CN113424383A - 用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法 - Google Patents

用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113424383A
CN113424383A CN201980091973.1A CN201980091973A CN113424383A CN 113424383 A CN113424383 A CN 113424383A CN 201980091973 A CN201980091973 A CN 201980091973A CN 113424383 A CN113424383 A CN 113424383A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
points
wiring
robot
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980091973.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113424383B (zh
Inventor
安德烈亚斯·迈克尔·巴克勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rital LLC
Original Assignee
Rital LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rital LLC filed Critical Rital LLC
Publication of CN113424383A publication Critical patent/CN113424383A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113424383B publication Critical patent/CN113424383B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1687—Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1671—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by simulation, either to verify existing program or to create and verify new program, CAD/CAM oriented, graphic oriented programming systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/20—Bus-bar or other wiring layouts, e.g. in cubicles, in switchyards
    • H02B1/202—Cable lay-outs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B3/00—Apparatus specially adapted for the manufacture, assembly, or maintenance of boards or switchgear
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/12—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof
    • H02G1/1202—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof by cutting and withdrawing insulation
    • H02G1/1248—Machines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40519—Motion, trajectory planning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45097—Cable harnessing robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法，所述方法具有如下步骤：‑提供(100)开关设备(2)的规划，所述规划至少具有关于在所述装配平台(1)上的所述开关设备的多个电气部件(3)的位置信息和关于在每两个所述电气部件(3)之间的多条电气布线(4)的布线信息；‑从多条布线(4)中的至少一条布线的布线信息提取(700)线缆路径，包括线缆源头坐标、线缆终点坐标和在所述线缆源头坐标与所述线缆终点坐标之间的敷设路径；‑沿所述线缆路径生成(800)轨迹点和/或矢量点，并且参数化(900)所述轨迹点和/或矢量点，以便产生机器人控制器；并且‑利用所述机器人控制器来控制(1100)机器人。

Description

用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机 器人辅助布线的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法。
背景技术
在开关设备和控制设备的制造中，电气部件的布线是核心的并且最耗时的工作过程之一，其至今主要通过手工来执行。在此，不仅是该工作过程的复杂性高，而且特别是百分之百无缺陷的要求都对执行布线的员工提出很高的要求。
为了布线过程的优化，存在有在不同辅助级别中的不同的技术辅助设施。这些辅助设施的范围从用于线缆组装的手动工具和/或半自动机到全自动化设备，这些全自动化设备完全地组装单个的导线，也就是说，切割，去除绝缘，安装芯线端部套管并且压接。接着，如此制造的预组装的线缆可以作为散置的并且单个的导线、作为顺序地彼此连接或排列的导线或作为导线束输出。由DE102015103444A1已知缠绕到卷筒上的线缆序列。BE1019651A描述了一种多功能加工头，该多功能加工头集成到布线设备的末端执行器中。DE4431254A1和EP0917259B1分别描述了用于对电气设备的部件的连接部进行布线的方法和装置。EP0259394B1描述了一种用于敷设线缆的工具。
发明内容
因此，本发明的目的是，对开篇所述类型的方法进一步予以改进，使得该方法具有尽可能高的自动化程度。
该目的通过一种具有权利要求1的特征的方法得以实现。从属权利要求各自涉及本发明的有利实施方式。
相应地，该方法具有如下步骤：
-提供开关设备的规划，该规划至少具有位置信息和定向信息和关于装配平台上的开关设备的多个电气部件的定向信息和关于在每两个电气部件之间的多条电气布线的布线信息；
-从多条布线中的至少一条布线的布线信息中提取线缆路径，包括线缆源头坐标、线缆终点坐标和在线缆源头坐标和线缆终点坐标之间的敷设路径；
-沿线缆路径生成轨迹点和/或矢量点，并且参数化轨迹点和/或矢量点，以便产生机器人控制器；并且
-利用机器人控制器来控制机器人。
开关设备的规划，也就是说，特别是位置信息和关于开关设备的多个电气部件的定向信息以及涉及部件布线的布线信息，例如可以直接从3D-ECAD系统中来提供。通过该系统还可以获取涉及电气开关设备的补充信息，只要这些信息可以辅助布线。这些信息例如可以包括对布线的单个线缆的单独组装。
该方法可以包括，应用对布线信息的检查例程，以便确定布线的自动化程度，并且必要时调整布线信息，以便最大化自动化程度。对布线的自动化程度的确定可以包括，确定各个布线步骤的自动化适宜性，在这些布线步骤中，电气开关设备的每两个电气部件彼此布线。
对规划的提供和对布线信息的检查例程的应用以及在必要时调整布线信息以便最大化自动化程度，可以计算机辅助地并且因此基本与位置无关地来执行，并且因此不必强制地在例如为布线而设置的布线自动机上来执行。调整的布线信息例如可以通过在布线自动机上手动调用，或通过借助读取产品识别码例如RFID芯片的自动识别，而被导入布线设备。
此外，对开关设备的规划的提供可以提供来自规划的部件信息，优选为装配平台的至少一个尺寸或轮廓、至少一个电气部件或电气开关设备的另一部件的类型、至少一个电气部件的连接方式、至少一个电气部件的连接坐标和/或连接矢量、或至少一个电气部件或电气开关设备的另一部件的几何形状。
对布线信息的检查例程的应用以便确定布线的自动化程度例如可以包括，针对可自动化的接触，检查至少一个电气部件的至少一种连接方式(导体接线端子等)和/或电气部件之一的连接坐标。电气部件的导体接线端子的连接角度例如可以位于由布线机器人可操作的角度范围之外或之内。
此外，该方法可以包括，光学地检测电气部件在装配平台上的实际布置，并将位置信息和定向信息调整适配于实际布置。对电气部件在装配平台上的实际布置的光学检测可以包括，扫描其上布置有电气部件的装配平台的装配平面。扫描可以借助机器人来执行，优选借助由机器人控制器控制的机器人执行，例如借助关节臂机器人，该关节臂机器人具有带光学检测机构例如摄像机或扫描仪的多功能末端执行器。关节臂机器人可以利用摄像机逐行地扫描装配平台平面。借助电气部件的光学检测到的实际布置，可以检测关于电气部件在装配平台平面上的局部布置的实际数据，并且将其与在开关设备的规划中包含的规划的给定数据、位置信息和定向信息相比较。可以规定，当超过一个或多个部件的局部布置的公差值时，执行将位置信息和定向信息适配于部件的实际布置。
对电气部件的实际布置的光学检测可以包括，光学地检测电气部件的独特标识，例如QR码。然而，对电气部件的识别也可以借助图像识别的常见方法来进行，在这些方法中，由被检测部件的几何形状和不同部件在装配平面上彼此间的相对布置推断出电气开关设备的各个部件。
该方法可以包括，光学地检测电气部件在装配平台上的实际布置，并且根据检测到的在电气部件的实际布置与位置信息和定向信息之间的偏差来调整适配线缆路径。
此外，该方法可以包括，生成在参数化轨迹点和/或矢量点以便产生机器人控制器时考虑的在线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点。这特别是在开关设备的规划具有理想的线缆路径时是有益的，例如垂直于电气部件馈送线缆，和/或在接触的部件之间具有仅由线缆的直的延伸区段(这些延伸区段以直角相互过渡)组成的线缆路径。为了使这样的布线自动化，可以有益的是，通过添加线缆将直角柔化为圆的导线方向变化，或者即使在与规划的理想角度有偏差的实际接触角度情况下也能实现接触部件。
在此，在线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成可以包括，转移位于线缆路径上的轨迹点和/或矢量点，使得这些轨迹点和/或矢量点布置在线缆路径外部。在当提取时提取了电气布线的具有90°方向变化的敷设路径的情况下，可以产生相对于90°方向变化的外半径而言前移了一段距离的附加轨迹点和/或矢量点。因此，特别是可以在线缆路径的一些位置位置生成在线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点，线缆路径在这些位置具有方向变化，例如90°的方向变化。
线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成可以包括，生成位于具有特定最小半径的轨道曲线上的轨迹点和/或矢量点。
第一导线具有大于第二导线的第二导体横截面的第一导体横截面，该第一导线的轨迹点和/或矢量点可以沿轨道曲线来生成，该轨道曲线具有比如下轨道曲线的半径更大的半径：沿着所述轨道曲线生成第二导线的轨迹点和/或矢量点。
轨迹点和/或矢量点的生成以及对轨迹点和/或矢量点的参数化以便产生机器人控制器可以包括，应用预制的编程模块。待实现的线缆敷设路径的90°方向变化例如可以包括围绕根据规划的线缆敷设路径的标准化数量的轨迹点和/或矢量点，从而获得可自动化的并且可参数化的线缆敷设路径。
对电气部件在装配平台上的实际布置的光学检测可以包括，光学地检测障碍物，和/或同时确定在规划的位置信息和定向信息与电气部件在装配平台上的实际布置之间的偏差，以及同时调整适配线缆路径。
此外，该方法可以包括，从布线信息提取导线连接方向，并且沿导线连接方向生成轨迹点和/或矢量点，以及参数化这些轨迹点和/或矢量点，以便产生机器人控制器。
此外，该方法可以包括，从布线信息提取线缆端部处理，其中该方法包括，参数化适配于线缆端部处理的夹取运动，以便控制机器人。
附图说明
将参考以下附图解释本发明的其它细节。其中：
图1示出用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的示例性方法的示意性流程图；
图2以示意图示出在线缆路径的90°方向变化的区域中在线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成；
图3以示意图示出在两个彼此接触的电气部件之间的整个线缆走向的线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成；
图4示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第一实施方式；
图5示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第二实施方式；
图6示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第三实施方式；
图7示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第四实施方式；
图8示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第五实施方式；
图9示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第六实施方式；
图10示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第七实施方式；
图11示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第八实施方式；并且
图12示出用于执行根据本发明的方法的示例性装置的第九实施方式。
具体实施方式
在图1所示的方法中，在步骤100中提供开关设备的规划，该规划至少具有关于在装配平台上的开关设备的多个电气部件的位置信息和定向信息和关于在电气部件中的每两个电气部件之间的多条电气布线的布线信息。
在步骤200中，应用对布线信息的检查例程，以便确定布线的自动化程度。根据检查例程的应用结果而定，必要时可以在随后的步骤300中调整布线信息，以便使自动化程度最大。该调整可以迭代地进行，随之分别在中间插入对方法步骤200的重复。
在可选的该步骤200中，可以应用对布线信息的检查例程，以便在考虑到用于执行布线方法的可供使用的装置的功能范围的情况下，确定布线的最大可实现的自动化程度。然后，必要时可以调整布线信息，以便例如在考虑到用于执行布线方法的可供使用的装置的情况下，实现自动化程度的最大化。
在步骤300中的对布线信息的调整中，不能自动化的布线步骤可以被分离出来用于手动布线310，使得在自动化布线310中不考虑这些布线步骤。就此而言，可以计算机辅助地执行该方法，如EP3392987A1中所述。
此外，该方法可以包括，光学地检测400电气部件在为布线提供的装配平台上的实际布置，并且将位置信息和定向信息调整适配500于实际布置。光学检测400可以包括，利用激光轮廓测量系统扫描装配平台的装配平面，和/或应用常规的图像识别方法。替代地，光学检测可以利用固定式摄像机14或安装在机器人8上的摄像机14来进行。
在步骤700中，从多条布线中的至少一条布线的布线信息中提取线缆路径，包括线缆源头坐标、线缆终点坐标和在线缆源头坐标和线缆终点坐标之间的敷设路径。
在步骤800中，沿线缆路径生成轨迹点和/或矢量点，并且在步骤900中，参数化轨迹点和/或矢量点，以便产生机器人控制器。
步骤1000包括，生成附加的轨迹点和/或矢量点，并且参数化附加的轨迹点和/或矢量点，以便在应用预制的编程模块的情况下产生机器人控制器。
在步骤1100中，在应用机器人控制器的情况下控制机器人，从而实现对电气开关设备的电气部件的自动化布线。只要布线不能自动化，可以手动地并且计算机辅助地执行布线，如EP3392987A1中所述。
在步骤1100中，对电气部件的自动化布线可以以预定的布线顺序并且在考虑到-必要时调整的-布线信息和所调整的位置信息和定向信息来执行。布线可以包括，利用机器人从转交接口取下至少部分预组装的或未组装的线缆。布线可以替代地或附加地包括，以布线顺序依次制造多个单独的预组装的线缆，必要时与布线“及时”地制造，从而在转交接口处总是正好提供作为下一个待布线的线缆以供取下。
自动化布线可以包括，利用机器人，优选利用关节臂机器人，从用于转交至少部分预组装的或未组装的线缆的转交接口，取下至少部分预组装的或未组装的线缆。
取下至少部分预组装的线缆可以包括，从线缆切割自动机的转交接口，取下切割为特定长度的线缆。
在从转交接口取下线缆后，该方法还可以包括，组装线缆的至少一个至少部分预组装的或未组装的端部，为此，利用机器人将线缆端部输送给线缆端部加工自动机，并且在完成线缆端部处理后再将其从该线缆端部加工自动机取出。
取下可以包括，夹取预组装的线缆的第一预组装的线缆端部，并且将第一预组装的线缆端部输送到第一电气部件的线缆连接位置以及电接触。
此外该方法可以包括，将多个单独预组装的线缆通过转交接口依次转交到至少一个机器人上，该至少一个机器人优选设计为关节臂机器人。
自动化布线同样可以包括，以布线顺序以及在考虑到布线信息的情况下，预组装多个线缆。布线信息例如对于两个电气部件的每次布线可以包括至少一个线缆路径和至少一个线缆特征，优选为线缆长度、线缆横截面、线缆颜色、芯线端部处理和/或线缆标记。
在已把线缆端部输送给电气部件并且与该电部件电接触之后，该方法可以包括，执行拉拔控制，为此，机器人例如利用拉力敏感的夹取器作用到被接触的线缆端部上，并且反向于线缆端部的接触方向对线缆端部施加预定的拉拔力。线缆端部的符合规定的接触可以认为是，接触承受住预定的拉拔力，并且特别是线缆端部没有脱离。此外，可以例如借助接触电阻测量对接触进行电检查。
利用机器人对预组装的或未组装的线缆的取下可以包括，利用第一机器人取下线缆的第一线缆端部，并且利用第二机器人取下线缆的第二线缆端部。因此，线缆在其两端被不同的机器人抓取。在该实施方式中，两个机器人可以按主从模式被驱动，直到接触两个线缆端部中的一个，在该主从模式中，主机器人将在另一个线缆端部之前首先待布线的线缆端部输送给电部件之一，而从机器人在同时执行的步骤中跟踪后续待布线的线缆。
跟踪可以包括，在相距装配平台的装配平面保持最小距离的情况下，抓取后续待布线的线缆端部，和/或在线缆松弛时使得后续待布线的线缆端部绷紧，和/或在机械的预紧情况下抓取后续待布线的线缆端部。
图2示出沿着所绘制的短划线，在线缆路径的90°方向变化的区域中，在由规划预定的理想的线缆路径(由点线表示)外部，对附加的轨迹点和/或矢量点的生成，并且图3示出在两个彼此接触的电气部件之间的整个线缆走向的线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成。
此外，该方法可以包括，生成在线缆路径外部的附加的轨迹点和/或矢量点，其在参数化轨迹点和/或矢量点予以考虑，以便产生机器人控制器。这特别是在如下时候是有益的：开关设备的规划具有理想的线缆路径，例如垂直于电气部件馈送线缆，和/或在接触的部件之间的线缆路径仅由线缆的直的延伸区段组成，这些延伸区段以直角相互过渡。为了使这样的布线自动化，可以有益的是，通过添加线缆将直角柔化为圆的导线方向变化，或者即使在与规划的理想角度有偏差的实际接触角度情况下也能实现接触部件。
在此，线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成可以包括，转移位于线缆路径上的轨迹点和/或矢量点，使得这些轨迹点和/或矢量点布置在线缆路径外部。例如可以在线缆走向根据规划规定90°的方向变化时，产生相对于90°的方向变化的外半径而言前移了一段距离的附加轨迹点和/或矢量点。
在线缆路径外部，而不是在由规划预定的理想的线缆路径外部，生成附加的轨迹点和/或矢量点，例如在线缆路径的具有突然的方向变化的位置生成，在此在两个笔直的并且彼此垂直的线缆区段之间发生90°的方向变化。线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成包括，生成位于具有特定最小半径的轨道曲线上的轨迹点和/或矢量点，例如最小半径为5cm，由此简化自动化的布线。
电子部件3各自具有线缆连接位置13，该线缆连接位置具有通过点线绘制的线缆连接方向。因此，线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点的生成可以包括，生成沿相关电子部件3的线缆连接方向的轨迹点和/或矢量点。
图4至图12示出用于执行根据本发明的方法的装置的示例性实施方式，该方法用于对要构造在装配平台1上的电气开关设备2的电气部件3进行机器人辅助布线。装配平台1被装配平台操作车12被保持为水平取向，使得为了线缆输送和线缆连接，可以通过机器人8从上方够到部件3。
用于执行根据本发明的方法的示例性描述的装置可以与ECAD系统连接，通过该ECAD系统提供开关设备的规划，必要时应用对布线信息的检查例程，然后调整布线信息，用于使得自动化程度最大化。对布线信息的检查例程的应用以及调整布线信息来使得自动化程度最大化，也可以独立于ECAD系统在单独的计算机系统上来执行，该计算机系统具有不仅通向ECAD系统而且通向用于对电部件布线的装置的接口。计算机系统于是可以从ECAD系统参考开关设备的规划，应用对布线信息的检查例程，并且必要时对布线信息进行调整。计算机系统也可以被设计用来从多条布线中的至少一条布线的布线信息中提取导线路径，包括线缆源头坐标和/或线缆源头矢量、线缆终点坐标和/或线缆终点矢量和在线缆源头坐标和线缆终点坐标之间的敷设路径。计算机系统同样可以被设计用来沿线缆路径生成轨迹点和/或矢量点，并且参数化轨迹点和/或矢量点，以便产生机器人控制器。计算机系统可以是用于执行布线过程的装置的组成部分。
用于执行布线过程的装置可以具有带光学检测机构的多功能末端执行器，该检测机构用于光学地检测电气部件在装配平台上的实际布置。在借助多功能末端执行器的光学检测机构检测到电气部件的实际布置之后，该信息可以用于：必要时借助计算机系统执行将位置信息和定向信息调整适配于实际布置。然后，计算机系统将开关设备的相应地调整的规划或由其产生的机器控制程序发送到用于对电气部件布线的装置，使得该装置以预定的布线顺序执行对电气部件的自动化布线，必要时该布线顺序已经由计算机系统在旨在自动化程度的最大化的布线信息调整中被修改了。
在图4所示的装置的实施方式中，利用多个线缆切割自动机9.1分别提供特定类型的线缆，例如类型A-D，并且分别提供特定长度。线缆类型的区别可以在于例如线缆横截面、线缆颜色或其它线缆特征。所有线缆特征，包括线缆长度，都可以从开关设备的规划中例如以由ECAD系统提供的规划文件的形式取得。
单臂关节臂机器人8直接从提供所期望类型的线缆5的线缆切割自动机9的接口6取下，以便将切割的线缆5为了按照规定方式地处理芯线端部而相继输送给芯线端部处理自动机9.2，使两端部7用于分别需要的后续处理。后续处理特别是可以包括去绝缘、安装芯线端部套管和压接芯线端部套管。
在芯线端部处理之后，单臂关节臂机器人8可以按照参考图1所述的方式，根据开关设备2的规划，在装配平台1上加工如此得到的预组装的线缆5，特别是根据开关设备2的规划对开关设备2的部件3布线。
图5中所示的实施方式与图4中所示的实施方式的区别在于，使用二臂关节臂机器人8而不是单臂关节臂机器人8。只要在本申请中提到第一和第二机器人，特别是提到第一和第二关节臂机器人8，则这同样可以通过图5中所示的二臂关节臂机器人8来实现。关节臂机器人8的两个臂可以以合作的方式共同工作，如其参考图1所描述的。特别是通过使得两个机器人8以主从模式工作，在该主从模式中,主机器人8被设置用于第一线缆端部7的布线，而从机器人8被设置用于跟踪对置的线缆端部7，例如使得对置的线缆端部7相距装配平台1保持特定的最小距离，以便避免线缆5与布置在装配平台1上的电气部件3缠绕，或者以便在由机器人在两个待彼此电接触的部件3之间执行线缆输送的期间方便将线缆5放入线缆通道中。
图6中所示的实施方式与图5中所示的实施方式的区别在于，设置另一关节臂机器人8，以便借助线缆组装自动机9.1、9.2以上述方式制造及时地产生预组装的线缆并且将其转交到二臂关节臂机器人8。
图7中所示的实施方式示出使用导线更换器10，借助该导线更换器向唯一的线缆切割自动机9.1按需求输送A-D类型的不同种类的线缆，这些线缆是从不同的来源例如从所示的线缆卷筒得到的。线缆切割自动机9.1的传输系统11从导线更换器10取出分别按需求在导线更换器10上提供的导线端部。导线更换器10相对于传输系统11在其不同的取下位置之间可移动(通过竖直双箭头示出)，使得可以按需求将所期望的导线类型A-D输送给线缆切割自动机9.1。
根据图8的实施方式示出根据图7的实施方式的变型方案，其中使用一个二臂关节臂机器人8或两个单臂关节臂机器人8而不是一个单臂关节臂机器人8。对线缆端部的引导可以在如参考图5已经描述的条件下进行。
图9示出根据图8的实施方式的变型方案，其中设置单独的单臂关节臂机器人8，以便从线缆切割自动机9.1取下切割的线缆5并且借助芯线端部处理自动机9.2对切割的线缆5进行芯线端部处理。该单臂关节臂机器人将经过芯线端部处理的线缆5转交到为了布线而合作的另外两个单臂关节臂机器人。合作的布线过程已经参考图5描述过了。
图10示出根据本发明的装置的另一个实施方式，其中单臂关节臂机器人8得到通过线缆组装设备9提供的预组装的线缆5。线缆组装设备9具有线缆切割自动机9.1，通过导线更换器10将A-D类型的线缆5选择性地输送给线缆切割自动机9.1。将切割的线缆段5输送给芯线端部处理自动机9.2，该芯线端部处理自动机具有输出部，通过该输出部把预组装好的线缆5各自地即依次以预定的敷设顺序输出。预组装的线缆5是柔韧的，并且由线缆组装设备9在接口6以U形几何形状被提供。线缆5在其端部7处被抓取，使得关节臂机器人8可以将组装的线缆5在线缆端部7的规定的布置中通过线缆端部7从线缆组装设备9取下。
图11中所示的实施方式与图10中所示的实施方式的区别在于，线缆组装设备9与用于执行该方法的装置分开地提供。因此，线缆组装设备9生产具有多个预组装的线缆5的构造为储藏部的转交接口6，这些线缆彼此间以预定的布线顺序并且以规定的取向布置在转交接口6中，使得关节臂机器人8可以从储藏部以限定的方式取出单个导线5，为此储藏部被取向成相对于关节臂机器人8呈预定的布置和取向。此外，关节臂机器人8可以具有识别机构，例如光学识别机构，以便区分出储藏部中的单个导线5。
与图11中所示的实施方式不同地，图12中所示的实施方式具有线缆组装设备9，其中线缆5在其两个对置的端部7处被保持在构造为储藏部的转交接口6中，并且因此以限定的方式布置，由此便于借助关节臂机器人8取下线缆5。
在上面的说明书中、在附图中以及在权利要求中公开的本发明的特征，无论单独地还是以任意组合，对于实现本发明来说都是重要的。
附图标记列表
1 装配平台
2 开关设备
3 电气部件
4 电气布线
5 线缆
6 转交接口
7 线缆端部
8 机器人
9 线缆组装自动机
9.1 线缆切割自动机
9.2 芯线端部处理自动机
10 导线更换器
11 传输系统
12 装配平台操作车
13 线缆连接位置
14 摄像机
100 提供
200 应用
300 调整
400 光学检测
500 调整适配
700 提取
800 生成
900 参数化
1000 产生机器人控制器
1100 控制

Claims (14)

1.一种用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法，所述方法具有如下步骤：
-提供(100)开关设备(2)的规划，所述规划至少具有关于在所述装配平台(1)上的所述开关设备的多个电气部件(3)的位置信息和定向信息和关于在每两个所述电气部件(3)之间的多条电气布线(4)的布线信息；
-从多条布线(4)中的至少一条布线的布线信息提取(700)线缆路径，包括线缆源头坐标、线缆终点坐标和在所述线缆源头坐标与所述线缆终点坐标之间的敷设路径；
-沿所述线缆路径生成(800)轨迹点和/或矢量点，并且参数化(900)所述轨迹点和/或矢量点，以便产生机器人控制器；并且
-利用所述机器人控制器来控制(1100)机器人。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括，应用(200)对所述布线信息的检查例程，以便确定所述布线(4)的自动化程度，并且必要时调整(300)所述布线信息，用于使得自动化程度最大化。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在提供(100)所述开关设备(2)的规划时，还提供来自所述规划的部件信息，优选为所述装配平台(1)的至少一个尺寸和/或轮廓、至少一个所述电气部件(3)或所述电气开关设备(2)的另一部件的类型、至少一个所述电气部件(3)的连接方式、至少一个所述电气部件(3)的连接坐标和/或连接矢量、和/或至少一个所述电气部件(3)的几何形状。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括，光学地检测(400)所述电气部件(3)在所述装配平台(1)上的实际布置，并且将所述位置信息和定向信息调整适配(500)于所述实际布置。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括，光学地检测(400)所述电气部件(3)在所述装配平台(1)上的实际布置，并且根据检测到的在所述电气部件(3)的实际布置与所述位置信息和定向信息之间的偏差来调整适配(500)所述线缆路径。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，对所述电气部件(3)在所述装配平台(1)上的实际布置的所述光学检测(400)包括，光学地检测障碍物，和/或同时确定在规划的所述位置信息和定向信息与所述电气部件(3)在所述装配平台(1)上的所述实际布置之间的偏差，以及同时调整适配(500)所述线缆路径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括，生成(1000)在参数化(900)所述轨迹点和/或矢量点以便产生所述机器人控制器时考虑的线缆路径外部的附加轨迹点和/或矢量点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，线缆路径外部的所述附加轨迹点和/或矢量点的生成(1000)包括，转移位于所述线缆路径上的轨迹点和/或矢量点，使得所述轨迹点和/或矢量点位于所述线缆路径外部。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在所述线缆路径的一些位置，所述线缆路径具有方向变化例如90°的方向变化，在这些位置，生成所述线缆路径外部的所述附加轨迹点和/或矢量点。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述线缆路径外部的所述附加轨迹点和/或矢量点的生成(1000)包括，生成位于具有特定最小半径的轨道曲线上的轨迹点和/或矢量点。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，第一导线具有大于第二导线的第二导体横截面的第一导体横截面，该第一导线的轨迹点和/或矢量点沿轨道曲线来生成，该轨道曲线具有比如下轨道曲线的半径更大的半径：沿着所述轨道曲线生成所述第二导线的轨迹点和/或矢量点。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括，从所述布线信息提取(700)导线连接方向，并且沿所述导线连接方向生成(800)轨迹点和/或矢量点，以及参数化(900)所述轨迹点和/或矢量点，以便产生所述机器人控制器。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括，从所述布线信息提取(700)线缆端部处理，其中，所述方法包括参数化(900)适配于所述线缆端部处理的夹取运动，以便控制机器人。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在当提取(700)时提取了所述电气布线(4)的具有90°方向变化的敷设路径的情况下，产生相对于90°方向变化的外半径而言前移了一段距离的附加轨迹点和/或矢量点。
CN201980091973.1A 2018-12-21 2019-11-27 用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法 Active CN113424383B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018133319.6A DE102018133319A1 (de) 2018-12-21 2018-12-21 Verfahren zur robotergestützten Verdrahtung von elektrischen Komponenten einer auf einer Montageplatte angeordneten elektrischen Schaltanlage
DE102018133319.6 2018-12-21
PCT/DE2019/101017 WO2020125851A1 (de) 2018-12-21 2019-11-27 Verfahren zur robotergestützten verdrahtung von elektrischen komponenten einer auf einer montageplatte angeordneten elektrischen schaltanlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113424383A true CN113424383A (zh) 2021-09-21
CN113424383B CN113424383B (zh) 2023-09-05

Family

ID=69165274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980091973.1A Active CN113424383B (zh) 2018-12-21 2019-11-27 用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US12030193B2 (zh)
EP (1) EP3900131B1 (zh)
KR (1) KR102609176B1 (zh)
CN (1) CN113424383B (zh)
DE (1) DE102018133319A1 (zh)
PL (1) PL3900131T3 (zh)
WO (1) WO2020125851A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021103561B3 (de) 2021-02-16 2022-03-24 Rittal Gmbh & Co. Kg Anordnung für den Transport eines Drahtes von einem Drahtkonfektionierungsautomaten zu einer Abnahmestelle
CN114833825B (zh) * 2022-04-19 2024-06-14 深圳市大族机器人有限公司 协作机器人控制方法、装置、计算机设备和存储介质
DE102022206681A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zum Positionieren eines Werkstücks, das zumindest ein biegeschlaffes Element aufweist
DE102022129282A1 (de) * 2022-11-07 2024-05-08 Rittal Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Verwalten von Fertigungsaufträgen für eine Mehrzahl von manuellen und/oder automatisierten Bearbeitungsstationen, entsprechende Drahtbremsstation und entsprechende Anordnung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989009977A1 (en) * 1988-04-04 1989-10-19 Hughes Aircraft Company An improved target association method
JPH0897581A (ja) * 1994-09-29 1996-04-12 Mitsubishi Electric Corp 操作盤
CN101707333A (zh) * 2009-10-20 2010-05-12 中冶北方工程技术有限公司 以现场总线为基础的新型低压开关柜
CN103235562A (zh) * 2013-03-07 2013-08-07 河海大学常州校区 变电站基于巡检机器人的综合参数检测系统及巡检方法
CN104064479A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 瑞萨电子株式会社 制造半导体装置的方法和半导体装置
CN106067658A (zh) * 2015-04-23 2016-11-02 西门子公司 参数化开关布置的间隔控制和/或保护设备的方法和布置
CN106681135A (zh) * 2017-01-17 2017-05-17 桂林电子科技大学 一种基于混合水滴算法的线缆布线路径搜索方法
US20180283954A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Eaton Corporation Systems, devices, and apparatus for monitoring temperature at remote locations using infrared light

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4010996A (en) * 1976-01-14 1977-03-08 Amp Incorporated Intrinsic certification assembly technique for wiring components into an electrical apparatus
US4050764A (en) * 1976-01-14 1977-09-27 Amp Incorporated Intrinsic certification assembly technique for wiring components into an electrical apparatus
DE3607069A1 (de) 1986-03-04 1987-09-10 Fraunhofer Ges Forschung Werkzeug zum verlegen von kabeln
DE4431254A1 (de) 1994-09-02 1996-03-07 Broekelmann Jaeger & Busse Verfahren und Vorrichtung zum Verdrahten von Anschlußstellen von Komponenten elektrischer Geräte
DE19750690C2 (de) 1997-11-15 2001-12-13 Broekelmann, Jaeger & Busse Gmbh & Co Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Verdrahten von Anschlußstellen von Komponenten elektrischer Geräte
BE1019651A5 (nl) 2010-11-22 2012-09-04 Atos Engineering Bvba Multifunctionele kop voor een automatische bedradingsmachine.
JP5497115B2 (ja) * 2012-01-27 2014-05-21 三菱電機株式会社 電源切替装置及び配電盤
JP5983563B2 (ja) * 2013-08-26 2016-08-31 住友電装株式会社 ワイヤハーネスの製造装置及びその製造方法
KR20160032844A (ko) * 2014-09-17 2016-03-25 박양석 스마트 분전반
DE102015103444B4 (de) 2015-03-10 2018-05-30 Rittal Gmbh & Co. Kg Kabelsequenz für eine Verdrahtung einer elektrischen Schaltung, Verfahren zum Herstellen sowie Verwendung
KR20160114939A (ko) * 2015-03-25 2016-10-06 주식회사 이그리드 확장 가능한 모듈형 분전반
DE102015007624A1 (de) * 2015-06-16 2016-12-22 Liebherr-Components Biberach Gmbh Verfahren zum Montieren von elektrischen Schaltanlagen sowie Montagehilfsvorrichtung zum Erleichtern der Montage solcher Schaltanlagen
KR101812853B1 (ko) * 2015-12-22 2017-12-29 한국공항공사 조립식 차단기의 제작 방법 및 조립식 차단기
JP6915239B2 (ja) * 2016-07-22 2021-08-04 セイコーエプソン株式会社 挿入方法
EP3392987B1 (de) 2017-04-21 2020-12-02 Rittal GmbH & Co. KG Verfahren und system zur automatisierten unterstützung eines anschlussvorgangs, insbesondere von in einem schaltschrank oder an einem montagesystem angeordneten komponenten
FR3071107B1 (fr) * 2017-09-12 2019-08-23 Schneider Electric Industries Sas Cassette pour cellule d'appareillage electrique
DE102017128295A1 (de) 2017-11-29 2019-05-29 Rittal Gmbh & Co. Kg Verfahren für die elektrische Verkabelung elektronischer Komponenten im Schaltanlagenbau und eine entsprechende Anordnung
EP3646995A1 (de) * 2018-10-29 2020-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Vollautomatisierte montage und kontaktierung elektrischer bauteile

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989009977A1 (en) * 1988-04-04 1989-10-19 Hughes Aircraft Company An improved target association method
JPH0897581A (ja) * 1994-09-29 1996-04-12 Mitsubishi Electric Corp 操作盤
CN101707333A (zh) * 2009-10-20 2010-05-12 中冶北方工程技术有限公司 以现场总线为基础的新型低压开关柜
CN103235562A (zh) * 2013-03-07 2013-08-07 河海大学常州校区 变电站基于巡检机器人的综合参数检测系统及巡检方法
CN104064479A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 瑞萨电子株式会社 制造半导体装置的方法和半导体装置
CN106067658A (zh) * 2015-04-23 2016-11-02 西门子公司 参数化开关布置的间隔控制和/或保护设备的方法和布置
CN106681135A (zh) * 2017-01-17 2017-05-17 桂林电子科技大学 一种基于混合水滴算法的线缆布线路径搜索方法
US20180283954A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Eaton Corporation Systems, devices, and apparatus for monitoring temperature at remote locations using infrared light

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018133319A1 (de) 2020-06-25
US20220072713A1 (en) 2022-03-10
KR102609176B1 (ko) 2023-12-05
EP3900131B1 (de) 2022-12-28
CN113424383B (zh) 2023-09-05
WO2020125851A1 (de) 2020-06-25
US12030193B2 (en) 2024-07-09
PL3900131T3 (pl) 2023-03-27
EP3900131A1 (de) 2021-10-27
KR20210104832A (ko) 2021-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113424383B (zh) 用于对布置在装配平台上的电气开关设备的电气部件进行机器人辅助布线的方法
CN111315543B (zh) 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
JP7133325B2 (ja) はんだスリーブを取り上げ、シールドされた電気ワイヤー及びケーブルに設置して溶かすための装置、システム、及び方法
EP2418658B1 (en) Electric wire terminal treatment device and electric wire terminal treatment method
US11953876B2 (en) Modular wire processing center
CN113196601B (zh) 对设置在安装板上的电气开关设备的电气部件布线的方法
JPS61173412A (ja) ワイヤ・ハ−ネスのためのフレキシブル自動製造装置
US9831751B2 (en) Armature with windings and method of connecting winding ends of armature to terminal
US20240120697A1 (en) Systems and methods for automatic electrical wiring
US12032361B2 (en) Fully automated assembly and contacting of electrical components
RU2785573C1 (ru) Способ проводного монтажа электрических компонентов расположенного на монтажной плате электрического коммутационного устройства
JP3836596B2 (ja) 自動電線処理装置
CN111745675A (zh) 用于自动装入电导体的设备和方法
US20230101717A1 (en) Arrangement for the assembly and wiring of electrical components in switchgear construction and a corresponding method
US20100170089A1 (en) Automated wiring apparatus and method
KR20230091117A (ko) 와이어 가공 센터
JPH04501782A (ja) ケーブルハーネスの製造方法と装置
CN116507447A (zh) 线缆处理中心
JPS6284599A (ja) ジヤンパ−配線装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant