CH683389A5 - Verfahren zum Anbringen eines Kontaktelementes am Ende eines kunststoffisolierten elektrischen Leiters. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Konfektionierung von elektrischen Kabeln und Leitungen und ist im Zuge von automatisierten Fertigungsabläufen anzuwenden, bei denen ein isolierter Leiter an einem Ende einem Abisoliervorgang unterworfen wird und nach einer Änderung der örtlichen Position des abisolierten Abschnittes des isolierten Leiters an den abisolierten Abschnitt ein Kontaktelement angeschlagen wird. Derartige Fertigungsabläufe dienen vor allem zur Herstellung von Teiikabeibäumen, die später zu einem kompletten Kabelbaum zusammengesetzt werden. Solche Kabelbäume werden u.a. für die elektrische Ausrüstung von Kraftfahrzeugen verwendet.

Die Herstellung von Teilkabelbäumen im automatisierten Fertigungsablauf erfolgt in aller Regel in der Weise, dass ein isolierter elektrischer Leiter von einem Speicher mit einer Vorschubeinrichtung axial abgezogen und bei ortsfest gegriffenem Kabelende gegebenenfalls unter Schlaufenbildung um eine vorbestimmte Länge nachgeschoben und dann am hinteren Ende durchtrennt wird. Anschliessend werden ein oder beide Enden des isolierten Leiters einem Abisoliervorgang unterworfen, der mit einer axialen Positionsveränderung des Leiterendes verbunden ist. Nachfolgend wird am abisolierten Ende des Leiters ein Kontaktelement angeschlagen. Zwischen dem Abisoliervorgang und dem Anschlagen des Kontaktelementes erfährt das jeweilige Ende des Leiters ebenfalls eine Änderung seiner örtlichen Position; hierbei handelt es sich in aller Regel um eine transversale Positionsänderung, also um eine Verschiebung in Querrichtung (EP 0 145 416 A 2, DE 2 702 188 C 2).

Bei der erwähnten Konfektionierung von isolierten Leitern auf Automaten kann es aufgrund von mechanischen Defekten oder von beim Abisoliervorgang hängengebliebenen Isolierstoffteilen vorkommen, dass einzelne Aderenden nicht abisoliert sind. Im weiteren Fertigungsablauf wird dann das Kontaktelement auf Isolierung angeschlagen, was einen späteren Funktionsausfall des entsprechenden Teilkabel bau m es zur Folge hat. Um solchen Ausfällen vorzubeugen, müssen fehlerhaft erfolgte Abisoliervorgänge durch eine geeignete Qualitätskontrolle sicher erfasst werden.

Ausgehend von einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren so auszugestalten, dass es die Überwachung des Abisoliervorganges als einen integralen Bestandteil des Fertigungsablaufes enthält.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass während des Abisoliervorganges oder während der Änderung der örtlichen Position des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters mitteis wenigstens eines als Lichtvorhang ausgebildeten Durchmessersensors wenigstens ein für den Abisoliervorgang charakteristischen Messsignal erzeugt wird und dass dieses Messsignal mittels einer Messelektronik zu einem Steuersignal verarbeitet wird, das auf die automatisierte Schrittfolge zur weiteren Berarbei-tung des Leiterendes einwirkt.

Bei einem derart ausgebildeten Verfahren wird also mitteis wenigstens eines Lichtvorhanges ein dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Leiterendes proportionales Messsignal gewonnen und dieses Messsignal zu einem Steuersignal aufbereitet. Die Art der Aufbereitung des Messsignals hängt dabei u.a. davon ab, ob das Messsignal bei der axialen Änderung der örtlichen Position des Leiterendes während des Abisoliervorganges oder während der transversalen Positionsänderung des Leiterendes im Anschluss an den Abisoliervorgang erzeugt wurde.

Unabhängig von der Richtung der Positionsänderung ist es zweckmässig, mittels des erzeugten Steuersignals in der Weise auf den automatisierten Fertigungsablauf einzuwirken, dass das Anschlagen des Kontaktelementes im Falle eines nicht abisolierten Leiterendes unterbunden wird.

An sich ist es bekannt, zur Messung des Durchmessers eines langgestreckten, axial transportierten Gutes optische Messköpfe zu verwenden, die mit einem vom langgestreckten Gut durchstossenen Lichtvorhang arbeiten, wobei dem Messkopf zur Auswertung der Messsignale ein Mikroprozessor-System zugeordnet ist (DE-Z «Draht», 1987, Seite 397/398; DE 2 140 939). Weiterhin ist es bekannt, bei der automatischen Kontaktierung des Endes einer dreiadrigen Leitung die abgemantelten und abisolierten Leiterenden vor dem Anschlagen der Kontaktelemente einer Prüfstation zuzuführen, welche die richtige Lage der einzelnen Leiter optisch-elek-trisch überprüft (DE 2 829 015). In diesem Zusammenhang hat man zur lagerichtigen Positionierung der abisolierten Aderenden auch schon vorgesehen, das Leitungsende mit einer Lichtquelle zu beleuchten, deren Licht auf einen Lichtempfänger fällt, und das vom Lichtempfänger empfangene Licht einer Auswerteelektronik zuzuleiten. Bei Verarbeitung einer zweiadrigen Leitung kann dabei das entstehende Lichtmaximum als Ansprechwert verwendet werden (DE 2 542 743).

Das gemäss der Erfindung ausgebildete Verfahren kann in der Weise praktiziert werden, dass das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters bei der Änderung seiner örtlichen Position transversal durch einen schmalen Lichtvorhang geführt wird, dass die Änderung des Ausgangssignals des Lichtvorhanges mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und dass aus dem Vergleichsergebnis das Steuersignal gewonnen wird. In diesem Fall wird ein Messsignal erzeugt, das dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des Leiters und damit - im Falle eines fehlerfrei durchgeführten Abisoliervorganges - dem Durchmesser des Leiters direkt proportional ist.

Man kann das gemäss der Erfindung ausgebildete Verfahren aber auch in der Weise praktizieren, dass der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unterzogenen Ende axial durch einen Lichtvorhang oder transversal gleichzeitig durch wenigstens zwei Lichtvorhänge geführt wird und dass zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens zwei Messwerte registriert werden, von denen der erste Messwert dem Durchmesser des isolierten Leiters

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und der letzte Messwert dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters zugeordnet ist - oder umgekehrt. Bei axialer Führung des Leiterendes durch einen Lichtvorhang können beispielsweise in Abhängigkeit vom automatisierten Abisoliervorgang zwei Messwerte erfasst werden, man kann dann die Differenz der beiden Messwerte bilden, den Differenzwert mit einem vorgegebenen Wert vergleichen und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugen. Eine andere Möglichkeit der Messwerterfassung und -auswertung bei axialer Führung durch einen Lichtvorhang besteht darin, innerhalb einer Messdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, fortlaufend Messwerte zu erfassen und jeweils die Differenz zweier aufeinanderfolgender Messwerte zu ermitteln und diese Differenz mit einem vorgegebenen Messwert zu vergleichen, sodann in Abhängigkeit von diesem Vergleich zunächst den Messwert mit einer grossen Differenz zum nachfolgenden Messwert und danach den Messwert mit einer sehr kleinen Differenz zum nachfolgenden Messwert zu ermitteln und die Differenz dieser beiden Messwerte mit einem vorgegebenen Vergleichswert zu vergleichen und danach in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal zu erzeugen.

Bei axialer Führung des Leiterendes durch einen Lichtvorhang kann aber auch in der Weise vorgegangen werden, dass innerhalb einer Messdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, das Ausgangssignal des Lichtvorhanges zwei Messsignalverstärkern zugeführt wird, von denen der eine ein reines Proportionalverhalten und der andere ein verzögertes Proportionalverhalten aufweist, dass ferner die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Messsignalverstärker gebildet und die sich daraus ergebenden Impulse formiert und gezählt werden und dass abschliessend aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal gewonnen wird.

Sofern das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters transversal durch zwei Lichtvorhänge geführt wird, besteht die Möglichkeit, den für die Ermittlung des Steuersignals erforderlichen Vergleichswert aus den Messwerten selbst zu gewinnen. Hierzu wird die Änderung der Ausgangspegel der beiden Lichtvorhänge ständig überwacht und bei Auftreten einer Änderung ein aus einer Vielzahl von Einzelmessungen bestehender Messzyklus eingeleitet, sodann wird im Verlauf des Messzyklus die Differenz der Messwerte des einen Lichtvorhangs überwacht und bei Unterschreiten eines Mindestwertes dieser Differenz werden die aktuellen Signalpegel der beiden Lichtvorhänge registriert, anschliessend wird die Differenz der beiden registrierten Signalpegel gebildet und mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen, danach wird der Messzyklus so lange fortgesetzt, bis die Differenz der aufeinanderfolgenden Messwerte erneut einen Mindestwert unterschreitet, und dann wird in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt.

Wenn man dagegen den Messzeitraum mit Hilfe von Maschinensignalen für den automatischen

Transportvorgang des Leiters von der Abisolierstation zur Anschlagstation festlegen kann oder festlegen will, so empfiehlt es sich, innerhalb dieses Messzeitraumes die Messsignale der beiden Lichtvorhänge über einen Messstellenumschalter nacheinander auf den Eingang eines Verstärkers mit Proportionalverhalten zu geben, die Differenz der beiden verstärkten Signale zu erfassen, sodann die sich daraus ergebenden Impulse zu formieren und zu zählen und anschliessend aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal zu gewinnen.

Nachfolgend werden sechs verschiedene Ausführungsbeispiele des neuen Verfahrens beschrieben. Dabei wird auf die Fig. 1 bis 13 Bezug genommen, von denen die

Fig. 1 bis 3 die Zuordnung von abisolierten Leiterenden zu Sensoren in Form von Lichtvorhängen zeigen,

die Fig. 4, 5 und 6 dasjenige Verfahren charakterisieren, bei dem für den Fall der axialen Führung des isolierten Leiters die Messzeitpunkte durch geeignete Maschinensignale festgelegt werden,

die Fig. 7, 8 und 9 ein Verfahren charakterisieren, bei dem die relevanten Messzeitpunkte durch den Messvorgang selbst festgelegt werden,

die Fig. 10, 11 und 12 ein Verfahren charakterisieren, bei dem bei transversaler Führung des abgesetzten Leiterendes die Messzeitpunkte durch den Ein- und Austritt des Leiterendes in bzw. aus einem einzigen Lichtvorhang festgelegt werden und die

Fig. 13 ein Verfahren charakterisiert, bei dem bei transversaler Positionsänderung des abgesetzten Leiterendes sowohl der Messbereich als auch die eigentlichen Messzeitpunkte durch die Messsignale selbst festgelegt werden.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Durchmessersensor, der im wesentlichen aus dem Lichtsender 1 und dem Lichtempfänger 2 besteht, wobei sich bei entsprechender Zuordnung des Senders und des Empfängers zwischen beiden der Lichtvorhang 3 ausbildet. Durch diesen Lichtvorhang kann ein isolierter Leiter 10 in seiner Längsrichtung geführt werden. Dabei erhält man am elektrischen Ausgang des Sensors zwei unterschiedliche Messsignale, je nach dem ob sich der abisolierte Abschnitt 11 oder der isolierte Abschnitt 12 im Lichtvorhang befindet.

Gemäss Fig. 2 kann man das abisolierte Ende des Leiters 10 auch transversal durch den Lichtvorhang 3 führen. Bei Verwendung nur eines Lichtvorhanges 3 ist dabei das Leiterende dem Lichtvorhang so zuzuordnen, dass dieser bei der transversalen Positionsänderung des Leiterendes von dem abisolierten Abschnitt bzw. dem dem Abisoliervorgang unterworfenen Abschnitt 11 durchquert wird.

Gemäss Fig. 3 kann man bei transversaler Positionsänderung des Leiters 10 auch zwei Lichtvorhänge 3 und 4 verwenden, von denen der eine mit dem abisolierten Abschnitt 11 und der andere mit dem nicht abisolierten Abschnitt 12 durchquert wird. - Gegebenenfalls kann auch mit drei Lichtvorhän5

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gen gearbeitet werden, wenn beim Abisoliervorgang das eingeschnittene und abzuziehende Isolierstück nicht vollständig vom isolierten Leiter abgezogen wird, um ein Auffachen der feinen Drähte des Litzenleiters zu verhindern. In diesem Fall ist der durchgeführte Abisoliervorgang dann eindeutig überprüfbar, wenn dem abisolierten Leiterstück, dem isolierten Leiter und dem nicht vollständig abgezogenen Isolierstück jeweils ein Lichtvorhang zugeordnet ist.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens arbeitet mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1 und sieht zur Auswertung der Messsignale Massnahmen vor, wie sie in den Fig. 4 bis 6 schematisch dargestellt sind.

Gemäss Fig. 4 ist der Sensoreinrichtung 1, 2 eine Auswerteeinheit 20 nachgeordnet, die aus einer Auswerteelektronik 19 besteht und mit drei Anzeigeelementen Z sowie drei Bedieneiementen B versehen ist und die von einem Abisolierautomaten Signale AB und AN aufnehmen und an eine nachgeordnete Station zum Anschlagen eines Kontaktelementes das Signal F abgeben kann.

Am Ausgang des Sensorsystems 1, 2 ergibt sich in Abhängigkeit von dem Abisoliervorgang der in Fig. 5 skizzierte prinzipielle Spannungsverlauf Uv. Dieser Spannungsverlauf ist stark von der Verschmutzung des Sensors durch Abrieb und Ölnebel abhängig, die sich im laufenden Betrieb nicht vermeiden lässt. Die Spannung Uv sollte daher nicht direkt zur Auswertung herangezogen werden. Das Verfahren sieht demzufolge vor, für die Auswertung zwar die Messsignale im Zustand AN (Abisoliervorgang noch nicht durchgeführt) und im Zustand AB (Abisoliervorgang beendet) heranzuziehen, aber diese beiden Messsignale einer Differenzbildung zu unterwerfen. Durch die Differenzbildung werden die erwähnten Nachteile der Verschmutzung ausgeblendet.

Unter Einbeziehung der Steuersignale AN und AB aus der Abisolierung Anschlagmaschine speichert die Auswerteeinheit 20 bei Messbeginn denjenigen Signalpegel, der dem Zustand AN des isolierten Leiters entspricht und bildet bei Messende die Differenz zum Signalpegel im Zustand AB. Durch Festlegung von Fenstern (Uj grösser U0 ; Ui kleiner Uu; Uu kleiner Ui grösser U0) für zulässige und nichtzulässige Bereiche der Differenzspannung Ui wird ein Signal F zum Eingriff in die Maschinensteuerung erzeugt, das im Fehlerfall das Anschlagen eines Kontaktelementes verhindert.

Wenn das Differenzsignal zu klein ist bedeutet dies, dass das Ende des isolierten Leiters nicht abgesetzt wurde, es liegt also ein Fehler vor. Wenn das Differenzsignal innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, ist der Abisoliervorgang ordnungsgemäss durchgeführt worden. Ist das Differenzsignal dagegen zu gross, so ist der isolierte Leiter abgeschert worden, es liegt also ein Fehler vor.

Der prinzipielle Aufbau der Auswerteelektronik 19 ist in Fig. 6 dargestellt. Die dargestellte Schaltung arbeitet nach einem Differenzverfahren. Dabei wird bei jedem neu zugeführten isolierten Leiter die Ausgangsspannung Uv der Sensoreinrichtung gemessen und über einen elektronischen Schalter SI in einem Kondensator C gespeichert. Nach Beendigung des Abisoliervorganges wird die am Plus-Eingang eines Operationsverstärkers OP anliegende Spannung durch Aktivieren des Schalters S2 mit dem vorher gespeicherten Signal im Zustand AN verglichen und über einen einstellbaren Schwellwertschalter SS ausgewertet. Wird hierbei eine durch einen Schweliwerteinsteller SE 1 vorgegebene Mindestschwelle Uu erreicht, so ergibt die Signalauswertung das Signal «kein Fehler». Es empfiehlt sich hierbei, die Mindestschwelle im Hinblick auf den Fehler «nicht abgesetzt» abzugleichen. Um ausserdem den Fehler «abgeschert» erkennen zu können, muss die Schaltung über die mit dem Schweliwerteinsteller SE 2 einstellbare Maximalwertschwelle U0 auf diesen Fehler abgeglichen werden. - Eine Verschmutzungserkennung VE vergleicht den Si-gnalpegel des Sensors mit einer mitteis des Schwellwerteinstellers SE 3 einstellbaren Schwelle und schaltet ggf. eine Warniampe W an.

Das nachfolgend beschriebene zweite Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens benutzt ebenfalls eine Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1 und sieht zur Auswertung der Messsignale Massnahmen vor, wie sie sich aus den Fig. 7 bis 9 ergeben.

Die Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1 liefert während eines korrekt verlaufenden Abisoliervorganges einen Signalverlauf, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Dieser Signalverlauf ist durch einen Spannungssprung charakterisiert, der zwischen den Maschinensignalen AN und AB auftritt. Demgegenüber zeigt Fig. 8 einen Signalverlauf für den Fall, dass das bearbeitete Leiterende nicht abisoliert wurde. Bei diesem Signalverlauf fehlt der erwähnte Spannungssprung. Eine der Sensoreinrichtung nachgeordnete Auswerteschaltung hat also die Aufgabe, den erwähnten Spannungssprung zu registrieren und auszumessen.

Mit Rücksicht auf Schwankungen des Messsignals, die durch die Nichtlinearität der optischen Sensoreinrichtung und durch sich zwangsläufig ergebende Schwankungen des isolierten Leiters beim Durchlaufen des Sensors bedingt sind, wird im vorliegenden Fall nur die Messdauer durch entsprechende Maschinensignale festgelegt, die für die Auswertung relevanten Messzeitpunkte jedoch durch die Messsignale selbst dynamisch festgelegt, und zwar unmittelbar vor und unmittelbar nach dem erwähnten Spannungssprung. Hierzu wird das Messsignal differenziert und die sich ergebenden Steigungen ausgewertet. Das Festhalten des Messwertes für den Isolationssignalpegel geschieht dann, wenn die Signalsteigung einen vorgegebenen Wert überschreitet. Analog dazu wird der Abisoiati-onspegel festgehalten, wenn die Signalsteigung einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Das Messfenster, in dessen zeitlichem Verlauf der Sprung stattfinden muss, wird dabei durch zwei Maschinensignale gebildet.

Die Differenz der beiden festgehaltenen Messwerte ergibt die Sprunghöhe, die ein Mass für einen korrekten Abisolationsvorgang ist. Der erhaltene Wert wird mit einem für alle Leiterquerschnitte gültigen Mindestwert verglichen und liefert drei mögliche Aussagen:

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1. Der Sprung liegt im Toleranzbereich des Mindestwertes; dies bedeutet: der isolierte Leiter wurde korrekt abisoliert.

2. Der Sprung liegt oberhalb des Toleranzbereiches; dies bedeutet: der isolierte Leiter wurde abgeschert.

3. Der Sprung liegt unterhalb des Toleranzbereiches; dies bedeutet: die Leitung wurde nicht abisoliert.

Da der von der optischen Sensoreinrichtung abgegebene Signalpegel vom Verschmutzungsgrad der Optik abhängt, sinkt mit zunehmender Verschmutzung die Höhe des Spannungssprunges. Dies führt bei Unterschreiten einer bestimmten Grenze zu Fehlauswertungen. Daher ist es erforderlich, den Verschmutzungsgrad zu überwachen; dies erfolgt zweckmässig ebenfalls mit einer Differenzmessung. Hierzu wird während eines Zyklus des Abisolierautomaten der Signalpegel registriert, der dann erreicht wird, wenn der isolierte Leiter die Sensoreinrichtung verlassen hat. Hat dieser Wert eine zu grosse Differenz zum maximal möglichen Signalpegel, so kann dies mittels der Auswerteeinheit signalisiert und die Maschine solange gestoppt werden, bis die Optik der Sensoreinrichtung gesäubert wurde.

Die vorliegend beschriebene Messsignalauswertung wird zweckmässig mittels eines Mikrocomputers durchgeführt, der in der Lage ist, die schnellen analogen Messsignale und gleichzeitig die notwendigen digitalen Steuersignale von und zum Abisolierautomaten zu verarbeiten. Ausserdem kann ein solcher Baustein Zählerstände und Bedienerhinweise über eine Klartextanzeige ausgeben und zeit-und ereignisgesteuerte Protokolle über Stückzahlen und Fehlerhäufigkeiten erstellen. - Eine funktionale Zuordnung der verschiedenen Elemente einer solchen Messwertverarbeitung zeigt Fig. 9. Danach werden von der Sensoreinrichtung 1, 2 über den Messsignalverstärker V analoge Messsignale der elektronischen Auswerteeinheit 21 zugeführt, die mittels eines Mikrocomputers realisiert ist. Der Auswerteeinheit 21 werden weiterhin digitale Messsignale vom Abisolierautomaten zugeführt und es werden von der Auswerteeinheit digitale Steuersignale F an den Abisolierautomaten gegeben. Weiterhin kann auf die Auswerteeinheit 21 mit Hilfe von Bedienelementen B eingewirkt werden und die Auswerteeinheit 21 kann das Auswertergebnis auf Anzeigeelementen Z zur Anzeige bringen oder mittels eines Protokolldruckers D ausdrucken.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet ebenfalls mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 1, wobei die Messsignale zu Impulssignalen verarbeitet und die Anzahl der Impulse gezählt und mit einem Sollwert verglichen wird. Bei diesem Verfahren wird während der Messpausen die am Lichtempfänger 2 auftreffende Lichtmenge fortlaufend gemessen und mit einem Grenzwert verglichen. Bevor das Messsignal infolge von Dejustierungen oder Verschmutzung soweit abgeschwächt wird, dass die Funktion der Abisolierüberwachung nicht mehr gewährleistet ist, erfolgt eine Unterschreitung des Grenzwertes und die Auslösung eines Alarms.

Während einer definierten Messzeit, die zweckmässig durch entsprechende Maschinensignale bestimmt ist, taucht das Messobjekt senkrecht in den Lichtvorhang so tief ein, dass das abisolierte Ende des Leiters und der anschliessende nicht abisolierte Abschnitt sicher erfasst werden. Durch das Eintauchen des Messobjektes entsteht eine Teilabschat-tung am Lichtempfänger 2 in der Weise, dass sich das Schattenbild vollständig innerhalb der Vorhangbreite findet. Das Schattenbild besteht dabei aus dem Halbschatten oder dem Kernschatten. Zur Auswertung des sich ergebenden Messsignals wird das Ausgangssignal des Empfängers 2 auf die Eingänge zweier Verstärkerschaltungen gelegt. Der eine Verstärker hat dabei ein reines Proportionalverhalten, während der andere Verstärker das gleiche Proportionalverhalten aufweist, jedoch mit einer zeitlichen Verzögerung. Mittels einer nachgeschalteten Differenz-Verstärkerschaltung wird die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Verstärker gebildet. Dabei ist der Verstärkungsfaktor so gross eingestellt, dass alle relevanten Durchmesseränderungen während der Messzeit zu einem eindeutigen Impuls am Ausgang der Differenz-Verstärkerschal-tung führen. Nachfolgend werden die sich ergebenden Impulse formiert, gezählt und mit einem erwarteten Vorgabewert verglichen. Dieser Vorgabewert ergibt sich aus der zeitlichen Lage und der Dauer der Messzeit. Beide Grössen können fest vorgegeben oder wählbar sein.

Wenn es beim Durchdringen des Lichtvorhanges zu relevanten Durchmesseränderungen des Messobjektes kommt, entstehen Zählimpulse in folgender zeitlicher Abfolge:

a) beim Eintauchen des abisolierten Endes des isolierten Leiters in den Lichtvorhang und b) beim Eintauchen der Isolierhülle des nicht abisolierten Abschnittes des isolierten Leiters.

In gleicher Weise entstehen Impulse bei der Rückwärtsbewegung des Messobjektes. Handelt es sich um ein nur teilweise abisoliertes Leiterendestück, so entsteht bei der Vorwärts- und bei der Rückwärtsbewegung jeweils ein zusätzlicher Impuls.

Die Messzeit kann in üblicher Weise gestartet werden, beispielsweise mittels Sensorüberwachung der mechanischen Vorschubeinrichtung des Prüflings oder mittels Sensorüberwachung der Position des Messobjektes oder mittels elektrischer Auswertung des zeitlichen Verlaufes des Empfängersignals. Das Ende der Messzeit und die Rückstellung des Zählers erfolgen auf die gleiche Weise wie der Start der Messzeit oder durch die Vorgabe einer definierten Messzeit, die fest eingestellt oder wählbar sein kann. Mit der Festlegung von Messstart und Messende wird auch die Zahl der zu erwartenden Impulse festgelegt. Stimmt die gewählte Im-pulszahl mit der erwarteten Zahl überein, so ist der Abisoliervorgang in der vorgesehenen Weise erfolgt. Stimmen die gewählte Impulszahl mit der erwarteten Zahl nicht überein, so ist der Abisoliergang nicht ordentlich erfolgt oder das Leiterende ist abgeschert worden. In diesem Fall wird der im Rahmen des automatisierten Fertigungsablaufes

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vorgesehene nächste Arbeitsschritt, nämlich das Anschlagen eines Kontaktelementes, unterbunden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird mit transversaler Führung des dem Abisoliervorgang unterworfenen Ende des isolierten Leiters unter Verwendung eines einzigen Lichtvorhanges gearbeitet. Hierbei ist gemäss Fig. 10 eine Sensoranordnung entsprechend Fig. 2 vorgesehen, wobei die Sensoreinrichtung 1, 2 in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Führungsteilen 13 und 14 einer automatischen Fertigungsstation angeordnet ist. Der von der Sensoreinrichtung 1, 2 gebildete Lichtvorhang 3 ist dabei relativ schmal ausgelegt, um eine genügend grosse Veränderung des Messsignals bei transversaler Hindurchführung des Endes des isolierten Leiters 10, 11 zu erhalten. Durch die Schrägsteilung des Lichtvorhanges ergibt sich eine längere Messdauer.

Gemäss Fig. 11 liefert die Sensoreinrichtung 1, 2 einen Spannungs-Grundwert Ui, solange sich kein Leiter innerhalb des Lichtvorhanges 3 befindet. Dieser Spannungsgrundwert wird in einem Kondensator festgehalten und bildet den Referenzwert. Wird nun das dem Abisoliervorgang unterworfene Ende 10, 11 des isolierten elektrischen Leiters in Pfeilrichtung zwischen den Führungselementen 13 und 14 unter Durchdringung des Lichtvorhanges 3 hindurchgeführt, so kann durch den Abfall des Signalpegeis der Sensoreinrichtung 1, 2 auf den Durchmesser des Leiterendes geschlossen werden. Die Auswertung der Abschattung erfolgt dabei prozentual. - In Abhängigkeit von der transversalen Bewegung des Leiterendes 10, 11 erhält man dabei ein Messsignal, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Dabei bildet der Wert Ui den Grundpegei, der Wert U3 einen minimal zulässigen Signalpegel, während der Wert U2 das eigentliche Messsignal bildet.

Die Auswertung des Signalverlaufes erfolgt mittels einer Auswerteeinheit, wie sie schematisch in Fig. 12 dargestellt ist. Dabei sind folgende Schaltungselemente vorgesehen: die Sensoreinrichtung 1, 2, ein Kondensator 22, ein Verstärker 23, eine Umschalteinrichtung 24 zur Anpassung der Auswerteeinheit an den jeweiligen Leiterdurchmesser, einen Schwellwertschalter 25, der auf die Maschinensteuerung 26 ein Steuersignal gibt, ein Soliwertein-steller 27 für die maximal zulässige Verschmutzung der Sensoreinrichtung 1, 2, ein zugehöriger Schwellwertschalter 28 und eine Alarmeinrichtung 29. - Die mit dem Element 24 vorgesehene Um-schaltung bezüglich der Leiterdurchmesser kann gegebenenfalls auch durch die Maschinensteuerung 26 erfolgen.

Eine derart aufgebaute Auswerteeinheit reagiert auf eine unzulässig hohe Verschmutzung der Sensoreinrichtung 1, 2 mit laufender Fehleranzeige und ist somit eigensicher. Um jedoch unnötige Fehleranzeigen zu vermeiden, ist eine Kontrolle der Sensoreinrichtung auf Verschmutzung nötig. Hierzu wird der über den Kondensator 22 entkoppelte Grundwert des Messsignals überwacht. Bei der Unterschreitung eines mit dem Sollwerteinsteller 27 einstellbaren Minimalwertes erfolgt ein optischer oder akustischer Alarm oder es wird auf die Maschinensteuerung 26 zugegriffen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 3, d.h. mit zwei Sensoren und mit transversaler Führung des Leiterendes. Dabei ergeben sich am Ausgang der beiden Sensoren Spannungsverläufe, wie sie in Fig. 13 dargestellt sind. Die Pegel der beiden Sensorspannungen sind ungleich, wenn einer der beiden Sensoren vom abisolierten Teil der Leitung passiert wird, der andere dagegen vom isolierten Teil. Wenn ein Leiterende die Sensoren durchläuft, das am Ende nicht abisoliert worden ist, sind die beiden Pegel der beiden Sensorspannungen idealerweise zu jedem Zeitpunkt identisch. Die der Sensoreinrichtung nachgeschaltete Auswerteeinheit hat somit die Aufgabe, das Maximum der Pegeldifferenz zu ermitteln. Da die Lichtintensität einer Sensoreinrichtung in deren Mitte am stärksten ist, bewirkt ein transversal hindurchgeführter Leiter, dessen Durchmesser kleiner als der aktive Teil des Sensor ist, an dieser Stelle eine maximale Abschattung. Somit ist auch die entstehende Pegeldifferenz maximal, wenn sich das Messobjekt in der Mitte der Sensoreinrichtung befindet.

Gemäss Fig. 13 weist der Signalverlauf Uab bzw. Uis jedes einzelnen Sensors zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Messobjekt in der Mitte der Sensoreinrichtung befindet, ein Minimum auf, d.h. die Steigung des Signalverlaufes ist gleich Null. Dieses Kriterium wird von der Auswerteeinheit dazu genutzt, um den Messzeitpunkt zur Aufnahme des Differenzpegels zu bestimmen.

Der Messzyklus läuft nun folgendermassen ab:

Zunächst befindet sich kein isolierter Leiter zwischen den beiden Sensoren, die beiden Ausgangspegel sind also maximal, gleich gross und ihre Steigungen sind gleich Null. Taucht nun das Ende eines einem Abisoliervorgang unterworfenen isolierten Leiters in die Lichtvorhänge ein, ergeben sich entsprechende Abschattungen und die Signalpegel sinken. Die negative Steigung des Signalverlaufes wird registriert und startet zu einem Zeitpunkt tb den Messzyklus.

Im weiteren Verlauf wird das Signal eines der beiden Sensoren überwacht. Stellt sich nun eine Steigung von nahezu Null ein, so ist das Leiterende in der Mitte beider Sensoren angelangt. Zu diesem Zeitpunkt tm werden die Signalpegel registriert und deren Differenz gebildet. Der so entstandene Messwert wird mit einem Minimalwert verglichen, der für unterschiedliche Leiterquerschnitte gültig sein kann. Der Vergleich kann zu folgenden Aussagen führen:

1. Die Pegeldifferenz ist kleiner als der Minimalwert, d.h. die Abisolierung ist fehlerhaft.

2. Die Differenz ist gleich dem Minimalwert, d.h. der Abisoliervorgang ist korrekt erfolgt.

3. Die Differenz ist grösser als der Minimalwert, d.h. das Leiterende wurde abgeschert.

Anschliessend wird das Messsignal der Sensoren weiter überwacht und, es wird geprüft, ob die Steigung des Signalverlaufes wieder Null wird. Ist dies der Fall, so hat der Leiter die Sensoreinrichtungen verlassen und der Messzyklus wird beendet.

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sen gilt, durch Verschmutzung der Sensoreinrichtungen reduziert wird, muss auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Verschmutzungsgrad überwacht werden. Dieser ist identisch mit dem Grundpegel jedes Sensors. Der günstigste Zeitpunkt zur Messung des Grundpegels der Signale ist am Ende eines Messzyklus gegeben, wenn der Leiter die Sensoren verlassen hat. Die beiden Grundpegel werden registriert und mit einem festgelegten Grenzwert verglichen. Unterschreitet der Grundpegel den Grenzwert, so muss die Auswerteeinheit dies signalisieren und gegebenenfalls die angeschlossene Maschine stoppen.

Der beschriebene Auswertevorgang lässt sich zweckmässig mit einem Mikrocomputer realisieren, der die analogen Signale der Sensoren mittels A/D-Wandler digitalisiert und nach dem aufgezeigten Schema auswertet. Vorteilhaft ist, dass man mit einer solchen Auswerteeinheit auch serielle und parallele Schnittstellen gleichzeitig realisieren kann, so dass das Sensorsystem zusammen mit der Auswerteeinheit in einen Konfektionierautomaten integriert werden kann.

Ein letztes Ausführungsbeispiel arbeitet ebenfalls mit einer Sensoreinrichtung gemäss Fig. 3, also mit zwei Sensoren und transversaler Führung des Leiterendes. Sofern eine Teilabisolierung der Leiterenden vorgesehen ist, kann auch hierbei mit drei Lichtvorhängen gearbeitet werden.

Die Auswertung des Messsignals erfolgt in ähnlicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Abweichend davon ist vorgesehen, dass anstelle von zwei Verstärkern lediglich ein Verstärker verwendet wird, dem jedoch ein unterbrechungsfreier Messstellenumschalter vorgeschaltet ist, wobei die Ausgänge der beiden Sensoreinrichtungen auf den Messstellenumschalter gelegt sind. Der Messstellenumschalter legt zum Messzeitpunkt in zeitlicher Abfolge die Ausgangssignale der beiden Sensoreinrichtungen nacheinander auf den Verstärkereingang, wodurch sich der erwünschte Verzögerungseffekt ergibt. Sind nun die Durchmesser der zwei bzw. drei geprüften Abschnitte des Messobjektes unterschiedlich, so kommt es zum Zeitpunkt der Messstellenumschaltungen zu gleichartigen Zählimpulsen wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Demzufolge müssen bei abisoliertem Leiterende ein Zählimpuls und bei teilabisoliertem Leiterende zwei Zählimpulse entstehen.

Beginn und Ende der Messzeit werden auf die gleiche Art und Weise bestimmt wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Stimmen die gezählten Impulse mit der erwarteten Anzahl der impulse überein, so ist der Abisoliervorgang ordentlich durchgeführt worden, anderenfalls nicht.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Anbringen eines Kontaktelementes an einem Ende eines kunststoffisolierten Leiters, bei dem das Ende des isolierten Leiters in einem automatisierten Fertigungsablauf einem Abisoliervorgang unterworfen wird und bei dem nachfolgend nach einer Änderung der örtlichen Position des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters an dieses Ende ein Kontaktelement angeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Äbisoliervorganges oder während der Änderung der örtlichen Position des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters (10) mittels wenigstens eines als Lichtvorhang ausgebildeten Durchmessersensors wenigstens ein für den durchgeführten Abisoliervorgang charakteristisches Messsignal erzeugt wird und dass dieses Messsignal mittels einer Messelektronik (10) zu einem Steuersignal (F) verarbeitet wird, das auf die automatisierte Schrittfolge zur weiteren Bearbeitung des Leiterendes einwirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters bei der Änderung seiner örtlichen Position transversal durch einen schmalen Lichtvorhang (3) geführt wird, dass die Änderung des Ausgangssignals des Lichtvorhanges mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und dass aus dem Vergleichsergebnis das Steuersignal gewonnen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Äbisoiiervorgang unterworfene Ende des isolierten Leiters axial durch einen Lichtvorhang oder transversal gleichzeitig durch wenigstens zwei Lichtvorhänge geführt wird und dass zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens zwei Messwerte registriert werden, von denen der erste Messwert dem Durchmesser des isolierten Leiters und der letzte Messwert dem Durchmeser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters zugeordnet ist - oder umgekehrt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unterzogenen Ende axial geführt wird, dass in Abhängigkeit vom automatisierten Abisoliervorgang zwei Messwerte erfasst werden, dass die Differenz der beiden Messwerte gebildet und der Differenzwert mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und dass in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unterworfenen Ende axial geführt wird, dass innerhalb einer Messdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, fortlaufend Messwerte erfasst werden und jeweils die Differenz zweier aufeinanderfolgender Messwerte ermittelt und diese Differenz mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen wird, dass in Abhängigkeit von diesem Vergleich zunächst der Messwert mit einer grossen Differenz zum nachfolgenden Messwert und danach der Messwert mit einer sehr kleinen Differenz zum nachfolgenden Messwert ermittelt und die Differenz dieser beiden Messwerte mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und dass dann in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unterworfenen Ende axial geführt wird, dass innerhalb einer Messdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, das Ausgangssignal des Lichtvorhangs zwei Mess-

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signalverstärkern zugeführt wird, von denen der eine ein reines Proportional-Verhalten und der andere ein zeitverzögertes Proportional-Verhalten aufweist, dass die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Messsignalverstärker gebildet und die sich daraus ergebenden Impulse formiert und gezählt werden und dass aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal gewonnen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters transversal durch zwei Lichtvorhänge geführt wird, dass die Änderung der Ausgangspegel der beiden Lichtvorhänge überwacht und bei Auftreten einer Änderung ein aus einer Vielzahl von Einzelmessungen bestehender Messzyklus eingeleitet wird, dass im Verlaufe des Messzyklus die Differenz der Messwerte des einen Lichtvorhanges überwacht wird und bei Unterschreiten eines Mindestwertes dieser Differenz die aktuellen Signalpegel der beiden Lichtvorhänge registriert werden, dass anschliessend die Differenz der beiden registrierten Signalpegel gebildet und mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen wird, dass danach der Messzyklus so lange fortgesetzt wird, bis die Differenz der aufeinanderfolgenden Messwerte erneut einen Mindestwert unterschreitet und dass dann in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters bei der Änderung seiner örtlichen Position transversal durch zwei Lichtvorhänge geführt wird, dass innerhalb eines durch die automatisierte Positionsänderung festgelegten Messzeitraum die Messsignale der beiden Lichtvorhänge über einen Messstellenumschalter nacheinander auf den Eingang eines Verstärkers mit Proportional-Verhalten gegeben werden und die Differenz der beiden verstärkten Signale erfasst und die sich daraus ergebenden Impulse formiert und gezählt werden und dass aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal gewonnen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des erzeugten Steuersignals das Anschlagen des Kontaktelementes unterbunden wird.

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