KR20170049406A - 도체 트위스팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스에 대해 회전축을 중심으로 회전하도록 모터의 동력으로 구동되는 적어도 하나의 트위스팅헤드(1)와, 트위스팅헤드(1) 반대쪽의 도체(3)의 단부의 클램핑기기를 가지며, 트위스팅헤드(1)가 길이보정을 위해 클램핑기기를 향해 회전축 방향으로 움직일 수 있는 도체의 트위스팅 장치에 관한 것이다. 이를 위해, 트위스팅헤드(1)가 모터에 의해 자동으로 움직이는 첫번째 길이보정 캐리지(2) 위에 설치되고, 클램핑기기는 트위스팅헤드(1)의 회전축에 나란한 방향으로 길이보정 캐리지(2)를 향해 움직이며, 회전축에 나란히 작용하는 힘이 힘 생성 요소를 통해 가해진다.

Description

도체 트위스팅 장치{Twisting device for electrical conductors}

본 발명은 청구항 1과 13의 서언에 따른 도체 트위스팅 장치와 방법에 관한 것이다.

전선, 케이블, 케이블 묶음, 도파관 등의 전기적/광학적 도체들을 2개의 역회전 트위스팅헤드가 달린 트위스팅 장치로 트위스팅하는 방법이 WO2013068990A1에 소개되었는데, 여기서는 도체들을 트위스팅헤드 사이로 배치하고 트위스팅처리가 진행하면서 트위스팅헤드의간격을 줄이되, 트위스팅헤드의 회전수의 함수로 줄여 도체의 과잉 길이단축을 보정한다. 1단계로 트위스팅헤드의 회전속도를 점차 높인 다음 2단계로 점차 줄이거나 교대로 속도를 늘인다음 줄이거나, 프로그래머블 속도 프로파일에 맞게 도체들을 트위스팅한다.

이런 방법의 심각한 문제점은 머신에서의 도체 이송, 온도변화 및 도체 외경의 편차로 인한 각 도체의 길이방향의 변화에 있다. 도체 축선에서의 트위스팅시 가해지는 힘에 따라 트위스팅 품질도 변한다. 자동으로 트위스팅을 할 대 길이단축 프로파일에 맞게 도체에 일정한 힘을 가하는 것은 아주 어려운 일이다. 길이단축 프로파일의 이런 산술적(이론적) 결정은 방해변수들을 막기 위해 트위스팅을 할 때마다 하여야 한다.

EP1032095B1에서는 길이단축 프로파일을 조절하는 방법을 소개하는데, 여기서는 도체를 양쪽에서 제자리에 조이고, 고정된 그리퍼에 힘센서를 부착한다. 트위스트 로터가 이동 가능하게 설치되어 도체의 길이단축에 맞게 움직이되, 가능한한 도체의 실제 길이단축에 일치되게 움직이며, 그 위치는 측정된 힘을 고려해 조절된다. 고정된 위치의 도체 말단에서 인장력이 계산되고, 트위스팅 모터의 전진 경로도 조절된다. 이 방식은 아주 빠른 신호처리를 요한다. 게다가, 제어과정에서 미리 결정된 값에 의해 힘이 요동하고, 과정이 극히 동적이어서 반응도 지연될 수 밖에 없어서, 오차를 보정하기가 극히 어렵다. 정확한 인장력을 유지하기가 거의 불가능하며, 이때문에 거부율도 아주 높다. 이 방법은 짧은 도체의 트위스팅에 특히 적용되는데, 이렇게 짧은 도체들은 축방향 댐핑효과가 거의 없기 때문이며, 제어하는데 너무나 큰 노력이 필요하다.

"반자동 도체 트위스터"와 같은 다른 집단의 머신들은 (보통 공압으로 가해지는) 영구적인 힘에 반해 짧아지는 도체의 영역에서 작업을 한다. 길이단축 경로가 길기 때문에 상당히 많은 투자를 해야만 품질감시가 가능하다. 이 문제는 수동 처리에는 중요치 않은데, 이는 오퍼레이터가 각 도체를 감시하면서 불량을 아주 효과적으로 찾아낼 수 있기 때문이다.

전술한 것과 비슷한 문제가 스트랜딩에도 생긴다. DE19631770A1은 준비된 도체들을 손으로 조이는 스트랜딩 머신을 소개하는데, 여기서는 2개의 도체들을 트위스팅헤드에 고정된 단부들부터 회전시켜 꼬는 동시에 제어된 트위스팅 tu틀과정을 하여, 트위스팅 셔틀과 트위스팅헤드 사이의 간격이 과정이 진행하면서 넓어지도록 한다. 이런 과정에서, 트위스팅 셔틀과 트위스팅 헤드 사이에 위치한 도체 구간이 트위스팅된다. 여기서는 트위스팅 클램프 마운팅들이 공압실린더에 의해 리니어 가이드를 따라 움직이도록 배열된 구성도 소개한다. 공압실린더와 역압력 제어부가 달린 전진운동 장치는 트위스팅헤드 밑에 설치되고, 트위스팅 클램프 마운팅들은 트위스팅에 의해 생기는 전체 길이단축 경로를 따라 주행한다.

따라서, 본 발명의 목적은 재료공차와 같은 간섭인자들 때문에 조절하기가 아주 어려우면서도 움직임이 아주 많은 트위스팅 과정을 쉽게 감시할 수 있고, 인장강도를 가능한한 변함없이 유지하면서 자동화가 가능하며, 도체에서의 부하피크를 피할 수 있고, 꼬인 도체들의 직접적 품질관리를 할 수 있는 트위스팅 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 이런 장점을 갖는 트위스팅된 도체들의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 이런 목적은 청구항 1과 13의 기술적 특징들에 의해 해결된다. 다른 특징들이 도면과 종속항들에 제시된다.

본 발명은 베이스에 대해 회전축을 중심으로 회전하도록 모터의 동력으로 구동되는 적어도 하나의 트위스팅헤드와, 트위스팅헤드 반대쪽의 도체의 단부의 클램핑기기를 가지며, 트위스팅헤드가 클램핑기기를 향해 회전축 방향으로 움직일 수 있는 도체의 트위스팅 장치에서 시작한다. 클램핑기기는 고정된 위치에 있어, 무회전 도체 클램프기기라 할 수 있다. 트위스팅헤드의 전동식 가동은 전기모터, 공압 또는 유압계 유체 모터 등의 모든 동력의 형태로 실현될 수 있다.

전술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 트위스팅헤드가 모터에 의해 자동으로 움직이는 첫번째 길이보정 캐리지 위에 설치되고, 클램핑기기는 트위스팅헤드의 회전축에 나란한 방향으로 길이보정 캐리지를 향해 움직이며, 회전축에 나란히 작용하는 힘이 힘 생성 요소를 통해 가해진다.

트위스팅헤드와 공유되는 회전축을 중심으로 트위스팅헤드와는 반대 방향으로 회전하는 다른 트위스팅헤드가 주행 보정 캐리지 위에 클램핑기기로서 설치되는 것이 바람직하다.

또, 주행 보정 캐리지는 수동적으로 움직이면서 예비부하 요소에 의해 트위스팅헤드 반대쪽을 향한 힘을 받는 것이 좋다. 이런 식으로, 트위스팅 과정 동안 움직이는 요소들의 전체 이동범위에 걸쳐 도체들에 인장력이가해져, 트위스팅 과정과 품질이 개선된다.

이 경우, 예비부하 요소의 예비부하력은 길이보정 캐리지의 구동 유닛의 작동개시 전에 조절 가능하고 트위스팅 과정 내내 일정하게 유지되도록 한다. 이렇게, 트위스팅 과정 동안의 전체 이동범위에 걸쳐 일정한 인장력을 가할 수 있다. 그 결과, 트위스팅 과정 동안 재료에 관련된 오차에 대한 보정이 이루어져 축방향으로 움직이는 클램핑기기가 일정한 인장력에 맞게 축방향 홀딩위치를 조절한다.

또, 예비부하 요소의 간단하고 쉽게 조절되는 구성이 공압실린더를 포함한 유압실린더로 실현되고, 이런 유압실린더는 압력조절밸브를 통해 압력원에 연결된다.

또, 유압실린더 및/또는 주행 보정 캐리지의 피스톤로드가 이동 주행센서를 갖추거나 주행센서에 연결되며, 주행센서는 주행 보정 캐리지의 주행 프로파일의 계산과 평가를 위해 평가유닛에 연결될 수 있다. 예컨대, 클램핑기기의 홀딩위치에 일치하는 피스톤로드와 캐리지의 위치를 감시할 수 있다. 트위스팅 과정 동안의 클램핑기기의 축방향 이동이 40mm 정도로 아주 작기 때문에, 트위스팅 과정을 "정상" 허영오차내에서 감시할 수 있다. 정상 트위스트 과정을 벗어난 불량과 오차는 감시범위를 벗어난 것이다. 따라서, 트위스팅 과정의 품질관리가 가능하다. 주행센서 대신에, 캐리지가 감시 허용범위내에서 움직이는 한 개시기도 고려할 수 있다.

트위스팅 과정 동안의 다른 축방향 경로들에 대한 보정을 위해 일정한 예비부하력에 노출되는 예비부하 요소 대신에, 본 발명에서는 주행 보정 캐리지가 힘 생성 요소로서의 모터구동 드라이브 유닛과 힘측정 센서를 갖추고, 주행 보정 캐리지가 트위스팅 과정 동안 드라이브 유닛에 의해 힘측정 센서의 신호에 맞는 힘을 받는데, 이 힘은 트위스팅헤드 반대쪽을 향하고 필요시 변할 수 있도록 할 수도 있다.

이 경우, 클램핑기기의 주행 프로파일이 트위스팅 과정의 품질관리에 사용될 수도 있다. 이를 위해, 드라이브 유닛 또는 드라이브 유닛을 위한 주행 보정 캐리지의 제어기가 주행 보정 캐리지의 주행 프로파일의 결정과 평가를 위해 평가 유닛에 연결될 수 있다.

또, 길이보정 캐리지의 드라이브 유닛이 프로그래머블 컨트롤러를 통해 작동되어 각 도체, 도체 타입 및/또는 트위스트 인자에 맞게 정해진 주행 프로파일을 따라 클램핑기기를 향해 주행하고, 주행 보정 캐리지의 가능한 최대 이동경로가 조정형 스토퍼들에 의해 길이보정 캐리지의 가능한 최대 이동경로보다 짧게 유지되도록 할 수도 있다. 트위스팅 과정은 실행된 트위스팅 회전수에 대응하는 포물선 함수에 맞게 꼬인 도체의 길이를 단축하는 효과를 낸다. 트위스팅 과정의 변수로는 도체의 외경, 도체의 재료, 도체 길이, 꼬인 회전수(전방향 회전수와 이어서 장력을 줄이는 역방향 회전수), 트위스팅 과정 동안의 인장력, 트위스팅 결과로 얻어지는 트위스트 핀치 길이가 있다. 따라서, 트위스팅 과정에서의 길이 단축을 수학적으로 이런 변수들의 항으로 표시해 파일("공식")로 저장할 수 있다. 이런 공식 데이터는 각 도체 단면적에 대한 예비 테스트에서 먼저 계산된다. 이어서, 기본 데이터는 수학적으로 다른 도체 길이를 유도하는 기초가 된다. 이론적으로, 공식에 맞는 도체쌍의 축방향 인장강도는 거의 일정하게 유지되어, 재료 허용오차와 같은 방해인자의 영향을 받지 않는다. 그러나, 이런 허용오차의 보정은 트위스팅 자치에 필요한 것보다 출방향 이동이 훨씬 적은 클램핑기기에 가해지는 일정한 홀딩력에 의해 보장될 수 있다.

트위스팅 과정은 물론 그 감시를 가능한한 자동화하기 위해, 길이보정 캐리지의 드라이브 유닛을 제어유닛에 연결하고, 길이보정 캐리지의 드라이브 유닛을 조절하기 위한 트위스트 변수들과 도체의 각각의 조합에 대한 주행 프로파일은 저장하는 것이 좋다.

이와 관련해, 평가유닛 및/또는 주행센서에 문의를 하고 주행 보정 캐리지의 계산된 주행 프로파일에 따라 품질평가를 내거나 길이보정 캐리지의 주행 프로파일을 조절하는 루틴이 제어유닛에서 실행되고, 필요하다면 이런 루틴이 도체의 트위스트 변수들의 조합에 대한 새로운 주행 프로파일로서 제어유닛에 저장되거나 에러메시지와 함께 트위스팅 과정을 취소하도록 할 수도 있다.

트위스팅 과정의 감시를 이용해 트위스팅 과정이 변수들을 자동으로 조절할 수도 있다. 이를 위한 이상적인 장치의 특징은, 힘측정 센서에 의해 전달된 값들이 소정 범위안에 있도록 길이보정 캐리지를 제어하고 주행 보정 캐리지의 계산된 주행 프로파일에 따라 품질평가를 내거나 길이보정 캐리지의 주행 프로파일을 조절하는 루틴이 제어유닛에서 실행되고, 필요하다면 이런 루틴이 도체의 트위스트 변수들의 조합에 대한 새로운 주행 프로파일로서 제어유닛에 저장되거나 에러메시지로 트위스팅 과정을 취소하도록 하는데 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 도체들을 트위스팅하는 방법도 제공하는데, 이 방법의 기본 단계들은 도체들을 일정 길이로 절단한 다음 능동적으로 움직이는 트위스팅헤드와 그 반대쪽에 위치한 이동식 클램핑기기에 이송하는 단계; 트위스팅헤드를 클램핑기기 반대쪽으로 움직여 트위스팅헤드와 클램핑기기 사이에 도체들을 조이고 인장하는 단계; 및 트위스팅헤드를 조여진 도체들에 나란한 회전축을 중심으로 회전시키면서 소정의 주행 프로파일을 따라 클램핑기기를 향해 움직이도록 트위스팅헤드를 작동시키는 단계이다.

본 발명의 이 방법은 아래 단계들을 특징으로 한다:

- 트위스팅 과정 동안 트위스팅헤드 반대쪽으로 필요하다면 크기가 다른 힘을 클램핑기기에 가하는 단계; 및

이동식 클램핑기기를 위한 주행 및/또는 힘 프로파일을 결정하고 평가하는 단계.

본 발명의 방법은,

- 도체를 제자리에 조인 뒤 실제 트위스팅 과정이 시작하기 전에 클램핑기기가 소정의 주행거리까지 움직이거나 소정이 힘이 가해질 때까지 클램핑기기 반대쪽으로 트위스팅헤드를 움직이는 단계;

- 트위스팅헤드가 뒤에 차지한 위치로부터 도체의 길이에 대한 특성값을 측정하거나 간접결정하는 단계; 및

- 첫번째 도체와 같이 꼬이는 두번째 다른 도체에 대해 위의 단계들을 반복하면서, 측정값이나 특성값에서 두번째 다른 도체를 일정 길이로 절단할 교정값이 결정되는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또, 본 발명의 방법에서, 힘 생성 요소의 효과에 반해 꼬인 도체의 길이단축으로 생긴 힘으로 클램핑기기가 트위스팅헤드를 향해 움직이는 동안 각 도체의 타입 및/또는 트위스트 인자에 맞게 트위스팅헤드가 클램핑기기를 향해 미리 프로그램된 주행 프로파일을 완성할 수도 있다.

또, 꼬을 도체들이 실제 트위스팅 과정의 시작 전에 느슨하게 조여지고, 그 뒤 클램핑기기가 최대 주행경로의 절반을 이동할 때까지 도체들이 트위스팅헤드의 이동에 의해 초기의 느슨한 트위스팅 이후 필요한 장력을 받게되며, 클램핑기기는 트위스팅헤드 반대쪽으로 힘을 받도록 할 수도 있다.

또, 트위스팅 과정 동안 클램핑기기의 주행 프로파일이 평가되고, 주행경로와 관련 회전에 대한 소정 한계값 초과를 감시하여, 회전 한계값들을 초과할 경우의 상세 사항들을 연계할 수 있는 감시 범위를 제시할 수도 있다.

또, 클램핑기기의 주행 프로파일, 도체들(3)에 대한 트위스팅 과정 횟수 및 트위스트 변수에 맞게 트위스팅헤드의 주행 프로파일이 조절될 수도 있다.

도 1은 2개의 트위스팅헤드가 달린 본 발명의 트위스팅 장치의 측면도;
도 2는 완전히 후퇴한 위치에서 경로 보정을 위한 가동식 클램핑 장치를 보여주는 도 1의 트위스팅 장치의 확대도;
도 3은 도 2의 장치가 완전히 신장된 위치에 있을 때의 확대도;
도 4는 클램핑기기의 예비부하 요소를 작동시키는 공압회로도.

도 1에 도시된, 트위스팅 과정중에 이론적인 길이단축 보정을 위한 트위스팅 장치에 트위스팅헤드(1)가 달려있다. 트위스팅할 2개의 도체(3)가 트위스팅헤드(1)와 반대쪽의 두번째 트위스팅헤드(5)에 고정되고, 이들 2개의 트위스팅헤드(1,5)는 공통 회전축을 중심으로 서로 반대로 회전한다. 첫번째 트위스팅헤드(1)나 두번째 트위스팅헤드(5) 대신에 무회전 클램핑 기기를 사용할 수도 있다. 첫번째 트위스팅헤드 대신에 무회전 클램핑 기기를 사용할 경우, 두번째 트위스팅헤드(5)가 회전한다. 원칙적으로, 트위스팅헤드(1,5)와 클램핑 기기, 특히 클램핑 메커니즘이 갖춰지기만 하면 3개 이상의 도체들의 트위스팅도 가능할 것이다.

도체(3)를 트위스팅헤드(1,5)에 보낸 뒤, 먼저 도체들을 서로 나란히 배치하고 도체의 단부들을 트위스팅헤드(1,5)의 그리퍼로 조인다. 트위스팅 과정이 시작하자마자, 2개의 도체들이 트위스팅헤드(1)의 영향으로 서로 꼬이는데, 트위스팅을 하는 동안 축방향 장력은 가능한한 일정하게 유지해야 한다. 그러나, 트위스팅 과정의 진행에 맞춰 변할 수 있는 인장력을 도입하는 것이 유리할 수도 있다. 트위스팅헤드(1,5) 사이에서 꼬인 도체(3)의 길이가 트위스팅 과정의 영향을 받는다. 트위스트 회전수에 따라 포물선 함수로 길이단축이 일어난다. 필요한 트위스트 회전수는 꼬인 도체를 피치 길이로 나눈 값에 해당한다. 또, 40% 정도의 오버트위스팅이 예상되면 꼬임을 풀어야 한다.

트위스팅 과정에서의 길이단축을 각종 변수(예; 도체의 직경, 재료, 도체 길이, (정회전에 이어 장력을 줄이기 위한 역회전과 같은) 트위스트 회전수, 트위스팅 동안의 인장력, 트위스팅에 의한 트위스트 피치길이 등)의 도움으로 수학적으로 설명할 수 있다. 이런 변수들의 특정 구성을 위한 트위스팅 과정의 인자들을 파일("공식")로 저장할 수도 있다. 이런 공식을 위한 기본 데이터는 각 도체의 단면적에 대한 예비 테스트로 먼저 계산된다. 이런 기본 데이터는 다른 도체의 길이를 수학적으로 유도하는 기초가 된다.

길이보정 캐리지(2)에 첫번째 트위스팅헤드(1)를 설치하여 이론적 길이단축이 트위스팅 과정중에 일어나는데, 캐리지(2)는 트위스팅 과정동안 꼬을 도체(3)의 길이단축을 보정하기 위해 프로그래머블 서보드라이브 유닛을 통해 트위스트 회전의 기초에서 필요한 공식에 따라 능동적으로 움직일 수 있다. 이론적으로, 도체(3)에 작용하는 축방향 인장력은 거의 일정해야하고, 이는 대부분의 트위스팅 과정에서 필요하다. 그러나, 트위스팅을 위한 가변적 인장력 프로파일도 적절한 공식으로 프로그램할 수 있다.

두번째 트위스팅헤드(5)나 무회전 클램핑기기를 다른 리니어 캐리지인 이동보정 캐리지(4)에 설치하는데, 이 캐리지는 예비부하 요소를 통해 조절가능한 예비부하력을 받고, 이런 부하력은 양 트위스팅헤드(1,5)의 공통 회전축에 나란하게 첫번째 트위스팅헤드(1) 반대 방향으로 작용한다. 캐리지(4)는 그 위치에 무관하게 일정한 인장력에 노출되는 것이 바람직하다. 트위스팅 과정중에 트위스팅헤드(1)를 통해 도체(3)에 작용하는 인장력은 이동식 보정 캐리지(4)에 작용하는 인장력과 일치한다.

재료 공차 때문에 꼬인 도체의 단축 치수가 주행 프로파일대로 프로그램되어 트위스팅헤드(1)에서 주행하는 길이보정 캐리지의 기준경로에 정확히 일치하지 않으면, 보정 캐리지(4)가 트위스팅헤드(5)에서 이런 길이차를 보정해야 한다. 인정력은 동일하게 유지된다.

예비부하 요소의 예로 공압실린더(6)가 있는데, 그 작동구역은 일정한 압력을 받고, 이런 압력은 조절 가능하며 피스톤 위치의 영향을 받지 않는다. 이런 식으로, 양쪽 캐리지(2,4)의 전체 주행범위에 걸쳐 일정한 주행 보정 캐리지(4)의 균등화효과로, 길이보정 캐리지(2)의 전체 주행범위의 트위스팅 동작에서 꼬이는 도체(3)에 소정의 인장력을 가할 수 있다. 도 4에 도시된 공압회로에서 알 수 있듯이, 실린더(6)의 공압은 프로그래머블 압력조절밸브, 구체적으로 5/2-웨이 밸브(44)에 의해 유저인터페이스에서 조절된다. 공압시스템은 전체적으로 압축공기 공급원(41), 압축공기 공급원과 압축공기 용기(42) 사이에 위치한 전기공압 레귤레이터(43), 및 밸브(44) 출구에 있는 2개의 사운드댐퍼(47)를 포함한다. 밸브(44)에서 실린더(6)까지의 병렬 경로를 플러그(45)가 차폐한다. 공압 실린더(6)는 한쪽에서 공압을 공급받으므로, 피스톤로드에 작용하는 인장력도 피스톤의 전체 주행범위에 걸쳐 일정하게 작용한다. 재료로 인한 공차들은 트위스팅 과정중에 보정되는데, 이는 축방향으로 움직이는 트위스팅헤드(2)가 축방향 홀딩위치를 인장력이 일정하도록 조정하기 때문이다.

한편, 공압과 도체(3)에 작용하는 인장력도 트위스트 회전수 함수로 변할 수 있어, 예를 들어 트위스팅 과정이 시작할 때는 낮은 인장력이 가해졌다가 점차 상승하도록 할 수도 있다. 또는, 공압과 실린더(6)의 예비부하력이 프로그램된 프로파일대로 작용하도록 할 수도 있다. 꼬임을 푸는 과정에도 마찬가지다.

공차에 의해 보정해야할 길이단축 때문에 트위스팅헤드(5) 밑에 설치된 주행 보정 캐리지(4)의 주행경로가 비교적 짧아야 하는데, 특히 첫번째 트위스팅헤드(1)의 길이보정 캐리지(2)의 주행경로에 비해 보통 40mm 정도 짧아야 한다. 이 차이를 도 2~3을 비교하면 알 수 있다. 피스톤로드와 캐리지(4)와 트위스팅헤드(5)의 위치, 즉 트위스팅헤드의 홀딩위치를 주행센서(7)로 관찰하면, 트위스팅 과정을 "정상적인 허용오차" 범위내에서 감시할 수 있다. 정상 트위스트 과정을 벗어난 불량과 오차는 감시범위를 벗어난 것이다. 이것은 다른 등가 장치로 감지하고 처리하고 디스플레이할 수도 있다. 다른 행위, 예컨대 트위스팅 과정의 취소나 도체 쌍이 잘못되어 거부하는 등의 행위도 가능하여, 감시와 품질제어 기능을 할 수 있다. 조절가능한 스토퍼(8a,8b)로 정한 주행 보정 캐리지(4)의 가능한 최대 주행경로는 길이보정 캐리지(2)의 최대 주행경로(8)보다 짧게 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 트위스팅 과정이 2개의 움직임으로 구분된다. 2개의 트위스팅헤드(1,5)로 도체(3)를 느슨하게 조인 뒤, 트위스팅헤드(1) 반대쪽에 위치한 트위스팅헤드(5)나 다른 클램핑기기가 주행 보정 캐리지의 가능한 주행경로의 절반 정도 도달한 직후나 뒤에 서보작동 길이보정에 의해 도체(3)가 인장력을 받게된다. 이어서 공압실린더(6)가 일정한 힘을 도체(3)에 가하면, 트위스팅이 시작되고 트위스팅헤드(1)의 길이보정이 정해진 주행 프로파일에 따라 진행되는데, 이때 트위스팅헤드(1)는 산술적으로 계산된 등가 경로를 따라가면서 꼬이고 있는 도체(3)의 길이단축을 반영한다.

두번째 클램핑기기, 이 경우는 두번째 트위스팅헤드(5)가 (트위스팅헤드(1) 반대쪽일 수도 있는 조건하에) 가이드에서 첫번째 트위스팅헤드(1)를 향해 주행하는데, 이 주행경로는 예비부하 요소(6)에서 설정된 트위스팅 과정중에 도체(3)를 조이는 힘에 의해 결정된다. 트위스팅헤드(5)와, 이것을 지지하는 주행 보정 캐리지(4)는 프로그램된 이상적인 도체 단축경로로부터의 작은 편차만 보정한다.

두번째 트위스팅헤드(5)에 연결된 주행센서(7)나 다른 모든 트랜스듀서가 트위스팅 과정동안 주행 프로파일을 감지하고, 도체의 길이단축의 편차는 측정기로 계산한다. 품질감시를 위해, 도체(3)의 트위스팅을 위한 트위스팅헤드(5)의 주행 프로파일을 계산하고 평가한다. 이런 식으로, 전체 작동기간 내내 잘못된 트위스팅을 감지하고 통계적 평가도 가능하다.

가공과정을 최적화할 수도 있다. 이를 위해, 트위스팅헤드(1)의 길이보정의 주행 프로파일을 비슷한 도체(3)와 비슷한 트위스트 변수들을 위한 첫번째 트위스팅 동안 트위스팅헤드(5)의 보정경로를 고려하여 여러 단계로 순차적으로 조절한다.

본 발명의 장치와 방법의 다른 장점들은 아래와 같다:

정확히 일정한 인장력으로 트위스팅을 자동으로 감시;

최종적으로 꼬인 길이의 테스팅/감시;

트위스트로 인한 길이단축을 품질관점에서 감시;

길이보정에 의해 도체의 부하 피크 방지;

자동 트위스팅 과정중에 아주 일정한 인장력을 가해 트위스팅 품질 개선;

트위스팅 과정 진행중이나 후속 풀림과정 동안의 꼬임 회전에 관련된 인장력으로 자동 트위스팅 과정중의 프로그래머블 인장력 프로파일;

부정확한 트위스팅의 감지 개선;

트위스팅 과정동안 도체의 과부하 방지;

풀린 도체 길이의 테스팅/감시.

주행 보정 캐리지(4)나 다른 비슷한 요소거 첫번째 트위스팅헤드(1)의 주행 프로파일을 자동 계산한다. 주행 프로파일은 보통 포물선 함수를 따른다. 포물선의 초기 범위의 실제 값들을 알고 있으면, 이로부터 전체 포물선을 계산할 수 있다.

본 발명에 의하면, 꼬기 위한 2개나 3개 이상의 도체(3)를 적당한 크기로 절단하고 트위스팅헤드(1,5) 사이에 고정한다. 이를 위해, 도체의 길이를 미리 정하는데, 바람직하게는 길이보정 캐리지(2)를 배치할 수 있도록 GUI(graphical user interface)를 통해 정한다. 다음, 주행 보정 캐리지(4)의 압력조절 밸브(44)에서 도체에 작용하는 원하는 인장력을 설정한다. 일반적으로 50N 정도의 값을 설정한다. 이어서, 트위스팅헤드(5)의 캐리지(4)가 조여진 도체(3)에 의해 공압으로 조절된 주행범위 안으로 들어올 때까지 캐리지(2)가 뒤로 움직인다.

다음, 트위스팅헤드(1)나 트위스팅헤드(1,5)의 낮은 회전속도로 트위스팅 동작이 시작되어, 캐리지(4)가 주행경로 끝에 닿을 때까지 계속된다. 그와 동시에, 회전에 대한 주행경로의 연계가 캐리지(4)의 주행센서(7)를 통해 감지된다. 이런 식으로, 주행 프로파일 포물선의 시작을 위한 실제 데이터가 수집된다. 이 데이터로부터, 진행되는 주행 프로파일을 포함한 포물선이 계산된다. 이런 식으로, 트위스팅헤드(1)와 길이보정 캐리지(2)의 주행 프로파일이 프로그램된다. 계산된 주행 프로파일은 비교적 소집단의 실제 데이터를 기초로 하므로, 모든 후속 트위스팅 동작의 편차들은 필요에 따라 수정되어야 한다. 필요한 수정은 주행 보정 캐리지(4)의 주행센서(7)의 도움으로 결정되고 주행 프로파일 포물선을 수정하는데 포함된다.

본 발명의 다른 장점은, 개별적으로 일정 길이로 절단된 2개 이상의 도체(3) 각각의 실제 길이들을 차례대로 자동으로 비교측정하는데 주행 보정 캐리지(4)를 사용함으로써, 정확히 같은 길이의 도체들(3)을 트위스팅 구역에 배치할 수 있다는 것이다.

첫번째 도체를 도체 후퇴 메커니즘에 의해 일정 길이로 절단한 다음 2개의 트위스팅헤드(1,5)의 그리퍼에 보낸 뒤, 도체(3)가 팽팽해질 때까지 길이보정 캐리지(2)가 반대쪽 클램핑기기에서 멀어지고, 이어서 주행 보정 캐리지(4)가 움직이면서 소정의 인장력이 각각의 도체(3)에 축방향으로 작용한다. 길이보정 캐리지(2)가 더 멀어지는데, 주행센서(7)나 고정 트랜스듀서의 값을 이용한 기준점으로 정의된 캐리지(4)의 소정의 기준점까지 멀리 벌어진다. 이어서, (서보모터의 데이터에서 결정된) 이 지점에서 길이보정 캐리지(2)가 도착한 주행점이 저장된다.

다음, 길이보정 캐리지(2)가 원위치로 후퇴하는데, 이때 도체(3)에 축방향으로 작용하는 인장력도 0으로 줄어들고 주행 보정 캐리지(4)도 시작점으로 돌아가며, 측정된 도체가 트위스팅헤드(1,5)에서 제거되거나 배출된다.

두번째 도체(3)에 대해서도 같은 과정이 일어난다. 2개의 도체(3) 각각에 대한 길이보정 캐리지(2)의 주행점 위치들을 비교하여, 2개의 도체의 길이차를 계산할 수 있다. 이 차이를 이용해 도체(3)의 절단 작업을 수정한다.

Claims (18)

1. 베이스에 대해 회전축을 중심으로 회전하도록 모터의 동력으로 구동되는 적어도 하나의 트위스팅헤드(1)와, 트위스팅헤드(1) 반대쪽의 도체(3)의 단부의 클램핑기기를 가지며, 트위스팅헤드(1)가 클램핑기기를 향해 회전축 방향으로 움직일 수 있는 도체의 트위스팅 장치에 있어서:
   상기 트위스팅헤드(1)가 모터에 의해 자동으로 움직이는 첫번째 길이보정 캐리지(2) 위에 설치되고, 상기 클램핑기기는 트위스팅헤드(1)의 회전축에 나란한 방향으로 길이보정 캐리지(2)를 향해 움직이며, 회전축에 나란히 작용하는 힘이 힘 생성 요소를 통해 가해지는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 트위스팅헤드(1)와 공유되는 회전축을 중심으로 트위스팅헤드(1)와는 반대 방향으로 회전하는 다른 트위스팅헤드(5)가 주행 보정 캐리지(4) 위에 클램핑기기로서 설치되는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주행 보정 캐리지(4)가 수동적으로 움직이면서 예비부하 요소에 의해 트위스팅헤드(1) 반대쪽을 향한 힘을 받는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
4. 제3항에 있어서, 예비부하 요소의 예비부하력이 길이보정 캐리지(2)의 구동 유닛의 작동개시 전에 조절 가능하고 트위스팅 과정 내내 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 예비부하 요소가 공압실린더를 포함한 유압실린더(6)이고 압력조절밸브(44)를 통해 압력원(41,42,43)에 연결되는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
6. 제1항에 있어서, 유압실린더(6) 및/또는 주행 보정 캐리지(4)의 피스톤로드가 이동 주행센서(7)를 갖추거나 주행센서에 연결되며, 주행센서는 주행 보정 캐리지(4)의 주행 프로파일의 계산과 평가를 위해 평가유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주행 보정 캐리지(4)가 힘 생성 요소로서의 모터구동 드라이브 유닛과 힘측정 센서를 갖추고, 주행 보정 캐리지(4)가 트위스팅 과정 동안 드라이브 유닛에 의해 힘측정 센서의 신호에 맞는 힘을 받는데, 이 힘은 트위스팅헤드(1) 반대쪽을 향하고 필요시 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 드라이브 유닛 또는 드라이브 유닛을 위한 주행 보정 캐리지(4)의 제어기가 주행 보정 캐리지(4)의 주행 프로파일의 결정과 평가를 위해 평가 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나에 있어서, 길이보정 캐리지(2)의 드라이브 유닛이 프로그래머블 컨트롤러를 통해 작동되어 각 도체(3), 도체 타입 및/또는 트위스트 인자에 맞게 정해진 주행 프로파일을 따라 클램핑기기를 향해 주행하고, 주행 보정 캐리지(4)의 가능한 최대 이동경로가 조정형 스토퍼(8a,8b)에 의해 길이보정 캐리지(2)의 가능한 최대 이동경로(8)보다 짧게 유지되는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나에 있어서, 길이보정 캐리지(2)의 드라이브 유닛이 제어유닛에 연결되고, 길이보정 캐리지(2)의 드라이브 유닛을 조절하기 위한 트위스트 변수들과 도체(3)의 각각의 조합에 대한 주행 프로파일이 저장되는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
11. 제10항에 있어서, 평가유닛 및/또는 주행센서(7)에 문의를 하고 주행 보정 캐리지(4)의 계산된 주행 프로파일에 따라 품질평가를 내거나 길이보정 캐리지(2)의 주행 프로파일을 조절하는 루틴이 제어유닛에서 실행되고, 필요하다면 이런 루틴이 도체(3)의 트위스트 변수들의 조합에 대한 새로운 주행 프로파일로서 제어유닛에 저장되거나 에러메시지와 함께 트위스팅 과정을 취소하는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
12. 제10항에 있어서, 힘측정 센서에 의해 전달된 값들이 소정 범위안에 있도록 길이보정 캐리지(2)를 제어하고 주행 보정 캐리지(4)의 계산된 주행 프로파일에 따라 품질평가를 내거나 길이보정 캐리지(2)의 주행 프로파일을 조절하는 루틴이 제어유닛에서 실행되고, 필요하다면 이런 루틴이 도체(3)의 트위스트 변수들의 조합에 대한 새로운 주행 프로파일로서 제어유닛에 저장되거나 에러메시지로 트위스팅 과정을 취소하는 것을 특징으로 하는 트위스팅 장치.
13. 도체들(3)을 일정 길이로 절단한 다음 능동적으로 움직이는 트위스팅헤드(1)와 그 반대쪽에 위치한 이동식 클램핑기기에 이송하는 단계; 트위스팅헤드(1)를 클램핑기기 반대쪽으로 움직여 트위스팅헤드(1)와 클램핑기기 사이에 도체들(3)을 조이고 인장하는 단계; 및 트위스팅헤드(1)를 조여진 도체들(3)에 나란한 회전축을 중심으로 회전시키면서 소정의 주행 프로파일을 따라 클램핑기기를 향해 움직이도록 트위스팅헤드(1)를 작동시키는 단계를 갖춘 도체 트위스팅 방법에 있어서:
    - 트위스팅 과정 동안 트위스팅헤드(1) 반대쪽으로 필요하다면 크기가 다른 힘을 클램핑기기에 가하는 단계; 및
    이동식 클램핑기기를 위한 주행 및/또는 힘 프로파일을 결정하고 평가하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도체 트위스팅 방법.
14. 제13항에 있어서,
    - 도체(3)를 제자리에 조인 뒤 실제 트위스팅 과정이 시작하기 전에 클램핑기기가 소정의 주행거리까지 움직이거나 소정이 힘이 가해질 때까지 클램핑기기 반대쪽으로 트위스팅헤드(1)를 움직이는 단계;
    - 트위스팅헤드(1)가 뒤에 차지한 위치로부터 도체(3)의 길이에 대한 특성값을 측정하거나 간접결정하는 단계; 및
    - 첫번째 도체(3)와 같이 꼬이는 두번째 다른 도체(3)에 대해 위의 단계들을 반복하면서, 측정값이나 특성값에서 두번째 다른 도체를 일정 길이로 절단할 교정값이 결정되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도체 트위스팅 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 힘 생성 요소의 효과에 반해 꼬인 도체(3)의 길이단축으로 생긴 힘으로 클램핑기기가 트위스팅헤드(1)를 향해 움직이는 동안 각 도체의 타입 및/또는 트위스트 인자에 맞게 트위스팅헤드(1)가 클램핑기기를 향해 미리 프로그램된 주행 프로파일을 완성하는 것을 특징으로 하는 도체 트위스팅 방법.
16. 제13항에 있어서, 꼬을 도체들(3)이 실제 트위스팅 과정의 시작 전에 느슨하게 조여지고, 그 뒤 클램핑기기가 최대 주행경로의 절반을 이동할 때까지 도체들이 트위스팅헤드(1)의 이동에 의해 초기의 느슨한 트위스팅 이후 필요한 장력을 받게되며, 클램핑기기는 트위스팅헤드(1) 반대쪽으로 힘을 받는 것을 특징으로 하는 도체 트위스팅 방법.
17. 제13항 또는 제14항에 있어서, 트위스팅 과정 동안 클램핑기기의 주행 프로파일이 평가되고, 주행경로와 관련 회전에 대한 소정 한계값 초과를 감시하여, 회전 한계값들을 초과할 경우의 상세 사항들을 연계할 수 있는 감시 범위를 제시하는 것을 특징으로 하는 도체 트위스팅 방법.
18. 제17항에 있어서, 클램핑기기의 주행 프로파일, 도체들(3)에 대한 트위스팅 과정 횟수 및 트위스트 변수에 맞게 트위스팅헤드(1)의 주행 프로파일이 조절되는 것을 특징으로 하는 도체 트위스팅 방법.

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