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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fertigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Fertigen von Kabelsätzen mit einer Anzahl von Steckern.
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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit der Herstellung von Kabelsätzen beschrieben. Es versteht sich aber, dass die vorliegende Erfindung auch mit der Bestückung anderer Gehäuse genutzt werden kann.
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In elektrischen beziehungsweise elektronischen Anwendungen, wie beispielsweise Fahrzeugbordnetzen, wird eine Vielzahl von elektrischen Verbindungen benötigt. Solche Verbindungen werden üblicherweise mit anwendungsspezifischen Kabelbäumen hergestellt. Solche Kabelbäume können beispielsweise individuell für ein Fahrzeugmodell oder sogar eine Ausstattungsvariante eines Fahrzeugmodells bereitgestellt werden.
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Kabelbäume beziehungsweise Kabelsätze können händisch gefertigt werden. Dazu können die einzelnen Stecker beziehungsweise Steckergehäuse beispielsweise auf einem Brett angeordnet werden und die einzelnen Leitungen von Hand in die Kammern der Stecker eingefügt werden.
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Um den Aufwand bei der Bestückung insbesondere für umfangreiche Kabelsätze mit vielen Steckern zu reduzieren, können entsprechende Automaten eingesetzt werden. Solche Automaten können das Bestücken von Steckern automatisch durchführen. Dazu müssen den Automaten aber die Positionen der einzelnen Stecker auf dem jeweiligen Werkstückträger aber bekannt sein.
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Die Positionen der einzelnen Stecker auf dem Werkstückträger können daher beispielsweise von einem Benutzer manuell angefahren werden und in einer Steuerung des Automaten gespeichert werden. Ein solch manuelles Anlernen muss üblicherweise für jeden Kabelsatz beziehungsweise jeden Werkstückträger erneut durchgeführt werden und ist sehr zeitintensiv.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel das Anlernen der Positionen von Steckern für eine automatische Bestückung zu ermöglichen.
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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. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein.
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Eine erfindungsgemäße Fertigungsvorrichtung zum Fertigen von Kabelsätzen mit einer Anzahl von Steckern, wobei jeder Stecker mindestens eine Kammer aufweist, weist auf: einen Werkstückträger, welcher ausgebildet ist, die Stecker beziehungsweise die entsprechenden Steckergehäuse aufzunehmen, jeweils mindestens ein Beleuchtungselement für jeden Stecker, einen optischen Sensor, welcher ausgebildet ist, die Positionen der Beleuchtungselemente zu erfassen, und eine Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist, die Positionen der Stecker basierend auf den erfassten Positionen der Beleuchtungselemente zu bestimmen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Fertigen von Kabelsätzen mit einer Anzahl von Steckern, wobei jeder Stecker mindestens eine Kammer aufweist, weist auf: das Anordnen der Stecker auf einem Werkstückträger, das individuelle Ansteuern jeweils mindestens eines Beleuchtungselements für jeden der Stecker, das Erfassen der Positionen der Beleuchtungselemente mittels eines optischen Sensors, und das Bestimmen der Positionen der Stecker basierend auf den erfassten Positionen der Beleuchtungselemente.
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Die vorliegende Erfindung dient dem Erfassen der Positionen der Stecker eines Kabelsatzes auf dem Werkstückträger bevor die einzelnen Stecker mit Leitungen bestückt werden, also dem Anlernen der Positionen der Stecker für das Bestücken.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein manuelles Anlernen der Positionen sehr aufwändig und zeitintensiv ist. Folglich stellt die vorliegende Erfindung die Fertigungsvorrichtung bereit, bei welcher die Positionen der Stecker automatisch erfasst werden.
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Dazu sieht die Erfindung vor, dass die Stecker auf einem Werkstückträger angeordnet werden können. Es kann hier auch von einer Palette gesprochen werden. Ein solcher Werkstückträger kann beispielsweise Aufnahmen für die einzelnen Stecker aufweisen, in welche diese für den Bestückvorgang eingesetzt werden können. Der Werkstückträger kann beispielsweise eine Platte, beispielsweise aus Kunststoff oder dergleichen, aufweisen, auf welcher die entsprechenden Aufnahmen für die Stecker montiert sein können. Es versteht sich, dass jeder Kabelsatz beispielsweise auf einem einzelnen Werkstückträger gefertigt werden kann. Folglich kann für jeden Kabelsatz ein eigener Werkstückträger in der Fertigungsvorrichtung vorgesehen sein. Ferner kann ein einzelner Kabelsatz auch auf mehr als einem Werkstückträger gefertigt werden. Die Fertigungsvorrichtung kann folglich die Position der Stecker auf einem oder mehreren Werkstückträgern erfassen und diese im Anschluss bestücken.
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Um die einzelnen Stecker beziehungsweise deren Positionen identifizieren zu können, sind in der Fertigungsvorrichtung Beleuchtungselemente vorgesehen. Die Beleuchtungselemente sind in einer definierten Position gegenüber den Steckern, wenn diese auf dem Werkstückträger angeordnet sind, angeordnet. Diese Position kann beispielsweise neben dem Stecker oder unter einer Kammer des jeweiligen Steckers liegen. Es versteht sich, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Leuchtmittel als Beleuchtungselemente genutzt werden können. Beispielsweise können LEDs oder dergleichen eingesetzt werden. Es versteht sich, dass das Licht der Beleuchtungselemente auch beispielsweise über Lichtwellenleiter an den jeweiligen Ort geführt werden kann, an welchem das Licht benötigt wird.
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Die Fertigungsvorrichtung nutzt einen optischen Sensor, der das Licht der Beleuchtungselemente empfängt, um deren Position zu bestimmen. Der optische Sensor kann beispielsweise statisch oder beweglich in der Fertigungsvorrichtung angeordnet sein. Innerhalb der Fertigungsvorrichtung ist die Position des optischen Sensors bekannt. Folglich kann die Position der Beleuchtungselemente bestimmt werden, wenn der optische Sensor diese erfasst.
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Sind die Positionen der Beleuchtungselemente bekannt, kann von diesen auf die Positionen der Stecker beziehungsweise der Kammern des Steckers geschlossen werden. Dazu können beispielsweise CAD-Daten genutzt werden, aus welchen die Positionen der einzelnen Kammern in dem Stecker hervorgehen.
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Mit Hilfe der erfassten Position kann im Anschluss die Bestückung der einzelnen Kammern der Stecker voll automatisiert erfolgen. Dazu kann die Fertigungsvorrichtung weitere Elemente aufweisen, die dazu dienen, die einzelnen Leitungen des zu fertigenden Kabelsatzes in die jeweiligen Kammern einzuführen.
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Mit der Fertigungsvorrichtung entfällt folglich in der automatisierten Produktion von Kabelsätzen das manuelle Anlernen der Positionen der einzelnen Stecker. Die Produktion der Kabelsätze wird dadurch deutlich beschleunigt und menschliche Fehler werden vermieden.
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Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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In einer Ausführungsform kann mindestens eines der Beleuchtungselemente für jeden Stecker derart angeordnet werden, dass es bei eingesetztem Stecker jeweils eine Kammer des Steckers durchleuchtet.
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Wenn eine Kammer von einem Beleuchtungselement durchleuchtet wird, kann die Position des jeweiligen Beleuchtungselements direkt als die Position der jeweiligen Kammer genutzt werden. Soll dagegen die Position des Steckers beziehungsweise der weiteren Kammern des Steckers bestimmt werden, kann diese durch die Steuereinrichtung aus der Position der durchleuchteten Kammer berechnet werden. Beispielsweise können in der Steuereinrichtung für jeden Stecker beziehungsweise alle Kammern eines Steckers Offsetpositionen bezogen auf die durchleuchtete Kammer hinterlegt sein. Die Steuereinrichtung kann folglich die erfasste Position mit dem jeweiligen Offset verrechnen, um die Position der jeweiligen Kammer zu bestimmen. Es versteht sich, dass aber auch jede Kammer einzeln durchleuchtet werden kann. Somit können die Positionen aller Kammern direkt erfasst werden. Denkbar ist auch, dass zumindest für zwei oder drei Kammern mittels eines Beleuchtungselements jeweils die Position bestimmt wird, um so die Lage und Orientierung des Steckers geometrisch bestimmen zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Fertigungsvorrichtung eine bewegliche Positioniereinrichtung aufweisen, wobei der optische Sensor auf der Positioniereinrichtung angeordnet sein kann und wobei die Positioniereinrichtung ausgebildet sein kann, den optischen Sensor über dem Werkstückträger zu bewegen.
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Die Positioniereinrichtung kann beispielsweise ein Bestückgreifer der Fertigungsvorrichtung sein. Ein solcher Bestückgreifer dient üblicherweise dazu, die Leitungen in die Kammern der Stecker einzusetzen beziehungsweise einzuführen. Wird der optische Sensor auf dem Bestückgreifer befestigt, wird es sehr einfach, die Position der einzelnen Beleuchtungselemente zu bestimmen.
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Es kann dazu beispielsweise der Bestückgreifer derart verfahren werden, dass das jeweilige Beleuchtungselement direkt vor dem optischen Sensor liegt. Die Position des Bestückgreifers kann dann als die Position der jeweiligen Kammer gespeichert werden. Es versteht sich, dass beispielsweise auch ein Offset zwischen der Position, an welcher der Bestückgreifer die Leitung führt, und der Position des optischen Sensors an dem Bestückgreifer berücksichtigt werden kann.
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In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Fertigungsvorrichtung eine steuerbare Beleuchtungssteuereinrichtung aufweisen, welche mit den Beleuchtungselementen gekoppelt sein kann und welche ausgebildet sein kann, die Beleuchtungselemente anzusteuern.
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Um einzelne Kammern eines vorgegebenen Steckers zu identifizieren, ist es hilfreich, wenn lediglich das Beleuchtungselement in der jeweiligen Kammer leuchtet. Um nicht alle Beleuchtungselemente gleichzeitig leuchten zu lassen, indem diese beispielsweise statisch mit einer Energieversorgung gekoppelt werden, kann die Beleuchtungssteuereinrichtung vorgesehen werden.
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Die Beleuchtungssteuereinrichtung kann beispielsweise einen Logikbaustein, wie einen Prozessor, aufweisen, der über geeignete Treiber die Beleuchtungselemente ansteuert. In dem Prozessor kann beispielsweise ein Programm ausgeführt werden, welches die einzelnen Beleuchtungselemente ansteuert. In dem Programm kann beispielsweise eine Reihenfolge für die Ansteuerung der einzelnen Beleuchtungselemente hinterlegt sein. Ferner kann die Beleuchtungssteuereinrichtung eine Schnittstelle beispielsweise zu der Steuereinrichtung der Fertigungsvorrichtung aufweisen. Über diese Schnittstelle kann die Steuereinrichtung der Beleuchtungssteuereinrichtung beispielsweise vorgeben, welche Beleuchtungselemente eingeschaltet werden sollen beziehungsweise welches Programm ausgeführt werden soll.
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Es versteht sich, dass die Programme für die Beleuchtungssteuereinrichtung beispielsweise auf Prüfprogrammen basieren können, welche für die Prüfung des jeweiligen Kabelsatzes erstellt werden müssen. Da die Programme für die Prüfung des Kabelsatzes immer erstellt werden müssen, muss kein separates Programm mehr für die Ansteuerung der Beleuchtungselemente erstellt werden. Ein Prüfprogramm kann beispielsweise angeben, in welcher Reihenfolge die Verbindungen zwischen einzelnen Kammern unterschiedlicher Stecker geprüft werden sollen. Dazu werden beispielsweise für jeden Prüfschritt jeweils zwei Kammern mit den jeweiligen Steckern angegeben, deren elektrische Verbindung geprüft werden soll. Diese Information kann auch genutzt werden, um die Beleuchtungselemente zu aktivieren. Wird beispielsweise in einem Prüfschritt die Verbindung zwischen Kammer 1, Stecker 1 und Kammer 1, Stecker 2 geprüft, kann die Beleuchtungssteuereinrichtung diese Information nutzen, um die jeweiligen Beleuchtungselemente einzuschalten und die Positionen der Kammer 1, Stecker 1 und der Kammer 1, Stecker 2 zu identifizieren. Es versteht sich, dass in der Beleuchtungssteuereinrichtung ferner hinterlegt sein kann, welches Beleuchtungselement welcher Kammer und welchem Stecker zugeordnet ist.
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Ferner kann die Beleuchtungssteuereinrichtung über eine solche Schnittstelle aktualisiert werden. Es können also beispielsweise Daten beziehungsweise Programme zu neuen Kabelsätzen an die Beleuchtungssteuereinrichtung übermittelt werden.
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Die Schnittstelle kann beispielsweise eine kabelgebundene Schnittstelle oder eine drahtlose Schnittstelle sein.
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In einer Ausführungsform kann die Beleuchtungssteuereinrichtung auf dem Werkstückträger angeordnet sein.
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Wird die Beleuchtungssteuereinrichtung auf dem Werkstückträger angeordnet, kann jeder Werkstückträger als Einheit innerhalb der Fertigungsvorrichtung bewegt werden und die Beleuchtungselemente können dennoch angesteuert werden. Es ist nicht nötig, an jeder Position beziehungsweise Station innerhalb der Fertigungsvorrichtung eine Ansteuerung für die einzelnen Beleuchtungselemente vorzusehen.
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Es versteht sich, dass auf dem Werkstückträger beispielsweise eine Energieversorgung für die Beleuchtungssteuereinrichtung vorgesehen werden kann. Beispielsweise kann eine Batterie oder ein Kondensator, beispielsweise ein Supercap oder Goldcap, vorgesehen werden. Alternativ kann an verschiedenen Stationen in der Fertigungsvorrichtung beziehungsweise einer übergeordneten Produktionsanlage jeweils eine externe Energieversorgung vorgesehen sein, welche mit der Beleuchtungssteuereinrichtung auf dem Werkstückträger gekoppelt sein kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Beleuchtungssteuereinrichtung über Kontakte, insbesondere Schleifkontakte oder Federkontakte, mit dem Werkstückträger koppelbar sein.
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Die Beleuchtungssteuereinrichtung kann extern zu dem Werkstückträger angeordnet sein. Dies ermöglicht es, den Werkstückträger sehr einfach, beispielsweise als rein passive Trägerplatte mit den Beleuchtungselementen auszuführen. Die Beleuchtungssteuereinrichtung kann dann beispielsweise lediglich dort in der Fertigungsvorrichtung einmalig vorgesehen werden, wo sie benötigt wird. Werden Schleifkontakte oder Federkontakte genutzt, um die Beleuchtungssteuereinrichtung mit dem Werkstückträger und damit den Beleuchtungselementen zu koppeln, kann der Kontakt sehr einfach hergestellt werden. Es ist dann beispielsweise kein Stecken eines Steckers oder dergleichen nötig.
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Um die Kontaktierung der einzelnen Beleuchtungselemente weiter zu vereinfachen, kann beispielsweise eine Matrix aus Beleuchtungselementen vorgesehen werden. Eine solche Matrix kann dann zur Identifikation der Positionen der Kammern hinter dem Werkstückträger positioniert werden. Die Beleuchtungselemente können folglich gemeinsam mit der Beleuchtungssteuereinrichtung extern zu dem Werkstückträger angebracht werden und permanent mit der Beleuchtungssteuereinrichtung gekoppelt sein. Der Werkstückträger kann entsprechend beispielsweise transparent ausgeführt sein oder Öffnungen an den entsprechenden Stellen aufweisen. Die Matrix kann beispielsweise eine Vielzahl von einzelnen Beleuchtungselementen aufweisen oder beispielsweise ein LCD-Bildschirm sein, bei welchem einzelne Pixel hell geschaltet werden.
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Es versteht sich, dass die Beleuchtungselemente für eine Prüfung des Kabelsatzes entfernt werden können. Im Anschluss können die Kontakte in den Kammern beispielsweise mittels Prüfstiften geprüft werden, die von hinten durch den Werkstückträger geführt werden können.
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In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Beleuchtungssteuereinrichtung eine Identifikationseinrichtung aufweisen, welche ausgebildet sein kann, unterschiedliche Werkstückträger individuell zu identifizieren und wobei die Beleuchtungssteuereinrichtung ausgebildet sein kann, die Beleuchtungselemente basierend auf dem identifizierten Werkstückträger anzusteuern.
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Die Werkstückträger können individuelle Identifikationsmerkmale, beispielsweise ein RFID- oder NFC-Tag, aufweisen. Die Identifikationsmerkmale können beispielsweise Kennungen aufweisen, auf deren Basis die Beleuchtungssteuereinrichtung das jeweilige Programm für die Ansteuerung der Beleuchtungselemente auswählen kann. Die Identifikationsmerkmale können auch beispielsweise eine Seriennummer aufweisen. Die Beleuchtungssteuereinrichtung kann das jeweilige Prüfprogramm dann beispielsweise aus einer Datenbank abrufen, in welcher zu den Seriennummern die jeweiligen Prüfprogramme hinterlegt sind.
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Mit Hilfe der Identifikationseinrichtung ist es möglich, unterschiedliche Werkstückträger nacheinander in der Fertigungsvorrichtung zu verarbeiten, ohne dass ein Benutzer an der Fertigungsvorrichtung den jeweiligen Werkstückträger konfigurieren müsste. Ferner kann die Beleuchtungssteuereinrichtung das entsprechende Programm automatisch, auch ohne Zutun eines Benutzers, laden und ausführen.
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Ferner können die erfassten Positionen mit dem jeweiligen Identifikationsmerkmal verknüpft und gespeichert werden und auch an anderen Stationen in der Produktion des jeweiligen Kabelsatzes genutzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform können die Beleuchtungselemente auf Prüfstiften angeordnet sein und die jeweiligen Prüfstifte mit der Beleuchtungssteuereinrichtung gekoppelt sein.
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Werden die Beleuchtungselemente auf den Prüfstiften angeordnet, kann der Kabelsatz nach dem Einsetzen der Leitungen in die einzelnen Kammern der Stecker direkt geprüft werden, ohne dass der Kabelsatz von dem Werkstückträger genommen werden müsste beziehungsweise ohne dass hinter dem Werkstückträger die Beleuchtungselemente entfernt werden müssten und Prüfstifte eingeführt werden müssten.
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Es versteht sich, dass die Prüfstift direkt auf dem Werkstückträger, beispielsweise in Haltern für die Stecker, angeordnet werden können. Alternativ können die Prüfstifte auch hinter dem Werkstückträger angeordnet werden, ähnlich der Matrix aus Beleuchtungselementen.
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In noch einer weiteren Ausführungsform kann der optische Sensor eine Kamera aufweisen.
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Mit einer Kamera ist die Erfassung der einzelnen Positionen der Beleuchtungselemente sehr einfach möglich. Beispielsweise kann eine Kamera direkt auf einem Bestückgreifer angeordnet werden und somit direkt vor die jeweilige Kammer gefahren werden.
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Insbesondere in Kombination mit sehr hellen Beleuchtungselementen, wie beispielsweise mit sehr hellen LEDs, kann eine sehr robuste Erkennung realisiert werden. Da die sehr hellen LEDs die Kamera leicht übersteuern können, kann die Belichtungszeit sehr gering gewählt werden und der Blendenring des Objektivs an der Kamera auf eine hohe Blendenzahl eingestellt werden.
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Somit wird eine exakte Erkennung des Lichtkreises möglich, den die LED erzeugt. Gleichzeitig wird die Empfindlichkeit gegenüber externen Lichteinflüssen reduziert.
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Um die Positionen der einzelnen Kammern zu erkennen, kann die Kamera beispielsweise zeilenweise über dem Werkstückträger bewegt werden, bis ein eingeschaltetes Beleuchtungselement erkannt wird. Alternativ können beispielsweise mittels einer Bilderkennung die Positionen der einzelnen Stecker auf dem Werkstückträger identifiziert werden und eine exakte Erfassung der Positionen der Kammern des Steckers im Anschluss durchgeführt werden. Dazu kann jeder Stecker individuell angefahren werden und das jeweilige Beleuchtungselement eingeschaltet werden, um die entsprechende Position zu erfassen.
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Neben den Lichtkreisen oder Lichtpunkten kann eine Kamera mit einer entsprechenden Auflösung auch eine Form erfassen und beispielsweise bei einer runden Kammer und einer erfassten elliptischen Form eine weitere Positionskorrektur vornehmen. So kann die Kamera in der optischen Achse gebildet aus dem Beleuchtungselement und der Längserstreckung der Kammer angeordnet werden oder aber ein Versatz hierzu aus der erfassten Form bestimmt werden.
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Es versteht sich, dass die Beleuchtungselemente Licht einer vorgegebenen Wellenlänge beziehungsweise Farbe aussenden können und der optische Sensor mit entsprechenden Farbfiltern versehen werden kann, um die Empfindlichkeit gegen äußere Störungen weiter zu reduzieren.
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In Anwendungen, insbesondere Anwendungen in welchen keine Benutzerinteraktion notwendig ist, können auch Laserlichtquellen als Beleuchtungselemente genutzt werden. Da diese ein sehr punktuelles Licht aussenden, kann die Genauigkeit der Positionserkennung weiter verbessert werden.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Fertigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fertigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fertigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
- 4 ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels ein Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Fertigungsvorrichtung 100. Die Fertigungsvorrichtung 100 dient dem Fertigen von Kabelsätzen mit einer Anzahl von Steckern 150, 151, 152, 153. Jeder der Stecker 150, 151, 152, 153 weist dabei drei Kammern 154, 155, 156 auf. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich die Kammern 154, 155, 156 des ersten Steckers 150 mit Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass die Anordnung und die Anzahl der Stecker 150, 151, 152, 153 lediglich beispielhaft dargestellt wurde und dass die einzelnen Stecker mehr oder weniger als die drei Kammern 154, 155, 156 aufweisen können. Die in 1 dargestellte Ausführungsform dient folglich der Fertigung eines Kabelsatzes mit vier Steckern.
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Die Fertigungsvorrichtung 100 weist einen Werkstückträger 101 auf, auf welchem die Stecker 150, 151, 152, 153 für die Fertigung des Kabelsatzes angebracht werden können. Dazu können beispielsweise Halter (nicht explizit gezeigt) für die einzelnen Stecker 150, 151, 152, 153 vorgesehen sein, welche diese aufnehmen und fixieren.
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Ferner ist in der Fertigungsvorrichtung 100 für jeden Stecker 150, 151, 152, 153 ein Beleuchtungselement 102 vorgesehen. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich das Beleuchtungselement 102 des ersten Steckers 150 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Beleuchtungselemente 102 sind jeweils in der ersten Kammer der Stecker 150, 151, 152, 153 angeordnet. Es versteht sich, dass die Beleuchtungselemente 102 aber auch in den anderen Kammern der Stecker 150, 151, 152, 153 oder neben den Steckern angeordnet werden können.
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Die Fertigungsvorrichtung 100 weist ferner einen optischen Sensor 103 auf, der mit einer Steuereinrichtung 104 gekoppelt ist. Leuchten die einzelnen Beleuchtungselemente 102, können diese durch den optischen Sensor 103 erfasst werden und der optische Sensor 103 oder die Steuereinrichtung 104 kann deren Position erfassen. Die Position der Beleuchtungselemente 102 kann direkt durch den Sensor erfasst werden, beispielsweise durch die Bestimmung der Position in dem Bild-Koordinatensystem einer Kamera. Alternativ kann die Position der Beleuchtungselemente 102 auch indirekt bestimmt werden, indem beispielsweise der optische Sensor 103 bewegt wird, bis er direkt vor einem der Beleuchtungselemente 102 steht und die Position des optischen Sensors 103 als die Position des Beleuchtungselements 102 erfasst wird.
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Aus den Positionen der einzelnen Beleuchtungselemente 102 kann die Steuereinrichtung 104 anschließend die Positionen der einzelnen Kammern 154, 155, 156 der Stecker 150, 151, 152, 153 bestimmen. Dazu können beispielsweise in der Steuereinrichtung 104 CAD-Daten oder Offset-Informationen hinterlegt sein, die jeweils die Position einer der Kammern 154, 155, 156 mit der Position des entsprechenden Beleuchtungselements 102 in Beziehung setzen.
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Mit der Fertigungsvorrichtung 100 können folglich sehr effizient die exakten Positionen der einzelnen Stecker 150, 151, 152, 153 und der entsprechenden Kammern 154, 155, 156 für die folgende Bestückung der Stecker 150, 151, 152, 153 bestimmt werden.
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2 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Fertigungsvorrichtung 200. Die Fertigungsvorrichtung 200 basiert auf der Fertigungsvorrichtung 100. Folglich weist die Fertigungsvorrichtung 200 ebenfalls einen Werkstückträger 201 auf, auf welchem Stecker 250, 251, 252, 253 mit Kammern (der Übersichtlichkeit nicht mit Bezugszeichen versehen) und entsprechende Beleuchtungselemente 202 angeordnet sind. Die Kamera 203 ist ebenfalls mit einer Steuereinrichtung 204 gekoppelt. Zusätzlich ist die Kamera 203 auf einer steuerbaren Positioniereinrichtung 205 angeordnet. Die Positioniereinrichtung 205 ist als Roboterarm mit zwei Gelenken dargestellt. Es versteht sich, dass dies lediglich eine beispielhafte Darstellung ist und dass jede andere Art von Positioniereinrichtung, beispielsweise ein X-Y-Portal oder dergleichen, ebenfalls möglich ist.
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Die Fertigungsvorrichtung 200 weist ferner eine Beleuchtungssteuereinrichtung 206 auf, welche über Schleifkontakte 207 mit den Beleuchtungselementen 202 gekoppelt ist. Die Beleuchtungssteuereinrichtung 206 kann die einzelnen Beleuchtungselemente 202 beispielsweise basierend auf einem Programm beziehungsweise Prüfprogramm einzeln Ansteuern, so dass die Steuereinrichtung 204 einzelne Stecker 250, 251, 252, 253 beziehungsweise deren Kammern eindeutig identifizieren kann. Die Schleifkontakte 207 dienen der Kontaktierung der einzelnen Beleuchtungselemente 202, sodass die Beleuchtungssteuereinrichtung 206 nicht auf jedem Werkstückträger 201 separat ausgeführt werden muss. Alternativ kann die Beleuchtungssteuereinrichtung 206 auch auf dem Werkstückträger 201 vorgesehen werden. Eine Energieversorgung der Beleuchtungssteuereinrichtung 206 kann dann beispielsweise über die Schleifkontakte 207 erfolgen.
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Zur Identifikation der Positionen der Kammern kann beispielsweise die Steuereinrichtung 204 die Beleuchtungssteuereinrichtung 206 ansteuern, so dass die eine Kammer des gesuchten Steckers durch das entsprechende Beleuchtungselement 202 beleuchtet wird. Anschließend kann die Steuereinrichtung 204 die Positioniereinrichtung 205 ansteuern beziehungsweise bewegen, bis das entsprechende Beleuchtungselement 202 gefunden ist. Aus der entsprechenden Position der Beleuchtungssteuereinrichtung 206 kann die relative Position des Beleuchtungselements 202 bestimmt werden. Auf Basis dieser Position wiederum können die relativen Positionen aller Kammern des Steckers 250 bestimmt werden. Dieser Vorgang kann für alle weiteren Stecker 251, 252, 253 wiederholt werden.
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Es versteht sich, dass die Beleuchtungselemente 202 alternativ auch neben den Steckern 250, 251, 252, 253 angeordnet werden können und die relativen Positionen der Stecker 250, 251, 252, 253 und Kammern entsprechend bestimmt werden können.
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3 zeigt ein Blockschaltbild einer Fertigungsvorrichtung 300, die auf der Fertigungsvorrichtung 200 basiert. Folglich weist die Fertigungsvorrichtung 300 ebenfalls einen Werkstückträger 301 auf, auf welchem Stecker 350, 351, 352, 353 mit Kammern (der Übersichtlichkeit nicht mit Bezugszeichen versehen) und entsprechende Beleuchtungselemente 302 angeordnet sind. Die Kamera 303 ist ebenfalls mit einer Steuereinrichtung 304 gekoppelt. Zusätzlich ist die Kamera 303 auf einer steuerbaren Positioniereinrichtung 305 angeordnet. Die Positioniereinrichtung 305 ist ebenfalls als Roboterarm mit zwei Gelenken dargestellt. Es versteht sich, dass dies lediglich eine beispielhafte Darstellung ist und dass jede andere Art von Positioniereinrichtung, beispielsweise ein X-Y-Portal oder dergleichen, ebenfalls möglich ist. Die Fertigungsvorrichtung 300 weist ferner die Beleuchtungssteuereinrichtung 306 auf, welche über gefederte Kontaktstifte 308 mit den Beleuchtungselementen 302 gekoppelt ist.
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Zusätzlich weist in der Fertigungsvorrichtung 300 die Steuereinrichtung 304 eine Identifikationseinrichtung 310 auf. Ein entsprechendes Identifikationselement 311 ist auf dem Werkstückträger 301 angeordnet. In der Fertigungsvorrichtung 300 ist die Identifikationseinrichtung 310 eine drahtlose Identifikationseinrichtung 310. Entsprechend ist das Identifikationselement 311 ebenfalls drahtlos. Beispielsweise können RFID oder NFC Systeme genutzt werden. Alternativ können auch drahtgebundene Schnittstellen genutzt werden.
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Die Steuereinrichtung 304 kann über die Identifikationseinrichtung 310 eine Kennung für den Werkstückträger 301 aus dem Identifikationselement 311 auslesen. Mit dieser Kennung kann die Steuereinrichtung 304 beispielsweise aus einer Datenbank das entsprechende Programm laden, welches die Informationen zu den Steckern 350, 351, 352, 353 aufweist. Anschließend kann die Steuereinrichtung 304 die Positioniereinrichtung 305 und die Beleuchtungssteuereinrichtung 206 entsprechend ansteuern.
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Zur Identifikation der exakten Positionen der einzelnen Kammern der Stecker 350, 351, 352, 353 ist folglich kein manuelles Auswählen beziehungsweise Steuern der Fertigungsvorrichtung 300 mehr nötig.
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Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den 1-3 als Referenz beibehalten.
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4 zeigt ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Fertigen von Kabelsätzen mit einer Anzahl von Steckern 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353, wobei jeder Stecker 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 mindestens eine Kammer 154, 155, 156 aufweist.
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In einem ersten Schritt S1 des Anordnens werden die Stecker 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 auf einem Werkstückträger 101, 201, 301 angeordnet. In einem zweiten Schritt S2 des individuellen Ansteuerns wird jeweils mindestens ein Beleuchtungselement 102, 202, 302 für jeden der Stecker 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 angesteuert. In einem dritten Schritt S3 des Erfassens werden die Positionen der Beleuchtungselemente 102, 202, 302 mittels eines optischen Sensors 103, 203, 303, beispielsweise einer Kamera, erfasst. Schließlich werden in einem vierten Schritt S4 des Bestimmens die Positionen der Stecker 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 basierend auf den erfassten Positionen der Beleuchtungselemente 102, 202, 302 bestimmt.
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Beim individuellen Ansteuern kann mit mindestens einem der Beleuchtungselemente 102, 202, 302 für jeden Stecker 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 jeweils eine Kammer 154, 155, 156 des entsprechenden Steckers 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 durchleuchtet werden. Alternativ können die Beleuchtungselemente 102, 202, 302 auch neben den Steckern 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 angeordnet werden.
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Der optische Sensor 103, 203, 303 kann auf einer Positioniereinrichtung 205, 305 angeordnet sein, welche den optischen Sensor 103, 203, 303 beim Erfassen S3 der Positionen über dem Werkstückträger 101, 201, 301 bewegt. Dadurch wird ein manuelles Anfahren von Positionen überflüssig.
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Die Beleuchtungselemente 102, 202, 302 können durch eine steuerbare Beleuchtungssteuereinrichtung 206, 306 basierend auf einem Programm gesteuert werden, welche für den jeweils zu fertigenden Kabelsatz individuell angepasst werden können.
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Die Beleuchtungssteuereinrichtung 206, 306 kann auf dem Werkstückträger 101, 201, 301 angeordnet sein und die Beleuchtungselemente 102, 202, 302 lokal ansteuern. Alternativ kann die Beleuchtungssteuereinrichtung 206, 306 über Kontakte, insbesondere Schleifkontakte 207 oder Federkontakte 308, mit dem Werkstückträger 101, 201, 301 gekoppelt werden und die Beleuchtungselemente 102, 202, 302 extern ansteuern. Die Beleuchtungssteuereinrichtung 206, 306 kann dazu über eine Identifikationseinrichtung 310 unterschiedliche Werkstückträger 101, 201, 301 individuell identifizieren und die Beleuchtungselemente 102, 202, 302 basierend auf dem identifizierten Werkstückträger 101, 201, 301 ansteuern.
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Um eine Prüfung des Kabelsatzes nach dem Bestücken der Stecker 150, 151, 152, 153, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352, 353 zu ermöglichen, können die Beleuchtungselemente 102, 202, 302 auf Prüfstiften angeordnet sein und die jeweiligen Prüfstifte mit der Beleuchtungssteuereinrichtung 206, 306 gekoppelt werden.
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Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft
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Bezugszeichenliste
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- 100, 200, 300
- Fertigungsvorrichtung
- 101, 201, 301
- Werkstückträger
- 102, 202, 302
- Beleuchtungselement
- 103, 203, 303
- optischer Sensor
- 104, 204, 304
- Steuereinrichtung
- 205, 305
- Positioniereinrichtung
- 206, 306
- Beleuchtungssteuereinrichtung
- 207
- Schleifkontakte
- 308
- Kontaktstifte
- 310
- Identifikationseinrichtung
- 311
- Identifikationselement
- 150, 151, 152, 153
- Stecker
- 250,251,252,253
- Stecker
- 350,351,352,353
- Stecker
- 154, 155, 156
- Kammer
- S1, S2, S3, S4
- Verfahrensschritt
