである。図3Bに示した瞬間は、ケーブル先端10bは、走査平面11に位置しており、ケーブル加工モジュール30に向かって移動している。
ケーブル加工モジュール30は、コンピュータ(図3A及び図3Bには図示しないが、図14Bのコンピュータ162bを参照)を含む。各ケーブル加工モジュール30のコンピュータ162bは、以下の操作、すなわち、モータ72を作動させて、駆動ホイール16をケーブル押出し方向に回転させることにより、特定長さのケーブル10をケーブル加工機器24に挿入させる操作、ケーブル加工機器24を作動させることにより、挿入されたケーブル端部10aに対して作業を行わせる操作、及び、モータ72を作動させて、駆動ホイール16をケーブル引っ張り方向に回転させることにより、当該特定長さのケーブル10をケーブル加工機器24から取り除かせる操作、を行うように構成されている。
図14Bに示すように、各ワークステーションは、モータ72の出力シャフトの段階的な角回転を表すパルスを出力するように構成された回転エンコーダ73をさらに含む。光電センサ28は、走査平面11における送信光の妨害が開始したことを示すケーブル先端位置信号を発信するように、配置及び構成されている。すなわち、走査平面11において光が遮断されていない状態から光が遮断されている状態に変化したことを、光電センサ28が検出すると、ケーブル先端位置信号が発信される。コンピュータ162bは、さらに、ケーブル先端位置信号を受けて、回転エンコーダ73によって出力されるパルス数をカウントし始めるとともに、特定の目標長さのケーブル10がケーブル加工機器24内に挿入されたことを表す特定の値にカウントが到達すると、モータ72を停止するように、構成されている。
各ケーブル加工モジュール30における、ケーブル先端10bの位置を検出する光電センサ28は、ケーブル先端配置モジュール38に組み込まれた光電センサ28と同じ種類のものであってもよい。例えば、様々な種類のデジタルレーザセンサが好適である。近接センサや視覚センサなど、多くの適応可能な選択肢が、市場に存在している。
いくつかの実施形態によれば、ケーブル先端位置の検出に用いられる光電センサ28は、ケーブル10の直径を測定することもできる種類のものであり、これによれば、典型的なケーブル直径よりも大きい指やその他の物体による誤検出が起こらないようにすることができる。直径の測定を利用することにより、ケーブル10が、ケーブル加工モジュール30のコンピュータ162bが予測していた種類のものであることを確認することもできる。
提示する一実施態様によれば、光電センサ28は、「位置認識」タイプのレーザセンサである。このタイプのレーザセンサでは、走査光ビーム送信機28aから走査光ビームが出射され、この走査光ビームが走査平面11内を走査し、光検出センサ28bによって受信される。一実施形態によれば、光検出センサ28bは、光検出素子の線状アレイ(例えば電荷結合素子のピクセルの列)を含む。走査レーザビームが妨害されているエリアは、光検出センサ28bで明確に特定される。このタイプのレーザセンサは、インライン(in-line)ケーブル先端位置検出、又は、ケーブルの外径測定に用いることができる。
ケーブル加工モジュール30のコンピュータ162bは、さらに、以下の操作、すなわち、走査光ビーム送信機28aから光検出センサ28bが受け取る光の妨害の長さを算出する操作、算出した妨害長さを、加工対象の種類のケーブル10の直径を表す参照データと比較する操作、及び、算出した妨害長さと参照データとの差異が特定の閾値を超えた場合に警告信号を出す操作、を行うように構成されている。
図4は、駆動ホイール16と、駆動ホイール16に対して固定された遊動ホイール18とを備えるパレット64を含む、ケーブル送給装置を表す図である。リーレット26は、リーレットシャフト78に接続された際に回転可能な中央ハブ76を有する。リーレット26が回転すると、ケーブル端部10bが、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間のニップに向かって移動する。柵部材66は、合流ガイド壁66a及び66bを含み、これらは、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間のニップに向かって、ケーブル端部10aを横方向にガイドする。さらに、傾斜状の方向修正プレート80が、合流ガイド壁66aと合流ガイド壁66bとの間の空間に延びており、ケーブル端部10aを、ニップに向かうように垂直方向下方に方向修正する。
図5は、一実施形態による、ケーブル送給装置のいくつかのコンポーネントを表す図である。当該装置は、ケーブル配置機構19を備えるパレット64を含む。図5Aは、図5に示した装置のコンポーネントの分解図を表す図である。図5Bは、当該装置の断面図であり、切断線の位置は、図5に線5B-5Bで示している。図5C及び図5Dは、ケーブル配置機構19の上面図及び側面図である。図5Eは、ケーブル配置機構19の三次元的に表す図である。
図5Aに示すように、パレット64は、開口21aを有しており、装置を図5に示すように組み立てる際には、この開口にリーレットシャフト(図5Aには図示しないが、図13Cのリーレットシャフト78を参照)を挿通する。パレットは、装置を組み立てる際に駆動ホイールシャフト88を挿通する開口21b、及び、遊動ホイールシャフト90を挿通するスロット20も有する。駆動ホイールシャフト88及び遊動ホイールシャフト90は、ケーブル配置機構19のコンポーネントである。ケーブル配置機構19は、パレット64に固定された駆動ホイールサブアセンブリ19a、及び、横方向に並進移動可能な遊動ホイールサブアセンブリ19bを含む。駆動ホイールサブアセンブリ19aは、駆動ホイール16が固定される駆動ホイールシャフト88、駆動ホイールシャフト上方ハウジング124a、及び、駆動ホイールシャフト下方ハウジング124bを含む。駆動ホイールシャフト88の上端及び下端は、いくつかのベアリング123(図5Bに示す)によって、其々、駆動ホイールシャフト上方ハウジング124a及び駆動ホイールシャフト下方ハウジング124bに回転可能に接続されている。同様に、遊動ホイールサブアセンブリ19bは、遊動ホイール18が固定される遊動ホイールシャフト90、遊動ホイールシャフト上方ハウジング126a、及び、遊動ホイールシャフト下方ハウジング126bを含む。遊動ホイールシャフト90の上端及び下端は、他のベアリング123によって、其々、遊動ホイールシャフト上方ハウジング126a及び遊動ホイールシャフト下方ハウジング126bに回転可能に接続されている。
遊動ホイールシャフト上方ハウジング126a及び遊動ホイールシャフト下方ハウジング126bは、駆動ホイールシャフト上方ハウジング124a及び駆動ホイールシャフト下方ハウジング124bの各々から片持ち梁状に延びる一組の互いに平行な4個のアラインメントだぼ125に、其々、摺動可能に取り付けられている。この構成によれば、遊動ホイールサブアセンブリ19bは、駆動ホイールサブアセンブリ19aに対して近接又は離間するように、アラインメントだぼ125上で摺動することができる。遊動ホイールサブアセンブリ19bが一方向に並進移動する際、遊動ホイールシャフト90は、スロット20内でこれと同じ方向に並進移動する。遊動ホイールサブアセンブリ19bがアラインメントだぼ125から落下することを防ぐための適当な手段(図示せず)を、アラインメントだぼ125に設けてもよい。あるいは、遊動ホイールシャフト90のさらなる移動を阻止するように、スロット20の一端を配置してもよい。
図5に最もよく表れているように、遊動ホイールシャフト上方ハウジング126aには、ハンドル128が取り付けられており、人間のオペレータが、遊動ホイール18を手動で(駆動ホイール16から離間するように)移動させることができるようになっている。次に、例えば、互いに離間した駆動ホイール16と遊動ホイール18との間隙にケーブル10を配置した後、遊動ホイール18を離して、一組のばね132によって駆動ホイール16に向かって付勢させる。図5C及び図5Eに示すように、遊動ホイールシャフト上方ハウジング126aは、第1対のばね132によって、駆動ホイールシャフト上方ハウジング124aに向かって付勢される。これと同時に、遊動ホイールシャフト下方ハウジング126bは、第2対のばね125(図5Eでは当該第2対のばねのうちの一方だけが見える)によって、駆動ホイールシャフト下方ハウジング124bに向かって付勢される。一実施形態によれば、遊動ホイールサブアセンブリ19bは、遊動ホイール18が駆動ホイール16に接触するまで、駆動ホイールサブアセンブリ19aに向かって移動させられる。この接触状態において、駆動ホイールを、図2A及び図2Bを参照して前述したように動作させることができる。
図5Dに示すように、遊動ホイールシャフト上方ハウジング126a及び遊動ホイールシャフト下方ハウジング126bは、各々が、一対の孔127を有している。各孔は、対応するばね132の一端が挿入されるように構成されている。また、駆動ホイールシャフト上方ハウジング124a及び駆動ホイールシャフト下方ハウジング124bは、各々が、対応するばね132の他端が挿入されるように構成された一対の孔(図5Dでは見えない)を有している。
いくつかの実施形態によれば、各ワークステーションには、其々、モータ72が設置されている。ケーブル10のコイルを運搬するパレット64が各ワークステーションに到着すると、固定モータ72が、パレット64上の駆動ホイール16に機能的に接続される。この接続は、様々な方法のうちの任意のものによって、実現することができる。
例示的な一実施形態によれば、モータ72は、当該モータ72が駆動ホイール16に機能的に接続されない位置から当該モータ72が駆動ホイール16に機能的に接続される位置に、上昇させられる。モータ72のこのような移動は、空気圧アクチュエータ又は電動アクチュエータ(例えばサーボモータ及び親ねじ(lead screw)を含む)などのリニアアクチュエータによって、あるいは、当該上昇動作を実現する他の手法によって行われる。以下の記載において、コンポーネントの並進移動にリニアアクチュエータを用いる場合は、空気圧アクチュエータ又は電動アクチュエータのいずれを用いることも可能であると認識されたい。
図6は、一実施形態による、駆動ホイールシャフト88に機能的に接続することができるモータ72を含む装置の側面図を表す図である。モータ72は、出力シャフト74を有しており、当該出力シャフト74の遠位端には連結機構118が取り付けられている。同様に、駆動ホイールシャフト88の下端には、連結機構120が取り付けられている。モータ72は、リニアアクチュエータ114のピストンロッド116の端部に取り付けられている。リニアアクチュエータ114を作動させると、ピストンロッド116が伸張する。ピストンロッド116が伸張することにより、連結機構118が連結機構120と連結しない位置(図6に示す)から、連結機構118が連結機構120と連結する位置(図6に図示せず)に、モータ72が移動する。連結機構118及び連結機構120の各々は、ピストンロッド116が完全に伸張した際に噛み合う歯を備えるリングギアである。連結機構118と連結機構120とが連結されると、モータ72が作動して、ケーブル押出し方向又はケーブル引っ張り方向のいずれかに、駆動ホイール16を回転させる。
図6に示した実施形態は、枢動ピン(図6には図示しないが、図11A及び図11Bに示した枢動ピン130を参照)によって、回転可能にパレット64に接続された遊動ホイール変位レバー122をさらに含む。遊動ホイール変位レバー122を、枢動ピン130を中心として手動で回転させることにより、ホイール間にケーブル10を配置できるように、遊動ホイール18を駆動ホイール16から離間させることができる。このような離間動作については、前述しており、図2A及び図5Eに示している。遊動ホイール変位レバー122の動作については、図11A及び図11Bを参照して、後に詳述する。
代替の実施形態によれば、ワークステーションに設置されたモータ72は、固定されており、パレット64がケーブル加工モジュールの前方の位置に移動すると、駆動ホイール16に機能的に接続される。図7は、駆動ホイールシャフト88に機能的に接続することができる固定モータ72を含む装置の側面図を表す図である。この場合、モータ72の出力シャフト74の遠位端に、モータシャフトギア86が取り付けられている。同様に、駆動ホイールシャフト88の下端には、駆動ホイールシャフトギア82が取り付けられている。モータシャフトギア86と駆動ホイールシャフトギア82とは、同じ高さにある。パレット64が、ワークステーションの前の目標位置に到着すると、駆動ホイールシャフトギア82は、モータシャフトギア86と係合しない位置(図7に示す)から、当該駆動ホイールシャフトギア82がモータシャフトギア86と完全に係合する位置(図7には示さず)に、移動する。モータシャフトギア86の歯と、駆動ホイールシャフトギア82の歯とが噛み合うと、モータ72が作動して、ケーブル押出し方向又はケーブル引っ張り方向のいずれかに、駆動ホイール16を回転させる。パレット64がコンベヤトラック62に沿って移動する準備が整うと、モータ出力シャフト74は回転を停止し、その後、パレット64が移動を開始する。パレット64が、次のワークステーションに向かって移動し始めると、駆動ホイールシャフトギア82は、モータシャフトギア86に対し転動しつつ当該ギアを越えて、非係合状態となる。
図7Aは、噛み合い中、噛み合い前、及び、噛み合い後の其々における、固定のモータシャフトギア86に対する駆動ホイールシャフトギア82の位置を表す図である。図7Aにおいて、駆動ホイールシャフトギア82は、3つの異なる位置に示されている。ケーブル配送システム60が律動する際の、図7Aの最も左の位置(モータシャフトギア86と係合しない位置)から中央位置(モータシャフトギア86と係合する位置)への駆動ホイールシャフトギア82の移動は、最も左の矢印で示している。ケーブル配送システム60が再び律動する際の、図7Aの中央位置(モータシャフトギア86と係合する位置)から最も右の位置(モータシャフトギア86と係合しない位置)への駆動ホイールシャフトギア82の移動は、最も右の矢印で示している。パレット64が、次のワークステーションに向かって移動する際は、並進移動する駆動ホイールシャフトギア82は、モータシャフトギア86に対して転動する。駆動ホイール16と、遊動ホイール18と、ケーブル10のニップ内にある部分との間には、モータシャフトギア86と非係合状態になった後に駆動ホイールシャフトギア82が自由に回転することを防止する十分な摩擦があるべきである。
あるいは、固定モータを設けることに代えて、モータ72をパレット64に搭載することもできるであろう。モータ72は電動であるため、この場合は、各ワークステーションにモータ72用の電源があること、ならびに、当該電源を電気モータに電気的に接続する手段が必要である。図8は、駆動ホイール16に機能的に接続されたモータ72を含み、モータ72と駆動ホイール16との両方がパレット64に接続されている装置の側面図を表す図である。図8は、ケーブル加工モジュール30及び電源100を含むワークステーションの前に位置するパレットを示している。ワークステーションは、リニアアクチュエータ98、及び、リニアアクチュエータ98のピストンロッド99の遠位端に取り付けられた電気コンセント96をさらに含む。電気コンセント96は、電気ケーブル102によって電源100のリードに電気的に接続されているが、電気コンセント96は、図8に両頭矢印で示す方向に前後に並進移動可能である。
図8に示した装置は、電気ケーブル92によってモータの電気リードに電気的に接続された電気プラグ94をさらに含む。電気プラグ94をモータ72に対する固定位置に構造的に支持するための手段は、図8には示していない。例えば、モータ72のハウジングに取り付けられた剛性のプレートに、電気プラグ94を設置してもよい。電気プラグ94及び電気コンセント96は、互いに嵌合するように構成されている。
パレット64がケーブル加工モジュール30の前方の目標位置に到着すると、リニアアクチュエータ98が、ケーブル加工モジュール30のコンピュータ162(図14B参照)によって作動させられて、ピストンロッド99を伸張させ、これにより、電気コンセント96を移動させて電気プラグと係合させ、モータ72に電力を供給するための電気的接続を確立する。代替の実施形態において、電気プラグ94をピストンロッド99に取り付け、電気コンセント96をモータ72に固定連結してもよい。
上記の実施形態によれば、駆動ホイール16は、モータ72によって回転駆動される一方で、遊動ホイール18には動力が供給されない。駆動ホイール16及び遊動ホイール18は、過度なすべりを発生させずに、これらの間のニップにケーブル10を押し込むのに十分な摩擦をもたらすように設計することが好ましい。ホイールは、図9に示すように構成/設計することができる。
図9は、一実施形態による、ホイール104の部分断面を表す図である。(パレットに取り付けられる駆動ホイール16及び遊動ホイール18の各々は、図9に示したタイプのホイール104によって構成してもよい。)ホイール104は、円筒面及び円錐面によって形成された「溝」付き断面形状を有する、金属製のホイールハブ106を含む。より具体的には、ホイールハブ106の外周は、円錐台面106d及び106eによって中央の円周面106cに其々が接続された、2つの円筒面106a及び106bを含んで形成されている。ホイール104は、ゴムタイヤなどの形状適合性材料によって形成された形状適合リム108をさらに含む。形状適合リム108は、ホイールベース106の外周を囲んで被覆し、中央円周面106c及び円錐台面106d、106eによって形成された溝を埋めている。形状適合リム108の材料は、様々な直径のケーブルが駆動ホイール16と遊動ホイール18との間を通過することができるような、十分な形状適合性を有する。その内側にある溝は、駆動ホイール16及び遊動ホイール18の高さ内においてケーブル10(図9には図示せず)を中央に保持するのに役立つ。
図5A-図5Eを参照して前述したとおり、駆動ホイール16と遊動ホイール18とがばね付勢されている場合、駆動ホイール16が回転すると、遊動ホイール18も回転する。引っ張りばねを用いて(図5A~図5Eに示すように)遊動ホイール18を付勢して駆動ホイール16に接触させることに代えて、圧縮ばねを用いて遊動ホイール18を押圧することにより、駆動ホイール16に接触させてもよい。例えば、遊動ホイールサブアセンブリとパレット64の下側の面との間にばねを配置することができる。パレット64の上側では、遊動ホイールサブアセンブリに小さな突起/ハンドルをもうける。2つのホイールの間にケーブル10を配置するためには、オペレータが、このハンドルを用いて、遊動ホイールを押して駆動ホイール16から離間させればよい。
1つ以上のばねを用いる代替の実施形態によれば、図6及び図7に示した遊動ホイール変位レバー122の一端を押して、遊動ホイール18を駆動ホイール16から離間させることもできる。ばね付勢遊動ホイール変位レバー122の底面図を、図11A及び図11Bに示している。提示する一実施態様によれば、遊動ホイール変位レバー122は、長アーム122a、及び、長アーム122aと直角を成す短アーム122bを含む。(ただし、直角は、遊動ホイール変位レバー122の機能性に不可欠というわけではない。)圧縮ばね132の一端が、ばね支持部材134に取り付けられており、他端が、長アーム122aの一端に取り付けられている。ばね支持部材は、パレット64と一体に成形してもよいし、パレットに取り付けてもよい。
図11Aは、遊動ホイール変位レバー122の第1角度位置を示しており、これは、遊動ホイール18が駆動ホイール16に接触している第1状態に相当する角度位置である。圧縮ばね132が、遊動ホイール変位レバー122を、図示の第1角度位置に付勢している。図11A及び図11Bに示すように、遊動ホイール変位レバー122は、遊動ホイール変位レバー122の直角部付近に配置された枢動ピン130によって、回転可能にパレット64に接続されている。遊動ホイールシャフト90は、短アーム122bの端部付近に取り付けられており、前述したように、スロット20内で並進移動可能である。遊動ホイールシャフト90は、遊動ホイール変位レバー122に固定されており、本実施形態では、遊動ホイール18は、ベアリングを介して回転可能となるように上記遊動ホイールシャフトに接続されている。
図11Bは、遊動ホイール変位レバー122の第2角度位置を示しており、これは、遊動ホイール18が、ケーブル10を配置できる隙間をあけて駆動ホイール16から離間している状態に相当する角度位置である。遊動ホイール変位レバー122は、圧縮ばね132を圧縮する力(図11Bに矢印Aで表す)が付与されると、図11Aに示す角度位置から、図11Bに示す角度位置に回転する。遊動ホイール変位レバー122がこのように回転することによって、遊動ホイール18は、図11Bに矢印Bで示す方向に、スロット20内で摺動し、この移動により、遊動ホイール18が駆動ホイール16から離間する。
一実施形態によれば、ケーブル先端配置モジュール38は、本明細書において前述した種類のうちの1つのリニアアクチュエータを備える。前述したように、ケーブル先端配置モジュール38には、ケーブル先端の配置中にモータ72の動作を制御するコンピュータが組み込まれている。パレット64の到着が検出されると、当該コンピュータは、パレット検出器160からパレット存在信号を受信し、これに応えて、リニアアクチュエータ(図11A及び図11Bには図示せず)を作動させて、遊動ホイール変位レバー122の長アーム122aの端部を押圧する。これにより発生する力(図11Bに矢印Aで表す)が、圧縮ばね132を圧縮し、遊動ホイール18を駆動ホイール16から離間させる。次に、人間のオペレータが、2つのホイールの間の隙間に、ケーブル10を配置する。ケーブル端部10aは、図3Bに概略的に示した光電センサ28をトリガーするように降下させられ、次に、当該センサが、ケーブル加工モジュール30に組み込まれたコンピュータに、ケーブル存在信号を送信する。すると、コンピュータは、リニアアクチュエータを後退させることにより、圧縮ばねによって遊動ホイール18を駆動ホイール16に向かって付勢させるように構成されている。このようにして、ホイールが回転するとケーブル10がニップ内を移動する十分な摩擦力で、駆動ホイールと16と遊動ホイール18との間にケーブル10が挟み付けられる。
上述の構成において、(パレット64の下にある)第2光電センサを用いることにより、遊動ホイール変位レバー122が図11Aに示した角度位置に戻った際にこれを検出してもよい。ケーブル先端配置モジュール38のコンピュータは、遊動ホイール18が駆動ホイール16と接触していることを第2光電センサが検出すると、モータ72を作動させて、駆動ホイール16をケーブル引っ張り方向に回転させるように構成される。前述したように、次に、ケーブル先端10bが走査平面11(図3B参照)を通過したことを光電センサ28によって検出し、このことによりコンピュータがトリガーされて、ケーブル先端10bが所定のケーブル先端位置に到着すると、モータ72を停止させる。
代替の実施形態によれば、遊動ホイール18は、駆動ホイール16に対して横方向に並進可能でなくともよい。代わりに、駆動ホイール16及び遊動ホイール18は、駆動ホイール16と遊動ホイール18が常に互いに接触するように、其々の固定位置で、回転可能にパレット64に接続される。この場合、遊動ホイール18をばね付勢する必要は無い。
図10は、代替の一実施形態による、噛み合いギアを有する駆動ホイール16及び遊動ホイール18によって形成されるニップの側面図を表す図である。図10に示すように、駆動ホイール16は、駆動ホイールギア83に堅固に接続されており、遊動ホイール18は、遊動ホイールギア84に堅固に接続されている。駆動ホイールギア83の歯は、遊動ホイールギア84の歯と噛み合っている。駆動ホイール16は、遊動ホイール18と接触している。このような噛み合いギアにより、駆動ホイール16が回転すると、遊動ホイール18が必ず回転する。
駆動ホイール16及び遊動ホイール18を、それらの間にケーブルを配置できるように離間させることができない実施形態では、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間のニップへのケーブル端部10aの挿入を、様々な手段によって実現できるであろう。例えば、モータ72が駆動ホイール16をケーブル押出し方向に一定に回転させている場合、人間のオペレータが、これらの回転しているホイールの間のニップにケーブル先端10bを押し込むことができるであろう。
一実施形態によれば、視覚システムを有するオーバーヘッドカメラが、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間にケーブル先端10bが位置する状態でパレット64上にケーブル10が存在することを、検出する。すると、モータ72がオンになって、光電センサ28(図3B参照)によって生成される走査光をケーブル先端10bが妨害するまで、ケーブル端部10aが前方に押し出される。
別の実施形態によれば、ケーブル端部10aがニップに押し込まれる際に、マイクロスイッチ/センサが、駆動ホイール16又は遊動ホイール18の動きを検出する。このマイクロスイッチ/センサによって出力されるケーブル存在信号が、モータ72をトリガーして、駆動ホイール16の回転を開始させる。
さらなる実施形態によれば、近接センサを用いて、駆動ホイール16の近接位置にワイヤ6及び8があることを検出した後、モータ72をトリガーして、駆動ホイール16の回転を開始させる。近接センサは、パレット64に取り付けることができるが、その場合は、(モータ72をパレット64に取り付ける場合と同様に)各ワークステーションに、電力が必要である。あるいは、近接センサは、ケーブル先端配置モジュール38の一部とすることもできる。
近接センサは、センサに近付いてくる金属ターゲットを、当該ターゲットに物理的に接触せずに検出することができる。近接センサは、その動作原理によって、おおまかに、以下の3つのタイプ、すなわち、電磁誘導を利用する高周波発振型、磁石を利用する磁気型、及び、静電容量の変化を利用する静電容量型に分類される。
図12は、駆動ホイール16の近接位置にケーブル10があることを検出するための近接センサ158を含む装置の側面図を表す図である。提示する一実施態様によれば、近接センサ158は、導電体の接近を検出するように構成された静電容量型センサである。ケーブル先端配置モジュール38は、固定プレート68、固定プレート68に取り付けられたアクチュエータ装着プレート152、装着ブラケット155a、155bによってアクチュエータ装着プレート152に取り付けられたリニアアクチュエータ154を含む。近接センサは、リニアアクチュエータ154のピストンロッド156の遠位端に取り付けられている。ケーブル先端配置モジュール38のコンピュータは、ケーブル先端配置モジュール38の前方にパレット64があることが検出されると、リニアアクチュエータ154を作動させることにより、ピストンロッド156を伸張させて、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間のニップの入口の上方位置に近接センサ158を移動させるように構成されている。
ケーブル先端配置モジュール38のコンピュータは、近接センサ158からケーブル存在信号を受信すると、モータを作動させて、駆動ホイール16及び遊動ホイール18によって形成されたニップに向かってケーブル先端10bを前進させる方向に、リーレット26(図3B参照)を回転させるように構成されている。図13A~図13Cに示した実施形態によれば、駆動ホイール16の回転を駆動するモータ72が、リーレット26の回転も駆動する。モータ72がオンになると、ケーブル先端10bは、ニップ内に前進させられ、回転している駆動ホイール16及び遊動ホイール18によって把持される。そして、ケーブル先端10bが光電センサ28(図12には図示しないが図3B参照)をトリガーするまで、ケーブル端部10aが前方に押し出される。ケーブル先端配置モジュール38のコンピュータは、光電センサ28によってケーブル先端存在信号が出力されると、モータ72に、ケーブル押出し方向へのホイールの回転を停止させた後、ケーブル引っ張り方向へのホイールの回転を行わせて、前述したように、ケーブル先端10bを所定のケーブル先端位置に後退させるように構成されている。
図13A及び図13Bは、リーレット26と駆動ホイール16とを同時に回転させるためのドライブトレイン135を備えるパレット64を含む装置の、其々下側及び上側を表す図である。図13Bに示すように、リーレット26は、リーレットシャフト78に接続された際に回転可能な中央ハブ76を有する。図13Aに示すように、リーレットシャフト78は、ドライブトレイン135によって、駆動ホイールシャフト88に動作可能に接続されている。
図13Aに示す、提示の実施態様によれば、ドライブトレイン135は、以下のコンポーネント、すなわち、駆動ホイールシャフト88に取り付けられた駆動ホイールシャフトギア82、シャフト136に取り付けられるとともに駆動ホイールシャフトギア82の歯と噛み合う歯を有するギア140、シャフト136に取り付けられたギア138、シャフト142に取り付けられるとともにギア138の歯と噛み合う歯を有するギア144、及び、リーレットシャフト78に取り付けられるとともにギア144の歯と噛み合う歯を有するリーレットシャフトギア148を含む。前述したように、モータ72は、駆動ホイールシャフト88に、直接、機能的に接続してもよい。モータ72を作動させると、駆動ホイール16及びリーレット26が、同時に回転する。代替の実施形態によれば、モータを、リーレットシャフト78に直接、機能的に接続することにより、モータを、ギアトレイン135を介して、駆動ホイールシャフト88に間接的に接続してもよい。
図13Cは、図13A及び図13Bに示した装置の一部の断面図を表す図であり、切断面の位置は、図13Aに線13C-13Cで示している。本例の構造では、リーレット26は、リーレット上面26a及びリーレット下面26bを含み、これらは、永続的に相互に対して固定されている。ケーブル10(図13Cには図示せず)は、(スプールにケーブルを巻くのと同様に)リーレットに巻き付けなければならない。リーレット下面26bは、リーレットシャフト78の上端に取り付けられている。リーレットシャフトギア148は、リーレットシャフト78の下端に取り付けられている。リーレットシャフト78は、トルク制限軸継ぎ手146によって、回転可能にパレット64に取り付けられており、当該継ぎ手は、パレット64の開口21aに設置されている。過剰なトルクが発生した場合、トルク制限軸継ぎ手146がスリップして、モータ72及びドライブトレイン135を保護し、その後、トルクが減少すると駆動を再開する。トルクレベルは、リーレットシャフト78からトルク制限軸継ぎ手146を取り外さずに、手動で調節することができる。
同様の構成を、リーレット無しで用いて、ケーブル10のコイルを支持するパレット64の回転可能部分を回転させることもできる。ケーブル10に接触する、パレット64の回転可能部分の表面は、ケーブル10を一緒に動かさずにパレット64がスピンすることが無いように(すなわち、ケーブル10が確実に回転し、パレット面の上で「スリップ」することがないように)、高い摩擦係数を有する材料で形成しなければならないであろう。
代替の実施形態によれば、リーレット26をモータで回転させない。例えば、圧縮空気を用いて、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間のニップに、ケーブル端部10aを自動的に装填してもよい。この手法は、例えばリーレット26の上面にフィンを追加することによって実現することができる。リーレット26のフィン付きの上面に圧縮空気を送ると、流動空気によって各フィンに付与される力によって、リーレットがケーブル繰り出し方向に回転し、これにより、ケーブル先端10bをニップに向かって前進させることができる。
図14Aは、一実施形態によるケーブル先端配置モジュール38のコンポーネントを示すブロック図である。このケーブル先端配置モジュール38は、コンピュータ数値制御(CNC)命令などの事前にプログラムされた機械制御命令のシーケンスを実行することによって、様々なアクチュエータ及びモータを制御するように構成されたコンピュータ162aを含む。図14に示すケーブル先端配置モジュール38は、ピストンロッド116を有するアクチュエータ114、ピストンロッド116の遠位端に取り付けられたモータ72、ピストンロッド156を有するアクチュエータ154、及び、ピストンロッド156の遠位端に取り付けられた近接センサ158をさらに含む。コンピュータ162aは、近接センサ158から、ケーブルの接近に関するセンサフィードバックを受信する。ケーブル先端配置モジュール38は、ケーブル先端位置を検出するために用いられる光電センサ28、及び、パレット位置を検出するために用いられるパレット検出器160などの追加のセンサをさらに含む。ケーブル先端配置モジュール38は、モータ72の出力シャフト74に機能的に接続された回転エンコーダ73をさらに含む。回転エンコーダ73は、パルスを生成し、コンピュータ162aは、モータの出力シャフトの回転角度を求めるために、当該パルスをカウントするように構成されており、この角度測定値が、ひいては、出力シャフトの回転中にケーブル先端10bが移動した距離を表す。コンピュータ162aは、さらに、図6及び図12を参照して其々前述した方法で、アクチュエータ114及び156を制御するように構成されている。また、コンピュータ162aは、光電センサ28、回転エンコーダ73、近接センサ158、及び、パレット検出器160からのフィードバックに従ってモータ72を制御するために、モータコントローラ164aに命令を送るように構成されている。
図15は、一実施形態によるケーブルの先端を配置するための方法200の工程を示すフローチャートである。方法200は、ケーブル端部10aをリーレット26の外部に位置させた状態で、ケーブル10のコイルをリーレット26内に配置すること(工程202)で開始する。次に、ニップを形成する駆動ホイール16及び遊動ホイール18を支持するパレット64に、回転可能にリーレット26を接続する(工程204)。次に、ケーブル端部10aを、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間に配置する(工程206)。次に、ケーブル先端10bが走査平面11を通過する方向に、駆動ホイール16及び遊動ホイール18を回転させる(工程208)。方法200は、走査プロセスの一部として、走査平面11内を垂直方向に走査する光を送信し(工程210)、走査平面11内で伝播して光検出素子24bのアレイに当たった光を検出する(工程212)ことを含む。ケーブル10が走査平面11と交差する際に、送信光の一部の検出が妨害される。次に、ケーブル先端位置信号が発信される(工程214)。ケーブル先端位置信号は、走査平面11における送信光の妨害状態と無妨害状態との間での変化が起こったことを示すものである。ケーブル先端位置信号が発信されると、回転終了時にケーブル10が所定のケーブル先端位置を超えて延出していない状態となる量及び方向で、駆動ホイール16を回転させる(工程216)。任意であるが、方法200は、以下の工程、すなわち、走査平面11内に伝播する光の妨害の長さを算出すること(工程218)、算出した妨害長さを、ケーブル10の直径を表す参照データと比較すること(工程220)、及び、算出した妨害長さと参照データとの差異が特定の閾値を超えた際に警告信号を出すこと(工程222)をさらに含むことができる。
図14Bは、一実施形態によるケーブル加工ワークステーションのいくつかのコンポーネントを示すブロック図である。前述したように、各ケーブル加工ワークステーションは、じょうご部22及びケーブル加工機器24(図14Bには図示しないが、図2Cを参照)を含む。ケーブル加工ワークステーションは、コンピュータ数値制御(CNC)命令などの事前にプログラムされた機械制御命令のシーケンスを実行することによって、様々なアクチュエータ及びモータを制御するように構成されたコンピュータ162bをさらに含む。図14Bに示したケーブル加工ワークステーションは、モータ72、及び、モータ72の出力シャフト74に機能的に接続された回転エンコーダ73をさらに含む。回転エンコーダ73は、パルスを生成し、コンピュータ162bは、モータの出力シャフトの回転角度を求めるために、当該パルスをカウントするように構成されており、この角度測定値が、ひいては、出力シャフトの回転中にケーブル先端10bが移動した距離を表す。コンピュータ162bは、さらに、ケーブル先端位置を検出するために用いられる光電センサ28、及び、パレット位置を検出するために用いられるパレット検出器160から、センサフィードバックを受信する。コンピュータ162bは、光電センサ28、回転エンコーダ73、及び、パレット検出器160からのフィードバックに従ってモータ72を制御するために、モータコントローラ164bに命令を送るように構成されている。
図16は、一実施形態による、ケーブル10の端部を加工するための方法230の工程を示すフローチャートである。ケーブル端部10aをリーレット26の外部に位置させた状態で、ケーブル10のコイルをリーレット26内に配置する(工程232)。次に、駆動ホイール16及び遊動ホイール18を支持するパレット64に、回転可能にリーレット26を接続する(工程234)。次に、リーレット26が接続されたパレット64を、搬送システム60に載置する(工程236)。次に、ケーブル端部10aを、駆動ホイール16と遊動ホイール18との間に配置する(工程238)。次に、駆動ホイール16及び遊動ホイール18が回転して、これらのホイールの前方の所定のケーブル先端位置に、ケーブル先端10bを移動させる(工程240)。ケーブル先端10bを適切に配置した後、ワークステーションのケーブル加工モジュール30に隣接する位置に、パレット64を搬送する。ケーブル加工モジュール30は、ケーブル端部10aに対して作業を行うように構成されたケーブル加工機器24(図2C参照)、及び、ケーブル加工機器24の前方に配置されたじょうご部22を含む(工程242)。ケーブル加工機器24の前方にパレットが適切に配置されると、駆動ホイール16をケーブル押出し方向に回転させて、特定の長さのケーブル10を、じょうご部22を介してケーブル加工機器24内に挿入させる(工程244)。次に、ケーブル加工機器24を作動させて、挿入されたケーブル端部10aに対して作業を行う(工程246)。作業が完了すると、駆動ホイール16及び遊動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させて、当該特定長さのケーブル10をケーブル加工機器24から取り除かせる(工程248)。本明細書に開示の実施形態によれば、ケーブル加工機器24によって行われる作業は、ケーブル先端の配置、レーザ刻印、ジャケットスラグの引っ張り、シールドトリミング、シールドトリミング検査、はんだスリーブの装着及び検査、及び、アース線検出のうちの任意の1つであってよい。
再び図1を参照すると、ケーブル先端配置モジュール38がケーブル先端10bを所定のケーブル先端位置に配置した後、パレット64は、レーザ刻印モジュール40に移動する。駆動ホイール16を作動させることにより、特定の長さのケーブル10をレーザ刻印モジュール40内に挿入することができる。ケーブル端部10aを段階的に挿入することにより、特定の長さのケーブルの挿入を実現することができる。例えば、第1の特定長さのケーブル10がレーザ刻印モジュール40内に挿入された後に、第1刻み目線が形成され、次に、第2の特定長さのケーブル10がレーザ刻印モジュール40内に挿入された後に、第2刻み目線が形成される。
レーザ刻印モジュール40は、ケーブル10のジャケット2の形成に用いられる種類の絶縁材料を除去するのに十分な期間、十分な出力のレーザ光を出射するレーザ装置(図1には図示せず)を含む。レーザ刻印モジュール40の動作は、レーザ装置キャリブレーションプロシージャにおいて予め取得されたレーザキャリブレーションデータに従って、コンピュータ(図1には図示せず)によって制御される。より具体的には、レーザキャリブレーションデータによって、同様の絶縁材料の溶け込み深さまでジャケット材料を融解除去するのに必要なエネルギー量を特定する。
図17は、シールドケーブル10のレーザ刻印部分の断面図を表す図である。前述のレーザ装置(図17には図示せず)が、レーザビーム112を出射する。レーザ刻印モジュール40は、回転可能なクランプをさらに含み、当該クランプにより、ジャケット2の全周にわたって、ジャケット2にレーザエネルギーを照射することができる。照射レーザビーム112が、融解により、ジャケット材料を除去する。融解されるジャケット材料の量は、溶け込み深さDを有する刻み目線3を形成するのに十分な量である。提示する一実施態様によれば、この結果、ケーブル10の環状領域に、(シールド4に到達しない)周方向に延びる刻み目線3が形成される。レーザ刻み目線3を形成することによって、ジャケット2は、次のワークステーションでジャケットスラグ2aが除去できる状態になる。前述したように、追加の刻み目線を形成してもよい。
レーザ刻印モジュール40がケーブル10のジャケット2に刻印した後、パレット64は、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42があるワークステーションに移動する(図1参照)。図18Aに示すように、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42は、じょうご部22及びジャケットスラグ引っ張り機器43を含む。ジャケットスラグ引っ張り機器43は、下部が第1空気圧シリンダ25aのピストンロッドに接続されている第1クランプ23a、及び、下部が第2空気圧シリンダ25bのピストンロッドに接続されている第2クランプ23bを含む。第1クランプ23a及び第2クランプ23bは、ピストンロッドが伸張された際に閉じ、ピストンロッドが後退した際に開く。第2空気圧シリンダ25b及び第2クランプ23bは、ケーブル10の加工対象部分に略平行な軸に沿って並進移動可能なキャリッジ(図18Aには図示せず)に、取り付けられている。より具体的には、第2クランプ23bは、図18Aに示す第2クランプ23bの位置と、図18Cに示す第2クランプ23bの位置との間で、並進移動可能である。第2空気圧シリンダ25b及び第2クランプ23bの並進移動は、前述した種類のうちの1つのリニアアクチュエータによって、駆動することができる。
ジャケットスラグ引っ張り機器43の空気圧シリンダは、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42の一部であるコンピュータ(例えばCNC命令を実行するようにプログラムされたコンピュータ)の制御下で動作する。当該コンピュータは、図15A~図15Dに示したモータ72の動作も制御する。より具体的には、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42のコンピュータは、図18A~図18Dに示した装置に、以下の作業を、以下の順序で行わせるようにプログラムされている。すなわち、(a)モータ72を作動させることにより、ケーブル端部10aがジャケットスラグ引っ張り機器43内に挿入されるように、駆動ホイール16をケーブル押出し方向に回転させる、(b)ジャケットスラグ引っ張り機器43の空気圧シリンダ及びキャリッジ並進移動モータを作動させることにより、ケーブル端部10aからジャケットスラグ2aを引き剥がす、(c)モータ72を作動させることにより、ケーブル端部10aがジャケットスラグ引っ張り機器43から除去されるように、駆動ホイール16をケーブル引っ張り方向に回転させる。
図18Cに示すように、ジャケットスラグ引っ張り機器43は、ジャケットスラグ2aを除去することにより、ケーブル10のジャケット非被覆部分においてシールド4を露出させる。図18A~図18Dは、自動化されたジャケットスラグ引っ張り作業において、ケーブル10の端部からジャケット2の一部(すなわちジャケットスラグ2a)を四段階で除去するためのシステムの各図である。第1段階は、ケーブル10の一部が、じょうご部22を通って、一対の開放状態のクランプ23a及びクランプ23bの間の空間に挿入された時点(図18A)である。第2段階は、クランプ23a及びクランプ23bが閉じられて、ケーブル10をクランプした時点(図18B)である。第3段階は、第1クランプ23aは移動させずに、第2クランプ23bを(図18Cにおいて右方向に)並進移動させて、ジャケットスラグ2aをケーブル10の端部から引き剥がした後(図18C)である。第4段階は、第1クランプ23aを開いて、ジャケットスラグ引っ張り機器43からケーブル10を後退させた後(図18D)である。
ジャケットスラグ引っ張りモジュール42がケーブル10のジャケットスラグ2aを引き剥がした後、パレット64は、シールドトリミングモジュール44(図1参照)に移動する。シールドトリミングモジュール44は、シールド4の露出部分の一部をトリミングにより除去し、ケーブル10のワイヤ6及びワイヤ8の各々の一部を露出させる。図19A~図19Gは、自動化されたシールドトリミング作業において、ケーブル端部10aからシールド4の一部を7段階でトリミングするためのシールドトリミング装置45の各部分断面図を表す図である。
図19Aは、一実施形態によるシールドトリミング装置45の部分断面図である。シールドトリミング装置45は、ケーブルグリッパー176、第1プレス金型184、第2プレス金型186、及び、シールドグリッパー178を含む。金型は断面図で示している。グリッパーは、断面図で示していない。一実施形態によれば、ケーブルグリッパー176及び第1プレス金型184は固定であり、第2プレス金型186及びシールドグリッパー178は、図19A、図19B及び図19E~図19Gに示した軸方向位置と、図19C及び図19Dに示した軸方向位置との間で、第1プレス金型184に対して並進移動可能である。別の実施形態によれば、(特に、シールドトリミング装置が手動で搭載されるベンチトップ機器として用いられる場合に、)ケーブルグリッパー176が、第1プレス金型184に対して移動可能であってもよい。
第1プレス金型184は、ケーブル入口穴システム(cable entry hole system)を有する。図19A~図19Gでは、1つの穴194だけが見えている。提示する一実施態様によれば、プレス金型184は、ケーブル10を挿通するための少なくとも1つの穴194が穿孔された固体金属板である。穴194は、ケーブルを挿入する際にガイド用じょうご部として作用する皿穴部を含む。より具体的には、穴194は、円錐部194a、及び、末端が穴縁部194cとなっている円筒部194bを含む。第2プレス金型186は、ケーブル10のジャケット非被覆部分が挿通される円筒穴196を有する。第2プレス金型186の円筒穴196は、第1プレス金型184の円筒部194bと一直線に並んでいる。
第1プレス金型184を形成する材料は、円筒穴196の縁部に沿った鋭いエッジ部を形成しうるもので、且つ、穴の縁部に過度の摩耗を起こすことなく穴の各特徴部を維持することができる、十分な硬度の材料であるべきである。材料の一例として、工具鋼がある。他の例としては、熱加工、冷間加工、又は、金属の硬度を向上させる(又は、耐摩耗性に関連する他の特性を変化させる)他の何らかの方法で加工された金属がある。第2プレス金型186は、同様の材料で形成することができる。
図19Aに示すように、ケーブルグリッパー176は、一対のケーブルグリッパーフィンガー176a、176bを含み、シールドグリッパー178は、一対のシールドグリッパーフィンガー178a、178bを含む。ケーブルグリッパー176のケーブルグリッパーフィンガー176a及びケーブルグリッパーフィンガー176bは、互いに反対方向に、其々の開放位置(図19A、図19F及び図19Gに示す)と其々の閉鎖位置(図19B~19Eに示す)との間で、並進移動可能である。シールドグリッパー178のシールドグリッパーフィンガー178a及びシールドグリッパーフィンガー178bは、互いに反対方向に、其々の開放位置(図19A~図19C、図19F、及び図19Gに示す)と其々の閉鎖位置(図19D及び図19Eに示す)との間で、並進移動可能である。ケーブルグリッパー176は、シールドトリミング装置45の前方(入口)側に位置している。ケーブルグリッパーフィンガー176a、176bが閉じている際は、ケーブルグリッパー176は、加工中のケーブル10の位置を維持する。シールドグリッパー178は、シールドトリミング装置45の後方側に位置しており、ケーブル10の露出されたシールド4を把持する。
ケーブルグリッパー176は、其々の複動空気圧シリンダ、親ねじ付き電動機、又は他の適当な手段によって、ケーブル10を把持するように作動させることができる。同様に、シールドグリッパー178は、其々の複動空気圧シリンダ、親ねじ付き電動機、又は他の適当な手段によって、シールド4を把持するように作動させることができる。これらのグリッパーを、フォースフィードバック(force feedback)で空気圧作動あるいはサーボ作動させることが好ましい。フォースフィードバックの適当な手段には、変調空気圧またはロードセル/ひずみゲージを用いることが含まれる。
ケーブルグリッパーフィンガー176a、176b、及び、シールドグリッパーフィンガー178a、178bの各々は、グリッパーが閉じられた際のグリッパーフィンガーとケーブル10との接触面積を最大化するために、ケーブル10の形状に沿う(且つ損傷を与えない)形状適合性材料でライニングされている。加工されるケーブルは、ケーブル内のワイヤの数に応じて、多くの様々な断面形状を有する可能性があるため、当該材料は、効果的な把持を維持しつつ、様々なケーブルの形状に沿うための十分な形状適合性を有することが重要である。そのような形状適合性材料の例としては、シリコーン及びゴムがある。
図19Aに示した第1段階において、第2プレス金型186を第1プレス金型184に押圧して隙間を無くすことにより、露出されたシールドが第2プレス金型186の穴196の入口で、一直線状でなくなったり引っかかったりすることなく、ケーブルを両方の金型に通すことができる。ケーブルグリッパー176とシールドグリッパー178の両方が、開状態である。シールド4が露出したジャケット非被覆ケーブル端部を有するケーブル10が、第1プレス金型184及び第2プレス金型186の両方に挿通される。図19Bに示した第2段階において、ケーブルグリッパー176が閉じられて、ケーブル10を所定位置で保持する。図19Cに示した第3段階において、第2プレス金型186を第1プレス金型184から離間させる。図19Dに示した第4段階において、シールドグリッパー178が閉じられて、シールド4を把持する。図19Eに示した第5段階において、第2プレス金型186及びシールドグリッパー178を、第1プレス金型184に向けて一緒に移動させる。これにより、シールド4の一部188が、第1プレス金型184と第2プレス金型186との間で塊(bunch)(以下、「シールドバンチ188」と称する)になり、プレス金型の間に挟まれる。シールドグリッパー178が、露出シールド4の第1、第2部分をワイヤ6及びワイヤ8上で摺動させ、第2プレス金型186は、これら摺動部分のうちの第2部分が径方向外側に変位しないように拘束する。図19Fに示した第6段階において、ケーブルグリッパー176及びシールドグリッパー178は、共に開いてケーブル10を解放し、その一方で、シールド4のシールドバンチ188は、第1プレス金型184と第2プレス金型186との間に挟まれたままである。図19Gに示した第7段階において、ケーブル10は、シールドトリミング装置45から取り除かれる。ケーブル10が、図19Gに矢印で示した方向に後退し始めると、シールドバンチ188をシールド4の隣接する非バンチ部に繋いでいるシールドのストランドが、第1プレス金型184の穴縁部194c(図19C及び図19Dにもっともよく見える)に形成される応力集中点でちぎれて、この結果、均一にトリミングされたシールドが得られる。
完全に自動化されたシステムでは、駆動ホイール16(例えば図3参照)を作動させてケーブル引っ張り方向に回転させることによって、ケーブル10をシールドトリミング装置45から取り除くことができる。ベンチトップタイプの場合は、ケーブルを引っ張ってシールドのストランドを破断させることにより、あるいは、ケーブルグリッパー176を穴194から離間させることによって、ストランドが破断するまでケーブル10を引き出すことにより、手作業でケーブル10を取り除いてもよい。
シールドトリミングモジュール44がケーブル10のシールド4をトリミングした後、パレット64は、シールドトリミング検査モジュール46(図1参照)に移動する。シールドトリミング検査モジュール46は、視覚検査システムを用いて、トリミング済シールドの品質チェックを行う。
シールドトリミング検査モジュール46がケーブル10のトリミング済シールド4を検査した後、パレット64は、2つのはんだスリーブ装着モジュール52、54(図1参照)のうちの1つに移動する。はんだスリーブ装着モジュール52、54は、アース線14を有するはんだスリーブ12を、自動の持ち上げ、配置、及び溶融作業によって、ケーブル10に装着するように構成されている。
図20Aは、予め取り付けられたアース線14を有する典型的なはんだスリーブ12の側面図を表す図である。はんだスリーブ12は、透明な熱収縮性熱可塑性材料によって形成されたスリーブ7を含む。スリーブの内径は、加工対象のケーブルの外径より大きい。はんだスリーブ12は、その中央位置でスリーブ7の内部に接着されたフラックス処理済みはんだプリフォーム(fluxed solder preform)9、及び、一対の熱可塑性封止リング13a、13bをさらに含む。
図20Bは、図20Aに示したはんだスリーブ12が、ジャケット2と、シールド4が露出したジャケット非被覆部分とを有するケーブル10の一部に重なる位置に配置された状態の側面図を表している。露出シールド4は、フラックス処理済みはんだプリフォーム9によって囲まれており、これが溶融された後に固化されると、シールド4とアース線導体ストランド15とを電気的に接続させる。スリーブ7は、まだ溶融されていない状態である。
図20Cは、はんだスリーブ12がケーブル10に融着された後の、図20Aに示したはんだスリーブ12の側面図を表す図である。
上述したように、はんだスリーブ装着モジュール52、54(図1参照)の各々は、はんだスリーブ12をケーブル10の端部に装着するように構成されている。はんだスリーブ装着モジュールのケーブル加工機器を用いて、(例えば図20Aを参照して説明したタイプの)はんだスリーブ12、又は、電気絶縁材料のみによって形成されたデッドエンドスリーブを、装着することができる。はんだスリーブは、溶融させてから、ケーブルの端部に収縮固着させる。デッドエンドスリーブは、溶融させずに、ケーブルの端部に収縮固着させる。はんだスリーブとデッドエンドスリーブとは、部品番号で分けられ、異なる振動テーブルに分配される。(振動テーブルは、テープ・アンド・リール又はカートリッジに代えてもよい。)はんだスリーブがテープ・アンド・リール又はカートリッジ上にある場合は、エンドエフェクタが把持できるように、はんだスリーブを(空気圧アクチュエータ、電気アクチュエータ等によって)キャビティから押し出す。
図21及び図22に一部を示した実施形態によれば、はんだスリーブ装着モジュール52、54の各々のケーブル加工機器のコンポーネントは、(a)はんだスリーブ12を持ち上げて配置するように構成されたロボットエンドエフェクタ(図示しないが当技術分野において周知)、(b)ケーブル10をはんだスリーブ12内にガイドするための複数の上部開放じょうご部170a~170c(図21に示す)を含むじょうごシステム、(c)はんだスリーブ12をケーブル10に融着する加熱具174(図22に示す)、及び、はんだスリーブが装着されたケーブルを上部開放じょうご部から持ち上げるレバーアーム(図示せず)の形態のケーブルリフト機構を含む。図21に示した実施形態では、加熱具174は、熱風加熱具であり、ケーブル10及びはんだスリーブ12が加工位置に配置されると、これらの上方で作動する。これにより、はんだスリーブ12がケーブルに融着される。赤外線加熱具などの代替の加熱具を用いることもできる。なお、加熱プロセスは、溶融中にはんだスリーブを監視するためのアクティブな寸法分析を行うための方法と組み合わせてもよい。これは、はんだスリーブが完全に溶融した時点を把握するために、融着されたケーブル及びはんだスリーブの特定の時点における寸法データを記録するように構成されたレーザ測定装置を使用することを含む。
はんだスリーブ取り付けプロセスの開始時において、上述したロボットエンドエフェクタは、複数の振動テーブルのうち、ケーブル10に取り付けるべき適切なスリーブを有するテーブルに移動するように制御される。ロボットエンドエフェクタは、はんだスリーブを持ち上げて、これを図21及び図22に示した装置まで運搬する。ロボットエンドエフェクタ(図21及び図22には図示せず)は、特定の種類のはんだスリーブを把持するように設計された一対のグリッパーフィンガーを有する。ロボットエンドエフェクタは、視覚システムを有するロボットアーム又はガントリーに組み込んでもよい。ピックアンドプレイス(pick and place)視覚システムは、市販されており、特定のはんだスリーブ12を把持するように改造することができるであろう。
図21に一部を示した実施形態によれば、じょうごシステムは、ケーブルをはんだスリーブ内にガイドするための、複数の上部開放じょうご部170a~170cを含む。上部開放じょうご部170a~170cの開放上部76a~76cにより、はんだスリーブの装着後に、ケーブルをじょうご部から取り除くことができる。上部開放じょうご部170a~170cは、摺動プレート176に取り付けられており、当該摺動プレートは、適切な上部開放じょうご部(例えば図21に示した構成では上部開放じょうご部170b)を、ケーブルガイドブロック175の切り欠き175bの前方に配置するために、側方に摺動することができる。ケーブルガイドブロックは、ケーブル挿入中にケーブル10の端部を切り欠き175b内にガイドするためのガイド面175aを含む。
じょうごシステムは、複数のじょうご延長部172a~172cをさらに含む。プラスチック製の上部開放じょうご部170a~170cは、其々のじょうご延長部172a~172cを取り付けることによって、所望の動作が可能となるように延長される。各じょうご延長部172a~172cの末端は一対の枝部78a、78bになっている。枝部78a、78bは、対応するはんだスリーブの内径内に嵌入するように、サイズ設定及び構成されている。はんだスリーブ12を一対の枝部78a、78bに嵌め込むと、枝部78a、78bは、はんだスリーブ12の少なくとも大部分に挿通されるが、その際、枝部がその長さに沿って先細になっていることにより、はんだスリーブ12を容易に枝部78a、78bにかぶせられるようになっている。枝部78a、78bは、ケーブル10が枝部の内面に沿って摺動しやすいように、摩擦係数の低い材料(例えば金属)によって形成することが好ましい。また、枝部78a、78bは、ケーブルがはんだスリーブ12に進入するのを妨げないように、十分に薄いものとされる。枝部78a、78bは、シールド4及び/又はケーブル10に損傷を与えるような粗い部分や鋭いエッジの無い、滑らかな内面を有することが好ましい。
図21は、はんだスリーブ装着プロセス中の1つの状態を示しており、この状態では、はんだスリーブ12は、エンドエフェクタによって既にじょうご延長部172bに嵌合されており、ケーブルは、既にじょうご部170b及びはんだスリーブ12内に送給されている。図21に示すように、はんだスリーブ12は、じょうご延長部172bに位置しており、上部開放じょうご部170bには接触していない。じょうご延長部172bは、はんだスリーブ12の内面の大部分に重なっており、ケーブル10が上部開放じょうご部170b及びはんだスリーブ12を通って送給される際に、当該ケーブルが摺動する滑らかな面を提供している。
より具体的には、一実施形態によるはんだスリーブ装着プロセスは、図21に示した装置の状態が達成されるよりも前に行われる以下の工程を含む。すなわち、前述のエンドエフェクタ(図示せず)が、振動テーブル(又は他のスリーブ供給機構)からはんだスリーブ12を持ち上げ、当該スリーブをじょうご延長部172bの端部に配置した後、ケーブル配置機構19によってケーブル10がはんだスリーブ12内に供給されている間、静止状態を維持する。エンドエフェクタは、プラスチック製のカバープレートを備えており、これがじょうご部の開放上部を塞ぐことにより、ケーブル10がはんだスリーブ12内に送給される際に、上部開放じょうご部170bからケーブルが外れるのを防止する。
システムコントローラ(図21には図示しないが、図27のシステムコントローラ150を参照)は、ケーブルストリップ長情報に基づいて、ケーブル配置機構19(図3B参照)がケーブル10をどの程度モジュール内に挿入すべきかを計算してもよいし、あるいは、既知の所定値を用いてもよい。ケーブルシールド4は、加工を行うための再現可能位置で停止される。すると、エンドエフェクタ(図21には図示せず)が、加工を行うための図22に示した再現可能位置に、はんだスリーブ12を移動させる。これらの再現可能位置は、ケーブル10のトリミング済シールド4の露出領域に、はんだスリーブ12を中心合わせしてかぶせることができる位置である。一実施形態において、エンドエフェクタは、次に、はんだスリーブ12を解放して、はんだスリーブ溶融プロセスが開始する前に、経路から外れる(元の位置に戻る)。別の実施形態では、エンドエフェクタは、加熱プロセスの間、スリーブ12を保持し続ける。
図22は、自動化されたはんだスリーブ装着作業の一部として、熱風を用いて、ケーブル10の露出シールドを含む部分にはんだスリーブ12を融着するための装置の一実施形態を示している。システムコントローラ150が、ロボット装置に命令を送り、当該ロボット装置が、加熱具174のコンポーネントを図22に示した位置に配置する。本実施例では、加熱具174は、はんだスリーブ12の両側に配置された2つのホットエアガン174a、174b、及び、ホットエアガン174bの吹出し口に取り付けられた湾曲先端ノズル174cを含む。湾曲先端ノズル174cは、ホットエアガン174bから突出して、はんだスリーブ12の上に張り出している。また、ホットエアガン174bには、はんだスリーブとほぼ等しい長さのフラット先端ノズルを取り付けてもよい。ホットエアガン174bは、はんだスリーブ12の右側から側方に移動して所定位置に位置する。ホットエアガン174aは、下方に回転してはんだスリーブ12にかぶさる。ホットエアガン174a、174bは、其々のリニアアクチュエータ(図示せず)を作動させることにより、加熱位置に移動させてもよい。他の実施形態において、ホットエアガンを1つだけ用いてもよいし、3つ以上用いてもよい。
加熱段階においては、2つのホットエアガン174a、174bが、はんだスリーブ12に熱を加える。湾曲先端ノズル174cは、生成された熱風を「反射」して、はんだスリーブ12の周りで流動させる。加熱具174は、はんだスリーブ12のはんだリング9をケーブル10に融着させるのに十分な熱を、加熱ゾーン内に生成する。2つのホットエアガンを用いることによって、はんだスリーブ12のすべての面に、均一に熱を加えやすくなるとともに、全体的な溶融プロセスの速度を上げることができる。ケーブル10のジャケット2を焦がしたり損傷したりする恐れがあるため、ホットエアガンのいずれの箇所も、はんだスリーブ12又はケーブル10に物理的に接触すべきではない。
代替の実施形態によれば、赤外線ヒータなどの他の種類の加熱装置を、はんだスリーブ溶融プロセスに用いてもよい。赤外線ヒータ又は加熱ランプは、電磁放射によって、より低温の物体にエネルギーを伝える、より高温の物体である。放射体の温度に応じて、赤外線放射のピークの波長は、780nm~1mmの範囲である。このエネルギー伝達には、2つの物体間の接触または媒体は必要ではない。
はんだスリーブ12がケーブル10に融着されると、ケーブル10を、(例えばケーブル10を上方に持ち上げるレバーアームによって)上部開放じょうご部172bから飛び出させた後、ケーブル配置機構19(例えば駆動ホイール16及び遊動ホイール18)によって、パレット64に向かって後退させることができる。
代替のじょうごシステム設計において、分離可能な2つの半じょうご部分で構成される「割れじょうご部」を用いてもよい。これらの半じょうご部分は、ケーブルを当該システムに送給する際は、閉じ合わされ、その後、ケーブルを取り除くために開かれる。じょうご部が割れじょうご部である場合、はんだスリーブの装着までは、閉じたままとしておくことができる。
上述のじょうごシステム設計は、完全に自動化されたシステム内の他のモジュールにおいて、(駆動ホイールなどの自動送給方法と組み合わせて)使用することもできるであろう。ただし、はんだスリーブがケーブルに装着されなければ、これらのじょうご部を開いたり、開口を設けたりする必要はない。
図23は、代替の実施形態による、複数のケーブル加工モジュールにおいて、ケーブル10(図23には図示しないが、図24A~図24Eのケーブル10を参照)の端部に対して各種作業を行うための、自動システム111のコンポーネントを表す図である。この概念は、配置モジュールを有するコンベヤシステム61を用いる。コンベヤシステム61は、分岐モジュール63及び合流モジュール65をさらに含み、これらは、サイクルタイムの短縮を実現するために、はんだスリーブ装着モジュール52とはんだスリーブ装着モジュール54の両方で同時に加工が行えるようにするためのものである。
図24A~図24Eは、図23に示した自動システム111の一部の平面図を表す図であり、連続した時間間隔における、様々なパレット64(其々、パレット#1、パレット#2等と称する)の位置を示している。図24Aは、シールドトリミング検査モジュール46での加工のための位置にあるパレット#1を示している。
図24Bは、パレット#1が、はんだスリーブの装着が行われるはんだスリーブ装着モジュール52に進んだ一方で、パレット#2がシールドトリミング検査モジュール46に進んだ状態を示している。パレット#2上のケーブル10のシールドトリミング検査が完了すると、パレット#2は解放される。
図24Cは、パレット#2が、はんだスリーブの装着が行われるはんだスリーブ装着モジュール54に進んだ一方で、パレット#3がシールドトリミング検査モジュール46に進んだ状態を示している。ここまで進んだ時点で、パレット#1に対するはんだスリーブ装着プロセスは、例えば、完了まで約半分の状態である。パレット#3上のケーブル10のシールドトリミング検査が完了すると、パレット3は解放される。
パレット#1上のコイル10に対するはんだスリーブ装着プロセスが完了すると、パレット#1は、図24Dに示すように、アース線検出モジュール58まで進められる。図24Dは、パレット#4がシールドトリミング検査モジュール46まで進んだことも示している。同時に、パレット#3は、パレット#1が出発したことによって使用可能状態になっているはんだスリーブ装着モジュール52まで、進められる。ここまで進んだ時点で、パレット#2に対するはんだスリーブ装着プロセスは、例えば、完了まで約半分の状態である。パレット#4上のケーブル10のシールドトリミング検査が完了すると、パレット#4は解放される。
パレット#2上のコイル10に対するはんだスリーブ装着プロセスが完了すると、パレット#2は、図24Eに示すように、アース線検出モジュール58まで進められて、パレット#1に取って代わる。図24Eは、パレット#5がシールドトリミング検査モジュール46まで進んだことも示している。同時に、パレット#4が、パレット#2が出発したことによって使用可能状態になっているはんだスリーブ装着モジュール54まで、進められる。ここまで進んだ時点で、パレット#3に対するはんだスリーブ装着プロセスは、例えば、完了まで約半分の状態である。パレット#5上のケーブル10のシールドトリミング検査が完了すると、パレット#5は解放される。
上述したサイクルが、後続のすべてのパレット64に対して続けられる。進行中の各パレット64は、分岐モジュール63によって、はんだスリーブ装着モジュール52又はんだスリーブ装着モジュール54のいずれかへと振り分けられる。次に、はんだスリーブ装着モジュール52及びはんだスリーブ装着モジュール54から交互に進行してきたパレットは、合流モジュール65によって、コンベヤトラック62上で合流する。
図23に示したシステム111は、3つ以上のはんだスリーブ装着モジュールを含むように変更することもできる。例えば、当該システムが、分岐モジュール63と合流モジュール65との間に3つのはんだスリーブ装着モジュールを含む場合、ずらした時系列で、3つのケーブル10にはんだスリーブを一括して装着することができるであろう。
本明細書に開示のケーブル配置機構19(例えば駆動ホイール16及び遊動ホイール18)は、手動又は自動のいずれかによって、制御することができる。自動の手法によれば、例えば、装置を制御するプログラムに、いくつかの共通のストリップ長の値(ストリップ長によって、ケーブル10をどの程度ケーブル加工機器30内に押し込むべきかが決まる)をロードしておけばよい。オペレータは、そのケーブルのストリップ長を指示し、「進む」ボタンを押して、モータ72を始動させる。ストリップ長値を手動で選択することに代えて、ケーブル10に付いたバーコード上のストリップ長値を読み取るバーコードスキャナに、制御プログラムを接続してもよい。完全に自動化されたシステムでは、システムにケーブルが装填される際に、システムコントローラ150(図27参照)が、各ケーブルのストリップ長を読み取ってもよい。システムコントローラ150は、このデータを各ケーブル配置機構19に送信する。上述の自動の方法のいずれにおいても、モータの回転速度は、オペレータが手作業で選択してもよいし、ケーブルの種類に応じた設定速度となるようにプログラムしてもよい。
図25は、ケーブルの種類及び所望されるストリップ長に基づいて、特定の長さのケーブル10をケーブル加工機器24に送給するケーブル配置機構19を構成する方法250の工程を示すフローチャートである。まず、ワークパッケージが、システムにアップロードされる(工程252)。次に、各ケーブルの関連情報(ストリップ長、ケーブルの種類など)が、静的ルックアップテーブルから引き出される(工程254)。静的ルックアップテーブルから取得されたデータが、システムコントローラによって、各ケーブル加工モジュール30に送信される(工程256)。データが読み込まれるにつれて、キューが機能する。ケーブル加工モジュール30のコンピュータに送信されたストリップ長データを用いて、その時点で当該モジュールに位置しているケーブル配置機構19の動作を制御する(工程258)。
ケーブル配置機構19は、パレット64に取り付けてもよいし、ケーブル加工モジュール30に設置してもよい。この機構によれば、システム内で加工を行うために、ケーブル10を送給及び移送するための完全に自動化されたシステムを実現することができる。ケーブル配置機構19は、センサフィードバックに基づいて適切に制御されることで、半自動機器及び/又は全自動機器内で加工を行うための再現可能位置に、ケーブルを効率的に配置することができる。これにより、特に完全に自動化されたシステムにおいて、最終製品の品質の再現性が保証される。ケーブル加工機器を用いる際は、ケーブルが確実に適切な位置で加工されるように、ケーブルを正しく配置することが重要である。これを怠ると、不正確な加工によって、ケーブルが機能的に長すぎたり短すぎたりした場合に、設備の下流側で問題が生じ、その結果、遅延及びこれに関連するコストが発生するおそれがある。
代替の実施形態によれば、ケーブル配置機構19を、手動で制御することもできる。例えば、プッシュボタンを用いて、モータシャフトを時計回り又は反時計回りのいずれかに回転させることにより、駆動ホイール16の回転方向を制御することができる。これは、おそらく最も簡単/最も単純な手法であるが、ケーブル10を正しく配置するためにモータ72をいつ止めるべきかを把握するのは、オペレータのスキルに依存するため、望ましくない。モータ速度は、例えば、プッシュボタン、あるいはモータ速度を設定するための他の方法を用いて、手動で選択することができる。
図26は、ケーブルの種類及び所望されるストリップ長に基づいて、特定の長さのケーブルをベンチトップのケーブル加工機器272に送給する駆動ホイール配置装置270を構成する方法260の工程を示すフローチャートである。駆動ホイール配置装置270は、ベンチトップのワイヤ加工機器272に対するケーブルの出し入れを行うために、例えば、当該機器の前面に取り付けることができる。これによれば、オペレータが機器上(例えば内部バックストップ)でケーブル配置設定を手動で変更する必要が無くなる。
駆動ホイール配置装置270を構成する方法260は、以下の工程を含む。まず、オペレータが、バーコード付きのケーブルを受け取り、これをバーコードリーダでスキャンする(工程262)。バーコードは、ケーブルストリップ長の情報を含んでおり、この情報が、駆動ホイールコントローラ266に送信される(工程264)。駆動ホイールコントローラ266は、ストリップ長情報を処理し、加工のための適切な位置までケーブル先端10bを押し出すために必要とされる駆動ホイール16の回転数を求める(工程268)。駆動ホイールコントローラ266は、次に、当該特定された回転数を実現するために、駆動ホイール配置装置270のモータ72を制御する。
図1及び図23に示したシステムは、システムコントローラ150(図27に示す)の制御下で動作させることができる。図27は、一実施形態による、ケーブル10の端部にはんだスリーブ12を装着するための一連の作業を行う複数のワークステーションを有するシステムを制御する方法300の工程を示すフローチャートである。システムコントローラ150は、データベース302からワークパッケージ及び情報304を受信するとともに、静的ルックアップテーブル306からケーブル情報308も受信する。システムコントローラ150は、データを解析し、その情報を用いてシステムを動作させる。ワークパッケージ内のケーブルは、飛行機エフェクティビティ、バンドル番号、ワイヤの種類、及び、グループコードによって、整理される。
システムコントローラ150は、ケーブル配送システム60の様々なコンポーネントの動きを制御するための信号を送信する(工程316)。システムコントローラ150は、さらに、すべてのモジュールから、光ゲートの状態を表す信号を受信する(工程309)。システムコントローラ150は、さらに、ケーブル配置機構19が各モジュールにどの程度ケーブル10を挿入すべきかを、ケーブルストリップ長情報に基づいて計算する。ケーブルストリップ長を用いて、ケーブルが正しい位置で加工されるために各モジュールに挿入しなければならないケーブル長さを計算する。システムコントローラ150は、様々なモータコントローラ(あるいはモータコントローラに命令するコンピュータ)に制御信号を送信することにより、モータを、様々な光ゲートから受信した信号及びケーブルストリップ長に基づいて動作させる(工程318)。
さらに図27を参照すると、ケーブルは、切断されてシステムに装填されるように、繰り出しモジュール32に1つずつ送られる。システムコントローラ150は、ケーブルの種類及び長さの情報を、繰り出しモジュール32に送信する(工程320)。繰り出しモジュール32は、この特定の種類の連続長ケーブルを繰り出し、次に、当該ケーブルを特定の長さに切断する。各長さのケーブル10に対して、レーザマーカー34が、ケーブル10の外側ジャケット2に関連情報(バンドル番号、ワイヤ番号、ゲージ)をレーザにより印字する。
また、システムコントローラ150は、ケーブル絶縁情報を用いて、適切なレーザ設定を選択し、これをレーザ刻印モジュール40に送信する(工程322)。システムコントローラ150は、さらに、ケーブル種類情報を用いて、はんだスリーブ又はデッドエンドスリーブのうち適切な方の種類に決定し、(ケーブル直径に基づいて)どの上部開放じょうご部を用いるべきか、及び、枝部から取り外した後にはんだスリーブ12をどこに配置すべきかを示す命令を、はんだスリーブ装着モジュール52、54に送信する(工程328)。どのじょうご部を用いるべきかを示す同様の信号は、シールドトリミングモジュール44にも送信される(工程324)。また、システムコントローラは、ケーブル種類情報を、シールドトリミング検査モジュール46に送信する(工程326)。このようなケーブル情報は、ケーブルのトリミング済シールドが合格かどうかを決定するために用いられる、特定の閾値を含む。(例えば、ケーブルの特定のゾーンにおける特定のピクセル色の割合をこの閾値と比較することによって、決定される。)
システムコントローラ150は、さらに、エラーが無いかどうか、システムを監視するように構成されている。例えば、システムコントローラ150は、ジャケットスラグ引っ張りモジュール42内のシールドセンサから、信号を受信する(工程310)。信号が無い場合、システムコントローラ150は、エラーアラームを出す。また、システムコントローラ150は、シールドトリミング検査モジュール46のカメラから画像データを受信し、当該画像データが、合否アルゴリズムを用いて処理される(工程312)。また、システムコントローラ150は、アース線検出モジュール58から信号を受信する(工程314)。信号が無い場合、システムコントローラ150は、エラーメッセージを生成する。
開示したシステム、方法、及び、装置は、航空機の製造及び保守方法に用いることができる。生産中は、航空機の部品および小組立品の製造及びシステム統合が行われる。顧客による使用中は、航空機は、定期的なメンテナンスのスケジュールに組み込まれる。(これには、例えば、変更、再構成、改修などが含まれる。)
本明細書に開示のケーブル加工方法は、例えば、システムインテグレータ、第三者、及び/又はオペレータ(例えば顧客)によって実行または実施することができる。なお、システムインテグレータは、限定するものではないが、航空機メーカ及び主要システム下請業者をいくつ含んでもよい。第三者は、限定するものではないが、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでもよい。オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織等であってもよい。
航空機は、複数のシステム及び内装を備えた機体(例えば、胴体、フレーム、補強部材、主翼ボックスなど)を含みうる。高水準システムの例には、以下のシステム、すなわち、推進系、電気系、油圧系及び環境制御系のうちの1つ以上が含まれる。また、ケーブルを有するその他のシステムをいくつ含んでもよい。また、航空宇宙産業に用いた場合を例として説明したが、本開示の原理は、例えば自動車産業などの他の産業に適用してもよい。
本明細書において具体的に例示された装置及び方法は、製造又は保守の段階のうちの任意の1つ以上で使用することができる。例えば、ケーブルのコンポーネント又はサブアセンブリは、製造プロセス中又は保守中に、製造及び/又は組立を行うことができる。また、装置の実施形態、方法の実施形態、又は、それらの組み合わせのうちの1つ以上を、製造工程で用いることによって、例えば、航空機の組み立て速度を大幅に速めたりコストを大幅に削減したりすることができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせのうちの1つ以上を、航空機の使用期間中に、例えば、限定するものではないが、整備作業及び改良作業中に用いてもよい。
シールドケーブルを加工するためのシステム、方法、及び装置を、各種実施形態を参照して説明したが、種々の変更が可能であり、本開示の範囲から逸脱することなく要素をその均等物で置き換えることが可能なことは、当業者には理解されよう。さらに、本明細書の開示を特定の状況に適合させるために、請求の範囲から逸脱することなく多くの改変を行うことが可能である。従って、請求の範囲は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されないことを意図している。
上述の実施形態は、1つ以上のコンピュータシステムを用いる。請求の範囲に用いている「コンピュータシステム」と言う用語は、単一の処理デバイス又はコンピューティングデバイス、あるいは、有線又は無線接続によって通信する複数の処理デバイス又はコンピューティングデバイスを含む。そのような処理デバイス又はコンピューティングデバイスは、以下のもの、すなわち、プロセッサ、コントローラ、中央処理装置、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータプロセッサ、特定用途向け集積回路、プログラマブルロジック回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、デジタルシグナルプロセッサ、及び/又は、本明細書に記載された機能を実行できる任意の他の回路または処理デバイス、のうちの1つ以上を含む。上記の例は、単なる例示であり、「コンピュータシステム」という用語の定義及び/又は意味を決して限定するものではない。
本明細書に記載の方法は、有形の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体で実現される実行可能命令として符号化することができ、このような媒体には、限定するものではないが、記憶装置及び/又はメモリデバイスが含まれる。このような命令は、処理システム又はコンピューティングシステムによって実行されると、本明細書に記載した方法の少なくとも一部を、システムデバイスに実行させる。
さらに、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
付記1. シールドケーブル(10)の端部(10a)を加工するためのシステム(110、111)であって、
ケーブル配送システム(60)と、
前記ケーブル配送システムに近接した複数のケーブル加工モジュール(30)と、を含み、
前記複数のケーブル加工モジュールは、
シールドケーブル(10)の端部(10a)からジャケット(2)の一部分(2a)を自動で除去するように構成されたジャケットスラグ引っ張りモジュール(42)と、
前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールの下流側に位置するシールドトリミングモジュール(44)と、を含み、当該シールドトリミングモジュールは、前記ジャケットの前記一部分が除去された領域において前記シールドケーブルから露出するシールド(4)の一部分を自動でトリミングするように構成されている、システム。
付記2. 前記シールドトリミングモジュールは、
第1穴(194)を有する第1プレス金型(184)であって、前記第1穴の穴縁部(194c)が前記第1プレス金型の第1表面(185)との交差部分に位置する第1プレス金型と、
第2プレス金型(186)であって、当該第2プレス金型の第2表面(187)に交差し且つ前記第1穴と一直線に並ぶ第2穴(196)を有するとともに、前記第1プレス金型に接触する第1位置と、前記第1プレス金型から離間して非接触になる第2位置との間で、前記第1プレス金型に対して並進移動可能な第2プレス金型と、
前記1プレス金型に取り付けられた第1グリッパー(176)であって、当該第1グリッパーと前記第2プレス金型との間に前記第1プレス金型が位置するように配置された第1グリッパーと、
前記第2プレス金型に取り付けられた第2グリッパー(178)であって、当該第2グリッパーと前記第1プレス金型との間に前記第2プレス金型が位置するように配置された第2グリッパーと、
を含む、付記1に記載のシステム。
付記3. 前記複数のケーブル加工モジュールは、前記シールドトリミングモジュールの下流側に位置するスリーブ装着モジュール(52)をさらに含み、当該スリーブ装着モジュールは、前記シールドのうちトリミングされていない露出部分を含むように、前記シールドケーブルの一部分に対してスリーブ(12)を自動で配置及び収縮させるように構成されている、付記1又は2に記載のシステム。
付記4. 前記スリーブ装着モジュールは、
スリーブ(12)を構成する材料を溶融させるのに十分な熱を生成可能なヒータ(174)と、
前記シールドケーブルを挟んで移動させることができるニップを形成するように配置された一対のホイール(16、18)と、
前記一対のホイールのうちの少なくとも1つに機能的に接続されて、前記ホイールの回転を駆動するモータ(72)と、
入口側から出口側に前記ケーブルを案内するように構成されたじょうご部(170)と、
前記じょうご部の前記出口側から延出するように前記じょうご部に取り付けられているか、又は、一体成形されたじょうご延長部(172a~172c)であって、前記シールドケーブルと前記スリーブとの間に入り込むように構成された枝部を有するじょうご延長部と、
コンピュータ(162)と、を含み、
当該コンピュータは、以下の操作、すなわち、
前記ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、所与の長さ分の前記シールドケーブルを前記じょうご部に挿入すること、
前記シールドケーブルのうち前記じょうご延長部から延出する部分に前記スリーブを融着させるように、前記ヒータを制御すること、及び、
前記スリーブの融着後に、前記ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させること、を実行するように構成されている、付記3に記載のシステム。
付記5. 前記複数のケーブル加工モジュールは、前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールの上流側に位置するレーザ刻印モジュール(40)をさらに含み、当該レーザ刻印モジュールは、前記シールドケーブルの前記ジャケットに自動で刻み目を付けて、前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールによって除去されるジャケット部分を規定するように構成されている、付記1~4のいずれかに記載のシステム。
付記6. 前記ケーブル配送システムによって支持されたパレット(64)と、
前記パレットに回転可能に接続された駆動ホイール(16)と、
前記駆動ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータ(72)と、
前記パレットに回転可能に接続されるとともに、前記駆動ホイールとの間にニップを形成する遊動ホイール(18)と、
をさらに含み、
前記複数のケーブル加工モジュールのうちの少なくとも1つは、コンピュータシステム(162)を含み、当該コンピュータシステムは、以下の操作、すなわち、
前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記シールドケーブルの端部を前記ケーブル加工モジュールに挿入すること、
前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記シールドケーブルの前記端部に対して作業を行うこと、及び、
前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記シールドケーブルの前記端部を前記ケーブル加工モジュールから離脱させること、を行うように構成されている、付記1~5のいずれかに記載のシステム。
付記7. 前記モータの出力シャフト(74)の段階的な角回転に対応するパルスを出力するように構成された回転エンコーダ(73)をさらに含み、前記複数のケーブル加工モジュールのうちの少なくとも1つは、
前記駆動ホイール及び遊動ホイールに対向する位置に取り付けられたじょうご部(22)と、
前記じょうご部の前方の走査面(11)内における送信光の妨害が開始したことを示すケーブル先端位置信号を発信するように配置及び構成された光電センサ(28)と、
をさらに含み、
前記コンピュータシステムは、さらに、前記ケーブル先端位置信号を受けて、前記回転エンコーダによって出力されるパルスをカウントし始めるとともに、特定の目標長さのシールドケーブルが前記ケーブル加工モジュールに挿入されたことを表す特定の値に前記カウントが到達すると、前記モータを停止するように構成されている、付記6に記載のシステム。
付記8. 前記光電センサは、走査光ビーム送信機(28a)と、光検出素子(28b)のアレイと、を含み、前記コンピュータシステムは、さらに、以下の操作、すなわち、
前記走査光ビーム送信機から前記光検出素子のアレイが受け取る光の妨害の長さを算出すること、
前記算出した妨害長さを、前記シールドケーブルの直径を表す参照データと比較すること、及び、
前記算出した妨害長さと前記参照データとの差異が特定の閾値を超えた際に警告信号を出すこと、を行うように構成されている、付記7に記載のシステム。
付記9. ケーブル(10)の端部(10a)を加工するためのシステム(110、111)であって、
ケーブル配送システム(60)と、
前記ケーブル配送システムにアクセス可能な複数のワークステーション(30)に位置する複数のケーブル加工モジュールと、
一対のホイール(16、18)であって、当該ホイールの間のニップに前記ケーブルがある際に、前記複数のケーブル加工モジュールのうちの1つに前記ケーブルを押し込むように動作可能なホイールと、
前記ホイールを保持するように構成された装置(64)と、
前記ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータ(72)と、を含み、
前記複数のケーブル加工モジュールのうちの各ケーブル加工モジュールは、
前記ケーブルの端部に対して作業を行うケーブル加工機器(24)と、
コンピュータシステム(162)と、を含み、当該コンピュータシステムは、前記ワークステーションの其々に前記ケーブルが順次到着すると、以下の操作、すなわち、
前記ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させ、これにより、前記ホイールを保持するように構成された前記装置に隣接する前記ケーブル加工モジュールにおけるケーブル加工機器に対して前記ケーブルの前記端部を挿入すること、
前記ケーブルの前記端部が挿入された前記ケーブル加工機器を作動させて、前記挿入された前記端部に対して作業を行うこと、及び、
前記ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させること、を行うように構成されている、システム。
付記10. 前記複数のケーブル加工モジュールは、前記ケーブル配送システムに沿って下記の順に配置された複数のケーブル加工モジュール、即ち、
ケーブル(10)のジャケット(2)に対してレーザで周方向の刻み目をつける作業を自動で行うように構成された第1ケーブル加工機器(40)と、
前記レーザの刻み目を先端とする前記ジャケットの一部分(2a)を、前記ケーブルの前記端部から自動で引き剥がすように構成されており、これにより前記ケーブルのシールド(4)の一部分を露出させる第2ケーブル加工機器(43)と、
前記ケーブルにおける前記シールドの前記露出部分の一部分を自動でトリミングするように構成された第3ケーブル加工機器(45)と、
前記シールドの露出部分のうち前記トリミング後に残っている部分を囲むように、前記ケーブルの一部分に対してはんだスリーブ(12)を自動で装着するように構成された第4ケーブル加工機器(52)と、
を含む、付記9に記載のシステム。
付記11. 前記複数のケーブル加工モジュールのうちの1つは、ジャケット(2)の一部分(2a)が除去された領域において前記ケーブルから露出するシールド(4)の一部分を自動でトリミングするように構成されたシールドトリミングモジュール(44)を含む、付記9又は10に記載のシステム。
付記12. 前記複数のケーブル加工モジュールのうちの他の1つは、前記シールドトリミングモジュールの下流に位置するスリーブ装着モジュール(52)を含み、当該スリーブ装着モジュールは、前記シールドのうちトリミングされていない露出部分を含むように、前記ケーブルの一部分に対してスリーブ(12)を自動で配置及び収縮させるように構成されている、付記11に記載のシステム。
付記13. ケーブル(10)の端部(10a)を加工するための方法であって、
ニップを形成する駆動ホイール及び遊動ホイール(16、18)を支持するパレット(64)に、ケーブル(10)のコイルを載置することと、
前記パレットを搬送システム(60)に載置することと、
前記駆動ホイールと前記遊動ホイールとの間にケーブルの端部(10a)を配置することと、
前記駆動ホイール及び前記遊動ホイールを回転させて、前記駆動ホイール及び前記遊動ホイールの前方にある所定のケーブル先端位置に前記ケーブルの先端(10b)を移動させることと、
ワークステーションにあるケーブル加工モジュール(30)であって、前記ケーブルの前記端部に対して作業を行うように構成されたケーブル加工機器(24)、及び、前記ケーブル加工機器の前方にあるじょうご部(22)を含む加工モジュールに隣接する位置に前記パレットを搬送することと、
前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させて、前記ケーブルの前記端部を、前記じょうご部を介して前記ケーブル加工機器に挿入することと、
前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記ケーブルの前記端部に対して作業を行うことと、
前記作業の完了後に、前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させることと、を含む、方法。
付記14. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、レーザで刻み目を付ける作業である、付記13に記載の方法。
付記15. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、ジャケットスラグを引き剥がす作業である、付記13に記載の方法。
付記16. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、シールドトリミングである、付記13に記載の方法。
付記17. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、スリーブ装着である、付記13に記載の方法。
付記18.ケーブル(10)の端部(10a)を加工するためのシステム(110、111)であって、
ケーブル配送システム(60)と、
前記ケーブル配送システムにアクセス可能なワークステーションに位置するケーブル加工モジュール(30)と、
前記ケーブル配送システムによって支持されたパレット(64)と、
前記パレットに回転可能に接続された駆動ホイール(16)と、
前記駆動ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータ(72)と、
前記パレットに回転可能に接続されるとともに、前記駆動ホイールとの間にニップを形成する遊動ホイール(18)と、を含み、
前記ケーブル加工モジュールは、
ケーブル(10)の端部(10a)に対して作業を行うケーブル加工機器(24)と、
コンピュータシステム(162)と、を含み、当該コンピュータシステムは、以下の操作、すなわち、
前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器に挿入すること、
前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記ケーブルの前記端部に対して前記作業を行うこと、及び、
前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させること、を行うように構成されている、システム。
付記19. 前記モータの出力シャフト(74)の段階的な角回転に対応するパルスを出力するように構成された回転エンコーダ(73)をさらに含み、前記ケーブル加工モジュールは、
前記駆動ホイール及び遊動ホイールに対向する位置にある前記ケーブル加工機器に取り付けられたじょうご部(22)と、
前記じょうご部の前方の走査面(11)内における送信光の妨害が開始したことを示すケーブル先端位置信号を発信するように配置及び構成された光電センサ(28)と、をさらに含み、
前記コンピュータシステムは、さらに、前記ケーブル先端位置信号を受けて、前記回転エンコーダによって出力されるパルスをカウントし始めるとともに、特定の目標長さのケーブルが前記ケーブル加工モジュールに挿入されたことを表す特定の値に前記カウントが到達すると、前記モータを停止するように構成されている、付記18に記載のシステム。
付記20. 前記光電センサは、走査光ビーム送信機(28a)と、光検出素子(28b)のアレイとを含み、前記コンピュータシステムは、さらに、以下の操作、すなわち、
前記走査光ビーム送信機から前記光検出素子のアレイが受け取る光の妨害の長さを算出すること、
前記算出した妨害長さを、前記ケーブルの直径を表す参照データと比較すること、及び、
前記算出した妨害長さと前記参照データとの差異が特定の閾値を超えた際に警告信号を出すことと、を行うように構成されている、付記19に記載のシステム。
以下に記載のプロセスに関する請求項は、請求項の文言が、請求項に記載の工程のうちのいくつか又はすべてが実行される特定の順序を示す条件を明示的に述べていない限り、これらの工程を、アルファベット順(請求項におけるアルファベットを用いた順序付けは、先に記載した工程に言及する目的のみで用いられている)又は記載順に実行することを要件としていると解釈されるべきではない。また、プロセスに関する請求項は、請求項の文言がそのような解釈を排除する条件を明示的に述べていない限り、2つ以上の工程の任意の部分を同時に実行することや、交互に実行することを排除していると解釈されるべきではない。

Claims (20)

  1. シールドケーブルの端部を加工するためのシステムであって、
    ケーブル配送システムと、
    前記ケーブル配送システムに近接した複数のケーブル加工モジュールと、を含み、
    前記複数のケーブル加工モジュールは、
    シールドケーブルの端部からジャケットの一部分を自動で除去するように構成されたジャケットスラグ引っ張りモジュールと、
    前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールの下流側に位置するシールドトリミングモジュールであって、前記ジャケットの前記一部分が除去された領域において前記シールドケーブルから露出するシールドの一部分を自動でトリミングするように構成されているシールドトリミングモジュールと、
    前記シールドトリミングモジュールの下流側に位置するスリーブ装着モジュールであって、入口側から出口側に前記ケーブルを案内するように構成されたじょうご部を含むスリーブ装着モジュールと、を含む、システム。
  2. 前記シールドトリミングモジュールは、
    第1穴を有する第1プレス金型であって、前記第1穴の穴縁部が前記第1プレス金型の第1表面との交差部分に位置する第1プレス金型と、
    第2プレス金型であって、当該第2プレス金型の第2表面に交差し且つ前記第1穴と一直線に並ぶ第2穴を有するとともに、前記第1プレス金型に接触する第1位置と、前記第1プレス金型から離間して非接触になる第2位置との間で、前記第1プレス金型に対して並進移動可能な第2プレス金型と、
    前記1プレス金型に取り付けられた第1グリッパーであって、当該第1グリッパーと前記第2プレス金型との間に前記第1プレス金型が位置するように配置された第1グリッパーと、
    前記第2プレス金型に取り付けられた第2グリッパーであって、当該第2グリッパーと前記第1プレス金型との間に前記第2プレス金型が位置するように配置された第2グリッパーと、
    を含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記スリーブ装着モジュールは、前記シールドのうちトリミングされていない露出部分を含むように、前記シールドケーブルの一部分に対してスリーブを自動で配置及び収縮させるように構成されている、請求項1又は2に記載のシステム。
  4. 前記スリーブ装着モジュールは、
    スリーブを構成する材料を溶融させるのに十分な熱を生成可能なヒータと、
    前記シールドケーブルを挟んで移動させることができるニップを形成するように配置された一対のホイールと、
    前記一対のホイールのうちの少なくとも1つに機能的に接続されて、前記ホイールの回転を駆動するモータと、
    前記じょうご部の前記出口側から延出するように前記じょうご部に取り付けられているか、又は、一体成形されたじょうご延長部であって、前記シールドケーブルと前記スリーブとの間に入り込むように構成された枝部を有するじょうご延長部と、
    コンピュータと、
    を含み、当該コンピュータは、以下の操作、すなわち、
    前記ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、所与の長さ分の前記シールドケーブルを前記じょうご部に挿入すること、
    前記シールドケーブルのうち前記じょうご延長部から延出する部分に前記スリーブを融着させるように、前記ヒータを制御すること、及び、
    前記スリーブの融着後に、前記ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させること、を実行するように構成されている、請求項3に記載のシステム。
  5. 前記複数のケーブル加工モジュールは、前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールの上流側に位置するレーザ刻印モジュールをさらに含み、当該レーザ刻印モジュールは、前記シールドケーブルの前記ジャケットに自動で刻み目を付けて、前記ジャケットスラグ引っ張りモジュールによって除去されるジャケット部分を規定するように構成されている、請求項1~4のいずれかに記載のシステム。
  6. 前記ケーブル配送システムによって支持されたパレットと、
    前記パレットに回転可能に接続された駆動ホイールと、
    前記駆動ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータと、
    前記パレットに回転可能に接続されるとともに、前記駆動ホイールとの間にニップを形成する遊動ホイールと、
    をさらに含み、
    前記複数のケーブル加工モジュールのうちの少なくとも1つは、コンピュータシステムを含み、当該コンピュータシステムは、以下の操作、すなわち、
    前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記シールドケーブルの端部を前記ケーブル加工モジュールに挿入すること、
    前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記シールドケーブルの前記端部に対して作業を行うこと、及び、
    前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記シールドケーブルの前記端部を前記ケーブル加工モジュールから離脱させること、を行うように構成されている、請求項1~5のいずれかに記載のシステム。
  7. 前記モータの出力シャフトの段階的な角回転に対応するパルスを出力するように構成された回転エンコーダをさらに含み、前記複数のケーブル加工モジュールのうちの少なくとも1つは、
    前記じょうご部の前方の走査面内における送信光の妨害が開始したことを示すケーブル先端位置信号を発信するように配置及び構成された光電センサ をさらに含み、
    前記コンピュータシステムは、さらに、前記ケーブル先端位置信号を受けて、前記回転エンコーダによって出力されるパルスをカウントし始めるとともに、特定の目標長さのシールドケーブルが前記ケーブル加工モジュールに挿入されたことを表す特定の値に前記カウントが到達すると、前記モータを停止するように構成されている、請求項6に記載のシステム。
  8. 前記光電センサは、走査光ビーム送信機と、光検出素子のアレイと、を含み、前記コンピュータシステムは、さらに、以下の操作、すなわち、
    前記走査光ビーム送信機から前記光検出素子のアレイが受け取る光の妨害の長さを算出すること、
    前記算出した妨害長さを、前記シールドケーブルの直径を表す参照データと比較すること、及び、
    前記算出した妨害長さと前記参照データとの差異が特定の閾値を超えた際に警告信号を出すこと、を行うように構成されている、請求項7に記載のシステム。
  9. ケーブルの端部を加工するためのシステムであって、
    ケーブル配送システムと、
    前記ケーブル配送システムにアクセス可能な複数のワークステーションに位置する複数のケーブル加工モジュールと、
    一対のホイールであって、当該ホイールの間のニップに前記ケーブルがある際に、前記複数のケーブル加工モジュールのうちの1つに前記ケーブルを押し込むように動作可能なホイールと、
    前記ホイールを保持するように構成された装置と、
    前記ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータと、
    を含み、
    前記複数のケーブル加工モジュールのうちの各ケーブル加工モジュールは、
    入口側から出口側に前記ケーブルを案内するように構成されたじょうご部と、
    前記ケーブルの端部に対して作業を行うケーブル加工機器と、
    コンピュータシステムと、を含み、当該コンピュータシステムは、前記ワークステーションの其々に前記ケーブルが順次到着すると、以下の操作、すなわち、
    前記ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させ、これにより、前記ホイールを保持するように構成された前記装置に隣接する前記ケーブル加工モジュールにおけるケーブル加工機器に対して前記ケーブルの前記端部を挿入すること、
    前記ケーブルの前記端部が挿入された前記ケーブル加工機器を作動させて、前記挿入された前記端部に対して作業を行うこと、及び、
    前記ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させること、を行うように構成されている、システム。
  10. 前記複数のケーブル加工モジュールは、前記ケーブル配送システムに沿って下記の順に配置された複数のケーブル加工モジュール、即ち、
    ケーブルのジャケットに対してレーザで周方向の刻み目をつける作業を自動で行うように構成された第1ケーブル加工機器と、
    前記レーザの刻み目を先端とする前記ジャケットの一部分を、前記ケーブルの前記端部から自動で引き剥がすように構成されており、これにより前記ケーブルのシールドの一部分を露出させる第2ケーブル加工機器と、
    前記ケーブルにおける前記シールドの露出部分の一部分を自動でトリミングするように構成された第3ケーブル加工機器と、
    前記シールドの露出部分のうち前記トリミング後に残っている部分を囲むように、前記ケーブルの一部分に対してはんだスリーブを自動で装着するように構成された第4ケーブル加工機器と、
    を含む、請求項9に記載のシステム。
  11. 前記複数のケーブル加工モジュールのうちの1つは、ジャケットの一部分が除去された領域において前記ケーブルから露出するシールドの一部分を自動でトリミングするように構成されたシールドトリミングモジュールを含む、請求項9又は10に記載のシステム。
  12. 前記複数のケーブル加工モジュールのうちの他の1つは、前記シールドトリミングモジュールの下流に位置するスリーブ装着モジュールを含み、当該スリーブ装着モジュールは、前記シールドのうちトリミングされていない露出部分を含むように、前記ケーブルの一部分に対してスリーブを自動で配置及び収縮させるように構成されている、請求項11に記載のシステム。
  13. ケーブルの端部を加工するための方法であって、
    ニップを形成する駆動ホイール及び遊動ホイールを支持するパレットに、ケーブルのコイルを載置することと、
    前記パレットを搬送システムに載置することと、
    前記駆動ホイールと前記遊動ホイールとの間にケーブルの端部を配置することと、
    前記駆動ホイール及び前記遊動ホイールを回転させて、前記駆動ホイール及び前記遊動ホイールの前方にある所定のケーブル先端位置に前記ケーブルの先端を移動させることと、
    ワークステーションにあるケーブル加工モジュールであって、前記ケーブルの前記端部に対して作業を行うように構成されたケーブル加工機器、及び、前記ケーブル加工機器の前方にあるじょうご部含むケーブル加工モジュールに隣接する位置に前記パレットを搬送することと、
    前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させて、前記ケーブルの前記端部を、前記じょうご部を介して前記ケーブル加工機器に挿入することと、
    前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記ケーブルの前記端部に対して作業を行うことと、
    前記作業の完了後に、前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させることと、を含む、方法。
  14. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、レーザで刻み目を付ける作業である、請求項13に記載の方法。
  15. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、ジャケットスラグを引き剥がす作業である、請求項13に記載の方法。
  16. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、シールドトリミングである、請求項13に記載の方法。
  17. 前記ケーブル加工機器によって行われる作業は、スリーブ装着である、請求項13に記載の方法。
  18. ケーブルの端部を加工するためのシステムであって、
    ケーブル配送システムと、
    前記ケーブル配送システムにアクセス可能なワークステーションに位置するケーブル加工モジュールと、
    前記ケーブル配送システムによって支持されたパレットと、
    前記パレットに回転可能に接続された駆動ホイールと、
    前記駆動ホイールの回転を駆動するために機能的に接続されたモータと、
    前記パレットに回転可能に接続されるとともに、前記駆動ホイールとの間にニップを形成する遊動ホイールと、を含み、
    前記ケーブル加工モジュールは、
    ケーブルの端部に対して作業を行うケーブル加工機器と、
    前記駆動ホイール及び前記遊動ホイールに対向する位置にある前記ケーブル加工機器に取り付けられたじょうご部と、
    コンピュータシステムと、を含み、当該コンピュータシステムは、以下の操作、すなわち、
    前記駆動ホイールをケーブル押出し方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器に挿入すること、
    前記ケーブル加工モジュールを作動させて、前記ケーブルの前記端部に対して前記作業を行うこと、及び、
    前記駆動ホイールをケーブル引っ張り方向に回転させるように前記モータを作動させて、前記ケーブルの前記端部を前記ケーブル加工機器から離脱させること、を行うように構成されている、システム。
  19. 前記モータの出力シャフトの段階的な角回転に対応するパルスを出力するように構成された回転エンコーダをさらに含み、前記ケーブル加工モジュールは、
    前記じょうご部の前方の走査面内における送信光の妨害が開始したことを示すケーブルと、
    先端位置信号を発信するように配置及び構成された光電センサと、をさらに含み、
    前記コンピュータシステムは、さらに、前記ケーブル先端位置信号を受けて、前記回転エンコーダによって出力されるパルスをカウントし始めるとともに、特定の目標長さのケーブルが前記ケーブル加工モジュールに挿入されたことを表す特定の値に前記カウントが到達すると、前記モータを停止するように構成されている、請求項18に記載のシステム。
  20. 前記光電センサは、走査光ビーム送信機と、光検出素子のアレイとを含み、前記コンピュータシステムは、さらに、以下の操作、すなわち、
    前記走査光ビーム送信機から前記光検出素子のアレイが受け取る光の妨害の長さを算出すること、
    前記算出した妨害長さを、前記ケーブルの直径を表す参照データと比較すること、及び、
    前記算出した妨害長さと前記参照データとの差異が特定の閾値を超えた際に警告信号を出すことと、を行うように構成されている、請求項19に記載のシステム。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11120928B2 (en) * 2018-11-19 2021-09-14 The Boeing Company Apparatus for installing a sleeve on a cable
US11070019B2 (en) * 2018-11-19 2021-07-20 The Boeing Company System for processing an end of a cable
US11070007B2 (en) * 2018-11-19 2021-07-20 The Boeing Company System configured to position a tip of a cable
CN113013795B (zh) * 2021-04-28 2022-07-05 广东电网有限责任公司梅州供电局 一种剥线装置及剥线方法
CN117542585B (zh) * 2024-01-08 2024-03-12 营口阿部配线有限公司 一种线束屏蔽线保护套推动拉伸装置及其使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001357960A (ja) 2000-06-12 2001-12-26 Yazaki Corp シールド電線加工装置及びシールド電線加工方法
JP2007020342A (ja) 2005-07-08 2007-01-25 Shibuya Kogyo Co Ltd 同軸ケーブル処理方法およびその装置
US20180062340A1 (en) 2013-07-22 2018-03-01 Frisimos, Ltd. System and method for automatic robotic cable connector assembly using a cartridge

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB874409A (en) * 1959-09-30 1961-08-10 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to cable sheathing
DE3210014C2 (de) 1982-03-19 1985-05-15 Albert-Frankenthal Ag, 6710 Frankenthal Vorrichtung zum Zuführen von Klammerdraht zu einer Klammerbildungseinrichtung
US4455745A (en) * 1982-06-07 1984-06-26 Amp Incorporated Method and apparatus for trimming shielded cable
US4685636A (en) 1985-06-24 1987-08-11 Mts Vektronics Corporation Reel and reel handling system
EP0236970B1 (en) 1986-03-11 1990-12-27 WesTech Gear Corporation Apparatus for pulling small-diameter fragile cable
JPH0315211A (ja) * 1989-06-09 1991-01-23 Nippon Autom Mach Kk シールドワイヤー加工装置
US5125154A (en) 1990-09-28 1992-06-30 The Boeing Company Automated termination station and method of using same
US5152395A (en) 1990-09-28 1992-10-06 The Boeing Company Wire carrier and method of using same
US5072632A (en) * 1991-01-23 1991-12-17 The Boeing Company Multiconductor cable stripper
JPH05198342A (ja) * 1992-01-20 1993-08-06 Sumitomo Wiring Syst Ltd シールド電線の端末処理方法及びシールド部導線接続用端子
US5272941A (en) * 1993-02-10 1993-12-28 Western Electronic Products Cable severing and stripping apparatus
US5749756A (en) * 1995-10-27 1998-05-12 The Whitaker Corporation Sealed corrosion-proof crimped terminal of splice
IE970917A1 (en) 1997-12-22 1999-06-30 Qualtron R & D Teoranta A Cable Harness Production System
EP1096628B1 (de) * 1999-11-01 2004-07-07 Schleuniger Holding AG Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen der Abschirmung von einem Kabel
JP2003045602A (ja) * 2001-07-27 2003-02-14 Occ Corp コルゲート同軸ケーブルのコネクタ取り付け装置、取り付け方法、及び、取り付け用工具
SE519706C2 (sv) 2001-08-03 2003-04-01 Flexlink Components Ab Arbetsmodul för anslutning till en huvudtransportör i ett konveyersystem innefattande en ändlös kedja, samt en transportenhet
US6857550B2 (en) 2003-01-15 2005-02-22 The Boeing Company Optically baffled solder sleeve heating station
JP2005328649A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Olympus Corp シールドケーブル端末処理装置及びシールドケーブル端末処理方法
TW200836578A (en) 2006-11-27 2008-09-01 Momentive Performance Mat Inc Quartz encapsulated heater and heater assembly thereof
CN101801596B (zh) 2007-09-14 2012-05-09 柔性连接部件股份公司 输送器系统用的提升装置、输送器系统和方法
EP2091121B1 (de) * 2008-02-13 2012-04-18 Nexans Vorrichtung für eine Verbindungsstelle zwischen zwei elektrischen Hochspannungskabeln mit unterschiedlichen Durchmessern
US8096830B2 (en) * 2008-05-08 2012-01-17 Belden Inc. Connector with deformable compression sleeve
CN102195226B (zh) * 2010-03-12 2014-09-03 库迈思控股股份公司 线缆供给和旋转系统
SE535457C2 (sv) 2010-09-24 2012-08-14 Flexlink Components Ab Bärarpuck
US9162313B2 (en) 2010-12-23 2015-10-20 Lincoln Global, Inc. Wire feeder wire drive design
CN203679474U (zh) 2014-01-27 2014-07-02 惠涌 精密点焊机
US9966742B2 (en) 2014-07-29 2018-05-08 The Boeing Company Apparatus for cable processing
US9920222B2 (en) 2014-11-04 2018-03-20 Nordson Corporation System and method for dispensing hot melt adhesives
EP3021420B1 (de) * 2014-11-12 2017-01-11 MD Elektronik GmbH Mehradriges geschirmtes Kabel und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kabels
CN104482948B (zh) * 2014-11-25 2016-08-24 佛山轻子精密测控技术有限公司 一种高精度的旋转编码器及其测量方法
US9612210B2 (en) 2015-06-25 2017-04-04 The Boeing Company Systems and methods for automatically inspecting wire segments
CN105048365B (zh) * 2015-08-12 2017-06-23 清华大学 非侵入式高压输电电缆在线自动维护和缺陷修复系统
US10730132B2 (en) 2015-12-28 2020-08-04 Illinois Tool Works Inc. Reciprocating wire feed welding system and method
US11123176B2 (en) * 2016-03-13 2021-09-21 Pontis Orthopaedics Llc Apparatus and method for repair of disruptions between bones
US11340575B2 (en) * 2017-03-15 2022-05-24 The Boeing Company Apparatus, system, and method for picking, placing, and melting solder sleeves onto shielded electrical wires and cables
US10742005B2 (en) 2017-04-25 2020-08-11 The Boeing Company Cable processing apparatus and method
US10810728B2 (en) * 2018-11-19 2020-10-20 The Boeing Company Method for using a vision system to evaluate shield trims on shielded cables
US11101582B2 (en) * 2018-11-19 2021-08-24 The Boeing Company Methods and apparatus for installing sleeve on cable using active dimensional analysis
US11070007B2 (en) * 2018-11-19 2021-07-20 The Boeing Company System configured to position a tip of a cable
US11329460B2 (en) * 2018-11-19 2022-05-10 The Boeing Company Method for trimming cable shield
US11070019B2 (en) * 2018-11-19 2021-07-20 The Boeing Company System for processing an end of a cable

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001357960A (ja) 2000-06-12 2001-12-26 Yazaki Corp シールド電線加工装置及びシールド電線加工方法
JP2007020342A (ja) 2005-07-08 2007-01-25 Shibuya Kogyo Co Ltd 同軸ケーブル処理方法およびその装置
US20180062340A1 (en) 2013-07-22 2018-03-01 Frisimos, Ltd. System and method for automatic robotic cable connector assembly using a cartridge

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