KR102647605B1 - 전도체와의 접촉을 감지하는 장치, 전도체와의 접촉을 감지하는 방법, 이런 장치를 가진 스트리핑 기계 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 전도성을 갖는 공구에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 장치에 관한 것이다(2ra, 2rb). 장치는 회전축(X)을 중심으로 회전 가능하게 장착된 공구 홀더(1r)를 포함하며 공구(2ra, 2rb)는 이 공구 홀더(1r)에 배치되어 있다. 장치는 또한 전도체(ECB) 및 전도체(1r)에 배치된 회전자측 유도성 소자(L1), 고정 회로부(28) 및 고정자측 유도성 소자(L2)를 포함한다. 회전자측 유도성 소자(L1)와 고정자측 유도성 소자(L2)는 병렬 공진회로의 특성 진동매개변수(, Am, f)를 공구 홀더(1r)의 회전 속도와 관계없이 측정할 수 있도록 서로에 대해 배치된다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 도전 공구에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 스트리핑 기계 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 독립 청구항에 따라 적어도 하나의 전도성을 가진 공구에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 장치, 적어도 하나의 전도성을 가진 공구에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 방법 및 적어도 전도성을 가진 공구에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 장치를 가지고 있는 스트리핑 기계에 관한 것이다.
예를 들어 자동차 또는 항공 산업과 같이 전기 케이블 품질에 대한 요구가 증가함에 따라 긁힘이나 절단과 같은 전도체의 사소한 손상을 점점 더 위험으로 간주한다. 왜냐하면 진동 및 부식의 영향과 함께 이런 손상으로 인해 전도체가 파손될 수 있기 때문이다. 이런 이유로 공구와 전도체의 접촉을 감지하는 케이블 가공 기계에 대한 몇 가지 제안이 이미 이루어졌다. 케이블 스트리핑 기계에서 공구는 일반적으로 블레이드에 해당한다.
전도체를 스트리핑하기 위한 다양한 장치 및 방법이 종래 기술로부터 알려졌다.
예를 들어 EP 3 163 696 A1은 전도체에서 적어도 외피 층을 제거하기 위한 회전식 스트리핑 기계를 보여준다. 이것은 회전식 절단 스트리핑 블레이드가 있는 장치이다. 회전식 스트리핑 기계는 스트리핑 블레이드가 스트리핑하는 전도체의 종축을 중심으로 회전하는 스트리핑 기계이다.
스트리핑 블레이드와 같은 비회전 공구에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 장치는 WO 2014/147596 A1에서 알려졌다. 이 장치에서는 스트리핑 블레이드가 전도체를 통해 블레이드와 전도체 접촉 감지를 위한 회로 장치에 직접 연결되어 있다. 이 장치는 알려진 형태의 회전 스트리핑 헤드에 사용할 수 없다.
EP3121918A1은 아날로그 측정 신호 전송을 위해 용량성 결합을 사용한다. 에어 갭이 있는 동심 용량 링의 기계적 구현은 스트리핑 공정 중에 잘못된 블레이드와 도체 접촉으로 해석할 수 있는 허용되지 않는 용량 변동이 발생하지 않도록 매우 정밀하게 수행해야 한다. EP3121918A1에 설명된 용량성 결합의 또 다른 단점은 고정된 및 움직이는 장치 부품의 큰 기본 용량으로 인해 감도가 심각하게 제한된다는 것이다. 따라서 작은 횡단면을 가진 짧은 케이블의 블레이드와 도체 감지가 더 어렵거나 불가능하다.
전도체를 스트리핑하기 위한 다양한 장치 및 방법이 종래 기술로부터 알려졌다.
예를 들어 EP 3 163 696 A1은 전도체에서 적어도 외피 층을 제거하기 위한 회전식 스트리핑 기계를 보여준다. 이것은 회전식 절단 스트리핑 블레이드가 있는 장치이다. 회전식 스트리핑 기계는 스트리핑 블레이드가 스트리핑하는 전도체의 종축을 중심으로 회전하는 스트리핑 기계이다.
스트리핑 블레이드와 같은 비회전 공구에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 장치는 WO 2014/147596 A1에서 알려졌다. 이 장치에서는 스트리핑 블레이드가 전도체를 통해 블레이드와 전도체 접촉 감지를 위한 회로 장치에 직접 연결되어 있다. 이 장치는 알려진 형태의 회전 스트리핑 헤드에 사용할 수 없다.
EP3121918A1은 아날로그 측정 신호 전송을 위해 용량성 결합을 사용한다. 에어 갭이 있는 동심 용량 링의 기계적 구현은 스트리핑 공정 중에 잘못된 블레이드와 도체 접촉으로 해석할 수 있는 허용되지 않는 용량 변동이 발생하지 않도록 매우 정밀하게 수행해야 한다. EP3121918A1에 설명된 용량성 결합의 또 다른 단점은 고정된 및 움직이는 장치 부품의 큰 기본 용량으로 인해 감도가 심각하게 제한된다는 것이다. 따라서 작은 횡단면을 가진 짧은 케이블의 블레이드와 도체 감지가 더 어렵거나 불가능하다.
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본 발명의 과제는 종래 기술의 하나 이상의 단점을 제거하는 것이다. 특히 가능한 한 간단한 장치, 방법 및 적어도 하나의 도전 공구를 통해 스트리핑해야 하는 전도체의 접촉을 신뢰성 있게 감지하는 스트리핑 장치를 제공해야 한다. 특히 본 발명의 과제는 스트리핑 공정에서 전도체 손상을 최소화하고 및/또는 최소한 안정적으로 표시하기 위해 특히 신뢰성 있고 민감한 블레이드와 전도체 접촉 감지를 위한 장치가 있으며 전도체를 쉽고 안정적으로 스트리핑할 수 있는 회전식 절단 스트리핑 기계를 제공하는 것이다.
이 과제는 독립 특허 청구에 정의된 장치 및 방법에 의해 해결된다. 추가 실시 예는 종속 특허 청구로부터 발생한다.
전도체 주위에서 회전하는 적어도 도전 공구에 의한 특히 부도체 외피가 제공된 전도체와의 접촉을 감지하기 위한 본 발명에 따른 장치는 회전축 주위로 회전 가능하게 장착된 공구 홀더를 포함한다. 회전 가능한 장착이라는 것은 여기에서 그리고 다음에서 공구 홀더가 회전 축을 중심으로 0도에서 무한도까지 모든 방향과 각도로 회전할 수 있음을 의미한다. 공구는 이 공구 홀더에 배치되어 있다. 이 장치는 공구 홀더에 배치된 전도체를 포함한다. 전도체는 바람직하게 공구 홀더 및 중공 샤프트를 포함한다. 전도체는 특히 전기 절연체에 의해 공구와 전기적으로 절연된다. 이 장치는 또한 공구 홀더 또는 중공축에 배치된 회전자측 유도성 소자 및 적어도 회전자측 회로요소과 고정자측 회로요소가 있는 병렬 공진회로를 포함한다. 장치는 회로부과 고정자측 유도성 소자를 포함한다. 회전자측 유도성 소자는 전도체를 통해 공구에 그리고 적어도 전도체에 전기적으로 연결된다. 이런 모든 요소는 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소의 요소를 형성한다. 적어도 고정자측 유도성 소자는 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소에 배치된다. 고정자측 및 회전자측 유도성 소자는 서로 유도결합 되어 있다. 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소는 전도체를 통해 회로 장치에 연결되어 적어도 특성 진동매개변수 특히 병렬 공진회로의 위상 위치 및/또는 위상 편이의 변화를 결정한다. 병렬 공진회로는 적어도 공구 용량을 기능적으로 포함하는 공구 용량을 가지고 있다. 회로 구조에 따라 공구 용량에는 회전자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 고정자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 회로부의 출력 용량 및/또는 회전자측의 추가 조정 용량이 포함된다. 추가 표유 용량 및 기생 용량이 전체 용량에 영향을 미칠 수 있으며 이를 고려해야 한다. 전도체 및/또는 추가 출력 용량 및/또는 회전자측 추가 조정 용량을 적절하게 선택하면 공구 용량을 원하는 초기 값으로 설정하고 회로요소를 서로 일치시킬 수 있다. 회전자측 및 고정자측 회로요소의 공진주파수 조정은 유도성 소자의 결합 계수가 작을 때 특히 유리하다.
회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자는 특히 서로 먼 거리에서 그리고 바람직하게는 접촉 없이 회로부과 관련하여 공구 홀더의 회전 속도에 따라 독립적으로 또는 정의된 기능에서 병렬 공진회로의 특성 진동매개변수 중 적어도 하나를 측정할 수 있는 방식으로 서로에 대해 배치되어 있다.
특성 진동매개변수는 예를 들어 진폭, 주파수 및/또는 예를 들어 주파수 발생기 측 공진회로 신호와 고정자측 공진회로 신호 사이와 같이 입력 신호와 출력 신호 사이의 위상 편이 등이다.
공구에 연결하기 위한 전도체는 케이블일 수 있다. 그러나 이것은 단지 예를 들어 전도체 플레이트에서의 전도체 트랙 또는 납땜, 플러그, 리벳팅, 고정 또는 나사에 의한 전기 연결이라고 생각할 수도 있다. 전기 연결이 케이블인 경우 케이블 러그를 통해 공구와 함께 연결하거나 나사로 조일 수 있다.
적어도 공구, 전기 절연체, 전도체, 용량이 있는 회전자측 회로요소의 전도체 및 회전자측 유도성 소자가 회전자측 피치 원의 요소이다. 고정자측 회로요소의 요소는 바람직하게는 고정자측 유도성 소자, 용량이 있는 고정자측 회로요소의 전도체 및 회로부를 포함한다.
병렬 공진회로의 회전자측 회로요소 요소는 회전 가능하게 장착된 공구 홀더에 배치되어 있으며 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소 요소 특히 고정자측 유도성 소자와 고정식 회로부는 바람직하게는 스트리핑 기계의 고정 요소에 배치되어 있다.
전도체는 전체 공구 홀더를 포함할 수 있다. 즉, 전도체가 공구 홀더와 동일하다. 그러나 공구 홀더의 일부만 전도체로 설계될 수 있다는 것 및/또는 공구 홀더가 적어도 부분적으로 비전도성 재료로 구성된다는 것도 생각할 수 있다. 비전도성 재료의 예로는 세라믹, 특히 기술 세라믹 또는 플라스틱이 있다.
공구 홀더와 전도체는 별도의 요소로 설계할 수 있다. 예를 들어 전도체는 공구 홀더의 중공축, 링 또는 디스크로만 설계할 수도 있다. 공구 홀더의 적어도 한 부분의 코팅 만을 전도체로 제공하는 것도 마찬가지로 생각할 수 있다.
공구와 전도체 사이의 전기 절연은 예를 들어 공구를 적어도 부분적으로 감싸고 전도체로 설계된 공구 홀더에 대하여 절연하는 필름으로 설계할 수 있다. 전기 절연체를 공구와 전도체 사이에 배열되는 별도의 요소로 설계하는 것도 마찬가지로 가능하다. 또한 전도체로 설계된 공구 홀더에는 절연 역할을 하는 비전도성 전기 코팅을 제공할 수 있다고 한다. 여기서 특히 공구 홀더의 일부만 전도체로 설계하거나 전도체를 예를 들어 중곡축과 같은 별도의 요소로 설계하는 경우 전기 절연을 적어도 공구 홀더의 일부분으로 설계하는 것도 생각할 수 있다.
도전 공구는 환경 특히 전기 절연체 및 전도체와 함께 또는 공구 홀더의 설계에 따라 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소 내의 공구 용량을 형성한다.
전도체 및 부도체 외피는 일반적으로 케이블의 일부이거나 함께 케이블을 제공한다.
병렬 공진회로에 연결된 여기서 설명하는 회전자측 및 고정자측 회로요소의 배치는 장치가 공구 홀더의 회전 속도에 관계없이 병렬 공진회로의 진동매개변수를 측정할 수 있도록 한다.
공구 또는 공구들은 블레이드 특히 스트리핑 블레이드로 설계할 수 있다. 공구는 바람직하게는 V자형으로 설계된 서로 마주 보는 2개의 스트리핑 블레이드이며 특히 닫힌 상태에서 겹쳐 있다. 또한 서로 마주 보는 블레이드는 각각 닫힌 상태에서 블레이드와 만나는 직선 절삭날을 갖는 것으로 생각할 수 있다. 2개 이상의 블레이드를 사용하는 것이 가능하다. 여러 개의 블레이드를 홍채 조리개 형태로 배열할 수 있다.
회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자는 바람직하게는 코일로 설계되고 이들 코일은 서로 유도결합된다.
코일은 제조하기 쉬운 구성 요소이다. 유도결합에 의해 신호를 접촉 없이 전송할 수 있다.
속성 변화 특히 공구와 전도체 접촉에 의한 회전자측 회로요소의 임피던스 변화는 전체 병렬 공진회로에 직접적인 영향을 미친다. 이것은 병렬 공진회로 특히 위상 편이의 특성 진동매개변수의 도움으로 고정 회로부에 의한 회전자측 피치 원의 비접촉 평가를 가능하게 한다.
여기서 설명하는 병렬 공진회로 내의 유도결합은 유도결합 전이나 도중에 힘들게 변조하거나 변환할 필요 없이 신호를 감지하고 전송할 수 있게 한다.
회전자측 및 고정자측 유도성 소자는 공구 홀더 회전축에 동축으로 배치하고 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다.
이것은 컴팩트한 방식으로 장치를 제조하고 회전자측 및 고정자측 유도성 소자를 서로 안정적으로 조정할 수 있게 한다.
고정자측 유도성 소자는 토로이달 코일로 설계할 수 있다. 회전자측 유도성 소자는 이 토로이달 코일에 동축 연결된 토로이달 코일로 설계할 수 있다. 이런 토로이달 코일들은 서로 부분적으로 겹칠 수 있다.
토로이달 코일은 높은 정확도로 쉽게 제조할 수 있다.
토로이달 코일은 바람직하게는 완전히 겹쳐진다. 이는 유도결합에 유리하고 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.
회전자측 및 고정자측 유도성 소자는 공구 홀더 회전축에 대하여 동축으로 원통형 또는 평면 평행 설계를 가질 수 있다. 이것은 대응하는 스트리핑 기계에 맞는 원하는 구조로 장치를 제조하는 것을 가능하게 한다.
회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자는 전기 비전도성 비자성 재료에 대한 권선 또는 전도체의 나선형 인쇄로 설계할 수 있다. 재료는 바람직하게는 예를 들어 POM, PEEK 또는 FR4와 같은 플라스틱이다. 이것은 코일의 저렴하고 간단한 구조를 가능하게 하고 플라스틱은 코일의 자기장에 영향을 미치지 않는다. 해당 재료에 유도성 소자를 형성하면 온도에 안정적인 결합이 가능하다.
대안적으로 특히 유도결합을 개선하기 위해 회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자는 강자성 재료를 가질 수 있다. 강자성 물질은 전자기장을 강화하고 유도하므로 같은 크기로 작은 표유장으로 더 큰 결합과 인덕턴스가 발생하고 코일 환경에서 자기 전도성 기계 부품의 영향을 크게 줄인다.
회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자는 단층 코일로 설계할 수 있다. 그러나 회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자를 다층 코일로 설계하는 것도 마찬가지로 생각할 수 있다.
따라서 결합의 원하는 콤팩트한 디자인 및/또는 개선이 가능하다.
공구는 2개의 전도판 사이에 내장될 수 있다. 전도판은 전도체를 통해 회전자측 유도성 소자에 전기적으로 연결된다. 또한 특히 전기 절연체를 통해 전도체에 대하여 전기적으로 절연된다. 이것은 공구와 회전자측의 유도성 소자 사이의 연결을 제공하는 것을 가능하게 한다.
공구를 적어도 하나의 전기 슬라이딩 접촉에 의해 그리고 전도체를 통해 회전자측 유도성 소자에 연결하는 것도 생각할 수 있다. 전기 슬라이딩 접촉은 전도판, 스프링, 스프링 핀 또는 링으로 형성할 수 있다. 공구는 전도체와 전기적으로 절연되어 있다. 이를 통해 공구와 회전자측 유도성 소자 사이에 간단한 전기적 연결을 대체할 수 있다. 따라서 공구 위치를 변경할 수 있으며 특히 선형 이동 또는 피벗 이동을 통해 공구를 전달할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 공구로서 적어도 하나의 스트리핑 블레이드를 갖는 스트리핑 기계에 관한 것이다. 스트리핑 블레이드는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착된 공구 홀더에 의해 유지되고 케이블의 전도체 접촉을 감지하기 위해 적어도 여기에 설명된 장치에 연결된다. 여기서 장치는 적어도 하나 이상의 공구와 연결된다.
이를 통해 완전한 스트리핑 기계를 제공할 수 있다. 여기서 전도체와의 접촉을 감지하는 장치가 이 스트리핑 기계에 적절하게 적용되고 특정 기계 매개변수를 고려한다.
전문가에게 알려진 바와 같이 병렬 공진회로의 바로 근처 즉, 병렬 공진회로에 속하지 않는 요소가 병렬 공진회로 동작에 영향을 미칠 수 있다. 이것은 병렬 공진회로의 주변 요소가 병렬 공진회로의 표유 전기장 및/또는 표유 자기장에 영향을 미치고 변경할 때 발생한다. 스트리핑 기계를 전체적으로 설치할 때 스트리핑 기계가 작동하는 동안 병렬 공진회로의 허용 불가능한 디튜닝을 방지하기 위해 주변 요소가 표유 전기장 또는 표유 자기장에 허용되지 않는 정도까지 영향을 주지 않도록 주의해야 한다. 병렬 공진회로의 디튜닝은 잘못된 감지 또는 측정 시스템의 감도 변경으로 이어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 특히 여기에 설명된 바와 같은 장치를 사용하여 전도체 주위를 회전하는 적어도 하나의 도전 공구에 의한 특히 부도체 외피를 갖춘 전도체와의 접촉을 감지하는 방법에 관한 것이다. 장치는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착된 공구 홀더를 포함한다. 공구는 이 공구 홀더에 배치되어 있다. 또한 장치는 이 공구 홀더에 배치된 전도체를 포함한다. 전도체는 바람직하게는 공구 홀더와 중공축을 포함한다. 장치는 또한 회전자측 유도성 소자, 병렬 공진회로, 고정식 회로부 및 고정자측 유도성 소자를 포함한다. 공구는 전도체에 대하여 전기 절연에 의해 절연되어 있다. 회전자측 유도성 소자는 공구 홀더 또는 중공축에 배치된다. 병렬 공진회로에는 적어도 하나의 회전자측 회로요소과 적어도 하나의 고정자측 회로요소가 있다. 회전자측 유도성 소자는 전도체를 통해 공구와 그리고 적어도 전도체와 전기 연결되어 있다. 회전자측 유도성 소자와 전도체는 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소의 요소를 구성한다. 적어도 고정자측 유도성 소자가 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소에 배열되어 있다. 고정자측 및 회전자측 유도성 소자는 서로 유도결합 되어 있다. 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소는 전도체를 통해 회로 장치에 연결되어 적어도 특성 진동매개변수 특히 병렬 공진회로의 위상 편이 및/또는 위상 위치의 변화를 결정한다. 병렬 공진회로는 적어도 공구 용량을 기능적으로 포함하는 공구 용량을 가지고 있다. 회로 구조에 따라 공구 용량에는 회전자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 고정자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 출력 용량이 포함된다. 추가 기생 용량이 전체 용량에 영향을 미칠 수 있으며 이를 고려해야 한다. 전도체 및/또는 추가 출력 용량을 적절하게 선택하면 공구 용량을 원하는 초기 값으로 설정할 수 있다.
블레이드와 전도체 접촉을 감지하는 방법은 적어도 다음 단계를 포함한다.
- 병렬 공진회로의 공진주파수 범위에서 정의된 감도에 따라 바람직하게는 병렬 공진회로의 공진주파수 미만으로 주파수 발생기 신호 생성
- 위상 위치, 위상, 주파수 및 진폭과 같은 병렬 공진회로의 하나 이상의 특성 진동매개변수 측정 및 공구에 의한 전도체 접촉에 대한 한계값 정의
- 고정 회로부를 기준으로 공구 홀더 회전
- 최소한 병렬 공진회로의 이런 특성 진동매개변수 특히 위상 위치 및/또는 위상 편이의 연속 측정 및 공구에 의한 전도체 접촉 감지를 위해 기준 측정에 의해 결정된 하나 이상의 한계값과 이런 측정값의 연속 비교
연속 측정은 영구 측정 또는 클럭 측정일 수 있다. 이는 많은 수의 개별 측정 특히 특정 기간 동안 특정 시간 간격에서 많은 수의 동일한 측정을 의미한다.
이 방법은 일반적으로 케이블 처리 프로세스의 일부이다. 이를 통해 공구와 회로부 사이에 갈바닉 연결 없이 공구에 의한 전도체 접촉 감지가 가능하다.
병렬 공진회로의 공진주파수는 주파수 발생기 신호를 설정하기 전에 공진주파수가 시스템 및/또는 경험에 근거해야 하는 주파수 스펙트럼 내에서 진폭 응답 및/또는 주파수 응답을 측정하여 결정하는 것이 바람직하다. 주파수 발생기 신호를 병렬 공진회로의 공진주파수보다 낮게 설정하는 경우 주파수 발생기 신호는 애플리케이션에 따라 1‰에서 10% 사이, 바람직하게는 1‰에서 5% 사이, 특히 5‰에서 1% 사이가 될 수 있다.
바람직하게는 공구 홀더가 회전하기 시작한 후 공구는 전도체 쪽으로 이동하고 전도체의 부도체 외피를 절단한다.
바람직하게는 한계값에 도달하거나 초과할 때 스트리핑 기계의 적어도 하나의 기능을 제어할 수 있는 신호가 출력된다.
한계값은 높은 값에서 시작하여 낮은 값으로 내려가거나 낮은 값에서 높은 값으로 넘어가는 고정값일 수 있다. 한계값이 일정한 신호의 정의된 편차일 수도 있으며 마지막 언급된 한계값을 초과하는 것은 기준값에서 허용되는 편차를 초과하는 것이다.
물론 예를 들어 알람 램프를 작동시키거나 알람을 보내기 위해서 신호만 출력하는 것도 생각할 수 있다.
이를 통해 스트리핑 기계의 추가 스트리핑 공정 또는 장치 제어와 관련된 추가 공정을 제어하고 조절하는 것 특히 예를 들어 공구 이동 중지, 공구 후퇴, 공구 홀더의 회전 이동 중지 등과 같은 특정 작업을 수행하는 것이 가능하다.
일반적으로 스트리핑 공정에서 스트리핑할 전도체는 첫번째 단계에서 공구 사이에 삽입한다. 벗겨질 전도체가 적절한 위치에 있는 즉시 적절한 장치 일반적으로 센터링 죠(Jaw)를 사용하여 고정한다. 벗겨질 전도체를 먼저 적절한 장치에 고정하고 이 장치를 사용하여 공구 사이에 삽입하는 것도 생각할 수 있다. 다음 단계에서 공구는 바람직하게는 서로에 대해 이동하고 전도체의 부도체 외피는 끊어내거나 절단한다.
전형적인 스트리핑 공정의 전술한 공정 단계 중 하나 이상은 바람직하게는 여기에 설명된 전도체 접촉을 감지하기 위한 방법과 결합되어 있거나 결합할 수 있다.
전술한 단계에 이어서 바람직하게는 블레이드로 설계된 도전 공구와 전도체는 일반적으로 벗겨내야 하는 전도체의 종축과 일치하는 회전축을 따라 절개된 외피가 전도체에서 당겨지는 방식으로 서로에 대해 이동한다. 특히 접촉이 감지된 경우 분리하기 전에 공구를 조금 여는 것을 생각할 수 있다.
외피는 전체 또는 일부를 벗길 수 있다. 부분적으로 벗겨내는 경우 외피는 여전히 전도체에 남아 있지만 전도체의 원래 위치에 대하여 축 방향으로 이동한다.
외피를 제거하는 동안에도 측정을 계속할 수 있어서 이 단계에서도 공구에 의한 전도체 접촉을 볼 수 있다.
바람직하게는 회로부에서 고정자측 공진회로 신호와 주파수 발생기 신호 사이의 위상 위치 및/또는 위상 편이를 평가한다.
위상 위치 또는 위상 편이는 간단한 수단을 사용하여 위상 검출기로 평가할 수 있으므로 공구와 전도체가 접촉하는 경우 빠른 응답을 제공한다.
주파수 발생기의 주파수는 초기화 중에 공진회로의 고유 주파수보다 약간 낮게 설정되어 공진회로가 주파수 발생기보다 앞서 있다. 그러나 공구가 가공할 전도체에 접촉하면 추가 용량성 부하로 인해 공진회로가 지연된다. 선행 또는 후행에 대한 이런 디지털 위상 위치 결정은 강력하고 빠르다. 따라서 공진회로 고유 주파수와 주파수 발생기 주파수의 차이가 회로부의 감도를 정의한다.
공진회로 진폭 또는 고정자측 공진회로 신호와 주파수 발생기 신호 간의 위상 편이 평가 또는 조합은 견고성 향상이나 타당성 검사를 위해서도 마찬가지로 가능하다.
공구에 의한 전도체 접촉 시점과 공구가 도체와 접촉하는 시간을 별도의 매개변수로 캡처할 수 있다.
이를 통해 특히 다른 시간에 따른 공정 데이터를 포함하여 접촉이 발생했을 때 전도체 손상의 깊이에 대한 확인을 할 수 있다. 이와 함께 각각 처리한 전도체를 분류하는 것이 가능하다. 특히 절개 중에 얻은 데이터를 사용하여 전도체 손상 깊이를 추론하고 및/또는 접촉 직경을 결정하고 평가할 수 있다.
회전축 방향으로 이루어지는 공구에 의한 전도체와의 접촉 위치를 특히 별도의 매개변수로 캡처하는 것도 생각할 수 있다.
이와 함께 접촉이 발생한 경우 전도체가 손상을 가지고 있는 위치를 확인하는 것이 가능하다. 따라서 각각 처리한 전도체를 분류하는 것이 가능하다. 특히 얻은 데이터를 사용하여 전도체에서 절연체를 제거할 때 전도체의 손상 길이를 추론할 수 있다.
여기서 2개 이상의 매개변수를 동시에 캡처 및/또는 결합할 수 있다.
이 정보를 사용하여 사용자는 하나 이상의 거부 기준을 정의할 수 있다. 손상이 허용 가능한 값 이내이면 처리한 전도체를 계속 사용할 수 있다.
이는 또한 스트리핑 공정의 몇 퍼센트가 올바르게 수행되었는가 예를 들어 벗겨진 전도체의 몇 퍼센트가 손상을 나타내거나 나타낼 수 있는가 및/또는 손상이 얼마나 큰가에 대한 확인을 가능하게 한다.
처리하는 동안 공구의 원래 위치 또는 회전축과 관련된 공구의 위치는 추가적으로 또는 대안적으로 캡처할 수 있으며 특히 지속적으로 캡처할 수 있고 공구가 전도체에 접촉하는 시점에 기준값과 비교할 수 있다. 전도체의 직경은 직경에 대한 기준값을 사용하여 결정할 수 있다. 예를 들어 전도체에서 공구의 침투 깊이를 결정하는 것도 더 쉬워진다.
이를 통해 예를 들어 스트리핑 공정 시작 시 테스트 스트리핑으로 전도체를 식별하여 기계를 매개변수화할 수 있다. 작동 중에 매개변수를 조정하는 것도 마찬가지로 가능하다. 이는 전도체 직경이 생산 변동에 의해 영향을 받는 경우 필요할 수 있다.
제조 공차로 인해 전도체가 부도체 외피 내에서 부도체 외피와 동축으로 배열되지 않을 수 있다. 즉, 전도체 둘레를 따라 부도체 외피의 두께가 달라질 수 있다. 해당 제조 공차를 적용하는 전기 절연 전도체가 장치에 클램핑되면 클램핑 장치 내의 전도체가 반대쪽 중심 축에 있지 않을 수 있다. 스트리핑 기계와 관련하여 이것은 전도체가 회전 축에 대해 편심으로 배열된다는 것을 의미한다.
공구의 회전축과 클램핑 장치의 중심 축이 제조 공차와 조립 공차로 인해 일치하지 않는 것도 생각할 수 있다. 따라서 이상적으로 완전히 동축으로 제조한 전도체는 회전축에 대해 편심으로 배열된다.
처리하는 동안 특히 부도체 외피를 절단하는 동안 접선 절단 공정을 사용하여 편심률 벡터와 전도체 직경을 계산할 수 있다. 추가로 또는 대안으로 공구와 회전축 사이의 거리는 공구에 의해 전도체의 첫번째 점에서 접선 접촉이 이루어질 때까지 감소한다. 여기서 공구의 각도 위치와 공구의 위치를 저장할 수 있다. 공구 위치, 현재의 경우 공구와 회전축 사이의 간격은 연관된 첫번째 접촉 반경에 일치한다. 이를 통해 회전축에 편심으로 배열된 전도체에서 회전축에 대한 반경 거리 및 극각과 관련하여 회전축으로부터 가장 멀리 벗어나는 지점을 결정할 수 있다.
이어서 공구와 회전축 사이의 간격은 바람직하게는 공구가 전도체 주위로 공구를 완전히 회전하는 동안 전도체에 연속적으로 접촉할 때까지 더 감소한다. 공구 위치, 현재의 경우 공구와 회전축 사이의 반경 간격은 두 번째 접촉 반경으로 저장할 수 있다. 이를 통해 회전축에 가장 가깝게 배치 된 전도체 상의 지점을 결정할 수 있다.
편심률 벡터는 바람직하게는 첫번째 접촉 반경과 두 번째 접촉 반경 및 각도 위치로부터 계산한다. 이것은 회전축에 대한 전도체의 종축 위치를 계산할 수 있게 한다.
편심률 벡터와 도체 반경을 결정하는 또 다른 보편적인 방법은 낫 모양 절단 방법이다. 이런 경우 공구와 회전축 사이의 간격은 공구가 전도체의 첫번째 점에서 접선 접촉을 할 때까지 감소하는 것이 바람직하다. 적어도 반경 방향 위치 및 선택적으로 공구의 첫번째 점에 대한 접선 접촉 각도를 저장한다. 공구가 전도체에 접촉하기 시작해 바람직하게 120° 내지 200°의 각도로 계속 접촉할 때까지 공구와 회전축 사이의 간격이 더 줄어든다. 접촉 시작은 첫번째 낫 모양 절단 접촉각으로 저장하고 접촉의 끝은 마지막 낫 모양 절단 접촉각으로 저장한다
바람직하게는 전도체 반경, 편심률 및 편심률 벡터는 첫번째 접촉 반경, 낫 모양 절단 반경, 첫번째 낫 모양 절단 접촉각 및 마지막 낫 모양 절단 접촉각으로부터 계산한다.
그래서 전도체 위치를 회전축과 관련하여 결정할 수 있다.
추가 단계에서 편심률 벡터를 사용하여 편심이 보상되는 방식으로 전도체를 회전축과 관련하여 이동할 수 있다. 이것은 전도체의 축이 다음 처리 단계에서 회전축과 동축임을 의미한다.
상기 방법은 바람직하게는 특히 동축 케이블, 3축 케이블 또는 단순 연선 케이블을 위한 스트리핑 기계에서 전술한 바와 같이 회전식 케이블 스트리핑 기계와 함께 사용한다.
전도체는 바람직하게는 동축 케이블 또는 3축 케이블의 전기 전도층이다. 본 방법에 설명 된 단계는 동축 케이블 또는 3축 케이블의 개별 층에 대해 반복할 수 있다. 이를 통해 개별 전도 층의 직경 및/또는 편심률 벡터를 결정할 수 있다.
본 방법에서는 각 공구에 대해 공구가 전도체에 닿은 시점과 공구에 의한 도체와의 접촉 시간을 별도로 캡처하는 것도 생각할 수 있다. 이것은 전도체 및/또는 전도체 손상의 정확한 측정과 분류를 가능하게 한다.
또한 각 공구에 대해 각각의 접촉 직경을 계산하는 것도 생각할 수 있다. 이런 계산된 접촉 직경을 기반으로 공구를 회전축과 관련하여 반경 방향으로 조정하여 각 블레이드가 전도체의 종축과 동일한 간격을 갖도록 할 수 있다. 공구 조정이 작동 중에 즉, 공구가 회전하는 동안 이루어지는 것을 생각할 수 있다. 그러나 회전축에서 동일한 간격을 갖도록 공구를 수동으로 조정하는 것도 가능하다.
본 방법은 조립 중에 회전축과 클램핑 장치를 조정하는 데 사용하는 것도 생각할 수 있다. 이를 위해 예를 들어 조정 나사 또는 조정 수단을 사용하여 편심률 벡터에 따라 클램핑 장치를 조정할 수 있으며 그 다음에 이 조정에 따라 고정할 수 있다.
편심률 벡터에 따라 액츄에이터를 사용하여 클램핑 장치를 이동하여 스트리핑 공정 동안 능동적인 보정도 마찬가지로 가능하다.
전도체 주위에서 회전하는 적어도 도전 공구에 의한 특히 부도체 외피가 제공된 전도체와의 접촉을 감지하기 위한 본 발명에 따른 장치는 회전축 주위로 회전 가능하게 장착된 공구 홀더를 포함한다. 회전 가능한 장착이라는 것은 여기에서 그리고 다음에서 공구 홀더가 회전 축을 중심으로 0도에서 무한도까지 모든 방향과 각도로 회전할 수 있음을 의미한다. 공구는 이 공구 홀더에 배치되어 있다. 이 장치는 공구 홀더에 배치된 전도체를 포함한다. 전도체는 바람직하게 공구 홀더 및 중공 샤프트를 포함한다. 전도체는 특히 전기 절연체에 의해 공구와 전기적으로 절연된다. 이 장치는 또한 공구 홀더 또는 중공축에 배치된 회전자측 유도성 소자 및 적어도 회전자측 회로요소과 고정자측 회로요소가 있는 병렬 공진회로를 포함한다. 장치는 회로부과 고정자측 유도성 소자를 포함한다. 회전자측 유도성 소자는 전도체를 통해 공구에 그리고 적어도 전도체에 전기적으로 연결된다. 이런 모든 요소는 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소의 요소를 형성한다. 적어도 고정자측 유도성 소자는 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소에 배치된다. 고정자측 및 회전자측 유도성 소자는 서로 유도결합 되어 있다. 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소는 전도체를 통해 회로 장치에 연결되어 적어도 특성 진동매개변수 특히 병렬 공진회로의 위상 위치 및/또는 위상 편이의 변화를 결정한다. 병렬 공진회로는 적어도 공구 용량을 기능적으로 포함하는 공구 용량을 가지고 있다. 회로 구조에 따라 공구 용량에는 회전자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 고정자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 회로부의 출력 용량 및/또는 회전자측의 추가 조정 용량이 포함된다. 추가 표유 용량 및 기생 용량이 전체 용량에 영향을 미칠 수 있으며 이를 고려해야 한다. 전도체 및/또는 추가 출력 용량 및/또는 회전자측 추가 조정 용량을 적절하게 선택하면 공구 용량을 원하는 초기 값으로 설정하고 회로요소를 서로 일치시킬 수 있다. 회전자측 및 고정자측 회로요소의 공진주파수 조정은 유도성 소자의 결합 계수가 작을 때 특히 유리하다.
회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자는 특히 서로 먼 거리에서 그리고 바람직하게는 접촉 없이 회로부과 관련하여 공구 홀더의 회전 속도에 따라 독립적으로 또는 정의된 기능에서 병렬 공진회로의 특성 진동매개변수 중 적어도 하나를 측정할 수 있는 방식으로 서로에 대해 배치되어 있다.
특성 진동매개변수는 예를 들어 진폭, 주파수 및/또는 예를 들어 주파수 발생기 측 공진회로 신호와 고정자측 공진회로 신호 사이와 같이 입력 신호와 출력 신호 사이의 위상 편이 등이다.
공구에 연결하기 위한 전도체는 케이블일 수 있다. 그러나 이것은 단지 예를 들어 전도체 플레이트에서의 전도체 트랙 또는 납땜, 플러그, 리벳팅, 고정 또는 나사에 의한 전기 연결이라고 생각할 수도 있다. 전기 연결이 케이블인 경우 케이블 러그를 통해 공구와 함께 연결하거나 나사로 조일 수 있다.
적어도 공구, 전기 절연체, 전도체, 용량이 있는 회전자측 회로요소의 전도체 및 회전자측 유도성 소자가 회전자측 피치 원의 요소이다. 고정자측 회로요소의 요소는 바람직하게는 고정자측 유도성 소자, 용량이 있는 고정자측 회로요소의 전도체 및 회로부를 포함한다.
병렬 공진회로의 회전자측 회로요소 요소는 회전 가능하게 장착된 공구 홀더에 배치되어 있으며 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소 요소 특히 고정자측 유도성 소자와 고정식 회로부는 바람직하게는 스트리핑 기계의 고정 요소에 배치되어 있다.
전도체는 전체 공구 홀더를 포함할 수 있다. 즉, 전도체가 공구 홀더와 동일하다. 그러나 공구 홀더의 일부만 전도체로 설계될 수 있다는 것 및/또는 공구 홀더가 적어도 부분적으로 비전도성 재료로 구성된다는 것도 생각할 수 있다. 비전도성 재료의 예로는 세라믹, 특히 기술 세라믹 또는 플라스틱이 있다.
공구 홀더와 전도체는 별도의 요소로 설계할 수 있다. 예를 들어 전도체는 공구 홀더의 중공축, 링 또는 디스크로만 설계할 수도 있다. 공구 홀더의 적어도 한 부분의 코팅 만을 전도체로 제공하는 것도 마찬가지로 생각할 수 있다.
공구와 전도체 사이의 전기 절연은 예를 들어 공구를 적어도 부분적으로 감싸고 전도체로 설계된 공구 홀더에 대하여 절연하는 필름으로 설계할 수 있다. 전기 절연체를 공구와 전도체 사이에 배열되는 별도의 요소로 설계하는 것도 마찬가지로 가능하다. 또한 전도체로 설계된 공구 홀더에는 절연 역할을 하는 비전도성 전기 코팅을 제공할 수 있다고 한다. 여기서 특히 공구 홀더의 일부만 전도체로 설계하거나 전도체를 예를 들어 중곡축과 같은 별도의 요소로 설계하는 경우 전기 절연을 적어도 공구 홀더의 일부분으로 설계하는 것도 생각할 수 있다.
도전 공구는 환경 특히 전기 절연체 및 전도체와 함께 또는 공구 홀더의 설계에 따라 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소 내의 공구 용량을 형성한다.
전도체 및 부도체 외피는 일반적으로 케이블의 일부이거나 함께 케이블을 제공한다.
병렬 공진회로에 연결된 여기서 설명하는 회전자측 및 고정자측 회로요소의 배치는 장치가 공구 홀더의 회전 속도에 관계없이 병렬 공진회로의 진동매개변수를 측정할 수 있도록 한다.
공구 또는 공구들은 블레이드 특히 스트리핑 블레이드로 설계할 수 있다. 공구는 바람직하게는 V자형으로 설계된 서로 마주 보는 2개의 스트리핑 블레이드이며 특히 닫힌 상태에서 겹쳐 있다. 또한 서로 마주 보는 블레이드는 각각 닫힌 상태에서 블레이드와 만나는 직선 절삭날을 갖는 것으로 생각할 수 있다. 2개 이상의 블레이드를 사용하는 것이 가능하다. 여러 개의 블레이드를 홍채 조리개 형태로 배열할 수 있다.
회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자는 바람직하게는 코일로 설계되고 이들 코일은 서로 유도결합된다.
코일은 제조하기 쉬운 구성 요소이다. 유도결합에 의해 신호를 접촉 없이 전송할 수 있다.
속성 변화 특히 공구와 전도체 접촉에 의한 회전자측 회로요소의 임피던스 변화는 전체 병렬 공진회로에 직접적인 영향을 미친다. 이것은 병렬 공진회로 특히 위상 편이의 특성 진동매개변수의 도움으로 고정 회로부에 의한 회전자측 피치 원의 비접촉 평가를 가능하게 한다.
여기서 설명하는 병렬 공진회로 내의 유도결합은 유도결합 전이나 도중에 힘들게 변조하거나 변환할 필요 없이 신호를 감지하고 전송할 수 있게 한다.
회전자측 및 고정자측 유도성 소자는 공구 홀더 회전축에 동축으로 배치하고 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다.
이것은 컴팩트한 방식으로 장치를 제조하고 회전자측 및 고정자측 유도성 소자를 서로 안정적으로 조정할 수 있게 한다.
고정자측 유도성 소자는 토로이달 코일로 설계할 수 있다. 회전자측 유도성 소자는 이 토로이달 코일에 동축 연결된 토로이달 코일로 설계할 수 있다. 이런 토로이달 코일들은 서로 부분적으로 겹칠 수 있다.
토로이달 코일은 높은 정확도로 쉽게 제조할 수 있다.
토로이달 코일은 바람직하게는 완전히 겹쳐진다. 이는 유도결합에 유리하고 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.
회전자측 및 고정자측 유도성 소자는 공구 홀더 회전축에 대하여 동축으로 원통형 또는 평면 평행 설계를 가질 수 있다. 이것은 대응하는 스트리핑 기계에 맞는 원하는 구조로 장치를 제조하는 것을 가능하게 한다.
회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자는 전기 비전도성 비자성 재료에 대한 권선 또는 전도체의 나선형 인쇄로 설계할 수 있다. 재료는 바람직하게는 예를 들어 POM, PEEK 또는 FR4와 같은 플라스틱이다. 이것은 코일의 저렴하고 간단한 구조를 가능하게 하고 플라스틱은 코일의 자기장에 영향을 미치지 않는다. 해당 재료에 유도성 소자를 형성하면 온도에 안정적인 결합이 가능하다.
대안적으로 특히 유도결합을 개선하기 위해 회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자는 강자성 재료를 가질 수 있다. 강자성 물질은 전자기장을 강화하고 유도하므로 같은 크기로 작은 표유장으로 더 큰 결합과 인덕턴스가 발생하고 코일 환경에서 자기 전도성 기계 부품의 영향을 크게 줄인다.
회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자는 단층 코일로 설계할 수 있다. 그러나 회전자측 및/또는 고정자측 유도성 소자를 다층 코일로 설계하는 것도 마찬가지로 생각할 수 있다.
따라서 결합의 원하는 콤팩트한 디자인 및/또는 개선이 가능하다.
공구는 2개의 전도판 사이에 내장될 수 있다. 전도판은 전도체를 통해 회전자측 유도성 소자에 전기적으로 연결된다. 또한 특히 전기 절연체를 통해 전도체에 대하여 전기적으로 절연된다. 이것은 공구와 회전자측의 유도성 소자 사이의 연결을 제공하는 것을 가능하게 한다.
공구를 적어도 하나의 전기 슬라이딩 접촉에 의해 그리고 전도체를 통해 회전자측 유도성 소자에 연결하는 것도 생각할 수 있다. 전기 슬라이딩 접촉은 전도판, 스프링, 스프링 핀 또는 링으로 형성할 수 있다. 공구는 전도체와 전기적으로 절연되어 있다. 이를 통해 공구와 회전자측 유도성 소자 사이에 간단한 전기적 연결을 대체할 수 있다. 따라서 공구 위치를 변경할 수 있으며 특히 선형 이동 또는 피벗 이동을 통해 공구를 전달할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 공구로서 적어도 하나의 스트리핑 블레이드를 갖는 스트리핑 기계에 관한 것이다. 스트리핑 블레이드는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착된 공구 홀더에 의해 유지되고 케이블의 전도체 접촉을 감지하기 위해 적어도 여기에 설명된 장치에 연결된다. 여기서 장치는 적어도 하나 이상의 공구와 연결된다.
이를 통해 완전한 스트리핑 기계를 제공할 수 있다. 여기서 전도체와의 접촉을 감지하는 장치가 이 스트리핑 기계에 적절하게 적용되고 특정 기계 매개변수를 고려한다.
전문가에게 알려진 바와 같이 병렬 공진회로의 바로 근처 즉, 병렬 공진회로에 속하지 않는 요소가 병렬 공진회로 동작에 영향을 미칠 수 있다. 이것은 병렬 공진회로의 주변 요소가 병렬 공진회로의 표유 전기장 및/또는 표유 자기장에 영향을 미치고 변경할 때 발생한다. 스트리핑 기계를 전체적으로 설치할 때 스트리핑 기계가 작동하는 동안 병렬 공진회로의 허용 불가능한 디튜닝을 방지하기 위해 주변 요소가 표유 전기장 또는 표유 자기장에 허용되지 않는 정도까지 영향을 주지 않도록 주의해야 한다. 병렬 공진회로의 디튜닝은 잘못된 감지 또는 측정 시스템의 감도 변경으로 이어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 특히 여기에 설명된 바와 같은 장치를 사용하여 전도체 주위를 회전하는 적어도 하나의 도전 공구에 의한 특히 부도체 외피를 갖춘 전도체와의 접촉을 감지하는 방법에 관한 것이다. 장치는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착된 공구 홀더를 포함한다. 공구는 이 공구 홀더에 배치되어 있다. 또한 장치는 이 공구 홀더에 배치된 전도체를 포함한다. 전도체는 바람직하게는 공구 홀더와 중공축을 포함한다. 장치는 또한 회전자측 유도성 소자, 병렬 공진회로, 고정식 회로부 및 고정자측 유도성 소자를 포함한다. 공구는 전도체에 대하여 전기 절연에 의해 절연되어 있다. 회전자측 유도성 소자는 공구 홀더 또는 중공축에 배치된다. 병렬 공진회로에는 적어도 하나의 회전자측 회로요소과 적어도 하나의 고정자측 회로요소가 있다. 회전자측 유도성 소자는 전도체를 통해 공구와 그리고 적어도 전도체와 전기 연결되어 있다. 회전자측 유도성 소자와 전도체는 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소의 요소를 구성한다. 적어도 고정자측 유도성 소자가 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소에 배열되어 있다. 고정자측 및 회전자측 유도성 소자는 서로 유도결합 되어 있다. 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소는 전도체를 통해 회로 장치에 연결되어 적어도 특성 진동매개변수 특히 병렬 공진회로의 위상 편이 및/또는 위상 위치의 변화를 결정한다. 병렬 공진회로는 적어도 공구 용량을 기능적으로 포함하는 공구 용량을 가지고 있다. 회로 구조에 따라 공구 용량에는 회전자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 고정자측 회로요소의 전도체의 전도체 용량 및/또는 출력 용량이 포함된다. 추가 기생 용량이 전체 용량에 영향을 미칠 수 있으며 이를 고려해야 한다. 전도체 및/또는 추가 출력 용량을 적절하게 선택하면 공구 용량을 원하는 초기 값으로 설정할 수 있다.
블레이드와 전도체 접촉을 감지하는 방법은 적어도 다음 단계를 포함한다.
- 병렬 공진회로의 공진주파수 범위에서 정의된 감도에 따라 바람직하게는 병렬 공진회로의 공진주파수 미만으로 주파수 발생기 신호 생성
- 위상 위치, 위상, 주파수 및 진폭과 같은 병렬 공진회로의 하나 이상의 특성 진동매개변수 측정 및 공구에 의한 전도체 접촉에 대한 한계값 정의
- 고정 회로부를 기준으로 공구 홀더 회전
- 최소한 병렬 공진회로의 이런 특성 진동매개변수 특히 위상 위치 및/또는 위상 편이의 연속 측정 및 공구에 의한 전도체 접촉 감지를 위해 기준 측정에 의해 결정된 하나 이상의 한계값과 이런 측정값의 연속 비교
연속 측정은 영구 측정 또는 클럭 측정일 수 있다. 이는 많은 수의 개별 측정 특히 특정 기간 동안 특정 시간 간격에서 많은 수의 동일한 측정을 의미한다.
이 방법은 일반적으로 케이블 처리 프로세스의 일부이다. 이를 통해 공구와 회로부 사이에 갈바닉 연결 없이 공구에 의한 전도체 접촉 감지가 가능하다.
병렬 공진회로의 공진주파수는 주파수 발생기 신호를 설정하기 전에 공진주파수가 시스템 및/또는 경험에 근거해야 하는 주파수 스펙트럼 내에서 진폭 응답 및/또는 주파수 응답을 측정하여 결정하는 것이 바람직하다. 주파수 발생기 신호를 병렬 공진회로의 공진주파수보다 낮게 설정하는 경우 주파수 발생기 신호는 애플리케이션에 따라 1‰에서 10% 사이, 바람직하게는 1‰에서 5% 사이, 특히 5‰에서 1% 사이가 될 수 있다.
바람직하게는 공구 홀더가 회전하기 시작한 후 공구는 전도체 쪽으로 이동하고 전도체의 부도체 외피를 절단한다.
바람직하게는 한계값에 도달하거나 초과할 때 스트리핑 기계의 적어도 하나의 기능을 제어할 수 있는 신호가 출력된다.
한계값은 높은 값에서 시작하여 낮은 값으로 내려가거나 낮은 값에서 높은 값으로 넘어가는 고정값일 수 있다. 한계값이 일정한 신호의 정의된 편차일 수도 있으며 마지막 언급된 한계값을 초과하는 것은 기준값에서 허용되는 편차를 초과하는 것이다.
물론 예를 들어 알람 램프를 작동시키거나 알람을 보내기 위해서 신호만 출력하는 것도 생각할 수 있다.
이를 통해 스트리핑 기계의 추가 스트리핑 공정 또는 장치 제어와 관련된 추가 공정을 제어하고 조절하는 것 특히 예를 들어 공구 이동 중지, 공구 후퇴, 공구 홀더의 회전 이동 중지 등과 같은 특정 작업을 수행하는 것이 가능하다.
일반적으로 스트리핑 공정에서 스트리핑할 전도체는 첫번째 단계에서 공구 사이에 삽입한다. 벗겨질 전도체가 적절한 위치에 있는 즉시 적절한 장치 일반적으로 센터링 죠(Jaw)를 사용하여 고정한다. 벗겨질 전도체를 먼저 적절한 장치에 고정하고 이 장치를 사용하여 공구 사이에 삽입하는 것도 생각할 수 있다. 다음 단계에서 공구는 바람직하게는 서로에 대해 이동하고 전도체의 부도체 외피는 끊어내거나 절단한다.
전형적인 스트리핑 공정의 전술한 공정 단계 중 하나 이상은 바람직하게는 여기에 설명된 전도체 접촉을 감지하기 위한 방법과 결합되어 있거나 결합할 수 있다.
전술한 단계에 이어서 바람직하게는 블레이드로 설계된 도전 공구와 전도체는 일반적으로 벗겨내야 하는 전도체의 종축과 일치하는 회전축을 따라 절개된 외피가 전도체에서 당겨지는 방식으로 서로에 대해 이동한다. 특히 접촉이 감지된 경우 분리하기 전에 공구를 조금 여는 것을 생각할 수 있다.
외피는 전체 또는 일부를 벗길 수 있다. 부분적으로 벗겨내는 경우 외피는 여전히 전도체에 남아 있지만 전도체의 원래 위치에 대하여 축 방향으로 이동한다.
외피를 제거하는 동안에도 측정을 계속할 수 있어서 이 단계에서도 공구에 의한 전도체 접촉을 볼 수 있다.
바람직하게는 회로부에서 고정자측 공진회로 신호와 주파수 발생기 신호 사이의 위상 위치 및/또는 위상 편이를 평가한다.
위상 위치 또는 위상 편이는 간단한 수단을 사용하여 위상 검출기로 평가할 수 있으므로 공구와 전도체가 접촉하는 경우 빠른 응답을 제공한다.
주파수 발생기의 주파수는 초기화 중에 공진회로의 고유 주파수보다 약간 낮게 설정되어 공진회로가 주파수 발생기보다 앞서 있다. 그러나 공구가 가공할 전도체에 접촉하면 추가 용량성 부하로 인해 공진회로가 지연된다. 선행 또는 후행에 대한 이런 디지털 위상 위치 결정은 강력하고 빠르다. 따라서 공진회로 고유 주파수와 주파수 발생기 주파수의 차이가 회로부의 감도를 정의한다.
공진회로 진폭 또는 고정자측 공진회로 신호와 주파수 발생기 신호 간의 위상 편이 평가 또는 조합은 견고성 향상이나 타당성 검사를 위해서도 마찬가지로 가능하다.
공구에 의한 전도체 접촉 시점과 공구가 도체와 접촉하는 시간을 별도의 매개변수로 캡처할 수 있다.
이를 통해 특히 다른 시간에 따른 공정 데이터를 포함하여 접촉이 발생했을 때 전도체 손상의 깊이에 대한 확인을 할 수 있다. 이와 함께 각각 처리한 전도체를 분류하는 것이 가능하다. 특히 절개 중에 얻은 데이터를 사용하여 전도체 손상 깊이를 추론하고 및/또는 접촉 직경을 결정하고 평가할 수 있다.
회전축 방향으로 이루어지는 공구에 의한 전도체와의 접촉 위치를 특히 별도의 매개변수로 캡처하는 것도 생각할 수 있다.
이와 함께 접촉이 발생한 경우 전도체가 손상을 가지고 있는 위치를 확인하는 것이 가능하다. 따라서 각각 처리한 전도체를 분류하는 것이 가능하다. 특히 얻은 데이터를 사용하여 전도체에서 절연체를 제거할 때 전도체의 손상 길이를 추론할 수 있다.
여기서 2개 이상의 매개변수를 동시에 캡처 및/또는 결합할 수 있다.
이 정보를 사용하여 사용자는 하나 이상의 거부 기준을 정의할 수 있다. 손상이 허용 가능한 값 이내이면 처리한 전도체를 계속 사용할 수 있다.
이는 또한 스트리핑 공정의 몇 퍼센트가 올바르게 수행되었는가 예를 들어 벗겨진 전도체의 몇 퍼센트가 손상을 나타내거나 나타낼 수 있는가 및/또는 손상이 얼마나 큰가에 대한 확인을 가능하게 한다.
처리하는 동안 공구의 원래 위치 또는 회전축과 관련된 공구의 위치는 추가적으로 또는 대안적으로 캡처할 수 있으며 특히 지속적으로 캡처할 수 있고 공구가 전도체에 접촉하는 시점에 기준값과 비교할 수 있다. 전도체의 직경은 직경에 대한 기준값을 사용하여 결정할 수 있다. 예를 들어 전도체에서 공구의 침투 깊이를 결정하는 것도 더 쉬워진다.
이를 통해 예를 들어 스트리핑 공정 시작 시 테스트 스트리핑으로 전도체를 식별하여 기계를 매개변수화할 수 있다. 작동 중에 매개변수를 조정하는 것도 마찬가지로 가능하다. 이는 전도체 직경이 생산 변동에 의해 영향을 받는 경우 필요할 수 있다.
제조 공차로 인해 전도체가 부도체 외피 내에서 부도체 외피와 동축으로 배열되지 않을 수 있다. 즉, 전도체 둘레를 따라 부도체 외피의 두께가 달라질 수 있다. 해당 제조 공차를 적용하는 전기 절연 전도체가 장치에 클램핑되면 클램핑 장치 내의 전도체가 반대쪽 중심 축에 있지 않을 수 있다. 스트리핑 기계와 관련하여 이것은 전도체가 회전 축에 대해 편심으로 배열된다는 것을 의미한다.
공구의 회전축과 클램핑 장치의 중심 축이 제조 공차와 조립 공차로 인해 일치하지 않는 것도 생각할 수 있다. 따라서 이상적으로 완전히 동축으로 제조한 전도체는 회전축에 대해 편심으로 배열된다.
처리하는 동안 특히 부도체 외피를 절단하는 동안 접선 절단 공정을 사용하여 편심률 벡터와 전도체 직경을 계산할 수 있다. 추가로 또는 대안으로 공구와 회전축 사이의 거리는 공구에 의해 전도체의 첫번째 점에서 접선 접촉이 이루어질 때까지 감소한다. 여기서 공구의 각도 위치와 공구의 위치를 저장할 수 있다. 공구 위치, 현재의 경우 공구와 회전축 사이의 간격은 연관된 첫번째 접촉 반경에 일치한다. 이를 통해 회전축에 편심으로 배열된 전도체에서 회전축에 대한 반경 거리 및 극각과 관련하여 회전축으로부터 가장 멀리 벗어나는 지점을 결정할 수 있다.
이어서 공구와 회전축 사이의 간격은 바람직하게는 공구가 전도체 주위로 공구를 완전히 회전하는 동안 전도체에 연속적으로 접촉할 때까지 더 감소한다. 공구 위치, 현재의 경우 공구와 회전축 사이의 반경 간격은 두 번째 접촉 반경으로 저장할 수 있다. 이를 통해 회전축에 가장 가깝게 배치 된 전도체 상의 지점을 결정할 수 있다.
편심률 벡터는 바람직하게는 첫번째 접촉 반경과 두 번째 접촉 반경 및 각도 위치로부터 계산한다. 이것은 회전축에 대한 전도체의 종축 위치를 계산할 수 있게 한다.
편심률 벡터와 도체 반경을 결정하는 또 다른 보편적인 방법은 낫 모양 절단 방법이다. 이런 경우 공구와 회전축 사이의 간격은 공구가 전도체의 첫번째 점에서 접선 접촉을 할 때까지 감소하는 것이 바람직하다. 적어도 반경 방향 위치 및 선택적으로 공구의 첫번째 점에 대한 접선 접촉 각도를 저장한다. 공구가 전도체에 접촉하기 시작해 바람직하게 120° 내지 200°의 각도로 계속 접촉할 때까지 공구와 회전축 사이의 간격이 더 줄어든다. 접촉 시작은 첫번째 낫 모양 절단 접촉각으로 저장하고 접촉의 끝은 마지막 낫 모양 절단 접촉각으로 저장한다
바람직하게는 전도체 반경, 편심률 및 편심률 벡터는 첫번째 접촉 반경, 낫 모양 절단 반경, 첫번째 낫 모양 절단 접촉각 및 마지막 낫 모양 절단 접촉각으로부터 계산한다.
그래서 전도체 위치를 회전축과 관련하여 결정할 수 있다.
추가 단계에서 편심률 벡터를 사용하여 편심이 보상되는 방식으로 전도체를 회전축과 관련하여 이동할 수 있다. 이것은 전도체의 축이 다음 처리 단계에서 회전축과 동축임을 의미한다.
상기 방법은 바람직하게는 특히 동축 케이블, 3축 케이블 또는 단순 연선 케이블을 위한 스트리핑 기계에서 전술한 바와 같이 회전식 케이블 스트리핑 기계와 함께 사용한다.
전도체는 바람직하게는 동축 케이블 또는 3축 케이블의 전기 전도층이다. 본 방법에 설명 된 단계는 동축 케이블 또는 3축 케이블의 개별 층에 대해 반복할 수 있다. 이를 통해 개별 전도 층의 직경 및/또는 편심률 벡터를 결정할 수 있다.
본 방법에서는 각 공구에 대해 공구가 전도체에 닿은 시점과 공구에 의한 도체와의 접촉 시간을 별도로 캡처하는 것도 생각할 수 있다. 이것은 전도체 및/또는 전도체 손상의 정확한 측정과 분류를 가능하게 한다.
또한 각 공구에 대해 각각의 접촉 직경을 계산하는 것도 생각할 수 있다. 이런 계산된 접촉 직경을 기반으로 공구를 회전축과 관련하여 반경 방향으로 조정하여 각 블레이드가 전도체의 종축과 동일한 간격을 갖도록 할 수 있다. 공구 조정이 작동 중에 즉, 공구가 회전하는 동안 이루어지는 것을 생각할 수 있다. 그러나 회전축에서 동일한 간격을 갖도록 공구를 수동으로 조정하는 것도 가능하다.
본 방법은 조립 중에 회전축과 클램핑 장치를 조정하는 데 사용하는 것도 생각할 수 있다. 이를 위해 예를 들어 조정 나사 또는 조정 수단을 사용하여 편심률 벡터에 따라 클램핑 장치를 조정할 수 있으며 그 다음에 이 조정에 따라 고정할 수 있다.
편심률 벡터에 따라 액츄에이터를 사용하여 클램핑 장치를 이동하여 스트리핑 공정 동안 능동적인 보정도 마찬가지로 가능하다.
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도 1 스트리핑 기계의 투시도
도 2a 스트리핑 기계의 회전축을 따른 횡단면
도 2b 대안적인 실시 예에서 도 2에 따른 횡단면
도 3 회로부가 있는 병렬 공진회로의 회로도
도 4 도 3에 따른 병렬 공진회로의 대체 회로도
도 5 위상 검출기의 회로도
도 6a부터 6c까지 스트리핑 공정의 개략적 순서
도 7a부터 7d까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
도 8a부터 8b까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
도 2a 스트리핑 기계의 회전축을 따른 횡단면
도 2b 대안적인 실시 예에서 도 2에 따른 횡단면
도 3 회로부가 있는 병렬 공진회로의 회로도
도 4 도 3에 따른 병렬 공진회로의 대체 회로도
도 5 위상 검출기의 회로도
도 6a부터 6c까지 스트리핑 공정의 개략적 순서
도 7a부터 7d까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
도 8a부터 8b까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
본 발명은 단지 예시적인 실시 예를 나타내는 도면에 기초하여 아래에서 더 상세히 설명한다. 다음과 같이 도시한다.
도 1 스트리핑 기계의 투시도
도 2a 스트리핑 기계의 회전축을 따른 횡단면
도 2b 대안적인 실시 예에서 도 2a에 따른 횡단면
도 3 회로부가 있는 병렬 공진회로의 회로도
도 4 도 3에 따른 병렬 공진회로의 대체 회로도
도 5 위상 검출기의 회로도
도 6a부터 6c까지 스트리핑 공정의 개략적 순서
도 7a부터 7d까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
도 8a부터 8b까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
도 1은 회전 절연체 스트리핑 기계(100)의 사시도이다. 절연체 스트리핑 기계(100)는 블레이드(2ra,2rb)가 배치된 절연체-스트리핑 헤드(10)(도 2a 참조), 절연체-스트리핑 헤드(10)의 구동수단(20) 및 절연체-스트리핑 헤드(10)의 블레이드의 구동수단(30)을 포함한다. 절연체 스트리핑 기계(100)의 프레임(50)에 부품들이 설치된다. 절연체 스트리핑 기계(100)는 적어도 하나의 도전 공구(2ra,2rb)에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 장치를 포함하고, 이런 접촉을 블레이드-전도체 접촉이라고도 한다(도 2a 참조).
도 2a는 회전 절연체 스트리핑 기계(100)의 회전축(X)의 단면도이다(도 1 참조). 절연체-스트리핑 헤드(10)은 중공 몸체로 구성되고 중공축(6r)에 연결되며 회전축(X)에 회전 가능하게 장착된다. 도 2a의 왼쪽 영역에는 도전 공구(2r,2b)로서 2개의 블레이드가 있으며 그 사이에 벗겨야할 할 전도체(5b)가 배열된다. 전도체(5b)에는 부도체 외피(5a)가 있다. 블레이드(2ra,2rb)는 회전 가능한 공구 홀더(1r)에 방사상으로 움직일 수 있도록 장착된다. 이것은 블레이드(2ra,2rb)가 전도체(5b)의 부도체 외피(5a)를 절단하도록 축(X)을 중심으로 회전하면서 서로를 향해 이동할 수 있음을 의미한다. 블레이드(2ra,2rb)는 전기 절연체(40)에 의해서 공구 홀더에(1r)에 대해 절연된다. 여기에서 전기 절연체(40)는 블레이드를 둘러싸는 예를 들어 각각 0.5mm 두께의 얇은 세라믹 판 2개로 형성된다.
여기서 공구 홀더(1r)가 전도체(ECB)로 구현된다. 회전자측 유도성 소자는 코일(L1)로 중공축(6r)에 설치된다. 코일(L1)은 단층 코일이다. 회전자측 유도성 소자와 동축으로 고정자측 유도성 소자가 배치된다. 고정자측 유도성 소자도 단층 코일(L2)로 구현된다. 회전자측 코일(L1)의 양단부는 전도체(4r)을 통해 2개 블레이드(2ra,2rb)에 연결된다. 전도체(4r)와 블레이드(2ra,2rb)의 연결은 나사식이다. 코일(L1)의 두번째 단부는 공구 홀더(1r)와 중공축(6r)에 전기연결되고, 이들 홀더와 중공축이 전도체(ECB)를 형성한다. 이런 요소들이 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소(A)를 형성한다(도 3~4 참조). 고정자측 코일(L2)는 양단부가 동축 케이블(4s)을 통해 고정식 회로부(28)에 연결된다. 코일(L2)은 절연체 스트리핑 기계(100)의 일부로서 장착판(51)에 설치된다. 즉, 고정자측 코일(L2)은 움직이지 못하게 설치된다. 회전자측 코일(L1)과 고정자측 코일(L2)는 서로 간격을 두고 배치된다.
고정식 회로부(28)는 주파수 발생기(3), 위상 검출기(7) 및 직렬 저항(Rv)으로 구성된다. 주파수 발생기(3)는 신호 S5를 사용하는 제어 장치(17)를 통해 제어된다(도 5 참조). 위상 검출기(7)는 입력 신호 U2s와 U1을 캡처한다. 또한 고정 회로부(28)에는 출력 용량(Ca)가 있다. 인터페이스 COM을 통해 회로부(28)과의 통신이 보장된다.
도 2b는 다른 레이아웃의 도 2a의 단면도로, 절연체-스트리핑 헤드(10)의 앞 부분만 표시된다. 같은 부호는 도 2a에서 설명한 것과 같다. 편의상 도 2b의 설명에서는 이를 반복하지 않으며 도 2a와 다른 요소들만 설명한다. 공구(2ra,2rb)은 마찬가지로 블레이드로 구현되고, 각각 2개의 전도판(41) 사이에 배치되며, 전도판은 다시 2개의 판(40a~b) 형태의 전기 절연체에 설치된다. 공구(2ra,2rb)은 코일(L1)에 직접 연결되지 않고 브러시로 전도판(41)에만 연결된다. 전도판은 전도체(4r)를 통해 코일(L1)에 연결된다. 전도체(4r)와 전도판(41)은 납땜으로 연결된다.
도 3은 적어도 하나의 회전하는 도전 공구(2r)에 의한 전도체의 접촉을 감지하는 장치의 회로도이다. 이 병렬 공진회로는 유도결합되어 있는 회로요소(A)와 회로요소 B로 나뉜다.
병렬 공진회로는 바람직하게는 고품질의 병렬 공진회로이다. 고품질의 공진회로란 일반적으로 품질 계수가 5보다 높은 공진회로이다.
C2r은 공구 용량, C4r은 회전자측 케이블 용량, C4s는 고정자측 케이블 용량이다. 회로부(28)의 출력 용량(Ca)와 밸런싱 용량(Cm)을 사용하여 전체 공진회로의 공진주파수를 조정하고 바람직하게는 회로요소들의 공진주파수들을 서로 조율하거나 비슷하게 선택할 수 있다.
회로도에서 C5는 접지처리되는 전도체(5b)의 용량이다(도 2a 참조).
병렬 공진회로는 주파수 발생기(3)에 의해 여기되고, 주파수 발생기의 신호 U1는 직렬 저항기(Rv)에 걸리고 공진주파수보다 낮다. (도시되지 않은) 제어 장치(17)는 입력신호(S5)로 주파수 발생기(3)를 제어해, 블레이드들이 열린 위치에 있을 때 병렬 공진회로가 공진주파수 밑의 주파수로 진동하도록 한다(도 5 참조).
절연체(5a)를 절단하거나 벗기는 동안 블레이드들 중 하나가 전도체(5b)에 접촉하면, 처리할 케이블의 용량(C5)이 공진회로 용량(Ct)과 병렬로 전환된다.
이로 인해 총 용량(Ct)이 증가하고 LC 공진회로가 조율되지 않는다. 용량 C5의 새로운 공진주파수는 병렬 공진회로의 원래 공진주파수보다 낮다. 이 경우, 주파수 발생기(3)의 고정 주파수를 사용하면, 주파수 발생기 신호 U1과 고정자측 공진회로 신호 U2s 사이에 새로운 위상 편이가 발생하고 U2s의 새로운 진폭 값 Am이 발생한다. 이 위상 편이는 위상 검출기(7)을 사용하여 아날로그 전압 U4로 변환되고, 예를 들어 전술한 제어 장치로부터 입력된다. 주파수 발생기 신호 U1이 공진회로 신호 U2s보다 빠르게 동작하는지 여부를 나타내는 디지털 논리신호 S4를 생성할 수도 있다(도 5 참조). 주파수 발생기 신호 U1의 설정된 주파수와 추가 용량 C5에 따라 신호 S4의 값이 변경된다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.
도 4는 도 3의 병렬 공진회로의 다른 실시예이다. 도 3에서 서로 유도결합된 코일 L1과 L2는 코어리스 무손실 변압기의 대체 회로도로 제시된다.
도 5는 위상 검출기(7)의 일례이다. 위상 검출기에는 2개의 비교기(11,12)가 있고, 그 하류에 XOR 게이트(13)와 D 플립플롭(16)이 있다 도 2a와 마찬가지로, 병렬 공진회로는 공진주파수보다 약간 낮은 주파수로 주파수 발생기(3)에 의해 여기된다. 주파수 발생기 전압은 정현파이다.
따라서 주파수 발생기의 신호 U1과 고정자측 공진회로의 신호 U2s는 위상 검출기의 입력에 제공된다. 이들 신호는 비교기(11,12)에 의해 구형파 신호 S1과 S2로 변환되고, 비교기들은 XOR 게이트(13)에 의해 서로 연결된다. 이로인해 스위칭 주기 비율이 U1과 U2 사이의 위상 편이에 비례하는 구형파 신호 S3가 생긴다. 저역 통과 필터(14)와 증폭기(15)는 XOR 게이트(13) 하류에 연결된다. 이 신호는 저역 통과 필터(14)에서 여과되고 증폭기(15)에서 증폭된다. 이런 아날로그 신호 U4는 최종적으로 제어 장치(17)에서 판독된다.
D 플립플롭(16)이 이 경로에 병렬로 배치된다. 비교기(11,12)의 구형파 신호 S1과 S2는 D 플립플롭(16)에 공급된다. D 플립플롭(16)은 디지털 신호 S4를 생성한다. 구형파 신호 S2가 구형파 신호 S1보다 빨리 동작하면 신호 S4는 로직 1이고 그렇지 않으면 신호 S4는 로직 0이며, 이는 블레이드와 도체 접촉을 나타낸다. 신호 U4 및 S4를 기준으로 회로부(28)의 일부일 수 있는 제어 장치(17)가 주파수발생기(3)를 제어해, LC 공진회로가 도체접촉 없이 고유 공진보다 약간 아래로 진동해 도체와의 접촉으로 인한 용량 증가에 민감하게 반응하도록 한다.
도 6a 내지 6c는 절연체-스트리핑 공정의 순서를 보여준다. 케이블(5)의 절연체를 벗길 때, 1단계로 개장된 공구들 사이로 케이블을 화살표 방향으로 넣는데(도 6a 참조), 이 경우 공구는 블레이드(2ra,2rb)로 구현된다. 절연체를 벗겨야할 케이블(5)이 정위치하자마자 (도시 안된) 센터링죠와 같은 장치로 신속히 고정된다. 케이블(5)을 먼저 고정한 다음 공구들 사이에 둘 수도 있다. 이때, 블레이드(2ra,2rb)는 이미 측정준비 상태로 바람직하게는 주파수 발생기보다 약간 빠르게 진동하고 있다. 블레이드들(2ra,2rb)는 서로를 향해 화살표 방향으로 접근하면서 부도체 외피(5a)를 파고들기 시작한다(도 6b). 블레이드들(2ra,2rb)dl 서로를 향해 너무 가까워지면, 블레이드들(2ra,2rb) 중의 하나나 둘다가 전도체(5b)와 접촉한다.
도 3, 5에서 설명한 바와 같이, 공진회로가 이런 블레이드-전도체 접촉으로 조율되지 않으면, 위상 위치 S4 및 신호 U4가 주파수 발생기 신호 U1보다 빠르거나 늦은 고정자측 공진회로 신호 U2s의 위상 편이에 따라 급변하므로, 접촉을 감지할 수 있다.
절연체-스트리핑 공정을 종료하기 위해, 블레이드들(2r)이 부도체 외피(5a) 를 충분히 깊게 절단한 후에 다시 약간 개방된다. 그후, 부도체 외피(5a)가 전도체(5b)에서 제거된다. 이런 작업은 일반적으로 전도체(5b)의 종축선을 따라 케이블(5)에 대해 블레이드(2ra,2rb)를 움직여 이루어지는데(도 6c), 예를 들면 센터링죠나 블레이드(2ra,2rb)를 움직여 이루어진다. 이렇게 하여 전도체(5b)에서 부도체 외피(5a)를 벗겨낸다.
도 7a 내지 7d는 전도체(5b)의 편심과 직경을 측정하고 회전축에 대한 전도체(5b)의 편심을 수정하기 위한 접선 절단법의 순서를 보여주는 단면도들이다. 도 7a의 케이블(5)은 이상적인 것으로, 부도체 외피(5a)와 전도체(5b)로 구성된다. 전도체(5b)는 부도체 외피(5a)에 동축으로 배치된다. 케이블이 예컨대 센터링죠에 의해 회전축(X)을 중심으로 두어 고정되므로, 전도체(5b)의 축은 회전축(X)와 일치한다. 따라서, 도 7a의 케이블(5)의 단면은 이상적 상태를 보인다. 도 7a의 블레이드(2ra)는 전도체(5b) 둘레를 회전하면서 조금씩 회전축(X)를 향해 움직이면서 부도체 외피(5a)를 절단한 상태이다. 이 블레이드(2ra)는 아직은 전도체(5b)에 접촉하지 않았다. 블레이드(2ra)가 회전축(X) 방향으로 더 움직이면 전도체(5b)에 접촉한다. 블레이드(2ra)가 화살표 방향으로 전도체(5b) 둘레를 회전하면서, 더이상 전도체(5b)와 접촉하지 않고 전도체(5b)를 전체 원주에 걸쳐 같은 깊이로 절단한다.
도 7b는 케이블(5)의 횡단면이지만, 도 7a와는 다르게 제조 조건들로 인해 비대칭인데 실제로 흔히 생기는 현상이다. 도 7b의 케이블(5)는 도 7a의 케이블(5)과 같은 구조를 갖는다. 그러나, 전도체(5b)가 부도체 외피(5a)에 대해 편심으로 배열된다. 전술한 절연체-스트리핑 공정에서, 블레이드는 회전축(X)를 중심으로 화살표 방향으로 회전한다(도 7a 참조). 이 경우, 회전축은 부도체 외피(5a)의 대칭축과 일치하지만 전도체 축 L과는 일치하지 않는다. 그 결과, 블레이드(2ra)가 전도체를 중심으로 회전할 때마다 조금씩 회전축(X)를 나아가면서, 블레이드-전도체 접촉을 위해 회전축(X)에서 가장 먼 지점에서 블레이드(2ra)가 처음으로 전도체(5b)에 접촉한다. 이 시점에서, 블레이드(2ra)의 극 변위, 즉 회전축(X)으로부터 블레이드(2ra)의 각도(αm)와 간격을 판독할 수 있다. 이는 첫번째 접촉 반경 Rm1과 첫번째 접촉각 αm1에 일치한다.
도 7c에서는 블레이드(2ra)가 회전축(X)을 향해 더 이동했다. 도 7c의 시점에서, 전도체(5b) 둘레로 블레이드(2ra)가 1회전 내내 블레이드가 전도체(5b)와 접촉한다. 이는 블레이드(2ra)와 전도체(5b) 사이의 연속적 접촉이 결정되는 시점이 연속적 블레이드-전도체 접촉에 가능한 블레이드(2ra)와 회전축(X)의 최대 거리인 시점임을 의미한다. 이 거리는 두번째 접촉 반경 Rm2에 일치한다.
접촉 반경 Rm1, 접촉 반경 Rm2 및 첫번째 접촉각 αm1로부터 편심률 벡터 V을 계산할 수 있다(도 7d 참조).
도 7d는 케이블(5)의 단면도로, 케이블(5)의 회전축(X)에 대한 전도체 축 L의 편심률이 보정된다. 케이블(5)은 계산된 편심률 벡터 V에 맞게 이동하여, 전도체 축 L이 회전축(X)와 일치하도록 한다. 따라서 부도체 외피(5a)의 대칭축도 편심률 벡터 V에 따라 회전축(X)에 대해 이동한다. 전도체(5b) 및 블레이드(2ra)와 관련하여, 이제 도 7a의 이상적 배열로 된다. 케이블(5)를 고정하는 수단을 갖춘 센터링죠 등의 장치를 움직여 케이블을 움직일 수 있다.
도 8a~b는 이미 도 7b~c에 제시된 바와 같이 편심율, 편심률 벡터 및 도체 반경을 측정하는 다른 보편적인 방법인 낫 모양 절단 방법을 보여준다. 도 7b~d에 따른 접선 절단 방법과 같이, 전도체에서 케이블 절연체로, 케이블 홀딩장치에서 회전축으로 또는 여러 기계적 비대칭이나 불일치의 합으로 인해 편심이 생기는가의 여부에 상관없이 편심은 중요하지 않다. 낫 모양 절단 방법에서, 전도체(5b)를 금속 핀으로 대체할 수 있어서, 측정한 편심률 e는 회전축(X)에 대한 케이블 고정 장치의 주축의 편심에만 관련될 수 있다. 도 7b와는 달리, 도 8a는 종축 L이 있는 전도체(5b)만의 단면도이다. 도 8a에서 알 수 있듯이, 종축 L은 회전축(X)과 일치하지 않고 어긋나있다. 편심률(e), 편심률 벡터(V) 및/또는 전도체 반경(rL)을 결정하기 위해, 블레이드(2ra)는 도 7b에서 설명한 것처럼 전도체(5b)에 접촉할 때까지 회전하면서 회전축(X)을 향해 움직인다. 이런 접촉으로, 도 7b에서의 반경 Rm1에 일치하는 첫번째 접촉 반경 r1이 구해지고, 낫 모양 절단 방법에서는 편심율 벡터 결정에 필요하지 않지만 타당성 체크를 위해 측정할 수도 있는 첫번째 접촉각 αm1이 구해진다. 다음 단계로, 블레이드(2ra)가 회전하면서 일정량 회전축(X)을 향해 전진한 다음, 회전축(X)으로부터 두번째 간격에 위치한다. 이 두번째 간격은 낫 모양 절단 반경 r2에 해당한다. 측정을 위해 바람직하게는 120° 내지 200°의 낫 모양 절단 각도 λ로 전도체(5b)를 절단하도록 낫 모양 절단 반경 r2가 선택한다. 선택한 회전 각도의 영점과 관련하여, 첫번째 낫 모양 절단 접촉각 δ은 낫 모양 절단 반경 r2에서 블레이드와 전도체 접촉이 시작되는 각도를 나타내며 마지막 낫 모양 절단 접촉각 ε은 두 번째 낫 모양 절단 반경 r2에서 블레이드와 전도체 접촉이 끝나는 각도를 나타낸다. 그 사이에는 낫 모양 절단 각도 λ가 포함된다. 이로부터 전술한 회전 각도의 영점과 관련하여 평균 접촉각 ρ을 결정할 수 있으며 이 접촉각은 낫 모양 전도체 절개를 대칭되는 2개의 절반으로 나눈다. 낫 모양 절단의 이런 평균 접촉각 ρ는 도 7에서의 첫번째 접촉각 αm1에 일치하지만 낫 모양 절단의 평균 접촉각 ρ는 첫번째 낫 모양 절단 접촉각 δ와 마지막 낫 모양 절단 접촉각 ε의 평균값으로 더 정확하게 측정할 수 있다. 평균 접촉각 ρ는 또한 낫 모양 절단의 선 무게 중심으로 계산할 수 있다 해당 데이터로부터 편심률 е 및/또는 편심률 벡터 V를 계산할 수 있다. 블레이드가 낫 모양 절단 각도 λ를 가볍게 스치는 동안 측정 가능한 블레이드와 전도체 접촉이 발생한다. 낫 모양 절단 각도 λ와 평균 접촉각 ρ는 각도 ε와 δ로부터 결정할 수 있으며 전도체 반경 rL은 다음 공식을 사용하여 도 8에 제시된 바와 같이 기하학적 관계에서 계산할 수 있다.
따라서 도 8b에 따라 또한 편심률 е, 평균 접촉각 ρ 및 편심률 벡터 V를 계산할 수 있다.
도 7c의 도움으로 설명된 편심률 측정 방법에 따라 블레이드와 전도체가 연속적으로 접촉하도록 전도체를 깊게 절단한다. rL에 대한 위의 공식에서 이것은 α가 180°가 됨을 의미한다. 이 한계값에 대해 rL은 다음과 같다.
이 결과는 Rm1 = r1과 Rm2 = r2와 함께 도 7c에서 그래픽으로 볼 수 있다.
편심률 벡터는 또한 예를 들어 센터링 죠에 배치된 코일에서 제공되는 유도 측정값으로도 계산할 수 있다. 이런 배열은 절단하기 전에 전도체 축에서 회전축으로의 편심률을 교정할 수 있다는 장점을 갖는다.
편심률 벡터를 계산하기 위한 코일은 회전축(X)에 대하여 동심인 별도의 센서 하우징에서 센터링 죠 외부에 부착할 수도 있다.
또한 편심률 벡터는 케이블 횡단면을 파악하는 2개 이상의 X- 선 이미지에서 결정할 수도 있다.
참조 기호 목록은 특허 청구 범위 및 도면의 기술적 내용과 같이 개시의 일부이다. 동일한 참조 기호는 동일한 구성 요소를 나타내며 다른 지수를 가진 참조 기호는 기능적으로 동일하거나 관련되거나 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1 스트리핑 기계의 투시도
도 2a 스트리핑 기계의 회전축을 따른 횡단면
도 2b 대안적인 실시 예에서 도 2a에 따른 횡단면
도 3 회로부가 있는 병렬 공진회로의 회로도
도 4 도 3에 따른 병렬 공진회로의 대체 회로도
도 5 위상 검출기의 회로도
도 6a부터 6c까지 스트리핑 공정의 개략적 순서
도 7a부터 7d까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
도 8a부터 8b까지 전도체를 통한 횡단면 및 편심 보정의 개략적 순서
도 1은 회전 절연체 스트리핑 기계(100)의 사시도이다. 절연체 스트리핑 기계(100)는 블레이드(2ra,2rb)가 배치된 절연체-스트리핑 헤드(10)(도 2a 참조), 절연체-스트리핑 헤드(10)의 구동수단(20) 및 절연체-스트리핑 헤드(10)의 블레이드의 구동수단(30)을 포함한다. 절연체 스트리핑 기계(100)의 프레임(50)에 부품들이 설치된다. 절연체 스트리핑 기계(100)는 적어도 하나의 도전 공구(2ra,2rb)에 의한 전도체와의 접촉을 감지하는 장치를 포함하고, 이런 접촉을 블레이드-전도체 접촉이라고도 한다(도 2a 참조).
도 2a는 회전 절연체 스트리핑 기계(100)의 회전축(X)의 단면도이다(도 1 참조). 절연체-스트리핑 헤드(10)은 중공 몸체로 구성되고 중공축(6r)에 연결되며 회전축(X)에 회전 가능하게 장착된다. 도 2a의 왼쪽 영역에는 도전 공구(2r,2b)로서 2개의 블레이드가 있으며 그 사이에 벗겨야할 할 전도체(5b)가 배열된다. 전도체(5b)에는 부도체 외피(5a)가 있다. 블레이드(2ra,2rb)는 회전 가능한 공구 홀더(1r)에 방사상으로 움직일 수 있도록 장착된다. 이것은 블레이드(2ra,2rb)가 전도체(5b)의 부도체 외피(5a)를 절단하도록 축(X)을 중심으로 회전하면서 서로를 향해 이동할 수 있음을 의미한다. 블레이드(2ra,2rb)는 전기 절연체(40)에 의해서 공구 홀더에(1r)에 대해 절연된다. 여기에서 전기 절연체(40)는 블레이드를 둘러싸는 예를 들어 각각 0.5mm 두께의 얇은 세라믹 판 2개로 형성된다.
여기서 공구 홀더(1r)가 전도체(ECB)로 구현된다. 회전자측 유도성 소자는 코일(L1)로 중공축(6r)에 설치된다. 코일(L1)은 단층 코일이다. 회전자측 유도성 소자와 동축으로 고정자측 유도성 소자가 배치된다. 고정자측 유도성 소자도 단층 코일(L2)로 구현된다. 회전자측 코일(L1)의 양단부는 전도체(4r)을 통해 2개 블레이드(2ra,2rb)에 연결된다. 전도체(4r)와 블레이드(2ra,2rb)의 연결은 나사식이다. 코일(L1)의 두번째 단부는 공구 홀더(1r)와 중공축(6r)에 전기연결되고, 이들 홀더와 중공축이 전도체(ECB)를 형성한다. 이런 요소들이 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소(A)를 형성한다(도 3~4 참조). 고정자측 코일(L2)는 양단부가 동축 케이블(4s)을 통해 고정식 회로부(28)에 연결된다. 코일(L2)은 절연체 스트리핑 기계(100)의 일부로서 장착판(51)에 설치된다. 즉, 고정자측 코일(L2)은 움직이지 못하게 설치된다. 회전자측 코일(L1)과 고정자측 코일(L2)는 서로 간격을 두고 배치된다.
고정식 회로부(28)는 주파수 발생기(3), 위상 검출기(7) 및 직렬 저항(Rv)으로 구성된다. 주파수 발생기(3)는 신호 S5를 사용하는 제어 장치(17)를 통해 제어된다(도 5 참조). 위상 검출기(7)는 입력 신호 U2s와 U1을 캡처한다. 또한 고정 회로부(28)에는 출력 용량(Ca)가 있다. 인터페이스 COM을 통해 회로부(28)과의 통신이 보장된다.
도 2b는 다른 레이아웃의 도 2a의 단면도로, 절연체-스트리핑 헤드(10)의 앞 부분만 표시된다. 같은 부호는 도 2a에서 설명한 것과 같다. 편의상 도 2b의 설명에서는 이를 반복하지 않으며 도 2a와 다른 요소들만 설명한다. 공구(2ra,2rb)은 마찬가지로 블레이드로 구현되고, 각각 2개의 전도판(41) 사이에 배치되며, 전도판은 다시 2개의 판(40a~b) 형태의 전기 절연체에 설치된다. 공구(2ra,2rb)은 코일(L1)에 직접 연결되지 않고 브러시로 전도판(41)에만 연결된다. 전도판은 전도체(4r)를 통해 코일(L1)에 연결된다. 전도체(4r)와 전도판(41)은 납땜으로 연결된다.
도 3은 적어도 하나의 회전하는 도전 공구(2r)에 의한 전도체의 접촉을 감지하는 장치의 회로도이다. 이 병렬 공진회로는 유도결합되어 있는 회로요소(A)와 회로요소 B로 나뉜다.
병렬 공진회로는 바람직하게는 고품질의 병렬 공진회로이다. 고품질의 공진회로란 일반적으로 품질 계수가 5보다 높은 공진회로이다.
C2r은 공구 용량, C4r은 회전자측 케이블 용량, C4s는 고정자측 케이블 용량이다. 회로부(28)의 출력 용량(Ca)와 밸런싱 용량(Cm)을 사용하여 전체 공진회로의 공진주파수를 조정하고 바람직하게는 회로요소들의 공진주파수들을 서로 조율하거나 비슷하게 선택할 수 있다.
회로도에서 C5는 접지처리되는 전도체(5b)의 용량이다(도 2a 참조).
병렬 공진회로는 주파수 발생기(3)에 의해 여기되고, 주파수 발생기의 신호 U1는 직렬 저항기(Rv)에 걸리고 공진주파수보다 낮다. (도시되지 않은) 제어 장치(17)는 입력신호(S5)로 주파수 발생기(3)를 제어해, 블레이드들이 열린 위치에 있을 때 병렬 공진회로가 공진주파수 밑의 주파수로 진동하도록 한다(도 5 참조).
절연체(5a)를 절단하거나 벗기는 동안 블레이드들 중 하나가 전도체(5b)에 접촉하면, 처리할 케이블의 용량(C5)이 공진회로 용량(Ct)과 병렬로 전환된다.
이로 인해 총 용량(Ct)이 증가하고 LC 공진회로가 조율되지 않는다. 용량 C5의 새로운 공진주파수는 병렬 공진회로의 원래 공진주파수보다 낮다. 이 경우, 주파수 발생기(3)의 고정 주파수를 사용하면, 주파수 발생기 신호 U1과 고정자측 공진회로 신호 U2s 사이에 새로운 위상 편이가 발생하고 U2s의 새로운 진폭 값 Am이 발생한다. 이 위상 편이는 위상 검출기(7)을 사용하여 아날로그 전압 U4로 변환되고, 예를 들어 전술한 제어 장치로부터 입력된다. 주파수 발생기 신호 U1이 공진회로 신호 U2s보다 빠르게 동작하는지 여부를 나타내는 디지털 논리신호 S4를 생성할 수도 있다(도 5 참조). 주파수 발생기 신호 U1의 설정된 주파수와 추가 용량 C5에 따라 신호 S4의 값이 변경된다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.
도 4는 도 3의 병렬 공진회로의 다른 실시예이다. 도 3에서 서로 유도결합된 코일 L1과 L2는 코어리스 무손실 변압기의 대체 회로도로 제시된다.
도 5는 위상 검출기(7)의 일례이다. 위상 검출기에는 2개의 비교기(11,12)가 있고, 그 하류에 XOR 게이트(13)와 D 플립플롭(16)이 있다 도 2a와 마찬가지로, 병렬 공진회로는 공진주파수보다 약간 낮은 주파수로 주파수 발생기(3)에 의해 여기된다. 주파수 발생기 전압은 정현파이다.
따라서 주파수 발생기의 신호 U1과 고정자측 공진회로의 신호 U2s는 위상 검출기의 입력에 제공된다. 이들 신호는 비교기(11,12)에 의해 구형파 신호 S1과 S2로 변환되고, 비교기들은 XOR 게이트(13)에 의해 서로 연결된다. 이로인해 스위칭 주기 비율이 U1과 U2 사이의 위상 편이에 비례하는 구형파 신호 S3가 생긴다. 저역 통과 필터(14)와 증폭기(15)는 XOR 게이트(13) 하류에 연결된다. 이 신호는 저역 통과 필터(14)에서 여과되고 증폭기(15)에서 증폭된다. 이런 아날로그 신호 U4는 최종적으로 제어 장치(17)에서 판독된다.
D 플립플롭(16)이 이 경로에 병렬로 배치된다. 비교기(11,12)의 구형파 신호 S1과 S2는 D 플립플롭(16)에 공급된다. D 플립플롭(16)은 디지털 신호 S4를 생성한다. 구형파 신호 S2가 구형파 신호 S1보다 빨리 동작하면 신호 S4는 로직 1이고 그렇지 않으면 신호 S4는 로직 0이며, 이는 블레이드와 도체 접촉을 나타낸다. 신호 U4 및 S4를 기준으로 회로부(28)의 일부일 수 있는 제어 장치(17)가 주파수발생기(3)를 제어해, LC 공진회로가 도체접촉 없이 고유 공진보다 약간 아래로 진동해 도체와의 접촉으로 인한 용량 증가에 민감하게 반응하도록 한다.
도 6a 내지 6c는 절연체-스트리핑 공정의 순서를 보여준다. 케이블(5)의 절연체를 벗길 때, 1단계로 개장된 공구들 사이로 케이블을 화살표 방향으로 넣는데(도 6a 참조), 이 경우 공구는 블레이드(2ra,2rb)로 구현된다. 절연체를 벗겨야할 케이블(5)이 정위치하자마자 (도시 안된) 센터링죠와 같은 장치로 신속히 고정된다. 케이블(5)을 먼저 고정한 다음 공구들 사이에 둘 수도 있다. 이때, 블레이드(2ra,2rb)는 이미 측정준비 상태로 바람직하게는 주파수 발생기보다 약간 빠르게 진동하고 있다. 블레이드들(2ra,2rb)는 서로를 향해 화살표 방향으로 접근하면서 부도체 외피(5a)를 파고들기 시작한다(도 6b). 블레이드들(2ra,2rb)dl 서로를 향해 너무 가까워지면, 블레이드들(2ra,2rb) 중의 하나나 둘다가 전도체(5b)와 접촉한다.
도 3, 5에서 설명한 바와 같이, 공진회로가 이런 블레이드-전도체 접촉으로 조율되지 않으면, 위상 위치 S4 및 신호 U4가 주파수 발생기 신호 U1보다 빠르거나 늦은 고정자측 공진회로 신호 U2s의 위상 편이에 따라 급변하므로, 접촉을 감지할 수 있다.
절연체-스트리핑 공정을 종료하기 위해, 블레이드들(2r)이 부도체 외피(5a) 를 충분히 깊게 절단한 후에 다시 약간 개방된다. 그후, 부도체 외피(5a)가 전도체(5b)에서 제거된다. 이런 작업은 일반적으로 전도체(5b)의 종축선을 따라 케이블(5)에 대해 블레이드(2ra,2rb)를 움직여 이루어지는데(도 6c), 예를 들면 센터링죠나 블레이드(2ra,2rb)를 움직여 이루어진다. 이렇게 하여 전도체(5b)에서 부도체 외피(5a)를 벗겨낸다.
도 7a 내지 7d는 전도체(5b)의 편심과 직경을 측정하고 회전축에 대한 전도체(5b)의 편심을 수정하기 위한 접선 절단법의 순서를 보여주는 단면도들이다. 도 7a의 케이블(5)은 이상적인 것으로, 부도체 외피(5a)와 전도체(5b)로 구성된다. 전도체(5b)는 부도체 외피(5a)에 동축으로 배치된다. 케이블이 예컨대 센터링죠에 의해 회전축(X)을 중심으로 두어 고정되므로, 전도체(5b)의 축은 회전축(X)와 일치한다. 따라서, 도 7a의 케이블(5)의 단면은 이상적 상태를 보인다. 도 7a의 블레이드(2ra)는 전도체(5b) 둘레를 회전하면서 조금씩 회전축(X)를 향해 움직이면서 부도체 외피(5a)를 절단한 상태이다. 이 블레이드(2ra)는 아직은 전도체(5b)에 접촉하지 않았다. 블레이드(2ra)가 회전축(X) 방향으로 더 움직이면 전도체(5b)에 접촉한다. 블레이드(2ra)가 화살표 방향으로 전도체(5b) 둘레를 회전하면서, 더이상 전도체(5b)와 접촉하지 않고 전도체(5b)를 전체 원주에 걸쳐 같은 깊이로 절단한다.
도 7b는 케이블(5)의 횡단면이지만, 도 7a와는 다르게 제조 조건들로 인해 비대칭인데 실제로 흔히 생기는 현상이다. 도 7b의 케이블(5)는 도 7a의 케이블(5)과 같은 구조를 갖는다. 그러나, 전도체(5b)가 부도체 외피(5a)에 대해 편심으로 배열된다. 전술한 절연체-스트리핑 공정에서, 블레이드는 회전축(X)를 중심으로 화살표 방향으로 회전한다(도 7a 참조). 이 경우, 회전축은 부도체 외피(5a)의 대칭축과 일치하지만 전도체 축 L과는 일치하지 않는다. 그 결과, 블레이드(2ra)가 전도체를 중심으로 회전할 때마다 조금씩 회전축(X)를 나아가면서, 블레이드-전도체 접촉을 위해 회전축(X)에서 가장 먼 지점에서 블레이드(2ra)가 처음으로 전도체(5b)에 접촉한다. 이 시점에서, 블레이드(2ra)의 극 변위, 즉 회전축(X)으로부터 블레이드(2ra)의 각도(αm)와 간격을 판독할 수 있다. 이는 첫번째 접촉 반경 Rm1과 첫번째 접촉각 αm1에 일치한다.
도 7c에서는 블레이드(2ra)가 회전축(X)을 향해 더 이동했다. 도 7c의 시점에서, 전도체(5b) 둘레로 블레이드(2ra)가 1회전 내내 블레이드가 전도체(5b)와 접촉한다. 이는 블레이드(2ra)와 전도체(5b) 사이의 연속적 접촉이 결정되는 시점이 연속적 블레이드-전도체 접촉에 가능한 블레이드(2ra)와 회전축(X)의 최대 거리인 시점임을 의미한다. 이 거리는 두번째 접촉 반경 Rm2에 일치한다.
접촉 반경 Rm1, 접촉 반경 Rm2 및 첫번째 접촉각 αm1로부터 편심률 벡터 V을 계산할 수 있다(도 7d 참조).
도 7d는 케이블(5)의 단면도로, 케이블(5)의 회전축(X)에 대한 전도체 축 L의 편심률이 보정된다. 케이블(5)은 계산된 편심률 벡터 V에 맞게 이동하여, 전도체 축 L이 회전축(X)와 일치하도록 한다. 따라서 부도체 외피(5a)의 대칭축도 편심률 벡터 V에 따라 회전축(X)에 대해 이동한다. 전도체(5b) 및 블레이드(2ra)와 관련하여, 이제 도 7a의 이상적 배열로 된다. 케이블(5)를 고정하는 수단을 갖춘 센터링죠 등의 장치를 움직여 케이블을 움직일 수 있다.
도 8a~b는 이미 도 7b~c에 제시된 바와 같이 편심율, 편심률 벡터 및 도체 반경을 측정하는 다른 보편적인 방법인 낫 모양 절단 방법을 보여준다. 도 7b~d에 따른 접선 절단 방법과 같이, 전도체에서 케이블 절연체로, 케이블 홀딩장치에서 회전축으로 또는 여러 기계적 비대칭이나 불일치의 합으로 인해 편심이 생기는가의 여부에 상관없이 편심은 중요하지 않다. 낫 모양 절단 방법에서, 전도체(5b)를 금속 핀으로 대체할 수 있어서, 측정한 편심률 e는 회전축(X)에 대한 케이블 고정 장치의 주축의 편심에만 관련될 수 있다. 도 7b와는 달리, 도 8a는 종축 L이 있는 전도체(5b)만의 단면도이다. 도 8a에서 알 수 있듯이, 종축 L은 회전축(X)과 일치하지 않고 어긋나있다. 편심률(e), 편심률 벡터(V) 및/또는 전도체 반경(rL)을 결정하기 위해, 블레이드(2ra)는 도 7b에서 설명한 것처럼 전도체(5b)에 접촉할 때까지 회전하면서 회전축(X)을 향해 움직인다. 이런 접촉으로, 도 7b에서의 반경 Rm1에 일치하는 첫번째 접촉 반경 r1이 구해지고, 낫 모양 절단 방법에서는 편심율 벡터 결정에 필요하지 않지만 타당성 체크를 위해 측정할 수도 있는 첫번째 접촉각 αm1이 구해진다. 다음 단계로, 블레이드(2ra)가 회전하면서 일정량 회전축(X)을 향해 전진한 다음, 회전축(X)으로부터 두번째 간격에 위치한다. 이 두번째 간격은 낫 모양 절단 반경 r2에 해당한다. 측정을 위해 바람직하게는 120° 내지 200°의 낫 모양 절단 각도 λ로 전도체(5b)를 절단하도록 낫 모양 절단 반경 r2가 선택한다. 선택한 회전 각도의 영점과 관련하여, 첫번째 낫 모양 절단 접촉각 δ은 낫 모양 절단 반경 r2에서 블레이드와 전도체 접촉이 시작되는 각도를 나타내며 마지막 낫 모양 절단 접촉각 ε은 두 번째 낫 모양 절단 반경 r2에서 블레이드와 전도체 접촉이 끝나는 각도를 나타낸다. 그 사이에는 낫 모양 절단 각도 λ가 포함된다. 이로부터 전술한 회전 각도의 영점과 관련하여 평균 접촉각 ρ을 결정할 수 있으며 이 접촉각은 낫 모양 전도체 절개를 대칭되는 2개의 절반으로 나눈다. 낫 모양 절단의 이런 평균 접촉각 ρ는 도 7에서의 첫번째 접촉각 αm1에 일치하지만 낫 모양 절단의 평균 접촉각 ρ는 첫번째 낫 모양 절단 접촉각 δ와 마지막 낫 모양 절단 접촉각 ε의 평균값으로 더 정확하게 측정할 수 있다. 평균 접촉각 ρ는 또한 낫 모양 절단의 선 무게 중심으로 계산할 수 있다 해당 데이터로부터 편심률 е 및/또는 편심률 벡터 V를 계산할 수 있다. 블레이드가 낫 모양 절단 각도 λ를 가볍게 스치는 동안 측정 가능한 블레이드와 전도체 접촉이 발생한다. 낫 모양 절단 각도 λ와 평균 접촉각 ρ는 각도 ε와 δ로부터 결정할 수 있으며 전도체 반경 rL은 다음 공식을 사용하여 도 8에 제시된 바와 같이 기하학적 관계에서 계산할 수 있다.
따라서 도 8b에 따라 또한 편심률 е, 평균 접촉각 ρ 및 편심률 벡터 V를 계산할 수 있다.
도 7c의 도움으로 설명된 편심률 측정 방법에 따라 블레이드와 전도체가 연속적으로 접촉하도록 전도체를 깊게 절단한다. rL에 대한 위의 공식에서 이것은 α가 180°가 됨을 의미한다. 이 한계값에 대해 rL은 다음과 같다.
이 결과는 Rm1 = r1과 Rm2 = r2와 함께 도 7c에서 그래픽으로 볼 수 있다.
편심률 벡터는 또한 예를 들어 센터링 죠에 배치된 코일에서 제공되는 유도 측정값으로도 계산할 수 있다. 이런 배열은 절단하기 전에 전도체 축에서 회전축으로의 편심률을 교정할 수 있다는 장점을 갖는다.
편심률 벡터를 계산하기 위한 코일은 회전축(X)에 대하여 동심인 별도의 센서 하우징에서 센터링 죠 외부에 부착할 수도 있다.
또한 편심률 벡터는 케이블 횡단면을 파악하는 2개 이상의 X- 선 이미지에서 결정할 수도 있다.
참조 기호 목록은 특허 청구 범위 및 도면의 기술적 내용과 같이 개시의 일부이다. 동일한 참조 기호는 동일한 구성 요소를 나타내며 다른 지수를 가진 참조 기호는 기능적으로 동일하거나 관련되거나 유사한 구성 요소를 나타낸다.
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1r 공구 홀더
2ra, 2rb 도전 공구, 블레이드
3 주파수 발생기
4r 회전자측 회로요소의 전도체
4s 고정자측 회로요소의 전도체
5 케이블
5a 부도체 외피
5b 전도체
6r 중공축
7 위상 검출기
10 절연체-스트리핑 헤드
11 비교기
12 비교기
13 XOR 구성 요소
14 저역 통과 필터
15 증폭기
16 D 플립플롭
17 제어 장치
20 구동 장치
28 회로부
30 구동 장치
40 전기 절연체
41 전도판
50 프레임
51 장착판
100 절연체 스트리핑 기계
A 회전자측 회로요소
Am U2s의 진폭 값
B 고정자측 회로요소
C2r 공구 용량
C4r 회전자측 회로요소의 도체 용량
C4s 고정자측 회로요소의 도체 용량
C5 처리할 케이블의 도체 용량
Ca 출력 용량
COM 통신 인터페이스
Ct 공구 용량
ECB 전도체
E 편심률, 회전축에서 전도체 축까지의 거리
F 주파수
L 전도체 종축
L1 회전자측 코일, 회전자측 유도성 소자
L2 고장자 측 코일, 고정자측 유도성 소자
Rm1 첫번째 접촉 반경
Rm2 두 번째 접촉 반경
Rv 직렬 저항
r1 첫번째 접촉 반경
r2 낫 모양 절단 반경
rL 전도체 반경
S1 구형파 신호
S2 구형파 신호
S3 구형파 신호, 위상에 비례하는 펄스 폭
S4 신호, 디지털, 위상 위치
S5 주파수 발생기를 위한 제어 신호
U1 주파수 발생기 신호
U2s 고정자측 공진회로 신호
U2r 회전자측 공진회로 신호
U4 위상 편이에 비례하는 아날로그 신호
V 편심률 벡터
X 회전축
α 낫 모양 절단 각도의 절반
αm 블레이드의 회전 각도 (0-360°)
αm1 블레이드의 첫번째 접촉각 (0-360°)
δ 첫번째 낫 모양 절단 접촉각
ε 마지막 낫 모양 절단 접촉각
위상 편이
λ 낫 모양 절단 각도
ρ 평균 접촉각
2ra, 2rb 도전 공구, 블레이드
3 주파수 발생기
4r 회전자측 회로요소의 전도체
4s 고정자측 회로요소의 전도체
5 케이블
5a 부도체 외피
5b 전도체
6r 중공축
7 위상 검출기
10 절연체-스트리핑 헤드
11 비교기
12 비교기
13 XOR 구성 요소
14 저역 통과 필터
15 증폭기
16 D 플립플롭
17 제어 장치
20 구동 장치
28 회로부
30 구동 장치
40 전기 절연체
41 전도판
50 프레임
51 장착판
100 절연체 스트리핑 기계
A 회전자측 회로요소
Am U2s의 진폭 값
B 고정자측 회로요소
C2r 공구 용량
C4r 회전자측 회로요소의 도체 용량
C4s 고정자측 회로요소의 도체 용량
C5 처리할 케이블의 도체 용량
Ca 출력 용량
COM 통신 인터페이스
Ct 공구 용량
ECB 전도체
E 편심률, 회전축에서 전도체 축까지의 거리
F 주파수
L 전도체 종축
L1 회전자측 코일, 회전자측 유도성 소자
L2 고장자 측 코일, 고정자측 유도성 소자
Rm1 첫번째 접촉 반경
Rm2 두 번째 접촉 반경
Rv 직렬 저항
r1 첫번째 접촉 반경
r2 낫 모양 절단 반경
rL 전도체 반경
S1 구형파 신호
S2 구형파 신호
S3 구형파 신호, 위상에 비례하는 펄스 폭
S4 신호, 디지털, 위상 위치
S5 주파수 발생기를 위한 제어 신호
U1 주파수 발생기 신호
U2s 고정자측 공진회로 신호
U2r 회전자측 공진회로 신호
U4 위상 편이에 비례하는 아날로그 신호
V 편심률 벡터
X 회전축
α 낫 모양 절단 각도의 절반
αm 블레이드의 회전 각도 (0-360°)
αm1 블레이드의 첫번째 접촉각 (0-360°)
δ 첫번째 낫 모양 절단 접촉각
ε 마지막 낫 모양 절단 접촉각
위상 편이
λ 낫 모양 절단 각도
ρ 평균 접촉각
Claims (28)
- 부도체 외피(5a)를 갖춘 전도체(5b) 주위를 회전하는 하나 이상의 도전 공구(2r)에 의한, 전도체(5b)와의 접촉을 감지하는 장치에 있어서:
- 회전축(X)을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 상기 공구(2r)가 배치되는 공구 홀더(1r);
- 공구 홀더(1r)에 배치되고, 공구 홀더(1r) 자체와 중공축(6r)을 포함하며, 전기 절연체(40,40a,40b)에 의해 공구(2r)로부터 전기적으로 절연되어 있는 전도체(ECB);
- 공구 홀더(1r)나 중공축에 배치된 회전자측 유도성 소자(L1);
- 적어도 하나의 회전자측 회로요소(A)와 적어도 하나의 고정자측 회로요소(B)가 있는 병렬 공진회로;
- 회로부(28); 및
- 고정자측 유도성 소자(L2);를 포함하고,
상기 유도성 소자(L1)는 회전자측 회로요소의 전도체(4r)를 통해 상기 공구(2r)와 전도체(ECB)에 전기적으로 연결되며, 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소(A)의 일부를 형성하고;
상기 유도성 소자(L2)는 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소(B)에 배치되며;
병렬 공진회로의 고정자측 회로요소(B)는 병렬 공진회로의 특성 진동매개변수(,Am,f) 변화를 결정하기 위해 고정자측 회로요소의 전도체(4s)를 통해 회로부(28)에 연결되며;
상기 병렬 공진회로의 총 용량(Ct)이 기능적으로 공구 용량(C2r)을 포함하고;
병렬 공진회로의 특성 진동매개변수(,Am,f) 중 적어도 하나가 독립적으로 측정되도록 또는 특성 진동매개변수(,Am,f)를 갖는 회로부에 대한 공구 홀더(1r)의 회전속도에 따라 정의된 함수로 측정되도록 상기 회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자가 서로 간격을 두고 비접촉 배열되고;
상기 회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자가 코일(L1,L2)로 구현되며, 이들 코일(L1,L2)이 서로 유도결합되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항에 있어서, 상기 특성 진동매개변수(,Am,f)가 병렬 진동회로의 위상 위치(S4) 또는 위상 편이()인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자가 공구 홀더(1r)의 회전축(X)과 동축으로 위치하면서 서로 축방향으로 일부분 겹쳐지고, 또는 상기 고정자측 유도성 소자와 회전자측 유도성 소자가 각각 토로이달 코일로 구현되고, 상기 2개의 토로이달 코일들이 서로 일부나 전부가 겹치거나, 또는 회전자측이나 고정자측 유도성 소자가 단층이나 다층의 코일(L1,L2)로 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 회전자측 유도성 소자와 고정자측 유도성 소자가 공구 홀더(1r)의 회전축(X)과 동축인 원통형이나 평면평행 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 회전자측 유도성 소자나 고정자측 유도성 소자가 전기 비전도성 비자성 재료상의 전도체 권선이나 나선형 인쇄로 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 회전자측 유도성 소자나 고정자측 유도성 소자가 결합을 개선하기 위해 강자성 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 공구(2r)가 2개의 전도판(41) 사이에 있고, 2개의 전도판들은 회전자측 회로요소의 전도체(4r)를 통해 회전자측 유도성 소자(L1)에 전기적으로 연결되면서 전기 절연체(40a, 40b)에 의해 전도체(ECB)로부터는 절연되며; 또는 전도판(41)과 공구(2r)로 이루어진 적어도 하나의 전기 슬라이딩 접촉과 회전자측 회로요소의 전도체(4r)를 통해 상기 공구(2r)가 회전자측 유도성 소자(L1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 회전축에 회전 가능하게 장착된 공구 홀더에 의해 유지되는 적어도 하나의 스트리핑 블레이드와, 제1항에 따른 전도체(5b) 둘레로 회전하는 적어도 하나의 전도체 공구로 상기 전도체(5b)의 접촉을 감지하는 장치를 갖고, 상기 장치가 공구들(2ra,2rb) 중의 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 절연체 스트리핑 기계.
- 제1항에 따른 장치 또는 제8항에 따른 스트리핑 기계를 사용해, 전도체(5b) 주위를 회전하는 적어도 하나의 도전 공구(2r)로 부도체 외피(5a)를 갖춘 전도체(5b)와의 접촉을 감지하는 방법에 있어서:
상기 장치가,
- 회전축(X)을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 상기 공구(2r)가 배치되는 공구 홀더(1r);
- 공구 홀더(1r)에 배치되고, 공구 홀더(1r) 자체와 중공축(6r)을 포함하며, 전기 절연체(40,40a,40b)에 의해 공구(2r)로부터 전기적으로 절연되어 있는 전도체(ECB);
- 공구 홀더(1r)나 중공축에 배치된 회전자측 유도성 소자(L1);
- 적어도 하나의 회전자측 회로요소(A)와 적어도 하나의 고정자측 회로요소(B)가 있는 병렬 공진회로;
- 회로부(28); 및
- 고정자측 유도성 소자(L2);를 포함하고,
상기 유도성 소자(L1)는 회전자측 회로요소의 전도체(4r)를 통해 상기 공구(2r)와 전도체(ECB)에 전기적으로 연결되며, 병렬 공진회로의 회전자측 회로요소(A)의 일부를 형성하고;
상기 유도성 소자(L2)는 병렬 공진회로의 고정자측 회로요소(B)에 배치되며;
병렬 공진회로의 고정자측 회로요소(B)는 병렬 공진회로의 특성 진동매개변수(,Am,f) 변화를 결정하기 위해 고정자측 회로요소의 전도체(4s)를 통해 회로부(28)에 연결되며;
상기 병렬 공진회로의 총 용량(Ct)이 기능적으로 공구 용량(C2r)을 포함하고;
상기 방법이 아래 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 병렬 공진회로의 공진주파수 미만에서 소정의 감도에 맞게 주파수 발생기 신호를 설정하는 단계;
- 병렬 공진회로의 특성 진동매개변수(,Am,f)를 측정하고, 공구(2ra,2rb)에 의한 전도체(5b)의 접촉을 위해 상기 특성 진동매개변수의 한계값을 결정하는 단계;
- 고정식 회로부(28)에 대해 공구 홀더(1r)를 회전시키는 단계; 및
- 병렬 공진회로의 특성 진동매개변수(,Am,f)를 연속으로 측정하고, 공구(2ra,2b)에 의한 전도체(5b)의 접촉 감지를 위해 상기 측정값들을 기준 측정값들로 설정된 적어도 하나의 한계값과 비교하는 단계. - 제9항에 있어서, 상기 특성 진동매개변수(,Am,f)가 병렬 진동회로의 위상 위치(S4)나 주파수 발생기 신호와 위상 편이()인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 한계값에 도달하면 신호가 출력되고, 상기 장치가 상기 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 회로부(28)이 고정자측 공진회로 신호(U2s)와 주파수 발생기 신호 (U1) 사이의 위상 위치(S4)나 위상 편이()를 평가하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 공구(2r)에 의한 전도체(5b)의 접촉시점과 접촉시간이 별도의 매개변수로서 캡처되고, 각각 처리된 전도체가 이렇게 캡처된 매개변수를 기준으로 분류되며; 또는 회전축(X) 방향의 공구(2r)에 의한 전도체(5b)의 접촉 위치가 별도의 매개변수로서 캡처되고, 각각 처리된 전도체가 이렇게 캡처된 매개변수를 기준으로 분류되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 블레이드 개구부와 케이블 직경을 기준으로 상기 공구(2r)에 의한 전도체(5b)의 접촉시점을 위해 공구의 배치가 지속적으로 캡처되고 결정되고; 또는 모니터링하는 공구(2ra,2rb)의 회전축(X)에 대한 각도 위치(αm)가 지속적으로 캡처되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 공구(2ra)에 의한 전도체(5b)의 첫번째 접선 접촉이 일어나고 공구(2ra)의 각도 위치(αm1)와 공구(2ra)의 배치가 메모리에 저장될 때까지 공구(2ra)와 회전축(X) 사이의 간격이 줄어들고, 상기 공구(2ra)의 배치는 관련 첫번째 접촉 반경(Rm1,r1)에 일치하며, 전도체에 대한 공구(2ra)의 1회전 내내 공구(2ra)에 의한 전도체(5b)의 접촉이 계속될 때까지 공구(2ra)와 회전축(X) 사이의 간격이 더 줄어들고 공구(2ra)의 배치가 메모리에 두번째 접촉 반경(Rm2)으로 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제15항에 있어서, 첫번째 접촉 반경(Rm1), 두 번째 접촉 반경(Rm2) 및 각도 위치(αm1)로부터 편심률 벡터(V)를 계산하고, 상기 편심률 벡터는 케이블의 회전축에 대한 전도체 축의 편심률에 관련된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 공구(2ra)에 의한 전도체(5b)의 첫번째 접선 접촉이 일어나고 이 접촉이 첫번째 접촉 반경(Rm1,r1)으로 저장될 때까지 공구(2ra)와 회전축(X) 사이의 간격이 줄어들며, 상기 공구(2ra)에 의해 전도체(5b)가 120°내지 200°의 낫 모양 절단 각도로 계속 절단되도록 공구(2ra)와 회전축(X) 사이의 간격이 낫 모양 절단 반경(r2)까지 더 줄어들며, 상기 접촉의 시작이 메모리에 첫번째 낫 모양 절단 접촉각(δ)으로 저장되고 상기 접촉의 끝이 메모리에 마지막 낫 모양 절단 접촉각(ε)으로 저장되며, 전도체 반경(rL), 편심률(е) 또는 편심률 벡터(V)를 상기 첫번째 접촉 반경(r1), 낫 모양 절단 반경(r2), 첫번째 낫 모양 절단 접촉각(δ) 및 마지막 낫 모양 절단 접촉각(ε)으로부터 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제16항에 있어서, 편심률 벡터(V)를 기준으로 전도체(5b)가 회전축에 대해 편심이 보상되도록 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 전도체(5b)가 동축이나 3축 케이블의 전도층이고, 동축이나 3축 케이블의 전도층마다 상기 단계들이 반복되어 전도층 각각의 직경이나 편심률 벡터(V)가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 공구(2ra,2rb)에 의한 전도체(5b)의 접촉 시점과 접촉 시간이 공구(2ra,2rb)에 의해 각각 별도로 캡처되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 공구(2ra,2rb) 각각이 회전축(X)에서 같은 간격에 있게 회전축(X)에 대해 조정할 수 있도록 공구 각각에 대해 접촉 반경(Rm1)을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
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