KR101272969B1 - 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치 - Google Patents

와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

와이어 가공 장치 (1) 는 제 1 이송 장치 (4), 커터 헤드 (5), 및 제 2 이송 장치 (6) 로 구성된다. 제 1 이송 장치 (4) 에 의해 와이어 (3) 는 와이어 저장소 (7) 로부터 당겨지고 절단하기 원하는 길이 만큼 이송된다. 와이어 (3) 가 커터 헤드 (5) 에 의해 절단된 이후에, 특정 길이의 와이어 단부는 가공된다. 와이어 가공 장치 (1) 에는 와이어 (3) 의 전도체의 직경을 결정하기 위한 장치 (2) 가 제공된다. 신호 (S3) 로서 감지될 수 있고 신호 처리기 (8) 에 의해 해석될 수 있는 신호 (S2) 를 입력 커플러 (9) 가 와이어 (3) 에 인가하고, 와이어 (3) 를 절단할 때 커터 헤드 (5) 의 커터 (13, 14) 는 전도체에 닿아 신호 (S3) 를 변화시킨다.
와이어 가공 장치

Description

와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치 {DEVICE TO DETERMINE THE DIAMETER OF THE CONDUCTOR OF A WIRE}
도 1 은 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치를 구비한 와이어 가공 장치를 보여준다.
도 2 는 와이어에 신호를 인가하기 위한 입력 커플러를 보여준다.
도 3 은 와이어의 외피를 절단하기 위한 그리고 전도체의 직경을 결정하기 위한 V 모양 커터를 보여준다.
도 4 는 와이어에서 신호를 감지하기 위한 출력 커플러를 보여준다.
도 5 는 슬릿 커터를 구비한 와이어 가공 장치를 보여준다.
도 6 은 신호 입력 커플러 및 신호 출력 커플러의 변형예를 보여준다.
* 도면의 주요 부분에 대한 도면부호의 설명 *
1 : 와이어 가공 장치
2 : 계측 장치
3 : 와이어
4 : 이송 장치
5 : 커터 헤드
6 : 제 2 이송 장치
8 : 신호 처리기
9 : 입력 커플러
10 : 출력 커플러
11 : 증폭기
본 발명은 와이어에 신호를 인가하기 위한 입력 커플러 및 와이어에서 신호를 감지하기 위한 출력 커플러를 통해 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치 및 독립 청구항의 정의에 따라 와이어에 인가될 신호를 생성하고 와이어에서 신호를 계측하는 신호 처리기에 관한 것이다.
일본특허출원 제 11299036 호에 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치가 공지되어있다. 전기 코일이 직경이 결정될 와이어에 신호를 연결한다. 와이어의 단부로부터 절연물을 스트립핑하는 공정에서, 스트립핑 (stripping) 커터는 전도체까지 와이어의 외피를 절단하고 전도체와의 전기적인 접속을 이루어 이에 따라 와이어에 연결된 신호가 커터에 전달된다. 저항에 의한 전압 강하로 커터와 전도체가 접촉하고 있음을 감지하는 계측 장치에 커터가 연결되어 있다.
공지된 장치의 단점은, 스트립핑 커터를 구비한 커터 헤드가 고정 전위 또는 접지부에 대해 절연되어야 하며 그 결과 와이어에 연결된 신호가 커터 헤드 또는 커터에서 감지된다는 것이다.
여기서 본 발명은 개선책을 제공하도록 구성된다. 청구항 1 항을 특징으로 하는 본 발명은 공지된 장치의 단점을 회피하기 위한 해결책을 제공하고 와이어의 전도체 직경을 쉽게 결정할 수 있는 장치를 만들어낸다.
본 발명의 바람직한 추가 개선은 종속 청구항에 설명되어 있다.
본 발명에 의해 달성된 장점은 주로 종래의 커터 헤드 또는 전기적으로 접지된 커터 헤드가 사용될 수 있다는 것을 보여준다. 와이어의 단부가 접지부 또는 고정 전위에 연결될 필요도 없다. 와이어 드럼에서 와이어의 단부를 찾는 것은 어쨌든 지루하고 시간 소모적이다. 전도체의 직경을 계측하기 위해서, 커터 헤드는 바뀔 필요가 없다. 입력 연결된 신호를 출력 연결하기 위해서 필요한 센서는 전기적으로 절연된 와이어 가이드이다. 와이어 가이드를 절연하는 것은 커터 헤드를 절연하는 것보다 실질적으로 더 쉽고 더 저렴하다. 게다가, 그 센서를 다른 와이어 가공 장치에 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 장치에 의해, 절연체의 직경을 결정하는 것이 자동화될 수 있고, 와이어 가공 장치를 구성하기 위한 시간을 실질적으로 단축한다.
본 발명에 따른 장치에 있어서, 와이어에서 신호를 감지하기 위해서, 비접촉식으로 작용하는 출력 커플러가 제공되어 있고, 신호는 와이어 전도체에 접촉하는 1 이상의 접촉 요소에 의해 변화될 수 있다.
본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1 은 와이어 (3) 의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치를 구비한 와이어 가공 장치 (1) 를 보여준다. 도 1 에 도시된 와이어 가공 장치 (1) 는, 예컨대 제 1 이송 장치 (4), 커터 헤드 (5), 및 제 2 이송 장치 (6) 로 구성된다. 와이어 (3) 는 제 1 이송 장치 (4) 를 통해 와이어 저장소 (7) 로부터 당겨지는데, 예컨대 와이어 (3) 는 드럼에 저장되고 절단하는데 필요한 길이만큼 이송된다. 와이어 (3) 가 커터 헤드 (5) 에 의해 잘린 이후에, 와이어의 와이어 단부는 가공된다 (예컨대, 절연체 스트립핑, 슬리브 끼움, 크림프 (crimp) 접촉 가압). 와이어 (3) 의 주요 단부는 와이어 단면이 절단되기 이전에도 가공될 수 있다. 와이어 단부의 가공을 위해 와이어 단부가 있게 되는 가공 위치 및 파지기 (grippers) 는 도시되지 않았다.
와이어 (3) 는 일반적으로 전기 절연 외피로 둘러싸인 전도체로 구성된다. 와이어 단부를 가공하기 위해서는 전도체의 직경을 알거나 또는 결정하는 것이 필수적이다. 예컨대, 절연물 스트립핑 커터의 침투 깊이, 권축 접촉의 선택, 슬리브의 선택, 권축 가압의 실시 등은 전도체의 직경에 따라 달라진다.
와이어 (3) 의 전도체 직경을 결정하기 위한 이하 계측 장치 (2) 로 언급되는 도 1 에 도시된 장치 (2) 는 본질적으로 신호 처리기 (8), 입력 커플러 (9), 및 출력 커플러 (10) 로 구성된다. 신호 처리기 (8) 는 증폭기 (11) 에 공급되는 출력 신호 (S1), 예컨대 진폭이 변하는 40 kHz 의 sine 신호 (다른 형태의 신호도 가능), 를 발생시키는데, 증폭기 (11) 에서는 신호 (S1) 를 증폭시키고 그 신호를 출력 신호 (S2) 로서 입력 커플러 (9) 에 공급한다. 입력 커플러 (9) 에서 신 호 진폭을 조정함으로써, 계측 장치 (2) 는 각각의 상태 (와이어 타입, 와이어의 가이드 타입, 와이어 가공 장치의 입력 커플러 및 출력 커플러의 배치) 에 맞게 자동으로 조절될 수 있다. 입력 커플러 (9) 는 출력 신호 (S1) 를 인덕턴스를 통해 전도체에 전달한다. 일 단부에서, 와이어 저장소 (7) 는 이하 접지부 (18) 로 언급되는 고정 전위 또는 접지부에 용량적으로 연결되어 있고, 나머지 다른 와이어 단부에서, 입력 신호 (S3) 는 전기적으로 절연된 출력 커플러 (10) 에 의해 비접촉식으로 예컨대 용량적으로 감지될 수 있고 신호 처리기 (12) 에 공급된다. 신호 (S3) 는 정류되고, 필터링되고, 증폭되고, 입력 신호 (S4) 로서 신호 처리기 (8) 에 공급된다. 입력 신호 (S3) 가 필요한 진폭에 도달하지 않으면, 신호 처리기 (8) 는 에러 메시지를 발생시킨다. 접지부 (18) 에 연결되어 있는 커터 헤드 (5) 의 커터 (13, 14) 가 전도체에 연결되자마자 입력 신호 (S3) 의 진폭은 줄어든다. 신호의 변화 (신호의 상 변위에 독립적인 진폭의 변화) 로부터, 신호 처리기 (8) 는 커터 (13, 14) 가 전도체에 닿아있음을 인지한다. 동시에, 예컨대 평면 또는 V 모양인 커터 (13, 14) 의 공급 (침투 깊이) 또는 위치가 감지되고 전도체의 직경이 결정된다.
와이어 (3) 안으로 침투하여 전도체와 접촉하는 커터 대신에, 침투 깊이가 계측될 수 있고 전도체까지 이르는 동력식 니들과 같은 형태의 접촉 요소가 제공될 수 있다.
도 2 는 와이어 (3) 에 신호 (S2) 를 인가하기 위한 입력 커플러 (9) 를 보여준다. 와이어 저장소 (7) 는 용량성 커플링 (17) 을 통해 접지부 (18) 에 연 결되어 있다. 와이어 (3) 는 코일 (19) 을 통과하고 이에 따라 변압기 원리에 따라 1 차 권선 (N1) 과 상호작용하는 코일 (19) 의 단일 2 차 권선 (N2) 을 형성한다. 2 차 측의 신호 (S3) 가 가능한 커지게 하기 위해, 1 차 측에서의 신호 (S2) 는 가능한 커야 하고 권선 비 (N1/N2) 는 가능한 작아야 한다.
예컨대, 평면 케이블과 같은 특별한 와이어를 위해 코일 (19) 은 링 코어 대신에 U 모양 코어를 구비할 수 있다.
출력 커플러 (10) 는 본질적으로, 접지부 (18) 에 대해 전기적으로 절연되고용량성 센서의 역할을 하거나 용량성 센서를 구비하는 튜브와 같은 와이어 가이드 (15) 로 구성된다. 센서에 의해 입력 신호 (S3) 가 감지될 수 있다. 와이어 가이드 (15) 는 회전 축선 (16) 주위에서 움직일 수 있게 구성될 수 있다.
도 3 은 외피 (3.1) 를 절단하기 위한 그리고 전도체 (3.2) 의 전도체 직경 (D) 을 결정하기 위한 V 모양 커터 (13, 14) 를 보여준다. y 는 커터의 위치 (커터 구동장치의 축 엔코더를 통해 또는 선형 스케일을 통해 결정될 수 있다) 로부터 정해지고 α 는 커터의 개방 각도라고 할 때, 전도체의 직경 (D) 은 식 (D = y·sin(α/2)) 에 따라 계산된다.
절단 동안 커터 (13, 14) 가 전도체 (3.2) 에 닿자마자 신호 (S3) 가 변하고, 이는 커터의 순간적인 위치 (y) 를 감지하는 유발인자가 된다.
도 4 는 와이어 (3) 에서 신호 (S3) 를 감지하기 위한 출력 커플러 (10) 를 보여준다. 베어링 블록 (20) 에서 회전할 수 있게 장착되고 전기적으로 절연되어 있는 회전 축선 (16) 상에 와이어 가이드 (15) 가 배치되어 있다. 베어링 블록 (20) 은 하우징 부분 (24) 에 의해 지탱된다. 하우징 부분 (24) 상에 구성되어 있는 레버 구동장치 (21) 는 회전 축선 (16) 을 회전하는 레버 (22) 를 구동시킨다. 회전 축선 (16) 의 회전으로 와이어 가이드 (15) 는 화살표 (P1) 로 표시된 것처럼 와이어의 길이방향 축선에 대해 선회하게된다. 신호 (S3) 를 전달하는 신호 와이어 (23) 는 와이어 가이드 (15) 와 전기적으로 접촉하고 있다.
도 5 는 슬릿 커터 (25) 를 구비하고 있는 와이어 가공 장치 (1) 를 보여준다. 커터 구동장치 (26) 에 의해 구동될 수 있는 슬릿 커터 (25) 에 의해 와이어 (3) 는 절단되거나 전도체부분까지 와이어의 길이방향 축선을 따라 길게 절단될 수 있다. 이 이후에, 와이어 (3) 는 커터 (13, 14) 에 의해 슬릿 앞/뒤에서 절단되고 절연물 슬리브가 제거된다. 접지부 (18) 에 연결되어 있는 슬릿 커터 (25) 가 전도체에 닿으면, 출력 커플러 (10) 의 입력 신호 (S3) 의 진폭이 줄어든다. 신호의 변화 (신호의 상 변위에 독립적인 진폭의 변화) 로부터, 신호 처리기 (8) 는 슬릿 커터 (25) 가 전도체에 닿아 있음을 인지한다. 동시에, 슬릿 커터 (25) 의 공급 (침투 깊이) 또는 위치가 감지되고 전도체의 직경이 결정되고 다음 절단에서는 침투 깊이가 감소한다.
도 6 은 입력 신호 연결 및 출력 신호 연결의 변형예를 보여준다. 이러한 변형에 있어서, 가공 동안 와이어 직경 및 침투 깊이에 따라 와이어 단부의 끌림 (trailing) 또한 감시될 수 있다. 입력 신호는 절연된 커터 헤드 (5) 를 통해 커터 (13, 14) 와 직접 연결된다. 와이어 가이드 (15) 는 와이어 운송 장치에 대해 선회한다. 와이어 가이드 (15.1) 또한 용량적으로 입력 신호 (S3.1) 를 감지하고, 입력 신호 (S3.1) 는 신호 처리기 (12) 의 입력 상 (12.1) 에 공급된다.
도 5 및 도 6 은 입력 신호 (S4) 를 해석하기 위한 신호 장치 (8) 를 구체적으로 보여준다. 입력 신호 (S4) 는, 90° 로 바뀌고 신호 (S2) 의 주파수를 가지는 두 신호 (sine, cosine) 로 곱해진다. (곱 장치는 x 로 나타냈다). 곱을 통해, 상 독립적인 입력 신호 (S4) 가 발생한다. 신호를 곱한 결과 새로운 원하지 않은 주파수가 나타나고 필터를 거쳐 억제된다. (필터링 장치는 ∼ 로 나타냈다). 그 다음, 신호는 제곱되고 (제곱 장치는 u2 로 나타냈다), 제곱된 것이 합해지고, 합의 제곱 근이 계산된다 (합 장치는 ＋ 로 나타냈고, 제곱 근 장치는 √ 로 나타냈다). 발생한 신호 (S5) 는 항상 양이고 입력 신호 (S4) 에 상 독립적 (phase-independent) 이다. 신호가 신호 (S5) 로 변화됨에 따라, DL 로 표시한 해석기는 예컨대 에러 메세지인 "전도체가 닿았음" 등의 상태 신호를 발생시키고 그 상태 신호를 인터페이스 (IF) 를 거쳐 기계 제어장치에 전달한다.
변형예와 같이, 입력 커플러 (9) 는 용량성 원리에 따라 작용을 할 수 있고 출력 커플러 (10) 는 유도 원리에 따라 작용을 할 수 있다.
계측 장치 (2) 는 절연물의 스트립핑을 감시하는데 사용될 수도 있다. 절연물이 스트립핑되면서 커터 (13, 14, 25) 가 전도체에 닿으면, 신호 처리기 (8) 는 상기와 같이 에러 메세지를 발생시킨다.
동일한 유형의 와이어를 가공하는 동안 전도체 직경의 자동적인 결정이 간헐 적으로 또는 각 절연물 스트립핑 작용 이전에 일어나는 것 또한 가능하다. 그러므로, 절단 장치는 항상 전도체의 현재 직경을 알고 있다.
와이어의 단부가 접지부 또는 고정 전위에 연결될 필요가 없다. 전도체의 직경을 계측하기 위해서, 커터 헤드는 바뀔 필요가 없다. 와이어 가이드를 절연하는 것은 커터 헤드를 절연하는 것보다 실질적으로 더 쉽고 더 저렴하다. 게다가, 센서를 다른 와이어 가공 장치에 사용할 수 있다. 절연체의 직경을 결정하는 것이 자동화될 수 있고, 와이어 가공 장치를 구성하기 위한 시간을 실질적으로 단축한다.

Claims (7)

  1. 와이어 (3) 에 신호 (S2) 를 인가하기 위한 입력 커플러 (9), 와이어 (3) 에서 신호 (S3) 를 감지하기 위한 출력 커플러 (10) 및 와이어 (3) 에 인가할 신호 (S2) 를 발생시키고 와이어 (3) 에서 신호 (S3) 를 계측하기 위한 신호 처리기 (8) 를 구비하는 와이어 (3) 의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치에는 와이어 (3) 에서 신호 (S3) 를 감지하기 위해 비접촉식으로 작용하는 출력 커플러 (10) 가 제공되어 있고, 상기 신호 (S3) 는 전도체에 접촉하는 1 이상의 접촉 요소에 의해 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력 커플러 (10) 는 용량성 원리에 따라 작용하는 것을 특징으로 하는 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 요소는 와이어 가공 장치 (1) 의 커터 헤드의 커터이고, 이 커터에는 전위 (18) 가 인가되어 있고 커터는 절단시 와이어 (3) 에 닿아 신호 (S3) 를 변화시키는 것을 특징으로 하는 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 입력 커플러 (9) 는 1 차 권선 (N1) 및 와이어 (3) 로 형성된 단일 2 차 권선 (N2) 을 구비하는 코일 (19) 이고, 상기 신호 (S2) 는 1 차 권선 (N1) 에 공급 가능한 것을 특징으로 하는 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 출력 커플러 (10) 는 전위 (18) 에 대해 전기적으로 절연되어 있고 용량성 센서의 역할을 하는 와이어 가이드 (15) 인 것을 특징으로 하는 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 신호 입력 연결은 커터 (13, 14) 를 구비하는 전기적으로 절연된 커터 헤드 (5) 를 통해 직접 일어나고, 신호 출력을 연결하기 위해서 신호 (S3.1) 를 용량적으로 출력 연결하는 와이어 가이드 (15.1) 가 더 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, y 는 커터의 위치 (커터 구동장치의 축 엔코더를 통해 또는 선형 스케일을 통해 결정될 수 있다) 로부터 정해질 수 있고 α 는 커터의 개방 각도라고 할 때, 상기 전도체 (D) 의 직경은 식 (D = y·sin(α/2)) 에 따라 계산될 수 있는 것을 특징으로 하는 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치.
KR1020060097203A 2005-10-05 2006-10-02 와이어의 전도체 직경을 결정하기 위한 장치 KR101272969B1 (ko)

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