DE102019211533A1

DE102019211533A1 - Verteilstation sowie Verfahren zum Betrieb einer Verteilstation für eine automatisierte Herstellung eines Kabelsatzes

Info

Publication number: DE102019211533A1
Application number: DE102019211533.0A
Authority: DE
Inventors: Fabian Dietlein; Christian Guni; Paulo Martins; Ana Carolina Roquez Buitrago; Onur Tavsel
Original assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Current assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2039-08-02
Also published as: WO2021018909A1; DE102019211533B4

Abstract

Die Verteilstation (2) dient zum Verteilen von Leitungselementen (32) in eine vorgegebene Verteilstruktur (S) entsprechend einer verzweigten Struktur eines Kabelsatzes (38). Die Verteilstation (2) weist einen stehend orientierten Träger (8) auf, an dem Transporter (18) verfahrbar angeordnet sind. Die Transporter (18) sind dabei zur hängenden Aufnahme eines jeweiligen Leitungselements (32) in einem Übergabebereich (B) ausgebildet. Die Transporter (18) sind weiterhin aus dem Übergabebereich (B) in eine jeweilige Endposition zur Erzeugung der gewünschten Verteilstruktur (S) verfahrbar. Zumindest während des Verfahrens sind dabei die Transporter (18) in unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) angeordnet. Hierdurch sind die hängenden Leitungselemente (32) ebenfalls in unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) angeordnet und die Gefahr eines Verschlingens beim Überführen in die Verteilstruktur (S) ist vermieden. Zur Anordnung der Transporter (18) in unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) ist der Träger (8) vorzugsweise kippbar ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verteilstation für eine Anlage zur automatisierten Herstellung eines Kabelsatzes, welcher eine verzweigte Struktur und mehrere einzelne Leitungselemente aufweist. Die Verteilstation dient zum Verteilen der Leitungselemente in eine vorgegebene Verteilstruktur entsprechend der verzweigten Struktur des Kabelsatzes. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Verteilstation.
Eine Verteilstation mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11 ist aus der DE 10 2017 206 140 A1 zu entnehmen. Darin wird eine Anlage sowie ein Verfahren zur automatischen Kabelsatzfertigung beschrieben, bei der mithilfe von mehreren Bearbeitungsstationen weitgehend vollautomatisch ein Kabelsatz mit einer verzweigten Struktur ausgebildet wird. In einem ersten Teil der Anlage werden dabei einzelne Leitungselemente, typischerweise Adern, die für den Kabelsatz benötigt werden, vorkonfektioniert und beispielsweise mit Kontaktelementen versehen.
In einem zweiten Teil der Anlage wird aus diesen einzelnen Leitungselementen der eigentliche Kabelsatz zusammengestellt. Hierfür ist im Stand der Technik als eine wesentliche Bearbeitungsstation eine Verteilstation vorgesehen. Die einzelnen vorkonfektionierten Leitungselemente werden aus einer Bereitstellungsstation, in der sie hängend angeordnet sind, an die Verteilstation übergeben, wobei die Leitungsenden eines jeweiligen Leitungselements an einzelnen sogenannten Transportern fixiert werden. Die Transporter weisen hierzu entsprechende Halter auf, beispielsweise auch für Steckergehäuse. Die Verteilstation selbst weist mehrere horizontal angeordnete Schienen auf, entlang derer die einzelnen Transporter verfahrbar sind. Die Schienen lassen sich dabei in Vertikalrichtung verteilen, sodass insgesamt durch die Verfahrbarkeit der Schienen und der Transporter die einzelnen Leitungsenden zusammen an eine jeweilige Endposition entsprechend einer gewünschte Verteilstruktur überführt werden, die der verzweigten Struktur des Kabelsatzes entspricht.
Bei komplexeren Kabelsätzen mit einer Vielzahl von Leitungselementen muss dabei darauf geachtet werden, dass die einzelnen hängend angeordneten Leitungselemente sich beim Verfahren der Transporter in die gewünschten Endpositionen nicht gegenseitig verhaken bzw. verschlingen. Zur Lösung dieses Problems kann eine geeignete Ansteuerung beispielsweise der Reihenfolge des Verfahrens der der Transporter vorgesehen sein, was jedoch mitunter komplex sein kann.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Überführen der Leitungselemente in eine verzweigte Struktur entsprechend einer gewünschten Verteilstruktur eines auszubildenden Kabelsatzes zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Verteilstation für eine Anlage zur automatisierten Herstellung eines Kabelsatzes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Verteilstation mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Die Verteilstation dient allgemein zum Verteilen der Leitungselemente in eine vorgegebene Verteilstruktur, wobei diese der verzweigten Struktur des Kabelsatzes entspricht. Unter „verzweigter Struktur des Kabelsatzes“ wird allgemein die Ausbildung eines Kabelsatzes, bestehend aus mehreren Leitungselementen, verstanden, bei denen der Kabelsatz mehrere Zweige bzw. Arme aufweist, die typischerweise von einem Zentralstrang abzweigen und die endseitig enden. An einem jeweiligen Endpunkt einer solchen verzweigten Struktur des Kabelsatzes ist typischerweise zumindest ein oder mehrere Leitungsenden eines jeweiligen Leitungselements angeordnet. Bei den Leitungselementen handelt es sich typischerweise um einzelne Adern. Häufig sind an diesen Endpunkten Steckerelemente oder Kontaktelemente an den Leitungselementen angeschlagen. Das heißt, die vorkonfektionierten Leitungsenden definieren die Endpunkte des verzweigten Kabelsatzes. Bei der Verteilstruktur handelt es sich insbesondere um eine zweidimensionale Verteilstruktur, bei der also die einzelnen Endpositionen innerhalb einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Die Verteilstation weist allgemein einen stehend orientierten Träger auf, der sich entlang einer Längsrichtung und einer Querrichtung erstreckt. Die Querrichtung ist dabei zumindest weitgehend senkrecht orientiert, sodass also insgesamt der Träger stehend orientiert ist. Der Träger weist eine Vorderseite auf, an der mehrere Transporter verfahrbar angeordnet sind. Bezüglich der Querrichtung sind sie verteilt angeordnet, sodass sie aufgrund der stehenden Anordnung des Trägers auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind. Jeder der Transporter ist dabei zur hängenden Aufnahme eines jeweiligen Leitungselements, speziell eines jeweiligen Leitungsendes eines Leitungselements ausgebildet.
Die Bestückung der Transporter erfolgt bevorzugt in einer der Verteilstation vorgelagerten Station, in dem die Transporter also zunächst angeordnet sind. Die der Verteilstation vorgelagerte Station weist mindestens eine horizontal angeordnete Schiene auf, entlang derer die einzelnen Transporter verfahrbar sind. Die mindestens eine Schiene der vorgelagerten Station lässt sich ebenfalls in Vertikalrichtung verteilen und somit mit den Schienen der Verteilstation fluchten. Die bestückten Transporter werden von der vorgelagerten Station an die Verteilstation und dort an die verschiedenen Schienen übergeben.
Alternativ erfolgt die Bestückung der Transporter in einem begrenzten Teilbereich der Verteilstation, dem Übergabebereich, nachfolgend auch als Randbereich bezeichne.
In beiden Fällen werden daher zunächst in einem Randbereich der Verteilstation mit den Leitungselementen bestückte Transporter bereitgestellt.
Die Bestückung erfolgt vorzugsweise automatisch oder automatisiert, insbesondere mithilfe eines Roboters. Die Leitungselemente werden hierzu aus einer Bereitstellungsstation, in der sie insbesondere hängend angeordnet sind, aufgenommen und an einen jeweiligen Halter übergeben, welcher an einem jeweiligen Transporter befestigt ist. Der Halter ist dabei beispielsweise als ein Steckergehäuse oder Teil eines solchen ausgebildet oder der Halter ist mit einem solchen Steckergehäuse oder einem Teil hiervon bestückt. Auch nach der Bestückung der Transporter sind die einzelnen Leitungselemente hängend orientiert. Die Leitungselemente sind vorzugsweise mit Kontaktelementen, wie Steckbuchsen oder Steckkontakten vorkonfektioniert. Die Kontaktelemente werden dann in die Steckergehäuse eingesteckt.
Erfolgt die Bestückung in einer vorgelagerten Station, so fahren nach der Bestückung die Transporter von der vorgelagerten Station weiter auf die Verteilstation. Erfolgt die Bestückung bereits innerhalb der Verteilstation, ist ein Verfahren der Transporter nicht mehr notwendig.
Anschließend werden im Betrieb die Transporter aus dem Randbereich der Verteilstation, in dem sie bereitgestellt werden, in eine jeweilige Endposition verfahren, um die gewünschte Verteilstruktur auszubilden. Dabei werden die an den Transportern befestigten einzelnen Leitungsenden insbesondere mit den daran konfektionierten Kontaktelementen oder auch Steckergehäusen an die vorgesehenen Endpositionen verfahren, die sie später beim endgefertigten Kabelsatz einnehmen. Bei Bedarf können auch einige Transporter lediglich Zwischenbereiche der Leitungselemente greifen, und beispielsweise Umlenkelemente aufweisen, sodass Mittenabschnitte der Leitungselemente an definierte Positionen geführt werden können. Das Verfahren der Transporter hat ein Ausrichten der Leitungselemente zu Folge. Nach dem Ausrichten sind die ausgerichteten Leitungselemente bevorzugt in einer gewünschten Verteilstruktur angeordnet. Die Leitungselemente sind hierbei insbesondere „gespannt“ angeordnet und nicht mehr hängend orientiert.
Zur Vermeidung eines Verhakens der einzelnen Leitungselemente während des Verfahrens der Transporter ist nunmehr vorgesehen, dass die Transporter zumindest temporär in unterschiedlichen Vertikalebenen angeordnet sind. Unter „Vertikalebene“ wird allgemein eine Ebene verstanden, die aufgespannt ist durch die Längsrichtung sowie durch eine vertikale Richtung. Aufgrund der Anordnung der Transporter innerhalb von unterschiedlichen Vertikalebenen sind die einzelnen Transporter und damit auch die von ihnen gehaltenen Leitungsenden in lateraler Richtung, also in einer Richtung senkrecht zur vertikalen Ebene, versetzt zueinander angeordnet. Diese versetzte Anordnung führt in Ergänzung mit der hängenden Anordnung der Leitungselemente dazu, dass die Leitungselemente, speziell deren an den Transportern befestigte Leitungsenden / Leitungsabschnitte beim Verfahren der Transporter beabstandet voneinander angeordnet sind und dadurch die Gefahr einer Behinderung der Leitungselemente untereinander, beispielsweise die Gefahr eines Verhakens vermieden oder zumindest deutlich reduziert ist.
Sofern vorliegend davon gesprochen wird, dass die Transporter in unterschiedlichen Vertikalebenen angeordnet sind, so ist hierunter zu verstehen, dass mehrere Transporter in mehreren Vertikalebenen verteilt angeordnet sind. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, Gruppen von Transportern auch in der gleichen Vertikalebene, beispielsweise paarweise anzuordnen. Beispielsweise werden die Leitungsenden eines Leitungselements an zwei Transportern befestigt, die ein Paar bilden, welches in einer gleichen Vertikalebene angeordnet ist. Transporter, die in der gleichen Vertikalebene angeordnet sind, befinden sich üblicherweise auf einer gemeinsamen Schiene.
Im Falle eines kartesischen Koordinatensystems ist die Längsrichtung durch die X-Richtung, die Vertikalrichtung durch die Z-Richtung und die laterale Richtung durch die Y-Richtung definiert. Befindet sich der Träger in seiner stehenden Orientierung, so fällt die Querrichtung des Trägers insbesondere mit der Vertikalrichtung und damit mit der Z-Richtung zusammen. In der gekippten Orientierung ist die Querrichtung demgegenüber gegenüber der Z-X-Ebene unter einem Kippwinkel angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind dabei die Transporter aus ihrer Anordnung in den mehreren unterschiedlichen Vertikalebenen in eine gemeinsame Ebene, speziell eine gemeinsame Vertikalebene und vorzugsweise auch wieder zurück überführbar. Es ist daher vorzugsweise ein wiederholter Wechsel zwischen der Anordnung in unterschiedlichen Vertikalebenen und der Anordnung in einer gemeinsamen Ebene ermöglicht.
Allgemein sind die Transporter in lateraler Richtung verstellbar angeordnet. Das Rückführen in eine gemeinsame Ebene ist von besonderem Vorteil für nachgelagerte Arbeitsschritte beispielsweise zum Fixieren der Leitungselemente aneinander, da durch die Anordnung in einer gemeinsamen Ebene die einzelnen Leitungselemente quasi wieder zusammengeführt sind, d.h. die Leitungselemente sind wieder in der gleichen Vertikalebene angeordnet und nicht mehr in lateraler Richtung voneinander beabstandet. Nebeneinander verlaufende Abschnitte von unterschiedlichen Leitungselementen lassen sich dann einfacher fixieren. Hierzu ist beispielsweise eine Bandierung oder auch die Anordnung von Clipsen etc. vorgesehen.
Zum Überführen der Transporter in die unterschiedlichen Vertikalebenen weist beispielsweise jeder Transporter individuell einen Verstellmechanismus beispielsweise in Form eines verstellbaren (Teleskop-)Zylinders (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch, mechanisch) oder auch eine Gelenkmechanik auf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Träger gegenüber einer Vertikalebene verkippt oder zumindest verkippbar gegenüber einer Vertikalebene ausgebildet, wobei im verkippten Zustand der Träger eine verkippte Orientierung einnimmt. Unter einer „verkippten Orientierung“ wird hierbei verstanden, dass der Träger bezüglich einer Vertikalebene (X-Z-Ebene) einen Kippwinkel einnimmt. Der Träger, insbesondere seine Vorderseite, ist dabei allgemein unter einem spitzen Winkel gegenüber einer Horizontalebene (aufgespannt durch die X-Y-Richtung) angeordnet. Die Transporter wiederum sind am Träger selbst angeordnet, speziell mittelbar an Schienen, die am Träger angeordnet sind. Durch die verkippte Ausrichtung und die Anordnung der Transporter auf unterschiedlichen Höhenniveaus werden die Transporter automatisch beim Verkippen in unterschiedlichen Vertikalebenen angeordnet. Diese verkippbare Ausgestaltung des Trägers hat den besonderen Vorteil, dass alle Transporter gemeinsam betätigt werden und keine individuelle laterale Verstellung der Transporter erforderlich ist.
Der Kippwinkel liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen in etwa 10° und 30° und insbesondere bei ca. 25°.
Der Träger wird vorzugsweise allgemein an einer feststehenden Basis befestigt, die typischerweise nach Art eines Gerüsts ausgebildet ist.
Der Träger ist dabei an der Basis über ein automatisch verstellbares Verstellelement verkippbar befestigt. Über das Verstellelement lassen sich daher die Neigung und damit der Kippwinkel des Trägers gegenüber der Basis und damit gegenüber der Vertikalebene einstellen. Bei dem Verstellelement handelt es sich beispielsweise um einen Verstellzylinder, welcher beispielsweise als Teleskopzylinder ausgebildet ist oder auch um ein mechanisches Verstellgestänge, welches beispielsweise teleskopierbar ausgebildet ist oder auch um einen Gelenkhebel-Mechanismus. Das Verstellelement selbst ist vorzugsweise mit einem ansteuerbaren Antrieb versehen, welcher die Verstellbewegung initiiert. Hierbei kann es sich um einen pneumatischen, hydraulischen oder auch elektrischen Antrieb handeln.
Am Träger sind vorzugsweise mehrere Schienen angeordnet, die sich in Längsrichtung erstrecken. Die Transporter sind entlang der Schienen verfahrbar. In bevorzugter Ausgestaltung sind weiterhin die Schienen am Träger in Querrichtung verfahrbar. Durch die Verfahrbarkeit der Transporter sowie die der Schienen lassen sich die Transporter insgesamt in der durch den Träger aufgespannten zweidimensionalen Ebene in Längs- und Querrichtung verfahren.
Bei dem Träger handelt es sich insbesondere um einen Rahmen, der durch seitliche Rahmenteile begrenzt ist. Durch den Rahmen ist insbesondere eine Fläche aufgespannt, die beispielsweise >0,5m² bis 2m² oder auch größer ist.
An die Verteilstation schließt sich speziell in Längsrichtung vorzugsweise ergänzend noch eine weitere Bearbeitungsstation an, die ebenfalls einen weiteren Träger sowie weitere Schienen aufweist. Die Transporter sind von der Verteilstation an die weitere Bearbeitungsstation unter Beibehaltung der Verteilstruktur überführbar. Die Transporter sind daher derart ausgebildet und die Bearbeitungsstation sowie die Verteilstation derart nebeneinander angeordnet, dass die Transporter von den Schienen der Verteilerstation an die weiteren Schienen der weiteren Bearbeitungsstation überführt werden können. Die weiteren Schienen sind auch bei der weiteren Bearbeitungsstation vorzugsweise in Querrichtung des weiteren Trägers verfahrbar. Der weitere Träger der weiteren Bearbeitungsstation ist jedoch üblicherweise nicht verstellbar oder kippbar ausgebildet, d.h. der weitere Träger ist beispielsweise Teil der feststehenden Basis der weiteren Bearbeitungsstation. Für die Überführung der Transporter unter Beibehaltung der Verteilstruktur ist dabei allgemein vorgesehen, dass zunächst der Träger der Verteilstation wieder aus der gekippten Orientierung in eine stehende Orientierung überführt wird und dann die einzelnen Schienen der beiden aneinander grenzenden Bearbeitungsstationen in Längsrichtung miteinander fluchten und insbesondere unmittelbar, also ohne Lücke, ineinander übergehen.
Insgesamt ist zum Betrieb der Verteilstation eine Steuereinrichtung vorgesehen, die derart eingerichtet ist, dass während des Betriebes speziell die folgenden Schritte durchgeführt werden:

- Bereitstellen der Transporter, die mit hängenden Leitungselementen bestückt sind,
- Verteilung der Transporter in unterschiedliche Vertikalebenen, insbesondere Verkippen des Trägers,
- insbesondere automatisches Verfahren der Transporter in die gewünschte Verteilstruktur, während sich die Transporter in den unterschiedlichen Vertikalebenen befinden, also speziell, wenn sich der Träger in der gekippten Orientierung befindet,
- Überführen der Transporter in eine gemeinsame (Vertikal-)Ebene, speziell Rückführen des Trägers aus der gekippten Orientierung in eine stehende Orientierung, speziell in vertikaler Richtung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer solchen Verteilstation werden zunächst die Transporter mit den Leitungselementen bevorzugt in einer vorgelagerten Station bestückt, wobei die Leitungselemente hängend befestigt werden. Alternativ erfolgt die Bestückung der Leitung innerhalb der Verteilstation in einem Randbereich. Erfolgt die Bestückung in einer vorgelagerten Station, werden die Transporter anschließend aus der vorgelagerten Station in die Verteilstation, und zwar zunächst in den Randbereich verfahren. Innerhalb der Verteilstation werden die Transporter aus diesem Randbereich in eine jeweilige, ihnen zugeordnete Endposition verfahren, wobei die Endpositionen der Transporter der gewünschten Verteilstruktur der Leitungselemente und damit der verzweigten Struktur des Kabelsatzes entsprechen, also mit dieser korrespondieren. Dabei werden die Transporter insbesondere mit den Leitungsenden an Endpunkte der verzweigten Kabelsatzstruktur verfahren. Bei dem Verfahren der Transporter sind diese dabei in unterschiedlichen Vertikalebenen angeordnet, sodass die an den einzelnen Transportern befestigten Leitungsenden der Leitungselemente in unterschiedlichen Vertikalebenen angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Leitungselemente, zumindest Abschnitte von ihnen, in unterschiedlichen Vertikalebenen angeordnet sind, sodass sich die einzelnen Leitungselemente während des Verfahrens nicht wechselseitig stören.
Vorzugsweise werden die Transporter nach dem Verfahren in ihre jeweiligen Endpositionen in eine gemeinsame (Vertikal-)Eben zurückgeführt.
Bevorzugt erfolgt dieses Verschieben oder Versetzen der Transporter in die unterschiedlichen Vertikalebenen und zurück in die gemeinsame Ebene durch ein Verkippen des Trägers gegenüber einer Vertikalebene nach vorne, sodass die Vorderseite des Trägers mit der Vertikalrichtung einen spitzen Winkel einnimmt.
Innerhalb der Verteilstation oder in einer nachgelagerten weiteren Station erfolgt vorzugsweise ein weiterer Bearbeitungsschritt, insbesondere eine Fixierung der Leitungselemente aneinander. Hierzu ist insbesondere ein entsprechendes Handhabungsgerät, insbesondere Roboter, speziell beispielsweise ein mehrachsiger Industrieroboter, vorgesehen, welcher zur Durchführung der notwendigen Schritte ausgebildet ist. Eine Fixierung der Leitungselemente aneinander erfolgt beispielsweise indem eine Bandierung vorgenommen wird. Daneben kann auch eine Befestigung von Clipsen erfolgen. Das Handhabungsgerät, speziell der Roboter, ist dabei insbesondere an der Basis der Verteilstation befestigt.
In besonders zweckdienlicher Ausgestaltung werden der Kabelsatz und die Verteilstruktur sukzessive ausgebildet, indem zunächst ein erster Teil der Leitungselemente für den Kabelsatz entsprechend der Verteilstruktur angeordnet und vorzugsweise auch aneinander fixiert werden. Es wird daher in dem ersten Schritt lediglich ein Teil des Kabelsatzes ausgebildet. In einem zweiten Schritt wird anschließend ein weiterer Teil der Leitungselemente entsprechend der gewünschten Verteilstruktur verfahren. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass dieser weitere Teil der Leitungselemente an dem ersten Teil der Leitungselemente fixiert wird. Während des Überführens der Transporter in deren Endpositionen sind die Transporter jeweils in den unterschiedlichen Vertikalebenen angeordnet.
Die Fixierung erfolgt demgegenüber vorzugsweise bei einer Anordnung der Transporter in der gemeinsamen Ebene. Alternativ erfolgt das Fixieren in der Anordnung in den mehreren Vertikalebenen. Durch das sukzessive Ausbilden der Verteilstruktur wird insbesondere bei komplexeren Kabelsätzen pro Einzelschritt jeweils nur ein begrenzter Teil der Leitungselemente entsprechend der gewünschten Verteilstruktur verlegt. Durch diese Maßnahme ist die Gefahr des Verschlingens der einzelnen Leitungselemente beim Verfahren in die gewünschte Verteilstruktur reduziert.
Allgemein sind die Transporter entlang von Schienen verfahrbar und die Schienen wiederum sind in Querrichtung am Träger verfahrbar angeordnet. Die Bestückung der Transporter erfolgt dabei in einer vorgelagerten Bearbeitungsstation oder einem Randbereich. Unabhängig wo die Bestückung erfolgt, sind die Transporter sowie bevorzugt auch die Schienen zunächst im Randbereich der Verteilstation zusammengeführt. Aus diesem Randbereich werden die Transporter sowie die Schienen in die gewünschte Verteilstruktur gebracht, also entsprechend der Verteilstruktur auf die Fläche des Trägers verteilt. Die vorgelagerte Station oder der Randbereich ist dabei insbesondere zu einer weiteren vorhergehenden Bearbeitungsstation, insbesondere einer Bereitstellungsstation orientiert, in der die einzelnen Leitungselemente insbesondere hängend nach Art eines Speichers bevorratet sind. Diese Bereitstellungsstation ist dabei bevorzugt sehr schmal ausgebildet, so dass zwischen der Bereitstellungsstation und dem Bestücken der Transporter nur kurze Verfahrwege erforderlich sind. Insofern ist ein begrenzter Übergabebereich geschaffen, der eine prozesstechnisch schnelle Bestückung der Transporter ermöglicht. Hierzu sind bevorzugt sowohl die Schienen in Querrichtung zusammengefahren und auch die Transporter sind in Längsrichtung an einen Schienenanfang verfahren.
Die im Hinblick auf die Verteilstation angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen und umgekehrt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in schematischen Darstellungen:

1 eine ausschnittsweise Ansicht auf eine Anlage zur automatischen Kabelsatzfertigung mit einer Verteilstation und einer nachfolgenden weiteren Bearbeitungsstation, wobei mehrere Leitungselemente an Transportern befestigt sind, die sich noch in einem Randbereich befinden,
2 die ausschnittsweise Ansicht auf die Anlage mit der Verteilstation und einer weiteren Bearbeitungsstation, wobei in der Verteilstation die einzelnen Transporter entsprechend einer gewünschten Verteilstruktur angeordnet sind und ein Teilabschnitt mit einer Bandierung versehen ist und wobei ergänzend in der weiteren Bearbeitungsstation ein zuvor vorbereiteter Kabelsatz aus der Verteilstation mit der gleichen Verteilstruktur dargestellt ist,
3A eine Seitenansicht auf eine Verteilstation mit an einem rahmenartigen Träger angeordneten Schienen und Transportern in einer vertikalen Orientierung des Trägers,
3B eine Seitenansicht auf die Verteilstation mit um einen Kippwinkel verkippten Träger und den in unterschiedlichen Vertikalebenen angeordneten Leitungselementen vor der Verteilung der Transporter in die Verteilstruktur,
3C die Ansicht gemäß 3B, jedoch nach Verteilung der Transporter entsprechend der gewünschten Verteilstruktur, wobei der Träger noch in der gekippten Orientierung ist und
3D die Seitenansicht gemäß 3C, wobei der Träger wieder in der ursprünglichen stehenden oder vertikalen Orientierung angeordnet ist.

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1, 2 zeigen jeweils ausschnittsweise Ansichten einer Anlage zur automatisierten Herstellung eines Kabelsatze, wie sie beispielsweise in der DE 10 2017 296 140 A1 beschreiben ist. Gezeigt ist dabei eine Verteilstation 2 sowie eine weitere Bearbeitungsstation 4. Eine jede dieser Stationen weist eine Basis 6 auf, die nach Art eines Gerüsts ausgebildet ist und jeweils einen Träger 8 bzw. einen weiteren Träger 10 aufweist. Die Träger 8,10 sind dabei jeweils gebildet durch einen Rahmen mit zwei gegenüberliegenden seitlichen Rahmenteilen und gegenüberliegenden oberen und unteren Rahmenteilen.
Die 1, 2 zeigen dabei jeweils Blickrichtung auf eine Vorderseite 12 der Bearbeitungsstationen 2, 4. An den Trägern 8, 10 sind jeweils Schienen 14 bzw. weitere Schienen 16 angeordnet. Entlang dieser Schienen sind Transporter 18 verfahrbar. Die beiden Arbeitsstationen 2, 4 sind in einer Längsrichtung 20 aneinander angeordnet. Die beiden Stationen 2, 4 sind dabei allgemein stehend angeordnet, erstrecken sich daher nach oben in Vertikalrichtung 22. Die Längsrichtung 20 und die Vertikalrichtung 22 spannen eine vertikale Ebene auf. Senkrecht hierzu ist eine laterale Richtung 24 orientiert. Unter Zugrundelegung eines kartesischen Koordinatensystems entspricht die Längsrichtung 20 der X-Richtung, die Vertikalrichtung 22 der Z-Richtung und die laterale Richtung 24 der Y-Richtung.
Der Träger 8 erstreckt sich ebenfalls entlang der Längsrichtung 20 und ergänzend in einer Querrichtung 26, die im Falle einer vertikalen Orientierung des Trägers 8 mit der Vertikalrichtung 22 zusammenfällt (vgl. hierzu 3A, 3B).
Jeder der Stationen 2, 4 ist ein Handhabungsgerät, insbesondere in Form eines speziell mehrachsigen (Industrie-) Roboters 28 zugeordnet. Dieser ist an einer Befestigungsstruktur 30 befestigt, die auf der Oberseite der Basis 6 befestigt ist. Der jeweilige Roboter 28 ist beispielsweise an der Befestigungsstruktur 30 ortsfest befestigt oder auch nach Art eines Schienensystems an dieser entlang verfahrbar.
Gemäß der 1 ist eine Situation dargestellt, bei der die Schienen 14 sowie auch die Transporter 18 in einem Randbereich B zusammengefahren sind. Die Schienen 14 sowie auch die weiteren Schienen 16 sind allgemein entlang der Querrichtung 26 am Träger 8 bzw. am weiteren Träger 10 verfahrbar angeordnet. Die Transporter 18 sind an den Schienen 14 bzw. an den weiteren Schienen 16 in geeigneter Weise geführt, beispielsweise sind sie an diesen Schienen 14, 16 magnetisch gehalten. Sie weisen beispielsweise für die automatische Verfahrbewegung einen elektromagnetischen Antrieb auf. Allgemein ist jedem Transporter 18 ein individueller Antrieb zum Verfahren entlang der Schienen 14, 16 zugeordnet.
Weiterhin sind in 1 einzelne Leitungselemente 32 zu erkennen, die mit ihren Leitungsenden jeweils an den Transportern 18 fixiert sind.
Das Bestücken der Transporter 18 erfolgt bevorzugt in einer vorgelagerten Station oder in dem Randbereich B, Die Bestückung erfolgt vorzugsweise automatisch mit Hilfe eines Roboters, beispielsweise mit Hilfe des dargestellten Roboters 28 oder mit Hilfe eines der vorgelagerten Station zugeordneten Roboters. Ein jeweiliges Leitungselement 32 wird hierbei aus einer Bereitstellungsstation gegriffen. Ein jeweiliges Leitungsende wird an einem vorbestimmten Transporter 18 fixiert.
Die mit den hängenden Leitungselementen 32 bestückten Transporter 18 werden auf alle Fälle zunächst in dem Randbereich B, der auch einen Übergabebereich definiert, bereitgestellt.
Die bestückten Transporter 18 verfahren anschließend entlang der Schienen 14. Diese werden vorzugsweise gleichzeitig zum Verfahren der Transporter 18 in Querrichtung 26 auseinander gezogen, sodass die beispielsweise auf der linken Seite der 1 in der weiteren Bearbeitungsstation 4 dargestellte Verteilstruktur S erreicht ist. Die einzelnen Transporter 18 befinden sich dann an einer jeweiligen, vordefinierten Endposition, sodass die einzelnen Leitungselemente 32 gemäß der angestrebten Verteilstruktur S aufgespannt sind. Diese Situation zeigt die 2 im Zusammenhang mit der Verteilstation 2.
Mittels des Roboters 28 der Verteilstation 2 wird vorzugsweise ergänzend noch eine Fixierung der Leitungselemente 32 aneinander vorgenommen, beispielsweise mithilfe einer Bandierung 34. Der derart vorbereitete Zwischen-Kabelsatz 36 wird unter Beibehaltung der Verteilstruktur S an die weitere Bearbeitungsstation 4 übergeben. Hierzu fluchten die Schienen 14 mit den weiteren Schienen 16 und schließen auch unmittelbar aneinander an, sodass die Transporter 18 unter Beibehaltung der Verteilstruktur S von der Verteilstation 2 in die weitere Bearbeitungsstation 4 wechseln können. Diese Situation ist wiederum in 1 dargestellt. Die weitere Bearbeitungsstation 4 dient beispielsweise zur weitergehenden Fixierung von weiteren Bandierungen 34, sodass beispielsweise dann durch die weitere Bearbeitungsstation 4 ein Kabelsatz 38 in der gewünschten Endkonfiguration bereitgestellt ist.
Anhand der Seitenansicht gemäß den 3A bis 3D werden nachfolgend die einzelnen Schritte in der Verteilstation 2, nämlich Bereitstellen, Verteilen in die gewünschte Verteilstruktur, sowie gegebenenfalls Fixieren speziell durch Anbringung einer vorzugsweise lokal begrenzten, abschnittsweisen Bandierung 34 näher erläutert:

Zunächst ist bei der dargestellten Ausführungsvariante der Träger 8 an der Basis 6 verkippbar angeordnet. Hierzu ist der Träger 8 am unteren Bereich über ein Schwenkgelenk an der Basis 6 angeordnet. Im oberen Bereich ist der Träger 8 über ein Verstellelement 40 mit der Basis 6 verbunden. Über das Verstellelement 40 kann die Neigung des Trägers 8 gegenüber der Vertikalebene und damit ein Kippwinkel α eingestellt werden. In der Ausgangsposition gemäß 3A ist der Träger in vertikaler Richtung 22 orientiert, sodass die Querrichtung 26 mit der Vertikalrichtung 22 zusammenfällt. Die 3B, 3C zeigen demgegenüber eine Situation, bei der der Träger 8 eine verkippte Orientierung einnimmt und nicht mehr die vertikale stehende Orientierung gemäß der 3A oder auch 3D. In diesem Fall ist die Querrichtung 26 unter dem Kippwinkel α bezüglich der Vertikalrichtung 22 orientiert.

Zu erkennen sind weiterhin die am Träger 8 angeordneten Schienen 14 mit den daran jeweils angeordneten Transportern 18. Bei der vertikalen, stehenden Orientierung des Trägers sind sämtliche Transporter innerhalb einer gemeinsamen Vertikalebene V angeordnet. Durch das Verkippen sind die einzelnen auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordneten Transporter jedoch in unterschiedlichen Vertikalebenen V1 bis V4 angeordnet. Dies bedeutet zugleich, dass die Transporter 18 und mit ihnen die an ihnen befestigten Leitungsenden der Leitungselemente 32 an unterschiedlichen Positionen in lateraler Richtung 24 angeordnet sind. Dies bedeutet, dass durch die hängende Anordnung die einzelnen Leitungselemente 32 zumindest abschnittsweise voneinander in lateraler Richtung 24 beabstandet sind.
Aus dieser in der 3B dargestellten Situation und mit der gekippten Orientierung werden dann die Transporter 18 sowie die Schienen 14 verfahren, sodass sich die aufgespreizte Verteilstruktur S ergibt bzw. so dass die Transporter 18 zumindest entsprechend der am Ende gewünschten Verteilstruktur S an geeignete Endpositionen überführt werden. Dies ist nochmals anhand der 3C verdeutlicht, die die Situation zeigt, wenn die Transporter 18 sich an ihren gewünschten Endpositionen befinden und auch die Schienen 14 entsprechend verteilt angeordnet sind. Durch die Verschiebung der Schienen 14 in Querrichtung 26 werden die einzelnen vertikalen Ebenen V1-V4 in lateraler Richtung 24 weiter auseinandergezogen.
Sobald die Transporter 18 an den gewünschten Endpositionen sind, wird der Träger 8 wieder in die Ausgangsposition, speziell die stehende, vertikale Orientierung überführt. In dieser erfolgt dann beispielsweise noch die Fixierung von einzelnen Bereichen der Leitungselemente 32 beispielsweise mithilfe der Bandierung 34.
Speziell bei komplexeren Kabelsätzen 38 erfolgen die oder zumindest ein Teil der zu den 3A bis 3D beschriebenen Schritte mehrfach hintereinander. Es erfolgt also eine zyklische Abfolge von mehreren Schritten. Gemäß einer ersten Variante werden bei jedem Zyklus zunächst ein Teil der Leitungselemente 32 bereitgestellt, mit den Transportern 18 entsprechend der gewünschten Verteilstruktur S aufgespreizt und anschließend bedarfsweise aneinander fixiert). Anschließend werden die nächsten Transporter 18 mit einem weiteren Teil der Leitungselemente 32 für den Kabelsatz 38 bereitgestellt, bevor diese dann ebenfalls an ihre jeweiligen Endpositionen entsprechend der gewünschten Verteilstruktur S verfahren. Bei Bedarf erfolgt hierbei wiederum eine Fixierung der Leitungselemente 32 aneinander und auch an die Leitungselemente 32 des ersten Teils. Gemäß einer zweiten abgewandelten Variante der zyklischen Abfolge werden zunächst alle erforderlichen Transporter bereitgestellt und dann sukzessive verfahren.
In den 3A bis 3D ist der Roboter 28 aus Übersichtlichkeitsgründen jeweils nicht dargestellt.
Die einzelnen Transporter 18 werden vorzugsweise automatisch den Schienen 14 und der Verteilstation 2 zugeführt. Die einzelnen Transporter 18 werden sukzessive zwischen den Bearbeitungsstationen übergeben und anschließend wieder zurückgeführt. Hierzu ist insbesondere ein Fördersystem für die Transporter 18 vorgesehen, welches insbesondere umlaufend ausgebildet ist und wie es in der DE 10 2017 206 140 A1 näher beschrieben ist.
Bezugszeichenliste

2: Verteilstation
4: weitere Bearbeitungsstation
6: Basis
8: Träger
10: weiterer Träger
12: Vorderseite
14: Schienen
16: weitere Schienen
18: Transporter
20: Längsrichtung
22: Vertikalrichtung
24: laterale Richtung
26: Querrichtung
28: Roboter
30: Befestigungsstruktur
32: Leitungselement
34: Bandierung
36: Zwischen-Kabelsatz
38: Kabelsatz
40: Verstellelement
B: Randbereich
S: Verteilstruktur
V: gemeinsame Vertikalebene
V1- V4: Vertikalebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017206140 A1 [0002, 0055]
DE 102017296140 A1 [0039]

Claims

Verteilstation (2) für eine Anlage zur automatisierten Herstellung eines Kabelsatzes, welcher eine verzweigte Struktur und mehrere einzelne Leitungselemente (32) aufweist, wobei die Verteilstation (2) zum Verteilen der Leitungselemente (32) in eine vorgegebenen Verteilstruktur (S) entsprechend der verzweigten Struktur des Kabelsatzes (38) ausgebildet ist, mit - einem stehend orientierten Träger (8), der sich entlang einer Längsrichtung (20) und einer Querrichtung (26) erstreckt und der eine Vorderseite (12) aufweist, - mehreren Transportern (18), die an der Vorderseite (12) des Trägers (8) verfahrbar und entlang der Querrichtung (26) verteilt auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind, wobei - jeder Transporter (18) zur hängenden Aufnahme eines jeweiligen Leitungselements (32) ausgebildet ist, wobei - durch Verfahren der Transporter (18) in eine jeweilige Endposition die gewünschte Verteilstruktur (S) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporter (18) zumindest temporär in unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) angeordnet sind.
Verteilstation (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporter (18) aus der Anordnung in den mehreren unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) in eine gemeinsame Ebene (V) überführbar sind.
Verteilstation (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (8) verkippbar ausgebildet oder zumindest gegenüber einer Vertikalebene verkippt angeordnet ist und eine verkippte Orientierung einnimmt, sodass die Transporter (18) in den unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) angeordnet sind.
Verteilstation (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (8) um einen Kippwinkel (α) verkippbar ist, der im Bereich von 10° bis 30° und insbesondere bei ca. 25° liegt.
Verteilstation (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (8) an einer feststehenden Basis (6) befestigt ist.
Verteilstation (2) nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (8) über zumindest ein automatisch verstellbares Verstellelement (40) verkippbar an der Basis (6) befestigt ist.
Verteilstation (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Träger (8) mehrere Schienen (14) angeordnet sind, die sich in Längsrichtung (20) erstrecken, wobei die Transporter (18) entlang der Schienen (14) verfahrbar sind und wobei weiterhin die Schienen (14) vorzugsweise am Träger (8) in Querrichtung (26) verfahrbar sind.
Verteilstation (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Träger (8) um einen Rahmen handelt.
Verteilstation (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine weitere Bearbeitungsstation (4) anschließt, die einen weiteren Träger (10) sowie weitere Schienen (16) aufweist, wobei die Transporter (18) unter Beibehaltung der Verteilstruktur (S) an die weiteren Schienen (16) der weiteren Bearbeitungsstruktur (30) überführbar sind.
Verteilstation (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs vorgesehen ist, die derart eingerichtet ist, dass während des Betriebes folgende Schritte durchgeführt werden: - Bereitstellen der Transporter (18), die mit den Leitungselementen (32) bestückt sind) - Verteilung der Transporter in unterschiedliche Vertikalebenen (V1-V4) - Verfahren der Transporter (18) in die gewünschte Verteilstruktur (S), während sich die Transporter (18) in den unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) befinden, - Überführen der Transporter (18) in eine gemeinsame Ebene (V).
Verfahren zum Betrieb einer Verteilstation (2) für eine automatisierte Herstellung eines Kabelsatzes (38), welcher eine verzweigte Struktur und mehrere einzelne Leitungselemente (32) aufweist, wobei die Verteilstation (2) zum Verteilen der Leitungselemente (32) in eine vorgegebenen Verteilstruktur (S) entsprechend der verzweigten Struktur des Kabelsatzes (38) ausgebildet ist, mit - einem stehend orientierten Träger (8), der sich entlang einer Längsrichtung (20) und einer Querrichtung (26) erstreckt und der eine Vorderseite (12) aufweist, - mehreren Transportern (18), die an der Vorderseite (12) des Trägers (8) verfahrbar und auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind, wobei - die Transporter (18) mit den Leitungselementen (32) bereitgestellt werden, wobei die Leitungselemente (32) dabei hängend an den Transportern (18) befestigt sind, - die Transporter (18) in eine jeweilige Endposition entsprechend der Verteilstruktur (S) verfahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporter (18) während des Verfahrens in unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) angeordnet sind, sodass die an den einzelnen Transportern (18) befestigten Leitungsenden der Leitungselemente (32) in unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) angeordnet sind.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Transporter (18) nach dem Verfahren in ihre Endpositionen in eine gemeinsame Vertikalebene (V) zurückgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem der Träger (8) während des Verfahrens der Transporter (18) gegenüber einer Vertikalebene (V) nach vorne gekippt ist und eine gekippte Orientierung einnimmt und bevorzugt nach dem Verfahren der Transporter (18) in deren Endposition in eine stehende Orientierung zurück geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem nach dem Verfahren in die Endposition eine Fixierung der Leitungselemente (32) aneinander erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem der Kabelsatz (38) und die Verteilstruktur (S) sukzessive ausgebildet werden, indem zunächst ein erster Teil der Leitungselemente (32) für den Kabelsatz (38) entsprechend der Verteilstruktur (S) angeordnet und vorzugsweise aneinander fixiert werden und anschließend ein weiterer Teil der Leitungselemente (32) mithilfe der Transporter (18) entsprechend der gewünschten Verteilstruktur (S) verfahren und insbesondere an dem ersten Teil der Leitungselemente (32) fixiert wird, wobei das Überführen der Transporter (18) in deren Endposition jeweils bei der Anordnung der Transporter (18) in den unterschiedlichen Vertikalebenen (V1 bis V4) und die Fixierung vorzugsweise bei der Anordnung der Transporter (18) in der gemeinsamen Ebene (V) erfolgt.