DE102016111521B4 - Device for producing a cable harness - Google Patents

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    • H01B13/01245Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing wire harnesses the wires being disposed by machine using a layout board

Abstract

Die vorliegende Anmeldung offenbart eine Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Kabelbaums, mit
– einer Baubrettaufnahme (18) zur Aufnahme eines Baubretts (4); und
– einem Bearbeitungsautomat (40) mit wenigstens einem Roboterarm (22),
wobei die Baubrettaufnahme (18) an einem Gestell (10) derart vorgesehen ist, dass das Baubrett (4) in einer definierten Lage bezüglich des Gestells (10) fixiert oder fixierbar ist, und wobei der Bearbeitungsautomat (40) an dem Gestell (10) montiert oder montierbar ist, und der Bearbeitungsautomat (40) und die Baubrettaufnahme (18) in einer definierten Lage zueinander derart positioniert oder positionierbar sind, dass ein Ende des wenigstens einen Roboterarms (22) jeden oder im Wesentlichen jeden Punkt in zumindest einem Teilbereich auf einer Oberfläche des Baubretts (4) wiederholbar erreicht.
The present application discloses a device (1) for manufacturing a wiring harness, with
- A Baubrettaufnahme (18) for receiving a building board (4); and
A processing machine (40) with at least one robot arm (22),
wherein the construction material support (18) is provided on a frame (10) such that the construction material (4) is fixed or fixable in a defined position relative to the frame (10), and wherein the processing machine (40) is fixed to the frame (10). is mounted or mounted, and the automatic processing machine (40) and the Baubrettaufnahme (18) in a defined position to each other positioned or positioned such that one end of the at least one robot arm (22) each or substantially every point in at least one sub-area on a Surface of the building board (4) reached repeatable.

Figure DE102016111521B4_0001
Figure DE102016111521B4_0001

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kabelbaums, der beispielsweise in einem Bordnetz eines Fahrzeugs verwendet werden kann. The present invention relates to a device for manufacturing a wiring harness, which can be used for example in an electrical system of a vehicle.

Stand der Technik State of the art

Ein Kabelbaum sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung sind beispielsweise aus der DE 10 2007 022 764 B3 bekannt. Ein Kabelbaum kann im Prinzip als eine Zusammenfassung von einzelnen Leitungen zu Bündeln verstanden werden. Über diese Leitungen werden in einem damit ausgerüsteten Fahrzeug Signale und/oder elektrische Energie übertragen. Ein solcher Kabelbaum kann verschiedene Abzweigungen, beispielsweise in Form von Kreuzungen von einzelnen Leitungen, und Steckverbinder zum Anbinden des Kabelbaums in einem Fahrzeug umfassen. Stellen- oder abschnittsweise werden die einzelnen Leitungen durch beispielsweise Gewebebänder, Schellen, Kabelbinder oder Schläuche zu einem Kabelstrang zusammengefasst. Häufig sind diese Kabelbäume kundenspezifisch konfiguriert, so dass eine Vielzahl unterschiedlicher Kabelbaumvarianten zu fertigen ist. A wiring harness and a method for its production are for example from DE 10 2007 022 764 B3 known. In principle, a wire harness can be understood as a summary of individual wires into bundles. Via these lines, signals and / or electrical energy are transmitted in a vehicle equipped with it. Such a wiring harness may include various branches, for example in the form of intersections of individual wires, and connectors for tying the wire harness in a vehicle. In places or sections, the individual lines are summarized by, for example, fabric straps, clamps, cable ties or hoses to form a cable harness. Frequently, these harnesses are custom configured so that a variety of different harness variants can be manufactured.

Üblicherweise erfolgt die Herstellung oder Fertigung eines solchen Kabelbaums auf einem horizontal angeordneten Baubrett. Auf diesem Baubrett werden eine Mehrzahl von aufrecht stehenden Auflagegabeln angeordnet, wobei die einzelnen Leitungen auf ihrem Weg vom Start- zum Zielsteckverbinder in die Auflagegabeln eingehängt werden, um sie darin zu einem Kabelstrang zusammenzufassen. Jede Leitung des Kabelbaums wird dabei manuell, das heißt von Hand, in üblicherweise bis zu zwanzig oder mehr Auflagegabeln eingelegt. Es ist bekannt, dass Halteteile an einzelnen Stationen eines Baubretts bereitgestellt und die Halteteile manuell angebracht werden. Um die Halteteile immer an derselben Stelle anzubringen, sind auf den Baubrettern Haltevorrichtungen erforderlich, welche die Halteteile aufnehmen. Eine Station bringt die Halteteile auf, eine weitere montiert sie und eine dritte Station prüft diese. Usually, the manufacture or production of such a wiring harness takes place on a horizontally arranged construction board. On this construction board a plurality of upstanding support forks are arranged, the individual lines are hooked on their way from the start to the target connector in the support forks, to summarize it in a cable harness. Each line of the wiring harness is inserted manually, that is, by hand, usually up to twenty or more support forks. It is known that holding parts are provided at individual stations of a building board and the holding parts are manually attached. To attach the holding parts always in the same place, holding devices are required on the Baubetttern, which receive the holding parts. One station attaches the holding parts, another one mounts them and a third station checks them.

Vorrichtungen, bei denen zur Kabelbaumherstellung ein Kabelbaum mithilfe eines Baubretts und eines Bearbeitungsautomaten maschinell gefertigt werden kann, sind beispielsweise aus der EP 0 300 141 A1 , DE 35 23 308 A1 , US 2014 / 0 290 050 A1 oder US 5 537 741 A bekannt. Devices in which a cable harness can be machined using a construction board and a processing machine for harness manufacturing, for example, from EP 0 300 141 A1 . DE 35 23 308 A1 . US 2014/0 290 050 A1 or US 5 537 741 A known.

Darüber hinaus ist aus der DE 10 2011 084 786 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums bekannt, bei dem ein Verlegeweg eines Kabels mit einem optisch veränderbaren Zeichen auf einem Baubrett angezeigt wird. In addition, from the DE 10 2011 084 786 A1 a method of manufacturing a wiring harness is known, in which a laying path of a cable with an optically variable character is displayed on a construction board.

Schließlich sind aus der DE 20 2013 104 860 U1 und der DE 10 2009 014 766 A1 bekannt, wie Roboter hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit bzw. der Ansteuerung verbessert werden können. Finally, from the DE 20 2013 104 860 U1 and the DE 10 2009 014 766 A1 It is known how robots can be improved in terms of mechanical load capacity or control.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die manuelle Herstellung eines Kabelbaums an einem Baubrett vereinfacht und unterstützt. The object of the present invention is to provide a device which simplifies and supports the manual production of a wiring harness on a building board.

Die Aufgabe wird wenigstens in Teilaspekten durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen bilden den Gegenstand der Unteransprüche. The object is achieved at least in some aspects by the features of independent claim 1. Advantageous developments and preferred embodiments form the subject of the dependent claims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kabelbaums bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine Baubrettaufnahme zur Aufnahme und/oder vorzugsweise lagegenauen Positionierung eines Baubretts; und einen Bearbeitungsautomat mit wenigstens einem Roboterarm auf. Die Baubrettaufnahme ist an einem Gestell derart vorgesehen, dass das Baubrett in einer definierten Lage bezüglich des Gestells fixiert oder fixierbar ist. Der Bearbeitungsautomat ist an dem Gestell montiert oder montierbar. Der Bearbeitungsautomat und die Baubrettaufnahme sind in einer definierten Lage zueinander derart positioniert oder positionierbar, dass ein Ende des wenigstens einen Roboterarms jeden oder im Wesentlichen jeden Punkt in zumindest einem Teilbereich auf einer Oberfläche des Baubretts wiederholbar erreicht. According to the present invention, an apparatus for manufacturing a wire harness is provided. The device has a Baubrettaufnahme for receiving and / or preferably positionally accurate positioning of a building board; and a processing machine with at least one robot arm. The Baubrettaufnahme is provided on a frame such that the Baubrett is fixed or fixable in a defined position relative to the frame. The processing machine is mounted or mountable on the rack. The automatic processing machine and the construction board receiver are positioned or positionable in a defined position relative to one another in such a way that one end of the at least one robot arm reaches each or substantially every point in at least one partial area on a surface of the building board repeatably.

Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, dass der Roboterarm nicht nur eine einzelne Station des Baubretts zur Bereitstellung von Teilen anfährt, sondern wiederholbar eine beliebige Position direkt auf der Oberfläche des Baubretts selbst. In Ausführungsformen kann es auch möglich sein, dass der Roboterarm wiederholbar eine Position direkt auf der Oberfläche des Baubretts erreichen kann, um eine Person bei der Herstellung des Kabelbaums zu unterstützen, wenn sich die Person an dem Baubrett befindet. Grundsätzlich kann ein Roboterarm ausreichend sein. Wenn mehr als ein Roboterarm, insbesondere zwei Roboterarme, vorgesehen sind, können die Roboterarme Teilaufgaben wie Teilebereitstellung und Bearbeitung aufteilen und es können sowohl eine Automatisierung der Teilebereitstellung und Montage als auch eine Unterstützung einer Person bei halbautomatischer Fertigung vorteilhaft verwirklicht werden. Auf diese Weise kann die manuelle Herstellung eines Kabelbaums nicht nur vereinfacht und unterstützt werden, sondern die Herstellung des Kabelbaums kann möglichst weitgehend automatisiert werden, wobei gleichzeitig eine kooperative Fertigung zwischen dem Bearbeiter und dem Bearbeitungsautomat ermöglicht wird. With such a device, it is possible for the robotic arm not only to approach a single station of the building board to provide parts, but repeatably any position directly on the surface of the building board itself. In embodiments, it may also be possible for the robotic arm to repeatably Position directly on the surface of the building board to assist a person in the manufacture of the wiring harness when the person is on the construction board. In principle, a robot arm may be sufficient. If more than one robot arm, in particular two robot arms, are provided, the robot arms can subdivide subtasks such as parts provisioning and processing, and both automation of parts provision and assembly as well as support of a person in semiautomatic production can be advantageously realized. In this way, the manual production of a wiring harness can not only can be simplified and supported, but the production of the wiring harness can be automated as much as possible, at the same time a cooperative production between the processor and the machine is made possible.

Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Roboterarm oberhalb des Baubretts angeordnet. Wenn der Roboterarm oberhalb des Baubretts angeordnet ist, kann er die für die Montage besonders intensiv genutzte obere Oberfläche des Baubretts erreichen. Ein besonders effizientes Bewegungsbild ergibt sich zudem, wenn der wenigstens eine Roboterarm hängend angeordnet ist. According to the invention, the at least one robot arm is arranged above the building board. If the robot arm is located above the building board, it can reach the intensively used upper surface of the building board for mounting. In addition, a particularly efficient motion pattern results if the at least one robot arm is arranged in a suspended manner.

Zudem umfasst das Gestell erfindungsgemäß wenigstens einen Portalbogen. Unter einem Portalbogen kann ein Tragbauteil mit zwei Säulen und einem die oberen Enden der Säulen verbindenden Querträger verstanden werden; in der Regel, aber nicht zwingend, sind die Säulen und Querträger gerade bzw. linear, also ungebogen, ausgeführt. Es sind Automaten mit einem einzigen Portalbogen denkbar, der beispielsweise auf einem Maschinenbett verfahrbar ist. Besonders bevorzugt sind zwei Portalbögen, zwischen denen eine xy-Einheit zum Verfahren des wenigstens einen Roboterarms aufgespannt ist. Portalautomaten haben sich als effiziente Bauform für robotische Bearbeitungsanlagen erwiesen. In addition, the frame according to the invention comprises at least one portal arch. Under a portal arch can be understood a support member having two columns and a cross member connecting the upper ends of the columns; As a rule, but not necessarily, the columns and cross members are straight or linear, that is unbent, designed. There are machines with a single portal arch conceivable that can be moved, for example, on a machine bed. Particularly preferred are two portal arches, between which an xy unit is mounted for moving the at least one robot arm. Gantry robots have proven to be an efficient design for robotic processing equipment.

Weiter erfindungsgemäß ist in der Baubrettaufnahme ein H- oder U-förmiges Baubrett aufgenommen oder aufnehmbar. Derartige Baubretter weisen wenigstens eine Ausnehmung in ihrer Fläche auf, sodass die Oberfläche des Baubretts für einen Werker auch von innen her zugänglich ist, was auch die Bearbeitung erleichtert und ein ergonomisches Arbeiten ermöglicht. Furthermore, according to the invention, an H-shaped or U-shaped building board is accommodated or can be accommodated in the construction boot receptacle. Such Baubretter have at least one recess in its surface, so that the surface of the building board for a worker is also accessible from the inside, which also facilitates the processing and allows ergonomic work.

In Ausführungsformen kann der Bearbeitungsautomat an dem Gestell derart montiert oder montierbar sein, dass der Bearbeitungsautomat eine an einer definierten Position an dem Baubrett sich befindende Person bei der Herstellung des Kabelbaums unterstützen kann, ohne eine Erreichbarkeit des Baubretts durch die Person zu beeinträchtigen, wenn der Bearbeitungsautomat die Person bei der Herstellung des Kabelbaums unterstützt. So ist eine kollaborierende Arbeitsweise zwischen dem Bearbeitungsautomat und einem Werker möglich, wobei sich der Werker sich im Bereich des Baubretts aufhält. In embodiments, the processing machine may be mounted or mountable on the rack so that the machine operator can assist a person in a defined position on the building board in manufacturing the wiring harness without affecting accessibility of the building board by the person assists the person in making the wiring harness. Thus, a collaborative working between the processing machine and a worker is possible, with the worker staying in the area of the building board.

In Ausführungsformen kann der Bearbeitungsautomat wenigstens zwei Roboterarme umfassen, die in wenigstens einer Richtung gemeinsam oder individuell linear bewegbar sind. Dementsprechend kann der Bearbeitungsautomat in Ausführungsformen eine wenigstens einachsige Verfahrvorrichtung zum Bewegen des wenigstens einen Roboterarms umfassen. Vorzugsweise sind die Roboterarme in zwei Achsenrichtungen gemeinsam oder individuell linear bewegbar; dies kann beispielsweise durch eine zweiachsige Verfahreinrichtung, etwa eine xy-Lineareinheit, verwirklicht werden, wobei beide Roboterarme auf einer Linearachsenführung in deren Achsenrichtung gemeinsam (etwa auf einer gemeinsamen Basis) oder individuell (etwa auf jeweiligen Verfahreinheiten) linear bewegbar sind und die Linearachsenführung mit beiden Roboterarmen in einer Richtung quer dazu bewegbar ist. Grundsätzlich ist auch eine Hubvorrichtung für die gesamte xy-Lineareinheit denkbar. Weiter sind individuelle xy-Einheiten für jeden Roboterarm denkbar. Auf diese Weise können beliebige Positionen bezüglich der Baubrettoberfläche leicht angefahren werden. In embodiments, the processing machine may comprise at least two robot arms, which are movable jointly or individually linearly in at least one direction. Accordingly, in embodiments, the processing machine may include an at least one-axis traversing device for moving the at least one robotic arm. Preferably, the robot arms are jointly or individually linearly movable in two axis directions; This can for example be realized by a biaxial traversing device, such as an xy-linear unit, wherein both robot arms on a linear axis guide in the axial direction together (for example, on a common basis) or individually (for example on respective traversing units) are linearly movable and the linear axis guide with both Robot arms in a direction transverse to it is movable. In principle, a lifting device for the entire xy linear unit is conceivable. Furthermore, individual xy units are conceivable for each robot arm. In this way, any positions can be easily approached with respect to the Baubrettoberfläche.

In Ausführungsformen kann der Bearbeitungsautomat den wenigstens einen Roboterarm derart umfassen, dass er zum Greifen und/oder Positionieren von Teilen an dem Baubrett ausgebildet ist und dem ein Teilemagazin zugeordnet ist. Das Teilemagazin kann vorzugsweise an einem Sockel des Roboterarms angeordnet sein. Die Teile können aus der Gruppe, welche

  • – Kabelbaumabschnitte,
  • – Kabelbaumeinzelteile, Etikettenträger,
  • – Befestigungselemente,
  • – Bündelungselemente,
  • – Schrumpfelemente,
  • – Halteteile,
  • – Clips und
  • – Gehäuse
aufweist, ausgewählt sein. Kabelbaumeinzelteile können insbesondere Leitungen, Stecker, Kabelschuhe, Leitungsverbinder, Endhülsen, Etikettenträger umfassen. Befestigungselemente können insbesondere Schrauben, Clips, Niete umfassen. Bündelungselemente können insbesondere Klebebänder, Wickelbänder, Kabelbinder, Bündelbänder, Bandagen, Abbinder umfassen. Schrumpfelemente können insbesondere Schrumpfschläuche umfassen. In embodiments, the processing machine may comprise the at least one robot arm such that it is designed to grip and / or position parts on the construction board and to which a parts magazine is assigned. The parts magazine can preferably be arranged on a base of the robot arm. The parts can be from the group, which
  • - harness sections,
  • - harness parts, label carriers,
  • - fasteners,
  • - bundling elements,
  • - shrinking elements,
  • - holding parts,
  • - Clips and
  • - Casing
has to be selected. Wiring harness parts may in particular include cables, plugs, cable lugs, cable connectors, end sleeves, label carriers. In particular, fasteners may include screws, clips, rivets. Bundling elements may in particular comprise adhesive tapes, wrapping tapes, cable ties, bundle tapes, bandages, binders. Shrink elements may in particular comprise heat shrink tubing.

In Ausführungsformen kann der Bearbeitungsautomat den wenigstens einen Roboterarm derart umfassen, dass er zur Handhabung wenigstens eines Werkzeugs ausgebildet ist. Das wenigstens eine Werkzeug kann vorzugsweise aus der Gruppe, welche

  • – ein Schraubwerkzeug,
  • – eine Wickelmaschine,
  • – eine Kabelbinderzange,
  • – ein Abbindergerät,
  • – ein Bündelgerät,
  • – ein Bandagiergerät,
  • – einen Staubsauger,
  • – eine Kamera,
  • – eine Ultraschallzange,
  • – ein Heißluftgebläse,
  • – eine Nietzange,
  • – eine Crimpzange und
  • – eine Lötvorrichtung aufweist,
ausgewählt sein. Das wenigstens eine Werkzeug kann an dem Roboterarm austauschbar sein. Die Kabelbinderzange kann insbesondere eine unter dem Handelsnamen Panduit oder Autotool verfügbare Kabelbinderzange umfassen. Der Staubsauger kann insbesondere für eine Reinigung des Baubretts oder für eine Absaugung vorgesehen sein. In embodiments, the processing machine may include the at least one robotic arm configured to handle at least one tool. The at least one tool may preferably be of the group which
  • - a screwing tool,
  • A winding machine,
  • - a cable tie pliers,
  • A setting device,
  • - a bundling device,
  • A taping device,
  • - a vacuum cleaner,
  • - a camera,
  • - an ultrasonic tongs,
  • A hot air blower,
  • - a rivet tongs,
  • - a crimping tool and
  • Having a soldering device,
be selected. The at least one tool may be replaceable on the robot arm. The cable tie pliers may in particular comprise a cable tie pliers available under the trade name Panduit or Autotool. The vacuum cleaner may be provided in particular for cleaning the building board or for a suction.

In Ausführungsformen kann die Vorrichtung weiter eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung eines Bewegungsraums des wenigstens einen Roboterarms umfassen. Die Überwachungsvorrichtung kann eine oder mehrere Laserabtasteinheiten zur Abtastung des Bewegungsraums des wenigstens einen Roboterarms umfassen. Eine solche Überwachungsvorrichtung kann beträchtlich zur Sicherheit beitragen. Beispielsweise ist bei Überwachung des Bewegungsraums keine Schutzabtrennung erforderlich. In embodiments, the apparatus may further comprise a monitoring device for monitoring a movement space of the at least one robot arm. The monitoring device may comprise one or more laser scanning units for scanning the movement space of the at least one robot arm. Such a monitoring device can contribute considerably to safety. For example, no protection separation is required when monitoring the movement space.

In Ausführungsformen kann die Vorrichtung weiter eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Roboterarme umfassen. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung zum koordinierten Bewegen der Roboterarme in mehreren oder allen Richtungen und zum Zusammenarbeiten der Roboterarme miteinander und/oder mit zumindest einer Person ausgebildet sein. Die Steuerungsvorrichtung kann z.B. eine Recheneinheit, ein Mikrocontroller oder ähnliches sein. In embodiments, the apparatus may further include a controller for controlling the robotic arms. In this case, the control device for coordinated movement of the robot arms in several or all directions and for cooperation of the robot arms with each other and / or be formed with at least one person. The control device may e.g. a computing unit, a microcontroller or the like.

In Ausführungsformen kann die Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein, Überwachungssignale von einer Überwachungsvorrichtung zu empfangen und zu verarbeiten, um das Vorhandensein von Personen und/oder Gegenständen innerhalb eines Bewegungsraums des wenigstens einen Roboterarms zu erkennen, und Bewegungen der Roboterarme auf der Grundlage eines erkannten Vorhandenseins von Personen und/oder Gegenständen zu steuern und eine Kollision mit Personen und/oder Gegenständen zu verhindern. Die Überwachungsvorrichtung kann gemäß vorstehender Beschreibung ausgebildet sein. In embodiments, the control device may be configured to receive and process supervisory signals from a monitoring device to detect the presence of persons and / or objects within a range of motion of the at least one robotic arm, and movements of the robotic arms based on a detected presence of persons and persons / or to control objects and to prevent a collision with persons and / or objects. The monitoring device may be designed as described above.

In Ausführungsformen kann die Steuerungsvorrichtung zum Lernen von Abläufen ausgebildet sein. Die Abläufe können insbesondere aus der Gruppe, welche Bewegungs-, Handhabungs-, Bearbeitungs- und Montageabläufe aufweist, ausgewählt sein. Das Lernen kann in Weiterbildungen das Anfahren einer Lernposition und das anschließende Führenlassen zu einer Endposition hinsichtlich wenigstens eines Freiheitsgrads umfassen. In embodiments, the controller may be configured to learn procedures. The processes may in particular be selected from the group comprising movement, handling, processing and assembly processes. In further developments, the learning can include the approach of a learning position and the subsequent guidance to an end position with regard to at least one degree of freedom.

In Ausführungsformen kann der wenigstens eine Roboterarm zum Fassen und Positionieren von Leitungen ausgebildet sein. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein, Bewegungen des wenigstens einen Roboterarms beim Positionieren Leitung zu steuern. In Weiterbildungen kann die Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein, Bewegungen des wenigstens einen Roboterarms beim Positionieren der Leitung kraftsensitiv zu steuern. Die kraftsensitive Steuerung ermöglicht es, die Leitungen ohne unzulässige Zug- und/oder Knick- bzw. Biegebelastungen zu positionieren und zu befestigen. In embodiments, the at least one robotic arm may be configured to grip and position conduits. In this case, the control device can be designed to control movements of the at least one robot arm during the positioning of the line. In further developments, the control device can be designed to control movements of the at least one robot arm in a force-sensitive manner during positioning of the line. The force-sensitive control makes it possible to position and fasten the cables without undue tensile and / or bending or bending loads.

In Ausführungsformen kann die Vorrichtung weiter wenigstens eine Kamera zur Abtastung des Baubretts umfassen. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein, Bildsignale von der wenigstens einen Kamera zu empfangen und zu verarbeiten, um eine Position von Markern auf dem Baubrett zu erkennen, aus der Position der Marker auf dem Baubrett eine Lage des Baubretts in der Vorrichtung sowie eine Abweichung von einer Soll-Lage zu ermitteln und die Abweichung von der Soll-Lage bei der Steuerung der Bewegungen des wenigstens einen Roboterarms zumindest teilweise zu kompensieren. In embodiments, the apparatus may further comprise at least one camera for scanning the building board. In this case, the control device may be configured to receive and process image signals from the at least one camera in order to detect a position of markers on the construction board, from the position of the markers on the construction board, a position of the construction board in the device and a deviation from one Determine target position and compensate for the deviation from the target position in the control of the movements of the at least one robot arm at least partially.

In Ausführungsformen kann die Steuerungsvorrichtung ausgebildet ist, Bildsignale von der Kamera zu empfangen und zu verarbeiten, um anhand eines Baumodells des Kabelbaums eine vorgegebene montierte Anordnung von Teilen auf dem Baubrett zu prüfen und einen Hinweis auszugeben, wenn ein Teil fehlerhaft montiert ist oder fehlt oder überzählig ist. Damit kann auch eine automatisierte oder halbautomatische Fertigungsüberwachung verwirklicht werden. In embodiments, the controller may be configured to receive and process image signals from the camera to check a predetermined assembled arrangement of parts on the build table and output a hint when a part is improperly mounted or missing or redundant, based on a harness model of the wiring harness is. Thus, an automated or semi-automatic production monitoring can be realized.

Kurze Figurenbeschreibung Short description of the figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den nachfolgend aufgeführten Figuren, sofern nicht anders angegeben, auf eine maßstabs- oder proportionsgetreue Darstellung verzichtet. In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to figures. For better clarity, in the figures below, unless otherwise stated, a true to scale or proportion representation is omitted. In the figures, unless otherwise indicated, like reference numerals designate like parts with the same meaning.

1 zeigt einen Grundaufbau einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kabelbaums nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht; 1 shows a basic structure of an apparatus for manufacturing a wire harness according to an embodiment of the present invention in a perspective view;

2 zeigt eine Anordnung eines Kamerasystems an der Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht; und 2 shows an arrangement of a camera system on the device according to a Embodiment of the present invention in a perspective view; and

3 zeigt eine Anordnung zur Sicherheitsüberwachung an der Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. 3 shows a safety monitoring arrangement on the device according to an embodiment of the present invention in a perspective view.

1 zeigt einen Grundaufbau einer Vorrichtung 2 zur Herstellung eines Kabelbaums nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. 1 shows a basic structure of a device 2 for producing a wiring harness according to an embodiment of the present invention in a perspective view.

Die Herstellung des Kabelbaums (nicht näher dargestellt) erfolgt unter Zuhilfenahme eines waagerecht in der Vorrichtung 2 angeordneten Baubretts 4. Das Baubrett 4 weist zwei Einschnitte 6 auf, welche das Herantreten und den Aufenthalt durch eine Person 8 ermöglichen. Mit anderen Worten, das Baubrett 4 weist ein H-förmiges Layout auf. Die Erfindung ist nicht auf die H-Form beschränkt; in Abwandlungen kann nur ein Einschnitt 6 vorgesehen sein, sodass das Baubrett 4 ein U-förmiges Layout aufweist, oder mehr Einschnitte oder kein Einschnitt oder eine ganz beliebige Form. The production of the wiring harness (not shown in detail) takes place with the aid of a horizontal in the device 2 arranged construction boards 4 , The construction board 4 has two cuts 6 on which the approach and the stay by a person 8th enable. In other words, the construction kit 4 has an H-shaped layout. The invention is not limited to the H-shape; in modifications can only be an incision 6 be provided so that the construction kit 4 has a U-shaped layout, or more cuts or no cut or any shape.

Die Vorrichtung 2 weist ein Gestell 10 mit zwei Portalbögen 12 auf. Jeder Torbogen weist zwei Säulen 14 und einen Querträger 16 auf. Das Gestell 10 definiert ein lokales kartesisches Koordinatensystem, dessen z-Achse vertikal nach unten (zu einem Hallenboden, auf welchem das Gestell steht) weist, dessen x-Achse sich entlang eines Querträgers 16 der Torbögen 12 erstreckt und dessen y-Achse sich von einem zum anderen Torbogen 12 erstreckt. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei der Ursprung des lokalen Koordinatensystems in einer äußeren oberen Ecke eines der Portalbögen 12 definiert; selbstverständlich kann der Ursprung aber beliebig festgelegt sein. The device 2 has a frame 10 with two porch arches 12 on. Each archway has two columns 14 and a crossbeam 16 on. The frame 10 defines a local Cartesian coordinate system whose z-axis points vertically downwards (to a hall floor on which the stand stands), whose x-axis is along a cross member 16 the archways 12 extends and its y-axis from one to the other archway 12 extends. Without limiting the generality, let the origin of the local coordinate system be in an outer upper corner of one of the portal arcs 12 Are defined; Of course, the origin can be set arbitrarily.

Eine Baubrettaufnahme 18 ist an dem Gestell 10 vorgesehen, um das Baubrett in einer definierten Lage bezüglich des Gestells 10 aufzunehmen und zu fixieren. Die Baubrettaufnahme 14 weist beispielsweise Auflageelemente und Feststellelemente (nicht näher dargestellt) auf, die an den Säulen 14 der Torbögen 12 angebracht sind. Positionsmarker 20, die an wenigstens zwei Stellen auf dem Baubrett 2 angebracht sind, erleichtern die Positionierung des Baubretts an dem Gestell 10. A construction tape recording 18 is on the frame 10 provided to the construction board in a defined position relative to the frame 10 record and fix. The construction tape recording 14 For example, has support elements and locking elements (not shown in detail) on the columns 14 the archways 12 are attached. position marker 20 in at least two places on the construction board 2 are mounted, facilitate the positioning of the building board on the frame 10 ,

Zwei Roboterarme 22 (Mehrgelenkarme) sind in hängender Position oberhalb des Baubretts 2 an dem Gestell 10 angebracht. Die Roboterarme 22 sind mittels einer xy-Lineareinheit 24 in Richtung der zwei Achsen x und y linear bewegbar. Die xy-Lineareinheit 24 weist zwei erste, feststehende (x-)Linearführungen 26, die entlang den Querträgern 16 der Portalbögen 12 sich in Richtung der x-Achse erstreckend fest angeordnet sind, jeweilige erste (x-)Laufwagen 28, die an einer der x-Linearführungen 26 laufen und synchron verfahrbar sind, eine zweite, bewegliche (y-)Linearführung 30, die an den x-Laufwagen 28 befestigt ist und sich zwischen diesen in Richtung der y-Achse erstreckt, und einen zweiten (y-)Laufwagen 32, der an der y-Linearführung 30 läuft und verfahrbar ist. Jeweilige Basen 34 der Roboterarme 22 sind an dem y-Laufwagen 32 montiert, wobei die Roboterarme 22 in ihrer jeweiligen Basis 34 um eine Drehachse drehbar aufgenommen sind. Jeder Roboterarm 22 weist eine Werkzeugaufnahme 36 an seinem distalen Ende auf. Die Werkzeugaufnahmen 36 sind zur Aufnahme verschiedener Werkzeuge (nicht näher dargestellt) ausgebildet. Ein Werkzeug kann beispielsweise ein Greifer für Bauteile oder ein bestimmtes Montage- oder Bearbeitungswerkzeug sein. Der y-Laufwagen 32 dient auch als Aufnahme für ein Magazin 38, welches Werkzeuge und/oder Bauteile aufnehmen kann. Die x-Linearführungen 26 mit x-Laufwagen 28 können auch als x-Verfahreinheit bezeichnet werden, und die y-Linearführung 30 mit y-Laufwagen 32 kann auch als y-Verfahreinheit bezeichnet werden, die xy-Lineareinheit 24 insgesamt auch als zweiachsige Verfahrvorrichtung. Die xy-Lineareinheit 24 einschließlich der Roboterarme 22 kann auch als Bearbeitungsautomat 40 bezeichnet werden. Die Verfahreinheiten und die Roboterarme weisen in an sich bekannter Weise Verfahr- bzw. Stellmotoren als Antriebselemente auf, um die Laufwägen 28, 32 an ihren Linearführungen 26, 30 zu verfahren bzw. die Achsen und Gelenke der Gelenkarme 22 sowie allfällige Werkzeuge zu betätigen. Es sind jedoch auch andere Antriebselemente, etwa magnetischer, hydraulischer oder pneumatischer Art denkbar, letzteres insbesondere bei Greifvorrichtungen. Die x-Laufwägen 28 werden dabei synchron angesteuert, um jeweils gleiche Verfahrwege sicherzustellen. Die Laufwägen 28, 30 können beispielsweise als Rollenwägen oder Gleitwägen (Schlitten) oder Kassetten ausgeführt sein. Der Antrieb kann beispielsweise als Ritzel/Zahnstangensystem oder als Spindel/Wendelmuffensystem ausgestaltet sein. Two robot arms 22 (Mehrgelenkarme) are in a hanging position above the building board 2 on the frame 10 appropriate. The robot arms 22 are by means of an xy-linear unit 24 in the direction of the two axes x and y linearly movable. The xy-linear unit 24 has two first, fixed (x) linear guides 26 that go along the crossbeams 16 the portal arches 12 extending in the direction of the x-axis extending fixed, respective first (x) carriage 28 attached to one of the x linear guides 26 run and synchronously movable, a second, movable (y) linear guide 30 attached to the x-carriage 28 is fixed and extends between them in the direction of the y-axis, and a second (y-) carriage 32 , on the y-linear guide 30 is running and movable. Respective bases 34 the robot arms 22 are on the y-carriage 32 mounted, the robot arms 22 in their respective base 34 are received rotatably about a rotation axis. Every robotic arm 22 has a tool holder 36 at its distal end. The tool holders 36 are for receiving various tools (not shown) formed. A tool may be, for example, a gripper for components or a specific assembly or machining tool. The y-carriage 32 also serves as a recording for a magazine 38 which can accommodate tools and / or components. The x linear guides 26 with x-carriage 28 may also be referred to as the x-track unit, and the y-linear track 30 with y-carriage 32 can also be referred to as the y-displacement unit, the xy-linear unit 24 Overall, as a biaxial traversing device. The xy-linear unit 24 including the robot arms 22 Can also be used as a processing machine 40 be designated. The traversing units and the robot arms have traversing or adjusting motors as drive elements in a manner known per se, around the carriages 28 . 32 on their linear guides 26 . 30 to move or the axes and joints of the articulated arms 22 as well as any tools to operate. However, other drive elements, such as magnetic, hydraulic or pneumatic type are conceivable, the latter in particular in gripping devices. The x-carriages 28 are controlled synchronously in order to ensure the same traverse paths. The carriages 28 . 30 For example, they can be designed as roller carriages or sliding carriages (carriages) or cassettes. The drive can be configured, for example, as a pinion / rack system or as a spindle / helical sleeve system.

Wie in 1 gezeigt, sind die Roboterarme 22 kopfüber an der xy-Lineareinheit 24 gegenüber dem Baubrett 4 in einer Höhe abgehängt, dass die Roboterarme 22 eine Oberfläche des Baubretts 4 erreichen. Somit ist der Bearbeitungsautomat 40 an dem Gestell 10 montiert. Der Bearbeitungsautomat 40 und die Baubrettaufnahme 14 sind in einer definierten Lage zueinander derart positioniert, dass die distalen Enden der Roboterarme 22 mit den Werkzeugaufnahmen 36 jeden oder im Wesentlichen jeden Punkt in zumindest einem Teilbereich auf der Oberfläche des Baubretts 4 wiederholbar erreichen. As in 1 shown are the robot arms 22 upside down on the xy-linear unit 24 opposite the construction board 4 suspended at a height that the robot arms 22 a surface of the building board 4 to reach. Thus, the processing machine 40 on the frame 10 assembled. The processing machine 40 and the building material record 14 are positioned in a defined position relative to each other such that the distal ends of the robot arms 22 with the tool holders 36 any or substantially any point in at least a portion of the surface of the building board 4 achieve repeatable.

Zur Steuerung des Bearbeitungsautomaten 40 ist eine Steuerungsvorrichtung (nicht näher dargestellt) vorgesehen. Die Steuerungsvorrichtung ist zum koordinierten Bewegen der Roboterarme in mehreren oder allen Richtungen und zum Zusammenarbeiten der Roboterarme miteinander und/oder mit zumindest einer Person ausgebildet. Hierzu steuert die Steuerungsvorrichtung Antriebselemente der xy-Lineareinheit 24 (d.h., von den x-Verfahreinheiten und der y-Verfahreinheit) und der Rotationsachsen und Gelenke der Roboterarme 22 auf der Grundlage eines vorgegebenen Steuerungsprogramms an und empfängt zum Ist-/Soll-Abgleich beispielsweise Sensorsignale von Weggebern der xy-Lineareinheit 24 (d.h., von den x-Verfahreinheiten und der y-Verfahreinheit) und von Drehgebern von Rotationsachsen und Gelenken der Roboterarme 22. Auch Ereignisse und/oder Zustände wie Werkzeugwechsel und –betätigung, Kraft- oder Momentenwerte sowie die Entnahme von Bauteilen aus dem Magazin 38 können sensiert/erfasst und durch die Steuerungsvorrichtung ausgelöst und überwacht werden. To control the processing machine 40 is a control device (not shown) provided. The control device is designed for coordinated movement of the robot arms in several or all directions and for cooperation of the robot arms with each other and / or with at least one person. For this the control device controls drive elements of the xy linear unit 24 (ie, the x-travel units and the y-travel unit) and the axes of rotation and joints of the robot arms 22 based on a predetermined control program and receives for actual / nominal adjustment, for example, sensor signals from encoders of the xy linear unit 24 (that is, from the x-travel units and the y-travel unit) and encoders of rotation axes and joints of the robot arms 22 , Also events and / or conditions such as tool change and operation, force or torque values and the removal of components from the magazine 38 can be sensed / detected and triggered and monitored by the control device.

Mit der Vorrichtung 2 können die Roboterarme 22 unter der Steuerung der Steuereinheit sowohl einzelne Stationen des Baubretts zur Bereitstellung von Teilen als auch wiederholbar eine Position direkt auf der Oberfläche des Baubretts 4 selbst anfahren. In halbautomatisierter Fertigung kann der Bearbeitungsautomat 40 mit den zwei Roboterarmen 22 so die Person 8 bei der Herstellung des Kabelbaums unterstützen, wenn sich die Person 8 an dem Baubrett 4 befindet. Gleichzeitig können auch eine Automatisierung der Teilebereitstellung und Montage verwirklicht werden. With the device 2 can the robot arms 22 under the control of the control unit both individual stations of the building board to provide parts as well as repeatable a position directly on the surface of the building board 4 drive yourself. In semi-automated production, the automatic processing machine 40 with the two robot arms 22 like that person 8th assist in the manufacture of the wiring harness when the person 8th on the construction board 4 located. At the same time, an automation of parts provision and assembly can be realized.

Die Steuerungsvorrichtung kann eine Anlernbetriebsart zum Lernen von Abläufen wie etwa verschiedenen Bewegungs-, Handhabungs-, Bearbeitungs- und Montageabläufen unter manueller Führung aufweisen. Dabei wird zunächst eine Lernposition angefahren und dann bestimmte Funktionen bzw. Freiheitsgrade weich geschaltet, sodass die Roboterarme und/oder Werkzeuge manuell zu bestimmten Endpositionen geführt werden können. So können schwer erreichbare Positionen wirksam angelernt werden. Zu diesem Zweck können auch Handgriffe an Werkzeugen angeordnet sein. The control device may include a teach-in mode for learning operations such as various movement, handling, machining, and assembly operations under manual guidance. In this case, a learning position is first approached and then certain functions or degrees of freedom are switched soft so that the robot arms and / or tools can be guided manually to specific end positions. This way, hard-to-reach positions can be taught effectively. For this purpose, handles on tools can be arranged.

Werkzeuge können zum Fassen und Positionieren von Leitungen ausgebildet sein. Entsprechend kann die Steuerungsvorrichtung eine Betriebsart aufweisen, um Bewegungen des Roboterarms 22 beim Positionieren der Leitung zu steuern. Diese Betriebsart kann auch vorsehen, dass Bewegungen des Roboterarms 22 beim Positionieren der Leitung kraftsensitiv gesteuert werden. Tools can be designed for grasping and positioning lines. Accordingly, the control device may have a mode of operation for movements of the robotic arm 22 to control when positioning the line. This mode may also provide for movements of the robot arm 22 be controlled in a force-sensitive manner during positioning of the line.

2 zeigt eine Anordnung eines Kamerasystems an der Vorrichtung 2 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Die Vorrichtung 2 dieses Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 aufgebaut bzw. eine Erweiterung desselben, sodass auf die diesbezügliche Beschreibung vollumfänglich Bezug genommen wird. 2 shows an arrangement of a camera system on the device 2 according to an embodiment of the present invention in a perspective view. The device 2 This embodiment is essentially according to the embodiment of 1 built or an extension of the same, so that reference is made in full to the relevant description.

Gemäß der Darstellung in 2 kann das Baubrett 3 einen translatorischen Versatz 42 in xy-Ebene wie auch einen Winkelversatz 44 um die z-Achse gegenüber dem Gestell 10 aufweisen. Ein solcher Versatz 42, 44 kann bei automatisierter oder halbautomatischer Fertigung durch den Bearbeitungsautomat 40 störend sein, da die Steuerungsvorrichtung (nicht näher dargestellt), welche ein Steuerprogramm für den Bearbeitungsautomat 40 ausführt, keinen zuverlässigen geometrischen Bezugspunkt hat. As shown in 2 can the construction board 3 a translational offset 42 in xy plane as well as an angular offset 44 around the z axis opposite the frame 10 exhibit. Such an offset 42 . 44 can be used in automatic or semi-automatic production by the automatic processing machine 40 Be disturbing, since the control device (not shown), which is a control program for the machine 40 has no reliable geometric reference point.

Zur Kompensation der Versätze 42, 44 ist ein Kamerasystem mit zwei Kameras 46 vorgesehen, die oberhalb des Baubretts 4 angeordnet sind und deren Blickrichtungen 48 zu dem Baubrett 4 hin weisen. Die Steuerungsvorrichtung empfängt Bildsignale der Kameras 46 und wertet diese aus, um die Positionsmarker 20, die auf dem Baubrett 4 vorgesehen sind, zu erkennen. Aus der Kenntnis der Positionen der Positionsmarker 20 kann die Steuerungsvorrichtung die Versätze 42, 44 berechnen und so einen zuverlässigen Bezugspunkt für die Steuerung des Bearbeitungsautomat 40 bereitstellen. To compensate the offsets 42 . 44 is a camera system with two cameras 46 provided, the above the building board 4 are arranged and their directions of view 48 to the construction board 4 clues. The control device receives image signals from the cameras 46 and evaluate these to the position markers 20 on the construction board 4 are intended to recognize. From the knowledge of the positions of the position markers 20 The control device can do the offsets 42 . 44 calculate and thus a reliable reference point for the control of the processing machine 40 provide.

Das Kamerasystem kann auch zur Überprüfung eines richtigen Zusammenbaus des Kabelbaums auf dem Baubrett 4 verwendet werden. Zu diesem Zweck können Soll-Vergleichsbilder zu jedem Fertigungsschritt hinterlegt werden und kann das Steuerprogramm die Soll-Montagebilder mit von den Kameras 46 gelieferten Bildern vergleichen, um zu erkennen, ob der Fertigungsschritt richtig oder fehlerhaft durchgeführt wurde. Auch vor einem Fertigungsschritt kann ein Vergleich durchgeführt werden, um zu erkennen, ob die Voraussetzungen für den geplanten Fertigungsschritt gegeben sind; dies kann insbesondere bei halbautomatischer, unterstützter Fertigung vorteilhaft sein, wenn die Person 8 vorbereitende Schritte an dem halbfertigen Kabelbaum oder an dem Baubrett 4 vorzunehmen hat. Im Fehlerfall wird ein Hinweis ausgegeben und die weitere Bearbeitung angehalten, damit die Person 8 die notwendigen Korrekturen durchführen und quittieren kann. The camera system can also be used to verify proper assembly of the wiring harness on the construction board 4 be used. For this purpose, target comparison images can be stored for each production step and the control program can use the target assembly images from the cameras 46 Compare the images supplied to see if the manufacturing step was performed correctly or incorrectly. Even before a manufacturing step, a comparison can be made to see if the conditions for the planned production step are given; This may be particularly advantageous in semi-automatic, assisted manufacturing when the person 8th preparatory steps on the semi-finished wiring harness or on the construction board 4 has to make. In the event of an error, a note is issued and the further processing is stopped so that the person 8th make the necessary corrections and acknowledge them.

3 zeigt eine Anordnung zur Sicherheitsüberwachung an der Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Die Vorrichtung 2 dieses Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 aufgebaut bzw. eine Erweiterung desselben, sodass auf die diesbezügliche Beschreibung vollumfänglich Bezug genommen wird. 3 shows a safety monitoring arrangement on the device according to an embodiment of the present invention in a perspective view. The device 2 This embodiment is essentially according to the embodiment of 1 built or an extension of the same, so that reference is made in full to the relevant description.

Gemäß der Darstellung in 3 hält sich die Person 8 innerhalb des Einschnitts 6 des Baubretts 4 auf. Um Kollisionen der Roboterarme 22 mit der Person 8 zu vermeiden, kann ein Sicherheitsprogramm der Steuerungsvorrichtung vorsehen, dass die Roboterarme 22 einen Bereich oberhalb der Einschnitte 6 grundsätzlich meiden. Allerdings kann sich die Person 8 über das Baubrett 8 neigen, sodass auf die beschriebene Weise Kollisionen und entsprechende Verletzungsrisiken nicht gänzlich ausgeschlossen werden können. As shown in 3 the person is holding himself 8th within the incision 6 of the construction board 4 on. To collisions of the robot arms 22 with the person 8th To avoid, a safety program of the control device can provide that the robot arms 22 an area above the incisions 6 generally avoid. However, the person can 8th over the construction board 8th tend so that in the manner described collisions and corresponding injury risks can not be completely excluded.

Um derartige Situationen zu vermeiden, ist ein Sicherheitsüberwachungssystem mit vier Laserscannern 50 vorgesehen, die an den Säulen 12 des Gestells 10 angebracht sind und den Bewegungsraum der Roboterarme 22 gemeinsam vollständig abdecken. Die Steuerungsvorrichtung empfängt Überwachungssignale von den Laserscannern 50 und wertet diese aus, um zu erkennen, ob sich eine Person wie etwa die Person 8 oder ein unerwartetes Hindernis in einem Bewegungsweg eines der Roboterarme 22 befindet. To avoid such situations is a safety monitoring system with four laser scanners 50 provided at the columns 12 of the frame 10 are attached and the range of motion of the robot arms 22 cover completely together. The control device receives monitoring signals from the laser scanners 50 and evaluate these to see if a person such as the person is 8th or an unexpected obstacle in a path of movement of one of the robotic arms 22 located.

Mit diesem Sicherheitskonzept kann der Platz innerhalb der Roboterzelle auch für manuelle Tätigkeiten betriebssicher genutzt werden, und es können auch manuelle Arbeiten in Kooperation mit dem Bearbeitungsautomaten durchgeführt werden. Die Laserscanner bilden eine Überwachungsvorrichtung im Sinne der Erfindung. With this safety concept, the space within the robot cell can also be used reliably for manual tasks, and manual work can also be carried out in cooperation with the automatic processing machine. The laser scanners form a monitoring device in the sense of the invention.

Mit der vorliegenden Erfindung wird es beträchtlich vereinfacht, unfertige Leitungssätze weiter zu komplettieren, Halteteile wie Clips, Kabelbinder etc. anzubringen und den Werker bei den Arbeiten zu unterstützen. Durch die Roboterunterstützung können Bauteile sehr genau angebracht und schwierige Arbeiten erleichtert werden. Die Anlage kann leicht an zukünftige Baubretter angepasst werden, indem beispielsweise die Baubrettaufnahme 18 ausgetauscht wird und das Steuerungsprogramm mit Soll-Referenzpositionen der Positionsmarker 20 versehen wird. Die Einzelfunktionen können leicht für eine Zusammenarbeit Mensch/Roboter integriert werden. Alle Aufgaben und Fahrwege können vorab in einem Steuerungsprogramm hinterlegt und/oder angelernt werden und anhand der Kameras 46 und Laserscanner 50 überwacht werden. Mittels der Roboterarme 22, die auf dem Gestell 10 kopfüber über dem Baubrett 4 montiert sind, können alle benötigten Positionen auf dem Baubrett 4 von jedem der Roboterarme erreicht werden und Teile zugeführt und/oder montiert werden. Teile können wiederholgenau an immer den gleichen Positionen zugeführt und montiert werden. Dabei können gefährliche Geräte mit Quetschgefahr oder Verbrennungsgefahr vorzugsweise von Bearbeitungsautomat bedient werden. Bei geeigneter Auslegung der Werkzeuge, Halteteile, Bauteile und Steuerungsprogramme kann die Fertigung eines Kabelbaums an ein und derselben Station vollständig oder weitgehend durchgeführt werden, sodass eine Vielzahl von Stationen nicht erforderlich ist. The present invention makes it considerably easier to complete unfinished wiring harnesses, to attach holding parts such as clips, cable ties, etc., and to assist the worker in the work. Thanks to the robot support components can be mounted very accurately and difficult work can be facilitated. The system can be easily adapted to future construction rescuers, for example, the Baubrettaufnahme 18 and the control program with nominal reference positions of the position markers 20 is provided. The individual functions can easily be integrated for a human / robot collaboration. All tasks and routes can be stored in advance in a control program and / or trained and on the basis of the cameras 46 and laser scanner 50 be monitored. By means of the robot arms 22 on the rack 10 upside down over the construction board 4 are mounted, can all the required positions on the construction board 4 be reached by each of the robot arms and parts are supplied and / or mounted. Parts can be repeatedly fed to and mounted in the same positions. In this case, dangerous devices with danger of crushing or danger of burns are preferably operated by the automatic processing machine. With a suitable design of the tools, holding parts, components and control programs, the production of a wiring harness at one and the same station can be carried out completely or largely, so that a large number of stations is not required.

Die zwei Roboterarme 22 sind kopfüber an dem Achsenportal (Gestell 10) so montiert, dass sie kollaborierend arbeiten können. Das Magazin 38 ist so aufgebaut, dass einer der Roboterarme 22 Zugriff auf verschiedene Halteteile, Befestigungselemente und Bauteile hat und der andere Roboterarm 22 Zugriff auf verschiedene Werkzeuge wie etwa eine Wickelmaschine, eine automatische Kabelbinderzange, ein Abbindergerät, eine Ultraschallzange oder eine Crimpzange hat. Sobald ein Baubrett 4 in die Montageposition an der Baubrettaufnahme 18 gefahren wird, beginnt der Arbeitsvorgang, der nachstehend in Stichpunkten in Form eines Arbeitsverfahrens notiert ist:

  • – Verriegeln des Baubretts 4 an der Baubrettaufnahme 18;
  • – Prüfen der Position des Baubretts 4 anhand der Positionsmarker 20 auf dem Baubrett 4 mittels der Kameras 46 und Erkennen eines eventuellen Versatzes 42, 44;
  • – Aufnehmen eines Halteteils und Verbringen an eine vorgegebene Position, Halten durch einen Roboterarm 22 und Anbringen eines Befestigungsmittels wie etwa eines Abbinders zur Fixierung durch den andere Roboterarm 22;
  • – Kollaborierendes Betreiben des Bearbeitungsautomaten durch koordiniertes Ansteuern aller Achsen und Gelenke zur Kooperation mit Werkern;
  • – Überwachen des Arbeitsraums durch Laserscanner 50;
  • – Anlernen von Positionen durch nichteindeutiges Anfahren einer Lernposition und dann Führenlassen durch einen Werker bis zur Endposition;
  • – Verlegen von Leitungen unter Überwachung des mechanischen Widerstands.
The two robot arms 22 are upside down on the axle portal (frame 10 ) so that they can work collaboratively. The magazine 38 is constructed so that one of the robot arms 22 Has access to various holding parts, fasteners and components and the other robot arm 22 Has access to various tools such as a winding machine, an automatic cable tying tong, a Abbindergerät, ultrasonic tongs or a crimping tool. Once a construction kit 4 in the mounting position on the Baubrettaufnahme 18 the process begins, which is listed below in the form of a working procedure:
  • - Locking the construction board 4 at the Baubrettaufnahme 18 ;
  • - Check the position of the building board 4 based on the position marker 20 on the construction board 4 by means of the cameras 46 and detecting an eventual offset 42 . 44 ;
  • - Receiving a holding part and moving to a predetermined position, held by a robot arm 22 and attaching a fastener such as a fastener for fixation by the other robot arm 22 ;
  • - Collaborative operation of the processing machine by coordinated control of all axes and joints for cooperation with workers;
  • - Monitoring of the workspace by laser scanner 50 ;
  • - teaching positions by non-ambiguous approach of a learning position and then guided by a worker to the final position;
  • - Laying cables while monitoring the mechanical resistance.

Nicht alle der vorstehend genannten Schritte müssen zwingend ausgeführt werden, um den Erfindungsgedanken umzusetzen. Not all of the above steps must be performed in order to implement the inventive concept.

Als Roboterarme 22 können beispielsweise, aber nicht nur, solche des Herstellers ABB verwendet werden, als Laserscanner beispielsweise, aber nicht nur, solche des Herstellers Sick; Spezifikationen hierzu sind beim Hersteller erhältlich und sind im Wege der Bezugnahme in die Offenbarung dieser Anmeldung vollumfänglich aufgenommen. Ansteuerungsprograme der ABB-Roboterarme weisen auch bereits Routinen auf, die für eine voll koordinierte Zusammenarbeit von bis zu vier Robotern und/oder externen Achsen ("MultiMove"), eine kraftsensitive Steuerung ("ForceControl"), für ein "weiches" Anfahren von Position ("SoftMove") und für eine Überwachung von Bewegungswegen ("SafeMove") vorbereitet sind. As robotic arms 22 For example, but not only, those of the manufacturer ABB can be used as a laser scanner, for example, but not only, those of the manufacturer Sick; Specifications for this are available from the manufacturer and are fully incorporated by reference into the disclosure of this application. ABB robotic arms control programs also have routines that allow for fully coordinated collaboration of up to four robots and / or external axes ("MultiMove"), a force-sensitive control ("ForceControl"), for "soft" approach of position ("SoftMove") and are prepared for monitoring motion paths ("SafeMove").

Die unter Bezug auf die dargestellte Ausführungsform beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise die Anordnung des Roboterarms oberhalb des Baubretts, können auch bei anderen Ausführungsformen der Erfindung vorhanden sein, wie beispielsweise der Anordnung des Roboterarms seitlich des Baubretts, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. The features of the invention described with reference to the illustrated embodiment, such as the arrangement of the robotic arm above the building board, may also be present in other embodiments of the invention, such as the placement of the robotic arm on the side of the building board, unless otherwise stated banned by itself for technical reasons.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2
Vorrichtung contraption
4 4
Baubrett building board
6 6
Einschnitt incision
8 8th
Person person
10 10
Gestell frame
12 12
Portalbogen portal bow
14 14
Säule pillar
16 16
Traverse traverse
18 18
Baubrettaufnahme Baubrettaufnahme
20 20
Positionsmarker position marker
22 22
Roboterarm robot arm
24 24
xy-Lineareinheit xy linear unit
26 26
x-Linearführung x-linear guide
28 28
x-Laufwagen x-carriage
30 30
y-Linearführung y linear guide
32 32
y-Laufwagen y-carriage
34 34
Basis Base
36 36
Werkzeugaufnahme tool holder
38 38
Magazin magazine
40 40
Bearbeitungsautomat machining Center
42 42
xy-Versatz xy-offset
44 44
Winkelversatz angular displacement
46 46
Kamera camera
48 48
Blickrichtung line of sight
50 50
Laserscanner laser scanner

Claims (12)

Vorrichtung (2) zur Herstellung eines Kabelbaums, mit – einer Baubrettaufnahme (18) zur Positionierung eines H- oder U-förmigen Baubretts (4) mit wenigstens einer Ausnehmung in seiner Fläche; und – einem Bearbeitungsautomat (40) mit wenigstens einem oberhalb des Baubretts (4) hängend angeordneten Roboterarm (22), wobei die Baubrettaufnahme (18) an einem wenigstens einen Portalbogen aufweisenden Gestell (10) derart vorhanden ist, dass das Baubrett (4) in einer definierten Lage bezüglich des Gestells (10) fixiert oder fixierbar ist, und wobei der Bearbeitungsautomat (40) an dem Gestell (10) montiert oder montierbar ist, und der Bearbeitungsautomat (40) und die Baubrettaufnahme (18) in einer definierten Lage zueinander derart positioniert oder positionierbar sind, dass ein Ende des wenigstens einen Roboterarms (22) jeden oder im Wesentlichen jeden Punkt in zumindest einem Teilbereich auf einer Oberfläche des Baubretts (4) wiederholbar erreicht. Contraption ( 2 ) for the production of a wiring harness, with - a Baubrettaufnahme ( 18 ) for positioning a H or U-shaped building board ( 4 ) with at least one recess in its surface; and a processing machine ( 40 ) with at least one above the building board ( 4 ) hanging robotic arm ( 22 ), whereby the Baubrettaufnahme ( 18 ) on a frame having at least one portal arch ( 10 ) is present such that the construction board ( 4 ) in a defined position relative to the frame ( 10 ) is fixed or fixable, and wherein the processing machine ( 40 ) on the frame ( 10 ) is mounted or mountable, and the processing machine ( 40 ) and the Baubrettaufnahme ( 18 ) are positioned or positionable in a defined position relative to one another such that one end of the at least one robot arm ( 22 ) each or substantially every point in at least a portion on a surface of the building board ( 4 ) reached repeatable. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei der Bearbeitungsautomat (40) wenigstens zwei Roboterarme (22) aufweist, die in wenigstens einer Richtung gemeinsam oder individuell linear bewegbar sind. Contraption ( 2 ) according to claim 1, wherein the processing machine ( 40 ) at least two robot arms ( 22 ) which are jointly or individually linearly movable in at least one direction. Vorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Bearbeitungsautomat (40) zum Bewegen des wenigstens einen Roboterarms (22) eine wenigstens einachsige Verfahrvorrichtung (24) aufweist. Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the processing machine ( 40 ) for moving the at least one robot arm ( 22 ) an at least uniaxial traversing device ( 24 ) having. Vorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Bearbeitungsautomat (40) den wenigstens einen Roboterarm (22) derart aufweist, dass er zum Greifen und/oder Positionieren von Teilen an dem Baubrett (4) ausgebildet ist, wobei dem wenigstens einen Roboterarm (22) ein Teilemagazin (38) zugeordnet ist. Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the processing machine ( 40 ) the at least one robot arm ( 22 ) such that it is suitable for gripping and / or positioning parts on the construction board ( 4 ), wherein the at least one robot arm ( 22 ) a parts magazine ( 38 ) assigned. Vorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Bearbeitungsautomat (40) den wenigstens einen Roboterarm (22) derart aufweist, dass er zur Handhabung wenigstens eines Werkzeugs ausgebildet ist. Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the processing machine ( 40 ) the at least one robot arm ( 22 ) such that it is designed for handling at least one tool. Vorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter aufweisend eine Überwachungsvorrichtung (50) zur Überwachung eines Bewegungsraums des wenigstens einen Roboterarms (22). Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, further comprising a monitoring device ( 50 ) for monitoring a movement space of the at least one robot arm ( 22 ). Vorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter aufweisend eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern des wenigstens einen Roboterarms (22), wobei die Steuerungsvorrichtung zum koordinierten Bewegen des wenigstens einen Roboterarms (22) in mehreren Richtungen und zum Zusammenarbeiten des wenigstens einen Roboterarms (22) miteinander und/oder mit zumindest einer Person (8) ausgebildet ist. Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, further comprising a control device for controlling the at least one robot arm ( 22 ), wherein the control device for coordinatively moving the at least one robot arm ( 22 ) in several directions and for cooperation of the at least one robot arm ( 22 ) with each other and / or with at least one person ( 8th ) is trained. Vorrichtung (2) nach den Ansprüchen 6 und 7, wobei die Steuerungsvorrichtung ausgebildet ist, Überwachungssignale der Überwachungsvorrichtung (50) zu empfangen und zu verarbeiten, um das Vorhandensein von Personen (8) und/oder Gegenständen innerhalb eines Bewegungsraums des wenigstens einen Roboterarms (22) zu erkennen, und Bewegungen des wenigstens einen Roboterarms (22) auf der Grundlage eines erkannten Vorhandenseins von Personen (8) und/oder Gegenständen zu steuern und eine Kollision mit Personen (8) und/oder Gegenständen zu verhindern. Contraption ( 2 ) according to claims 6 and 7, wherein the control device is designed to monitor the monitoring device ( 50 ) to receive and process the presence of persons ( 8th ) and / or objects within a movement space of the at least one robot arm ( 22 ) and movements of the at least one robot arm ( 22 ) on the basis of a recognized presence of persons ( 8th ) and / or objects and a collision with persons ( 8th ) and / or objects. Vorrichtung (2) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuerungsvorrichtung zum Lernen von Abläufen ausgebildet ist. Contraption ( 2 ) according to claim 7 or 8, wherein the control device is designed for learning processes. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der wenigstens eine Roboterarm (22) zum Fassen und Positionieren von Leitungen ausgebildet ist, und wobei die Steuerungsvorrichtung ausgebildet ist, Bewegungen des wenigstens einen Roboterarms (22) beim Positionieren der Leitung zu steuern. Contraption ( 2 ) according to one of claims 7 to 9, wherein the at least one robot arm ( 22 ) for grasping and positioning lines is formed, and wherein the control device is formed, movements of the at least one robot arm ( 22 ) when positioning the line. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, weiter umfassend wenigstens eine Kamera (46) zur Abtastung des Baubretts (4), wobei die Steuerungsvorrichtung ausgebildet ist, Bildsignale von der wenigstens einen Kamera (46) zu empfangen und zu verarbeiten, um eine Position von Markern (20) auf dem Baubrett (4) zu erkennen, aus der Position der Marker (20) auf dem Baubrett (4) eine Lage des Baubretts (4) in der Vorrichtung (2) sowie eine Abweichung von einer Soll-Lage zu ermitteln und die Abweichung von der Soll-Lage bei der Steuerung der Bewegungen des wenigstens einen Roboterarms (22) zumindest teilweise zu kompensieren. Contraption ( 2 ) according to one of claims 7 to 10, further comprising at least one camera ( 46 ) for scanning the building board ( 4 ), wherein the control device is formed, image signals from the at least one camera ( 46 ) to receive and process a position of markers ( 20 ) on the construction board ( 4 ), from the position of the markers ( 20 ) on the construction board ( 4 ) a location of the building board ( 4 ) in the device ( 2 ) as well as a deviation from a desired position and the deviation from the desired position in the control of the movements of the at least one robot arm ( 22 ) at least partially compensate. Vorrichtung (2) nach Anspruch 11, wobei die Steuerungsvorrichtung ausgebildet ist, Bildsignale von der Kamera (46) zu empfangen und zu verarbeiten, um anhand eines Baumodells des Kabelbaums eine vorgegebene montierte Anordnung von Teilen auf dem Baubrett (4) zu prüfen und einen Hinweis auszugeben, wenn ein Teil fehlerhaft montiert ist oder fehlt oder überzählig ist. Contraption ( 2 ) according to claim 11, wherein the control device is designed to receive image signals from the camera ( 46 ) to receive and process on the basis of a Baumodells the wiring harness a predetermined assembled arrangement of parts on the construction board ( 4 ) and give an indication if a part is incorrectly mounted or missing or supernumerary.
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