DE102008013591B4

DE102008013591B4 - Werkzeug, Anlage und Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums

Info

Publication number: DE102008013591B4
Application number: DE200810013591
Authority: DE
Inventors: Yavuz Cankut
Original assignee: EDAG GmbH and Co KGaA
Current assignee: FFT EDAG Produktionssysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: WO2009112520A1; EP2263241A1; DE202009018761U1; DE102008013591A1

Abstract

Kabel-Greifwerkzeug für einen im Raum beweglichen Aktor eines Automaten, das Kabel-Greifwerkzeug umfassend:
a) einen an dem Aktor (3) anbringbaren Träger (20),
b) einen ersten Greifer (11) und einen zweiten Greifer (12) für ein Kabel (A₁),
c) einen dritten Greifer (13) und einen vierten Greifer (14) für ein weiteres Kabel (A₂),
d) wobei die wenigstens vier Greifer (11, 12, 13, 14) an dem Träger (20) aus jeweils einer Vorhalteposition (V) in jeweils eine Arbeitsposition (W) bewegbar angeordnet sind, um die Kabel (A₁, A₂) zur Herstellung eines Kabelbaums (D) mittels des jeweils in seiner Arbeitsposition (W) befindlichen Greifers (11, 12, 13, 14) gemäß eines Legeplans in einer Legeeinrichtung (4) anzuordnen, und
e) ein an dem Träger (20) angeordnetes, angetriebenes Transportmittel (15a; 15b), an dem mehrere der Greifer (11, 13; 12, 14) gemeinsam mit dem Transportmittel (15a; 15b) bewegbar angeordnet sind, so dass diese Greifer durch eine Bewegung...

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kabelbäumen für vorzugsweise Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge.
Die EP 0 855 768 B1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums für Kraftfahrzeuge, bei dem elektrische Leitungen mittels eines Roboters aus einem Kabelbündel gezogen, entlang einer vorbestimmten Verdrahtungsbahn in einer Legeeinrichtung angeordnet und mit in der Legeeinrichtung angeordneten Anschlüssen des herzustellenden Kabelbaums durch Pressschweißen verbunden werden.
Die DE 35 44 219 D2 offenbart eine Greiferrolle mit zwei Greifern zum Ablängen, Anschlagen, Zwischenspeichern und Verlegen eines Kabels. Beim Verlegen wird das auf der Greiferrolle aufgewickelte Kabel von den Greifern gehalten. Die Greiferrolle ist im Ganzen hin und her beweglich, um die beiden Kabelenden beim Verlegen mit entsprechenden Einrichtungen des Kabelbaums zu verbinden. Nach dem Verlegen des von der Greiferrolle gehaltenen Kabels wird die leere Greiferrolle abgelegt und eine neue, wieder mit einem Kabel bestückte Greiferrolle aufgenommen.
Die DE 37 03 011 A1 beschreibt eine Kabel-Wechseleinheit mit mehreren Kabelführungen für jeweils ein Kabel. Die Kabelführungen sind jeweils mit einem Klemmelement für das in der jeweiligen Führung befindliche Kabel ausgestattet. Bei dem Verlegen werden die in Längsrichtung geführten Kabel in eine Arbeitsposition bewegt, an der jeweiligen Stelle an einem Kabelende mit einer Halteeinrichtung des Kabelbaums verbunden und abgeschnitten.
Die WO 02/49046 A1 beschreibt ein Verfahren für die Herstellung von Kabelbäumen, bei dem ein mit einem Kabel-Greifwerkzeug bestückter Roboter die Kabel aus einem Magazin einzeln aufnimmt und in einer Legeeinrichtung nach einem vorgegebenen Legeplan ablegt und mit Anschlüssen des jeweiligen Kabelbaums durch Einstecken elektrisch verbindet. Der Vorgang wiederholt sich für jedes Kabel des Kabelbaums. Das Verfahren nutzt den Roboter in wirtschaftlicher Weise, da die im Magazin befindlichen Kabel schon konfektioniert sind und vom Roboter nur aufgenommen, verlegt und verbunden werden müssen. Für Serienfertigungen mit kurzen Taktzeiten ist jedoch eine weitere Effizienzsteigerung wünschenswert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die für die Herstellung von Kabelbäumen pro Kabelbaum erforderliche Zeit weiter zu reduzieren.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kabel-Greifwerkzeug – im folgenden Greifwerkzeug – für einen im Raum beweglichen Aktor eines Automaten, das einen an dem Aktor anbringbaren Träger mit Greifern zum Halten mehrerer Kabel aufweist. Für jedes dieser Kabel sind wenigstens zwei Greifer, vorzugsweise nur zwei Greifer, vorgesehen, ein erster und ein zweiter Greifer für ein erstes Kabel und ein dritter und ein vierter Greifer für ein weiteres, zweites Kabel. Wenn das Greifwerkzeug mit den Kabeln bestückt ist, hält jedes der wenigstens zwei Greiferpaare jeweils ein Kabel an seinen Kabelenden. Die Kabel sind vorzugsweise soweit konfektioniert, dass sie für das Verlegen keiner Bearbeitung mehr bedürfen. Insbesondere können die Enden der Kabel bereits als fertige Kontakte gebildet sein, so dass sie auf einfache Weise mit Anschlüssen des herzustellenden Kabelbaums verbunden werden können, vorzugsweise durch eine lineare Bewegung des Aktors längs nur einer Achse, beispielsweise durch Ein- oder Aufstecken in oder auf einen Gegenkontakt des jeweiligen Anschlusses. Die Kabel können zwischen den gehaltenen Enden am Greifwerkzeug geführt sein oder aufgrund ihres Gewichts in Form jeweils einer Kabelschlaufe zwischen den sie haltenden Greifern frei durchhängen.
Da nach der Erfindung das am Aktor anbringbare Greifwerkzeug mit mehreren Kabeln bestückt werden kann, somit in begrenztem Umfang ein Kabelmagazin bildet, muss der Automat bei dem Verlegen nicht mehr für jedes Kabel zwischen einem externen Kabelmagazin und der Legeeinrichtung hin und her bewegt, beschleunigt und in Zeit raubenden Annäherungsmanövern verzögert werden. Ist das Greifwerkzeug erst einmal mit den Kabeln bestückt, bewegt der Automat den Aktor mit dem Greifwerkzeug zur Legeeinrichtung und verlegt dort die mehreren Kabel.
Die Greifer sind an dem Träger bewegbar angeordnet, so dass jeder der Greifer relativ zu dem Träger aus einer Vorhalteposition in eine Arbeitsposition bewegt werden kann, um mittels des jeweils in seiner Arbeitsposition befindlichen Greifers das von diesem Greifer gehaltene Kabel in der Legeeinrichtung gemäß eines Legeplans für den herzustellenden Kabelbaum anzuordnen. Der Lageplan wird einer Steuerung für den Automaten vorgegeben. Die Legeeinrichtung kann insbesondere als Legebrett gebildet sein, an dem entsprechend dem Legeplan Haltemittel für die Kabel des Kabelbaums angeordnet sind. Die Haltemittel beinhalten zumindest Anschlüsse und vorzugsweise auch Führungsmittel, beispielsweise Umlenkmittel, für die Kabel. Bei den Kabeln und entsprechend den Anschlüssen kann es sich insbesondere um elektrische, zusätzlich oder stattdessen aber auch um beispielsweise Lichtleiter und optische Anschlüsse handeln.
Der Träger umfasst eine Verbindungsstruktur für seine Befestigung an dem Aktor. Der Automat ist vorzugsweise ein Roboter, beispielsweise ein Industrieroboter. Der Roboter kann beweglich oder wie bei Industrierobotern üblich ortsfest in einer Arbeitsstation angeordnet sein. Der Aktor ist in solchen Ausführungen ein Roboterarm, an dessen Ende das Greifwerkzeug mittels der Verbindungsstruktur anbringbar ist. Der Automat und die Verbindungsstruktur sind vorteilhafterweise dafür eingerichtet, dass der Automat das Greifwerkzeug automatisch andocken kann, der Automat also mittels des Aktors das Greifwerkzeug aufnimmt, automatisch am Aktor befestigt und, soweit vorhanden, einen Medienanschluss des Greifwerkzeugs mit einer Medienzuführung des Automaten verbindet. Über den Medienanschluss kann das Kabel-Greifwerkzeug beispielsweise mit elektrischer Energie, Steuersignalen oder einem Druckfluid versorgt werden.
Vorzugsweise nimmt der Automat nicht mittels des Greifwerkzeugs die Kabel, sondern das bereits mit den Kabeln bestückte Greifwerkzeug auf. Das Greifwerkzeug wird mittels einer Bestückungseinrichtung mit den Kabeln bestückt, vorzugsweise automatisch. Das Aufnehmen der Kabel in einer vorhergehenden Prozessstufe entlastet den Automaten, der Anteil der für das Verlegen in der Legeeinrichtung verfügbaren Zeit kann nochmals erhöht und die Auslastung des Automaten gesteigert werden.
Die Arbeitsposition kann für jeden der Greifer relativ zu dem Träger die gleiche oder stattdessen jeweils individuell eine andere sein. Die Greifer können am Träger derart bewegbar angeordnet sein, dass sie in einer vorgegebenen Reihenfolge nacheinander in die einzige Arbeitsposition bewegbar sind. Die Greifer können stattdessen auch in zwei, gegebenenfalls auch mehr Gruppen unterteilt sein, wobei die Gruppen vorzugsweise disjunkt sind, die Greifer der jeweiligen Gruppen also nur in die Arbeitsposition der jeweiligen Gruppe bewegt werden können. Eine Unterteilung in nur zwei Greifergruppen ist vorteilhaft, wenn die Kabel nur an ihren Enden gehalten werden. Die Greifer einer der Gruppen sind jeweils in eine für diese Greifer gleiche, erste Arbeitsposition und die Greifer einer anderen der Gruppen sind in eine für diese Greifer gleiche, von der ersten Arbeitsposition beabstandete zweite Arbeitsposition bewegbar, entweder wahlfrei jeder der Greifer der jeweiligen Gruppe oder bevorzugt innerhalb der Gruppen in einer vorgegebenen Reihenfolge. Vorteilhafterweise ist eine Reihenfolge auch in anderer Hinsicht vorgegeben, nämlich in Bezug auf die gehaltenen Kabel, so dass zunächst diejenigen Greifer, die ein Kabel gemeinsam halten, gemeinsam oder vorzugsweise nacheinander in ihre Arbeitsposition und erst danach die Greifer, die das andere oder eines von mehreren anderen Kabeln halten, ebenfalls gemeinsam oder vorzugsweise nacheinander in ihre Arbeitsposition bewegt werden, um die Kabel nacheinander in der Legeeinrichtung anzuordnen. Werden die Kabel an ihren Enden gehalten, werden die Enden relativ zum Träger in die jeweilige Arbeitsposition bewegt und in dieser Position verlegt, beispielsweise unmittelbar mit einem Anschluss kontaktiert oder zuvor über ein oder mehrere Führungsmittel, beispielsweise Umlenkmittel, der Legeeinrichtung geführt.
Die Greifer sind an dem Träger mittels eines Mechanismus angeordnet, der die Bewegung der Greifer aus jeweils der Vorhalteposition in die Arbeitsposition ermöglicht. Der Mechanismus ist entsprechend dem gewählten Bewegungsablauf ausgelegt. Der Mechanismus umfasst ein gemeinsames Transportmittel für mehrere der Greifer. So kann bei der genannten Gruppenbildung insbesondere für jede der Gruppen ein eigenes Transportmittel vorgesehen sein. Das Transportmittel kann insbesondere um eine oder mehrere Achsen umlaufend bewegbar sein. Es kann beispielsweise als Drehscheibe gebildet sein, von der die Greifer oder nur die Greifer einer Gruppe abragen. Bevorzugter ist das Transportmittel ein flexibles Zugmittel, beispielsweise ein Zahnriemen oder eine Kette oder ein vergleichbares Zugmittel, das durch formschlüssigen, gegebenenfalls aber auch nur reibschlüssigen Antriebseingriff eine exakte Positionierung der Greifer in der Arbeitsposition und vorzugsweise auch in der Vorhalteposition gewährleistet.
In bevorzugten Ausführungen sind an dem Träger für eine erste Gruppe der Greifer ein erster Mechanismus und für eine zweite Gruppe der Greifer ein zweiter Mechanismus angeordnet, derart, dass die dem ersten Mechanismus zugeordneten Greifer nacheinander in die für diese Greifer jeweils gleiche Arbeitsposition und die dem zweiten Mechanismus zugeordneten Greifer mittels des zweiten Mechanismus ebenfalls nacheinander in eine durch den zweiten Mechanismus vorgegebene, für die betreffenden Greifer jeweils gleiche Arbeitsposition bewegbar sind. Von Vorteil ist, wenn die dem ersten Mechanismus zugeordneten Greifer in einer Sequenz alternierend mit den dem zweiten Mechanismus zugeordneten Greifern in die jeweilige Arbeitsposition, einmal in die durch den ersten Mechanismus und das andere Mal in die durch den zweiten Mechanismus vorgegebene Arbeitsposition bewegbar sind. Vorteilhafterweise weist der erste Mechanismus ein für die zugeordneten Greifer gemeinsames erstes Transportmittel und der zweite Mechanismus ein für die diesem Mechanismus zugeordneten Greifer gemeinsames zweites Transportmittel auf. Bei den Transportmitteln handelt es sich jeweils um ein Transportmittel der vorstehend genannten Art.
Die Unterteilung in Gruppen ist vorzugsweise so gewählt, dass von den Greifern, die jeweils eines der Kabel halten, wenigstens zwei Greifer unterschiedlichen Gruppen angehören. Sind für n Kabel am Träger jeweils m Greifer angeordnet, und die Greifer insgesamt in k Gruppen unterteilt, beispielsweise indem für die Greifer jeder Gruppe ein gemeinsames Gruppentransportmittel vorgesehen ist, insgesamt k Transportmittel, wobei n, m und k jeweils gleich oder größer als 2 sind, dann enthält in bevorzugten Ausführungen wenigstens eine der k Gruppen für jedes der n Kabel wenigstens einen, bevorzugt nur einen seiner m Greifer. Noch bevorzugter weisen zwei der k Gruppen für jedes der n Kabel wenigstens einen, bevorzugt nur einen seiner m Greifer auf, so dass für jedes der n Kabel einer seiner m Greifer einer der k Gruppen und ein anderer der m Greifer des gleichen Kabels einer anderen der k Gruppen angehört und diese beiden Gruppen für jedes der n Kabel wenigstens einen seiner m Greifer enthalten.
Weist der Mechanismus als Transportmittel ein oder mehrere umlaufende Zugmittel mit abragenden Greifern auf, ist oder sind die Arbeitsposition(en) bevorzugt in einem Umschlingungsbereich eines Umlenkmittels gelegen, in dem das Transportmittel um eine der Umlenkachse(n) läuft und vom Umlenkmittel radial gestützt wird. Die Greifer ragen vorzugsweise quer zu einer Drehachse ihres Transportmittels, im Falle eines Zugmittels quer zu der genannten Umlenkachse, von ihrem Transportmittel ab, vorzugsweise radial, so dass sie in ihrer Arbeitsposition von ihrem Transportmittel frei vorragen.
Die Transportmittel sind an dem Träger in einem Abstand voneinander vorzugsweise nebeneinander angeordnet. Drehen oder laufen die Transportmittel jeweils um eine oder mehrere Achse(n) um, sind sie zueinander bevorzugt außenachsig angeordnet. Besonders bevorzugt handelt es sich um zwei nebeneinander außenachsig zueinander angeordnete Zugmittel, an denen jeweils mehrere der Greifer angeordnet sind. Die Anordnung solcher Zugmittel ist bevorzugt ferner derart, dass die Zugmittel ein Wegstück nebeneinander in die gleiche Richtung angetrieben und dadurch die Greifer nacheinander in ihre Arbeitsposition bewegt werden. Im Falle der außenachsigen Anordnung der Zugmittel oder anders gebildeten Transportmittel überlappen die in Richtung auf die jeweilige Arbeitsposition bewegten Greifer des einen Transportmittels die in Richtung auf ihre Arbeitsposition bewegten Greifer des anderen Transportmittels. Die überlappende Anordnung kann insbesondere so sein, dass jeweils ein Greifer des einen Transportmittels bei dieser Bewegung zwischen zwei in Bewegungsrichtung aufeinander nächst folgende Greifer des anderen Transportmittels ragt, so dass die beiden Gruppen von Greifern über ein Wegstück in Richtung auf die jeweilige Arbeitsposition in der Art von zwei Zahnrädern oder bevorzugter in der Art von Zahnstangen miteinander kämmen, vorzugsweise allerdings ohne einander zu berühren. Eine kämmende, d. h. überlappende Anordnung ergibt eine kompakte, Platz sparende Bauweise und vorteilhafterweise einen kurzen Abstand zwischen den aufeinander nächst folgenden Greifern, die gemeinsam jeweils das gleiche Kabel halten, so dass auch kurze Kabel von den Greifern gehalten werden können. Ein kurzer Abstand der jeweils in Richtung auf die Arbeitsposition bewegten Greifer kann auch ohne das Merkmal der Überlappung erzielt werden, allerdings vergrößert sich hierdurch der Platzbedarf am Träger und somit dessen Größe, da die Transportmittel voneinander in einem größeren Abstand angeordnet werden müssen. Zur Vermeidung allzu langer Kabelschlaufen kann es von Vorteil sein, wenn die Greifer an voneinander abgewandten Außenseiten der Transportmittel angeordnet sind, während sie nacheinander in die jeweilige Arbeitsposition bewegt werden.
Obgleich es grundsätzlich denkbar ist, dass die Greifer bei dem Verlegen der Kabel kontinuierlich in ihre Arbeitsposition und nach dem Verlegen des jeweiligen Kabels wieder aus der jeweiligen Arbeitsposition weiter bewegt werden, ist die Bewegung der Greifer vorzugsweise so getaktet, dass die Greifer ihre Arbeitsposition jeweils während eines dem Takt entsprechenden Zeitintervalls einnehmen.
Die Erfindung hat nicht nur das Greifwerkzeug als solches, sondern auch den Automaten mit dem Greifwerkzeug, ferner eine zumindest eine Arbeitsstation des Automaten beinhaltende Anlage und auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums zum Gegenstand.
Die Anlage umfasst den Automaten, ein erfindungsgemäßes Greifwerkzeug und eine mit Haltemitteln, nämlich zumindest Anschlüssen und vorzugsweise auch wenigstens einem Führungsmittel bestückte Legeeinrichtung. Der Automat ist dazu eingerichtet, eine Gruppe von Kabeln, die von dem Greifwerkzeug gehalten werden, dem Legeplan des Kabelbaums entsprechend in der Legeeinrichtung anzuordnen.
In einer Weiterbildung umfasst die Anlage ein weiteres erfindungsgemäßes Greifwerkzeug und noch bevorzugter mehrere weitere erfindungsgemäße Greifwerkzeuge. Der Automat kann jeweils wenigstens eines der Greifwerkzeuge aufnehmen. Die Greifwerkzeuge sind vorteilhafterweise bereits mit jeweils mehreren Kabeln bestückt, so dass der Automat nach einem Verlegen der von einem der Greifwerkzeuge gehaltenen Kabel dieses Greifwerkzeug abdocken und seinen Aktor nur an das jeweils nächste Greifwerkzeug andocken muss und anschließend das angedockte Greifwerkzeug unmittelbar zur Legeeinrichtung bewegen kann, um dort die vom Greifwerkzeug gehaltenen Kabel zu verlegen.
Die Anlage weist in einer Weiterbildung eine Bestückungseinrichtung auf, mittels der die Greifwerkzeuge automatisch mit jeweils einem Set von Kabeln bestückt werden. Die Kabel können innerhalb der Kabelsets gleich oder alternativ auch unterschiedlich sein, beispielsweise unterschiedliche Längen aufweisen. Die Kabel können auch von Set zu Set unterschiedlich sein. Die Greifwerkzeuge können untereinander gleich oder alternativ auch unterschiedlich sein, beispielsweise ein Greifwerkzeug für lange und ein anderes für kurze Kabel oder ein Werkzeug für n und ein anderes Werkzeug für n + j Kabel, wobei n und j natürliche Zahlen sind. Die Steuerung des Automaten muss natürlich wissen, welches der unterschiedlichen Greifwerkzeuge angedockt ist und wie dessen Kabel verlegt werden müssen.
Die Greifer sind vorzugsweise Klemmgreifer und können insbesondere Greiferzangen sein, grundsätzlich aber auch andersartig relativ zueinander bewegliche Greiforgane aufweisen. Die Greifer können jeweils in sich automatisch bewegbar sein, um jeden der Greifer ohne zusätzliche Einrichtungen öffnen und schließen zu können. Gegenüber solch aktiven Greifern wird jedoch einfacheren passiven Greifern der Vorzug gegeben. Die Greifer können jeweils Greiforgane, beispielsweise Zangenarme, aufweisen, die zum Öffnen und Schließen, d. h. zum Halten und Loslassen eines Kabels, relativ zueinander beweglich sind. Passive Greifer können mittels einer Feder entweder in den geöffneten oder bevorzugt in den geschlossenen Zustand belastet werden.
Bei Ausbildung der Greifer als passive Greifer ist an dem Aktor oder vorzugsweise ebenfalls an dem Träger eine Betätigungseinrichtung angeordnet, mittels der die Greifer in ihrer Arbeitsposition automatisch betätigt, d. h. geöffnet oder geschlossen werden, um die Kabel zu verlegen und auch, um sie aufzunehmen. Das Wort ”oder” wird hier wie auch sonst im Sinne der Erfindung in seiner üblichen logischen Bedeutung verstanden, umfasst also sowohl die Bedeutung von ”entweder ... oder” als auch die Bedeutung von ”und”, soweit sich aus dem jeweiligen Zusammenhang nicht ausschließlich nur etwas anderes ergeben kann. Die Betätigungseinrichtung kann dementsprechend dazu eingerichtet sein, die Greifer durch Eingriff bis in die Arbeitsposition geschlossen zu halten und das Öffnen durch Lösen des Eingriffs zuzulassen oder die Greifer durch Eingriff im geschlossenen Zustand zu halten und ebenfalls durch Eingriff zu öffnen, eine Feder benötigen die Greifer dann nicht, oder wie bevorzugt die Greifer durch Betätigung nur zu öffnen. In Ausführungen, in denen für die Greifer am Träger mehrere unterschiedliche Arbeitspositionen vorgesehen sind, sind am Aktor oder bevorzugt dem Träger mehrere Betätigungseinrichtungen vorgesehen, nämlich jeweils eine Betätigungseinrichtung pro Arbeitsposition.
Um die Kabel mit einem Anschluss der Legeeinrichtung mechanisch zu verbinden, ist wenigstens ein Verbinder vorgesehen, entweder am Aktor oder bevorzugt am Träger des Greifwerkzeugs angeordnet. Der Verbinder ist der Arbeitsposition zugeordnet. Sind mehrere unterschiedliche Arbeitspositionen vorgesehen, beispielsweise im Falle der genannten Gruppenbildung von Greifern eine Arbeitsposition pro Greifgruppe, ist für jede dieser Arbeitspositionen jeweils ein eigener Verbinder vorgesehen und nahe der jeweiligen Arbeitsposition angeordnet. Der einzige oder jeder der mehreren Verbinder ist vorzugsweise ein Verbinder-Greifer, der das jeweilige Kabelende des in seiner Arbeitsposition befindlichen Greifers greift und mit dem Anschluss verbindet. Der einzige oder im Falle mehrerer Verbinder jeder dieser Verbinder ist relativ zum Träger und dem jeweils in seiner Arbeitsposition befindlichen Greifer vorzugsweise hin und her bewegbar, besonders bevorzugt linear bewegbar, um das Kabelende mit dem Anschluss zu verbinden. Die Abstimmung mit dem jeweiligen Greifer ist bevorzugt derart, dass der Verbinder das Kabelende greift, der betreffende Greifer das Kabelende freigibt und der Verbinder dann das Kabelende mit dem Anschluss mechanisch verbindet, wobei durch dieses Verbinden mit der gleichen Bewegung gleichzeitig eine elektrische oder optische Verbindung mit dem Anschluss hergestellt wird.
Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
1 eine Anlage zur automatischen Herstellung eines Kabelbaums;
2 ein Kabel-Greifwerkzeug mit Greifern für mehrere Kabel;
3 einen der Greifer und einen Verbinder in einer Draufansicht;
4 den Greifer und den Verbinder der 3 in einer Seitenansicht und
5 eine Anlage mit einem Förderer für Legeeinrichtungen.
1 zeigt eine Anlage zur automatischen Herstellung von Kabelbäumen. Die Anlage umfasst einen Automaten 1 mit einer Basis 2 und einem im Raum beweglichen Aktor 3. Der Aktor 3 ist in allen sechs Freiheitsgraden der Bewegung im Raum beweglich. Der Automat 1 ist ein Roboter mit einem Roboterarm, dessen Ende den Aktor 3 bildet. Die Anlage umfasst eine Legeeinrichtung 4, in der mittels des Automaten 1 eine Mehrzahl von Kabeln A₁, A₂ und verallgemeinernd A_i zu einem Kabelbaum D zusammengestellt werden. Die Legeeinrichtung 4 beinhaltet ein Legebrett 5 und an dem Legebrett 5 angeordnete Haltemittel 6 und 7 für die Kabel A_i. Die Haltemittel 6 sind Anschlüsse des Kabelbaums D, werden also nach dem Verlegen der Kabel A_i gemeinsam mit diesen aus der Legeeinrichtung 4 genommen. Die Haltemittel 7 sind Führungsmittel für die Führung der Kabel A_i zwischen den Anschlüssen 6, mittels denen jeweils eines oder mehrere der Kabel A_i zu einem der Anschlüsse 6 umgelenkt werden. Der Automat 1 ordnet die Kabel A_i in der Legeeinrichtung 6 nach einem Legeplan für den Kabelbaum D an, indem er die Enden der Kabel A_i mechanisch und elektrisch mit jeweils wenigstens einem der Anschlüsse 6 verbindet, beispielsweise durch Herstellen einer elektrisch leitenden Steckverbindung. Beim Verlegen der Kabel A_i verbindet der Automat 1 pro Kabel A_i eines seiner Enden mit dem durch den Legeplan vorgegebenen Anschluss 6 und führt das einseitig verbundene Kabel A_i über das oder die mehreren durch den Legeplan vorgegebenen Führungsmittel 7 bis zu dem für das jeweilige Kabel A_i vorgegebenen anderen Anschluss 6 und verbindet das bis dahin noch gehaltene andere Kabelende mit diesem Anschluss 6. Gegebenenfalls kann oder können bei einem oder mehreren der Kabel A_i eines der Kabelenden oder beide Kabelenden freibleiben, d. h. nicht mit einem der Anschlüsse 6 verbunden werden. Wenn die jeweils einen der Kabelbäume D bildenden Kabel A_i dem Legeplan entsprechend in der Legeeinrichtung 4 angeordnet sind, werden sie mittels eines Kabelbinders gebunden, so dass sie einheitlich als Kabelbaum D gehandhabt, insbesondere vom Legebrett 5 genommen werden können und dieses für die Herstellung eines nächsten Kabelbaums D zur Verfügung steht.
Der Automat 1 wirkt mit Multi-Kabel-Greifwerkzeugen 10 zusammen, die im folgenden der Einfachheit wegen jeweils nur noch als Greifwerkzeug bezeichnet werden. Jedes der Greifwerkzeuge 10 ist mit mehreren Kabeln A_i bestückt und weist Greifer in einer zum Halten der jeweils mehreren Kabel A_i ausreichenden Anzahl auf. Die Greifwerkzeuge 10 sind mobil und an den Aktor 3 angepasst, so dass der Automat 1 mit seinem Aktor 3 jeweils eines der Greifwerkzeuge 10 aufnehmen und frei im Raum bewegen, insbesondere für das Verlegen der vom jeweiligen Greifwerkzeug 10 gehaltenen Kabel A_i relativ zu der Legeeinrichtung 4 positionieren kann.
Die Greifwerkzeuge 10 werden mittels einer Bestückungseinrichtung 8 jeweils mit einem Set von Kabeln A_i automatisch bestückt und mittels eines Förderers 9 in den Arbeitsbereich des Automatens 1 verbracht. Der Förderer 9 ist beispielhaft als Ladeschiene gebildet, auf der die mit jeweils einem Kabelset bestückten Greifwerkzeuge 10 nacheinander dem Automaten 1 zugeführt werden, so dass der Aktor 3 das jeweils in seinen Aufnahmebereich geförderte Greifwerkzeug 10 aufnehmen, zur Legeeinrichtung 4 bewegen und dort die Kabel A_i des Kabelsets mittels des aufgenommenen Greifwerkszeugs 10 verlegen kann. Die Greifwerkzeuge 10 sind so eingerichtet, dass der Aktor 3 sie automatisch andocken kann, das heißt automatisch eine feste mechanische Verbindung und die erforderlichen Medienverbindungen, beispielsweise für elektrische Energie, Steuerungssignale für das jeweilige Greifwerkzeug 10 und gegebenenfalls ein oder mehrere Druckfluid(e) wie beispielsweise Druckluft herstellen kann. Sobald die Kabel A_i des Kabelsets des aufgenommenen Greifwerkzeugs 10 verlegt sind, bewegt der Automat 1 das jeweilige Greifwerkzeug 10 zu einer Ablage, dockt das Greifwerkzeug 10 automatisch ab, bewegt den Aktor 3 in den Aufnahmebereich und nimmt dort das nächste mit einem Set von Kabeln A_i bestückte Greifwerkzeug 10 auf, um die von diesem gehaltenen Kabel A_i ebenfalls zu verlegen.
Grundsätzlich ist zwar denkbar, dass ein Kabelbaum D nur aus den Kabeln A_i eines Kabelsets eines einzigen Greifwerkzeugs 10 besteht, in den meisten Anwendungen, beispielsweise im Fahrzeugbereich, insbesondere Kraftfahrzeugbereich, sind die Kabelbäume D jedoch komplex, so dass für die Herstellung solch eines Kabelbaums D mehrere Greifwerkzeuge 10 nacheinender zum Einsatz gelangen.
Falls die Ablage für die von ihren Kabeln A_i entleerten Greifwerkzeuge 10 mit der Bestückungseinrichtung 8 verbunden ist, wie dies bevorzugt wird, können die Bestückungseinrichtung 8, der Förderer 9 und die Ablage innerhalb der Anlage einen geschlossenen Kreis bilden, in dem die entleerten Greifwerkzeuge 10 von der Ablage automatisch zurück zur Bestückungseinrichtung 8 gefördert, von dieser erneut mit jeweils einem Kabelset bestückt und mittels des Förderers 9 wieder in den Aufnahmebereich des Automaten 1 gefördert werden.
2 zeigt eines der Greifwerkzeuge 10 in einer Draufsicht. Das dargestellte Greifwerkzeug 10 steht stellvertretend auch für die anderen Greifwerkzeuge 10 der Anlage. Das Greifwerkzeug 10 umfasst einen Träger 20, der an einem freien Ende eine Verbindungsstruktur 21 aufweist, an der der Aktor 3 andocken kann. Das Greifwerkzeug 10 umfasst ferner untereinander gleiche Greifer 11, 12, 13 und 14 sowie weitere solcher Greifer, die nicht weiter mit Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Sämtliche Greifer, so auch die Greifer 11, 12, 13 und 14, sind Greifzangen jeweils zum Greifen und klemmenden Halten eines Kabelendes. Jedes der Kabel A_i wird von zwei Greifern an seinen Kabelenden gehalten und hängt zwischen seinen beiden Greifern frei in Form einer Kabelschlaufe durch. Je nach der Länge und Anzahl der Kabel A_i kann es günstig sein, die Kabel A_i oder nur eines oder mehrere dieser Kabel A_i zwischen den gehaltenen Kabelenden zu führen oder nochmals zu halten. Ein aus dem Kabelset als erstes zu verlegendes Kabel A₁ wird an einem seiner Enden von dem ersten Greifer 11 und an seinem anderen Ende von dem zweiten Greifer 12 gehalten. Das nächstfolgende, zweite Kabel A₂ wird von dem dritten Greifer 13 und dem vierten Greifer 14 ebenfalls an seinen Enden gehalten. Für die weiteren Kabel A_i des Kabelsets und deren zugeordneten Greiferpaare gilt entsprechendes. Die Greifer sind untereinander wie gesagt gleich, so dass die Beschreibung eines Greifers, beispielsweise des Greifers 11, auch für die weiteren Greifer gilt.
Die Draufsicht der 2 zeigt eine Förderfläche, beispielhaft eine Förderebene, in der die Greifer 11 bis 14 relativ zu dem Träger 20 jeweils aus einer Vorhalteposition V in eine Arbeitsposition W bewegbar sind. In der Arbeitsposition W ragt der diese Position einnehmende Greifer, in 2 der Greifer 11, von dem Greifwerkzeug 10 vor. Es wird stets das von dem in der Arbeitsposition W befindlichen Greifer gehaltene Kabel, im nächsten Arbeitsschritt das vom Greifer 11 gehaltenen Kabel A₁, in der Legeeinrichtung 4 verlegt, indem das von dem betreffenden Greifer gehaltene Kabelende mit einem der Anschlüsse 6 verbunden oder gegebenenfalls auch nur über eines oder mehrere der Führungsmittel 7 bewegt und dabei eingelegt, sozusagen eingefädelt wird. Anschließend wird dieser Greifer, in 2 der Greifer 11, in eine Richtung von der Vorhalteposition V weg aus der Arbeitsposition W bewegt und der nächste Greifer, hier der Greifer 12, in seine Arbeitsposition W bewegt.
Das Greifwerkzeug 10 weist für jedes der Kabel A_i zwei unterschiedliche Arbeitspositionen W auf, im Falle des Kabels A₁ die eine für den ersten Greifer 11 und die andere für den zweiten Greifer 12. Nach den Greifern 11 und 12 sind nacheinander der dritte Greifer 13 und der vierte Greifer 14 in jeweils eine der Arbeitspositionen W bewegbar. Die Greiferpaare 11, 12 und 13, 14 sowie die weiteren Greiferpaare werden nacheinander in diese Arbeitsposition W bewegt und die Kabel A_i entsprechend nacheinander verlegt. Von den Greiferpaaren, beispielsweise 11 und 12, nimmt jeweils nur einer der Greifer seine Arbeitsposition W ein, während der andere sich noch in seiner Vorhalteposition V befindet oder nach dem Verlegen des von ihm gehaltenen Kabelendes bereits über die Arbeitsposition hinaus weiter bewegt wurde. Beim Verlegen der Kabel werden die Greifer 11, 12, 13, 14, usw. sequentiell, einer nach dem anderen, in ihre Arbeitsposition W bewegt.
An dem Träger 20 sind ortsfest Betätigungseinrichtungen 22 für den jeweils in der Arbeitsposition W befindlichen Greifer 11 bis 14 usw. angeordnet, jeweils eine Betätigungseinrichtung 22 für jede der beiden Arbeitspositionen W. Mittels der Betätigungseinrichtungen 22, die untereinander gleich sind, wird der in der jeweiligen Arbeitsposition W befindliche Greifer, in 2 der Greifer 11, geöffnet, wenn das von ihm gehaltene Kabelende verlegt wird, so dass dieser Greifer nach dem Ablegen des betreffenden Kabelendes wieder frei ist und aus seiner Arbeitsposition W bewegt werden kann.
Bestandteil des Kabel-Greifwerkzeugs 10 sind ferner zwei Mechanismen, mittels denen die Greifer in Bezug auf ihre Bewegbarkeit relativ zum Träger 20 in zwei Gruppen unterteilt sind. Pro Kabel A_i gehört einer der Greifer des Greiferpaars der einen Gruppe und der andere der anderen Gruppe an. Einer der beiden Mechanismen umfasst ein flexibles Transportmittel 15a, beispielsweise eine Kette, und zwei voneinander beabstandete Umlenkmittel 16a, beispielsweise Kettenräder, von denen eines um eine Drehachse R drehangetrieben wird. Der andere der beiden Mechanismen ist in gleicher Weise aufgebaut mit einem flexiblen Transportmittel 15b und zwei voneinander beabstandeten Umlenkmitteln 16b. Die Transportmittel 15a und 15b laufen um die zugeordneten Umlenkmittel 16a und 16b jeweils endlos um.
Die Umlenkmittel 16a und 16b können von einem einzigen, gemeinsamen oder jeweils von einem eigenen Antriebsaggregat drehangetrieben werden. Das Antriebsaggregat oder die mehreren Antriebsaggregate können am Aktor 3 angeordnet sein, bevorzugt sind sie an dem Träger 20 angeordnet und werden über eine Medienzuführung des Automaten 1 und einen Medienanschluss des Trägers 20 mit Antriebsenergie, beispielsweise elektrischer Energie oder einem Druckfluid, versorgt.
Anstatt die Betätigungseinrichtungen 22 am Träger 20 anzuordnen, könnten sie auch am Aktor 3 angeordnet sein. Sind sie wie bevorzugt und für das Ausführungsbeispiel angenommen am Träger 20 angeordnet, werden sie für die Betätigung des jeweils in seiner Arbeitsposition W befindlichen Greifers 11 oder 12 usw. über die Medienzuführung des Automaten 1 und den Medienanschluss des Trägers 20 mit der für die Betätigung erforderlichen Energie versorgt, beispielsweise elektrische Energie oder Druckfluid, und mit Steuersignalen angesteuert.
Die Transportmittel 15a und 15b sind in einem Abstand nebeneinander und zueinander außenachsig angeordnet. Die Drehachsen R der Umlenkmittel 16a und 16b sind zueinander wie im Ausführungsbeispiel vorzugsweise parallel. Die Transportmittel 15a und 15b laufen in einer gemeinsamen Umlaufebene um die Drehachsen R der jeweils zugeordneten Umlenkmittel 16a und 16b. Unumgänglich erforderlich ist dies jedoch nicht. So könnten die Umlaufebenen der Transportmittel 15a und 15b relativ zueinander beispielsweise geneigt sein.
Eine erste Gruppe der Greifer, die die Greifer 11 und 13 umfasst, ragt von dem Transportmittel 15a nach außen ab. Die andere Gruppe der Greifer, die die Greifer 12 und 14 umfasst, ragt in gleicher Weise von dem anderen Transportmittel 15b nach außen ab. Die Transportmittel 15a und 15b laufen an ihren beiden einander zugewandten Seiten über eine gemeinsame Wegstrecke nebeneinander in eine gemeinsame Vortriebsrichtung X. In dem Innenbereich ragen die Greifer der einen Gruppe von ihrem Transportmittel 15a oder 15b in Richtung auf das Transportmittel 15b oder 15a der anderen Gruppe zu. Die Transportmittel 15a und 15b sind ferner so nahe nebeneinander und die Greifer am jeweiligen Transportmittel 15a oder 15b in Vortriebsrichtung X hintereinander mit solch einem Versatz angeordnet, dass sich in dem Innenbereich in Vortriebsrichtung X eine alternierende Abfolge ergibt, in der auf jeweils einen Greifer der einen Gruppe, beispielsweise auf den Greifer 11, ein Greifer der jeweils anderen Gruppe, hier der Greifer 12, folgt. In Vortriebsrichtung X folgen jeweils diejenigen Greifer einander nächst benachbart, die gemeinsam eines der Kabel A_i halten.
Die Greifer 11 bis 14 usw. werden in die gemeinsame Vortriebsrichtung X jeweils bis in ihre Vorhalteposition V bewegt, bei der das Transportmittel 15a oder 15b in die Umschlingung mit dem zugeordneten Umlenkmittel 16a oder 16b läuft. Die Bewegung der Greifer aus der Vorhalteposition V in die Arbeitsposition W ist entsprechend eine Umlaufbewegung um die jeweilige Drehachse R. Bei der Umlaufbewegung vergrößert sich der Abstand zwischen denjenigen Greifern, beispielsweise zwischen dem Greifer 11 und dem Greifer 12, die gemeinsam eines der Kabel A_i halten. Die Abstandsvergrößerung ist vorteilhaft für das Verlegen der Kabel A_i.
Wenn in der Arbeitsposition W die mechanische Verbindung mit dem jeweiligen Anschluss 6 der Legeeinrichtung 4 hergestellt ist, wird der Greifer, der bei diesem Arbeitsschritt die Arbeitsposition W einnimmt, durch die Umlaufbewegung seines Transportmittels 15a oder 15b in den Außenbereich des Transportmittels 15a oder 15b weiterbewegt. Gleichzeitig wird der nächste Greifer der anderen Gruppe durch die Bewegung seines Transportmittels 15b oder 15a in seine Arbeitsposition W bewegt, um das von ihm gehaltene Kabelende mechanisch mit einem anderen der Anschlüsse 6 zu verbinden oder auch nur über eines der Führungsmittel 7 zu führen. Dieser Vorgang wiederholt sich für sämtliche Kabel A_i des vom Greifwerkzeug 10 aufgenommenen Kabelsets. Die vom Greifwerkzeug 10 einzeln gehaltenen Kabel A_i werden auf diese Weise nacheinander verlegt. Während des Verlegens verbleibt der Aktor 3 stets in unmittelbarer Nähe der Legeeinrichtung 4. Es wird lediglich das Greifwerkzeug 10 zwischen den vom Legeplan vorgegebenen Orten der Legeeinrichtung 4 hin und her bewegt und zum Herstellen der mechanischen Verbindungen relativ zu den Anschlüssen 6 jeweils positioniert.
3 zeigt den in seiner Arbeitsposition W befindlichen Greifer 11 in einer Draufsicht gemeinsam mit einem der Arbeitsposition W zugeordneten Verbinder 23. Ein ebensolcher Verbinder 23 ist bei der Arbeitsposition W der am Transportmittel 15b angeordneten Greifer der anderen Gruppe angeordnet. Insgesamt sind zwei Verbinder 23 vorgesehen, jeweils einer für jede der beiden Arbeitspositionen W. Die Verbinder 23 können am Aktor 3 angeordnet sein, bevorzugter sind sie am Träger 20 angeordnet und werden über dessen Medienanschluss mit Energie und Steuerungssignalen versorgt.
Der Greifer 11 umfasst zwei relativ zueinander bewegliche, in einem gemeinsamen Gelenk miteinander verbundene Greiforgane 17 und eine Feder 19, die sich an jedem der Greiforgane 17 abstützt und die Greiforgane 17 mit ihrer Federspannung in einem Schließzustand hält, in dem die Greiforgane 17 ein Ende des Kabels A₁ halten. Der Greifer 11 ist wie auch die anderen Greifer als Greifzange gebildet, die Greiforgane 17 sind dementsprechend Zangenarme. Der Verbinder 23 ist ebenfalls ein Greifer zum Greifen jeweils eines der Kabel A_i. Der Verbinder 23 ist vorzugsweise ebenfalls als Greifzange gebildet. Die weiteren Greifer des Greifwerkzeugs 10 entsprechend dem Greifer 11, die beiden Verbinder 23 sind untereinander ebenfalls gleich.
4 zeigt den in seiner Arbeitsposition W befindlichen Greifer 11 und den dieser Arbeitsposition W zugeordneten Verbinder 23 in einer Seitenansicht, in der das Zusammenwirken der beiden Komponenten 11 und 23 erkennbar ist. Dargestellt ist das vom Greifer 11 gehaltene Ende des Kabels A₁. Das Kabel A₁ weist einen Leiter, beispielsweise elektrischen oder optischen Leiter auf, der bis nahe zu seinem Ende mit einer äußeren Isolierung versehen ist, und dessen Ende mit einem Kontakt C mittels einer Befestigung B, beispielsweise einer Crimpverbindung, leitend verbunden ist. Der Greifer 11 hält das Ende des Kabels A₁ mit seinen Greiforganen 17 an zwei in Längsrichtung des Kabels A₁ voneinander beabstandeten Stellen. Die Greiforgane 17 bilden eine erste Klemmstelle im Bereich der Befestigung B. Jedes der Greiforgane 17 weist einen Greiforganausleger 18 auf, um die zweite Klemmstelle im Bereich der Isolierung des Kabels A₁ zu bilden. Durch das Halten an zwei in Längsrichtung des Kabels A₁ voneinander beabstandeten Klemmstellen wird das Kabel A₁ relativ zum Greifer 11 in einer bestimmten Position, also nach Ort und Ausrichtung definiert gehalten.
Um die mechanische und leitende Verbindung mit dem jeweiligen Anschluss 6 der Legeeinrichtung 4 herzustellen, positioniert der Automat 1 mittels seines Aktors 3 das Greifwerkzeug 10 relativ zu diesem Anschluss 6 so, dass das geklemmte Kabelende in Längsrichtung mit seinem Kontakt C zum Anschluss 6 weist, so dass die Verbindung durch eine lineare Bewegung des Kabels A₁ hergestellt werden kann, vorzugsweise als Steckverbindung mit Rastung. Sobald das Greifwerkzeug 10 mit dem in der Arbeitsposition W befindlichen Greifer, hier der Greifer 11, vor dem Anschluss 6 positioniert ist, greift der Verbinder 23 das Kabel A₁ in unmittelbarer Nähe des Greifers 11, der Greifer 11 wird mittels der Betätigungseinrichtung 22 geöffnet und der Verbinder 23 schiebt das vom Greifer 11 freigegebene Kabel A₁ in Längsrichtung auf den Anschluss 6 zu oder nur tiefer in den Anschluss 6 hinein, so dass durch diese kurzhubige Verbindungsbewegung die Kontaktierung mechanisch fest und sicher leitend hergestellt ist. Anschließend gibt der Verbinder 23 das Kabel A₁ frei.
Von Vorteil ist, wenn unmittelbar bei Herstellung der Verbindung überprüft wird, ob die Verbindung tatsächlich ordnungsgemäß hergestellt wurde. Am Aktor 3 oder bevorzugt am Träger 20 ist hierfür eine Prüfeinrichtung vorgesehen. Die Prüfung kann insbesondere mittels des Verbinders 23 vorgenommen werden, indem der Verbinder 23 nach Ausführung der in Richtung auf den Anschluss 6 gerichteten Verbindungsbewegung, bevor er das Kabelende wieder freigibt, einen kurzen Hub in die Gegenrichtung ausführt und dabei eine definierte Zugkraft auf das Kabel und die Verbindung mit dem Anschluss 6 ausübt. Der Verbinder 23 ist in derartigen Ausführungen Bestandteil der Prüfeinrichtung zum Prüfen des Verbindungszustands des Kabels A₁. Die Prüfeinrichtung umfasst vorteilhafterweise einen Sensor, der die bei der Zugbewegung auf den Verbinder 23 und somit das Kabelende ausgeübte Kraft misst und bei Erreichen eines vorgegebenen Kraftsollwerts dafür sorgt, dass der Verbinder 23 öffnet oder geöffnet wird und das Kabel A₁ freigibt.
Nach der Verbindungsherstellung oder gegebenenfalls auch bereits unmittelbar nach dem Öffnen des Greifers 11 wird der nächste Greifer, hier der Greifer 12, in seine Arbeitsposition W und der Greifer 11 aus seiner Arbeitsposition W bewegt. Der Automat 1 fährt mit dem Greifwerkzeug 10 die nächste Position an der Legeeinrichtung 4 an, wobei das Kabel A₁ über ein oder mehrere Führungsmittel 7 geführt, gegebenenfalls eingefädelt werden kann, und positioniert den nun in der Arbeitsposition befindlichen Greifer 12 unmittelbar vor dem für das andere Ende des Kabels A₁ vorgesehenen Anschluss 6, um dort mit diesem Kabelende den am Beispiel des Greifers 11 geschilderten Verbindungsvorgang zu wiederholen. Danach wird der dritte Greifer 13 in seine Arbeitsposition bewegt und der Vorgang mit dem Kabel A₂ und anschließend mit jedem weiteren Kabel A_i wiederholt.
5 zeigt den Automaten 1 mit einem aufgenommenen Greifwerkzeug 10 bei dem Verlegen der von diesem Greifwerkzeug 10 gehaltenen Kabel A_i. 5 zeigt ein Beispiel für eine automatisierte Bereitstellung der Legeeinrichtung 4. Die Legeeinrichtung 4 ist an einem Förderer 24 angeordnet, für den beispielhaft ein Drehtisch mit einer vertikalen Drehachse Z gewählt wurde. An einem äußeren Umfang des Förderers 24 sind vier Legebretter 5 gleichmäßig um die Achse Z verteilt angeordnet. Die Legebretter 5 werden bei einer Drehbewegung des Förderers 24 nacheinander in vier unterschiedliche Drehpositionen bewegt. In einer ersten dieser Drehpositionen befindet sich das jeweilige Legebrett 5 in einem Ladebereich L, in der es mittels eines Beladers 25 mit den Anschlüssen 6 und Führungsmitteln 7 dem Legeplan des Kabelbaums D entsprechend bestückt wird. Nach dem Bestücken wird es durch Drehung des Förderers 24 in den Arbeitsbereich des Automaten 1 bewegt. Nachdem der Automat 1 sämtliche Kabel A_i verlegt hat, wofür er typischerweise nacheinander mit mehreren Greifwerkzeugen 10 arbeitet, wird die Legeeinrichtung 4 mit den verlegten Kabeln A_i durch Weiterdrehen des Förderers 24 in einen Nachbearbeitungsbereich F bewegt. Im Nachbearbeitungsbereich F werden die verlegten Kabel A_i entsprechend dem Legeplan mittels eines Kabelbinders 26 zu Kabelbündeln gebunden. Der Kabelbaum D ist nun fertig gestellt. Der Förderer 24 wird weitergedreht, so dass die Legeeinrichtung 4 mit dem fertigen Kabelbaum D in einen Entladebereich U gelangt, in dem der Kabelbaum D von einem Entlader 27 vom Legebrett 5 genommen und für den Abtransport in einer Ablage abgelegt wird.
Die Automaten 1, 25, 26 und 27 arbeiten gleichzeitig im Takt einer Serienfertigung. Während des Verlegens der Kabel A_i bestückt der Belader 25 das nächste Legebrett 5, verlegt der Automat 1 die Kabel A_i in der im Ladebereich gebildeten Legeinrichtung 4, bündelt der Kabelbinder 26 die im vorhergehenden Taktzyklus verlegten Kabel A_i und entnimmt der Entlader 27 den zuvor gebündelten Kabelbaum D.

1: Automat, Roboter
2: Basis
3: Aktor, Roboterarm
4: Legeeinrichtung
5: Legebrett
6: Anschluss, Haltemittel
7: Führungsmittel, Haltemittel
8: Bestückungseinrichtung
9: Förderer, Ladeschiene
10: Kabel-Greifwerkzeug
11: erster Greifer
12: zweiter Greifer
13: dritter Greifer
14: vierter Greifer
15: Transportmittel
16: Umlenkmittel
17: Greiforgan
18: Greiforganausleger
19: Feder
20: Träger
21: Verbindungsstruktur
22: Betätigungseinrichtung
23: Verbinder
24: Förderer
25: Belader
26: Kabelbinder
27: Entlader
A_i: Kabel
B: Befestigung
C: Kontakt
D: Kabelbaum
F: Nachbearbeitungsbereich
L: Beladebereich
R: Drehachse
U: Entladebereich
V: Vorhalteposition
W: Arbeitsposition
X: Vortriebsrichtung
Z: Drehachse

Claims

Kabel-Greifwerkzeug für einen im Raum beweglichen Aktor eines Automaten, das Kabel-Greifwerkzeug umfassend: a) einen an dem Aktor (3) anbringbaren Träger (20), b) einen ersten Greifer (11) und einen zweiten Greifer (12) für ein Kabel (A₁), c) einen dritten Greifer (13) und einen vierten Greifer (14) für ein weiteres Kabel (A₂), d) wobei die wenigstens vier Greifer (11, 12, 13, 14) an dem Träger (20) aus jeweils einer Vorhalteposition (V) in jeweils eine Arbeitsposition (W) bewegbar angeordnet sind, um die Kabel (A₁, A₂) zur Herstellung eines Kabelbaums (D) mittels des jeweils in seiner Arbeitsposition (W) befindlichen Greifers (11, 12, 13, 14) gemäß eines Legeplans in einer Legeeinrichtung (4) anzuordnen, und e) ein an dem Träger (20) angeordnetes, angetriebenes Transportmittel (15a; 15b), an dem mehrere der Greifer (11, 13; 12, 14) gemeinsam mit dem Transportmittel (15a; 15b) bewegbar angeordnet sind, so dass diese Greifer durch eine Bewegung des Transportmittels nacheinander in ihre Arbeitsposition (W) bewegt werden.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Greifer (11, 12) nacheinander und danach der dritte und der vierte Greifer (13, 14) nacheinander in ihre Arbeitsposition (W) bewegbar sind.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der dritte Greifer (11, 13) nacheinander in die gleiche Arbeitsposition (W) und der zweite und der vierte Greifer (12, 14) ebenfalls nacheinander in die gleiche Arbeitsposition (W) bewegbar sind und sich die Arbeitsposition (W) des ersten und des dritten Greifers (11, 13) von der Arbeitsposition (W) des zweiten und des vierten Greifers (12, 14) unterscheidet.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das für die mehreren Greifer (11, 13; 12, 14) gemeinsame Transportmittel (15a; 15b) ein endlos um voneinander beabstandete Umlenkmittel (16a; 16b) laufendes Zugmittel ist.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel (15a) ein erstes Transportmittel (15a) für den ersten Greifer (11) und den dritten Greifer (13) bildet und ein solches weiteres, zweites Transportmittel (15b) für den zweiten Greifer (12) und den vierten Greifer (14) vorgesehen ist.
Kabel-Greifwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (11, 13; 12, 14) an dem jeweils zugeordneten Transportmittel (15a; 15b) in Richtung auf die Arbeitsposition (W) hintereinander angeordnet sind.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel (15a; 15b) nebeneinander und die Greifer (11, 13; 12, 14) an den Transportmitteln (15a; 15b) so angeordnet sind, dass sie mit den Greifern des jeweils anderen Transportmittels überlappen.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (11, 13; 12, 14) an den Transportmitteln (15a; 15b) so angeordnet sind, dass in Richtung auf die Arbeitsposition (W) auf jeweils einen der Greifer (11, 13) des einen (15a) der Transportmittel einer der Greifer (12, 14) des anderen (15b) der Transportmittel folgt.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel (15a; 15b) um zumindest im Wesentlichen parallele Drehachsen (R) in einer Richtung quer zu den Drehachsen (R) voneinander beabstandet nebeneinander und zueinander außenachsig angeordnet sind.
Kabel-Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Transportmittel (15a, 15b) ein endlos um voneinander beabstandete Umlenkmittel (16a, 16b) laufendes Zugmittel ist.
Anlage zur Herstellung eines Kabelbaums, umfassend: a) einen Automaten (1) mit einem im Raum beweglichen Aktor (3), b) ein Kabel-Greifwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für den Aktor (3) c) und eine in einem Arbeitsbereich des Automaten (1) angeordnete Legeeinrichtung (4), d) wobei der Automat (1) dazu eingerichtet ist, ein Set von Kabeln (A_i), die von dem Kabel-Greifwerkzeug (10) gehalten werden können, nach einem Legeplan für den Kabelbaum (D) in der Legeeinrichtung (4) anzuordnen.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine am Träger (20) oder Aktor angeordnete Betätigungseinrichtung (22) zum Öffnen oder Schließen eines in der Arbeitsposition (W) befindlichen Greifers (11, 12, 13, 14).
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (22) in fester Zuordnung zu der Arbeitsposition (W) angeordnet ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen am Träger (20) oder Aktor angeordneten Verbinder (23), der das Kabel (A₁) jeweils des in der Arbeitsposition (W) befindlichen Greifers (11) mit einem in der Legeeinrichtung (4) angeordneten Anschluss (6) des Kabelbaums (D) mechanisch verbindet.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (23) für die Herstellung einer Verbindung des jeweiligen Kabels (A₁) und des Anschlusses (6) am Träger (20) oder Aktor hin und her bewegbar angeordnet ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (23) ein Verbinder-Greifer zum Greifen des jeweiligen Kabels (A₁) ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Zustands des jeweils in der Legeeinrichtung (4) angeordneten Kabels (A_i), insbesondere des Verbindungszustands des Kabels (A_i) mit einem Anschluss (6) des Kabelbaums (D).
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein weiteres Kabel-Greifwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der Kabel-Greifwerkzeuge (10) von dem Aktor (3) anstelle des anderen aufnehmbar ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine im Arbeitsbereich des Automaten (1) angeordnete Bestückungseinrichtung (8) für eine Bestückung des oder der Kabel-Greifwerkzeugs oder -werkzeuge (10) mit jeweils einem Set von Kabeln (A_i).
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend – einen Förderer (24) zum Halten und Fördern von gleichzeitig mehreren Legebrettern (5), – einen Belader (25), mittels dem die Legebretter (5) jeweils in einem Beladebereich (L) des Förderers (24) mit Haltemitteln (6, 7) für die Kabel (A_i) bestückbar sind, – und einen Entlader (27) zum Abnehmen des an einem der Legebretter (5) mittels des Automaten (1) hergestellten Kabelbaums (D) von dem jeweiligen Legebrett (5), – wobei die Legebretter (5) mittels des Förderers (24) von dem Beladebereich (L) über den Arbeitsbereich des Automaten (1) in den Entladebereich (U) bewegbar sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend – einen weiteren Automaten (1) mit einem weiteren Aktor (3) – und ein weiteres Kabel-Greifwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für den weiteren Aktor (3), – wobei mittels des weiteren Automaten (1) ein von dem weiteren Kabel-Greifwerkzeug (10) gehaltenes weiteres Set von Kabeln (A_i) dem Legeplan entsprechend in der Legeeinrichtung (4) angeordnet werden kann.
Verfahren für die Herstellung eines Kabelbaums (D), bei dem a) ein Automat (1) mit einem im Raum beweglichen Aktor (3), an dem ein Kabel-Greifwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angebracht ist, das Kabel-Greifwerkzeug (10) zu einer mit einem ersten Anschluss (6) und einem zweiten Anschluss (6) für den Kabelbaum (D) bestückten Legeeinrichtung (4) bewegt, b) wobei der erste und der zweite Greifer (11, 12) ein erstes Kabel (A₁) und der dritte und der vierte Greifer (13, 14) ein zweites Kabel (A₂) halten, c) der Automat (1) den ersten Greifer (11), der an dem Träger (20) seine Arbeitsposition (W) einnimmt, vor dem ersten Anschluss (6) positioniert und d) ein von dem ersten Greifer (11) gehaltenes Ende des ersten Kabels (A₁) mechanisch mit dem ersten Anschluss (6) verbunden wird, e) der erste Greifer (11) aus seiner Arbeitsposition (W) und der zweite Greifer (12) aus seiner Vorhalteposition (V) in seine Arbeitsposition (W) bewegt werden, f) der Automat (1) das Kabel-Greifwerkzeug (10) so bewegt, dass der zweite Greifer (12) in seiner Arbeitsposition (W) vor dem zweiten Anschluss (6) positioniert ist und g) das andere Ende des ersten Kabels (A₁) mechanisch mit dem zweiten Anschluss (6) verbunden wird, h) der zweite Greifer (12) aus seiner Arbeitsposition (W) und der dritte Greifer (12) aus seiner Vorhalteposition (V) in seine Arbeitsposition (W) bewegt werden, i) der Automat (1) das Kabel-Greifwerkzeug (10) so bewegt, dass der dritte Greifer (12) in seiner Arbeitsposition (W) vor dem ersten oder dem zweiten Anschluss (6) positioniert ist und j) ein von dem dritten Greifer (13) gehaltenes Ende des zweiten Kabels (A₂) mechanisch mit dem ersten oder dem zweiten Anschluss (6) verbunden wird, k) der dritte Greifer (13) aus seiner Arbeitsposition (W) und der vierte Greifer (14) aus seiner Vorhalteposition (V) in seine Arbeitsposition (W) bewegt werden, l) der Automat (1) das Kabel-Greifwerkzeug (10) so bewegt, dass der vierte Greifer (14) in seiner Arbeitsposition (W) vor dem zweiten oder dem ersten Anschluss (6) oder einem dritten Anschluss (6) positioniert ist und m) das andere Ende des zweiten Kabels (A₂) mechanisch mit diesem Anschluss (6) verbunden wird.
Verfahren nach dem vorhergegangenen Anspruch, bei dem der Automat (1) nach dem Verlegen des Sets von Kabeln (A_i) das Kabel-Greifwerkzeug (10) gegen ein bereits mit einem weiteren Set von Kabeln (A_i) bestücktes anderes Kabel-Greifwerkzeug (10) austauscht und das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch mit dem anderen Kabel-Greifwerkzeug (10) zur Herstellung des gleichen oder eines nächsten Kabelbaums (D) wiederholt.