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Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine neue Anlage zur automatisierten Herstel- lung von Kabelbäumen. Die früher im Maschinenbau und in der Fahrzeugtechnik für die Verbin- dung der verschiedenen Kontaktstellen innerhalb einer Maschine eines Fahrzeugs od.dgl. übliche
Technik, Leitungen und Kabel durch gezieltes sequenzielles Verlegen jedes Kabels jeweils entlang eines bestimmten Weges von Kontaktstelle zu Kontaktstelle ist längst durch den Einsatz von vorgefertigten, alle notwendigen Kabel zusammenfassenden Kabelbäumen mit einem im wesentli- chen den Stamm eines Baumes darstellenden Hauptstrang bzw. -bündel von Kabeln, welche entlang einer gemeinsamen Wegstrecke innerhalb des Fahrzeugs, der Maschine od. dgl. verlaufen sollen, ersetzt, von welchem Hauptbündel dann beidseitig sich verästelnd zu den einzelnen Kon- taktstellen bzw.
Kontaktgehäusen, kleinere individuelle Bündel von jeweils wieder entlang gemein- samer Zweig-Wegstrecken innerhalb der Maschine, des Fahrzeugs od. dgl. verlaufende Leitungen oder auch einzelne Leitungen zu - für die Aufnahme der Kontakte an den Kabelenden vorgesehe- nen - Kontaktgehäusen ausgehen.
Sowohl kommerziell, wie auch technisch gesehen, existieren grundsätzlich zwei verschiedene
Märkte für die Produkte der Kabelbaum-Konfektionierung. Da ist, insbesondere was die produzierte Stückzahl betrifft, als erster und wichtigster Bereich der sogenannte automotive Bereich zu nen- nen, also die Automobilindustrie, welche jeweils eine hohe Stückzahl pro Modell, in ihrer Konzepti- on und Ausführung untereinander völlig gleichartigen Kabelbäumen benötigt.
Der zweite Bereich betrifft das Gebiet des Fahrzeugbaus mit wesentlich kleineren Serien bzw. des Spezial-Fahrzeugbaus, wozu z.B. land- und forstwirtschaftliche Fahrzeuge, Zugfahrzeuge, od.dgl., (Strassen-) Baumaschinen und-fahrzeuge, weiters aber auch Schienenfahrzeuge und weiters der allgemeine Maschinen- und Anlagenbau zu zählen sind. Dort sind die Losgrössen in den meisten Fällen gering, die Typenvielfalt ist hoch und in vielen Fällen ist eine flexible Anpassung an jeweilige sich oft rasch ändernde Kundenforderungen und technische Entwicklungen gefordert.
Was den automotiven Bereich betrifft, so kommen dort für die Produktion von Kabelbäumen immer noch manuelle Fertigungsmethoden in hohem Masse zum Einsatz, wobei zur Minimierung der Kosten die Fertigung in der überwiegenden Zahl der Fälle in Niedriglohnländer ausgelagert ist.
Bei der manuellen Fertigung von Kabelbäumen in grossen Serien spielt das Problem der Anlern- bzw. Einarbeitungszeit des Personals eine höchst untergeordnete Rolle:
Um einen Kabelbaum herzustellen sind, je nach Anzahl der zu verlegenden Kabel bzw. Litzen und selbstverständlich je nach Schwierigkeit des Verlegeweges, grössere oder kleinere Einarbei- tungszeiten für das Kabellege-Personal vonnöten. Es geht dabei im wesentlichen um die Fragen, welche Litze bzw. welcher Kontakt einer Litze gehört in welches Gehäuse, in welche Kontakt- Aufnahme desselben und, über bzw. durch welche Klemmen, Bündel, Halter oder sonstige Halte- rungen des Kabel-Legebrettes muss das zu verlegende Kabel geführt werden, welche Kabelbinder, Ummantelungen, Knickschläuche od.dgl. kommen für die Finalisierung zum Einsatz, wo sind dieselben anzubringen u.dgl.
Bis sich eine Kabellegerin die gesamten Kabelbaum-Charakteristika, z. B. für einen für einen Personenwagen vorgesehenen Kabelbaum angeeignet hat, vergeht die sogenannte Einlernzeit. Nach Ablauf dieser Zeit können eine routinemässige, schnelle und prak- tisch fehlerfreie Verlegung der Kabel und eine ordnungsgemässe Steckung der Kontakte in die Kontaktgehäuse erreicht werden.
Bei komplexeren Kabelbäumen kann es infolge dieser Einlernphase durchaus dazu kommen, dass für das Assemblieren des ersten Kabelbaums einer Serie mehr als doppelt so viel Zeit benö- tigt wird, wie für den letzten Kabelbaum dieser Serie.
Man muss damit rechnen, dass die durchschnittliche Einlern- bzw. Anlaufzeit bzw. -Stückzahl für das Verlegen eines "mittleren" Kabelbaums bis zur optimalen Produktionszeit im Schnitt etwa 30 bis 50 Kabelbäume beträgt. Sowohl die soeben beschriebene Einlernzeit, wie auch die Einlern- Stückzahl spielen bei einer Fertigung, welche in die 10000 oder 100000 Stück Kabelbäume pro Autotype gehen kann, eine absolut marginale Rolle. Hingegen spielt die genannte Einarbeitungs- phase mit der eben genannten Stückzahl von etwa 65 bei einer Fertigung von Kabelbäumen bei Losgrössen von 50 bis zumindest 1000 Stück keineswegs eine untergeordnete Rolle.
Es ist weiters damit zu rechnen, dass bei einem späteren Nachfolgeauftrag für den gleichen Kabelbaum-Typ, der sich also zeitlich nicht direkt an die vorangegangene Produktion dieses Typs anschliesst, entweder die vorher mit dem Verlegen eines Kabelbaums dieses Typs beschäftigte Person nicht mehr zur Verfügung steht oder aber, dass sie selbst dann, wenn sie einen gleichen Auftrag vorher schon
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einmal bearbeitet hat und ihre diesbezügliche Erfahrung einsetzen kann, verständlicherweise nicht mehr alle Details der vorhergegangenen Fertigung im Gedächtnis hat und daher eine, wenn auch sicher kürzere Einarbeitungszeit als bei einem Erstauftrag benötigt.
Es ist also für jedes Fertigungslos, selbst wenn es mit einem zu früheren Zeiten produzierten
Kabelbaumtyp übereinstimmt, ein (Wieder-) Lernvorgang vonnöten, der die Produktionsgeschwin- digkeit hemmt und bei einer Fertigungsserie mit kleinen Losgrössen durchaus ins Gewicht fällt.
An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass in der Vergangenheit immer wieder versucht worden ist, von der manuellen Kabelverlegung wegzukommen, und dass Anlagen für eine automatische Konfektionierung von einfachen Kabelbündeln, bei welchen relativ kurze, oft gleichartige Litzen mit oft untereinander gleichen oder nur wenigen, unterschiedlichen Crimps verwendet werden, ange- boten werden und sich im industriellen Einsatz befinden, wie z. B. für die Herstellung von Kabel- bündeln für Schaltbretter von Haushaltsmaschinen, wo Kabel relativ geringer Länge zu stecken und zu verlegen sind. Bei den dafür zum Einsatz kommenden Automaten wird ein erster, aus einem gegebenenfalls mitgeführten Kabellager gezielt zugeführter, Kontakt eines Kabels von einem Greifer entnommen und in die jeweils für das Kabel vorgesehene Kontakt-Aufnahme eines ersten Kontakt-Gehäuses gesteckt.
Danach erfasst entweder der gleiche Greifer wie vorher oder unter Umständen ein anderer Greifer den zweiten Kontakt des Kabels und steckt ihn in das jeweils für ihn vorgesehene Kontaktgehäuse. Es erfolgt hier keine Führung der Kabel über bestimmte Punkte, sondern vielmehr ein blosses Stecken der Kontakte entweder einseitig oder beidseitig in die vorbereiteten Kontaktgehäuse.
Derartige Anlagen werden z. B. von den Firmen Komax, AMP-ARA, Wegomat oder Messner angeboten und produziert.
Was jedoch komplexe Kabelbäume mit Verlegewegen und grösseren Kabellängen von unter Umständen bis zu 20 m betrifft, so erfolgt deren Fertigung sowohl in der Automobilindustrie mit ihren hohen Losgrössen, als auch im Sondermaschinen- und Sonderfahrzeugbau mit kleinen Los- grössen bis heute immer noch von Hand. Im Rahmen der Fertigung solcher Kabelbäume, insbe- sondere für Spezialsektoren, sind die Qualität der Arbeit und Genauigkeit die wichtigsten Faktoren, da Fehler in der Herstellungskette zu unzulässig hohen Ausschussraten führen.
Was den sonstigen Stand der Technik auf dem Gebiet der Kabelfertigung betrifft, ist Folgendes näher auszuführen:
Aus der EP 0 573 791 A1 ist ein Verfahren für das Verdrahten von Anschlussstellen elektri- scher Geräte mit Hilfe eines automatisch geführten Leitungsverlegewerkzeuges bekannt, wobei unter Herstellung eines elektrischen Kontaktes eines der beiden Enden eines Kabels in eine erste Anschlussstelle eingebracht wird, danach das dem Werkzeug von einer Kabelrolle zugeführte Kabel - von der ersten Kontaktstelle gehalten - von der Kabelrolle abgespult wird, bis die Kabelaus- lass-Öffnung des Verlegewerkzeugs zur zweiten Kontaktstelle des zu verdrahtenden Gerätes gelangt ist, wo das Kabel unter Ausbildung eines Kontaktes fixiert wird.
Dann wird das Kabel abgeschnitten, womit wieder ein freies Kabelende gegeben ist, das an einer nächsten "ersten" Kontaktstelle fixiert wird, wonach erneut die Verlegung des Kabels bis zur entsprechenden zweiten Kontaktstelle und dessen Fixierung dortselbst erfolgt. Der Vorgang wird so oft wiederholt, bis alle gewünschten Leitungsverbindungen zwischen den Kontakten hergestellt sind.
Es handelt sich dort um ein automatisches Verlege-System für die Verdrahtung von elektri- schen Geräten mit nur kurzen Verlegewegen.
Verlege-Systeme bzw.-Verfahren in Ausführungsformen, wie sie in dieser EP-A1 beschrieben sind, sind nicht in der Lage, Crimpkontakte in entsprechende Kontaktöffnungen von Steckverbin- dergehäusen gezielt einzustecken und für einen sicheren Kontaktschluss zu sorgen.
Es ist gemäss dieser EP-A1 nicht vorgesehen, simultan jeweils jeden der beiden schon fertig gecrimpten Kontakte eines Kabels zu erfassen und derart den Kabelverlegeprozess zu beginnen.
Die gemäss der EP-A1 angewandte Verlegung unterscheidet sich im Prinzip nicht wesentlich von der schon lange bekannten Praxis der händischen Kabel-Verlegung.
Bei einer weiteren, aus der EP 440 955 A1 bekannt gewordenen Einrichtung zum Montieren von elektrischen Leitern mit Kontaktteilen in Steckergehäuse handelt es sich im wesentlichen um eine Kabelfertigungsstrasse. Das dort beschriebene System eignet sich nicht dafür, kleine Losgrö- #en von oft ganz unterschiedlich gestalteten Kabelbäumen zu produzieren, da der dafür benötigte technische Aufwand zu hoch wäre bzw. die Umrüstung viel zu lange dauern würde, wobei weiters
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das Faktum gegeben ist, dass ein Kabelverlegesystem, bei welchem das Kabel etwa in Ruheposi- tion bleibt und die Kontaktgehäuse auf die Kontakte an den Enden der Kabeln gesteckt werden für eine flexible Kabelbaum-Fertigung nicht in Frage kommt.
Das System gemäss dieser EP-A1 ist nur in der Lage, einfache Kabelbäume zu produzieren und es ist nur für die Produktion hoher Stückzahlen von untereinander gleichen und wenig kompli- zierten Kabelbäumen geeignet.
Was den dem Gegenstand der weiter unten näher behandelten DE 38 22 136 C2 zugrundelie- genden Stand der Technik betrifft, so repräsentiert denselben am besten die EP 116 475 A1, welche ein Werkzeug zum Verlegen von Kabeln beschreibt, das - mit einem Industrieroboter verbindbar - selbst zwei Greifer aufweist, die das Kabel derart halten, dass die beiden Kabelenden jeweils nach aussen weisen. Zwischen den Greifern befindet sich ein Wirrgutspeicher mit einem
Hohlraum für die Aufnahme des zu verlegenden Kabels in Wirrgut-Form.
Das Kabel wird dort zuerst in den Wirrgutspeicher eingeführt, und auf dessen anderer Seite wieder herausgeführt. Danach hält am zweiten Ausgang des Speichers der dortige Greifer das
Kabel fest und es wird das Kabel in einer jeweils abzumessenden Länge in den Speicher einge- bracht und in demselben als Wirrgut abgelegt. Dann wird auch der eingangsseitige Greifer des Werkzeuges geschlossen. Das für jeden Verlegegang immer wieder frisch einzubringende Kabel wird im Speicher in verknäuelter Anordnung festgehalten. Es erfolgt dann das Abisolieren der
Kabelenden und das beidseitige Aufcrimpen der Kontakte. Nach Verfahren des von einem Roboter aufgenommenen Werkzeugs über ein erstes Kontaktgehäuse, soll mittels des Roboters der erste Kontakt in eine vorgesehene Kontakt-Aufnahme gesteckt werden, wonach der erste Greifer auf der Seite des eben gesteckten Kontaktes geöffnet wird.
Durch Bewegung des Roboters wird unter stetigem Herausziehen des Kabels aus dem Wirrgutspeicher dasselbe entlang eines vorprogram- mierten Kabel-Verlegeweges verlegt. Gegen Ende desselben muss der Speicher geöffnet werden, und - gehalten vom zweiten Greifer des Werkzeuges - wird der zweite Kontakt in die Kontakt- Aufnahme des zweiten Kontaktgehäuses gesteckt. Dann muss das Werkzeug mit dem geöffneten Speicher aus dem Bereich des nun verlegten Kabels entfernt werden.
Diese bekannte Art der automatisierten Verlegetechnik umfasst jedenfalls eine grössere Anzahl von Einzelschritten, welche vor dem für eine Kabelbaum-Fertigung eigentlich wesentlichen Vor- gang des Verlegens des Kabels durchgeführt werden müssen, wobei für alle diese Schritte der Roboter, dessen Kernaufgabe die Verlegung des Kabels sein sollte, in Anspruch genommen wird.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser bekannten Art der Kabelverlegung besteht darin, dass die Beweglichkeit und Einsatzflexibilität der dortigen Kabelverlege-Einrichtung durch das Eigenvo- lumen des Kabelspeichers des Werkzeugs ganz wesentlich eingeschränkt sind. Dieses Eigenvo- lumen macht schwierige Verlegewege praktisch unmöglich und führt überall dort, wo - wie prak- tisch immer - am Kabel-Legebrett wenig Platz zur Verfügung steht, zu Komplikationen. Dieser Nachteil tritt schon nach einer grösseren Anzahl von Verlegevorgängen, insbesondere jedoch gegen Ende des Verlegevorgangs auf, zu dem schon eine grössere Zahl von Kabeln in die Kontakt- Gehäuse gesteckt ist und dort jeweils ein aufquellendes Kabel-Büschel bilden.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses Verlegewerkzeugs besteht darin, dass für jeden der zahlreichen Kabel-Verlegevorgänge jedes Mal alle Vorbereitungsschritte unter Heranziehung eines Roboters vollzogen werden müssen, was äusserst zeitraubend ist und einer modernen Produkti- onsweise widerspricht.
Der oben schon erwähnten DE 38 22 136 C2 selbst ist ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen mittels Industrieroboter zu entnehmen, der ein erstes Werkzeug ergreift, welches das Kabel aufnimmt, speichert, mit Kontakten versieht und verlegt. Der Roboter übergibt das erste Werkzeug an eine Kabel-Konfektioniereinrichtung, die zeitgleich mit einem weiteren Verlegevor- gang arbeitet, übergibt dann aus der eben erwähnten Einrichtung ein gleichartiges Werkzeug, das bereits ein gespeichertes Kabel mit Kontakten enthält, und der Roboter bewegt das Werkzeug dann zu den Steckergehäusen, steckt die Kontakte, was dort nicht näher beschrieben ist, und verlegt das im Werkzeug gespeicherte Kabel. Es kommt also hier ebenfalls ein ziemlich voluminö- ser Kabelspeicher zum Einsatz.
Bei der Anlage gemäss dieser DE-C2 handelt es sich um eine Systemkombination in mehreren Ebenen : Mit einem einzigen Mehr-Achs-Roboter wird die komplette Fertigung eines Kabelbaumes vorgenommen, wobei jedes Mal die Entnahme eines Kabels aus einem Vorratsbehälter, dessen
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Crimpen bis hin zum eigentlichen Verlegen erfolgt, was, siehe oben, einer effektiven Produktions- weise widerspricht.
Die weiters zu nennende DE 35 44 219 A1 betrifft eine Kabelbaum-Fertigungseinrichtung mit einem Industrieroboter und Kabelfässern mit Kabelzuführungen, einer Abläng- und Anschlagma- schine mit Längenmesseinrichtung und einem Verlegebrett. Alle Vorgänge, wie das Herstellen, Zwischenspeichern, Positionieren und Verlegen des Kabels erfolgen mit ein und demselben Verle- gewerkzeug. Das Zwischenspeichern des angeschlagenen Kabels erfolgt durch Aufspulen dessel- ben auf einer steuerbaren, mitrotierenden Greiferrolle als Kabelspeicher.
Prinzipiell handelt es sich bei dem Kabelverlegesystem gemäss dieser DE-A1 um ein dem System gemäss der vorher behandelten DE 38 22 136 C2 ähnliches, aufwändiges System, wobei hier eine Zeitoptimierung durch Einsatz mehrerer Verlegewerkzeuge bzw. Kabelspeicher ange- strebt wird. Dem Verlegesystem gemäss dieser DE-A1 haften im wesentlichen die dem Verfahren gemäss der DE 38 22 136 C2 eigenen Probleme und Nachteile an.
Die vorliegende Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, die Fertigung von Kabelbäumen - und zwar insbesondere die Fertigung von komplizierten Kabelbäumen in geringen Losgrössen - zu automati- sieren, sodass manipulative Fehler, wie sie bei manueller Verlegung nie gänzlich auszuschliessen sind, praktisch gänzlich ausgeschaltet werden und Anlaufphasen bei Neu- und Wiederholaufträgen verkürzt bzw. überhaupt vermieden werden können.
Die vorliegende Erfindung geht vom Prinzip her vom, wie bisher üblichen, manuell orientierten Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen aus, in dessen Verlauf - mittels eines ersten Greiforgans ("Start-Greiforgan") der Kontakt ("Start-Kontakt") am ersten
Ende ("Start-Ende") eines vorher auf ein vorgesehenes Mass abgelängten, an seinen beiden
Enden gecrimptes und mit einem jeweils vorgesehenen Kontakt versehenen Kabels, einer derartigen Einzelader, Litze und/oder eines derartigen Drahtes in eine erste Kontakt-
Aufnahme ("Start-Aufnahme") eines auf einem Kabel-Legebrett angeordneten ersten Kon- takt-Gehäuses ("Start-Gehäuse") eingebracht bzw. eingesteckt wird, - wonach das Kabel entlang einer vorgegebenen Verlegebahn über bzw.
um - dem ge- wünschten Verlauf des Kabels im herzustellenden Kabelbaum entsprechend - auf dem
Legebrett angeordnete Auflage-, Halte-, Klemm- und/oder Umlenkelemente geführt wird und - mittels eines zweiten Greiforgans ("Ziel-Greiforgan") der am zweiten Ende ("Ziel-Ende") des
Kabels befindliche Kontakt ("Ziel-Kontakt") in eine für ihn vorgesehene Kontakt-Aufnahme ("Ziel-Aufnahme") eines ebenfalls auf dem Legebrett angeordneten, zweiten Gehäuses ("Ziel-Gehäuse") eingebracht bzw. eingesteckt wird - und dieser Vorgang der Verlegung der einzelnen Kabel entlang ihrer jeweils vorgesehenen
Verlege-Bahnen zwischen den Start- und Zielgehäusen bis zur Beendigung des Verlegevor- ganges fortgesetzt wird, wonach das so erhaltene, Kabelbündel mit den Kontakt-Gehäusen nachbearbeitet, zum Kabelbaum finalisiert und danach vom Legebrett entfernt wird.
Um zu einer effektiven, bei Wiederholungsaufträgen praktisch keine Anlauf- und Einlernzeiten benötigenden, Produktionsfehler praktisch ausschliessenden, gleichzeitig kundenorientiert flexiblen, automatisierten Fertigung von Kabelbäumen zu gelangen, ist das erfindungsgemässe Verfahren der soeben beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, - dass für eine kundenorientiert flexible Produktion der Kabelbäume, mittels eines durch das
Handlingsystem bzw. durch den Roboter geführten, ersten Greif- und Halteorgans ("Start-
Greiforgan") der Start-Kontakt des zu verlegenden Kabels einem mit einer Mehrzahl von un- tereinander gleichen und hinsichtlich ihrer Kontakte gleich ausgerichteten Kabeln bestückten
Kabellager entnommen wird, - dass noch vor Beginn des Kontakt-Steck- und Kabel-Verlegevorgangs mittels eines, eben- falls handlingsystem- bzw.
robotergeführten, zweiten Greif- und Halteorgans ("Ziel-Greif- organ") der Ziel-Kontakt des genannten Kabels dem Kabel-Lager entnommen und von dem genannten Ziel-Greiforgan gehalten wird, - dass nach Ausrichtung des Start-Kontakts und nach dessen Positionierung in der bzw. nach
Voreinschub in die für denselben vorgesehene Start-Aufnahme des Start-Gehäuses mittels des Start-Greiforgans mittels eines das Kabel hinter dem Start-Kontakt bzw. dessen Crimp erfassenden und haltenden, ebenfalls handlingsystem- bzw. robotergeführten, ersten Hilfs- greiforgans ("Start-Hilfsgreiforgan") der Start-Kontakt fixierend bzw.
einrastend in die Start-
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Aufnahme final-eingeschoben bzw.-gesteckt wird, - dass danach unter voller Aufrechterhaltung des Haltens des Ziel-Kontakts mittels des Ziel-
Greiforgans während des gesamten Vorgangs - mittels des Start-Greif- und/oder Start-
Hilfsgreiforgans selbst und/oder mittels eines demselben bzw. denselben zugeordneten
Kabelführungsorgans - das Kabel entlang des für dasselbe jeweils vorgesehenen Verlaufs- bzw.
Verlegeweges über bzw. durch die Auflage-, Halte-, Klemm- und/oder Umlenkelemente des Legebrettes geführt wird, - und dass schliesslich der vom Ziel-Greiforgan permanent gehaltene Ziel-Kontakt nach ent- sprechender Ausrichtung und Positionierung in der bzw. nach Voreinschub in die Ziel-
Aufnahme des Ziel-Gehäuses mittels dieses Ziel-Greiforgans - mittels eines das Kabel un- mittelbar hinter dem Ziel-Kontakt bzw. dessen Crimp erfassenden und haltenden, ebenfalls handlingsystem- bzw. robotergeführten, zweiten Hilfsgreiforgans ("Ziel-Hilfsgreiforgan") - fixierend bzw. einrastend in die Ziel-Aufnahme final-eingeschoben bzw.-gesteckt wird.
Zur Vermeidung von Störungen und zur Minimierung des Zeitaufwandes ist es günstig, die bei- den Greiforgane in Koordination miteinander arbeiten zu lassen. Weiters ist ein wesentlicher Vorteil dadurch gegeben, das Start-Greiforgan und gegebenenfalls das ihm zugeordnete Start-Hilfsgreif- organ nicht nur für das Kontakt-Stecken, sondern auch für den Kabelverlege-Vorgang einzusetzen, wobei das sich in einem - einer gegenseitigen Behinderung der Greiforgane vorbeugenden - Ab- stand vom Start-Greiforgan befindliche und so koordiniert mitgeführte Ziel-Greiforgan, das den von ihm gehaltenen Ziel-Kontakt, eventuell in einer zum Startorgan geneigten bzw.
linear verschobe- nen Stellung, hält und unmittelbar nach Beendigung des Verlegevorgangs mit dem schon lagege- nauen Positionieren des Ziel-Kontaktes vor dem Ziel-Gehäuse und mit dem Stecken selbst begin- nen kann oder schon begonnen hat.
Im Hinblick auf eine geringere Kompliziertheit des Systems ist es vorteilhaft, wenn die beiden Greiforgane in konstantem Abstand zueinander - sozusagen zwangszugeführt werden, was bei- spielsweise am einfachsten dadurch erfolgen, dass beide Greiforgane am gleichen Arbeitskopf eines Montage-Handlingsystems bzw.-Roboters angeordnet sind.
Das neue Verfahren unterscheidet sich wesentlich von der bisher üblichen Art der Verlegung von Kabeln zur Bildung eines Kabelbaums: Bisher - und dies gilt insbesondere für die manuelle Verlegung, wurde unter Bereithaltung eines zu verlegenden Kabels, gegebenenfalls unter losem Aufrollen desselben etwa nach Art eines Textilsträhns, also nach dessen Entnahme aus einem Kabellager zuerst der erste bzw. Start-Kontakt des Kabels erfasst und gesteckt, bis er einrastet.
Danach wird unter Abgleiten-Lassen und Führung desselben, das Kabel entlang des Verlegewe- ges über die Auflage-, Klemm- und/oder Umlenkelemente des Kabelbrettes geführt, bis schliesslich erst nach praktisch vollendeter Verlegung der zweite, also der Ziel-Kontakt des Kabels erreicht und erst dann erfasst und in das Ziel-Kontakt-Gehäuse am Ende des Verlegewegs gesteckt wird.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird jedoch so vorgegangen, dass - in jedem Fall noch vor Beginn des Positionierens des Startkontaktes vor dem und beim Stecken desselben in das Start-Gehäuse mit Hilfe des Start-Greiforgans - auch schon der Zielkontakt mittels des Ziel-Greif- organs erfasst und dann ohne Unterbrechung vom Stecken des Start-Kontaktes an und während der dann folgenden Verlege-Führung des Kabels gehalten wird.
Dadurch, dass in jedem Fall vor Beginn des Kontakt-Steck- und Kabel-Verlegevorgangs die an den beiden Enden des Kabels befindlichen Kontakte jeweils von einem ihnen zugeordneten Greif- organ des neuen Handlingsystems erfasst und lagegenau und-definiert gehalten sind, kann jegli- cher, für ein Erfassen und Positionieren des Ziel-Kontaktes des Kabels erst nach Abschluss des Verlegungsvorganges benötigte, technische und für das Erfassen und lagegenaue Positionieren des Ziel-Kontaktes notwendige, Zeitaufwand vermieden werden.
Unter Vermeidung der den bisher bekannt gewordenen automatisierten Kabelverlege- Verfahren- und-Systemen anhaftenden, eine moderne flexible und auch bei kleinen Losgrössen effektive Produktion verhindernden Mängel entfernt sich die vorliegende Erfindung von dem Prinzip der bekannten Vorschläge für automatisierte Kabelbaumfertigungen, bei welchen einem Roboter bzw. Robotersystem die Fertigungsschritte, die der eigentlichen Verlegung des Kabels auf dem Legebrett vorangehen, also das Aufnehmen des Kabels, das Ablängen desselben, das Abisolieren der Kabelenden und die Aufbringung der Kontakte auf dieselben aufgebürdet werden und erst dann die eigentliche und aufwändige Arbeit des Kabelverlegens mit dem Stecken des ersten
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Kontakts, der eigentlichen Kabelverlegung entlang einer Verlegebahn und das Stecken des zwei- ten Kontaktes erfolgt.
Diese bisher übliche Art der automatisierten Fertigung ist infolge der grossen Zahl der vom
Robotersystem und von dessen ihm zur Verfügung zu stellenden Werkzeuge bzw. ihm zuarbeiten- den Peripherieorganen durchzuführenden Schritte relativ störungsanfällig, da z.B. nur eine kleine Störung, wie beispielsweise eine mangelnde Zentrierung beim Crimpen der Kontakte, den gesam- ten Prozess-Ablauf empfindlich stören kann. Ausserdem benötigt das wiederholte Durchlaufen aller
Kabelfertigungs-Stufen vor jedem einzelnen Verlegevorgang viel Zeit.
Durch die Erfindung ist es nicht mehr nötig, ein teures, hochflexibel einsetzbares Werkzeug, wie z. B. einen Mehrachs-Industrieroboter, für die ohnehin gleichbleibenden Routine-Vorbereitungs- arbeiten, wie eben Kabelablängungen, Abisolierungen, Crimpen und Einbringen in einen Kabel- speicher, einsetzen zu müssen.
Nicht zuletzt ist ein Mitführen eines Speichers für das Kabel, z. B. in Form eines Wirrgutspei- chers oder einer Kabel-Aufspultrommel, mit ihm bzw. ihr jeweils zugeordneten Greifern, das in jedem Fall zu die räumliche Flexibilität des Systems wesentlich einschränkenden, sterischen Behinderungen beim Führen des Kabels über die Halte- und Umlenkelemente am Kabelbrett führt, nicht mehr nötig. Damit ist vermieden, dass es bei komplizierten Verlegungsweg-Topografien und bei einer grösseren Zahl von zu verlegenden Kabeln dann zu Störungen kommt, wenn im Zuge der Herstellung des Kabelbaums schon eine grössere Anzahl von Kontakten gesteckt ist und der für das Stecken von weiteren Kontakten zur Verfügung stehende Platz zwischen die schon in die Gehäuse gesteckten Kabeln immer enger wird.
Die Kabelverlegung ist erfindungsgemäss so gestaltet, dass der aufwändige Roboter sehr effek- tiv eben nur für die tatsächliche Kabelverlegung selbst, genutzt wird und von allen Vorbereitungs- und sonstigen Kabelfertigungs-Schritten entlastet ist.
Ganz wichtig ist es, dass die oben beschriebenen Probleme automatisierter Kabelbaum- Fertigung, die durch steigenden Platzmangel im Zuge des Fortschreitens des Verlegeprozesses als Folge des Mitführens des einen Kabelspeicher mitführenden Werkzeuges entstehen, praktisch ausgeschaltet sind. Dies wird dadurch erreicht, dass der Roboter selbst und direkt seine nur wenig Platz für ihre Arbeit benötigenden, etwa schnabelartigen Greiforgane für das Halten des Kabels und für die verschiedenen Schritte des Steckens der Kontakte in die Kontaktgehäuse und für die Führung des Kabels entlang des Verlegeweges sorgt bzw. sorgen.
Die vorliegende Erfindung hat - im Grunde genommen von der manuellen Fertigungsweise ausgehend - zum ersten Mal das Ziel erreicht, die Fertigung von Kabelbäumen - und zwar eben die Fertigung von Kabelbäumen in geringen Losgrössen - auf effektive Weise zu automatisieren, wobei menschliche Fehler, wie sie bei manueller Verlegung nie ganz auszuschliessen sind, praktisch gänzlich ausgeschaltet werden und die bei manipulativer Fertigung unvermeidbaren Anlaufphasen bei Neu- und Wiederholaufträgen praktisch wegfallen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Kabel beim Verlegen sozusagen zwischen den Backen des Start-Greif- und -Hilfsgreiforgans zu führen. Ergänzend kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die beiden Enden bzw. Spitzen der schnabelartigen Klemmbacken des Start-Greiforgans durch einen ein Abwärtsfallen des Kabels hindernden, die Bewegung der Klemmbacken jedoch nicht hemmenden, flexiblen Bügel, aus einem gleitfreudigen Kunststoff miteinander verbunden sind, der unter dem Kabel bei der Bewegung des Greiforgans entlang des Verlegeweges gleitend gezogen wird.
Im Rahmen der Erfindung ist es besonders bevorzugt, dafür zu sorgen, dass, wie aus dem Anspruch h 2 hervorgeht, während des Verlegevorgangs für eine Art ziehendes Abspulen oder Abrollen des Kabels über zumindest eine mit einem Greiforgan mitbewegbare Abspul-Führungs- rolle gesorgt wird, oder aber das Kabel z. B. zwischen zwei Abspulrollen eines Führungsrollen- Paares unter leichter Pressung abgezogen wird. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei, auf einen, wie weiter oben beschriebenen, bei bekannten automatisierten Verlegeverfahren einzusetzenden volumsbeanspruchenden Kabelspeicher zu verzichten und das Kabel vom Stecken des Startkon- taktes an über den jeweiligen Verlegeweg hinweg bis zum Stecken des Zielkontaktes als eine dem Verlege-Fortschritt entsprechend sich verkürzende, bevorzugterweise frei, abwärts hängende Schleife bzw.
Schlaufe zu halten.
Was die für das erfindungsgemässe Kabellege-Verfahren vorgesehene Bereitstellung der Kabel
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verschiedener Sorten betrifft, welche die im wesentlichen gleichzeitige bzw. unmittelbar aufeinan- derfolgende Entnahme des Start- und des Zielkontaktes in jeweils schon exakt definierter Relativ-
Positionierung zu den Schnabel-Zangen unterstützen soll, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, vor
Beginn der Fertigung eines Kabelbaumes jeweils die Kabel einer Sorte in einem eine Mehrzahl von
Paaren von einander zugeordnete Magazinaufnahmen aufweisenden Magazinen für die Kontakte anzuordnen, um den Entnahmevorgang, wie im Detail im Anspruch h 3 beschrieben, durchzuführen.
Wenn, wie gemäss Anspruch h 4 vorgesehen, die Greiforgane die Kontakte der Kabel jeweils an den Kontakt-Crimps, also an den Kontaktkabel-Verbindungsstellen, erfassen, ist eine jeweils gleichbleibend definierte Lage der Start- und Zielkontakte relativ zum jeweiligen Greiforgan gesi- chert und damit eine exakte Ausrichtung und Positionierung des Kontaktes vor der für ihn vorgese- henen Aufnahme des jeweiligen Kontaktgehäuses. Damit ist auch ein lagerichtiges Einschieben des Kontaktes in die Kontaktaufnahme gewährleistet.
Wenn weiters, wie dem Anspruch h 5 zu entnehmen, eine Kontrolle der vom Hilfsgreiforgan beim finalen Ein- bzw. Aufschieben der einzelnen Kontakte in die jeweils für sie vorgesehenen Kontakt-Aufnahmen im Gehäuse angewandten Ein- bzw. Aufschiebe-Kräfte erfolgt, kann eine Beschädigung des Kontakts und/oder der Kontakt-Aufnahme durch ein zu kräftiges Einschieben, ebenso vermieden werden, wie ein nicht kontaktsicherndes, zu schwaches oder zu kurzes Ein- bzw. Aufschieben des Kontaktes.
Als besonders günstig im Sinne hoher Sicherheit beim Stecken der Kontakte hat es sich erwie- sen, wenn, wie gemäss Anspruch h 6 vorgesehen, unmittelbar nach dem jeweils erfolgten, kraft- kontrollierenden finalen Stecken des Kontaktes nochmals dessen Einrasten und "Sitz" in bzw. auf der Aufnahme, also die Zugkraft-Belastbarkeit der soeben hergestellten Kontaktverbindung geprüft wird.
Was das Erfassen der Start- und Zielkontakte durch das jeweilige Greiforgan vor Beginn des Verlegevorganges betrifft, so kann dies besonders günstig mit einem etwa schnabelartig bzw. zangenartig ausgebildeten Greiforgan erfolgen, wie aus dem Anspruch h 7 hervorgeht. Hierbei ist der Vorteil gegeben, dass die längliche schnabelartige Ausbildung infolge des geringen Platz- bedarfes ein Agieren des Greiforgans selbst dann noch ermöglicht, wenn der für die Manipulatio- nen notwendige Platz schon sehr gering ist, wie dies z. B. dann der Fall ist, wenn schon eine grösse- re Zahl von Kabeln mit ihren Kontakten in ein jeweiliges Kontakt-Gehäuse gesteckt ist und inner- halb des dem Gehäuse entquellenden Kabelbündels weitere Kontakte zu stecken sind.
Was nun das dem jeweiligen Greiforgan zugeordnete Hilfsgreiforgan betrifft, so ist es beson- ders günstig, wenn auch dieses eine im wesentlichen schnabelartig schmale Ausbildung aufweist, da dann - insbesondere beim finalen Nachschieben des Kontaktes in die jeweilige Aufnahme - dessen Einrasten erzielt werden kann, indem die das Kabel unmittelbar hinter dem Kontakt-Crimp angreifende und haltende Schnabelzange des Hilfsgreiforgans zwischen die beiden sich rechtzeitig vorher öffnenden schnabelartigen Backen des Greiforgans vorgeschoben werden kann, wozu im einzelnen auf den Anspruch h 8 verwiesen sei.
In diesem Sinne ist es besonders vorteilhaft, wenn der unmittelbar hinter den Kontakten bzw. den Kabel-Crimps liegende Bereich des jeweiligen Kabels im wesentlichen in Fortsetzung der Kontaktachse angerichtet ist und die Klemmbacken des Hilfsgreiforgans in ihrer Längserstreckung parallel zur eben genannten Achse ausgerichtet werden, und wenn diese Relativausrichtung zu- mindest bis zur Beendigung des jeweiligen Kontakt-Steck- und-Prüfvorgangs beibehalten wird, wie dem Anspruch 9 zu entnehmen.
Wie schon oben kurz angedeutet, ist es - wie aus Anspruch h 10 hervorgeht - insbesondere zur Minimierung der Manipulationszeit günstig, dafür zu sorgen, dass die Greiforgane und Hilfs- greiforgane jeweils zusammengehörig zu entsprechenden Start- und Ziel-Greifergruppen bzw.
-zellen vereint sind und beide Greifergruppen an den distalen Arbeitskopf eines Industrie-Handling- systems, also z. B. eines Mehrachs-Roboters, angeschlossen sind. Dabei kann gegebenenfalls auch vorgesehen sein, dass die beiden Greifergruppen am Arbeitskopf auch relativ zueinander linear verschoben werden können. In jedem Fall ist es - insbesondere zur Minimierung von gegen- seitigen Behinderungen der Greifergruppen beim Manipulieren während des Kabellegevorganges - günstig, wenn dieselben relativ zueinander verdrehbar bzw. verschwenkbar ausgebildet sind.
Insbesondere im Falle der Verwendung von herkömmlichen, praktisch rigiden, also material-
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steifen Halte- und Umlenkelementen auf dem Kabelbrett, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Kabel entlang der Verlege-Bahn auf dem Kabelbrett durch entsprechende Programmierung des jeweils zur Anwendung kommenden Handlingsystems bzw. Roboters so zu führen, dass bei Annä- herung und beim Vorbeiführen oder Umlenkführen des Kabels an den Halte- und Umlenkelemen- ten, über oder um dieselben eine dem jeweiligen Halte-Element mit einem erhöhten Radialabstand ausweichende Bogenbahn eingeschlagen wird, wie aus dem Anspruch h 1 1 hervorgeht. Sind die genannten Elemente nicht rigid, also z. B. federnd ausweichend, so kann eine Führung quasi durch die Mittelachse der Elemente erfolgen.
Sind jedoch elastische oder federnde Halte- bzw. Einhängelemente für das Kabel vorgesehen, welche beim Einbringen des Kabels bzw. auch beim Eindringen der schnabelartigen Zangen des Greiforgans während der Bewegung entlang des Kabellegeweges ausweichen können und schliesslich das in ihnen abgelegte Kabel gegen ein Lösen vom Legebrett sichern, so kann die Kabelführung direkt knapp über einen Haltepunkt bzw. um einen Umlenkpunkt erfolgen, also ohne das vorher erwähnte Ausweichen in einer Bogenbahn.
Da beim erfindungsgemässen Verfahren gleich das gesamte Kabel dem Kabellager entnommen wird und von seinen - von den schnabelartigen Zangen des Start- und des Ziel-Greiforgans gehal- tenen - Kontakten aus, als Schlaufe herabhängt, ist es besonders bevorzugt, das Kabelbrett verti- kal bzw. senkrecht anzuordnen. Es kann unter Umständen günstig sein, das Kabelbrett etwas vornüber geneigt anzuordnen, sodass sich die frei hängende Kabelschlaufe bei der Führung des Kabels entlang des Verlegeweges nicht in den vom Kabel-Legebrett wegragenden Halte-, Klemm- und Umlenk-Elementen verhängt od.dgl. Im Detail gibt darüber der Anspruch h 1 2 Auskunft.
Was eine besonders vorteilhafte Ausrichtung der etwa schnabelartigen Klemmbacken des Start- und Ziel-Greiforgans bei der Entnahme der in exakt definierter Position bereit gehaltenen Kontakte aus einem, wie eben beschriebenen Magazin betrifft, hat es sich, insbesondere im Hin- blick auf das dem Entnahmevorgang folgende, vor dem Beginn und nach dem Ende des Verlege- vorgangs vorzunehmende Stecken und Positionieren der Kontakte in das Start- und in das Zielge- häuse als günstig erwiesen, wenn die Klemmschnäbel des jeweiligen Greiforgans parallel zum jeweiligen Kontakt bzw. zu dessen Hauptachse ausgerichtet werden, um den Kontakt dann aus dem Magazin zu entnehmen, wie dies aus dem Anspruch h 1 3 hervorgeht.
Für diese fertigungstechnisch günstige Variante der Erfindung hat sich eine Ausführungsform gemäss Anspruch 14 als besonders vorteilhaft erwiesen, welche eine Mehrzahl von den jewei- ligen Kabellege-Vorbereitungsarbeiten, dem Kabellegevorgang selbst und den Nachbearbeitungs- bzw. Finalisierungsschritten entsprechenden Kabel-Legebrettern vorsieht, welche z. B. auf einem Drehturm angeordnet sind, und nach Beendigung eines Arbeitsvorganges in eine jeweils nächst- folgende Arbeitsposition verschwenkbar sind.
Einen weiteren wesentlichen Gegenstand der Erfindung bildet eine neue Anlage für die Ferti- gung von Kabelbäumen, insbesondere für die Durchführung des in seinen verschiedenen Ausfüh- rungsformen vorher beschriebenen neuen Verfahrens, - welche Anlage zumindest ein Kabel-Legebrett mit jeweils zumindest einem auf demselben angeordneten Start- und mindestens einem dort ebenso angeordneten Ziel-Kontaktgehäuse sowie mit zumindest einem Kabel-Auflage-, -Halte-, Klemm- und/oder -Umlenkelement - sowie weiters zumindest ein im Nahbereich des Legebrettes angeordnetes, mit einer Mehr- zahl von untereinander gleichartigen, jeweils mit entsprechenden Start- und Ziel-Kontakten ausgestatteten bzw. vorgefertigten Kabeln (Litzen, Adern od.dgl.) bestückbares bzw.
be- stücktes Kabellager umfasst, - welchem Kabellagerjeweils eines der Kabel entnehmbar, - mit seinem Start-Kontakt in eine Start-Kontaktaufnahme des Start-Kontaktgehäuses steck- bar, - einer vorgegebenen Verlegebahn folgend, über die Auflage-, Halte-, Klemm- und/oder Um- lenkelemente des Legebrettes führbar - und mit seinem Ziel-Kontakt in eine Ziel-Kontaktaufnahme des Ziel-Kontaktgehäuses ein- steckbar ist.
Die neue Fertigungsanlage gemäss Anspruch h 15 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie insbesondere für eine automatisierte, kundenorientiert flexible Produktion von Kabelbäumen, - zumindest ein - bezogen auf die Kabel-Verlegeseite - in einem Winkel im Bereich zwischen
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+5 zur Vertikale nach hinten und -7,5 nach vorne überhängend geneigtes, bevorzugt verti- kal angeordnetes, Kabel-Lebebrett - zumindest ein sowohl die Start- als auch die Ziel-Kontakte des jeweiligen Kabels in vonein- ander gering beabstandeten definierten Positionen mit jeweils definierter Raumlage bereit- haltendes Kabelmagazin - und ein auf Basis eines Kabellegeplans programmgesteuertes Handlingsystem, insbesonde- re einen derartigen Industrieroboter, vorzugsweise Mehrachs-Knickarmroboter, - mit zwei an seinen distalen Arbeitskopf angeschlossenen,
einander benachbarten, jeweils um ihre Hauptachsen drehbaren, zueinander relativ linearbeweglichen und/oder winkel- verschwenkbaren Greifergruppen bzw. -zellen, nämlich eine Start- und eine Ziel-Greifer- gruppe umfasst, - deren jede ein mit, bevorzugt Schnabel- bzw. zangenartigen Klemmbacken ausgebildetes
Greiforgan, nämlich ein Start- und ein Ziel-Greiforgan und jeweils ein demselben zugeordne- tes, bevorzugt analog ausgebildetes Hilfsgreiforgan, nämlich ein Start- und ein Ziel-
Hilfsgreiforgan umfasst, - wobei die Klemmbacken des jeweiligen Hilfsgreiforgans - in einer Ruhestellung desselben, also geöffnet,
in einer - auf die genannte Hauptachse der jeweiligen Greifergruppe bezoge- nen - Position axial hinter den Klemmbacken des jeweiligen Greiforgans angeordnet sind und - in einer Arbeitsstellung unter Schliessung der Klemmbacken und unter klemmendem Halten des Kabels zu den in eine Ruhestellung sich öffnenden bzw. geöffneten Klemmbacken des jeweiligen Greiforgans hin - und vorzugsweise in den Spalt bzw. Zwischenraum zwischen denselben - bewegbar bzw. einschiebbar sind.
Um ein "gleichachsiges" Ausrichten des Greiforgans und des Hilfsgreiforgans und insbesonde- re das Ein- bzw. Aufschieben des Hilfsgreiforgans beim finalen Stecken der Kontakte in bzw. auf die ihnen zugeordneten Kontakt-Aufnahmen der Gehäuse zwischen den beiden, schnabelartigen Klemmbacken des Greiforgans zu ermöglichen, ist eine Platz und Bewegungsraum für das relativ zum Greiforgan bewegliche Hilfsgreiforgan schaffende Ausbuchtung der Betätigungsarme für die Greiforgan-Backen von Vorteil, wie im einzelnen dem Anspruch h 1 6 zu entnehmen.
Was die Ausrichtung der Klemmbacken von Greif- und Hilfsgreiforgan, sowohl der Start- als auch der Ziel-Greiforgangruppe betrifft, wie auch die Bewegung von deren Klemmbacken, sei auf den Anspruch 17 verwiesen.
Die für das finale, also "einrastende", Stecken und letztlich auch für die Prüfung einer soeben hergestellten Kontakt-Verbindung notwendige Beweglichkeit der Klemm-Backen bzw. -Schnäbel des Hilfsgreiforgans und dessen Verschiebbarkeit nach rückwärts bzw. nach vorne, zwischen den beiden Schnabel-Backen des Greiforgans, stellen ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung dar, das im Anspruch h 18 näher beschrieben ist.
Ein exaktes und die leitende Verbindung zwischen den Kontakten und den Kontaktaufnahmen der Gehäuse sicherndes Stecken, Ein- bzw. Aufschieben und Einrasten der Kontakte kann in vorteilhafter Weise eine Prüfeinrichtung gemäss Anspruch 199 sicherstellen, welche eine für jeden Kontakt bzw. jede Kontaktart individuelle Kontakt-Abzugsprüfung ermöglicht.
Durch diese mechanische Prüfung wird eine derart hohe Zuverlässigkeit aller Kontaktverbin- dungen erreicht, dass eine elektrische Prüfung des fertigen Kabelbaumes völlig unterbleiben kann.
Was Vorkehrungen für ein störungsfreies Abspulen und Abziehen des ja in einer Schleife von den Kontakten abwärts hängenden Kabels während des Verlegungsvorganges betrifft, ist es be- vorzugt - wie dies aus Anspruch h 2 hervorgeht, Kabelführungsorgane in Form mindestens einer verstellbaren oder verschwenkbaren Rolle zumindest an der Start-Greiforgan-Gruppe vorzu- sehen. Die Schwenkbarkeit der Rolle kann dann z.
B. so erreicht werden, dass nach dem einen - wie oben beschriebenen - erfolgreichen Stecken eines Kontaktes und Prüfen der Steckverbindung mittels des Hilfsgreiforgans dieses Hilfsgreiforgan zwischen den geöffneten Backen des Greifor- gans aus der klemmhaltenden Stellung der Backen in eine das Kabel freigebende Offen-Stellung übergeführt wird, dass also die Klemmhaltung des Kabels durch die Hilfs-Greifzange gelöst und gleichzeitig mittels eines Gelenkhebels die Rolle unter das Kabel geschwenkt wird, womit eine Abstützung desselben gegen ein Abwärtsfallen und eine Ausrichtung desselben zur Verfolgung der vorgesehenen Legebahn auf dem Legebrett sichergestellt wird.
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Anstelle einer solchen schwenkbaren Kabel-Abspul- bzw. -Abzieh-Rolle kann auch ein beim
Lösen des Hilfsgreiforgans nach beendeter Steck- und Prüftätigkeit sich um das Kabel schliessen- des, das Kabel z. B. mit der Kraft einer Rollen-Spannfeder haltendes Abzugsrollen-Paar vorgese- hen sein. Durch die Rollen-Spannung wird ein gewisses Spannen des Kabels vom vorher gesteck- ten Start-Kontakt weg entlang des gesamten Verlegewegs über das Legebrett erzielt, sodass es während des Verlegevorganges zu keinem störenden Durchhängen des Kabels auf dem Legebrett zwischen den Kabelhalte- und -umlenkpunkten kommt.
Eine weitere Möglichkeit ist das Führen des Kabels mittels einer Führungs- bzw. Verlegeöse, welche bereits bei der Entnahme des Kabels aus dem Magazin zur Vorpositionierung des Kabels dient.
Um Störungen des Verlegevorganges durch die von den beiden, von den Greiforganen gehal- tenen Kontakten herabhängende Kabel-Schlaufe, z. B. infolge Peitschen-Effektes bei raschen
Roboterbewegungen hintanzuhalten, ist eine Detail-Ausführungsform der erfindungsgemässen Anlage mit einem, die Kabelschlaufen vom Kabellegebrett während der Verlegearbeit beabstandet haltenden Schlaufenhalte-Bogen od.dgl. gemäss Anspruch 21von Vorteil.
Wie auch schon weiter vorne kurz erwähnt, spielt für eine automatisierte Produktion von
Kabelbäumen eine dieser Produktionsmethode optimal angepasste Zuführung der zu verlegenden
Kabel durch deren Bereithaltung in - dem Arbeitsprozess entsprechend ausgebildeten und ange- ordneten - Kabellagern bzw. Kabelmagazinen eine wichtige Rolle. Demgemäss ist eine Ausstattung der erfindungsgemässen Anlage mit Kabelmagazinen gemäss dem Anspruch h 2 2 von besonde- rem Vorteil.
Es sind bei diesen erfindungsgemäss bevorzugten Kabelmagazinen die Ziel- und Endkontakte jeweils paarig sequentiell hintereinander angeordnet und entweder kann mittels eines Kabelmaga- zin-Antriebs ein - einem eben entnommenen Kabel folgendes - Paar von Kontaktklemmen in die gleiche Position verschoben werden, wie das vorherige Kontakt-Paar oder aber der Greifarm des Roboters bzw. Handlingsystems ist so programmiert, dass er genau um einen Abstand der Kon- takt-Paare voneinander weiter ausgreift, um die beiden Kontakte eines jeweils nächsten Kabels zu entnehmen.
Besonders bevorzugt ist hiebei eine Ausführungsform des Kabelmagazins gemäss Anspruch h 2 3 , welche sich dadurch auszeichnet, dass sie eine grössere Anzahl von Kontakten verschiedener Ausführungsformen, wenn sie nur einigermassen in die Kontaktausnehmungen passen, aufnehmen können.
In den genannten Magazinen sind die Kontakte vorteilhafterweise von unten nach oben hin eingeschoben, sodass beim Entnahmevorgang - nach entsprechender Parallelausrichtung der Backen der Zangen des Ziel- und des Start-Greiforgans mit den Kontakten - diese Kontakte zu- sammen mit der von Ihnen herabhängenden Kabel-Schlaufe vom jeweiligen Greiforgan nach abwärts hin herausgezogen werden können, was den Vorteil hat, dass die Gefahr einer Eigen- Torsion und-Verwicklung des Kabels gering ist.
Eine besonders bevorzugte Bauart der Magazinierstäbe, welche im wesentlichen eine einheitli- che Gestalt der einzelnen Kontakt-Ausnehmungen ermöglicht und somit jeweils unterschiedliche, für jede der Kontaktformen spezifische Kontakt-Ausnehmungen überflüssig mach, beschreibt der Anspruch 24.
Schliesslich hat es sich, insbesondere um die Gefahr von Verwechslungen bei der Entnahme aus den Magazinen auszuschalten, als vorteilhaft erwiesen, die Magazinstäbe, wie im An- s p r u c h 2 5 beschrieben, an ihrer Frontseite mit einem maschinenlesbaren Code, z. B. Strichco- de, welcher die jeweilige Kabel- und Kontaktart angibt, zu versehen, der von einem am Arbeitskopf des Handlingsystems bzw. Roboters angeordneten Codeleser abgelesen und mit dem, für eine jeweilige Kabelsorte spezifischen, in der Steuerung gespeicherten Code verglichen wird, sodass nur bei Übereinstimmung des Magazin-Codes mit dem Speicher-Code der Verlegevorgang fortge- setzt werden kann.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, niedergelegt im Anspruch 26, ist vorgesehen, dass das Verlegebrett aus einem mechanisch rigiden Material gefertigt ist und einen Lochraster, beispielsweise mit Matrixabständen von 2x2 cm aufweist, in dessen Löcher mit ent- sprechenden klemm-passenden Steckfortsätzen ausgestattete Auflage-, Halte-, Klemm- und Umlenk-Elemente für die Kabelführung gemäss einem jeweiligen Kabellege-Programm, sowie
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selbstverständlich auch die Halterungen für die Start- und Zielkontaktgehäuse und eventuelle
Zwischen-Ablagen für Kontakte anordenbar sind.
Die Ausführungsformen der soeben genannten Auflage-, Halte-, Klemm- und Umlenkelemente können den jeweiligen Anforderungen im Rahmen des Verlegevorgangs angepasst werden. Sie können blosse Stifte mit verstärkten Enden sein, welche ein Abgleiten eines schon vorher verlegten
Kabels vom Kabel-Legebrett verhindern. Sie können auch nachgiebige Federn aufweisen, welche beim Verlegevorgang beim Führen des Kabels mittels der Greiforgan-Zange ausweichen, nach erfolgtem Vorbeigang der Zange jedoch zurückfedern und so das Kabel vor einem Abgleiten aus der Halterung schützen, oder aber in jeder anderen in dieser Weise geeigneten Form ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen der Halte-, Klemm- bzw. Umlenkelemente ge- mäss Anspruch h 2 7 , bei welcher die oben genannte, z. B. eine Mehrzahl von Kabeln zurückhal- tende Feder des Klemm-Elements durch Halte-Elemente mit an federnden Stielen sitzenden und federnd aneinander anliegend gehaltenen, vorteilhafterweise drehsymmetrischen, insbesondere aussenkonvex halbkugel- oder kugelartigen, Halteköpfen ersetzt ist. Bei dieser Art der Ausbildung der Halte- und Umlenkelemente kann eine Führung des Kabels beim Verlegen direkt über die Position des Halte- oder Umlenkpunktes ohne "Umgehung" desselben erfolgen.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass insbesondere, wenn die soeben genannte, ein Lösen der Kabel von ihren Halteelemen- ten verhindernde Ausbildung der Halte-Elemente zur Anwendung kommt, das Kabelbrett etwa in Form einer Hohlzylinder-Innenfläche ausgebildet ist, welche dem Handlingsystem bzw. Roboter mit den Kabel-, Steck- und Verlege-Greiforganen zugewandt ist, sodass die einzelnen Wege, welche der Verlegekopf bis zum Kabelbrett hin zurücklegen muss, minimiert werden.
Im Rahmen einer solchen Ausführungsform würde es weiters besonders günstig sein, auch die Kabelmagazine und sonstigen Hilfskomponenten der Anlage in einem der Raumgreif-Charakteristik des Handlingsystems entgegenkommenden Weise, also z.B. etwa einem Hohlzylinder entspre- chend, radialstrahlig rund um den Roboter anzuordnen.
Um eine hohe Einsatz-Flexibilität auch hinsichtlich der Ausbildungsformen der für die zu ferti- genden Kabelbäume vorgesehenen Kontakt-Gehäuse sicherzustellen, ist eine Ausführungsform der Legebrett-Halterungen für dieselben gemäss Anspruch h 2 8 besonders vorteilhaft, wobei eine Ausrichtung der Gehäuse-Achsen bzw. der Achsen deren Kontakt-Aufnahmen - welche Ver- tiefungen, in welche Kontaktstifte, eingeschoben werden oder aber Aufnahme-Stifte sein können, auf welche die Kontakte des Kabels aufgeschoben werden - überhaupt parallel zum Legebrett anzuordnen. Dies kann allerdings, trotz der ohnedies nur wenig raumgreifenden Ausbildung der schnabelartigen Klemmen der Greif- und Hilfsgreiforgane zu Schwierigkeiten bezüglich des Platz- bedarfs beim Steckvorgang führen.
Bevorzugt ist es jedoch, die Gehäuse-Halterungen so auszubilden, dass die von ihnen gehal- tenen Kontaktgehäuse bzw. deren Achsen einen Winkel von maximal 25 , bevorzugt zwischen 10 und 15 , zum Legebrett einnehmen.
Um während eines laufenden Verlegevorgangs gleichzeitig eine eventuelle, einem neuen Ver- lege-Mechanismus entsprechende Umrüstung oder Nachrüstung des Kabelverlegebretts bzw.
Arbeits- und Nacharbeitsvorgänge sowie letztlich auch das Abnehmen des fertigen Kabelbaums von einem anderen Legebrett zu ermöglichen, ist es günstig, mehrere Legebretter auf einem Dreh- turm oder Karussell anzuordnen und sie den, einem jeweiligen Arbeits-Abschnitt entsprechenden einzelnen Arbeitsstationen durch Drehung des Turmes jeweils um einen bestimmten Drehwinkel zuzuführen, wie dies im Anspruch h 2 9 geoffenbart ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen die Fig. 1a und 1b die Seitenansicht und Draufsicht einer für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bevorzugten Ausführungsform einer Kabelbaum-Produktions- anlage gemäss der Erfindung, die Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine im Prinzip gleichar- tig aufgebaute Anlage, mit an den Aktivitätsbereich eines Knickarm-Roboters angepasster Anord- nung der Magazine und Ausführungsform des Legebretts, die Fig. 3 die Schrägansicht einer An- ordnung einer Start- und einer Ziel-Greiferzelle mit Greiforgan und Hilfsgreiforgan auf einem für die Montage auf dem End-Arm eines Handlingsystems, z. B.
Knickarm-Roboters, anzuordnenden Anschlussflansch, die Fig. 4 die Schrägansicht eines Arbeitskopfes eines Knickarm-Roboters, mit
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den auf demselben angeordneten Start- und Ziel-Greiferzellen bzw.-gruppen und einer Kabel- schlaufen-Abschirmeinrichtung, die Fig. 5a und 5b die Seitenansicht und Draufsicht eines zumin- dest am Start-Greiforgan bzw.
Start-Hilfsgreiforgan vorgesehenen Abspulorgans für das Führen des Kabels entlang der Verlegebahn auf dem Legebrett, die Fig. 6a bis 6d eine Vorder- und Sei- tenansicht sowie eine Draufsicht des Kabelbrettes mit mehreren, darauf angeordneten Kontaktge- häuse-Haltern und einem Kabel-Halte- und -Umlenkelement sowie eine Schema-Skizze eines
Kontakt-Gehäuses, die Fig. 7 die schematische Ansicht eines Kabel-Legewegs, die Fig. 8 die
Schrägansicht eines mehrere Einzelmagazine umfassenden Kabelbereitstellungs-Magazins gemäss der Erfindung, die Fig. 9 eine Draufsicht auf einen für dasselbe vorgesehenen Magazinierstab in einer erfindungsgemäss besonders bevorzugten, flexiblen Ausführungsform und die Fig. 10 die
Schrägansicht eines speziellen Kabel-Halte- und Umlenk-Elements.
Die in der Fig. 1 gezeigte Kabelbaum-Produktionsanlage 100 umfasst ein von einem Knickarm-
Roboter, wie z. B. einem Sechsachs-Roboter 1 mit - hier fixem - Standort gebildetes, von einer
Steuerung 10 entsprechend einem Legeprogramm LP mit Steuerdaten belieferbares Handlingsy- stem, wobei der Arbeitsarm bzw. Kopf 12 des Roboters 1 mit der hier nicht näher detailliert darge- stellten Start- und der Zielgreifergruppe 2,3 ausgestattet ist, weiters einen dem Roboter 1 eines (7) von insgesamt vier an demselben angeordneten Legebrettern 7 bis 7"' zukehrenden Legebrett-
Drehturm 79 und beidseitig des Roboters 1 jeweils ein Kabelmagazin 8 mit darin befindlichen
Kabeln 5.
Die Magazine 8 sind hier übereinander, sozusagen in zwei Stockwerken I, 11 angeordnet, wobei die Magazine 8 des oberen Stockwerkes 11 mit den kurzen und daher auch nur kurze Schlau- fen 55 aufweisenden Kabel und die Magazine 8 des unteren Stockwerkes I mit den längeren bzw. langen Kabeln 5 bestückt sind. Durch diese Anordnung der Magazine können die Wege der Grei- fergruppen des Roboters 1 für die Entnahme der Kabel 5 verkürzt werden und somit auch die Zeit für den Entnahme-Vorgang.
Mit ar sind die Grenzen des Aktionsraums des Roboters 1 angedeutet, wobei, wie aus der Grundriss-Darstellung deutlich wird, das Legebrett 7 praktisch voll innerhalb des genannten Rau- mes ar angeordnet ist. Das Legebrett 7 weist zu seiner Vorderseite vs hin bzw. zur Vorderfläche 750 hin offene Stecklöcher 71 auf, welche einen Loch-Raster 70, z. B. im Abstand von 2 cm von- einander entfernt, bilden.
In die Stecklöcher 71 sind - mit entsprechenden, hier nicht näher gezeigten, Steckfüssen - an den für den Verlauf der einzelnen Kabel des zu fertigenden Kabelbaums wesentlichen Stellen Halte-, Klemm- und Umlenk-Elemente 701,702, 703 und weiters Kontakt-Gehäuse-Halter 76 gesteckt, welche die Startgehäuse 61 und die Zielgehäuse 62 halten.
Das Legebrett 7 befindet sich in einer ersten Position, und zwar in der Kabellege-Position P1, während sich die Legebretter 7', 7" und 7"' z. B. in den Nachbearbeitungs- und Finalisierungs- Positionen P2, P3 und einer Aufrüst-Position P4 befinden. Der Drehturm 79 ist um eine von einer Stand- bzw. Bodenplatte 791 aufragende Achse da drehbar. Die Legebretter 7 bis 7"' werden von den Drehturm-Armen 790 gehalten und sind an diesen lösbar befestigt.
Die Fig. 2 zeigt nur in Draufsicht eine für eine Optimierung bzw. Minimierung der Arbeitswege des die Greiforgane 2 und 3 tragenden Arbeitskopfes 12 des Roboters 1 optimale Ausbildungsform des Legebrettes 7 und eine diesbezüglich ebenfalls zweckmässige Anordnung der Magazine 8. Das Kabellegebrett 7 ist in dieser Ausführungsform im wesentlichen als Hohlzylinder-Innenfläche aus- gebildet, wobei diese Konkav-Fläche 750 dem Roboter 1 zugekehrt ist. In analoger Weise ist eine radialstrahlige Anordnung der Kabelmagazine 8 beidseitig des Roboters 1, jeweils ebenfalls aus- gehend von einer die vorgenannte Fläche des Legebrettes 7 fortsetzenden konkaven Innenzylin- der-Fläche gezeigt.
Ein gewisser Nachteil dieser Anordnung kann neben deren höherer Komplexität auch darin ge- legen sein, dass, da die Magazine 8 nicht dicht nebeneinander, also nicht aneinander anliegend angeordnet sein können, sondern radial-strahlig, nach aussen hin auseinanderklaffend, angeordnet werden müssen, der Platzbedarf ist höher als bei der in Fig. 1 gezeigten aneinanderliegenden Linear-Anordnung der Magazine.
Die Fig. 3 zeigt die auf einem Anschlussflansch 230 am nicht gezeigten distalen Arbeitsarm eines Handlingsystems, z. B. Knickarm-Roboters, angeordneten, einander zugeordneten Greifer- gruppen und zwar die Start-Greifergruppe 2 und die Ziel-Greifergruppe 3, wobei gleich an dieser Stelle festzuhalten ist, dass im gezeigten Fall die beiden Greifergruppen praktisch gleichartig
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aufgebaut sind.
Der Greifergruppe 2 ist ein Drehantrieb 23 zugeordnet, welcher eine Drehung der Start-
Greifzange 21 und der sich innerhalb eines Freiraumes 200 zwischen deren Betätigungs-Armen
202 befindlichen Start-Hilfsgreifzange 22 um die Hauptachse ha 2 ermöglicht, wobei diese Dre- hung von 0 bis 360 gehen kann. Die Start-Greifzange 21 weist die beiden distalen schnabelartigen
Klemmbacken 211 auf, welche - betätigt mittels entsprechender Mechanik - im wesentlichen quer zur Achse ha 2 aufeinander zu oder auseinander bewegbar sind und so das klemmende Halten eines Kabels, bevorzugt achs-ident mit der Zangen-Achse ermöglichen.
Die sich im zwischen den nach aussen ausbuchtenden Armen 202 des Greiforgans 21 befindliche Start-Hilfsgreifzange 22 weist ebenfalls distale schnabelartige Klemmbacken 221 auf, welche praktisch in derselben Art ausgebildet sind, wie die Klemmbacken 211 des Greiforgans 21, wobei auch diese Backen 221 quer zur Achse ha 2 aufeinander zu oder auseinander bewegbar sind, um ein Kabel entweder, bevorzugt ebenfalls achsparallel, einzuklemmen oder aber, z.B. beim Verlegen freizugeben.
Gleichzeitig ist vorgesehen, dass mittels eines Linear-Verschiebeantriebs die Hilfsgreifzange 22 in Richtung der Achse ha 2 zwischen die - dann geöffneten - Schnabelklemmen 211der Greifzange 21 vorschiebbar oder daraus rückziehbar ist, wobei mittels zwei gelenkig verbundenen Hebeln 251, 252, die auf einer von diesen Hebeln angeordnete Rolle 25 bei einem Vorschieben der Hilfsgreif- zange 22 zwischen die Backen 211 der Greifzange 21 in eine Stellung oberhalb der Achse ha 2 verschwenkt wird, sodass sie ein zwischen den Backen 211 der Greifzange 21 und den Backen 221 der Hilfsgreifzange 22, also ein im wesentlichen entlang der Achse ha 2 verlaufendes Kabel nach oben hin sichern kann.
Dazu ist deutlich anzumerken, dass die gesamte Anordnung und somit auch die Greifergruppen 2 und 3 in der Fig. 3 in einer deren Sichtbarkeit und das Verständnis ihrer Funktion fördernden, inversen Lage gezeigt sind und dass die übliche Arbeitsstellung der beiden Greifergruppen 2 und 3 praktisch genau umgekehrt ist, als in der Fig. 3 gezeigt. Die Rolle 25 für das Halten, Abspulen und Abziehen des Kabels ist in der Arbeitsstellung während der Verle- ge-Arbeit unterhalb der Achse ha 2 positioniert und sichert das zu verlegende Kabel gegen ein Abwärtsfallen, wenn die Zangen 21 und 22 während des Kabellegens geöffnet sind.
Festzuhalten bleibt noch, dass die beiden Klemmflächen der schnabelartigen Backen 211 des Greiforgans 21 mit 2001 bezeichnet sind. Nicht zuletzt ist noch auf den Schwenkantrieb 24 hinzu- weisen, mittels welchem eine Verschwenkung der Start-Greifergruppe 2 um eine Achse ha 4 quer zur Hauptachse ha 2 ermöglicht ist, was insbesondere dann günstig ist, wenn eine der beiden Greifergruppen 2 oder 3 gerade in Aktion ist, und die andere, nicht aktive, z. B. den Zielkontakt haltende, nach hinten verschwenkt ist, womit das Kabel bzw. dessen Schlaufe vom Legebrett ferngehalten ist und auch ein eventuelles Knäueln des Kabels und somit unangenehme Störungen während der Verlegearbeit weitestgehend ausgeschaltet sind.
Die Ziel-Greifergruppe 3 ist in der gezeigten Anordnung identisch zur Start-Greifergruppe 2 auf- gebaut, es beginnen ihre Bezugszeichen jedoch mit der Ziffer 3. Die Ziel-Greiferzange 31 weist nach rückwärts hin ebenfalls auseinanderlaufende, zwischen sich einen Freiraum 300 freilassende Zangenarme 302 auf, welche distal in schnabelartige Klemmbacken 311 mit Klemmflächen mit 3001 übergehen. Innerhalb des Freiraums 300 ist die Ziel-Hilfsgreifzange 32 mit ihren Backen 321 angeordnet. Auch bei der Ziel-Greifergruppe 3 kann mittels eines Gelenkhebel-Systems eine Kabelführungs-Rolle vorgesehen sein. Im Vergleich zur Start-Greifergruppe 3 mit ihrer Achse ha2 ist die Ziel-Greifergruppe mit der Achse ha3 um einen Schwenkwinkel # nach oben verschwenkt gezeigt.
Es sei hier wiederholt, dass die Lage der Greiferzellen in der realen Arbeitsstellung der in der Fig. 3 gezeigten Stellung diametral entgegengesetzt ist.
Die Fig. 4 zeigt - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichen-Bedeutungen - wie am distalen Roboter-Arbeitsarm 11 der achs- und querachs-verschwenkbare Arbeitskopf 12 angeordnet ist, an dessen Ende mit ihrem Anschlussflansch 230 die Start-Greifergruppe 2 und die Ziel-Greifergruppe 3 angeordnet sind. In der hier gezeigten Anordnung befindet sich die Start-Greifergruppe 2 in einer Vertikalstellung mit vertikaler Achse ha 2 und die Ziel-Greifergruppe 3 in einer nach oben vorne verschwenkten Schrägstellung mit schräger Achse ha3. Gezeigt sind noch die beiden Drehantnebe 23,33 und die Schwenkantriebe 24,34 für die Start- und die Zielgreifergruppe 2 und 3.
Ergänzend sei ausgeführt, dass aus der Fig. 4 die, z. B. beim Entnehmen der Kabel bzw. von deren Kontakten aus den Magazinen vorgesehene, vertikale, der vertikalen Achse ha 2 entspre- chende Stellung der Start-Greifergruppe 2 ersichtlich ist, wobei die schlecht sichtbare Kabelabspul-
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rolle 25 hier zum Betrachter hin gewandt ist. Es ist in dieser Fig. die Greifergruppe 2 in einer der realen Verlegearbeit, z. B. bei der Kabel-Entnahme entsprechenden, aufrechten Vertikal-Stellung gezeigt.
Für das Verlegen eines Kabels erfolgt dann eine Schwenkung der Greifergruppe, sodass die
Hauptachse ha2 derselben im wesentlichen dem aktuellen Verlauf der Verlegebahn entspricht, wobei die in der Fig. 4 noch betrachter-seitige Rolle 25 sich dann unterhalb der Achse ha 2 befin- det. Ein zu verlegendes Kabel ist oberhalb der Rolle 25 positioniert und liegt auf ihr auf, sodass das Ziehen des Kabels während des Verlegens auf dem Kabelbrett störungsfrei vor sich gehen kann.
Mittels des auf und ab schwenkbaren Haltebogens 235 kann das beim Verlegen in einer Schlaufe frei abwärts hängende Kabel vom Legebrett ferngehalten werden.
Im Sinne der soeben erfolgten Erläuterung ist zu der - hinsichtlich der Bezugszeichen-
Bedeutungen analogen - Fig. 5 vorab gleich zu bemerken, dass auch hier die Darstellung aus Sichtbarkeitsgründen nicht der Stellung der Start-Greifergruppe 2 während eines Entnahme- oder gar während des Kabel-Legevorgangs entspricht, sondern, dass insbesondere beim Lege-Vorgang davon auszugehen ist, dass die Start-Greifergruppe 2 während desselben in genau umgekehrter Anordnung im Vergleich zur Darstellung der Fig. 5 vom Kabel-Legeroboter bewegt wird.
Es ist hier nur die Hilfsgreifzange 22 mit ihren Backen 221 gezeigt, für welche ein Antrieb 225 vorgesehen ist. Mittels dieses Antriebs wird ein die Hilfsgreifzange 22 tragender Schlitten 226 nach vorne bzw. in der Zeichnung nach rechts verfahren und die sich - in der Zeichnung - oberhalb der Hauptachse ha 2 befindliche, am Schlitten angelenkte und mittels Gelenk-Hebelsystem 251,252 verschwenkbare Kabelführungsrolle 25 ist in der gezeigten Vorschubstellung der Zange 22 in der Stellung sg oberhalb der Achse ha 2 angeordnet. Sonst hat sie die Stellung sa.
In der Draufsicht der Fig. 5 - also real Unter-Ansicht - ist gezeigt, wie zwischen den geöffneten Klemmbacken 221 und deren Klemmflächen 2001 ein Kabel 5 geführt ist, das in der Zeichnung nach oben hin, in der tatsächlichen Arbeitsstellung, jedoch nach unten hin von der Rolle 25 in der Verlege-Stellung gehalten ist und auf welcher das Kabel 5 während des Legens abrollend läuft.
Angedeutet ist noch, wie das Kabel 5 dann von der Abspulrolle 25 aus in eine nicht gezeigte Schlaufe 55 übergeht.
Das in der Fig. 6a bis 6c dargestellte Kabellegebrett 7 weist zu seiner dem Betrachter, also der Vorderseite vs zugekehrten Oberfläche 750 hin offene, in einem quadratischen Raster 70 gleich- mässig voneinander beabstandete Steck-Öffnungen 71 auf. In die Löcher 71 des Lochrasters 70 sind, wie insbesondere aus der Seitenansicht ersichtlich, von Trageplatten 760 eines ein Start- Kontaktsteckgehäuse 61 haltenden Gehäusehalters 76 wegragende Steckfortsätze 761 einge- steckt. Das Kabelbrett 7 ist hier in einem Winkel a von 90 zur Horizontalen, also nicht nach vorne geneigt, ausgerichtet.
Aus der Draufsicht der Fig. 6 ist noch ersichtlich, wie der Gehäusehalter 76 und das von ihm gehaltene Kontaktgehäuse 61 in einem Winkel 8 von der in Richtung Vorderseite vs von der dem Betrachter zugekehrten Fläche 750 des Legebrettes 7 schräg nach vorne ragt, was die Zugäng- lichkeit der Kontakt-Aufnahmen der Gehäuse 61,62 für die von den Greiferzangen des Handling- systems gehaltenen Kabelkontakten wesentlich erleichtert.
Aus der Fig. 6d ist nur zur Erläuterung die Schrägansicht eines mit seiner Achse ga unter einem spitzen Winkel 8 vom Kabelbrett 7 schräg nach vorne ausgerichteten Start- bzw. Zielgehäu- ses 61, 62 mit seinen Kontakt-Steckaufnahmen 611,621 dargestellt.
In der Skizze der Fig. 7 ist - bloss beispielhaft - gezeigt, wie mittels des vom im wesentlichen durch den jeweiligen CAD-Verlegeplan nach entsprechenden Algorithmen gesteuerten Roboter die Fixhalte- oder Umlenk-Elemente 701,703, in einer Ausweich-Bogenbahn mit vergrössertem Ab- stand zum jeweiligen Element 701,703 beim Führen des Kabels 5 umfahren wird, um Kollisionen zwischen der Greiferzange und den Halte- und Umlenk-Elementen 701, 703 zu vermeiden.
Die Fig. 8 zeigt eine paketartige Anordnung von vier eng nebeneinander angeordneten Kabel- magazinen 8, welche jeweils einen Profilrahmen 81 aufweisen, in welchen ein Magazinierstab 82 eingeschoben ist.
An seiner Vorderseite 821 trägt der Magazinierstab 82 einen Strichcode 825, welcher von einem entsprechenden Sensor des Kabellese-Roboters gelesen und mit dem in der Roboter- Steuerung gespeicherten Code des jeweils zu entnehmenden Kabel 5 verglichen wird, sodass es zu keinen Verwechslungen von Kabeln 5 bei Entnahme aus den Magazinen 8 kommen kann.
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Jeder Magazinierstab 82 mit Strichcode 825 weist jeweils eine Mehrzahl von voneinander gleich- mässig beabstandeten Kontaktaufnahme-Ausnehmungen 83 auf, welche jeweils paarweise ange- ordnet sind und für die Halterung der Startkontakte 51 und der Zielkontakte 52 jedes der jeweils von den eben genannten Kontakten bzw. von deren Crimp-Stellen 505 in freien Schlaufen 55 herabhängenden Kabel 5 vorgesehen sind, und in welche die Kontakte 51,52 eingesteckt und jeweils von einer schematisch angedeuteten Klemmhalte-Feder 84 gehalten sind.
Bei der Entnah- me der Kabel werden die vorher beschriebenen, schnabelartigen Klemmbacken des jeweiligen Greiforgans in der durch Aufwärtspfeile angedeuteten Weise in Richtung senkrecht nach oben an den jeweiligen Crimp 505 herangeführt, es erfolgt ein Einklemmen des Kabels 5 in der gewünsch- ten definierten Relativ-Positionierung der Crimpstelle 505. Im derart klemm-gehaltenen Zustand wird dann der jeweilige Kontakt 51,52 aus der Öffnung 83 in Richtung der zweiten Pfeile nach abwärts herausgezogen und in der vorgegebenen Positionierung gehalten, wonach die Steck- und Legearbeit folgt.
Die Fig. 9 zeigt eine besonders bevorzugte Ausbildungsform der Magazinierstäbe 82. Der Magazinierstab 82 ist dreiteilig aufgebaut und zwar mit zwei Flankenteilen 821 und einen zwischen den beiden Flankenteilen anliegend angeordneten Mittelteil 822. Die beiden Flanken 821 weisen zum Mitteilteil 822 hin gerichtet, eine etwa zahnstangenartige Formgebung auf, welcher eine entsprechende, ebenfalls zahnstangenartige, beidseitige Gestaltung des Mittelteiles 822 entspricht.
Jede zweite der in der gezeigten Variante um einen Winkel cp von plus oder minus 45 zur Längserstreckung des Stabes 82 geneigten Zahnflächen der beiden Flankenteile 821 weist eine Ausnehmung oder Nut 831 auf, welche so gestaltet ist, dass darin ein Startkontakt 51 bzw. ein Zielkontakt 52 in jeweils exakt definierter Lage untergebracht werden kann. Den Ausnehmungen 831 der beiden Flankenteile 821 des Stabmagazins 82 entsprechen nach beiden Seiten hin offene, etwa rechteckige, wesentlich grössere Ausnehmungen oder Nuten 832 in jeder zweiten Zahnfläche des Mittelteiles 822 des Magazinier-Stabes 82, welche mit ihren offenen Seiten an die offenen Seiten der Nuten 831 anschliessen.
In den Nuten 832 des Stab-Mittelteils 822 sind sich entlang dieser Nuten 832 erstreckende, für eine federklemmende Halterung der Kabelkontakte 51,52 vorgesehene Blattfedern 84 angeordnet, deren Klemmkraft so hoch ist, dass die Kontakte 51, 52 nicht durch das Gewicht der von ihnen abwärts hängenden Kabelschlaufen 55 aus den Nuten 83 herausgezogen werden können.
Weitere Magazinvarianten können darin bestehen, die Druckfedern durch selbst Federwirkung ausübende Rollen, also etwa Gummirollen oder auf Federn angeordnete Rollen zu ersetzen. Es können aber auch mit elastischem Material, wie z. B. Gummi, gebildete Kontakt-Steckkanäle oder Schächte an die Stelle der Haltefedern bzw. Halterollen treten.
Greift hingegen die Greifzange des Start- und des Ziel-Greiforgans an den Kontakten 51,52 an, klemmt sie diese ein und zieht sie in Richtung abwärts, so wird die Haltekraft der die Kontakte in definierter Position haltenden Feder 84 überwunden.
Es hat sich gezeigt, dass die gezeigte "Zahnstangen-Schrägstellung" der Kontakthalte-Nuten 831 bzw. der Kabelkontakte 51,52 im Magazinierstab 82 und somit in den Stabmagazinen 8 selbst, die Arbeit des Handlingsystems bzw. Roboters bei der Kabelentnahme wesentlich erleich- tert.
Der in Fig. 10 gezeigte Kabel(-Umlenk)halter 703 eignet sich gegebenenfalls als blosse Lage- Halterung oder bevorzugt für die Umlenkung des Kabels 5 im Verlauf des Kabel-Legeweges. Er umfasst eine Trägerplatte 760 mit Steckfortsätzen 761 für die Anordnung auf dem Lochraster 70 des in den Fig. 1 und 6 gezeigten Legebrettes 7. Bei der gezeigten Ausführungsform des Halters 703 ragen von der Platte 760 im Abstand voneinander zwei Stiele 7031 aus einem feder- elastischen Material auf, welche an ihren Enden Verdickungen, bevorzugt etwa kugelförmige Halteköpfe 7032, aufweisen. Durch die federnden Stiele 7031 sind die Köpfe 7032 federnd anein- ander gepresst.
Nähert sich nun die robotergeführte Greiferzange mit dem auf ihrer Abzugsrolle abzuspulenden Kabel 5, so weichen die beiden Köpfe 7032 auseinanderfedernd aus, das Kabel 5 wird in dem Freiraum fr zwischen den Stielen abgelegt, und wenn die Greiferzange den Nahbereich der Halte- rung 703 verlassen hat, schliessen die beiden Köpfe den Freiraum fv nach vorne hin ab und halten so das Kabel 5, bzw. ein während der Verlegearbeit wachsendes Kabelbündel gegen Abwärtsfallen gesichert, fest.
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Es können, je nach Aufgabe im Legeprozess, auch Kabelhalter 703 vorgesehen sein, welche mit drei oder vier von den federnden Stielen 7031 federnd aneinanderliegend gehaltenen Köpfen 7032 ausgestattet sind.
An dieser Stelle sei kurz darauf verwiesen, dass bei diesen Halte-Elementen ein "Umkreisen" des Verlegepunktes bzw. Umlenkpunktes mit einem vergrössernden Radius - nicht notwendig ist, sondern während des Kabel-Legevorgangs kann das Kabel 5 praktisch direkt über den zwischen den federnden Haltestielen und-köpfen liegenden Halterungs- bzw. Umlenkpunkt, durch die so- eben näher beschriebene Kabel-Halterung durchgeführt werden.
An dieser Stelle sollen die wesentlichen Unterschiede des erfindungsgemässen Verfahrens im Vergleich zur manuellen Fertigung und dessen Vorteilen üblicherweise zusammengefasst werden: - Beide Leitungsenden werden während des gesamten Entnahme-, Verlegungs-, Steckvor- ganges definiert gehalten.
- Beide Leitungsenden können unter Umständen in Leergehäusen gelagert werden.
- Beide Leitungsenden bzw. Kontakte werden in definierter Position in das Magazin gesteckt.
- Die gesamte Kabellänge, also die Drahtschlinge wird während der Tätigkeit am Legebrett definiert gehalten bzw. geführt.
- Die Bestückungs-Reihenfolge der Kontakt-Steckverbinder-Gehäuse erfolgt innerhalb eines computer-optimierten Vorganges.
- Die Software der Roboter-Steuerung errechnet selbst. z. B. aufgrund der CAD-Daten des
Kabellege-Plans - den Verlegeweg. Bei manueller Verlegung ist eine aufwendige Informa- tion des Personals sowie ein entsprechender Lernbedarf, also eine Anlernzeit erforderlich.
- Als Bestückungsgerät hat sich ein 6-Achsroboter bewährt. Es ist jedoch durchaus im Be- reich der Möglichkeiten, diesen Roboter um weitere Achsen zu erweitern.
- Anstelle der Bewegungen des Legeroboters oder zusätzlich zu denselben kann das Ver- fahren des Legebrettes, und das Verfahren des Magazins vorgesehen sein.
- Das Legebrett als Aufnahme für die Steckergehäuse und als Bearbeitungsebene für den
Roboter, kann in jeder räumlichen Position zum Roboter, also z. B. "über Kopf', montiert sein, sodass er gegenüber den Kabelschlaufen nicht im Weg ist.
- Die Kabel-Magazine können in jeder räumlichen Anordnung positioniert sein. Die Kombina- tion von Magazin und Greiforgan ermöglicht eine Drehung und Positionierung der Kontakte an den Litzen-Enden von gemeinsam 360 .
- Ist die Fertigung eines Kabelbaums einmal programmiert, so ist sie jederzeit zu 100% wie- derholbar.
- Online-Änderungen, z. B. durch den Kunden, können direkt in die Kabellege-Anlage bzw. in deren Steuerung eingespeist werden.
- Die Durchlaufzeit der Produktion wird deutlich reduziert, im Schnitt von 8 bis 10 auf 1 bis 2
Tage.
- Es bedarf keiner elektrischen Prüfung der gefertigten Kabelbäume, was eine Folge der Be- stückung mittels Handlingsystem und der Kontakt-Arretierungs-Prüfung ist.
- Es wird eine verbesserte Qualität infolge der hochgradigen Verminderung der manuellen
Tätigkeiten, insbesondere beim Kabellegen und Kontaktstecken erreicht.
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