DE102017113551A1

DE102017113551A1 - DEVICE AND METHOD FOR MACHINELY MANUFACTURING A CABLE CONSTRUCTION

Info

Publication number: DE102017113551A1
Application number: DE102017113551.0A
Authority: DE
Inventors: Manfred Asbeck; Walter Bieringer; Leonhard Budjarek; Martin Ecker; Andreas Girnghuber; Klaus Kallee; Karl-Heinz Kiermeier; Michael Mayer; Robert Müller; Andreas Neumayer; Robert Niggl; Christian Peissinger; Michael Reithmaier; Stefan Strasser
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2037-06-21
Also published as: DE102017113551B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum maschinellen Herstellen eines Kabelbaums. Diese verfügt über eine Lineartransporteinrichtung (3), die wenigstens eine Führungsschiene (4) sowie eine Mehrzahl von daran linearbeweglich angeordneten Bewegungselementen (5) aufweist. Des Weiteren hat die Vorrichtung (1) eine Mehrzahl von Tragelementen (7), die an dem jeweils zugeordneten Bewegungselement (5) ortsfest angeordnet sind. Die Vorrichtung weist auch eine Mehrzahl von Gehäuseaufnahmen (8), die zumindest teilweise an einem Tragelement (7) angeordnet sind, und eine Steuereinrichtung (6) auf, die zum individuellen Ansteuern der Bewegung der Bewegungselemente (5) entlang der Führungsschiene (4) eingerichtet ist.

The invention relates to a device (1) for machining a cable harness. This has a linear transport device (3), which has at least one guide rail (4) and a plurality of linearly movably arranged movement elements (5). Furthermore, the device (1) has a plurality of support elements (7) which are fixedly arranged on the respectively associated movement element (5). The device also includes a plurality of housing receivers (8) at least partially disposed on a support member (7) and control means (6) adapted to individually drive the movement of the movement members (5) along the guide rail (4) is.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum maschinellen, d.h. zumindest teilautomatisierten, Herstellen eines Kabelbaums. Der herzustellende Kabelbaum ist insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen.The present invention relates to an apparatus and method for machine, i. at least partially automated, producing a wiring harness. The harness to be produced is intended in particular for installation in a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik gibt es bereits verschiedene Lösungsansätze, um die Kabelbaumherstellung zumindest teilweise zu automatisieren. Der Automatisierung der Kabelbaumherstellung liegt aber das Problem zugrunde, dass sich die dazu notwendigen, komplexen Bewegungsabläufe nur schwer ohne manuelle Handgriffe allein durch maschinelle Vorrichtungen und Verfahren automatisiert nach- oder abbilden lassen.In the prior art, there are already various approaches to automate the harness manufacturing at least partially. However, the automation of harness manufacturing is based on the problem that the necessary complex motion sequences are difficult to reproduce or reproduce automatically without manual manipulation alone by mechanical devices and methods.

Denn manuell werden Kabelbäume dadurch gefertigt, dass auf einer brettförmigen Verlegehilfe mit einer Mehrzahl von Gehäuseaufnahmen, die an Leitungsenden angebrachte Gehäuse aufnehmen, sowie eine Mehrzahl von Auflagegabeln, die die Leitungen zwischen den Gehäuseaufnahmen halten, angebracht sind. Auf dieser Verlegehilfe werden die Leitungen dann nach und nach entsprechend ihres späteren Verlaufs im Kabelbaum durch Ziehen verlegt.Because harnesses are manually manufactured by the fact that on a board-shaped laying aid with a plurality of housing receptacles that receive attached to line ends housing, and a plurality of support forks that hold the lines between the housing receptacles attached. On this laying aid, the lines are then laid gradually by pulling according to their later course in the wiring harness.

Bei einem bloßen Nachbilden der Bewegungsabläufe durch z.B. einen Roboter, muss dieser aufgrund der von der brettförmigen Verlegehilfe hervorstehenden Gehäuseaufnahmen und Auflagegabeln während des Ziehens der Leitungen so genau gesteuert werden, dass er die Gehäuseaufnahmen und Auflagegabeln ohne Kollision umsteuern kann. Dies gestaltet die Robotersteuerung aufwendig und verlangsamt die Kabelbaumherstellung mit einem solchen Automatisierungsansatz gegenüber der manuellen Fertigung deutlich.In a mere simulation of the movements by e.g. a robot, it must be controlled so precisely because of the protruding from the board-shaped laying aid housing receptacles and support forks during the drawing of the lines that he can change the housing receivers and support forks without collision. This makes the robot control complex and slows the harness production with such an automation approach compared to the manual production significantly.

Deshalb gibt es im Stand der Technik bereits Lösungsansätze, die die herkömmliche manuelle Kabelbaumherstellung nicht nachbilden, sondern durch Bewegungsabläufe umgestalten, die sich maschinell einfacher abbilden lassen.Therefore, there are already in the prior art approaches that do not replicate the conventional manual harness manufacturing, but redesigned by movements that can be mapped easier machine.

So offenbart beispielsweise die DE 10 2015 119 754 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums sowie eine Vorrichtung zur Kabelbaumfertigung, das keine vorstehend beschriebene Verlegehilfe mehr verwendet. Vielmehr erfolgt die Kabelbaumherstellung unter Nutzung einer Trägerplatte mit einem ersten und einem zweiten Trägerplattenteil mit zumindest je einer Aufnahmevorrichtung in einer vorgegebenen Position. Dann werden Aufnahmevorrichtungen mit Steckergehäusen und die Steckergehäuse auf unterschiedlichen Trägerplattenteilen mit einem Kabel bestückt. Die Trägerplattenteile werden dann aus einer Ausgangsposition in neue definierte Positionen verschoben, die eine größere Entfernung der Steckergehäuse voneinander herstellen. Anschließend werden die Kabel noch bearbeitet, insbesondere durch ein Umwickeln des Kabels mit einem Material und/oder durch ein Anbringen von Halteteilen an dem Kabel. Abschließend wird das Kabel mit den Steckergehäusen aus den Aufnahmevorrichtungen entnommen. Obwohl hiermit ein guter Lösungsansatz zur automatisierten Kabelbaumherstellung gefunden ist, hat sich in der Praxis gezeigt, dass sich damit nur kleinumfängliche, weniger komplexe Kabelbäume bzw. Leitungssätze fertigen lassen. Denn mit zunehmender Komplexität des Kabelbaums gestalten sich das Anordnen und Verschieben der Trägerplattenteile so aufwendig, dass dies nur mit großem Platzbedarf der Vorrichtung und/oder einer aufwendigen Steuerung beherrscht werden kann.For example, the DE 10 2015 119 754 A1 a method of manufacturing a wiring harness and a harness manufacturing apparatus that does not use any laying aid described above. Rather, the wiring harness is made using a support plate with a first and a second support plate part with at least one receiving device in a predetermined position. Then recording devices with connector housings and the connector housing on different carrier plate parts are equipped with a cable. The carrier plate parts are then moved from a starting position to new defined positions, which produce a greater distance of the connector housing from each other. Subsequently, the cables are still processed, in particular by wrapping the cable with a material and / or by attaching holding parts to the cable. Finally, the cable is removed with the connector housings from the receiving devices. Although a good approach to automated harness manufacturing has been found, it has been found in practice that only small, less complex harnesses or harnesses can be made. Because with increasing complexity of the wiring harness, the arrangement and displacement of the support plate parts make so expensive that this can be mastered only with a large space requirement of the device and / or a complex control.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Möglichkeit zu schaffen, auch einen komplexeren Kabelbaum mit kurzen Prozesszeiten zu einem hohen Anteil rein maschinell fertigen zu können.The object of the invention is therefore to provide a means using structurally simple means as possible, even a more complex harness with short process times to produce a high proportion purely machine.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass zumindest einige Bewegungsabläufe für die Kabelbaumherstellung auf einfache lineare Bewegungen entlang einer einzigen Bewegungsachse reduziert werden, wodurch sich diese vergleichsweise einfach maschinell abbilden lassen.The invention is based on the idea that at least some movement processes for harness production are reduced to simple linear movements along a single axis of movement, as a result of which they can be simulated relatively easily by machine.

Dementsprechend weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum maschinellen Herstellen eines Kabelbaums eine Lineartransporteinrichtung auf, die wenigstens eine Führungsschiene, die als (im einfachsten Fall einzige) Bewegungsachse dient, sowie eine Mehrzahl von daran linearbeweglich angeordneten Bewegungselementen aufweist. Als geeignete Lineartransporteinrichtung hat sich z.B. das unter dem Handelsnamen XTS (eXtended Transport System) der Firma Beckhoff erwiesen. Bei diesem Transportsystem ist es u.a. möglich, die Anzahl der Bewegungselemente flexibel zu gestalten und die Führungsschiene endlos bzw. umlaufend auszuführen. Im Gegensatz zur eingangs genannten DE 10 2015 119 754 A1 erfolgt die (Grund-)Bewegung also nur noch entlang einer einzigen Bewegungsachse, statt entlang der bisherigen beiden, senkrecht zueinander stehenden Bewegungsachsen. Durch die umlaufende Ausgestaltung können auch mehrere Kabelbäume gleichzeitig hergestellt werden, indem die Bewegungselemente entsprechend zu mehreren unabhängigen Gruppen für jeweils einen Kabelbaum gruppiert entlang der umlaufenden Führungsachse angeordnet werden.Accordingly, a device according to the invention for manufacturing a wire harness has a linear transport device, which has at least one guide rail serving as (in the simplest case only) movement axis, and a plurality of movement elements arranged linearly movably thereon. As a suitable linear transport device, for example, under the trade name XTS (eXtended Transport System) Beckhoff has proven. In this transport system, it is possible, inter alia, to make the number of movement elements flexible and execute the guide rail endlessly or circumferentially. In contrast to the aforementioned DE 10 2015 119 754 A1 The (basic) movement is therefore only along a single movement Motion axis, instead of the previous two, mutually perpendicular axes of motion. As a result of the circumferential configuration, a plurality of cable harnesses can also be produced at the same time by arranging the movement elements corresponding to a plurality of independent groups for a respective cable harness along the circumferential guide axis.

Des Weiteren verfügt die Vorrichtung über eine Mehrzahl von Tragelementen, die an dem jeweils zugeordneten Bewegungselement ortsfest angeordnet sind. Die Tragelemente bewegen sich also mit der Bewegung der Bewegungselemente entlang der Führungsschiene mit. Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine Mehrzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder Halteteilaufnahmen auf, die zumindest teilweise auf die Tragelemente verteilt an diesen angeordnet sind. Nicht jedes Tragelement muss zwingend eine Gehäuseaufnahme und/oder ein Tragelement aufweisen. Es ist auch denkbar, dass mehrere Gehäuseaufnahmen und/oder Halteteilaufnahmen auf demselben Tragelement angeordnet sind. Zur Automatisierung verfügt die Vorrichtung über eine Steuereinrichtung, die z.B. einen Mikrocontroller sowie einen Speicher aufweisen kann, die zum individuellen Ansteuern der Bewegung der Bewegungselemente entlang der Führungsschiene eingerichtet ist. Die Ansteuerung der Bewegungselemente kann im Beispiel des extended Transport Systems der Firma Beckhoff über das Ansteuern einzelner Spulen erfolgen, wobei diese mit den Bewegungselementen einen Doppelluftspalt-Motor bilden. Gleichzeitig kann die Steuereinrichtung auch eine Wegerfassung für die einzelnen Bewegungselemente vornehmen, die bei dem Beckhoff'schen Transportsystem bereits integriert ist.Furthermore, the device has a plurality of support elements which are fixedly arranged on the respectively associated movement element. The support elements thus move along with the movement of the movement elements along the guide rail. In addition, the device has a plurality of housing receptacles and / or holding part receptacles, which are at least partially distributed to the support elements arranged on these. Not every support element must necessarily have a housing receptacle and / or a support element. It is also conceivable that a plurality of housing receptacles and / or holding partial receptacles are arranged on the same support element. For automation, the device has a control device, e.g. a microcontroller and a memory, which is adapted to individually control the movement of the movement elements along the guide rail. The control of the movement elements can be done in the example of the extended transport system of Beckhoff on the control of individual coils, which form a double air gap motor with the movement elements. At the same time, the control device can also undertake path detection for the individual movement elements, which is already integrated in the Beckhoff transport system.

Die Vorrichtung bietet damit den Vorteil, dass sich die durchzuführende Bewegung auf eine einzige Bewegungsachse reduzieren lässt und sich trotzdem auch komplexere Kabelbaumstrukturen herstellen lassen. Damit kann die Kabelbaumherstellung konsequenter automatisiert und auch hinsichtlich der Prozesszeiten verbessert werden.The device thus offers the advantage that the movement to be carried out can be reduced to a single axis of movement and, nevertheless, more complex harness structures can also be produced. Thus, harness manufacturing can be more consistently automated and improved in terms of process times.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Tragelemente als Staketen ausgeführt sind, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bewegungselemente erstrecken. Eine Stakete ist auch als Zaunlatte bekannt und weist daher eine längliche Plattenform auf, deren Längserstreckungsachse länger ist als die Quererstreckungsachse. Damit kann die Kabelbaumstruktur trotz der einen einzigen Bewegungsachse auf eine zweite Dimension erweitert werden, wodurch auch komplexere Kabelbaustrukturen abgebildet werden können.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the support elements are designed as Staketen extending substantially perpendicular to the direction of movement of the moving elements. A Stakete is also known as picket fence and therefore has an elongated plate shape whose longitudinal axis is longer than the transverse axis of extension. Thus, the harness structure can be extended to a second dimension despite the one single axis of motion, whereby more complex cable structures can be mapped.

Als alternative oder zusätzliche Weiterbildung können die Tragelemente auch senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bewegungselemente relativ zu diesen bewegt werden. In anderen Worten können die Tragelemente gemeinsam mit den Bewegungselementen, an denen sie befestigt sind, entlang der Führungsschiene sowie wahlweise auch senkrecht dazu an den Bewegungselementen bewegt werden. Damit kann die Kabelbaumstruktur auch durch eine maschinell steuerbare, zweite Bewegungsachse auf eine zweite Dimension erweitert werden.As an alternative or additional development, the support elements can also be moved perpendicular to the direction of movement of the movement elements relative to these. In other words, the support elements can be moved together with the movement elements to which they are attached, along the guide rail and optionally also perpendicular thereto to the movement elements. Thus, the harness structure can also be extended by a mechanically controllable second movement axis to a second dimension.

Um die herzustellende Kabelbaumstruktur noch besser auf die zweite Dimension ausdehnen zu können, können die Gehäuseaufnahmen gemäß der herzustellenden Kabelbaumstruktur zumindest teilweise in zueinander unterschiedlichen Positionen entlang einer zur Bewegungsrichtung der Bewegungselemente senkrechten Erstreckungsrichtung des jeweiligen Tragelements angeordnet werden. Handelt es sich bei dem Tragelement also z.B. um eine Stakete und ein anderes längliches Element, kann die Gehäuseaufnahme von Tragelement zu Tragelement auf unterschiedlichen Längspositionen entlang des jeweiligen Tragelements angeordnet sein. Damit spannen die Bewegungsachse der Bewegungselemente und jede davon beabstandete Gehäuseaufnahme eine zweidimensionale Ebene auf.In order to be able to expand the harness structure to be produced even better to the second dimension, the housing receptacles can be arranged according to the harness structure to be produced at least partially in mutually different positions along an extension direction of the respective support element which is perpendicular to the direction of movement of the movement elements. If, for example, the support element is e.g. around a Stakete and another elongated element, the housing receptacle can be arranged from support element to support member at different longitudinal positions along the respective support member. Thus, the movement axis of the movement elements and each housing housing spaced apart span a two-dimensional plane.

Um mit der Vorrichtung mit geringem Umrüstaufwand verschiedene Kabelbaumstrukturen flexibel herstellen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die jeweilige Gehäuseaufnahme entlang der Erstreckungsrichtung des jeweiligen Tragelements bewegbar und daran in unterschiedlichen Positionen fixierbar ist. Hierzu kann das Tragelement nach Art einer Lochplatte oder mit einer Befestigungsnut ausgeführt sein, so dass die Gehäuseaufnahme an unterschiedlichen Befestigungspunkten angeordnet und fixiert werden kann. Damit lässt sich also die Erstreckung der Kabelbaumstruktur in die zweite Dimension einstellen.In order to be able to produce various harness structures flexibly with the device with little retooling effort, it has proved to be advantageous if the respective housing receptacle is movable along the direction of extension of the respective support element and can be fixed thereto in different positions. For this purpose, the support element may be designed in the manner of a perforated plate or with a fastening groove, so that the housing receptacle can be arranged and fixed at different attachment points. Thus, the extent of the harness structure can be adjusted in the second dimension.

Es hat sich für den Einsatz maschineller Einrichtungen, wie etwa eines mehrachsigen Industrieroboters als vorteilhaft erwiesen, wenn die vorzugsweise als Staketen ausgeführten Tragelemente bezogen auf eine Vorrichtungsstandfläche senkrecht stehend angeordnet sind. Die Vorrichtung weist vorzugsweise ein Maschinengestell auf, das auf der Vorrichtungsstandfläche steht. Die Bewegungsrichtung der Bewegungselemente bzw. der Verlauf der Führungsschiene der Lineartransporteinrichtung ist dabei parallel zur Vorrichtungsstandfläche. Die Längserstreckungsrichtung der Tragelemente kann dann also senkrecht zur Vorrichtungsstandfläche sein. In Abkehr vom eingangs genannten Stand der Technik, erfolgt die Kabelbaumherstellung somit bezogen auf die Vorrichtungsstandfläche in einer im Wesentlichen senkrechten oder vorzugsweise zumindest steilen Ausrichtung, was das Zusammenwirken der Lineartransporteinrichtung mit weiteren maschinellen Einrichtungen, wie etwa einem mehrachsigen Industrieroboter, deutlich vereinfacht, da dieser einfach daneben auf der Vorrichtungsstandfläche platziert werden kann und unproblematisch sämtliche Abschnitte der Lineartransporteinrichtung erreichen kann.It has proved to be advantageous for the use of mechanical devices, such as a multi-axis industrial robot, when the support elements, preferably designed as stacks, are arranged vertically with respect to a device footprint. The device preferably has a machine frame which stands on the device standing surface. The direction of movement of the movement elements or the course of the guide rail of the linear transport device is parallel to the device standing surface. The longitudinal extension direction of the support elements can then be perpendicular to the device standing surface. In departure from the above-mentioned prior art, the harness production is thus based on the device standing surface in a substantially vertical or preferably at least steep orientation, which the interaction of the linear transport device with other machine Facilities, such as a multi-axis industrial robot, much easier because it can be easily placed next to it on the device footprint and can easily reach all sections of the linear transport device.

Um die Gehäuseaufnahmen mit Gehäusen und/oder die darin aufnehmbaren Gehäuseelemente mit Leitungsenden ebenfalls maschinell bestücken zu können, kann ein Greifer vorgesehen sein, der an einem mit der Lineartransporteinrichtung zusammenwirkenden, mehrachsigen Industrieroboter angeordnet ist. Dieser kann die in einer möglichst senkrechten oder zumindest steilen Ausrichtung angeordneten Bereitstellungsablage bereitgestellten Gehäuse bzw. die evtl. auch von einer Rolle oder einer vorgelagerten Kabelschneidvorrichtung bereitgestellten Leitungen greifen und durch eine einfache Schwenkbewegung hin zur Lineartransporteinrichtung transportieren und dort gleich die Bestückung vornehmen.In order to be able to equip the housing receptacles with housings and / or the housing elements which can be accommodated therein with cable ends as well, a gripper can be provided which is arranged on a multi-axis industrial robot cooperating with the linear transport device. The latter can grasp the housing provided in a possibly vertical or at least steep orientation, or the possibly also provided by a roller or an upstream cable cutting device lines and transport by a simple pivoting movement to the linear transport device and there make the same equipping.

Nach dem Abbilden der Kabelbaumstruktur folgen häufig noch weitere Bearbeitungsschritte, um den herzustellenden Kabelbaum fertigzustellen. Hierzu zählt auch das Abbinden der Leitungsbündel durch Kabelbinder oder ähnliches oder das Umwickeln der Leitungen mit einem Wickelband. Um dies auch maschinell mit der Vorrichtung zu bewerkstelligen, kann diese eine Wickeleinrichtung aufweisen, die zum maschinellen Umwickeln von Leitungen eingerichtet und an einem mit der Lineartransporteinrichtung zusammenwirkenden, mehrachsigen Industrieroboter angeordnet ist.After imaging the harness structure, additional processing steps often follow to complete the harness being manufactured. This also includes the setting of the cable bundle by cable ties or the like or wrapping the lines with a winding tape. To accomplish this also by machine with the device, this may have a winding device which is set up for the mechanical wrapping of lines and arranged on a cooperating with the linear transport device, multi-axis industrial robot.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums. Das Verfahren sieht die folgenden Schritte vor:

- Zunächst wird die vorstehend beschriebene Vorrichtung mit der Lineartransporteinrichtung bereitgestellt, die wenigstens eine Führungsschiene, eine Mehrzahl von Bewegungselementen, die entlang der Führungsschiene linearbewegbar angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Tragelementen aufweist, die jeweils an einem zugeordneten Bewegungselement ortsfest angeordnet sind und zum Beispiel Gehäuseaufnahmen haben. Anstatt eine Gehäuseaufnahme zu tragen, können die Bewegungselemente bzw. Tragelemente allerdings auch Zusatzmaterial für die Kabelbaumherstellung transportieren.
- Dann werden die Gehäuseaufnahmen mit Gehäuseelementen, wie etwa Steckergehäusen, bestückt. Dies kann zu Beginn der Kabelbaumherstellung auch manuell erfolgen. Alternativ dazu, kann die Bestückung z.B. durch einen Greifer bzw. Rütteltopfzuführung o.ä. erfolgen.

Idealerweise werden die Tragelemente vor dem Bestücken so angesteuert, dass sie mit möglichst geringem Abstand zueinander, also blockweise als mehr oder minder zusammenhängender Block angeordnet sind. Dadurch sind die Abstände zwischen den Gehäusen minimal gering und die Bestückungszeit lässt sich reduzieren.

- Danach erfolgt ein Bestücken der in den Gehäuseaufnahmen gehaltenen Gehäuseelemente mit Leitungsenden von elektrischen oder optischen Leitungen. Diese werden vorzugsweise als isolierte Kabel mit an den Längsenden angebrachten elektrischen Kontaktelementen bereitgestellt, z.B. von einer mit der Vorrichtung zusammenwirkenden Kabelschneidmaschine.

Nach dem Bestücken der Gehäuse hängen die zwischen den gehaltenen Längsenden gebildeten Leitungsschlaufen von den Tragelementen herunter.

- Zum Ausbilden der vorgegebenen Kabelbaumstruktur erfolgt dann ein individuelles Ansteuern der Bewegungselemente durch die Steuereinrichtung derart, dass sich diese entlang der Führungsschiene, ggf. auch in entgegengesetzte Richtungen, bewegen und dabei zumindest teilweise voneinander beabstandet werden, wodurch dann die Kabelbaumstruktur abgebildet wird.

The invention also relates to a method of manufacturing a wire harness. The procedure involves the following steps:

- First, the above-described device is provided with the linear transport device having at least one guide rail, a plurality of movement elements, which are arranged linearbewegbar along the guide rail, and a plurality of support members, which are each arranged stationary on an associated movement element and, for example housing receptacles to have. However, instead of carrying a housing receptacle, the moving elements or supporting elements can also transport additional material for harness production.
- Then the housing receptacles are equipped with housing elements, such as connector housings. This can also be done manually at the beginning of harness production. Alternatively, the assembly can, for example, by a gripper or Rütteltopfzuführung o.ä. respectively.

Ideally, the support elements are controlled before loading so that they are arranged with the smallest possible distance from each other, so blockwise as a more or less coherent block. As a result, the distances between the housings are minimally low and the assembly time can be reduced.

- Thereafter, a loading of the housing elements held in the housing elements takes place with cable ends of electrical or optical cables. These are preferably provided as insulated cables with electrical contact elements attached to the longitudinal ends, eg, from a cable cutting machine cooperating with the device.

After loading the housing hang the cable loops formed between the held longitudinal ends of the support elements down.

- To form the predetermined harness structure is then an individual control of the movement elements by the control device such that they along the guide rail, possibly also in opposite directions, move and at least partially spaced from each other, whereby then the harness structure is displayed.

Es hat sich für einen möglichst hohen Automatisierungsgrad als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gehäuseelemente mit einem an einem Industrieroboter befestigten Greifer maschinell bestückt werden. Dies ist durch die senkrechte Ausrichtung der Tragelemente vergleichsweise leicht darstellbar, da der Greifer die Vorrichtung nicht überqueren muss.It has proved to be advantageous for the highest possible degree of automation if the housing elements are equipped with a robot attached to an industrial robot gripper. This is comparatively easily represented by the vertical orientation of the support elements, since the gripper does not have to cross the device.

Je nach herzustellender Kabelbaumstruktur können die Bewegungselemente so angesteuert werden, dass sie einzeln voneinander beabstandet werden.Depending on the cable harness structure to be produced, the movement elements can be controlled so that they are individually spaced from one another.

Alternativ dazu kann aber auch vorgesehen sein, dass gruppierte Bewegungselemente mit einer gemeinsamen Bewegung von wenigstens einem weiteren Bewegungselement beabstandet werden.Alternatively, however, it can also be provided that grouped movement elements are spaced apart by a common movement of at least one further movement element.

Nach dem Beabstanden der Bewegungselemente voneinander und damit dem Abbilden der Kabelbaumstruktur, können die Leitungen mittels einer Wickeleinrichtung maschinell umwickelt werden. Hierzu werden die Bewegungselemente in der beabstandeten Position gehalten, so dass die Wickeleinrichtung dazwischen eingebracht werden kann.After spacing of the moving elements from each other and thus the mapping of the harness structure, the lines can be wrapped by means of a winding device by machine. For this purpose, the movement elements are held in the spaced position, so that the winding device can be introduced therebetween.

Um das Zusammenwirken mit weiteren Einrichtungen, wie z.B. der vorstehend genannten Wickeleinrichtung, zu erleichtern, können die Tragelemente bezogen auf eine Standplatzfläche der Lineartransporteinrichtung senkrecht stehend bewegt werden.In order to cooperate with other means, e.g. the above-mentioned winding device to facilitate, the support elements can be moved vertically in relation to a stand surface of the linear transport device.

Figurenliste list of figures

Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Kabelbaums,
2 eine perspektivische Detailansicht von Tragelementen der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem mehrachsigen Industrieroboter zum Bestücken von Gehäuseaufnahmen der Vorrichtung und
4 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem mehrachsigen Industrieroboter zum Umwickeln von Leitungen.

Hereinafter, an advantageous embodiment of the invention will be explained with reference to the accompanying figures. Show it:

1 a perspective view of a device according to the invention for producing a wire harness,
2 a detailed perspective view of support elements of the device according to the invention,
3 a perspective view of a device according to the invention with a multi-axis industrial robot for mounting housing receivers of the device and
4 a perspective view of a device according to the invention with a multi-axis industrial robot for wrapping lines.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic representations and serve only to illustrate the invention. Identical or equivalent elements are consistently provided with the same reference numerals.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Vorrichtung 1 zum Herstellen eines Kabelbaums gezeigt. Die damit herstellbaren Kabelbäume bzw. Leitungssätze sind zum Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei allerdings auch andere industrielle Verwendungen für den Kabelbaum denkbar sind. Der herzustellende Kabelbaum weist eine Mehrzahl von Einzelleitungen auf, die eine auf das Kraftfahrzeug abgestimmte Kabelbaumstruktur abbilden.In 1 is a device in a perspective view 1 for making a wiring harness shown. The cable harnesses or cable sets that can be produced in this way are intended for installation in a motor vehicle, although other industrial uses for the cable harness are also conceivable. The cable harness to be produced has a plurality of individual cables, which map a harness structure tuned to the motor vehicle.

Die Vorrichtung 1 weist ein Maschinengestell 2 auf, das auf einer Vorrichtungsstandfläche einer Fertigungshalle steht. Das Maschinengestell 2 trägt eine Lineartransporteinrichtung 3, bei dem es sich hier beispielhaft um das extended Transport System der Firma Beckhoff handelt. Die Lineartransporteinrichtung 3 ist hier um das Maschinengestellt 2 umlaufend ausgeführt und verfügt über eine endlose Führungsschiene 4, die sich entlang einer Längsseite des Maschinengestells 2 parallel zu der Vorrichtungsstandfläche erstreckt. An der Führungsschiene 4 sind mehrere, zueinander im Wesentlichen identische Bewegungselemente 5 angeordnet, die sich über einen (nicht näher bezeichneten) magnetischen Antrieb der Führungsschiene 4 unabhängig voneinander entlang der Führungsschiene 4 (mit entsprechend zwei entgegengesetzten Bewegungsrichtungen) linear bewegen lassen. Die Ansteuerung der Bewegungselemente 5 über den magnetischen Antrieb erfolgt durch eine Steuereinrichtung 6, die zumindest einen Mikroprozessor und eine Speichereinheit aufweist.The device 1 has a machine frame 2 standing on a jig stand of a production hall. The machine frame 2 carries a linear transport device 3 , which exemplifies the extended transport system of Beckhoff. The linear transport device 3 is here around the machine 2 running around and has an endless guide rail 4 extending along one longitudinal side of the machine frame 2 extending parallel to the device footprint. At the guide rail 4 are several mutually substantially identical motion elements 5 arranged, which via a (unspecified) magnetic drive of the guide rail 4 independently along the guide rail 4 (with corresponding two opposite directions of movement) can move linearly. The activation of the movement elements 5 via the magnetic drive is effected by a control device 6 comprising at least a microprocessor and a memory unit.

An jedem Bewegungselement 5 ist ein Tragelement 7 befestigt, was z.B. über eine Schraubenverbindung realisiert ist. Die Tragelemente 7 sind als Staketen, also lattenartig, ausgeführt und erstrecken sich (bezogen auf die Längsachse) senkrecht zur Führungsschiene 4 sowie zur Vorrichtungsstandfläche. Aus 1 geht dabei hervor, dass die Tragelemente 7 zu einem Block zusammengeführt werden können, in dem die Tragelemente 7 im Prinzip aneinander gereiht sind. An den Tragelementen 7 sind teilweise Gehäuseaufnahmen 8 und/oder Halteteilaufnahmen 9 gemäß der vorgegebenen und mit der Herstellung abzubildenden Kabelbaumstruktur angeordnet. Alternativ zu den Gehäuseaufnahmen 8 bzw. den Halteteilaufnahmen 9 kann mithilfe der Trageelemente 7 jedoch auch Hilfsmaterial zur Kabelbaumherstellung befördert werden. In den Gehäuseaufnahmen 8 sind z.B. Gehäuse 10 (siehe detaillierter in 2), insbesondere Steckergehäuse, gehalten, die zum Anbringen an den Leitungsenden der zum Kabelbaum zu verarbeitenden Einzelleitungen 11 (siehe 3) vorgesehen sind. In den Halteteilaufnahmen 9 sind Halteteile 12 aufgenommen, die z.B. als Clips ausgebildet sind und zur späteren Befestigung des Kabelbaums im Kraftfahrzeug dienen.At every movement element 5 is a support element 7 attached, which is realized for example via a screw connection. The supporting elements 7 are designed as Staketen, so like a lath, and extend (relative to the longitudinal axis) perpendicular to the guide rail 4 as well as the device footprint. Out 1 it shows that the support elements 7 can be merged into a block in which the support elements 7 in principle are strung together. On the support elements 7 are partly housing recordings 8th and / or holding parts 9 arranged according to the predetermined and to be reproduced with the production harness structure. Alternative to the housing shots 8th or the holding part receptacles 9 can by using the carrying elements 7 However, auxiliary material for harness production are promoted. In the housing shots 8th are eg housing 10 (see more detailed in 2 ), in particular plug housing, held for attachment to the cable ends of the cable harness to be processed single lines 11 (please refer 3 ) are provided. In the holding sections 9 are holding parts 12 taken, for example, are designed as clips and serve for later attachment of the wiring harness in the vehicle.

In diesem Ausführungsbeispiel sind entlang der Führungsschiene 4 mehrere Gruppen A, B, C mit jeweils mehreren Tragelementen 7 angeordnet. Dementsprechend ist es mit der Vorrichtung 1 möglich, mehrere, auch verschiedene, Kabelbäume gleichzeitig herzustellen. In this embodiment, along the guide rail 4 several groups A . B . C each with several support elements 7 arranged. Accordingly, it is with the device 1 possible to produce several, even different, harnesses at the same time.

2 zeigt die an den Bewegungselementen 5 angebrachten Tragelemente 7 in einer detaillierteren Ansicht. Die Tragelemente 7 sind entlang der Führungsschiene 4 zu einem Block aneinandergereiht, bei dem jedes Tragelement 7 der Reihe an dem nächstfolgenden anliegt oder dazu nur einen sehr geringen Abstand von z.B. wenigen Millimetern aufweist. Dies dient der leichteren Bestückung der Gehäuseaufnahmen 8 sowie der Halteteilaufnahmen 9, da damit die Verfahrwege zwischen den Tragelementen 7 während des Bestückens kürzer sind, so dass zumindest die Verfahrzeit eingespart werden kann. 2 shows the at the movement elements 5 attached support elements 7 in a more detailed view. The supporting elements 7 are along the guide rail 4 strung together in a block, in which each support element 7 the row is adjacent to the next or has only a very small distance of eg a few millimeters. This serves to facilitate the assembly of the housing receptacles 8th as well as the holding parts 9 , because with it the travels between the support elements 7 are shorter during the placement, so that at least the travel time can be saved.

Aus 2 geht zudem hervor, dass die einzelnen Tragelemente 7 auch mehrere Gehäuseaufnahmen 8 und/oder Halteteilaufnahmen 9 aufweisen können. So weist das in 2 äußerst linke Tragelement 7 exemplarisch eine Gehäuseaufnahme 8 sowie zwei Halteteilaufnahmen 9 auf, während z.B. das dazu direkt benachbarte Tragelement 7 nur eine einzige Gehäuseaufnahme 8 trägt. Diese Anordnung ist durch die Kabelbaumstruktur des herzustellenden Kabelbaums bedingt. Die Gehäuseaufnahmen 8 und/oder die Halteteilaufnahmen 9 können dementsprechend auch in unterschiedlichem Maße von einer Grundfläche der flach ausgestalteten Tragelemente 7 abstehen, wobei z.B. verschiedene Adapter 13 eingesetzt werden, wie dies beim in 2 zweiten Trageelement 7 von rechts zu erkennen ist. Zum Anordnen und Fixieren der Gehäuseaufnahme 8 und/oder Halteteilaufnahme 9 weist das jeweilige Tragelement 7 entweder eine Mehrzahl von Fixierpunkten, was durch eine lochplattenähnliche Struktur erreicht werden kann, oder z.B. eine sich längs entlang des Tragelements 7 erstreckende Nut auf. Die Befestigung selbst erfolgt z.B. über eine Schraubenverbindung.Out 2 also shows that the individual support elements 7 also several housing shots 8th and / or holding parts 9 can have. This is how the in 2 extremely left support element 7 an example housing housing 8th as well as two holding parts 9 on, while, for example, the directly adjacent support element 7 only a single housing receptacle 8th wearing. This arrangement is due to the harness structure of the harness to be manufactured. The housing shots 8th and / or the holding sub-receptacles 9 can accordingly, to varying degrees from a base of the flat designed support elements 7 stand out, for example, different adapters 13 be used as in the 2 second support element 7 can be seen from the right. For arranging and fixing the housing receptacle 8th and / or holding submission 9 has the respective support element 7 either a plurality of fixing points, which can be achieved by a hole plate-like structure, or for example a longitudinally along the support element 7 extending groove. The attachment itself takes place for example via a screw connection.

Wie in den 3 und 4 dargestellt, umfasst die Vorrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel auch einen mehrachsigen Industrieroboter 14, der mit mehreren Wechselwerkzeugen 15, wie etwa einem Greifer (siehe 3) oder einer Wickeleinrichtung (siehe 4), ausgestattet ist. Im Arbeitsbereich des Industrieroboters 14 sind neben dem Maschinengestell 2 noch (nicht gezeigte) Magazine bzw. Ablagen angeordnet, über die die Gehäuse 10 sowie Halteteile 12 zur Bestückung der Gehäuseaufnahmen 8 bzw. der Halteteilaufnahmen 9 und die Einzelleitungen 11 bereitgestellt werden. In 3 ist das Wechselwerkzeug 15 ein Greifer zum Greifen der Einzelleitungen 11, die an ihren Leitungsenden mit elektrischen Kontaktelementen 16 versehen sind. In 4 ist das Wechselwerkzeug 15 dagegen eine Wickeleinrichtung zum abschnittsweisen Umwickeln der Einzelleitungen 11 bzw. des Kabelbaums.As in the 3 and 4 illustrated, includes the device 1 in this embodiment, a multi-axis industrial robot 14 that with several change tools 15 , such as a gripper (see 3 ) or a winding device (see 4 ), Is provided. In the work area of the industrial robot 14 are next to the machine frame 2 still (not shown) magazines or shelves arranged over which the housing 10 as well as holding parts 12 for fitting the housing receptacles 8th or the holding sub-receptacles 9 and the single lines 11 to be provided. In 3 is the change tool 15 a gripper for gripping the individual lines 11 at their ends with electrical contact elements 16 are provided. In 4 is the change tool 15 By contrast, a winding device for partially wrapping the individual lines 11 or the wiring harness.

Anhand der 1 bis 4 soll nun im Folgenden ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums unter Verwendung der Vorrichtung 1 erläutert werden.Based on 1 to 4 Now, a method for manufacturing a wire harness using the device will be described below 1 be explained.

Zu Beginn des Verfahrens werden die Tragelemente 7 als Block mit möglichst geringem Abstand zueinander angeordnet, wie dies z.B. in 2 gezeigt ist. Die so mit geringem Abstand zueinander angeordneten Gehäuseaufnahmen 8 und Halteteilaufnahmen 9 werden dann mit den über die Ablagen bereitgestellten Gehäusen 10 bestückt, so dass diese dort gehalten werden. Dies erfolgt im einfachsten Fall manuell, kann jedoch auch mit einem entsprechenden Wechselwerkzeug 15, z.B. einem Greifer, durch den Industrieroboter 14 bewerkstelligt werden. Danach werden die gehaltenen Gehäuse 10 mit Leitungsenden der jeweiligen Einzelleitungen 11 bestückt, wobei die jeweiligen Kontaktelemente 16 in den Gehäusen 10 verrasten.At the beginning of the process, the support elements 7 arranged as a block with the smallest possible distance from each other, as in eg 2 is shown. The so with a small distance arranged housing receivers 8th and holding parts 9 are then with the housings provided via the shelves 10 equipped, so that they are kept there. This is done in the simplest case manually, but can also be done with a corresponding tool change 15 , eg a gripper, by the industrial robot 14 be accomplished. After that, the held housing 10 with cable ends of the respective individual lines 11 equipped, wherein the respective contact elements 16 in the cases 10 lock.

Dann werden die Bewegungselemente 7 durch die Steuereinrichtung 6, in der Steuerdaten für die herzustellende Kabelbaumstruktur gespeichert sind, einzeln so angesteuert, dass sie sich entlang der Führungsschiene 4 in die eine oder andere Richtung linear bewegen. Dadurch werden die Bewegungselemente 7 mehr oder weniger weit voneinander beabstandet, wodurch insbesondere durch den Abstand der Gehäuseaufnahmen 8 zueinander entlang der Führungsschiene 4 und/oder in Längserstreckungsrichtung der Tragelemente 7 die vorgegebene Kabelbaumstruktur abgebildet wird. Die Kabelbaumstruktur wird also zumindest zweidimensional abgebildet.Then the movement elements 7 by the control device 6 , are stored in the control data for the harness structure to be produced, individually controlled so that they are along the guide rail 4 move linearly in one direction or the other. This will be the moving elements 7 more or less widely spaced, which in particular by the distance of the housing receptacles 8th to each other along the guide rail 4 and / or in the longitudinal direction of the support elements 7 the predetermined harness structure is mapped. The wiring harness structure is thus imaged at least two-dimensionally.

Insbesondere wenn die Tragelemente 7 nach dem Abbilden der Kabelbaumstruktur zu eng aneinander gereiht sind, um die Wickeleinrichtung als Wechselwerkzeug 15 dazwischen anzuordnen, werden dann einzelne Tragelemente 7 so angesteuert, dass sich zwischen einzelnen Tragelementen 7 ein ausreichender Abstand zum maschinellen Umwickeln ergibt.In particular, when the support elements 7 after mapping the harness structure are too close to each other to the winding device as an exchange tool 15 to arrange between, then individual support elements 7 so controlled that between individual support elements 7 gives a sufficient distance to machine wrapping.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtung zur Herstellung eines KabelbaumsDevice for producing a cable harness
22: Maschinengestellmachine frame
33: LineartransporteinrichtungLinear transport device
44: Führungsschieneguide rail
55: Bewegungselementmover
66: Steuereinrichtungcontrol device
77: Tragelementsupporting member
88th: Gehäuseaufnahmehousing receptacle
99: HalteteilaufnahmeBracket receiving
1010: Gehäusecasing
1111: EinzelleitungSingle line
1212: Halteteilholding part
1313: Adapteradapter
1414: Mehrachsiger IndustrieroboterMulti-axis industrial robot
1515: Wechselwerkzeugchanging tool
1616: Kontaktelement contact element
AA: Erste Gruppe von TragelementenFirst group of supporting elements
BB: Zweite Gruppe von TragelementenSecond group of supporting elements
CC: Dritte Gruppe von TragelementenThird group of supporting elements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015119754 A1 [0006, 0010]

Claims

Device (1) for machining a cable harness, with a linear transport device (3) which has at least one guide rail (4) and a plurality of movement elements (5) arranged linearly movably thereon, - A plurality of support elements (7) which are arranged fixed to the respective associated movement element (5), - A plurality of housing receivers (8) and / or holding part receptacles (9), which are arranged distributed at least to a part number of the support elements (7), and - A control device (6), which is adapted for individually controlling the movement of the movement elements (5) along the guide rail (4).

Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the support elements (7) are designed as Staketen extending substantially perpendicular to the longitudinal direction of the guide rail (4).

Device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the housing receivers (8) are arranged according to a harness structure to be produced at least partially in mutually different positions along a longitudinal direction of the guide rail (4) vertical positioning direction of the respective support member (7).

Device (1) according to Claim 3 , characterized in that the respective housing receptacle (8) is movable along the longitudinal extension direction of the respective support element (7) and can be fixed thereto in different positions.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support element (7) is movable relative to the movement element (5) perpendicular to the longitudinal extension direction of the guide rail (4).

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support elements (7) are arranged vertically standing with respect to a device standing surface.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a gripper which is equipped for mechanical loading of housings (10) held in the housing receptacles (8) with line ends and on a multi-axis industrial robot (14) cooperating with the linear transport device (3). is arranged.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a winding device which is set up for mechanically wrapping lines (11) and arranged on an industrial robot (14) cooperating with the linear transport device (3).

Method for producing a wiring harness, comprising the steps: - Providing a linear transport device (3) with at least one guide rail (4), a plurality of movement elements (5), which are arranged linearbewegbar along the guide rail (4), and a plurality of support elements (7), each on an associated movement element ( 5) are stationary and at least partially have at least one housing receptacle (8), - equipping the housing receivers (8) with housing elements (10), - equipping the housing elements (10) with line ends of lines (11), - Individual control of the moving elements (5) by a control device (6) such that they move along the guide rail (4) and thereby at least partially spaced from each other, whereby a predetermined harness structure is displayed.

Method according to Claim 9 , characterized in that the housing elements (10) are equipped with a mechanically attached to a multi-axis industrial robot (14) gripper.

Method according to Claim 9 or 10 , characterized in that the moving elements (5) are spaced apart individually.

Method according to Claim 9 or 10 , characterized in that grouped movement elements (5) with a common movement of at least one further movement element (5) are spaced.

Method according to one of Claims 9 to 12 , characterized in that after the spacing of the movement elements (5) from each other, the lines (11) are wrapped by means of a winding device at least partially by machine.

Method according to one of Claims 9 to 13 , characterized in that the support elements (7) relative to a stand surface of the linear transport device (3) are moved vertically.