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Die Erfindung betrifft ein System zum automatisierten Konfektionieren eines Leitungssatzes und ein Verfahren zum Konfektionieren eines Leitungssatzes.
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Eine Erstellung eines Leitungssatzes für ein Kraftfahrzeug ist ein nahezu vollständig manueller Prozess. Bei allen Konfektionären zum Erstellen des Leistungssatzes werden mit Steckkontakten versehene Leitungen von Hand an einem Formbrett verlegt. Ein Verlegen des Leitungssatzes soll in Zukunft maschinell und vollautomatisiert durchgeführt werden können.
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Ein Leitungssatz umfasst in der Regel mehrere, bspw. einige Hundert, ca. 1200 unterschiedliche Einzelleitungen, die hinsichtlich unterschiedlicher Kontaktteile, Querschnitte oder Isolationsfarben sowie hinsichtlich eines verwendeten Leistungsmaterial variieren können.
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Diese unterschiedlichen Einzelleitungen werden zum Herstellen des Leitungssatzes auf Gehängen an ein entsprechendes Formbrett geliefert. Allerdings ist ein derartiger Anlieferzustand für eine voll automatisierte Fertigung von Leitungssätzen nicht zielführend.
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Aus der Druckschrift
DE 38 22 166 C2 ist ein Werkzeug zum Aufnehmen, Speichern, Kontaktieren und Verlegen von Kabeln bekannt, das über einen Wechselflansch mit einer mehrachsigen Positioniereinrichtung verbunden ist und mehrere als Greifeinheiten ausgebildete Einrichtungen aufweist, von denen eine erste Einrichtung ein Kabelende derart hält, dass dieses nach außen weist und mit einem Kontakt versehen in ein Steckergehäuse eingeschoben werden kann. Eine zweite Einrichtung hält ein zweites Kabelende derart, dass das zweite Kabelende nach außen weist und mit einem Kontakt versehen in ein Steckergehäuse eingeschoben werden kann.
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Dabei können die Einrichtungen unabhängig voneinander stufenweise angesteuert werden.
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Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kabelbaums ist aus der Druckschrift
EP 0 444 032 B1 bekannt. Dabei sind auf einem Verlegebrett der Vorrichtung Steckergehäuse-Aufnahmevorrichtungen angeordnet. Beim Durchführen des Verfahrens wird das Verlegebrett in wenigstens einer Richtung bewegt.
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Außerdem ist aus der Druckschrift
EP 1 342 248 B1 ein Verfahren für eine automatisierte Herstellung eines Kabelbaums bekannt. Dabei wird ein Kabel in eine Startaufnahme eines auf einem Kabellegebrett angeordneten Startgehäuses eingebracht. Ein gewünschter Verlauf des Kabels im herzustellenden Kabelbaum wird auf Umlenkelementen des Legebretts geführt.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine Herstellung eines Leitungssatzes zu automatisieren.
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Diese Aufgabe wird mit einem System und einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Systems und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Das erfindungsgemäße System ist zum üblicherweise automatisierten Konfektionieren mindestens eines Leitungssatzes aus mehreren Leitungen ausgebildet und umfasst ein Verlegebrett, einen ersten Manipulator und einen zweiten Manipulator. Dabei weist das Verlegebrett mindestens zwei aktiv ansteuerbare Werkzeugelemente auf, wobei jedes der mindestens zwei aktiv ansteuerbaren und/oder aktiven Werkzeugelemente an einer jeweils vordefinierten Position auf dem Verlegebrett angeordnet und je nach Ansteuerung in das Verlegebrett einfahrbar sowie aus dem Verlegebrett herausfahrbar ist. Ein Abschnitt einer jeweils zu verlegenden Leitung ist zwischen den beiden Manipulatoren geführt, angeordnet und/oder gespannt. Mindestens einer der beiden Manipulatoren ist relativ zu dem Verlegebrett bewegbar. Jedes der mindestens zwei aktiv ansteuerbaren Werkzeugelemente ist dazu ausgebildet, den zwischen den beiden Manipulatoren befindlichen und bewegten, bspw. geführten Abschnitt der jeweiligen Leitung zu ergreifen und an eine Position des jeweiligen Werkzeugelements auf dem Verlegebrett zu führen, bspw. zu verbringen. Das System ist weiterhin dazu ausgebildet, den Abschnitt der jeweiligen Leitung als Teil des mindestens einen Leitungssatzes zwischen mindestens zwei vordefinierten Positionen auf dem Verlegebrett zu verlegen.
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In der Regel ist einer der beiden Manipulatoren relativ zu dem Verlegebrett ortsfest anordenbar und ein anderer der beiden Manipulatoren, bspw. auf einer Bahn, relativ zu dem einen der beiden Manipulatoren bewegbar, wobei der andere bewegbare Manipulator der beiden Manipulatoren dazu ausgebildet ist, den Abschnitt der jeweiligen Leitung zu führen. Demnach ist es möglich, den Abschnitt der Leitung mit einem Manipulator zu führen, der relativ zu dem ortsfest angeordneten Manipulator bewegbar ist. Falls beide Manipulatoren bewegbar sind, wird der Abschnitt von beiden Manipulatoren geführt. In Ausgestaltung ist es möglich, dass beide Manipulatoren relativ zu dem Verlegebrett bewegt werden können. Dabei wird einer der beiden Manipulatoren vor einem Verlegen der Leitung an einer Position des Verlegebretts ortsfest angeordnet und bleibt während des Verlegens dort angeordnet, wobei eine derartige Position ausgewählt werden kann. Dagegen wird der eine Manipulator während dem Verlegen einer jeweiligen Leitung bewegt.
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Der mindestens eine bewegbare Manipulator ist in mindestens einer Raumrichtung bspw. oszillierend zu bewegen. Außerdem ist mindestens einer der beiden Manipulatoren als Greifarm dazu ausgebildet, ein Ende der jeweiligen Leitung zu fixieren. Ein anderer der beiden Manipulatoren ist als Leitungsspender dazu ausgebildet, die jeweilige Leitung zu fördern und somit zu spenden, wobei eine Länge des Abschnitts der jeweiligen Leitung zwischen den beiden Manipulatoren veränderbar, in der Regel verlängerbar ist bzw. verlängert wird.
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Mindestens ein aktiv ansteuerbares Werkzeugelement weist einen aus dem Verlegebrett herausfahrbaren Bolzen, bspw. Umlenkbolzen, auf. Weiterhin ist es möglich, dass mindestens ein aktiv ansteuerbares Werkzeugelement eine Gabel, einen Haken und/oder Greifer aufweist, die an einem Ende des Bolzens, das von dem Verlegebrett abgewandt ist, angeordnet ist.
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In Ausgestaltung ist das Verlegebrett als Wendebrett ausgebildet und weist zwei Seiten auf, wobei auf jeder Seite mindestens zwei aktiv ansteuerbare Werkzeugelemente angeordnet sind. Der mindestens eine bewegbare Manipulator ist dazu ausgebildet, den Abschnitt der jeweiligen Leitung je nach Stellung des Verlegebretts über eine Oberfläche einer der beiden Seiten zu führen.
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Das System ist zudem dazu ausgebildet, eine jeweilige Leitung zu verlegen, die mehrere miteinander sequentiell verbundene Leitungsabschnitte aufweist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum üblicherweise automatisierten Konfektionieren mindestens eines Leitungssatzes aus mehreren Leitungen mit einem System vorgesehen, wobei das System ein Verlegebrett, einen ersten Manipulator und einen zweiten Manipulator umfasst. Dabei weist das Verlegebrett mindestens zwei aktiv ansteuerbare Werkzeugelemente auf, wobei jedes der mindestens zwei aktiv ansteuerbaren Werkzeugelemente an einer jeweils vordefinierten Position auf dem Verlegebrett angeordnet und je nach Ansteuerung in das Verlegebrett eingefahren sowie aus dem Verlegebrett herausgefahren wird. Ein Abschnitt einer jeweils zu verlegenden Leitung wird zwischen den beiden Manipulatoren geführt, angeordnet und/oder gespannt, wobei mindestens einer der beiden Manipulatoren relativ zu dem Verlegebrett bewegt wird. Der zwischen den beiden Manipulatoren befindliche und bewegte, bspw. geführte Abschnitt der jeweiligen Leitung wird von mindestens einem der mindestens zwei aktiv angesteuerten Werkzeugelemente ergriffen und an eine Position des jeweiligen Werkzeugelements auf dem Verlegebrett geführt, bspw. verbracht. Der Abschnitt der jeweiligen Leitung wird als Teil des mindestens einen Leitungssatzes längs mindestens zweier vordefinierter Positionen auf dem Verlegebrett verlegt.
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Der mindestens eine bewegbare Manipulator ist zur Führung der zu verlegenden Leitung über die Oberfläche des Verlegebrettes längs einer vorgegebenen Bahn ausgebildet. Die mindestens zwei aktiv ansteuerbaren Werkzeugelemente sind dazu ausgebildet, während die Leitung geführt wird, einen jeweiligen Abschnitt der Leitung zu ergreifen und diesen in eine vordefinierte Position auf dem Verlegebrett zu verbringen, wobei die Leitung längs mindestens zweier vordefinierter Positionen auf dem Verlegebrett verlegbar ist bzw. verlegt wird.
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Der mindestens eine bewegbare Manipulator zur Führung der zu verlegenden Leitung weist ein oder zwei Bewegungsfreiheitsgrade auf, wobei der zur Führung der zu verlegenden Leitung vorgesehene Manipulator eine oszillierende Bewegung ausführen kann.
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Mindestens eines der aktiven bzw. aktiv ansteuerbaren Werkzeugelemente weist eine Gabel, einen Haken und/oder Greifer auf und/oder ist als ein aus der Oberfläche des Verlegebretts herausfahrbarer Bolzen, bspw. Umlenkbolzen, ausgebildet.
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Das Verlegebrett kann als Wendebrett ausgestaltet sein und weist auf beiden seiner Seiten die mindestens zwei aktiv ansteuerbaren Werkzeugelemente auf. Der mindestens eine Manipulator zur Führung der zu verlegenden Leitung ist dafür vorgesehen, je nach Wendeposition des Verlegebretts über der Oberfläche der einen oder der anderen Seite des Verlegebretts Leitungen zu führen.
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Der mindestens eine Manipulator zur Führung einer zu verlegenden Leitung ist dazu ausgebildet, mehrere sequentiell miteinander verbundene Leitungen nacheinander über die Oberfläche des Verlegebretts zu führen.
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Mit dem vorgestellten System und dem vorgestellten Verfahren ist es u. a. möglich, den Leitungssatz mit einem bewegbaren Verlegebrett zu konfektionieren, das nunmehr auch aktiv bewegbare Werkzeugelemente aufweist. Somit können das Verlegebrett und die Werkzeugelemente sowie auch die Manipulatoren aktiv bei dem automatisierten Verfahren zum Konfektionieren des Leitungssatzes teilnehmen. Eine aktive Einbindung des Verlegebretts und der Werkzeugelemente als Aufnahmen und/oder Führungen für eine jeweilige Leitung dienen hier dem automatisiert durchführbaren Verfahren zum Konfektionieren und somit zum Fertigen des Leitungssatzes. Hierbei ist es möglich, einen abgelenkten Abschnitt der Leitung bspw. parallel zu dem Verlegebrett zyklisch hin- und herzubewegen. Mit den aktiv bewegbaren Werkzeugelementen des Verlegebretts, die bspw. Gabeln, Haken oder Greifer aufweisen, wird der geführte, im Vorbeiflug befindliche Abschnitt der Leitung von einem jeweiligen Werkzeugelement an seiner vordefinierten Position auf dem Verlegebrett eingefangen und durch dieses an der Position angeordnete Werkzeugelement eingezogen. Dabei kann der Abschnitt der jeweiligen Leitung durch einen herausfahrbaren Bolzen und/oder Stift eines Werkzeugelements einfach umgelenkt werden.
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Falls das Verlegebrett als Wendebrett mit zwei Seiten bzw. Oberflächen ausgebildet ist, wird auf einer Seite die jeweilige Leitung verlegt bzw. geroutet und auf der anderen Seite ggf. getestet und/oder nachbearbeitet. Der fertig verlegte Leitungssatz kann auch von der anderen Seite entnommen werden. Außerdem kann in das System ein Packroboter integriert werden.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der zu verlegende Abschnitt der jeweiligen Leitung an definierten Positionen der aktiven Werkzeugelemente des aktiven Verlegebretts eingefangen. Somit wird eine Form des Leitungssatzes und somit eines entsprechenden Kabelbaums durch die aktiv bewegbaren sowie ansteuerbaren Werkzeugelemente des Verlegebretts bestimmt, wobei in eine Gabel, einen Haken oder einen Greifer eines jeweiligen Werkzeugelements eine Greiffunktion integriert wird. Entsprechend eines vorgesehenen Wegs zum Verlegen der Leitung greift bspw. eine Gabel eines Werkzeugelements nach der bewegten und daran vorbeigleitenden Leitung und fixiert diese an der Position des Werkzeugelements.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
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Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 2 umfasst ein Verlegebrett 4 und einen ersten Manipulator 6, der hier relativ zu dem Verlegebrett 4 ortsfest angeordnet ist. Außerdem umfasst das System 2 einen zweiten Manipulator 8, der hier relativ zu dem Verlegebrett 4 und dem ersten Manipulator 6 bewegbar ist, was in 1 durch zwei Pfeile 10 angedeutet ist. Demnach ist der Manipulator 8 in 1 in drei möglichen Positionen während seiner Bewegung relativ zu dem Verlegebrett 4 dargestellt. Auf einer Oberfläche des Verlegebretts 4 sind hier mehrere Werkzeugelemente 12, 14, 16, 18, 20 angeordnet, die aktiv ansteuerbar und relativ zu der Oberfläche des Verlegebretts 4 bewegbar, d. h. einfahr- und ausfahrbar sind, was in 1 durch Doppelpfeile 22 angedeutet ist. In der Darstellung aus 1 sind drei dieser Werkzeugelemente 12, 14, 16 aus der Oberfläche des Verlegebretts 4 ausgefahren, wohingegen zwei Werkzeugelemente 18, 20 in das Verlegebrett 4 eingefahren sind. Jedes Werkzeugelement 12, 14, 16, 18, 20 umfasst hier einen Bolzen 24, an dessen Ende eine Gabel 26 angeordnet ist.
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Bei einem Betrieb des Systems 2 ist vorgesehen, einen Leitungssatz aus mehreren Leitungen 28, 30, 32 zu konfektionieren. Dabei werden die jeweiligen Leitungen 28, 30, 32 durch den ersten als Leitungsspender ausgebildeten Manipulator 6 gefördert. Dabei ist jeweils ein Ende der Leitung 28, 30, 32 an dem hier als Greifelement ausgebildeten zweiten Manipulator 8 fixiert. Zum Konfektionieren des Leitungssatzes wird der zweite Manipulator 8 relativ zu dem Verlegebrett 4 hin- und herbewegt bzw. auf- und abbewegt. Dabei ist hier vorgesehen, dass eine erste Leitung 28, während sie von dem zweiten Manipulator 8 geführt wird, von einem ersten ausgefahrenen Werkzeugelement 12 gefangen und bezüglich seines Verlaufs verändert wird. Die zweite Leitung 30 wird bei der Bewegung des zweiten Manipulators 8 von dem ersten ausgefahrenen Werkzeugelement 12 sowie auch von einem zweiten ausgefahrenen Werkzeugelement 16 gefangen und entsprechend umgelenkt. Für die dritte Leitung 32 ist hier vorgesehen, dass diese durch das erste ausgefahrene Werkzeugelement 12 und ein zweites ausgefahrenes Werkzeugelement 14 gefangen und hinsichtlich seiner Richtung positioniert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3822166 C2 [0005]
- EP 0444032 B1 [0007]
- EP 1342248 B1 [0008]
