KR20200127231A - 전원 케이블 말단부 처리 장치 - Google Patents

Abstract

고전압 전원 케이블 연결 및 종단은 비용이 많이 들고 어려움이 많다. 본 발명은 전체적으로 전원 케이블 말단 처리에 대한 새로운 접근법을 도입한 방법 및 장치 (100)를 제공하며, 케이블 처리 장치 (100)는 다음을 포함한다: 전원 케이블 (1)의 둘레에 가역적으로 고정하기 위한 고정 수단 (affixing means) (110), 고정 부재 (affixing member) (110)에 부착하기 위하여 부착 수단 (attachment means) (135)을 구비한 운동 수단 (kinematic means), 상기 운동 수단은 상기 부착 수단 (135)에 대하여 운동학적 움직임 (kinematic motion)을 제공하도록 구성되며, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통해 완전히 제어 가능하며, 상기 운동 수단에 부착된 툴링 수단 (tooling means) (150), 상기 도구 수단 (150)은 상기 운동학적 움직임을 인가받도록 구성되고, 상기 운동 수단은 툴링 수단 (150)이 고정 수단 (110)에 의하여 고정된 전원 케이블 (1)의 연장 방향에 대하여 횡단면 방향으로 이동할 수 있게 한다.
이에 따라, 사용자 친화적인 휴대용 장치를 채용하고, 동시에 사용자가 독성 미립자 (exposure to toxic particulates)에 노출되는 것을 줄임으로써, 잘 제어되고 (well-controlled) 재현 가능한 프로세스 (reproducible process)가 달성된다.

Description

전원 케이블 말단부 처리 장치

본 발명은 전원 케이블 말단부의 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 다중 가닥 케이블 (multi-stranded cables)의 종단 (termination) 및 결합 (joining)을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

다양한 크기와 물질 조성물의 케이블이 전류와 전원의 운반에 사용된다. 인구 밀집 지역 또는 산업 지역 사이의 송전 및 배전 시스템 (power transmission and power distribution systems)과 같이 전력 전송에 대한 요구가 높은 곳은, 그에 필요한 케이블 치수 (dimensions)도 마찬가지로 증가한다. 설치 (installation)는 케이블들을 풀고나서, 지하에 매립한 다음 도관 (conduits) 또는 덕트 (ducts)로 당김으로써 수행된다. 케이블이 클수록, 케이블 공장에서 설치 장소까지 단일한 케이블 릴 (a single cable reel)로 운반할 수 있는 케이블의 길이가 짧아지므로, 더 많은 케이블 조인트 (cable joints)가 필요하다. 최근에는 알루미늄 케이블의 사용이 증가함에 따라, 이는 더 악화되었다. 주어진 케이블 전력 전송 요구로 인하여 구리로 만들어진 케이블에 비하여 알루미늄으로 만들어진 경우 더 큰 직경의 케이블이 필요하기 때문이다. 따라서, 현장에서는 더 많은 케이블의 결합이 필요하고, 각각의 케이블 조인트는 잠재적인 오작동의 지점 (potential point of failure)을 나타낸다. 더 큰 케이블은 릴로 운반할 수 있을 만큼 충분한 굽힘 유연성 (bending flexibility)을 갖기 위하여, 가닥 및/또는 섹터를 포함하여 매우 복잡한 단면을 가지거나, 와이어 바니시 (wire varnishes) 및 팽창 재료 (swelling material)와 같은 비전도성 (non-conductive) 재료까지 포함한다. 그러면 큰 직경을 갖는 케이블을 용접하는 것은 어렵고 시간도 많이 소요된다.

용접 처리 (welding process)는 조인트 (joint) 또는 종단 (termination)의 품질을 저하시키는 많은 위험을 초래한다. 용접 지점의 고온은 용접 지점에 가까운 케이블 절연 재료 (cable insulation material)의 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 케이블의 크기에 따라 열 질량 (thermal mass)이 증가하기 때문에, 케이블 크기가 클수록 문제는 더 커진다. 이러한 위험을 줄이기 위하여, 용접된 지점 가까이에 케이블 컨덕터 (cable conductor)의 능동적인 냉각이 이용되고, 이는 용접 처리의 품질을 저하시킬 위험이 있다. 이러한 모든 요인은 대형 케이블을 위한 안정적인 조인트 (joint)를 만들기 위하여, 자격을 갖추고 잘 훈련된 노동력이 필요하고, 많은 조인트가 테스팅 (testing)에서 실패하고 다시 수행되어야 함을 의미한다.

조인트의 품질과 결합 속도를 높이기 위한 노력이 제안되어 왔다. 예를 들어, 와이어를 다른 방법에 의하여 전기적으로 연결하는 방법이 제안되었다. US2014/000110에서, 케이블은 케이블의 개별 와이어 또는 섹터와, 케이블 조인트 또는 종단 사이의 향상된 전기적 연결 (electrical connection)을 구축하기 위하여, 케이블 컨덕터 코어 (cable conductor core)를 파고 들어가는 많은 관통 나사 (through-going screws)를 구비한 슬리브 (sleeve)로 종단된다.

그러나, 이러한 종단은 무겁고 다루기 힘들며 그다지 오래가지 않고, 예를 들어 특히, 케이블이 알루미늄인 경우, 온도 변화에 따른 케이블 확장 및 수축으로 인해 표면 접촉이 감소하고 표면은 산화될 수 있다. 따라서, 고품질의 케이블 조인트 및 종단을 달성하기 위해서는 개선된 접근 방식이 필요하다.

본 발명의 목적은 상기 언급된 문제점 중 적어도 일부를 완화하는 것이다.

본 발명은 전체적으로 전원 케이블 말단 처리에 대한 새로운 접근법을 도입한 방법 및 장치 (100)를 제공하며, 케이블 처리 장치 (100)는 다음을 포함한다: 전원 케이블 (1)의 둘레에 가역적으로 고정하기 위한 고정 수단 (affixing means) (110), 고정 부재 (affixing member) (110)에 부착하기 위하여 부착 수단 (attachment means) (135)을 구비한 운동 수단 (kinematic means), 상기 운동 수단은 상기 부착 수단 (135)에 대하여 운동학적 움직임 (kinematic motion)을 제공하도록 구성되며, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통해 완전히 제어 가능하며, 상기 운동 수단에 부착된 툴링 수단 (tooling means) (150), 상기 도구 수단 (150)은 상기 운동학적 움직임을 인가받도록 구성되고, 상기 운동 수단은 툴링 수단 (150)이 고정 수단 (110)에 의하여 고정된 전원 케이블 (1)의 연장 방향에 대하여 횡단면 방향으로 이동할 수 있게 한다.

일 측면에서, 본 발명은 전원 케이블의 말단부를 처리하기 위하여 설명된 케이블 처리 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다.

이는 전원 케이블의 말단을 처리하기 위한 케이블 처리 장치에 의하여 달성된다. 케이블 처리 장치는 전원 케이블의 둘레를 가역적으로 고정하기 위한 부착 수단 (affixing means), 부착 부재 (affixing member)에 부착하기 위하여 부착 수단을 구비한 운동 수단 (kinematic means)을 포함하고, 상기 운동 수단은 상기 부착 수단에 대하여 운동학적 움직임 (kinematic motion)을 제공하도록 구성되며, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections) 및 상기 운동 수단에 부착된 툴링 수단 (tooling means)을 통하여 완전히 제어 가능 (fully controllable)하며, 상기 툴링 수단은 상기 운동학적 움직임을 인가받도록 구성되고, 상기 운동 수단은 툴링 수단이 고정 수단에 의하여 고정된 전원 케이블의 길이 방향에 대하여 횡단면 방향 (cross-sectionally)으로 이동할 수 있게 한다.

이로 인해, 케이블 말단 처리를 위하여 완전히 제어 가능한 움직임 (fully controllable motion)이 달성된다. 이것은 또한, 품질이 중요하고 품질 관리가 다른 무엇보다 중요한 곳에 설치된 케이블 조인트 및 종단과 같은 케이블 말단 처리 사이의 반복성 (repeatability)을 허용함으로써, 비용이 많이 드는 후속 수리가 필요할 수 있는 케이블의 불완전한 종단 또는 결합을 방지할 수 있다. 또한, 장치를 전원 케이블에 직접 부착함으로써, 정렬 (alignment)은 장치가 사용자 친화적 (user friendly)이고 휴대 가능 (portable)하며 처리 품질 (treatment quality)이 더욱 향상되도록 보장한다. 더 나아가, 케이블 처리 장치를 사용하여 케이블 말단을 처리하면, 장치가 케이블 말단을 처리하는 동안 사용자는 떠날 수 있기 때문에 사용자는 무거운 기구 및 유독 가스에 대한 노출을 감소시킬 수 있고, 장치는 케이블 말단을 처리하는 동안 밀폐되고 소진된 환경 (exhausted environment)에서 처리 과정 (processing)이 진행될 수 있다.

따라서 케이블 처리 장치를 사용하면 사용자가 처리 가스에 노출되지 않고 케이블 말단의 처리가 자동화될 수 있다. 케이블 처리 장치가 수행할 수 있는 중요한 처리는 기존 케이블 말단 재료을 녹이거나 그들 모두를 전기적으로 연결하기 위하여 케이블 말단 부분에 재료를 추가하여 전원 케이블 말단의 와이어/가닥 및/또는 섹션을 결합하는 것이다. 종종 두 처리는 용접 (welding) 중에 혼합 발생한다. 케이블 컨덕터의 섹터와 와이어가 모두 전기적으로 연결되면, 주변의 외부 크림프 (outside periphery crimp)는 모든 와이어에 연결될 수 있고, 다음 케이블 세그먼트 (cable segment)로 전기적으로 전송을 수행할 수 있다.

이로써, 다양한 케이블 말단에서 효율적으로 작동하도록, 그리고 손으로 (manually) 불가능한 방식에서도 작동할 수 있도록 구성되는 장치가 달성된다. 예를 들어, 용접 시, 온도 변화에 따라 컨덕터의 한 부분에서 반대쪽 또는 다른 부분으로 이동할 수 있으므로, 처리 속도를 유지하면서 케이블 손상을 방지할 수 있다. 이것은 예를 들어, 케이블의 온도 측정 기기 또는 적어도 기구, 프로세스 및 케이블의 열 질량에 기초한 계산에 따라 수행될 수 있다.

케이블 처리 장치 (cable treatment device)는 전원 케이블 말단부 (power cable end section) 및/또는 전원 케이블 말단 표면 (power cable end surface)을 처리하기 위한 장치를 의미한다. 일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 특히 전원 케이블 말단부 처리 장치 (power cable end treatment device)이다.

툴링 수단 (tooling means)이 고정 수단 (affixing means)에 의하여 고정된 전원 케이블의 길이 방향 (extension of a power cable)에 대하여 횡단면 방향 (cross-sectionally)으로 이동할 수 있게 하는 운동 수단 (kinematic means)은 횡단면 (cross-section)이 케이블 말단의 전방에서 멀리 떨어져 있음을 의미한다. 이 횡단면은 전면 또는 측면으로부터 접근될 수 있다. 일 실시예에서, 운동 수단은 툴링 수단이 고정 수단에 의하여 고정된 전원 케이블 전면의 평면 (plane)을 따른 전원 케이블의 연장 (extension)에 대하여 횡단면 방향으로 이동할 수 있게 한다.

일 실시예에서, 고정 (affixing)은 가역적 (reversibly)이고, 이는 고정이 전원 케이블을 실질적으로 손상시키지 않고 전원 케이블에 장착 및 분리될 수 있음을 의미한다.

바람직한 일 실시예에서, 고정 수단은 다양한 직경의 케이블을 고정하도록 구성되며, 바람직하게는 주어진 더 낮은 직경 D와 적어도 다른 직경 1, 1 ㆍ D 사이의 케이블을 고정하도록 구성된다. 이는 컨덕터 둘레에만 부착하는 것을 포함할 뿐만 아니라, 절연 (isolation)을 포함하는 케이블, 및 절연과 피복 (isolation and sheathing)을 포함하는 케이블 둘레에 부착하는 것도 포함한다. 상단부 및 하단부 (upper and lower part)는 예를 들어, 커넥팅 로드 (connecting rods)로 압착되고 고정 볼트 (fastening bolts)로 고정될 수 있다. 그런 다음 부착 인터페이스 (attachment interface)는 가이드 슬릿 (guide slits)을 사용하는 것과 같이 가변 거리 직경 (variable distance diameter)을 수용하도록 구성된다. 볼트 구멍의 상호 라인 (mutual lines of bolt holes), 클램프-유사 메커니즘 (clamp-like mechanism), 나사 조임 (screwing)과 같이 상단부에 단단히 부착되어 반대쪽 부분에 클램핑 (clamping)하는 것과 같이, 종래의 어떤 적용 가능한 연결도 대신하여 사용될 수 있다. 이는 케이블 말단 처리를 위하여 단일한 장치가 요구되는 것을 보장하므로 장치는 보다 사용자 친화적이게 된다. 고정 수단에 적용될 수 있는 대안 (alternative)은 다양한 케이블 크기 각각에 대하여 하나씩 여러 개의 서로 다른 고정 수단을 포함하는 것이다. 일 실시예에서, 고정 수단은 전원 케이블의 둘레 주위를 고정하도록 구성된다.

일 실시예에서, 고정 수단은 다양한 직경을 갖는 케이블에 적합하도록 구성되며, 고정하기 위하여 구성되는 가장 낮은 직경은 직경 D를 포함하고, 적어도 또한 1, 1 ㆍ D의 직경, 1,2 ㆍ D의 직경, 1,3 ㆍ D의 직경, 1,4 ㆍ D의 직경, 1,5 ㆍ D의 직경, 1,6 ㆍ D의 직경, 또는 직경 1,7 ㆍ D의 직경을 포함하는 케이블에 부착할 수 있다.

일 실시예에서, 고정 수단은 케이블 처리 장치의 중량을 지지하기 위하여 전원 케이블의 축 방향 (axial direction)을 따라 부착된다. 그 결과, 훨씬 더 스스로 충분하고 (self-sufficient), 적응성 있는 (adaptable) 장치가 달성된다. 예를 들어, 고정 수단은 장치의 무게에 의하여 생성된 운동량 (momentum)을 더 잘 상쇄할 뿐만 아니라 처리 중에 장치를 더욱 안정화시키는 두 세트의 홈 (grooves)을 포함한다.

운동 수단은 고정 수단에 부착될 수 있으므로, 두 부품은 함께 고정되거나, 또는 분해 및 조립이 가능한 상호 인터페이싱 (mutual interfacing)과 함께 공급된다. 일 실시예에서, 운동 수단은 고정 수단에 고정적으로 부착된다. 이에 따라 더 크고, 단순한 장치가 제공된다. 바람직한 실시예에서, 운동 수단은 고정 수단에 대하여 분리가 가능하다. 이에 의하여, 2개의 더 많은 휴대용 부품이 제공되고, 고정 수단은 먼저 케이블 말단에 부착될 수 있다. 이는 장치가 더 융통성 있게 다양한 직경의 케이블에 부착될 수 있게 하고, 더 사용자 친화적이고, 케이블 처리 장치에 있어서 케이블 말단의 보다 제어된 정렬 (more controlled alignment)을 가능하게 한다.

케이블 말단 (cable end)이란 케이블의 끝 전체를 의미하고, 전도성 와이어 가닥 (conductive wire strands) 및 코어를 포함하는 컨덕터뿐만 아니라, 절연 층 (insulation layers)과 기계적 및 전기적으로 보호하는 외부 층도 포함된다. 예를 들어, 케이블 말단을 제거하기 위하여 케이블의 외부 레이어와 함께 작동할 수 있는 툴 헤드 (tool heads)를 상상할 수 있다. 컨덕터의 말단 표면은 케이블의 전기적 전도성 부분 (electrically conductive part)의 말단 표면을 의미한다.

운동 수단은 부착 수단 (attachment means)에 대한 툴링 수단의 제어된 동작을 용이하게 한다. 전원 케이블이 고정 수단에 연결되면, 케이블에 대한 운동 수단이 효과적으로 제어된다. 운동 수단은 자체 구동 방식 (self-driven)이 아니라, 힘 입력 연결 (force input connections)을 통하여 연결된 외부 힘으로 완전히 제어될 수 있다. 이러한 힘 입력 연결에 힘을 입력함으로써, 운동 수단은 이를 운동 수단의 대체 (displacement)로 예측 가능하게 변환하고, 그리고 따라서, 툴링 수단. 따라서 운동 수단은, 예를 들어 성공적으로 속박된 (constrained) 운동 체인 (kinematic chains)을 통하는 것과 같이, 예측 가능한 움직임을 생성하는 매니퓰레이터 (manipulator)를 포함한다.

힘 입력 연결 세트에 힘을 입력함으로써, 운동 수단의 일부는 제어 가능하게 이동하여 툴링 수단의 위치를 변경한다. 예를 들어, 힘 입력 연결은 처리 순서/단계를 위한 준비와 같이 툴링 수단이 케이블 말단에 대하여 중앙에 있는 것으로부터 케이블 말단의 주위로 변환되는 방식으로 강제될 수 있다.

일 실시예에서, 고정 축은 고정 수단에 의하여 고정된 전원 케이블의 중심 축과 동일 선상에 있고, 여기서 운동 수단은 고정 축에 대하여 각을 이루도록 대향되도록 위치되는 방식에 의하여 고정 수단에 부착되도록 구성되고, 바람직하게는 고정 축에 대하여 수직이고, 이에 의하여 케이블 처리 장치는 결합을 위하여 배열된 2개의 전원 케이블의 말단 표면에 결합된 V-형상 (V-shape)을 처리하기 위하여 구성된다. 즉, 운동 수단이 케이블의 측면에 배치되고, 툴링 수단이 전면이 아닌 측면에서 케이블 말단에 작용하도록 이동한다. 그러면 케이블 처리 장치는 연결될 케이블과 같이 서로 가깝고 대향하는 두개의 케이블 말단에 작용할 수 있게 된다.

말단이 케이블의 축 방향에 수직으로 절단된 케이블 작업 외에도, 이 장치는 45도 각도와 같이 축 방향에 대하여 다른 각도로 절단된 케이블 작업에도 적합하다. 각진 케이블 말단을 처리하는 것은 특히 두개의 케이블이 결합될 때 흥미롭다. 이러한 상황에서는 두개의 절단된 케이블이 서로 대향하도록 정렬되어 V-형상 절단이 달성될 수 있다. 이 절단은 케이블을 통하여 말단까지 또는 케이블을 통하여 중간까지 연장될 수 있으며, 후자의 경우 바람직하게는 다른 처리가 후속적으로 케이블의 반대쪽 절반에서 수행된다. 2개의 케이블은 예를 들어, 양 쪽 케이블 말단에 적용된 페룰 (ferrule)을 사용함으로써, 정렬을 유지할 수 있고, 케이블 처리 장치는 케이블 처리 장치 중 하나에 고정되고 여전히 양 쪽 모두에 대하여 고정될 수 있다. 일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 제2고정 수단을 포함한다. 또한, 운동 수단은 제2고정 수단에 부착되기 위한 제2부착 수단을 가지며, 제2부착 수단은 운동 수단이 중심 축이 동일 선상에 있는 2개의 인접한 전원 케이블 (100)에 고정된 2개의 인접한 고정 수단 (affixing means)에 부착될 수 있게 한다. 이에 따라, 케이블 처리 장치를 사용하여 2개의 케이블을 결합할 때 더 나은 부착이 이루어진다. 케이블을 정렬한 후 장치를 케이블 중 하나 또는 바람직하게는 두 케이블 모두에 부착된다. 그런 다음 케이블의 말단부가 처리되고, 예를 들어, 용접 기구와 같은 적절한 기구가 사용되면, 함께 결합될 수 있다.

케이블 처리 장치는, 사용될 때, 바람직하게는 운동 수단의 움직임을 구동하기 위하여 각 힘 입력 연결에서 모터와 같은 강제 수단 (forcing means)에 연결된다. 모터는 스테퍼 모터 (stepper motor), 서보 모터 (servo motor), 액추에이터 (actuator), 유압식 또는 공압식 (hydraulic or pneumatic type) 등과 같은 기존 타입일 수 있다.

일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 2개의 자유도 (degrees of freedom)를 제공받는다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 3개의 자유도를 제공받는다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 4개의 자유도를 제공한다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 5개의 자유도를 제공받는다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 6개의 자유도를 제공받는다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 3개의 축 방향 자유도를 제공받는다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 2개의 축 방향 자유도 (axial degrees of freedom)와 1개의 회전 자유도 (rotational degree of freedom)를 제공받는다. 일 실시예에서, 운동 수단에 의하여 제공되고 복수의 힘 입력 연결을 통하여 제어될 수 있는 운동학적 움직임은 적어도 3개의 공간 자유도 (spatial degrees of freedom)와 1개의 회전 자유도를 갖는다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 3개의 축 방향 자유도와 2개의 회전 자유도를 제공받는다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 운동 수단에 의하여 적어도 3개의 축 방향 자유도와 3개의 회전 자유도를 제공받는다. 편리하게는, 케이블 처리 장치는 각 자유도에 대하여 운동 수단에 연결된 모터 또는 다른 강제 수단을 포함한다. 축 자유도에 대한 다른 단어는 병진/선형 자유도 (translational/linear degrees of freedom)이다.

이로써 개선된 처리가 달성된다. 예를 들어, 케이블 컨덕터의 말단에 전도성 재료층을 구축할 때, 케이블 말단에서 가닥 사이의 구멍이 만난다면 이전에 적용된 재료에 적어도 부분적으로 각도를 이루도록 구축하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 3개의 축 방향 자유도를 가짐으로써, 국부적 또는 분산 처리를 위하여 케이블 말단과 기구 사이의 거리를 변경할 수 있다.

일 실시예에서, 운동 수단은 로봇 암 (robot arm) 또는 데카르트 프린터 스타일 (cartesian printer-style) 운동 매니퓰레이터와 같은 직렬 매니퓰레이터 (serial manipulator)를 포함한다. 이에 의하여, 도달하기 위한 좌표는 단정될 수 있고, 필요한 소프트웨어를 코딩하는 것은 쉽다.

바람직한 실시예에서, 운동 수단은 델타형 로봇 (delta-type robot) 또는 Stewart 플랫폼 (Stewart platform)의 운동 부분과 같은 병렬 매니퓰레이터 (parallel manipulator)를 포함한다. 이에 따라 강성 (stiffness)과 작동 정밀도가 향상되고, 작동 중 매니퓰레이터 자체의 질량 수송이 적기 때문에, 제어를 유지하면서 더 빠른 움직임이 가능하다. 또한, 장치는 컴팩트할 수 있다.

일 실시예에서, 운동 수단은 병렬 매니퓰레이터를 형성하도록 성공적으로 구속되고 배열되는 복수의 운동 체인을 가지며, 여기서 툴링 수단은 병렬 매니퓰레이터에 대한 엔드 이펙터 (end effector)를 형성한다. 즉, 운동 수단은 각각이 예측 가능하게 이동하고 (운동 체인이 됨), 외부의 힘 (성공적으로 구속됨)에 의하여, 모터와 같이 외부적으로 구동되는 연결 및 관절로 구성된 복수의 체인으로 구성된다. 그런 다음 이들은, 운동 체인이 개별적으로 갖는 것보다 더 많은 자유도로 엔드 이펙터를 집합적으로 이동시키기 위하여, 각각의 드라이버에서 가장 먼, 단일하고 공통된 연결 (link)인 엔드 이펙터 (툴링 수단)에 결합된다. 엔드 이펙터에 제공되는 모든 자유도는 운동 체인에 의하여 제어되므로 엔드 이펙터의 움직임은 운동 수단을 통하여 예측 가능하고 완전히 제어할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 운동 수단은 병렬 매니퓰레이터를 포함하고, 병렬 매니퓰레이터는 힘 입력 연결이 처리 동안 케이블 말단이 위치하는 주변에 위치하도록 구축된다. 즉, 부착 수단 가까이에, 또는 즉, 케이블 처리 장치의 작업 영역 옆에 위치한다. 케이블에 설치할 때 힘 입력 커넥터는 케이블 말단 가까이에 위치한다. 이로써 특히 뻣뻣하고 진동에 강한 (vibration-resistant) 장치가 달성된다. 따라서 장치의 무게가 케이블 부착 지점에 가깝게 위치하므로, 여기에 진동이 흡수된다. 이는 장치가 더 빨리 작동할 수 있게 한다. 또한, 장치는 매우 작고 운반하기 쉽다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 복수의 힘 입력 연결을 통해 운동 수단에 연결된 복수의 모터를 포함한다. 이에 의해 케이블 처리 장치는 전기적 입력이 운동 수단의 이동을 제어하고 전력을 공급할 수 있게 하여, 기구 수단을 예측 가능하게 이동시켜 전원 케이블의 말단부를 처리할 수 있게 한다. 서보 모터 (servo-motors), 스테퍼 모터 (stepper motors), DC 모터 (DC motors), 액추에이터 (actuators), 유압 모터 (hydraulic motors) 등과 같이 전기 에너지 또는 화학 에너지를 운동 에너지로 변환하는 어떠한 타입의 복수의 모터가 구성될 수 있다. 서보 모터 및 스테퍼 모터는 잠재적인 작은 크기와 적은 마모로 인해 편리하다. 움직임이 예측 가능하다는 것은 움직임 공간 (motion space) 내의 특이점들 (singularities)이 반드시 제거된다는 것을 의미하는 것은 아니다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 컨트롤러 수단 (controller means)을 더 포함한다. 컨트롤러 수단은 복수의 모터의 작동을 위하여 케이블 말단 처리 데이터를 저장하기 위한 저장 수단 (storage means), 저장 수단으로부터 케이블 말단 처리 명령 (treatment instructions)을 신호하기 위한 신호 수단 (signalling means), 구동 명령 (operation instructions)을 생성하기 위해 케이블 말단 처리 명령을 수신 및 처리하기 위한 처리 수단 (processing means), 및 복수의 모터에 대하여 전송하는 것과 같이 구동 명령을 전송하기 위한 전송 수단 (transmission means)을 포함한다. 일 실시예에서, 복수의 모터 및 처리 유닛을 포함하고, 전송 수단은 복수의 모터에 구동 명령을 전송한다.

이에 의해, 케이블 말단의 자동화된 처리를 수행하도록 구성된 장치가 달성된다. 이는 보다 정밀한 처리뿐만 아니라, 반복 및 제어 가능한 처리를 가능케 한다.

저장 수단은 임의의 편리한 장소에 위치할 수 있고, 장치에 연결된 클라우드 기반 저장 수단을 갖는 것과 같이, 멀리서 네트워크를 통해 접근될 수 있다. 프로세서 (processor)는 또한 장치에 연결된 클라우드 기반 계산 유닛을 갖는 것과 같이 멀리서 네트워크를 통해 접근될 수 있다. 전송 수단 및 신호 수단은 물론, 종래의 유선 및 무선 수단과 같은 임의의 타입의 전송 수단 또는 신호 수단일 수 있다.

일 실시예에서, 컨트롤러 수단은 케이블 타입, 기구 타입 또는 처리 타입 중 적어도 하나와 관련된 프로파일 변수 (profile parameters)를 갖는 프로파일을 저장하기 위한 프로파일 저장 수단 (profile storage means), 주어진 케이블 말단 처리를 위한 프로파일 중에서 프로파일을 선택하기 위한 사용자 입력 수단 (user input means), 선택된 프로파일에 따라 프로파일 데이터를 신호하기 위한 프로파일 신호 수단 (profile signalling means), 상기 처리 수단은 프로파일 파라미터를 인가받도록 구성되고, 상기 처리 (processing)는 프로파일 특정 동작 명령 (profile specific operation instructions)을 생성하기 위해 프로파일 변수를 고려한다.

일 실시예에서, 프로파일 저장 수단은 케이블 프로파일을 포함한다. 이러한 케이블 프로파일은 다음 중 적어도 하나를 포함하는 변수를 갖는다: 컨덕터의 직경 (diameter of the conductor); 가닥 수 (number of strands); 케이블 횡단면 레이아웃 (cross-sectional layout)을 포함하는 케이블 타입; 컨덕터 재료 (conductor material); 임계 온도 (threshold temperature); 2d 또는 3d 이미지를 제공하는 센서로 매핑될 (mapped) 수 있고, 처리 전 및/또는 처리와 동시에 매핑될 수 있는 특정 케이블 말단의 표면 토폴로지 (surface topology); 및 케이블 길이 (cable length). 케이블 길이는 적어도 케이블의 열 흡수 (heat absorption)에 영향을 미친다. 특정 재료의 케이블은 더 길거나/더 짧은 초기 화염 처리 (initial flame treatments), 다른 용접 프로세스 (welding processes), 니들 해머링 (needle hammering) 등과 같은 다른 처리로부터의 이점을 누릴 수 있다. 이에 따라, 각 개별 처리 타입에 대하여 더 적합한 개선된 케이블 말단 처리가 달성된다.

일 실시예에서, 프로파일 저장 수단은 처리 프로파일을 포함한다. 처리 프로파일과 관련된 변수는 다음 중 적어도 하나를 포함한다: 처리 영역의 크기 (size of treatment area); 처리 부위의 모양 (shape of treatment area); 처리 강도 (treatment intensity); 많은 효과가 낮거나 적은 패스 (passes)와 효과가 높은 패스 중에서 선택되는 처리 충실도 (treatment fidelity); 처리 속도 (treatment speed); 채워질 체적 또는 표면 위로 툴 헤드 (tool head)가 취할 움직임으로 처리되거나, 선택적으로 사용될 특정 기구에 의하여 통지될 영역 사이의 임의의 변환 알고리즘 (conversion algorithm)을 포함하는 처리 경로 (treatment pathing); 및 후속 및 이전 처리와 관련된 정보.

일 실시예에서, 프로파일 저장 수단 (profile storage means)은 다양한 다른 기구에 특정한 툴링 프로파일 (tooling profiles)을 포함한다. 이것은 적어도 두 개의 서로 다른 기구가 동일한 처리를 적절하게 수행할 수 있는 경우 특히 유리할 수 있고, 그런 다음 모든 관련된 대체 가능한 기구 (substitutable tools)로 처리를 개선할 수 있도록 장치를 사전에 프로그래밍 (pre-programming) 할 수 있다. 툴링 프로파일과 관련된 변수는 다음 중 적어도 하나를 포함한다: 움직임 모디파이어 (motion modifier); 경로 모디파이터 (pathing modifier); 주어진 기구에 사용할 수 있는 처리 옵션/변형; 및 처리 중에 기구가 잠재적으로 스스로 교정할 수 있는 방법과 내용. 이에 의해 개선된 케이블 말단 처리가 각 개별 상황에 더 적합하게 달성된다. 예를 들어, 데이터베이스는 니들 해머링에 특화된 툴링 프로파일 명령 (tooling profile instruction)과 용접에 특화된 명령을 저장할 수 있고, 여기서 니들 해머링 툴링 명령 (needle hammering tooling instruction)은 케이블 말단 표면에 대한 더 빠른 이동 또는 말단 표면을 따라 연속된 경로 (consecutive paths)들 사이의 더 큰 거리를 갖는 것과 같이 다른 이동을 포함할 수 있다. 또한 특정 기구는 기구를 이용하는 다른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 툴링 프로파일 (tooling profile)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 노출된 케이블 말단의 불순물 (impurities)을 제거하기 위하여, 처음에 화염 (flame) 또는 아크 (arc) 처리가 사용될 수 있고, 추가된 재료를 열 처리하기 위해 냉각 분사 (cold-spraying) 처리 후에 사용될 수 있으며, 이러한 처리들은 물론 현저하게 다를 수 있다. 이에 의하여 개별 케이블 타입에 더 적합한 개선된 케이블 말단 처리가 달성된다.

일 실시예에서, 장치는 처리 파라미터 및/또는 고정 수단에 의하여 고정된 전원 케이블의 변수를 감지하도록 배열된 감지 수단 (sensing means)을 더 포함한다. 이에 의하여, 처리의 진행 경과를 모니터링하고 준수 목적 (compliance purposes)을 위하여 문서화할 수도 있다. 가스가 생성되면 예를 들어, 이를 조기에 식별할 수 있고 처리에 대한 변경이 수행될 수 있다. 특정 처리 단계가 원하는 결과를 얻지 못한다면, 장치를 먼저 제거하지 않고도 특정 처리 단계가 반복될 수 있다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 주어진 처리 단계 전, 도중 및/또는 나중에 케이블 말단 표면 및/또는 처리 변수를 평가하기 위한 카메라, 레이저 스캐닝 센서 또는 기타 센서 타입을 포함한다. 감지 수단은 케이블 말단 또는 처리에 유용하게 알려줄 수 있는 임의의 센서 타입을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 감지 수단은 적외선 센서 및/또는 카메라와 같은 시각 센서 (visual sensors)를 포함한다. 바람직하게는, 감지 수단은 복수의 센서를 갖는 것과 같이 툴 헤드의 방향 및 위치에 관계없이 케이블 말단 표면을 감지할 수 있게 한다. 다른 유용한 센서 타입은 챔버의 압력이 허용 가능한 범위 내로 유지되는지 확인하기 위하여, 점/표면 온도 센서; 가스 온도 센서; 및 챔버 압력 센서를 포함한다.

일 실시예에서, 초기 케이블 말단 변수 센서 데이터 (parameter sensory data)는 수행될 특정 처리를 결정하기 위해 사용된다. 즉, 특정 처리 단계 (treatment step) 전에 센서 데이터가 수집된다. 이를 완화하기 위해 다른 방법이 사용될 수 있다. 문제가 있는 영역은 처리 전에 식별될 수 있고, 이러한 영역을 가장 잘 처리하기 위한 바람직한 접근 각도는 센서 데이터 (sensor data)를 기반으로 선택될 수 있으며, 또는 해당 영역은 예를 들어 더 집중적으로 또는 더 오랜 시간 동안 처리될 수 있다.

일 실시예에서, 센서 데이터는 케이블 말단 처리 동안 수집되어, 실시간으로 처리의 진행 상황을 알려준다. 따라서, 센서 데이터를 사용하여 처리를 알릴 수 있다. 예를 들어, 특정 영역이 만족스럽게 용접되지 않은 경우, 이는 즉시 식별될 수 있으며, 그에 따라, 처리는 툴링 수단을 기울이거나 다른 각도에서 문제 영역에 접근함으로써 조정될 수 있다.

일 실시예에서, 특정 기구를 사용한 처리 후, 처리된 케이블 말단 변수 센서 데이터는 처리가 적절하게 효과적인지 결정하기 위하여 사용된다. 그런 다음, 결과를 사용자 (technician)에게 보고하고, 장치가 처리를 반복하도록 촉구하여 잠재적으로 특정 문제 및/또는 특정 영역에 초점을 맞출 수 있으며, 전원 케이블의 결합에서 케이블 준비 작업 (preparatory work)의 다음 단계로 진행하기 위하여 잘못 적용된 재료를 제거하는 것과 같이, 기술자에게 샌더 (sander)와 같은 특정 기구로 변경하도록 조언할 수 있다.

일 실시예에서, 장치는 케이블 온도를 측정하도록 구성된 케이블 말단 온도 센서를 포함한다. 이것은 예를 들어, 열이 생성되어 케이블로 전달되는 용접 처리에 유용하지만 절연 및 피복 부분과 같이 섭씨 90도와 같이 임계 온도를 초과해서는 안되는 케이블 부분이 있는 경우에 유용하다. 임계 온도에 근접하거나 초과하면 처리를 일시 중지하여 온도가 더 허용 가능한 수준으로 떨어질 수 있게 한다.

일 실시예에서, 장치는 케이블 냉각 수단 (cable cooling means)을 포함한다. 일 실시예에서, 장치는 처리 동안 그것을 냉각시키기 위해 케이블 말단부 주위에 고정되도록 구성된 냉각 수단, 바람직하게는 액체 냉각 수단 (liquid cooling means)을 포함한다. 일 실시예에서, 장치는 처리 동안 그것을 냉각시키기 위해 케이블 말단부 주위에 고정되도록 구성된 액체 냉각 수단을 포함한다. 일 실시예에서, 장치는 액체 냉각 수단 및 온도 감지 수단을 포함하고, 상기 액체 냉각 수단은 처리 동안 그것을 냉각시키기 위해 케이블 말단부 주위에 고정되도록 구성되고, 냉각은 온도 센서 데이터에 따라 제어된다. 이에 따라, 케이블 말단은 처리되는 동안 냉각될 수 있다. 예를 들어, 열이 발생하여 케이블로 전달되지만 케이블의 일부가 섭씨 90도와 같은 임계 온도를 초과해서는 안되는 용접 처리에 유용하다.

케이블 냉각 수단과 케이블 말단 온도 센서가 결합된 곳에서는 더 나은 열 제어가 가능하다.

기구 (tool)가 툴링 수단에 부착되는 방식에 관계없이 모든 유형의 툴이 참조된다는 점에서, 툴 헤드라는 용어는 명세서 (application) 전체에서 사용된다. 고정적으로 부착된 기구가 참조된다는 점에서, 이는 통합된 툴 헤드라고 의미된다. 툴 소켓 (tool socket)에 삽입되는 기구가 참조된다는 점에서, 이를 모듈식 툴 헤드 (modular tool head)라고 의미된다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 툴링 수단에 연결된 툴 헤드를 더 포함하고, 툴 헤드는 케이블 말단 처리 기구이다. 이로써 장치는 전원 케이블 말단의 처리를 시작할 준비가 된다.

일 실시예에서, 툴 헤드는 적층 제조 기구 (additive manufacturing tool)이다. 적층 제조 기구는 전원 케이블의 말단부에 전도성 재료를 증착하기 위한 기구를 의미한다. 적층 제조 기구의 예는 용접 기구, 레이저 클래딩 (laser cladding)과 같은 레이저 적층 기구 및 냉각 분사 기구와 같은 분말 첨가 또는 분사 기구이다. 이에 의하여, 간단한 구조가 달성되고, 작업은 최소한의 시퀀스 단계 (sequence steps)를 필요로 하므로 사용자 친화적이다.

일 실시예에서, 툴 헤드는 용접 기구이다. 이에 의하여, 간단한 구조가 달성되며, 그 조작은 최소한의 시퀀스 단계를 필요로 하고 사용자 친화적이다. 용접은 레이저 용접을 포함하는 일반적인 용접 타입일 수 있다.

일 실시예에서, 툴링 수단은 복수의 상이한 모듈식 툴 헤드에 가역적으로 부착하기 위한 툴 소켓이다. 이에 따라서, 후속 처리 단계가 조정되는 동안, 케이블 말단의 전체 처리 절차가 단순화되고 개선되며, 사용자 편의를 개선하고 사용자가 무거운 기구를 사용할 필요성을 줄일 수 있다.

일 실시예에서, 툴 헤드 또는 모듈식 툴 헤드는 2개의 케이블 말단 처리 기구를 포함하고, 툴 헤드의 제1케이블 말단 처리 기구는 바람직하게는 냉각 분사 기구이고, 제2케이블 말단 처리 기구는 바람직하게는 피닝 기구 또는 열 처리 기구, 바람직하게는 용접 기구이다. 이에 따라, 더 간단한 작동과 더 격리된 환경이 달성된다. 일 실시예에서, 툴 헤드 또는 모듈식 툴 헤드는 3개의 케이블 말단 처리 기구를 포함한다. 일 실시예에서, 툴 헤드 또는 모듈식 툴 헤드는 4개의 케이블 단부 처리 기구를 포함하고,

모든 관련 기구 타입이 툴링 수단에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 용접 툴 헤드 (welding tool head), 해머링 툴 헤드 (hammering tool head), 냉각 분사 툴 헤드 (cold spraying tool head), 블로우 토치 툴 헤드 (blowtorch tool head), 레이저 툴 헤드 (laser tool head), 그라인더 툴 헤드 (grinder tool head), 필링 툴 헤드 (peeling tool head), 밀링 툴 헤드 (milling tool head) 또는 연마 툴 (abrading tool)이 툴링 수단에 부착된다. 일 실시예에서, 적어도 2 개의 기구를 포함한 툴 헤드가 툴링 수단에 부착된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 냉각 분사 기구 및 하나의 다른 기구를 포함한 툴 헤드가 툴링 수단에 부착된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 냉각 분사 기구 및 하나의 용접 기구를 갖는 툴 헤드가 툴링 수단에 부착된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 니들 해머 기구와 같은 해머링 기구 및 하나의 냉각 분사 기구와 같은 툴 헤드가 툴링 수단에 부착된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 용접 기구 및 하나의 다른 기구를 포함한 툴 헤드가 툴링 수단에 부착된다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 밀폐된 워크 챔버 (sealed work chamber)를 더 포함한다. 밀폐된 작업 챔버는 유연한 막 (flexible membrane)에 부착된 외부의 벽 (outer wall)이 있고, 벽과 막은 외부 환경으로부터 워크 챔버를 실질적으로 밀폐시키고, 밀폐된 워크 챔버에는 밀폐된 워크 챔버의 제1측에 케이블 말단을 삽입하기 위한 워크피스 개구부 (workpiece opening)를 더 포함하고, 워크피스 개구부는 전원 케이블의 말단 또는 둘레에 대하여 밀폐되게 맞물리도록 구성되고, 그리고, 툴 헤드 개구부는 밀폐된 워크 챔버의 반대편 제2측의 툴링 수단에 연결되고, 툴 헤드가 밀폐된 워크 챔버 내에 위치하게 하고, 상기 툴 헤드 개구부 또는 툴링 수단은 삽입된 기구와 밀폐되게 맞물리도록 구성된다.

이에 의하여, 작업 환경은 케이블 말단을 처리하는 동안 외부 환경과 적어도 실질적으로 격리된다. 이는 유독 가스와 재, 먼지 및 입자의 격리를 향상시킨다. 또한, 케이블 말단 처리를 오염시키는 이물질 간섭이 적거나 없도록 함으로써 처리 품질이 향상된다.

일 실시예에서, 장치는 밀폐된 작업 챔버의 환경 변수 (environment parameters)를 관리하기 위한 환경 관리 수단 (environment managing means)을 포함하고, 환경 변수는 적어도 가스 압력과 관련되고, 관리 수단은 적어도 챔버 외부 조건에 대하여 밀폐된 워크 챔버의 가스 압력을 감소시키도록 구성된다. 이로 인하여, 밀폐된 워크 챔버의 밀폐가 불완전하더라도 케이블 말단 처리 동안 밀폐된 워크 챔버에서 위험한 가스, 연기 또는 입자가 유출되지 않거나 거의 유출되지 않는다. 이러한 압력 감소는 예를 들어, 여과된 진공 펌프 (vacuum pump)에 연결된 흡입 채널 (suction channel)에 의해 달성될 수 있다.

일 실시예에서, 밀폐된 작업 챔버는 가스 유입 채널 (gas inlet channel)을 더 포함한다. 이 채널은 반대편 말단에서 가스 공급 시스템 (gas supply system)에 연결되어 바람직하게는 흐름 제어 메커니즘 (flow control mechanism)을 통해 가스를 공급하고 워크 챔버의 제어된 환경, 예를 들어, 주로 불활성 가스 (inert gases)로 구성된 환경을 보장한다. 이러한 가스 공급 채널은 카메라, 센서 또는 창 표면에 침전되는 오염 물질을 방지하여 깨끗하고 먼지가 없는 상태로 유지하기 위해 시각 카메라, 센서 또는 유리창 근처의 공기 흐름을 제어하는 데 사용될 수 있다. 워크 챔버의 창 (window)은 육안 조사에 사용될 수 있고, 또한 사람이 직접 또는 카메라를 통하여 또는 케이블 말단에서 재료를 국부적으로 열 처리하기 위해 처리중인 케이블 말단 표면을 강렬한 레이저 빔 스캐닝 (laser beam scanning)을 하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 가스 입구는 케이블 말단을 처리하기 위하여 사용되는 툴 헤드의 일부이다.

일 실시예에서, 힘 입력 연결은 밀폐된 워크 챔버 외부에 배치된다. 따라서, 케이블 처리 장치에 부착된 모터 또한 밀폐된 워크 챔버 내에 있지 않다. 이에 따라, 모터의 내구성이 향상되고 워크 챔버와 모터의 상대적인 크기가 서로 직접적인 영향을 미치지 않는다.

일 실시예에서, 운동 수단은 워크 챔버 외부에 배치된다. 이에 따라, 운동 수단의 내구성이 향상되고 워크 챔버와 운동 수단의 상대적인 크기가 서로 직접적인 영향을 미치지 않는다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 손으로 휴대 가능하다. 이를 통해 사용자는 케이블 처리 장치를 작업 현장에 손으로 가져와서 사용자 편의성을 높일 수 있다. 일 실시예에서, 사용자들은 케이블 처리 장치를 손으로 들어 올릴 수 있다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치의 무게는 100 kg 미만, 95 kg 미만, 90 kg 미만, 85 kg 미만, 80 kg 미만, 75 kg 미만, 70 kg 미만, 65 kg 미만, 60 kg 미만, 55 kg 미만, 50 kg 미만, 45 kg 미만, 40 kg 미만, 35 kg 미만, 30 kg 미만, 25 kg 미만, 20 kg 미만, 15 kg 미만 또는 10 kg 미만이다.

일 실시예에서, 케이블 처리 장치는 다음을 포함한다: 밀폐된 워크 챔버, 유연한 막에 부착된 외부의 벽이 있는 밀폐된 워크 챔버, 상기 벽 및 막은 외부 환경으로부터 워크 챔버를 실질적으로 밀폐시키고, 상기 밀폐된 워크 챔버는 상기 밀폐된 워크 챔버의 제1측에 케이블 말단을 삽입하기 위한 워크피스 개구부를 더 구비하고, 상기 전원 케이블의 말단부 또는 둘레에 대해 밀폐되게 맞물리도록 구성된 상기 워크피스 개구부, 및 상기 밀폐된 워크 챔버의 반대편 제2측의 툴링 수단에 연결된 툴 헤드 개구부를 포함하고, 툴 헤드를 밀폐된 워크 챔버에 위치시키며, 상기 툴 헤드 개구부 또는 툴링 수단은 삽입된 기구와 밀폐되게 맞물리도록 구성되고, 밀폐된 워크 챔버에 대하여 부착하기 위한 운동 수단을 더 포함하고, 상기 운동 수단은 상기 밀폐된 워크 챔버에 대하여 운동학적 움직임을 제공하도록 구성되고, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결을 통해 완전히 제어 가능하며, 상기 운동 수단에 부착된 툴링 수단, 상기 툴링 수단은 상기 운동학적 움직임을 인가받도록 구성되고, 상기 운동 수단은 툴링 수단이 전원 케이블의 길이 방향에 대하여 횡단면 방향으로 이동하고, 밀폐된 워크 챔버에 삽입된 말단부를 가로질러 이동할 수 있게 한다. 이에 따라 유체 환경 제어 (fluid environment control) 및 케이블 말단 처리 프로세스의 자동화를 가능하게 하는 케이블 말단 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 일 측면에서, 본 발명은 설명된 바와 같이 전원 케이블 말단부를 처리하기 위한 준비 방법에 관한 것으로, 전원 케이블의 둘레를 가역적으로 고정하고, 그 후, 전원 케이블의 둘레를 고정함으로써 고정 수단을 전원 케이블에 고정하기 위한 고정 수단을 제공하는 단계 (providing an affixing means), 고정 수단에 부착하기 위하여 부착 수단을 포함하고, 운동 수단은 부착 수단에 대하여 운동학적 움직임 (kinematic motion)을 제공하도록 구성되고, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통하여 완전히 제어될 수 있는 운동 수단을 제공하는 단계 (providing a kinematic means), 및 운동 수단에 부착되고 툴링 수단은 운동학적 움직임을 인가받기 위하여 구성되고, 여기서, 운동 수단은 툴링 수단이 고정 수단이 고정되는 전원 케이블의 길이 방향에 대하여 횡단면 방향 (cross-sectionally)으로 이동할 수 있게 하는 툴링 수단을 제공하는 단계 (providing a tooling means)를 포함한다.

일 측면에서, 본 발명은 전원 케이블의 말단부를 처리하기 위하여 설명된 케이블 처리 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다.

고전압 전원 케이블 연결 및 종단은 비용이 많이 들고 어려움이 많다. 본 발명은 전체적으로 전원 케이블 말단 처리에 대한 새로운 접근법을 도입한 방법 및 장치 (100)를 제공하며, 케이블 처리 장치 (100)는 다음을 포함한다: 전원 케이블 (1)의 둘레에 가역적으로 고정하기 위한 고정 수단 (affixing means) (110), 고정 부재 (affixing member) (110)에 부착하기 위하여 부착 수단 (attachment means) (135)을 구비한 운동 수단 (kinematic means), 상기 운동 수단은 상기 부착 수단 (135)에 대하여 운동학적 움직임 (kinematic motion)을 제공하도록 구성되며, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통해 완전히 제어 가능하며, 상기 운동 수단에 부착된 툴링 수단 (tooling means) (150), 상기 도구 수단 (150)은 상기 운동학적 움직임을 인가받도록 구성되고, 상기 운동 수단은 툴링 수단 (150)이 고정 수단 (110)에 의하여 고정된 전원 케이블 (1)의 연장 방향에 대하여 횡단면 방향으로 이동할 수 있게 한다.

이에 따라, 사용자 친화적인 휴대용 장치를 채용하고, 동시에 사용자가 독성 미립자 (exposure to toxic particulates)에 노출되는 것을 줄임으로써, 잘 제어되고 (well-controlled) 재현 가능한 프로세스 (reproducible process)가 달성된다.

다음에서, 예시적인 실시예 (example embodiments)가 본 발명에 따라 설명되며,
도 1은 본 발명에 따른 케이블 처리 장치의 등각 투상도 (isometric view)이다.
도 2는 본 발명에 따른 케이블 처리 장치의 등각 내부도 (isometric inside view)이다.
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 케이블 처리 장치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 케이블 처리 장치의 단면도 (cross-sectional view)이고,
도 5는 본 발명에 따른 통합 용접 케이블 처리 장치 (integrated welding cable treatment device)를 나타낸 것이다.
도 6 내지 8은 본 발명에 따라 사용되는 다양한 기구 (tools)를 나타낸 것이다.
도 9 내지 12는 본 발명에 따른 케이블 처리 장치의 조립 (assembly)을 나타낸 것이고,
도 13은 본 발명에 따른 컨트롤러 수단 (controller means)을 갖는 케이블 처리 장치를 나타낸 것이다.

이하에서, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는 본 발명의 실시예를 통하여 상세하게 설명된다.

도 1은 케이블 1 에 부착된 본 발명에 따른 케이블 처리 장치 100 를 나타낸 것이다. 긴 부재 (elongate members) 116 로 연결된 상단부 (upper part) 112 와 하단부 (lower part) 114 를 포함하는 고정 수단 110 은 상단부 112 와 하단부 114 를 함께 가압하는 4개의 고정 볼트 (fixing bolts) 111 를 조임으로써 케이블에 마찰 (frictionally) 결합된다. 케이블 1 에 대한 부착은 유리하게는 상단부 112 및 하단부 114 모두에 있는 홈 113 의 이용으로서 개선되어 케이블 피복 (cable sheathing)에 물리도록 한다. 다른 고정 수단 110 이 물론 대신 사용될 수 있다. 이는 케이블에 단단히 부착되는 것을 보장한다.

고정 수단 110 은 가이드 (guides)를 통해 볼트 115 로 상단부 112 및 하단부 114 에 부착되는 인터페이스 플레이트 (interface plate) 117 를 더 포함한다. 이러한 가이드는 상단 플레이트 112 와 하단 플레이트 114 사이의 다양한 거리가 조정되기 때문에 인터페이싱 플레이트 (interfacing plate) 117 가 다양한 케이블 치수에 사용될 수 있도록 한다.

처리 제어 수단 (treatment controlling means) 130 은 인터페이스 플레이트 117 를 통하여 볼트 135 로 고정 수단 110 에 부착된다. 도 1은 케이블 처리 부재 (cable treatment member) 130 및 툴링 수단 150 을 운반하기 위한 핸들 (handle) 131 을 더 나타낸다.

도 2는 도 1과 관련하여 설명된 툴링 장치 100 의 처리 제어 수단 130 의 등각 내부도 (isometric inside view)이다. 도 1에서와 같이, 고정 수단 110 은 케이블 1 주위에 부착되고, 처리 제어 수단 130 은 인터페이스 플레이트 117 와 볼트 115, 135 를 이용하여 고정 수단 110 에 부착된다.

처리 제어 수단 130 내부에는 운동 수단이 위치한다. 복수의 모터 170 는 스핀들 (spindles) 171을 구동한다. 스핀들은 인접한 가이드 레일 (guide rails) 172 과 결합하여 스핀들 블록 (spindle blocks) 173 의 이동을 스핀들 171 위아래로 지시한다. 스핀들 블록은 커넥팅 로드 (connecting rods) 175 에 부착된다. 커넥팅 로드는 툴링 수단 150 에 부착되고, 복수의 모터 170 의 결합된 제어는 툴링 수단 150 의 움직임을 지시한다. 툴링 수단 150 은 툴링 수단의 자유 이동을 방해하지 않는 유연한 피복 (flexible sheathing) 138 에 대한 부착으로 마무리된다. 유연한 피복 138 은 원통형 벽 (cylindrical wall) 139 에 부착된다.

도 3은 휴대용 케이블 처리 장치에 관한 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이다. 도시된 실시예에서, 사용자는 고정 수단 110 및 처리 제어 수단 130 모두를 쉽게 집어 들고 운반할 수 있으며, 예를 들어, 트럭에서 작업장으로 가져갈 수 있다. 즉, 사용자의 기구 레퍼토리 (tool repertoire)에 쉽게 들어 맞는다. 유리하게는, 고정 수단 110 및 처리 제어 수단 130 을 휴대 가능하게 함으로써, 그들은 또한 체중 관련 및 기타 관련 규정을 준수한다.

도 4는 본 발명에 따른 케이블 처리 장치의 단면도이다. 케이블 1 은 도체 3 와 절연 및 피복 5 을 포함하는 것으로 나타내어 진다. 컨덕터는 대부분 여러 개의 개별 전력 전송 가닥 (strands)/와이어 및 섹터를 포함하는 반면, 절연 및 피복 (isolation and sheathing)은 일반적으로 다양한 재료의 복수의 기능적인 층으로 구성된다. 케이블 1 은 케이블 말단 7 을 더 포함한다.

고정 수단 110 은 홈 113 과 고정 볼트 111 를 포함한다. 인터페이스 플레이트 117 는 볼트 115, 135 를 이용하여 고정 수단 110 과 처리 제어 수단 130 을 연결한다. 처리 제어 수단 130 은 핸들 131 을 포함한다.

케이블 말단 7 은 원통형 벽 (cylindrical wall) 139, 유연한 막 138 및 차폐 판 (shielding plate) 4 사이에 형성된 워크 챔버 143 로 연장되고, 나열된 것들 중 마지막 (latter)은 케이블 말단 7 을 워크 챔버 143 에 삽입하기 전에 절연 및 피복 5 의 적어도 일부를 보호하기 위하여 케이블 1 에 부착된다.

가스 벤트 또는 흡입 채널 141 은 바람직하게는 워크 챔버 143 의 벽의 일부로서 존재하여, 유체 및 고체 물질이 배출될 수 있을 뿐만 아니라 워크 챔버에 약간의 부압 (underpressure)을 발생시켜 주변 공기 환경의 오염을 최소화한다. 진공 펌프는 채널의 맨 끝에 장착될 수 있다. 툴링 수단 150 은 또한 워크 챔버 143 로 이어지는 툴 채널 153 을 더 포함한다. 이것은 기구를 포함하는 툴링 수단에 의해 제어되는 방식으로 주어진 툴에 대한 케이블 말단 7 에 대한 접근을 허용하고, 도시된 실시예에서 모터 170 를 더 포함한다. 툴링 수단 150 은 특정 기구에 필요한 것을 제외하고 툴 채널 153 을 통한 유체 이동 (fluid movement)을 차단하는 기구를 수용하도록 구성된다. 이에 의해, 워크 챔버 143 는 외부 환경에 대한 유체-기밀 밀폐 (fluid-tight seal)를 포함한다. 이는 사용자 10 에게 훨씬 더 안전한 작업 환경을 제공한다.

툴링 수단 150 은 운동 수단에 의해 제어 가능하게 이동된다. 복수의 모터 170 는 스핀들 (spindles) 171 을 구동한다. 스핀들은 스핀들 블록 173 의 위 아래로 스핀들 171 의 움직임을 지시하기 위하여, 인접한 가이드 레일 172 과 결합하여 맞물린다. 스핀들 블록 173 은 이어 커넥팅 로드 175 에 부착된다. 커넥팅 로드는 툴링 수단 150 에 부착되고, 복수의 모터 170 의 결합된 제어는 툴링 수단 150 의 움직임을 지시한다. 도 4에 나타낸 바와 같이 델타 로봇 타입 제어 메커니즘 (delta robot type control mechanism)을 사용함으로써, 툴링 수단은 툴링 수단 150 의 제어된 이동을 3개의 공간적 차원 (spatial dimensions)으로 허용하고 또한 그것의 회전을 허용한다. 이는 향상된 케이블 말단 표면 처리 품질을 보장하고, 정렬을 허용한다. 각 운동 체인은 성공적으로 구속되고 모터 170 에 연결되어, 예측 가능한 움직임을 허용한다. 운동 체인은 동일한 요소 (element)에 부착됨으로써, 그들의 말단 177 에서 툴링 수단 150 에 연결된다. 즉, 도면에 표시된 운동 수단은 병렬 매니퓰레이터이다. 본 발명에 따라 다른 매니퓰레이터 레이아웃 (manipulator layouts)이 구상될 수 있다.

워크 챔버 143 가 유체 기밀하고 (fluid-tight) 운동 수단이 이 워크 챔버의 143 외부에 있음으로써, 운동 수단의 마모가 최소화되는 한편, 모터 및 메커니즘 각각의 크기 및 이에 따른 힘 및 강성 (power and rigidity)이 유지된다.

도 5는 도 4와 같은, 이전 도면과 관련하여 설명된 바와 같이 부착 수단 210 및 운동 수단 230 을 포함하는, 본 발명에 따른 용접 (welding) 케이블 처리 장치 200 를 나타낸 것이다. 툴링 수단은 용접 (welding), 나사 체결 (screwing) 또는 볼트 체결 (bolting)과 같은 통합된 용접 툴 헤드 250 에 부착된다. 이는 사용자가 다른 기구를 가져올 필요 없이 케이블 말단을 용접하기만 하면 되는, 간단한 케이블 처리 장치와 간단한 구동을 보장한다.

도 6 내지 8은 본 발명에 따른 다양한 기구를 사용하여 케이블 말단 7 을 처리하는 모듈식 케이블 처리 장치 300 를 나타낸 것이다. 일 실시예에서, 툴링 수단은 다양한 모듈식 툴 헤드 390 의 쉽고 사용자 친화적인 플러깅 및 언플러깅 (plugging and unplugging)을 위하여 구성된 툴 소켓 350 을 포함한다. 이는 처리 (process) 전반에 걸쳐 프로세스 및 공기 환경의 제어를 유지하면서 보다 완전하고 간단한 케이블 말단 7 처리를 가능하게 한다. 모듈식 툴 헤드 390 는 툴 소켓 350 을 통한 유체의 접근을 밀폐 및 방지하거나 제한하는 방식으로 툴 소켓 350 에 맞도록 구성됨으로써, 케이블 말단 7 을 처리하는 동안 워크 챔버 343 가 격리되도록 한다.

도 6은 모듈식 냉각 분사 툴 헤드 391 가 툴 소켓 350 에 연결된 모듈식 케이블 처리 장치 300 를 나타낸 것이다. 입자성 물질 (particulate matter) 392 이 케이블 단부 7 로 분출되고 있다.

도 7은 툴 소켓 350 에 연결된 모듈식 니들 해머 툴 헤드 (modular needle hammer tool head) 393 를 포함하는 모듈식 케이블 처리 장치 300 를 나타낸 것이다. 모듈식 니들 해머 툴 헤드 393 는 추가 처리를 위한 준비를 위해 케이블 말단 7 을 해머링 (hammering) 394 한다.

도 8은 모듈식 용접 툴 헤드 395 가 툴 소켓 350 에 연결되어 케이블 말단 7 을 용접 (welding) 396 하는 모듈식 케이블 처리 장치 300 를 나타낸 것이다.

도 9 내지 12는 케이블 말단 7 의 처리에 앞서 케이블 처리 장치 100 를 케이블 1에 부착하는 방법 및/또는 사용하기에 앞서 케이블 처리 장치 100 를 조립하는 방법을 나타낸 측면도 (side views)이다.

도 9는 절연 및 피복 5 이 케이블 말단 7 으로부터 제거되고 슬리브 (sleeve) 9 및 차폐 판 (shielding plate) 4 이 부착된 후의 케이블 1 을 나타낸 것이다. 슬리브 9 는 컨덕터의 가닥 (strands)을 서로 가깝게 유지하고 개별 와이어 및 섹터의 길이 방향 이동을 방지하기 위해 및/또는 이후의 케이블 결합/종단 (joining/termination)을 위한 전기적 전도성 외부 쉘을 공급하기 위해 와이어 및 섹터가 잠궈지도록 부착될 수 있다. 절연 차폐 (isolation shielding) 4 는 케이블 말단 처리의 재료 및 프로세스로부터 절연 및 피복 (isolation and sheathing) 5 의 구성 요소를 보호하기 위하여 부착된다.

도 10은 도 9의 고정 볼트 111 에 의하여 케이블 1 에 부착된 고정 수단 110 을 포함하는 케이블 1 을 나타낸 것이다. 인터페이스 플레이트 117 는 인터페이스 플레이트 117 의 가이드 슬릿 (guide slits)을 통해 상단부 112 및 하단부 114 에 고정되는 볼트 115 를 이용하여 고정 수단 110 에 부착된다. 이는 고정 수단 110 이 케이블 1 에 만족스럽게 부착된 후에 설치될 수 있거나, 미리 설치될 수 있다.

도 11은 도 9 및 10의 처리 제어 수단 130 이 부착된 케이블 1 을 나타낸 것이다. 볼트 135 는 인터페이스 플레이트 117 를 통해 처리 제어 수단 130 에 부착되어, 이에 따라 케이블 말단에 처리 제어 수단 130 이 고정한다. 처리 제어 수단 130 이 툴링 수단 150 에 영구적으로 (permanently) 부착된 (도시되지 않음) 기구를 포함하는 경우, 조립은 완료된다. 이는 예를 들어 케이블 처리 장치 100 가 도 5와 관련하여 설명된 용접 케이블 처리 장치 (welding cable treatment device)인 경우에 해당된다. 이러한 경우에, 케이블 말단 처리는 처리 제어 수단 130 을 부착한 후에 시작할 수 있다. 툴링 수단은 이 지점의 케이블 말단으로부터 특정 거리에 떨어져 있게 될 것이다. 고정 수단 110 이 케이블을 따라 얼마나 멀리 고정되었는지에 따라, 이 거리는 달라질 수 있다. 이는 감지 수단 또는 심지어 수동 설정 수단에 의하여 조정될 수 있으며, 고정 수단 110 을 고정할 때 완벽한 맞춤이 필요하지 않는 것을 보장한다.

도 12는 모듈식 케이블 처리 장치 300 와 같은 본 발명의 특정 실시예의 조립 최종 단계를 나타낸 것이다. 이 단계에서, 모듈식 툴 헤드 390 는 케이블 말단을 처리하기 위해 사용하는 툴 소켓 350 에 삽입된다.

도 13은 케이블 처리 장치 100 를 제어하기 위한 컨트롤러 수단 500 을 나타낸 것이다. 컨트롤러 수단 500 은 케이블 말단 7 을 처리하는 것과 관련된 케이블 말단 처리 데이터 (cable end treatment data)를 저장하기 위한 데이터베이스와 같은 저장 수단 501 을 포함한다. 이는 컨덕터 말단의 표면적에 상응하는 맵 (map)과 툴링 속도 (tooling speed), 즉 툴 헤드가 얼마나 빨리 또는 느리게 움직여야 하는지에 관한 정보가 포함될 수 있다. 이는 또한 주어진 처리를 수행하기 위하여 툴 헤드에 의하여 실시되는 특정 경로와 관련될 수 있다. 이것은 케이블 말단 표면 7 에 대한 평평한 경로 및/또는 처리 거리의 변경 또는 점진적으로 변경된 케이블 말단 치수 (dimensions)에 대한 조정을 포함할 수 있다.

컨트롤러 수단 500 은 저장 수단 501 으로부터 처리 수단 (processing means) 505 으로 케이블 말단 처리 데이터를 신호하기 위한 신호 수단 (signaling means)을 더 포함한다.

처리 수단 505 은 예를 들어 마이크로 프로세서 또는 개인용 컴퓨터의 CPU일 수 있다. 어떤 점에서든 그것은 케이블 말단 처리 데이터 (cable end treatment data) 501 를 힘 입력 연결을 통하여 운동 수단에 연결된 복수의 모터에 의해 실행되도록 구성된 작동 명령 (operation instructions)으로 변환한다. 케이블 말단 표면을 따른 움직임이 어떻게 운동 수단의 운동학적 움직임으로 변환되는지, 그리고 궁극적으로 개별 모터가 어떻게 작동되어야 하는지에 대한 매핑 (mapping)은 바람직하게는 미리 설정 (pre-established)되지만 케이블 처리 수단 100 의 구동과 함께 동시에 참조될 수도 있다.

컨트롤링 수단 (controlling means)은 구동 명령을 전송하기 위한 전송 수단 507 을 최종적으로 포함한다. 그런 다음 이들은 케이블 말단에 대하여 툴 헤드를 이동시키기 위해 복수의 모터 170 로 전달되고, 이에 따라 툴 헤드 자체의 구동과 함께, 케이블 말단이 처리된다.

복수의 모터 외에, 컨트롤러 수단 (controller means) 500 은 또한 바람직하게는 툴링 수단에 부착된 툴 헤드의 구동을 제어할 수 있다.

점선 (dashed lines)은 컨트롤러 수단 500 의 선택적 변형 (optional variations)을 가리킨다. 제1변형은 프로파일 변수를 포함하는 프로파일을 저장하기 위하여 프로파일 저장 수단 509 을 사용하는 것이다. 프로파일 변수는 케이블 타입, 기구 타입 및/또는 처리 타입과 관련된다.

터치 스크린 또는 스크린과 키보드/마우스 조합과 같은 사용자 입력 수단 513 은 사용자가 수행될 특정 처리와 관련된 프로파일을 선택할 수 있게 한다. 관련된 프로파일 변수는 프로파일 신호 수단 511 을 이용하여 처리 수단 (processing means) 505 에 신호되고, 이는 곧 복수의 모터에 대한 구동 명령을 생성할 때 프로파일 파라미터를 고려한다.

프로파일 변수를 이용하는 것은 처리 품질을 향상시키고 다양한 상황에서 케이블 처리 장치 100 를 정확하게 사용할 수 있게 한다.

컨트롤러 수단 500 의 선택적 제2변형은 처리 전, 중 및/또는 처리 후에 케이블 변수 (cable parameters) 및/또는 처리 변수 (treatment parameters)를 감지하기 위한 감지 수단 515 을 포함한다. 이것은 용접 시 취약점 (weak spot)을 식별하는 것과 같이, 특정 감지 기준 (sensory criteria)이 충족되면 구동 명령 (operation instructions)을 조절할 수 있는 처리 수단 505 으로 곧 전송된다.

컨트롤러 수단 500 은 물론 처리 제어 수단 130 또는 장치 몸체 (body)의 다른 부분에 통합될 수 있다.

본 발명의 처리 방법의 실시예 (EXAMPLE TREATMENT METHODS)

다음의 예는 달리 명시되지 않는 한 이전에 설명된 임의의 실시예에 적용될 수 있다. 실시예는 옵션의 범위를 이해하기 위해 설명적으로 구체적이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

실시예 1:

케이블 말단은 용접 기구가 있는 모듈식 케이블 처리 장치 또는 통합된 용접 케이블 처리 장치를 이용하여 간단한, 원-스텝 프로세스 (one-step process)를 통해 처리된다. 이 장치는 필요한 모든 가닥 끝을 함께 용접하고 처리 패턴 (treatment pattern)이 케이블 말단 표면의 토폴로지 데이터 (topological data)에 따라 적합한 다른 가닥을 용접하도록 제어된다.

실시예 2:

본 발명에 따라 케이블 말단에서 더 복잡한 처리가 수행될 수 있다. 처리의 일 실시예는 먼저 모듈식 케이블 말단 처리 장치를 장착하는 것이다. 모듈식 니들 해머 툴 헤드가 툴 소켓에 삽입되어 케이블 말단이 더 평평해진다. 그 후, 모듈식 니들 해머 툴 헤드는 모듈식 냉각 분사 툴 헤드로 전환되어 새로이 평평한 케이블 말단에 전기적 전도성 층을 구축한다.

실시예 3:

본 발명에 따른 케이블 말단 처리의 세 번째 실시예는 준비 처리 (preparation treatment)이다. 결합된 공압 (pneumatic)/블로우 토치 툴 헤드 (blowtorch tool head)는 표면 특성에 따라 거친 입자를 날려 버리고 불순물을 태우는 데 이용된다. 광학 센서 (optical sensor)는 주어진 영역을 처리해야 하는 기구를 결정하기 위하여 표면 변수 (surface parameters)와 관련된 데이터를 세척 처리 (cleaning treatments)와 동시에 표면을 평가하는 프로세서로 전송하고, 케이블 말단의 청결도 (cleanliness)를 알려준다. 특정 광학 변수 (optical parameters)가 충족되면 처리는 중단된다.

실시예 4:

광학 센서는 실시간으로 용접을 수정하는 동안 진행 상황을 모니터링하고 처리 과정을 알림으로써 케이블 말단이 용접된다. 이것은 용접 자체의 품질 및 용접에서 용융된 폴리머 (melted polymers)를 시사할 수 있는 잠재적인 증기 형성 (vapour formation)을 모니터링한다. 처리 (process)를 따라 수집된 정보는 보고서 (report)를 제공하고 품질 제어 (quality control)를 나타내기 위하여 데이터베이스에 업로드된다.

실시예 5:

용접이 너무 불량한 것으로 확인된 후 취약점을 식별하기 위하여 케이블 말단은 케이블 처리 장치에 삽입되나, 취약점은 식별하기 어렵다. 장치는 곧 잠재적으로 문제가 있는 영역을 찾고 취약점을 처리하기 위한 특정 기구를 요청할 수 있다.

실시예 (EMBODIMENTS)

전원 케이블 (1)의 말단부 (7) 처리를 위한 케이블 처리 장치 (100)로서 다음을 포함하는 케이블 처리 장치 (100):

- 밀폐된 워크 챔버 (143), 밀폐된 워크 챔버는 유연한 (flexible) 막 (138)에 부착된 외부의 벽 (139)을 포함하고, 상기 벽 및 막은 외부 환경으로부터 실질적으로 워크 챔버 (143)를 밀폐시키고, 밀폐된 워크 챔버 (143)는 다음을 더 포함하고,

- 상기 밀폐된 워크 챔버 (143)의 제1측에 케이블 말단부 (7)를 삽입하기 위한 워크피스 개구부 (workpiece opening)로서, 상기 워크피스 개구부는 상기 전원 케이블 (1)의 말단부 (7) 또는 둘레 (circumference)에 밀폐되도록 맞물리게 구성되는 것인, 워크피스 개구부, 및

- 상기 밀폐된 워크 챔버 (143)의 반대편 제2측에서 툴링 수단 (150)에 연결되고, 툴 헤드를 밀폐된 워크 챔버 (143)에 배치할 수 있게 하는 툴 헤드 개구부 (153)로서, 툴 헤드 개구부 (153) 또는 툴링 수단 (150)은 삽입된 툴과 밀폐되도록 맞물리게 구성되는 것인 툴 헤드 개구부,

- 밀폐된 워크 챔버 (143)에 대하여 부착하기 위한 운동 수단, 상기 밀페된 워크 챔버 (143)에 대한 운동학적 움직임을 제공하도록 구성되고, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결을 통하여 완전히 제어 가능하고, 및

- 상기 운동 수단에 부착된 툴링 수단 (150), 상기 툴링 수단은 상기 운동학적 움직임을 인가받도록 구성되고, 상기 운동 수단은 툴링 수단 (150)이 전원 케이블 (1)의 길이 방향에 대하여 횡단면 방향으로 이동하고 밀폐된 워크 챔버 (143)에 삽입된 말단부 (7)를 가로지르도록 움직이게 한다.

1: 전원 케이블 (power cable)
4: 차폐 판 (shielding plate)
5: 절연 및 피복 (isolation and sheathing)
7: 말단부 (end section)
10: 사용자 (user, technician)
100: 케이블 처리 장치 (cable treatment device)
110: 고정 수단 (affixing means)
111: 고정 볼트 (fixing bolts)
112: 상단부 (upper part)
113: 홈 (grooves)
114: 하단부 (lower part)
115: 볼트 (bolts)
116: 긴 부재 (elongate members)
117: 인터페이스 플레이트 (interface plate)
130: 처리 제어 수단 (treatment controlling means)
131: 핸들 (handle)
135: 부착 수단 (attachment means)
138: 유연한 막 (flexible membrane)
139: 벽 (wall)
143: 워크 챔버 (work chamber)
150: 툴링 수단 (tooling means)
153: 툴 헤드 개구부 (tool head opening)
170: 모터 (motor)
171: 스핀들 (spindles)
172: 가이드 레일 (guide rail)
173: 스핀들 블록 (spindle blocks)
175: 커넥팅 로드 (connecting rods)
210: 부착 수단 (attachment means)
230: 운동 수단 (kinematic means)
250: 용접 툴 헤드 (welding tool head)
300: 모듈식 케이블 처리 장치 (modular cable treatment device)
343: 워크 챔버 (work chamber)
350: 툴 소켓 (tool socket)
390: 모듈식 툴 헤드 (modular tool head)
391: 냉각 분사 툴 헤드 (cold spraying tool head)
392: 입자성 물질 (particulate matter )
393: 모듈식 니들 해머 툴 헤드 (modular needle hammer tool head)
394: 해머링 (hammering)
395: 모듈식 용접 툴 헤드 (modular welding tool head)
396: 용접 (welding)
500: 컨트롤러 수단 (controller means)
501: 저장 수단 (storage means)
505: 처리 수단 (processing means)
507: 전송 수단 (transmission means)
509: 프로파일 저장 수단 (profile storage means)
511: 프로파일 신호 수단 (profile signalling means)
513: 사용자 입력 수단 (user input means)
515: 감지 수단 (sensing means)

Claims (22)

1. 전원 케이블 (1)의 말단부 (7) 처리를 위한 케이블 처리 장치 (100)로서 다음을 포함하는 케이블 처리 장치 (100):
   상기 전원 케이블 (1)의 둘레를 감싸도록 고정하는 고정 수단 (110);
   상기 고정 수단 (110)에 부착하기 위하여 부착 수단 (135)을 구비한 운동 수단으로서, 상기 운동 수단은 부착 수단 (135)에 대하여 운동학적 움직임 (kinematic motion)을 인가하기 위하여 구성되며, 상기 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통하여 완전히 제어될 수 있는 것인, 운동 수단; 및
   상기 운동 수단에 부착되는 툴링 수단 (150)으로서, 상기 툴링 수단 (150)은 상기 운동학적 움직임을 인가받기 위하여 구성되고, 상기 운동 수단은 툴링 수단 (150)이 고정 수단 (110)이 고정되는 전원 케이블 (1)의 길이 방향에 대하여 횡단면 방향 (cross-sectionally)으로 이동할 수 있게 하는 툴링 수단.
2. 제1항에 있어서, 케이블 처리 장치는 상기 툴링 수단에 연결된 툴 헤드를 더 구비하고, 상기 툴 헤드는 고정 수단 (110)에 의하여 고정된 케이블 말단과 맞닿은 케이블 말단 처리 기구인 것인, 케이블 처리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 툴 헤드는 적층 제조 기구 (additive manufacturing tool)인 것인, 케이블 처리 장치 (100).
4. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 툴 헤드는 용접 기구 (welding tool) (200)인 것인, 케이블 처리 장치 (100).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 툴링 수단 (150)은 복수의 모듈식 툴 헤드 (390)에 가역적으로 부착하기 위한 툴 소켓 (350)인 것인, 케이블 처리 장치 (100).
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 툴 헤드 또는 모듈식 툴 헤드는 2개의 케이블 말단 처리 기구를 포함하고, 툴 헤드의 제1케이블 말단 처리 툴은 바람직하게는 냉각 분사 기구 (cold spraying tool)이고, 제2케이블 말단 처리 툴은 바람직하게는 피닝 기구 (peening tool) 또는 열 처리 기구 (heat treatment tool), 바람직하게는 용접 기구 (welding tool)인 것인, 케이블 처리 장치 (100).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운동학적 움직임은 운동 수단으로부터 인가받고, 적어도 3개의 축 자유도 및 1개의 회전 자유도를 갖는 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통하여 제어할 수 있는 것인, 케이블 처리 장치 (100).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 케이블 처리 장치는 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통하여 운동 수단에 연결되는 복수의 모터 (170)를 더 포함하는 것인, 케이블 처리 장치 (100).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 다음을 포함하는 컨트롤러 수단 (500)을 더 포함하는 케이블 처리 장치 (100):
   복수의 모터 (170)의 구동으로 변환이 가능한 케이블 말단 처리 데이터 (cable end treatment data)를 저장하는 저장 수단 (501);
   상기 저장 수단 (501)으로부터 케이블 말단 처리 명령 (cable end treatment instructions)을 신호하기 위한 신호 수단 (503);
   상기 복수의 모터 (170)에 대한 구동 명령 (operation instructions)을 생성하기 위하여 상기 케이블 말단 처리 명령을 인가받고 처리 (processing)하는 처리 수단 (505); 및
   상기 복수의 모터 (170)로 전송하는 것과 같이, 상기 구동 명령을 전송하는 전송 수단 (507).
10. 제9항에 있어서, 다음을 더 포함하는 케이블 처리 장치 (100):
    케이블형, 기구형 또는 처리형 중 적어도 어느 하나와 관련 있는 프로파일 변수를 포함하는 프로파일의 저장을 위한 프로파일 저장 수단 (509);
    주어진 케이블 말단 처리를 위한 프로파일들 중에서 하나의 프로파일을 선택하는 사용자 입력 수단 (513); 및
    선택된 프로파일에 따라 프로파일 데이터를 신호하는 프로파일 신호 수단 (511);
    여기서, 상기 처리 수단 (505)은 상기 프로파일 변수를 인가받기 위하여 구성되고, 상기 처리 (processing)은 프로파일 특정 동작 명령 (profile specific operation instructions)을 생성하기 위하여 상기 프로파일 변수를 고려한다.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 케이블 처리 장치는 처리 변수 및/또는 고정 수단 (110)에 의하여 고정되는 전원 케이블 (1)의 감지 (sensing)를 위하여 배열되는 감지 수단 (515)을 더 포함하는 것인, 케이블 처리 장치 (100).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 케이블 처리 장치는 밀폐된 워크 챔버 (143)를 더 포함하고, 밀폐된 워크 챔버는 유연한 (flexible) 막 (138)에 부착된 외부의 벽 (139)을 포함하고, 상기 벽 및 막은 외부 환경으로부터 실질적으로 워크 챔버 (143)를 밀폐시키고,
    상기 밀폐된 워크 챔버 (143)는,
    상기 밀폐된 워크 챔버 (143)의 제1측에 케이블 말단부 (7)를 삽입하기 위한 워크피스 개구부 (workpiece opening)로서, 상기 워크피스 개구부는 상기 전원 케이블 (1)의 말단부 (7) 또는 둘레 (circumference)에 밀폐되도록 맞물리게 구성되는 것인, 워크피스 개구부; 및
    상기 밀폐된 워크 챔버 (143)의 제2측에서 툴링 수단 (150)에 연결되고, 툴 헤드를 밀폐된 워크 챔버 (143)에 배치할 수 있게 하는 툴 헤드 개구부 (153)로서, 상기 툴 헤드 개구부 (153) 또는 툴링 수단 (150)은 삽입된 툴과 밀폐되도록 맞물리게 구성되는 것인 툴 헤드 개구부;를 더 구비하는 것인, 케이블 처리 장치 (100).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 손으로 운반이 가능한 (manually portable) 케이블 처리 장치 (100).
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 수단 (110)은 서로 다른 직경의 전원 케이블 (1)을 고정하기 위하여 구성되고, 상기 고정 수단 (110)은 바람직하게는 주어진 더 낮은 직경 D 내지 적어도 1,1 ㆍ D의 직경을 갖는 전원 케이블을 고정하기 위하여 구성되는 것인, 케이블 처리 장치 (100).
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 고정 축은 고정 수단 (110)에 의하여 고정된 전원 케이블 (100)의 중심축과 동일 선상에 있고, 고정 축은 상기 케이블을 직각으로 교차하는 평면에 수직이고, 상기 운동 수단은 고정 수단에 대하여 각을 이루도록 배향되고 위치되는 방식에 의하여 고정 수단에 부착되도록 구성되고, 바람직하게는 고정 축에 대하여 수직이며, 이에 의하여 케이블 처리 장치는 케이블의 말단면이 상기 평면에 대하여 각을 이루도록 상기 고정 수단에 의하여 케이블 말단의 전원 케이블 말단면을 처리하기 위하여 구성되는 것인, 케이블 처리 장치 (100).
16. 제15항에 있어서, 케이블 처리 장치는 제2고정 수단을 포함하고, 그리고 운동 수단은 제2고정 수단에 부착하기 위한 제2부착 수단을 구비하여, 운동 수단이 중심 축이 동일 선상에 있는 2개의 인접한 전원 케이블 (100)에 고정된 2개의 인접한 고정 수단에 부착되도록 허용하고, 그리고, 상기 케이블 말단 처리 장치는 상기 2개의 전원 케이블의 상기 각을 이루는 말단면에 대향되는 말단면을, V자형 또는 X자형으로 가깝게 배열되는 것과 같이 처리하도록 구성되는 것인, 케이블 처리 장치 (100).
17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 케이블 처리 장치는 처리 동안 케이블 말단부를 냉각시키기 위하여 케이블 말단부를 둘러싸도록 구성되는 냉각 수단을 더 포함하고, 상기 냉각 수단은 바람직하게는 액체 냉각 수단인 것인, 케이블 처리 장치 (100).
18. 다음을 포함하는 전원 케이블 (1) 말단부 (7)를 처리하기 위한 준비 방법:
    상기 전원 케이블 (1)의 둘레를 감싸도록 고정하고, 그 후, 전원 케이블 (1)의 상기 둘레를 감싸도록 고정함으로써 상기 고정 수단 (110)을 상기 전원 케이블에 고정하기 위한 고정 수단 (110)을 제공하는 단계;
    고정 수단 (110)에 부착하기 위하여 부착 수단 (135)을 구비하고, 상기 운동 수단은 상기 부착 수단 (135)에 대하여 운동학적 움직임 (kinematic motion)을 제공하도록 구성되고, 운동학적 움직임은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통하여 완전히 제어될 수 있는 것인, 운동 수단을 제공하는 단계; 및
    상기 운동 수단에 부착되고, 상기 툴링 수단 (150)은 상기 운동학적 움직임을 인가받기 위하여 구성되고, 여기서, 운동 수단은 툴링 수단 (150)이 고정 수단 (110)이 고정되는 전원 케이블 (1)의 길이 방향에 대하여 횡단면 방향 (cross-sectionally)으로 이동할 수 있게 하는 것인, 툴링 수단을 제공하는 단계.
19. 제18항에 있어서, 상기 전원 케이블 (1) 말단부 (7)를 처리하기 위한 준비 방법은 복수의 힘 입력 연결 (plurality of force input connections)을 통하여 운동 수단에 연결되는 복수의 모터 (170)를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인, 전원 케이블 (1) 말단부 (7)를 처리하기 위한 준비 방법.
20. 제18항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 단계를 포함한 컨트롤러 수단 (500)을 제공하는 단계를 더 포함하는 전원 케이블 (1) 말단부 (7)를 처리하기 위한 준비 방법:
    복수의 모터 (170)의 구동으로 변환이 가능한 케이블 말단 처리 명령 (cable end treatment instructions)을 저장하는 저장 수단 (501)을 제공하는 단계;
    상기 저장 수단 (501)으로부터 케이블 말단 처리 명령 (cable end treatment instructions)을 신호하기 위한 신호 수단 (503)을 제공하는 단계;
    상기 복수의 모터 (170)에 대한 구동 명령 (operation instructions)을 생성하기 위하여 상기 케이블 말단 처리 명령을 인가받고 처리 (processing)하는 처리 수단 (505)을 제공하는 단계; 및
    상기 복수의 모터 (170)로 전송하는 것과 같이, 상기 구동 명령을 전송하는 전송 수단 (507)을 제공하는 단계.
21. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 전원 케이블 (1) 말단부 (7)를 처리하기 위한 준비 방법은 밀폐된 워크 챔버 (143)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 밀폐된 워크 챔버 (143)는 유연한 막 (138)에 부착된 외부의 벽 (139)을 포함하고, 상기 벽 및 막은 외부 환경으로부터 실질적으로 워크 챔버 (143)를 밀폐시키고, 다음의 단계를 더 포함하는 것인, 전원 케이블 (1) 말단부 (7)를 처리하기 위한 준비 방법:
    상기 밀폐된 워크 챔버 (143)의 제1측에 케이블 말단부 (7)를 삽입하기 위한 워크피스 개구부 (workpiece opening)로서, 상기 워크피스 개구부는 상기 전원 케이블 (1)의 말단부 (7) 또는 둘레 (circumference)에 밀폐되도록 맞물리게 구성되는 것인, 워크피스 개구부를 제공하는 단계; 및
    상기 밀폐된 워크 챔버 (143)의 반대편 제2측에서 툴링 수단 (150)에 연결되고, 툴 헤드를 밀폐된 워크 챔버 (143)에 배치할 수 있게 하는 툴 헤드 개구부 (153)로서, 상기 툴 헤드 개구부 (153) 또는 툴링 수단 (150)은 삽입된 툴과 밀폐되도록 맞물리게 구성되는 것인 툴 헤드 개구부를 제공하는 단계.
22. 전원 케이블 (1)의 말단부 (7)를 처리하기 위하여 제1항 내지 제17항에 기재된 케이블 처리 장치 (100)를 사용하는 것.
    
    
    

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