KR101074623B1 - 와이어 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치 - Google Patents

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크리스토퍼 존 카라스크
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타이코 일렉트로닉스 코포레이션
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Abstract

종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치(134)는 종단 기계의 종단 영역에 근접하여 위치하도록 구성된 지지 하우징(130)을 포함한다. 와이어 그립 메커니즘(134)은, 지지 하우징(130)에 연결되며, 와이어 정렬축을 규정한다. 와이어 그립 메커니즘(134)은 와이어 정렬축(136)을 따라 와이어(104)를 유지하도록 구성된다. 와이어 그립 메커니즘(134)과 와이어(104)는 와이어 정렬축(136)을 횡단하도록 배향된 선형 이송 경로를 따라 지지 하우징(130)에 대하여 이동가능하다. 전기 액추에이터(132)는 지지 하우징(130)에 장착되며 와이어 그립 메커니즘(134)에 연결된다. 전기 액추에이터(132)는 와이어 그립 메커니즘(134)을 선형 이송 경로를 따라 구동한다.

Description

와이어 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치{WIRE POSITIONING DEVICE FOR A WIRE TERMINATION MACHINE}
본 발명은 일반적으로 와이어 종단 기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 와이어 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치에 관한 것이다.
와이어 종단 기계는 단자를 와이어의 단(end)에 기계적으로 부착하는 데 사용된다. 예시적인 한 유형의 기계로는, 일괄 종단 기계(bench termination machine)나 리드 제조 기계(leadmaking machine)와 같은 압착 기계(crimping machine)가 있다. 와이어 종단 공정 동안, 와이어는 압착 기계의 종단 영역에 제공된다. 단자를 와이어에 부착하는 동안, 와이어는 단자를 향하여 수직 하향하게 되고, 단자는 와이어에 대하여 압착되며, 이어서 와이어는 다시 상측으로 상승하게 된다. 와이어의 상승 및 하강을 일반적으로 통크 모션(tonk motion)이라 칭한다. 압착 동안 단자에 대한 와이어 상승의 타이밍 및 위치 관계는 압착 품질에 영향을 끼친다.
통상적으로, 와이어 종단 기계는 와이어를 유지하는 이송 아암 조립체(transfer arm assembly)를 포함한다. 이 장치는 스프링이 로딩되어 있으며 와이어 종단 공정 동안 수직 방향으로 이동가능하다. 종래의 와이어 종단 기계는, 와이어 종단 공정 동안 이송 아암 조립체와 맞물리는 와이어 종단 기계의 램(ram)으로부터 연장되는 통크 아암을 포함한다. 램이 압착 스트로크를 통해 이동함에 따라, 통크 아암은, 장치를 하향 가압하고, 이에 따라 와이어를 통크 모션을 따라 이동시키게 된다.
알려져 있는 와이어 종단 기계와 연관된 문제점은, 통크 아암의 이동이 램의 이동과 직접적으로 연관되어 있다는 것이다. 이처럼, 통크 모션의 타이밍과 이동은 램의 타이밍과 이동에 직접적으로 연결되어 있다. 단자에 대한 와이어의 적절한 최종 위치를 얻기 위해서는, 통크 아암의 수직 위치를 조절해야 한다. 따라서, 다른 와이어나 다른 단자를 이용하는 경우, 조작자에 의해 통크 아암의 위치를 수동으로 조절할 필요가 있다. 종단기 및/또는 이송 아암 조립체가 적절히 위치조정되지 않으면, 압착의 품질이 저하된다. 예를 들어, 전부는 아니더라도 많은 와이어 도전체들이 단자 배럴, 또는 와이어 내에 캡처될 수 있다. 또한, 와이어 종단 공정 동안 와이어가 휘어지거나 구부러지는 것처럼, 와이어가 매우 멀리 이동할 수 있고 또는 그렇게 멀리 이동하지 않을 수도 있다. 이는 종단 악화 및/또는 기계 걸림(jamming)으로 이어질 수 있다.
해결책은, 비용 효율적이며 신뢰성있는 방식으로 단자를 와이어에 기계적으로 부착할 수 있는, 본 명세서에서 설명하는 바와 같은 와이어 종단 기계, 및 통크 모션 동안의 와이어 이동량 및 통크 액션 동안의 와이어 이동의 타이밍을 제어할 수 있는 와이어 위치조정 장치에 의해 제공된다. 와이어 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치는, 종단 기계의 종단 영역에 근접하여 배치되도록 구성된 지지 하우징을 포함한다. 와이어 그립 메커니즘(wire gripping mechanism)은 지지 하우징에 연결되며 와이어 정렬축을 규정한다. 와이어 그립 메커니즘은 와이어 정렬축을 따라 와이어를 유지하도록 구성된다. 와이어 그립 메커니즘과 와이어는 지지 하우징에 대하여 이동가능하다. 전기 액추에이터는 지지 하우징에 상호접속되고 와이어 그립 메커니즘에 연결된다. 액추에이터는 와이어 그립 메커니즘의 이동을 구동한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 예를 들어 설명한다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 예시적인 와이어 종단 시스템의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 와이어 종단 시스템의 스테이션들 간에 와이어를 이송하기 위한 와이어 위치조정 장치를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시한 와이어 위치조정 장치의 확대도이다.
도 4는 도 1에 도시한 와이어 종단 시스템의 와이어 스트립 영역(wire stripping zone) 내에 와이어를 위치조정하는 와이어 위치조정 장치를 도시한다.
도 5는 도 1에 도시한 와이어 종단 시스템의 와이어 종단 영역 내의 제1 위치에 와이어를 위치조정하는 와이어 위치조정 장치를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시한 와이어 종단 영역 내의 제2 위치에 와이어를 위치조정하는 와이어 위치조정 장치를 도시한다.
도 1은 (도 5와 도 6에 도시한) 단자(102)를 와이어(104)에 종단하기 위한 예시적인 와이어 종단 시스템(100)의 평면도이다. 와이어 종단 시스템(100)은 리드(lead) 또는 종단된 와이어를 조립하고 제조하는 데 사용되는 다수의 스테이션을 갖는 플랫폼(106)을 포함한다. 도시한 실시예에서, 와이어 종단 시스템(100)은 제1 및 제2 종단 공구(108, 110), 와이어 스트립 공구(112), 및 각각이 플랫폼(106)에 의해 지지되며 플랫폼에 장착되는 제1 및 제2 와이어 위치조정 장치(114, 116)를 포함한다. 종단 공구들(108, 110)의 각각은 단자(102)가 와이어(104)에 종단되는 종단 영역(118)을 포함한다. 와이어 스트립 공구(112)는, 와이어(104)가 절단되고 절연체가 와이어(104)로부터 제거되어 와이어(104)의 도전체가 노출되는 와이어 스트립 영역(120)을 포함한다. 와이어 종단 시스템(100)의 조립체들과 공구들의 각각은 와이어 종단 시스템(100)의 서로 다른 스테이션들 내에 위치하며 이러한 서로 다른 스테이션들을 규정한다. 또한, 와이어 종단 시스템(100)은 와이어(104)를 와이어 종단 시스템(100)에 공급하기 위한 와이어 공급기(122), 및 단자(102)가 종단된 와이어(104)를 잡기 위한 리드 트레이(124)를 포함한다. 와이어 종단 시스템(100)의 구성 요소들의 각각의 동작을 조절하기 위한 컨트롤러(126)가 제공된다.
예시적인 일 실시예에서, 와이어 종단 시스템(100)은 리드 제조 기계이지만, 이러한 기계로 한정하려는 것은 아니다. 예를 들어, 와이어 종단 시스템(100)은 단자를 와이어의 단에 종단하기 위한 일괄 종단 기계일 수 있고, 또는 단자를 와이어의 단에 부착하는 데 사용되는 다른 유형의 기계일 수 있다. 예시적인 와이어 종단 시스템에서, 단자는 소정의 길이의 각 단이나 와이어에 부착되어 리드(lead)를 생성하게 된다. 예를 들어, 소정량의 와이어(104)는 와이어 공급기(122)를 통해 공급되고, 이는 리드를 위해 필요한 리드 길이에 해당한다. 와이어(104)는 제1 와이어 위치조정 장치(114)에 공급되고 와이어 스트립 영역(120)에 제공된다. 와이어 스트립 공구(112)는 와이어(104)를 절단하고 이로부터 소정 길이의 절연체를 스트립하는 데 사용된다.
이어서, 제1 와이어 위치조정 장치(114)는 와이어(104)를 제1 종단 공구(108)의 종단 영역(118)에 이송한다. 단자(102)는 와이어(104)에 부착되어, 리드 또는 종단된 와이어의 일단을 형성하고, 리드는 와이어 스트립 영역(120)으로 다시 이송된다. 이어서, 와이어(104)는 와이어 공급기(122)에 의해 제2 와이어 위치조정 장치(116)에 공급된다. 와이어 스트립 공구(112)는 와이어(104)를 절단하고 스트립하여, 리드의 노출된 제2 단을 형성하게 된다. 제2 와이어 위치조정 장치(116)는 리드의 노출된 단을 제2 종단 공구(110)의 종단 영역(118)에 이송한다. 이어서, 단자(102)는 리드의 노출된 단에 부착되고, 리드는 와이어 스트립 영역(120)으로 다시 이송된다. 이어서, 리드는 리드 트레이(124)에 이송된다.
대체 실시예에서는, 스테이션들 간에 와이어를 이송하기 보다는, 하나의 스테이션에서 와이어 위치조정 장치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 와이어는 일괄 종단 기계 또는 제1 종단 공구(108)와 같은 종단 공구에 위치하는 와이어 위치조정 장치에 직접 제공될 수 있다. 와이어 위치조정 장치의 위치는 종단 공구에 대하여 고정될 수 있지만, 후술하는 바로부터 명백하듯이, 와이어 위치조정 장치는 종단 공구에 대한 와이어의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 와이어 위치조정 장치는 종단 공구의 종단 영역 내에서의 와이어의 수직 위치를 제어할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 종단 공구들(108, 110)은 단자(102)를 와이어(104)에 압착하도록 사용되는 종단 압착 기계에 의해 제공될 수 있지만, 압착이 아닌 공정을 이용하여 단자(102)를 와이어(104)에 부착하는, IDC 기계, 용접 기계 등과 같이 다른 유형의 종단 공구(108, 110)를 이용해도 된다. 또한, 와이어 종단 시스템(100)은 대체 실시예들에서 와이어 종단 시스템 내의 서로 다른 스테이션들에서 추가 공구들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 와이어 종단 시스템(100)은 적어도 하나의 밀봉 스테이션, 적어도 하나의 솔더링 스테이션 등을 포함할 수 있다. 와이어 위치조정 장치들(114, 116)은 와이어(104) 및/또는 리드를 다른 다양한 스테이션들에 이송하는 데 사용될 수 있다.
도 2는 (도 1에 도시한) 와이어 종단 시스템(100)의 스테이션들 간에 와이어(104)를 이송하거나 이동시키기 위한 제1 와이어 위치조정 장치(114)의 예시적인 일 실시예를 도시한다. (도 1에 도시한) 제2 와이어 위치조정 장치(116)는 제1 와이어 위치조정 장치(114)와 유사한 방식으로 형성되고 동작할 수 있다.
와이어 위치조정 장치(114)는 지지 하우징(130), 지지 하우징(130)에 연결된 전기 액추에이터(132), 및 지지 하우징(130)에 이동가능하게 연결되며 전기 액추에이터(132)와 상호 접속된 와이어 그립 메커니즘(134)을 포함한다. 와이어 그립 메커니즘(134)은 와이어(104)를 붙들어 유지하도록 구성된다. 와이어(104)는 와이어 그립 메커니즘(134)을 통해 연장되는 와이어 정렬축(136)을 따라 유지된다. 예시적인 일 실시예에서, 와이어 정렬축(136)은 대략 수평이며 (도 1에 도시한) 플랫폼(106)에 평행하다. 와이어 위치조정 장치(114)가 스테이션들 간에 이송될 때, 와이어(104)는 와이어 그립 메커니즘(134)에 의해 제 위치에서 유지된다. 와이어 그립 메커니즘(134)은, 지지 하우징(130)에 대한 와이어(104)의 상대 위치가 변경될 수 있도록 지지 하우징(130)에 이동가능하게 연결된다. 전기 액추에이터(132)는 지지 하우징(130)에 대하여 와이어 그립 메커니즘(134)을 이동시키도록 구성된다.
와이어 위치조정 장치(114)는 와이어 위치조정 장치(114)를 다양한 스테이션들 간에 이동시키기 위한 이송 장치(138)에 장착된다. 이송 장치(138)는 다양한 스테이션들 간에 회전하는 회전 허브(140)를 포함한다. 회전 허브(140)는 와이어 위치조정 장치(114)의 피봇점으로서 동작하며, 이에 따라 플랫폼(106)에 대한 와이어 위치조정 장치(114)의 고정 위치를 규정한다. 또한, 이송 장치(138)는 외측 및 내측 레일(142, 144)을 갖는 슬라이드 조립체(141)를 포함한다. 외측 레일(142)은 회전 허브(140)에 장착되고 내측 레일(144)은 와이어 위치조정 장치(114)에 장착된다. 내측 레일(144)은 와이어 위치조정 장치(114)와 회전 허브(140) 간의 상대적 이동을 위해 외측 레일(142)에 슬라이딩가능하게 연결된다. 그러나, 다른 유형의 이동도, 당업자에게 알려져 있으며, 와이어 위치조정 장치(114)와 회전 허브(140) 간의 상대적 이동을 허용하도록 이용될 수 있다.
와이어 위치조정 장치(114)는 와이어(104)를 3차원 좌표계 내에 위치시키도록 구성된다. 와이어 위치조정 장치(114)를 와이어(104)를 수직 방향과 수평 방향으로 위치시키는 것으로서 도시하고 설명하고 있지만, 와이어 위치조정 장치(114)는 와이어(104)를 비수평 방향 또는 비수직 방향으로 이송 및/또는 이동시킬 수 있다고 인식된다. 일반적으로, 수평 이동은 X-Y 면에서의 이동에 관한 것이고, 수직 이동은 Z 방향으로의 이동에 관한 것이다. 일반적으로, 플랫폼(106)은 X-Y 면을 따라 배향되고, 이에 따라 플랫폼(106)에 평행한 이동을 수평 이동으로서 고려하고 플랫폼(106)에 수직하는 이동을 수직 이동으로서 고려한다고 가정한다. 그러나, 플랫폼(106)이 비수평적으로 배향되면, 와이어 위치조정 장치(114)는 와이어(104)를 비수평 방향 또는 비수직 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
와이어 위치조정 장치(114)는, 회전가능하며, 화살표 A의 방향과 같이, 수평면을 따라 배향된 회전 수평 이송 경로를 따라 와이어(104)를 이동시킨다. 와이어 위치조정 장치(114)는 플랫폼(106)에 대한 지지 하우징(130) 및 이에 따른 와이어 그립 메커니즘(134)의 상대 위치를 제어하도록 회전 수평 이송 경로를 따라 이동한다. 회전 허브(140)는 다양한 스테이션들 간의 회전 수평 이송 경로를 따라 와이어 위치조정 장치(114)를 스윙한다. 회전 허브(140)는 전기 액추에이터, 공압 액추에이터, 또는 다른 방식에 의해 회전 수평 이송 경로를 따라 기동할 수 있다. 와이어 위치조정 장치(114)는 회전 수평 이송 경로를 따라 이동할 때 플랫폼(106)에 대략 평행하게 이동한다.
또한, 회전 수평 방향에 더하여, 와이어 위치조정 장치(114)는 와이어(104)를 화살표 B의 방향과 같이 선형 수평 이송 경로를 따라 이동시킨다. 와이어 위치조정 장치(114)는 회전 허브(140)에 대한 지지 하우징(130) 및 이에 따른 와이어 그립 메커니즘(134)의 상대 위치를 제어하도록 선형 수평 이송 경로를 따라 이동한다. 선택 사항으로, 선형 수평 이송 경로는 와이어 정렬축(136)에 대략 평행하게 배향될 수 있다. 와이어 위치조정 장치(114)는 외측과 내측 레일들(142, 144) 간의 상대적 이동을 이용하여 선형 수평 이송 경로를 따라 연장 위치와 철회 위치(retracted position) 간에 슬라이딩한다. 연장 위치에서, 지지 하우징(130)은 소정의 이동 범위를 따라 회전 허브(140)로부터 가장 멀리 이격된다. 철회 위치에서, 지지 하우징(130)은 소정의 이동 범위를 따라 회전 허브(140)에 가장 근접하게 된다. 와이어 위치조정 장치(114)는 전기 액추에이터, 공압 액추에이터, 또는 다른 방식에 의해 선형 수평 이송 경로를 따라 기동할 수 있다. 선택 사항으로, 와이어 위치조정 장치(114)는 회전 방향과 선형 수평 방향으로 독립적으로 그리고/또는 동시에 이동할 수 있다.
또한, 와이어 위치조정 장치(114)는, 화살표 C의 방향과 같이 선형 수직 이송 경로를 따라 와이어(104)를 이동시킨다. 수직 이송 경로는 회전 방향과 선형 수평 방향 둘 다에 대략 직교하도록 배향된다. 와이어 위치조정 장치(114)는 지지 하우징(130)에 대한 와이어 그립 메커니즘(134)의 상대 위치를 제어하도록 수직 이송 경로를 따라 이동한다. 수직 이송 경로는 와이어 정렬축(136)을 횡단하도록 배향될 수 있다. 선택 사항으로, 수직 이송 경로는 와이어 정렬축(136)에 대략 수직하도록 배향될 수 있다. 와이어 그립 메커니즘(134)은 수직 이송 경로를 따라 상승 위치와 하강 위치 간에 이동한다. 예시적인 일 실시예에서, 전기 액추에이터(132)는 와이어 그립 메커니즘(134)을 수직 이송 경로를 따라 이동시킨다. 다른 방안으로는, 공압 액추에이터, 또는 다른 소정의 프로그래밍가능하게 제어되는 장치를 이용하여 와이어 그립 메커니즘(134)을 수직 이송 경로를 따라 이동시킬 수 있다. 선택 사항으로, 와이어 위치조정 장치(114)는 회전 방향과 선형 방향으로의 이동에 상관없이 그리고/또는 회전 방향과 선형 방향으로의 이동과 동시에 수직 이송 경로를 따라 이동할 수 있다.
도 3은 지지 하우징(130), 전기 액추에이터(132), 및 와이어 그립 메커니즘(134)을 도시하는 와이어 위치조정 장치(114)의 확대도이다. 지지 하우징(130)은, 전면(152), 후면(154), 측면들(156, 158), 상부(160), 및 하부(162)를 갖는 박스형 본체(150)를 포함한다. 전면(152)은 전기 액추에이터 계면(164)를 규정하고, 상부(160)는 와이어 그립 메커니즘 계면(166)을 규정한다. 전기 액추에이터 계면(164)은 일반적으로 와이어 그립 메커니즘 계면(166)에 대하여 직교하지만, 대체 실시예에서 다른 구성도 가능하다.
제1 및 제2 보어(168, 170)는 상부와 하부(160, 162) 사이의 본체(150)를 완전히 통해 연장된다. 보어들(168, 170)은 와이어 그립 메커니즘(134)을 위한 베어링(172)을 수용한다. 챔버(176)는 전기 액추에이터 계면(164)으로부터 본체(150)를 통해 연장된다. 챔버(176)는 제1 보어(168)에 대하여 개방된다. 더 상세히 후술하는 바와 같이, 챔버(176)는 상승 위치와 하강 위치 사이에서 와이어 그립 메커니즘(134)을 구동하기 위한 전기 액추에이터(132)의 일부를 수용한다.
전기 액추에이터(132)는 구동 샤프트(182)를 구동하는 모터(180)를 포함한다. 모터(180)는 순방향과 역방향으로 동작할 수 있다. 모터(180)는 단일 속도 또는 가변 속도로 동작할 수 있다. 모터는 스테퍼 모터, 서보 모터, 또는 다른 유형의 모터일 수 있다. 커플러(184)는 모터 샤프트(186)를 구동 샤프트(182)에 연결한다. 피니언 기어와 같은 기어(188)는 구동 샤프트(182)의 대향 단에 연결된다. 기어(188)는, 더 상세히 후술하는 바와 같이, 지지 하우징(130)의 챔버(176) 내에 수용되며, 와이어 그립 메커니즘(134)과 맞물린다. 또한, 구동 샤프트 베어링(190)은 챔버(176) 내에서 구동 샤프트를 지지하도록 챔버(176) 내에 수용된다. 링(192)은 챔버(176) 내에서 구동 샤프트 베어링(192)을 유지하는 데 사용된다.
또한, 전기 액추에이터(132)는 구동 샤프트(182)를 둘러싸며 보호하는 구동 샤프트 케이싱(194)을 포함한다. 모터(180)는 케이싱(194)의 일단에 연결되고 지지 하우징(130)은 케이싱(194)의 타단에 연결된다. 케이싱(194)은 전기 액추에이터 계면(164)에서 지지 하우징(130)에 연결된다. 선택 사항으로, 내측 레일(144)은 모터(180)와 케이싱(194) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.
파워 코드(power cord; 196)는 모터(180)에 동력을 공급하도록 전기 액추에이터(132)에 연결된다. 케이블(198)은 전기 액추에이터(132)를 (도 1에 도시한) 컨트롤러(126)와 상호접속한다. 전기 액추에이터(132)의 동작은 컨트롤러(126)로부터 케이블(198)을 통해 송신되는 신호에 의해 제어된다. 다른 방안으로, 신호는 전기 액추에이터(132)와 컨트롤러(126) 사이에 무선 송신될 수 있다.
와이어 그립 메커니즘(134)은 제1 와이어 지지부(200), 제2 와이어 지지부(202), 및 와이어(104)를 단단히 유지하기 위한 와이어 그리퍼(wire gripper; 204)를 포함한다. 제1 지지부(200)와 제2 지지부(202)는 베이스(206)에 연결된다. 또한, 베이스(206)는, 와이어 그리퍼(204)가 와이어(104)와 맞물리는 맞물림 위치 및 와이어 그리퍼(204)가 와이어(104)와 맞물리지 않는 맞물림 해제 위치 사이에서 와이어 그리퍼(204)를 이동시키도록 와이어 그리퍼(204)에 동작가능하게 연결된 와이어 그리퍼 액추에이터(208)를 지지한다. 선택 사항으로, 와이어 그리퍼 액추에이터(208)는, 공압으로 구동될 수 있지만, 전기적 기동과 같이 다른 구동 메커니즘이나 수단에 의해 구동되어도 된다. 와이어(104)를 와이어 그립 메커니즘(134) 내에 로딩하는 동안, 와이어는 먼저 제1 및 제2 와이어 지지부(200, 202)에 의해 규정되는 보어(210)를 통해 로딩된다. 보어(210)는, 동작 동안 와이어 그리퍼(204)가 와이어(104)와 맞물릴 수 있도록 와이어 그리퍼(204)에 대하여 개방된다. 예를 들어, 와이어 그리퍼(204)의 맞물림 면(212)은 보어(210) 내의 와이어(104)와 맞물린다. 와이어(104)는 소정량의 와이어가 보어(210)의 단을 벗어나 노출되도록 보어(210)를 통해 로딩된다. 더 상세히 후술하는 바와 같이, 와이어(104)의 노출부는 리드의 조립 동안 다양한 스테이션들에 제공된다. 예를 들어, 와이어(104)는 와이어 스트립 영역(120)에 제공되며 이로부터 절연체가 제거된다. 또한, 와이어는 종단 영역(118)에 제공되고, (도 5와 도6에 도시한) 단자(102)는 와이어(104)의 단에 부착된다.
사용시, 일단 와이어가 와이어 그립 메커니즘(134) 내에 적절히 위치하게 되면, 와이어 그리퍼(204)는 맞물림 해제 위치로부터 맞물리는 위치로 와이어 그리퍼 액추에이터(208)에 의해 기동하게 된다. 예시적인 일 실시예에서, 와이어 그리퍼(204)는 와이어 그리퍼 액추에이터(208)의 기동 동안 보어(210)를 따라 선형으로 이동한다. 맞물린 위치에서, 와이어 그리퍼(204)는 와이어(104)를 보어(210)에 대하여 가압함으로써 와이어(104)를 캡처하고, 와이어 그리퍼(204)는 와이어(104)의 축방향 이동에 저항한다. 와이어 그리퍼(204)는 와이어(104)가 추가로 이동할 수 있도록 와이어 그리퍼 액추에이터(208)에 의해 풀릴 수 있다.
와이어 그립 메커니즘(134)은 베이스(206)로부터 대략 수직으로 연장되는 제1 및 제2 가이드 로드(guide rod; 214, 216)를 더 포함한다. 선택 사항으로, 제1 및 제2 가이드 로드(214, 216)는 베이스(206)의 개구부(도시하지 않음) 내에 안전하게 수용될 수 있다. 제1 및 제2 가이드 로드(214, 216)는 (도 2에 도시한) 와이어 정렬축(136)에 대하여 일반적으로 직교하도록 연장된다. 예시적인 일 실시예에서, 더 상세히 후술하는 바와 같이, 제1 및 제2 가이드 로드(214, 216)는 원통 형상을 가지며 와이어 그립 메커니즘(134)의 수직 이동 범위를 충분히 허용하는 길이(220)를 갖는다. 제1 가이드 로드(214)는 자신의 외면을 따라 이(teeth; 222)를 포함한다. 이(222)는 일반적으로 대응하는 기어(188)에 대한 랙(rack)을 규정한다. 제1 및 제2 가이드 로드(214, 216)는 지지 하우징(130)의 보어들(167, 170) 내에 각각 수용된다. 제1 및 제2 가이드 로드(214, 216)는 보어들(168, 170)의 중심축을 따라 보어들(168, 170) 내에서 이동가능하다. 예시적인 일 실시예에서, 가이드 로드들(168, 170)은 와이어 그립 메커니즘(134)이 쉽게 이동할 수 있도록 베어링(172) 내에 슬라이딩가능하게 수용된다.
제1 가이드 로드(214)는, 이(222)가 기어(188)의 대응하는 이(224)와 맞물리도록 제1 보어(168) 내에 수용된다. 동작시, 기어(188)가 회전하면, 제1 가이드 로드(214)가 보어(168) 내에서 이동하게 된다. 순방향으로 향하는 기어(188)의 회전 이동은 보어(168)의 제1 가이드 로드(214)의 상향 이동에 대응한다. 역방향으로 향하는 기어(188)의 회전 이동은 보어(168)의 제1 가이드 로드(214)의 하향 이동에 대응한다. 베이스(206)는 제1 가이드 로드(214)에 의해 이동하게 되며 제1 가이드 로드(214)와 함께 이동한다. 마찬가지로, 제2 가이드 로드(216)는 제1 가이드 로드(214)와 함께 이동한다. 이러한 방식으로, 전기 액추에이터(132)는, 구동 샤프트(182)와 기어(188)를 통해, 와이어 그립 메커니즘(134)을 도 3에서 화살표 C로 도시되어 있는 수직 이송 경로를 따라 이동시키도록 동작한다.
대체 실시예에서는, 모터(180)와 구동 샤프트(182)의 회전 이동을 와이어 그립 메커니즘(134)의 선형 이동에 이송하는 데 랙과 피니언 유형의 장치를 이용하기 보다는, 와이어 위치조정 장치(114)를 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 전기 액추에이터(132)는 지지 하우징(130)의 하부(162)에 연결될 수 있고, 구동 샤프트는 이로부터 일반적으로 수직하는 상향으로 연장될 수 있다. 구동 샤프트는 와이어 그립 메커니즘(134)에 나사산 연결될 수 있다. 이처럼, 나사산 연결된 구동 샤프트는 도 3에 도시한 가이드 로드(214 및/또는 216)를 대신한다.
도 4는 와이어(104)를 와이어 스트립 공구(112)의 와이어 스트립 영역(120) 내에 위치시키는 와이어 위치조정 장치(114)를 도시한다. 와이어 스트립 공구(112)는 와이어(104)를 절단하기 위한 절단 블레이드(240), 및 와이어(104)로부터 절연체를 스트립하기 위한 와이어 스트립 블레이드(242)를 포함한다. 와이어 스트립 공구(112)는, 대향하는 블레이드들을 서로에 대하여 상대적으로 보다 가깝게 이동시켜 절단과 스트립을 수행하도록 공압적으로, 전기적으로, 또는 다른 방식으로 기동한다. 와이어 스트립 공구(112)의 이동은 와이어 위치조정 장치(114)의 이동과 무관할 수 있다.
동작 동안, 와이어(104)는 와이어 스트립 영역(120)에 제공된다. 와이어 위치조정 장치(114)는 와이어(104)를 와이어 스트립 영역(120) 내에 수평 및 수직으로 위치시키도록 구성된다. 전술한 바와 같이, (도 3에 도시한) 전기 액추에이터(132)는 와이어 그립 메커니즘(134)을 이동시킴으로써 와이어(104)의 수직 위치를 조절하는 데 사용된다. 예시적인 일 실시예에서, 와이어(104)는 대향하는 블레이드들(240 및/또는 242) 사이의 대략 중심에 위치한다. 전기 액추에이터(132)는 와이어 종단 시스템(100)에 대한 변경에 기초하여 와이어(104)의 수직 위치를 조절하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 와이어 직경이 다른 와이어(104)를 사용할 때, 길이가 다른 블레이드들을 사용할 때, 또는 다른 요인들이 변경될 때, 전기 액추에이터(132)는 그 변경을 보상할 수 있으며 와이어 그립 메커니즘(134) 및 이에 따른 와이어(104)의 상대 위치를 조절할 수 있다.
도 4에 도시한 실시예에서, 와이어 그립 메커니즘(134)은 제1 와이어 지지부(200) 및 제2 와이어 지지부(202)를 포함한다. 와이어 그리퍼(204)를 제공하지만 도 4에는 도시되어 있지 않다. 와이어(104)는 보어(210) 내로 로딩된다. 와이어(104)는 보어(210)의 단을 벗어나 캔틸레버형으로 된다. 선택 사항으로, 그리고 도 4에 도시한 바와 같이, 보어(210)는 와이어(104)를 보어(210)의 중심부 내로 향하게 하도록 챔퍼(chamfer)형으로 될 수 있다.
도시한 실시예에서, 와이어(104)는 플랫폼(106)으로부터 제1 높이(244)에 위치한다. 와이어 그립 메커니즘(134)의 베이스(206)는 지지 하우징(130)의 상부(160)로부터 제1 거리(246)에 위치한다. 가이드 로드들(214, 216)은 지지 하우징(130)의 하부 밑으로 거리(248)만큼 연장된다. 높이(244) 및 거리(246, 248)는 전기 액추에이터(132)에 의해 가변되고 조절될 수 있다.
도 5는 와이어(104)를 제1 종단 공구(108)의 와이어 종단 영역(118) 내의 제1 위치 또는 간극 위치에 위치시키는 와이어 위치조정 장치(114)를 도시한다. 도 6은 와이어(104)를 제1 종단 공구(108)의 와이어 종단 영역(118) 내의 제2 위치 또는 종단 위치에 위치시키는 와이어 위치조정 장치(114)를 도시한다. 제1 종단 공구(108)는 플랫폼(106)에 의해 지지된다. 제1 종단 공구(108)에 대하여 종단 공구(108)를 설명하고 있지만, 제2 종단 공구(110)의 구성 요소, 배향, 및 동작은 제1 종단 공구(108)와 유사할 수 있다.
종단 공구(108)는 단자(102)를 와이어(104)에 압착하도록 사용되는 종단 압착 기계로서 도시되어 있지만, 다른 유형의 종단 공구(108)를 이용해도 된다. 종단 공구(108)는 단자(102)를 와이어(104)에 부착하기 위한 종단 공구부(252)를 갖는 도구(applicator; 250)를 포함한다. 종단 공구부(252)는 정지형 앤빌(anvil; 254) 및 도 5와 도 6에 도시한 공구와 같은 이동가능 압착 공구(256)를 포함한다. 또한, 종단 공구(108)는 단자(102)를 종단 영역(118)에 공급하기 위한 공급기(257)를 포함한다.
동작시, 압착 공구(256)는 압착 스트로크를 통해 램(258)에 의해 구동된다. 예를 들어, 램(258)이 하강하게 되면, 압착 공구(256)도 마찬가지로 하강하게 된다. 따라서, 압착 스트로크는 하향 성분과 상향 성분 둘 다를 갖는다. 도 5는 최상의 압착 스트로크에서의 종단 공구(108)를 도시하고 도 6은 최하의 압착 스트로크에서의 종단 공구(108)를 도시한다. 단자(102)를 와이어(104)에 압착하는 것은 압착 스트로크의 하향 성분 동안 발생하고, 여기서 압착 공구(256)가 앤빌(154)을 향하여 하강할 때 단자(102)가 와이어(104)에 압착된다. 예를 들어, 와이어(104)가 단자(102)의 개방된 배럴부(open barrel portion) 내로 로딩되면, 개방된 배럴부의 단들(260)은 압착 공구(256)에 의해 와이어 위로 접혀 단자(102)를 와이어(104)에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결한다. 개방된 배럴부는, 와이어(104)가 단자(102) 위로부터 개방된 배럴부 내로 로딩되도록 상측으로 개방된다. 종래의 시스템은 와이어 이송 장치를 하강 및 상승시키도록 이 와이어 이송 장치와 맞물리는 램(258)으로부터 연장되는 통크 아암을 포함한다. 와이어 이송 장치는 도구(250)의 동작 동안 통크 아암이 와이어 이송 장치를 하강시키고 이에 따라 와이어를 하강시키도록 통상적으로 스프링 로딩된 것이다. 따라서, 와이어는 단자를 와이어에 압착하기 전에 개방된 배럴부 내에 위치하게 되지만, 와이어(104)의 이동량과 타이밍은 램(258)의 이동에 의해 직접적으로 제어된다.
예시적인 일 실시예에서, 와이어 위치조정 장치(114)는 종단 공구(108)와 도구의 동작에 상관없이 와이어(104)를 수직으로 이송한다. 동작 동안, 와이어(104)는 와이어 종단 영역(118)에 제공된다. 와이어 위치조정 장치(114)는 와이어 종단 영역(118) 내에서 와이어(104)를 수평 및 수직으로 위치시키도록 구성된다. 예시적인 일 실시예에서, 와이어 위치조정 장치(114)는 와이어(104)를 단자(102)의 개방된 배럴부 위에 그리고 이러한 배럴부와 정렬되도록 대략 수직으로 위치시킨다. 전술한 바와 같이, (도 3에 도시한) 전기 액추에이터(132)는 와이어 그립 메커니즘(134)을 이동시킴으로써 와이어(104)의 수직 위치를 조절하는 데 사용된다. 예시적인 일 실시예에서, 와이어(104)는, 와이어(104)가 단자(102) 위로 정렬된 후 단자(102)의 개방된 배럴부 내로 하강될 수 있도록, 전기 액추에이터에 의해 와이어 종단 영역(118) 내에서 수직 방향으로 이동가능하다.
도 5는, 와이어(104)가 종단 공구(108)나 단자(102)에 의해 방해받지 않고 와이어 종단 영역(118)에 제공될 수 있는 간극 위치에서의 와이어(104)를 도시한다. 예를 들어, 와이어 위치조정 장치(114)는, 회전되는 수평 이송 경로를 따라 와이어(104)를 스윙시킴으로써 와이어(104)를 제공할 수 있다. 전기 액추에이터(132)는 와이어 종단 시스템(100)에 대한 변경에 기초하여 와이어(104)의 간극 위치를 조절하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 다른 와이어 직경을 갖는 와이어(104)를 사용할 때, 다른 구성이나 다른 크기의 개방된 배럴부를 갖는 단자(102)를 사용할 때, 또는 다른 요인들이 변경될 때, 전기 액추에이터(132)는 그 변경을 보상할 수 있으며 지지 하우징(130) 및 이에 따른 와이어(104)에 대한 와이어 그립 메커니즘(134)의 상대 위치를 조절할 수 있다. 이러한 조절은, 미리 프로그래밍된 컨트롤러(126)에 의해 행해질 수 있으며, 종단 공구(108)의 조절 없이 그리고 자동적으로 행해질 수 있다.
도 5에 도시한 실시예에서, 와이어(104)는 플랫폼(106)으로부터 제1 수직 높이(262)에 위치한다. 와이어 그립 메커니즘(134)의 베이스(206)는 지지 하우징(130)의 상부(160)로부터 제1 거리(264)에 위치한다. 가이드 로드들(214, 216)은 지지 하우징(130)의 하부(162) 밑으로 소정의 거리(266)만큼 연장된다. 전술한 바와 같이, 높이(262) 및 거리(264, 266)는 전기 액추에이터(132)에 의해 가변되고 조절될 수 있다. 또한, 높이(262) 및 거리(264, 266)는, 와이어(104)가 와이어 스트립 영역(120)에 제공될 때 도 4에 도시한 높이(244) 및 거리(246, 248)와 다를 수 있다.
도 6은 와이어(104)가 적절한 종단을 위해 단자(102)에 대하여 적절히 위치조정되는 종단 위치에서의 와이어(104)를 도시한다. 예를 들어, 와이어(104)는 개방된 배럴부 내에 대략 수평으로 위치할 수 있으며 단자(102)와 맞물릴 수 있다. 또한, 도 6은 단자(102)를 와이어(104)와 맞물리게 하고 압착하는 압착 위치에서의 압착 공구(256)를 도시한다.
도 6에 도시한 실시예에서, 와이어(104)는 플랫폼(106)으로부터 제3 수직 높이(272)에 위치한다. 와이어 그립 메커니즘(134)의 베이스(206)는 지지 하우징(130)의 상부(160)로부터 제3 거리(274)에 위치한다. 가이드 로드들(214, 216)은 지지 하우징(130)의 하부(162) 밑으로 소정의 거리(276)만큼 연장된다. 전술한 바와 같이, 높이(272) 및 거리(274, 276)는 전기 액추에이터(132)에 의해 가변될 수 있으며 조절될 수 있다. 또한, 높이(272) 및 거리(274, 276)는, 와이어(104)가 와이어 스트립 영역(120)에 제공될 때 도 4에 도시한 높이(244) 및 거리(246, 248), 및 와이어(104)가 간극 위치에 있을 때 도 5에 도시한 높이(262) 및/또는 거리(264, 266)와 다를 수 있다.
전술한 설명은 예시적이며 제한적이 아니라는 점을 이해하기 바란다. 예를 들어, 전술한 실시예들(및/또는 이들의 양태)을 서로 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 특정한 상황이나 재료를 본 발명의 교시에 맞도록 많은 수정을 행할 수 있다. 본 명세서에서 설명한, 재료의 치수, 유형, 다양한 구성 요소의 배향, 및 다양한 구성 요소의 수와 위치는 소정의 실시예들의 매개변수들을 규정하려는 것이며, 한정적이지 않으며 예시적인 실시예들일 뿐이다. 본 발명의 사상과 범위 내의 다른 많은 실시예들과 수정예들은 당업자에게는 전술한 설명을 읽게 되면 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는, 청구범위의 균등물의 전체 범위와 함께, 이러한 청구범위를 참조하여 판정되어야 한다. 청구범위에서, "포함"(including) 및 "에서"(in which)라는 용어들은 "포함"(comprising) 및 "그점에서"(wherein)이라는 용어들의 쉽고도 명확한 균등 용어들로서 사용된 것이다. 또한, 다음의 청구범위에서, "제1", "제2", "제3" 등의 용어들은 라벨로서 사용될 뿐이며, 각자의 대상에 수치 요구사항을 부가하려는 것이 아니다. 또한, 다음의 청구범위의 한정 사항은, 수단 기능 청구항의 형식으로 기재된 것이 아니며, 이러한 청구범위 한정 사항이 추가 구조가 없는 기능의 설명이 수반되는 "수단"을 명확하게 사용하지 않는 한, 35 U.S.C 112, 6절에 기초하여 해석되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 종단 기계(100)를 위한 와이어 위치조정 장치(114)로서,
    상기 종단 기계(100)의 종단 영역(118)에 근접하여 위치하도록 구성된 지지 하우징(support housing; 130)과,
    상기 지지 하우징(130)에 연결되며, 와이어 정렬축(136)을 규정하고 상기 와이어 정렬축(136)을 따라 와이어(104)를 유지하도록 구성된 와이어 그립 메커니즘(wire gripping mechanism; 134) - 상기 와이어 그립 메커니즘(134)과 상기 와이어(104)는 상기 지지 하우징에 대하여 이동가능함 - 과,
    상기 지지 하우징(130)에 상호접속되며 상기 와이어 그립 메커니즘(134)에 연결되고, 상기 와이어 그립 메커니즘(134)의 이동을 구동하는 전기 액추에이터(132)
    를 포함하는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 액추에이터(132)는 상기 종단 기계(100)에 대한 상기 와이어 그립 메커니즘(134)의 위치를 제어하도록 구성된 프로그래밍가능 컨트롤러(126)에 의해 제어되는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 그립 메커니즘(134)은 상기 종단 기계(100)의 동작에 상관없이 상기 종단 영역(118) 내에서 상기 와이어(104)를 이동시키도록 구성되는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기 액추에이터(132)는 상기 와이어 정렬축(136)을 횡단하도록 배향된 선형 이송 경로를 따라 상기 와이어 그립 메커니즘(134)을 이송하는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기 액추에이터(132)에 의해 구동되며, 상기 와이어 그립 메커니즘(134)의 이송 경로에 직각인 구동축을 따라 연장되는 구동 샤프트(182)를 더 포함하는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기 액추에이터(134)에 의해 구동되도록 구성된 피니언 기어(188)를 더 포함하고,
    상기 와이어 그립 메커니즘(134)은 선형 이송 경로를 따라 상기 와이어 그립 메커니즘(134)을 이동시키도록 상기 피니언 기어(188)에 연결되는 랙(rack; 222)을 포함하는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 그립 메커니즘(134)은 상기 지지 하우징(130)의 개구부 내에 이동가능하게 수용되며 상기 지지 하우징의 개구부에 의해 유도되는 가이드 로드(guide rod; 214, 216)를 포함하고,
    상기 가이드 로드(214, 216)는 상기 와이어 그립 메커니즘(134)의 이송 경로에 평행한 축을 따라 연장되는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    회전 허브(140) 및 상기 회전 허브(140)에 연결된 케이싱(194)을 더 포함하고,
    상기 지지 하우징(130)은 상기 케이싱(194)에 연결되며 상기 회전 허브(140)에 의해 이송면을 따라 회전되며, 상기 이송면은 상기 와이어 그립 메커니즘(134)의 이송 경로에 직각으로 배향되는, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    슬라이드 조립체(141)를 더 포함하고,
    상기 지지 하우징(130)은, 상기 슬라이드 조립체(141)에 연결되며, 상기 슬라이드 조립체에 의해, 상기 종단 기계(100)를 향하여 그리고 상기 종단 기계로부터 멀어지도록 수평 이송축을 따라 이동가능하고, 상기 와이어 정렬축에 평행한, 종단 기계를 위한 와이어 위치조정 장치.
  10. 와이어 종단 기계(100)로서,
    단자(102)를 종단 영역(118) 내의 와이어(104)에 종단하도록 구성된 종단 공구부(termination tooling)를 구비하는 종단 공구(108, 110)와,
    상기 종단 영역(118)에 근접하여 위치하도록 구성된 지지 하우징(130) 및 상기 지지 하우징(130)에 연결된 와이어 그립 메커니즘(134)을 구비하는 와이어 위치조정 장치(114, 116) - 상기 와이어 그립 메커니즘(134)은 와이어 정렬축(136)을 규정하고 상기 와이어 정렬축(136)을 따라 와이어(104)를 유지하도록 구성되며, 상기 와이어 그립 메커니즘(134)과 상기 와이어(104)는 상기 지지 하우징(130)에 대하여 이동가능함 - 와,
    상기 와이어를 상기 종단 영역(118)의 특정 위치에 위치시키기 위해 상기 와이어 정렬축(136)을 횡단하도록 배향된 선형 이송 경로를 따라 상기 와이어 그립 메커니즘(134)을 구동하는 전기 액추에이터(132)
    를 포함하는, 와이어 종단 기계.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전기 액추에이터(132)는, 상기 전기 액추에이터가 상기 종단 공구부(108, 110)를 상기 종단 영역(118)으로부터 그리고 상기 종단 영역으로 구동할 때 상기 종단 영역(118) 내에서의 상기 와이어(104)의 위치를 가변하도록 상기 와이어 그립 메커니즘(134)을 구동하는, 와이어 종단 기계.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 와이어 위치조정 장치(114, 116)는 상기 와이어(104)를 수평면을 따라 상기 종단 영역(118) 내로 그리고 상기 종단 영역 외부로 이동시키도록 구성되고,
    상기 전기 액추에이터(132)는 상기 와이어 위치조정 장치(114, 116)가 상기 종단 영역 내로 이송될 때 상기 와이어 그립 메커니즘(134)을 수직 높이로 구동하는, 와이어 종단 기계.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 종단 공구부(108, 110)는 종단 스트로크 동안 종단축을 따라 이동가능하며, 상기 와이어 위치조정 장치(134)는 상기 종단 스트로크에 동기하여 상기 종단 영역(118) 내에서 상기 종단축에 평행하게 상기 와이어(104)를 이동시키도록 구성되는, 와이어 종단 기계.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 전기 액추에이터(132)는 상기 종단 기계(100)에 대한 상기 와이어 그립 메커니즘(134)의 위치를 제어하도록 구성된 프로그래밍가능 컨트롤러(126)에 연결되는, 와이어 종단 기계.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 와이어 그립 메커니즘(134)을 상기 이송 경로를 따라 구동하도록 상기 전기 액추에이터(132)에 의해 구동되는 구동 샤프트(182)를 더 포함하는, 와이어 종단 기계.
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