CN111315543A - 开关设备结构中的电子组件的使用电缆序列进行电气布线的方法以及相应的机器人布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于开关设备结构中的电子组件(5)的电气布线的方法，该方法包括以下步骤：a.提供(100)多个电子组件(5)，其安装在共同的工件(1)上，特别是安装板上；b.使用机器人(2)根据预定的电路图并且按预定的顺序对电子组件(5)进行布线(200)，其中由预制的电缆组成的电缆序列(3)被馈送到机器人(2)并且在电缆序列(3)中按预定的顺序布置电缆；其中，布线(200)包括：通过机器人(2)的多功能的末端执行器(4)抓取(201)电缆序列(3)的自由电缆端部；通过多功能的末端执行器(4)馈送(202)自由电缆端部到电子组件(5)中一个的电连接部分；以及，由多功能的末端执行器(4)的分离单元从电缆序列(3)抽取(203)电缆。该方法还可包括：将电缆序列的电缆铺设到电缆通道中；在导体连接端子处接触电缆序列的电缆；和/或，以机械方式和/或以电气方式测试所产生的接触。此外，还描述了一种相应的布置。

Description

开关设备结构中的电子组件的使用电缆序列进行电气布线的 方法以及相应的机器人布置

本发明涉及一种用于开关设备结构(Schaltanlagenbau)中的电子组件的电气布线的方法以及一种相应布置，正如由文献EP0917259B1所知的。由文献DE4431254A1还可知一种类似的方法。

在开关设备结构中，基本上都对自动化电子组件的布线有较大的需求，其中所述电子组件被预先装配在例如用于开关柜(Schaltschrank)的安装板上。然而，这有时与此种开关设备的高度复杂性有冲突。不仅在单个组件之间的电缆引导(Kabelführung)有时非常复杂，而且在开关设备内需要安装大量不同(长度、截面、颜色、电缆芯线端部处理等等)的电缆。此外，有待布线的电子组件——特别是关于接触的类型和位置以及将电缆的端部到相应组件的连接部分的馈送方向而言——是高度多样化的。

为了应对与大量不同的电缆有关的高度复杂性，一种用于电子开关设备的布线的电缆序列(Kabelsequenz)由文献DE102015103444A1已知，其中按规定顺序预制(vorkonfektionieret)的电缆(包括电缆芯线端部处理)彼此连接在一起。为了开关设备的电子组件的布线，必须将单个电缆从电缆序列分离，由此得到以所有电缆属性(比如长度、截面、颜色和电缆芯线端部处理)制造的电缆，其能够被加工为可直接用于开关设备中的电子组件的布线。

然而，此类电缆序列的使用具有的缺点在于，其不再能够与标准的自动布线机器一起使用，所述标准的自动布线机器例如由文献EP0917259B1可知。

因此，本发明的目标是提出一种用于开关设备结构中的电子组件的电气布线的方法以及一种相应布置，其允许对电子组件进行完全自动化的布线。

该目标通过具有权利要求1技术特征的方法来实现。权利要求12描述了一种相应布置。本发明的有利实施方式均为从属权利要求的主题。

因此提出的是，用于电子组件的电气布线的方法，其包括以下步骤：

a.提供多个电子组件，其安装在共同的工件上，特别是安装板上；

b.使用至少一个机器人根据预定的电路图并且按预定的顺序对电子组件进行布线，其中由预制的电缆所组成的电缆序列被馈送至机器人并且在该电缆序列中按预定的顺序布置电缆；

其中，布线包括：通过机器人的多功能的末端执行器(Endeffektor)抓取电缆序列的电缆端部；通过多功能的末端执行器馈送电缆端部到电子组件中一个的电连接部分(Anschluss)；以及，通过多功能的末端执行器的分离单元从电缆序列抽取

电缆。该方法还可包括：将电缆序列的电缆置于电缆管道中；在导体连接端子处接触电缆序列的电缆；和/或，以机械方式和/或以电气方式测试所产生的接触。

因此，所提出的解决方案特别适合于已填装有电子组件的安装板的自动布线。至少一个机器人的控制能够基于电路图自动地实现，所述电路图表示了所执行的电子组件的电气布线以及在安装板上组件的布置。

电缆序列并不局限于任何特定的实施方式，并且应当包括多个至少部分地预制的电缆的所有系统性的布置，可选地使用适当的供给介质。电缆序列例如能够根据文献DE102015103444A1的教导来提供，其作为一卷通过其端部彼此连接的单个电缆。可供选择地，电缆序列能够被提供作为储匣(Magazin)。根据另一实施方式，电缆序列的电缆能够被提供为实质上彼此平行地胶接(aufgegurtet)。电缆序列能够以例如板条储匣(Stangenmagazin)的形式或者以电缆桶(Kabelfass)的形式来提供。

由于在安装板上安装组件时不可能完全没有公差，因此有必要对机器人的控制进行更正，这要考虑在安装板上的组件的布置中所查明的公差或偏差。因此，该方法可包括识别和定位在共同的工件(特别是安装板)上的电子组件。为了进行识别，多功能的末端执行器例如能够具有光学单元，其不但可获取电子组件上的唯一标识，而且可通过该光学单元，借助于图像处理来获取工件上相应的组件的几何形状和/或位置。电子组件的识别和定位并不限于此类方法。

电路图可包括所述组件中的至少一个关于工件的最初位置信息，其中所述方法还包括在进行识别和定位时，获取到组件中至少一个的最初位置信息和所确定位置信息之间的偏差后，更正该最初位置信息。

电子组件中一个的电连接部分的位置和/或方向能够被确定，其中，如果存在的话，能够获取在电连接部分周围环境中的干扰轮廓

并且其中，电缆端部到连接部分的馈送方向被确定，这要考虑电连接部分的位置和方向以及有可能获取的干扰轮廓，并且可选地，还要考虑机器人的运动自由度。机器人可随后沿着所确定的馈送方向将电缆端部插入到所述连接部分中，以便在该连接部分处发生接触。

电缆序列能够被馈送至多功能的末端执行器的分离设备，使用该分离设备，借助电缆端部将位于电缆序列端部处的电缆从所述电缆序列分离或抽取。机器人或多功能的末端执行器可包括用于电缆序列的输送装置。例如，所述分离可包括根据文献DE102015103444A1的教导来进行切割，或者在释放插接连接或粘接连接的意义上的抽取。

电缆序列可为电缆链(Kabelkette)，其中预制的单个电缆通过其电缆端部彼此连接成链，所述电缆端部在可能情况下具有电缆芯线端部处理(Aderendbehandlung)。电缆序列可包括串接布置的多个预制的电缆，每条电缆都具有第一和第二电缆端部。每个预制的电缆可具有导体和导体绝缘体，其中电缆端部被处理以用于对电路进行布线，特别是采用相应导体端部在第一电缆端部和第二电缆端部处无绝缘体的方式进行布线。电缆序列还可具有以串接布置方式彼此相邻布置的预制的电缆之间的连接部分。借助这些连接部分，各预制的电缆的第一电缆端部(其在之前被制造为松散的电缆部分)以及在串接布置的预制的电缆中紧随其后的第二电缆端部(其在之前被制造为松散的电缆端部)能够彼此连接。

将电缆从电缆序列分离可包括将连接区域分离，第一电缆端部通过该连接区域连接到在电缆序列中紧随其后的或在其之前的电缆的第二电缆端部。在连接区域中，在电缆序列中彼此相邻的两个电缆能够以如下方式彼此连接，即相互重叠的方式或者对接方式、力配合方式和/或材料配合方式，特别是彼此焊接、拼接(verspleiβt)、卷曲(vercrimpt)或超声波压实。

分离可借助于切割工具实现，所述切割工具包括两个按连接区域的长度彼此间隔开的刀片或刀刃，特别是两个相对的、反向延伸的V形刀片，每个所述V形刀片都具有两个按连接区域的长度彼此间隔开的部分的刀片或刀刃。所述连接区域可具有彼此互连的电缆刷(Drahtbürsten)或电缆绞合线(Kabel-litze)。例如，通过连接区域彼此互连的电缆端部可配有用于进行电接触的电缆芯线端部套管(Aderendhülsen)，并且每个都具有从相应的电缆端部的电缆芯线端部套管伸出的、电缆绞合线的电缆刷突起部(Drahtbürstenüberstand)，其中电缆端部在电缆刷突起部的区域中彼此连接并因此形成连接区域。

该方法还可包括以下步骤a至d中的至少一个，其中

a.在电缆端部已经在电子组件中一个的电连接部分处有接触之后，多功能的末端执行器释放该电缆端部；

b.具有电缆端部的电缆被引导通过多功能的末端执行器的电缆接合部分检测设备(Kabelverbindungsstellendetektionseinrichtung)；

c.在识别出电缆接合部分——在该电缆接合部分处，一电缆以电缆端部经由接合部分连接到在电缆序列中紧随其后的电缆——之后，将电缆接合部分从电缆序列分离；以及

d.与所述电缆端部相对的电缆端部被多功能的末端执行器抓取，并且被馈送到电子组件的另一电连接部分。

位于电缆序列端部处的电缆——其具有电缆端部——能够在电缆端部已在电子组件中一个的电连接部分处有接触之后从电缆序列抽取或分离。此处，至少一个机器人——在借助其多功能的末端执行器接触电缆端部之后——能够沿着具有电缆端部的电缆的铺设路径移动，其中，电缆按其进给速度(Vorschubgeschwindigkeit)被传输通过末端执行器，所述进给速度对应于末端执行器沿着铺设路径的进给速度。多功能的末端执行器例如可包括具有检测、分离和输送功能的套管，其用于馈送和从电缆序列分离单个电缆。

在将电缆端部馈送到电连接部分之后，电缆端部能够在该电连接部分进行接触，为此

c.采用电连接部分的直接插接技术，通过多功能的末端执行器将电缆端部插入到导体连接端子中；或者

d.电连接部分的弹簧端子通过多功能的末端执行器克服其预紧力打开，随后将电缆端部插入到弹簧端子中，并随后通过多功能的末端执行器释放预张紧的弹簧端子；或者

c.通过多功能的末端执行器来松动电连接部分的螺钉端子的螺钉，随后将电缆端部插入到螺钉端子中，并随后由多功能的末端执行器紧固螺钉端子的螺钉。

当工件是用于开关设备结构的安装板，其例如能够在生产线上的不同处理站点之间在可移动的工件载体或者辊子传送带(Rollenbahn)上输送，其中，在将多个电子组件布置到安装板上之前，首先将安装板固定到工件载体上，并且仅在安装板已被机械加工，电子组件已被安装在安装板上并且所有布线已根据电路图制成的情况下将其再次从工件载体释放，为此目的，安装板通过可移动的工件载体至少在用于机械加工的第一处理站、用于将电子组件安装在安装板上的第二处理站以及用于电子组件的电气布线的第三处理站之间进行输送。

安装板通常在垂直方向上安装在开关柜内部或者被提供作为单个安装板，并且能够在该位置处通过可移动的工件载体容纳并且安装在其上。随后，安装板和可移动的工件载体可从开关柜的内部移除并且被输送至单个的处理站点，因此为了在至少一个处理站点处进行处理，安装板要从垂直方向旋转到水平方向，或者旋转到相对于垂直方向有角度的方向。可设想的是，在最终装配完成之后——并且可选地在经过进一步的技术检查之后——安装板回到垂直方向，并且在该方向上与可移动的工件载体一起被插入到开关柜的内部并且在该处连接到开关柜的框架。通过这种方式，以可移动的工件载体的形式来提供单个输送装置，借助该输送装置，实现安装板的操作(将该安装板从开关柜拆除直到在开关柜的内部重新安装该安装板)，并且安装板被输送到(在安装板上制造开关设备所需的)单个处理站点以及在这些单个处理站点之间输送。

通过平行于开关柜的门侧和后侧的开关柜的开放的侧壁，安装板与可移动的工件载体能够在垂直方向上从开关柜移出。因此，这特别意味着不再需要通过开关柜的前侧将安装板移出开关柜，为此通常需要首先在开关柜内部从在开关柜内的后部安装位置向前移动安装板，也就是在朝开关柜门的方向上移动安装板，以便在该处使用工件载体接收该安装板。

还可设想的是，当电缆端部在电子组件中一个的电连接部分上已被接触和固定之后，通过多功能的末端执行器实现功能和质量的控制，由多功能的末端执行器确定在所接触的电缆与电连接部分之间的电接触电阻，或者通过逆着将电缆端部插入到连接部分的弹簧端子或螺钉端子中的方向来施加特定的力到电缆端部。

用于执行上述方法的布置可包括至少一个机器人，例如至少一个弯臂机器人(Knickarmroboter)，其带有多功能的末端执行器，其中所述机器人可包括输送系统，通过该输送系统，由多个彼此互连的电缆所组成的电缆序列被馈送至多功能的末端执行器。该多功能的末端执行器可具有：抓取装置，其用于抓取电缆序列的电缆端部；和/或，检测设备，其用于检测连接区域；和/或，分离设备，其用于分离在电缆序列中连续的电缆之间的连接区域和/或用于从电缆序列抽取位于端部处的电缆。

所述布置可包括第一和第二机器人，该第一和第二机器人每个都带有多功能的末端执行器，其中，这两个机器人的多功能的末端执行器可具有不同的或相同的功能。第一机器人可被配置为将电缆的两个电缆端部中的第一电缆端部从电缆序列馈送到第一电子组件的电连接部分。第二机器人可被配置为将电缆的两个电缆端部中的第二电缆端部馈送到第二电子组件的电连接部分。

这两个机器人可被配置为将具有电缆端部的电缆引导至其他机器人，该其他机器人将第一或第二电缆端部补充至电子组件中一个的电连接部分，并且在可能情况下，将其铺设到在工件(特别是安装板)上的电缆管道中。

布置还可包括工件载体，其被配置为：保持工件，特别是安装板；将工件馈送到至少一个处理站点，特别是机器人；以及，使其相对于处理站点进行定向。

所述布置可包括第一和第二机器人，每个机器人都带有多功能的末端执行器，机器人中的第一个机器人保持柔性电缆的第一端，并且机器人中的第二个机器人保持柔性电缆的第二端，并且其中，机器人被配置成以一定机械张力保持柔性电缆，从而使得电缆在所述端部之间是基本上笔直的。通过这种方式可防止电缆(即使其为柔性的)在布线过程中发生缠结。

多功能的末端执行器可包括传感器，其被配置为获取在工件上待布线的电子组件的位置和/或获取电子组件的端子的位置和/或方向。

所述布置可包括数据处理系统，在其中存储有要在工件上制造的电子开关设备的电路图，其中数据处理系统被配置为在(工件上布置的)组件的(在电路图中存储的)布线信息中补充通过传感器获取的位置信息和/或方向信息，或者，当电路图已包括位置和/或方向的最初信息时，根据所获取的位置信息和/或方向信息来更新该最初信息。

为了控制机器人，ECAD数据能够被用作第一输入，其包含要使用所述布置制造的开关设备的设计图(Planung)，特别是关于布置在工件上的电子组件的待生成的布线的电路图，其中，为了控制机器人，通过传感器获取的位置信息和/或方向信息能够被用作第二输入。所述布置的数据处理系统能够被配置为根据第一和第二输入生成对机器人的控制。

布线所需的信息，特别是电路图，能够由ECAD系统直接提供。在第一步骤中，在开关设备的工程设计之后，待布线的项目可使用测试例程(Prüfroutine)关于其对自动化的适用性(Automatisierungstauglichkeit)进行检查。在第二步骤中，将在可能情况下被优化的项目导入到用于控制机器人的数据处理系统中，并且，能够根据其自动生成用于控制机器人的机器人程序。在第三步骤中，可扫描安装板和所有位于其上的组件，以便对电子组件进行识别和定位。随后，所获取的电子组件的实际数据能够与在ECAD数据中获取的信息进行比较，并且被更新。

所述识别和定位可涉及读取产品识别码、RFID芯片或类似物。

机器人的多功能的末端执行器可包括扫描器，其用于分别对安装板上的电子组件或布线位置进行定位和识别。多功能的末端执行器还可包括：套管，所述套管具有检测、分离和输送功能，用于馈送和分离单个电缆；以及，抓取装置，其采用集成的传感器技术，用于处理被分离的单个电缆；以及可选地，用于打开弹簧端子的工具和用于打开和关闭螺钉端子的螺丝刀。

机器人——包括位于其上的多功能的末端执行器——的使用允许在不同的方向上接触电缆，所述方向特别是垂直方向(垂直于安装板)，水平方向(平行于安装板)，以及在一有角度的位置(关于安装板的平面而言成1-89°)。

当接触单个电缆端部时或者紧接着接触单个电缆端部之后，能够执行功能和质量的控制，其包括监控关于连接端子的所定义的拉出力以及关于螺钉端子的所定义的扭矩。

此外，所述布置能够被配置为要集成到用于制造开关设备的生产链中，并且为此目的，前述布置可包括一个或多个接口，例如：到ECAD系统——到(自动)装配过程——的接口，借助所述装配过程可将电子组件布置在工件上；到用于(全自动)电缆装配的系统的接口，其中不可自动化的连接能够在工艺时间上并行地(hauptzeitparallel)产生；到手动布线过程的接口，例如借助于使用增强现实的系统的“智能布线”对不可自动化的电缆连接进行前布线和/或后布线；和/或，到完全布线的开关柜的(自动)测试过程的接口。

在下面使用附图来阐释本发明进一步的细节。其中示出：

图1说明性地示出了开关设备结构中的电子组件的电气布线的方法的实施方式；

图2示出了用于执行根据本发明的方法的一种布置；以及

图3示出了用于执行根据本发明的方法的另一布置。

因此，根据图1，开关设备结构中的电子组件的电气布线的方法包括：提供(步骤100)多个电子组件，所述电子组件被安装在共同的工件(例如安装板)上。在为工件提供电子组件之后，能够在步骤200对电子组件进行布线。

在工件(特别是安装板)上提供(步骤100)电子组件，能够包括在ECAD系统中进行开关设备的工程设计。待制造的开关设备是通过计算机辅助设计的，因此至少可获得与组件的布线有关的所有信息。其除了待制造的单个电缆连接之外，可包括单个组件的布置和类型，以及现有连接端子的类型并且其关于电缆端部的单个馈送方向。

然而，ECAD数据还可包括在组件的布线以外的信息。特别地，其可为与安装板的加工(例如在安装板中形成切口)有关的信息，该信息对于组件在安装板上的布置以及对于组件在安装板上的空气调节而言是必要的。特别地，ECAD系统还可特别定义将组件彼此连接到一起的顺序。相应于该顺序，(按具有预定义的电缆顺序的电缆序列的形式的)电缆可被馈送给(用于对电子组件进行布线的)机器人。相应的电缆序列可由文献DE102015103444A1知晓。

提供安装板还可包括识别(步骤110)和定位(步骤120)在共同的工件上的电子组件，所述共同的工件特别为安装板。特别地，由于工件上的组件的布置存在制造公差，则有可能的是，与组件布线有关的实际的位置以及实际的电缆馈送方向可能偏离(例如由ECAD系统所提供的)相应数据。因此，电路图能够通过ECAD系统提供，其显示了安装板上的电子组件的布置以及单个组件彼此之间的准确布线。电路图能够包含至少一个组件相对于工件的最初位置信息。当在识别(步骤110)和定位(步骤120)电子组件的过程中已经确定至少一个组件相对于工件具有相较最初信息而言有偏差的位置，经由ECAD系统提供的最初位置信息能够在已经执行了识别(步骤110)和定位(步骤120)之后被相应地更正(步骤130)。识别(步骤110)例如能够以光学方式或电磁方式来完成，例如通过以光学方式读取一维或多维的条形码或者通过以电磁方式读取RFID码。

此外，在步骤140，电子组件中一个的电连接部分的位置和方向能够被确定，并且与预定的信息进行比较，或者，如果没有此类信息可用，则添加到现有的位置信息。在获取到偏差时，能够相应地更新预定的信息。此外，在步骤150，能够获取在电连接部分周围环境中的干扰轮廓，其中，在可能情况下要考虑电连接部分的位置和方向以及任何所获取的干扰轮廓，并且在可能情况下还要进一步考虑机器人的运动的自由度，则电缆序列的电缆端部到连接部分的馈送方向被确定。

最终，在步骤170，电缆序列能够被馈送至多功能的末端执行器4的分离设备，使用该分离设备，可借助电缆端部将位于电缆序列端部处的电缆从电缆序列抽取或分离。将位于端部处的电缆从电缆序列分离，这能够在电缆端部的布线之前(即在电缆端部与电子组件的连接部分接触之前)执行或者在此之后执行。

在步骤200，电子组件根据预定的电路图(该预定的电路图能够从ECAD系统导出或者由其直接提供)通过机器人(例如通过至少一个弯臂机器人)按预定的顺序进行布线。由预制的电缆所组成的电缆序列被馈送至机器人，其中在电缆序列中的单个电缆按预定的顺序布置。

布线包括：通过机器人的多功能的末端执行器抓取(步骤201)电缆序列的电缆端部；通过多功能的末端执行器馈送(步骤202)电缆端部到电子组件中一个的电连接部分；以及，通过多功能的末端执行器的分离单元从电缆序列抽取(步骤203)电缆。为了从电缆序列抽取电缆，机器人可具有检测套管，电缆序列要穿过该检测套管，其中该套管具有传感器，其获取在电缆序列的连续电缆之间的连接区域。在定位两个连续电缆之间的连接区域之后，电缆序列能够在步骤170被馈送至多功能的末端执行器的分离设备，从而使得分离设备能够分离在连续电缆之间的连接区域。由文献DE102014116772A1已知一种适当的分离模块。

布线还可包括：将已经在步骤203中分离或抽取的电缆例如在电子组件的导体连接端子处进行接触(步骤204)。此外，所接触的电缆可随后在步骤205中被放置于工件(例如安装板)上，特别是在步骤205被放置于电缆管道中(其安装在安装板上)。随后或在此之前，能够(在步骤206)检查电缆的接触(步骤204)。这能够包括：机械测试(例如拉出测试)和/或电气测试(例如接触电阻)。所有的测试步骤能够通过多功能的末端执行器来执行。

图2显示了关于开关设备结构中的电子组件的电气布线的布置的示例性设置。此种布置基本上包括至少一个具有多功能的末端执行器4的弯臂机器人2，其中，采用线圈形式的电缆序列3被分配给弯臂机器人2。多功能的末端执行器4具有传输系统，电缆序列3经由该传输系统被馈送至多功能的末端执行器4。电缆序列3包括多个预制的单个电缆所形成的链，这些单个电缆通过其电缆端部彼此连接以便形成电缆序列。

末端执行器4还具有用于定位和识别在安装板1上的组件5的装置。正如之前关于图1所描述的，其能够被特别用于获取在安装板1上的组件5的实际布置，并且在可能的情况下根据各自预定的信息进行匹配，并且可选地进行纠正，所述预定的信息可通过ECAD系统提供。还可设想的是，末端执行器4被配置成定位组件5的相应连接部分，并且可选地确定电缆端部到所述连接部分的最佳馈送方向，其中可选地，还要考虑使用末端执行器4获取的干涉轮廓。此外，末端执行器4具有分离设备，通过该分离设备，各个位于端部处的电缆能够从电缆序列3分离。将电缆从电缆序列3分离可包括：将在位于端部处的电缆与在电缆序列3中紧接着所述电缆的电缆之间的连接区域分离。

所述布置还包括工件载体6，其被配置为相对于弯臂机器人旋转安装板，从而有可能实现最佳的布线，特别是将电缆端部馈送至相应组件5的连接部分。因此，借助于工件载体6，能够提供比弯臂机器人2的运动自由度更大的运动自由度，由此进一步简化组件的布线，特别是将电缆端部馈送至电子组件5的连接部分。

此外，工件载体6可具有以下功能，即至少在垂直方向(工件载体6在该垂直方向上接收工件1)和水平方向之间旋转工件1(特别是安装板)，或者在垂直方向和相对于垂直方向偏转1°至89°范围内的角度的方向之间旋转工件1。

工件载体6还能够被配置为在制造开关设备的生产链中的单个处理站点之间传输安装板1。特别地，工件载体6能够被配置为将工件1(特别是安装板)经由开关柜壳体的侧壁移动到开关柜壳体以外，这是通过平行于开关柜壳体的后壁和门侧从开关柜壳体取出安装板1，随后将其馈送至单个处理站点，特别是也馈送至根据图2的布置，以便随后(即在完成安装板上的开关设备之后)将其移回开关柜壳体中，从而使得在安装板的所有处理步骤期间以及在这些步骤之间都不必将安装板移出工件载体6。

图3示出了(被形成为弯臂机器人的)两个机器人2的布置的示例性运动过程，这两个机器人2协同地执行根据本发明的方法，例如根据图1描述的方法。为了简化本发明的说明，该过程被分为六个子步骤。此处，电缆序列3例如以电缆储匣的方式提供，其被布置在机器人2的上方。关于提供电缆序列以及关于从电缆序列分离单独电缆的可选方式，可参考根据附图1和2所述的前述实施方式。

在图3所示的实施方式中，协同地工作的机器人2的运动过程以六个子步骤来表示，其中根据图3的子步骤1显示了该运动过程的开始，其中，电缆7通过两个机器人2从电缆序列3分离或抽取，并且通过机器人2中的一个——借助其末端执行器4——在电缆的相对端部处进行拾取。电缆7通常(如图所示)为柔性的部件，其被设置为在通过两个机器人2拾取之后有机械张力，从而使得电缆呈现大致笔直的形状，如图2中所示，并且在整个后续的过程中保持该形状，以便避免电缆7的意外缠结，例如缠结到工件上的组件。

在子步骤2，在图中左侧的机器人2将由其抓取的电缆端部馈送到电子组件5的接触端子，其中在图中右侧的机器人2相应地补充电缆7。

在步骤3，在图中左侧的机器人2在组件5处接触被分配给其的电缆7的电缆端部。为此目的，在图中左侧的机器人2能够将电缆端部插入到组件5的导体连接端子。可选地，该步骤之后可有一测试步骤，该测试步骤例如可采用拉出测试的形式，其中，在图中左侧的机器人2试图以特定的拉出力将所接触的电缆端部拉出组件5的导体连接端子。在第四个步骤，电缆7例如沿着从所接触的组件5出发的电缆管道铺设，并且接近在所接触的组件5右侧的图中的另一组件5，与之连接的是在图中左侧的组件5。

在步骤5和6，导体7的另一电缆端部被馈送至另一电子组件5并且与其接触，其中在图中左侧的机器人固定在组件5之间区域中(例如在步骤4铺设电缆7的电缆导管中)的电缆，以便防止电缆7意外跳出其铺设路径，例如电缆导管。

在步骤6中已将第二电缆端部与另一组件5接触之后，如果需要，该接触还能够通过机械方式和/或电气方式——例如借助于拉出测试的方式或者检查欧姆接触电阻的方式——进行检查。

在步骤6之后，两个机器人2能够从电缆序列3提取另一电缆7，并因此该过程能够从第一步骤重新开始。

在以上说明书、附图和权利要求书中所公开的本发明的技术特征是以单独方式或以任意组合方式实现本发明的必要条件。

附图标记列表

1 工件

2 机器人

3 电缆序列

4 末端执行器

5 组件

6 工件载体

7 电缆

100 提供

110 识别

120 定位

130 更正

140 确定位置和方向

150 获取干扰轮廓

160 确定馈送方向

170 馈送

200 布线

201 抓取

202 馈送电缆端部

203 抽取电缆

204 接触

205 放置

206 检查

Claims (18)

1.一种用于开关设备结构中的电子组件(5)的电气布线的方法，所述方法包括以下步骤：

a.提供(100)多个所述电子组件(5)，所述电子组件(5)安装在共同的工件(1)上，特别是安装板上；

b.使用至少一个机器人(2)根据预定的电路图并且按预定的顺序对所述电子组件(5)进行布线(200)，其中由预制的电缆所组成的电缆序列(3)被馈送至所述至少一个机器人(2)并且在所述电缆序列(3)中按预定的顺序布置所述电缆；

其中，所述布线(200)包括：通过所述至少一个机器人(2)的多功能的末端执行器(4)抓取(201)所述电缆序列(3)的电缆端部；通过所述多功能的末端执行器(4)馈送(202)所述电缆端部到所述电子组件(5)中一个的电连接部分；以及，由所述多功能的末端执行器(4)从所述电缆序列(3)抽取(203)电缆。

2.如权利要求1所述的方法，还包括识别(110)和定位(102)在共同的所述工件(1)上的电子组件(5)，其中

a.所述电路图包括所述电子组件(5)中的至少一个关于所述工件(1)的最初位置信息，其中所述方法还包括在进行识别(110)和定位(102)时，获取到所述电子组件(5)中至少一个的最初位置信息和所确定位置信息之间的偏差后，对所述最初位置信息进行更正(130)；和/或

b.所述电子组件(5)中一个的电连接部分的位置和/或方向被确定(140)，其中，还要获取(150)在所述电连接部分周围环境中的干扰轮廓，并且其中，电缆端部到所述电连接部分的馈送方向被确定(160)，这要考虑所述电连接部分的位置和方向以及有可能获取的干扰轮廓，并且可选地，还要考虑所述至少一个机器人(2)的运动自由度。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述电缆序列(3)被馈送(170)至所述多功能的末端执行器(4)的分离设备，使用所述分离设备(4)，借助所述电缆端部将位于所述电缆序列(3)端部处的电缆从所述电缆序列(3)分离或抽取。

4.如权利要求3所述的方法，其中，

a.在所述电缆端部已经在所述电子组件(5)中一个的电连接部分处有接触之后，所述多功能的末端执行器(4)释放所述电缆端部；

b.可选地，具有所述电缆端部的电缆被引导通过所述多功能的末端执行器(4)的电缆接合部分检测设备，并且在识别出电缆接合部分之后使用所述多功能的末端执行器(4)将所述电缆接合部分从所述电缆序列(3)分离或抽取，其中在所述电缆接合部分处，一电缆以电缆端部经由所述电缆接合部分连接到在电缆序列中紧随其后的电缆；以及

c.与所述电缆端部相对的电缆端部使用所述多功能的末端执行器来抓取，并且被馈送到所述电子组件(5)的另一电连接部分。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，位于所述电缆序列(3)端部处的、具有电缆端部的电缆能够在所述电缆端部已在所述电子组件(5)中一个的电连接部分处有接触之后从所述电缆序列(3)分离或抽取。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个机器人(2)，在借助其多功能的末端执行器(4)接触所述电缆端部之后，能够沿着具有所述电缆端部的电缆的铺设路径移动，其中，所述电缆按一进给速度被传输通过末端执行器(4)，所述进给速度对应于所述末端执行器(4)沿着铺设路径的进给速度。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在将所述电缆端部馈送到电连接部分之后，所述电缆端部在所述电连接部分进行接触，为此：

a.采用所述电连接部分的直接插接技术，通过所述多功能的末端执行器(4)将所述电缆端部插入到导体连接端子中；或者

b.所述电连接部分的弹簧端子通过所述多功能的末端执行器(4)克服所述弹簧端子的预紧力打开，随后将所述电缆端部插入到所述弹簧端子中，并随后由所述多功能的末端执行器(4)释放被预张紧的弹簧端子；或者

c.通过所述多功能的末端执行器(4)来松动所述电连接部分的螺钉端子的螺钉，随后将所述电缆端部插入到所述螺钉端子中，并随后通过所述多功能的末端执行器(4)紧固所述螺钉端子的螺钉。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述工件(1)是用于开关设备结构的安装板，所述安装板能够在不同处理站点之间在可移动的工件载体(6)或者其他传送系统上输送，所述其他传送系统例如为辊子传送带或链式传送带，其中，为了将多个电子组件(5)布置到所述安装板上，首先将所述安装板固定到所述工件载体上，并且仅当所述安装板已被机械加工时，当所述电子组件(5)已被安装在所述安装板上时以及当所有布线已根据电路图制成时将所述安装板重新从所述工件载体上释放，为此目的，所述安装板通过可移动的所述工件载体至少在用于机械加工的第一处理站、用于将所述电子组件(5)安装在所述安装板上的第二处理站以及用于所述电子组件(5)的电气布线的第三处理站之间进行输送。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述安装板在垂直方向上安装在开关柜内部，并且能够在该位置处由可移动的所述工件载体(6)接收并且安装在所述工件载体(6)上，其中，所述安装板和可移动的工件载体随后能够从所述开关柜的内部移除并且被输送至处理站点，因此为了在至少一个处理站点处进行处理，所述安装板能够从垂直方向旋转到水平方向，或者旋转到相对于垂直方向有角度的方向，其中，在最终装配完成之后，并且可选地在经过技术检查之后，所述安装板重新回到垂直方向，并且在所述垂直方向上与可移动的所述工件载体一起被插入到所述开关柜的内部并且在该处连接到所述开关柜的框架。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中，通过平行于所述开关柜的门侧和后侧的所述开关柜的开放的侧壁，所述安装板与可移动的所述工件载体能够在垂直方向上从所述开关柜移出。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述电缆端部在所述电子组件(5)中一个的所述电连接部分上已被接触和固定之后，通过所述多功能的末端执行器(4)实现功能和质量的控制，由所述多功能的末端执行器(4)确定在所接触的电缆与电连接部分之间的电接触电阻，或者通过逆着将所述电缆端部插入到所述电连接部分的弹簧端子或螺钉端子中的方向来施加特定的力到所述电缆端部。

12.一种用于执行如前述权利要求中任一项所述的方法的布置，其中，所述布置包括至少一个机器人(2)，特别是弯臂机器人，所述至少一个机器人(2)带有多功能的末端执行器(4)，其中所述至少一个机器人(2)包括输送系统，通过所述输送系统，由多个彼此互连的电缆所组成的电缆序列(3)被馈送至所述多功能的末端执行器(4)，其中所述多功能的末端执行器(4)具有用于抓取所述电缆序列(3)的电缆端部的抓取装置。

13.如权利要求12所述的布置，其包括带有多功能的末端执行器(4)的第一机器人和第二机器人(2)，其中，这两个机器人(2)的所述多功能的末端执行器(4)具有不同的功能或相同的功能，其中，所述第一机器人(2)被配置为将电缆的两个电缆端部中的第一电缆端部从所述电缆序列馈送到所述电子组件(5)中的第一电子组件的电连接部分，并且其中，所述第二机器人(2)被配置为将所述电缆的两个电缆端部中的第二电缆端部馈送到所述电子组件(5)中的第二电子组件的电连接部分。

14.如权利要求12或13所述的布置，其包括带有多功能的末端执行器(4)的第一机器人和第二机器人(2)，其中，所述机器人(2)中的第一机器人保持柔性电缆的第一端部，并且所述机器人(2)中的第二机器人保持所述柔性电缆的第二端部，并且其中，所述机器人(2)被配置成以一机械张力保持所述柔性电缆，从而使得所述电缆在所述端部之间是基本上笔直的。

15.如权利要求12至14中任一项所述的布置，其还包括工件载体，所述工件载体被配置成保持工件，特别是安装板，以便将所述工件馈送到至少一个处理站点，特别是所述至少一个机器人(2)，并且关于所述处理站点进行定向。

16.如权利要求12至15中任一项所述的布置，其中，所述多功能的末端执行器(4)包括传感器，所述传感器被配置为获取待布线的电子组件(5)在所述工件上的位置，和/或，获取所述电子组件(5)的电连接部分的位置和/或方向。

17.如权利要求16所述的布置，其包括数据处理系统，在所述数据处理系统中存储有要在所述工件上制造的电子开关设备的电路图，其中所述数据处理系统被配置为在所述工件上布置的电子组件(5)的、在电路图中存储的布线信息中补充通过所述传感器获取的位置信息和/或方向信息，或者，当所述电路图已包括位置和/或方向的最初信息时，根据所获取的位置信息和/或方向信息来更新所述最初信息。

18.如权利要求16或17所述的布置，其中，为了控制所述至少一个弯臂机器人(2)，ECAD数据被用作第一输入，其包含要使用所述布置制造的开关设备的设计图，其中，为了控制所述至少一个弯臂机器人(2)，通过所述传感器获取的位置信息和/或方向信息被用作第二输入，并且其中，所述布置的数据处理系统被配置为根据所述第一输入和第二输入生成对所述至少一个弯臂机器人(2)的控制。

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