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Die Erfindung betrifft ein Greifersystem zum Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums in einer Fahrzeugkarosserie, sowie ein Verfahren zum Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums in einer Fahrzeugkarosserie mit einem solchen Greifersystem.
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Bei der Herstellung eines Fahrzeugs wird typischerweise im Rohbau der Karosserie ein Kabelbaum verlegt. Ein solcher Kabelbaum fasst in einem Bündel mehrere Kabel zusammen. Die Kabelenden am Ende des Kabelbaums sind dabei an verschiedene Anschlussstellen zu montieren. Das manuelle Auslegen der einzelnen Kabelenden bei der Montage eines Fahrzeugs stellt für einen Arbeiter eine aufwändige Aufgabe dar. Im Stand der Technik sind diverse Verfahren und Vorrichtungen zur Vereinfachung von Herstellung bzw. Montage eines Kabelbaums für ein Fahrzeug bekannt.
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So betrifft beispielsweise die
DE 10 2008 013 591 B4 ein Kabel-Greifwerkzeug für einen im Raum beweglichen Aktor eines Automaten, das Kabel-Greifwerkzeug umfassend: a) einen an dem Aktor anbringbaren Träger, b) einen ersten Greifer und einen zweiten Greifer für ein Kabel, c) einen dritten Greifer und einen vierten Greifer für ein weiteres Kabel, d) wobei die wenigstens vier Greifer an dem Träger aus jeweils einer Vorhalteposition in jeweils eine Arbeitsposition bewegbar angeordnet sind, um die Kabel zur Herstellung eines Kabelbaums mittels des jeweils in seiner Arbeitsposition befindlichen Greifers gemäß eines Legeplans in einer Legeeinrichtung anzuordnen, und e) ein an dem Träger angeordnetes, angetriebenes Transportmittel, an dem mehrere der Greifer gemeinsam mit dem Transportmittel bewegbar angeordnet sind, so dass diese Greifer durch eine Bewegung des Transportmittels nacheinander in ihre Arbeitsposition bewegt werden.
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Die
DE 10 2016 105 967 B3 betrifft ferner ein Verfahren zur Fertigung eines Kabelbaums eines Fahrzeugs mit einer Robotereinheit, welche eine Mehrzahl von relativ zueinander bewegbaren Halterungen aufweist, wobei bei dem Verfahren wenigstens eine Einzelleitung gestreckt wird, die Halterungen in einer Geraden angeordnet werden, die Einzelleitung von den Halterungen aufgenommen wird, und die Halterungen anschließend entsprechend einer vorbestimmten Topologie verfahren werden, um die Einzelleitung in eine Montagestruktur umzuformen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums bei der Montage eines Fahrzeugs zu vereinfachen und schneller zu erreichen.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Greifersystem zum Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums in einer Fahrzeugkarosserie, aufweisend eine Haltevorrichtung mit einer Vielzahl von spinnenartig angeordneten ansteuerbaren Teleskoparmen, wobei die Haltevorrichtung an einem ansteuerbaren Träger zum Halten und Bewegen der Haltevorrichtung angeordnet ist und an einem jeweiligen Ende der Teleskoparme ein jeweiliges ansteuerbares Greifelement zum lösbaren Halten eines jeweiligen Kabelendes des Kabelbaums angeordnet ist, wobei eine Steuereinheit des Greifersystems dazu ausgeführt ist, den Träger nach dem Fixieren eines jeweiligen Kabelendes in einem jeweiligen Greifelement durch einen Arbeiter so anzusteuern, dass die Haltevorrichtung zu einer vorgegebenen Position innerhalb der Fahrzeugkarosserie bewegt wird, und beim Erreichen der vorgegebenen Position die Teleskoparme zum Ausfahren der Teleskoparme anzusteuern, und nach dem Ausfahren der Teleskoparme die Greifelemente zum Lösen der jeweiligen Kabelenden anzusteuern, sodass die Kabelenden einen jeweiligen Zielort erreichen und für eine Montage bereitstehen.
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Das Greifersystem weist eine Vielzahl von Teleskoparmen auf. Die Anzahl der Teleskoparme richtet sich dabei bevorzugt nach der Anzahl von Kabelenden des Kabelbaums, die in dem Fahrzeug zu verlegen sind. Die Teleskoparme sind ferner spinnenartig an der Haltevorrichtung angeordnet. Der Begriff „spinnenartig“ bedeutet dabei, dass die Teleskoparme an einem gemeinsamen zentralen Element mit einem ihrer Enden angeordnet sind, sodass sie sich insbesondere radial von einem Zentrum der Haltevorrichtung nach außen hin erstrecken. Bevorzugt ist die Anordnung der Teleskoparme dabei an Lage und Zahl der Schnittstellen der weiteren Bauelemente der Fahrzeugkarosserie zu den Kabelenden angepasst.
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Die Teleskoparme weisen an ihren Enden jeweilige Greifelemente auf, die die jeweiligen Kabelenden halten, während die Haltevorrichtung mit den daran fixierten Kabelenden in den Innenraum der Karosserie durch eine entsprechende Ansteuerung des Trägers bewegt wird. So muss nicht länger der Arbeiter die Kabelenden in das Innere der Karosserie manuell bewegen; dies wird vielmehr durch die Ansteuerung des Trägers erreicht.
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Ist die Haltevorrichtung in dem Innenraum der Karosserie an einer vordefinierten Position angekommen, so werden die Teleskoparme ausgefahren, sodass die Kabelenden an ihren jeweiligen vorgegebenen Zielort befördert werden. Vorteilhaft ist auch diese Tätigkeit nicht mehr manuell vom Arbeiter für jedes der Kabelenden einzelnen auszuführen, sondem wird durch das insbesondere gleichzeitig ausgeführte Ausfahren der Teleskoparme vereinfacht.
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Nachdem die Kabelenden durch das Ausfahren der Teleskoparme im Bereich ihres jeweiligen Zielorts sind und zur weiteren Montage zur Verfügung stehen, steuert die Steuereinheit die Greifelemente zum Lösen der Kabelenden an, sodass diese insbesondere auf den Boden der Karosserie fallen. Dort sind sie im Bereich der Schnittstellen zu den weiteren Bauelementen des Fahrzeugs, wobei der Arbeiter lediglich die sich am richtigen Ort befindenden Kabelenden mit den entsprechenden weiteren Bauelementen verbinden muss.
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Es ist daher eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass das Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums in einer Fahrzeugkarosserie erheblich gegenüber einem manuellen Arbeitsgang beschleunigt wird. Die Kabelenden werden vorteilhaft im Rohbau der Karosserie nahe ihres Zielorts automatisch abgelegt, sodass ein Arbeiter mühsames Auslegen der Kabelenden des Kabelbaums einsparen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein jeweiliges Greifelement ein jeweiliges Einrastelement, wobei das jeweilige Einrastelement zumindest ein nach innen kippbares Klappelement aufweist, sodass beim Einführen eines jeweiligen Kabelendes in das Einrastelement das Klappelement nach innen bewegt wird und bei ausreichender Einführlänge nach außen hin zurückschnappt, sodass das Klappelement vorderhalb des Kabelendes an einen Anschlag gelangt und das jeweilige Kabelende hält, wobei das jeweilige Klappelement auf eine Ansteuerung durch die Steuereinheit hin aus dem Anschlag gelöst werden kann, um nach außen herauszufallen und das jeweilige Kabelende aus dem jeweiligen Greifelement zu lösen.
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Vorteilhaft ist vom Arbeiter ein jeweiliges Kabelende lediglich in ein jeweiliges Einrastelement einzuführen, wobei das jeweilige Kabelende durch den Mechanismus des jeweiligen Klappelements von selbst im jeweiligen Einrastelement verbleibt. Dabei wird durch das Einführen des jeweiligen Kabelendes das jeweilige Klappelement weggedrückt, und nach ausreichender Einführlänge schnappt dieses zurück zur Ausgangsposition und gelangt an einen Anschlag, sodass das jeweilige Kabelende von selbst in der Haltevorrichtung verbleibt, bis durch eine entsprechende Ansteuerung der Steuereinheit sämtliche Kabelenden aus der Haltevorrichtung gelöst werden, indem die Klappelemente entriegelt werden und der jeweilige Anschlag gelöst wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist ein jeweiliges Einrastelement zumindest zwei nach innen kippbare Klappelemente auf. Bevorzugt sind die zwei Klappelemente spiegelsymmetrisch aneinander angeordnet, sodass ein jeweiliges Kabelende durch eine jeweilige Schnittstelle zwischen zwei Klappelementen geführt werden kann. Dies erhöht vorteilhaft den Komfort beim Einführen der Kabelenden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Teleskoparme jeweilige pneumatische Aktoren zum Ausfahren und Einfahren der Teleskoparme auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Träger pneumatische und/oder elektrische Aktoren zum Bewegen der Haltevorrichtung auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Träger ein Roboterarm, wobei der Roboterarm eine Vielzahl von durch Gelenke miteinander verbundenen Gliedern aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind an den Kabelenden sowie an den Teleskoparmen paarweise übereinstimmende Markierungen angeordnet, sodass der Arbeiter die jeweiligen Kabelenden den jeweiligen zugehörigen Teleskoparmen zuordnen kann. Dies erleichtert vorteilhaft das Auslegen der Kabelenden an ihren vorgesehenen Zielort, da dann für die Steuereinheit klar ist, welcher der Teleskoparme an welchen Zielort auszufahren ist. Vorteilhaft können daher die Teleskoparme in unterschiedlicher Länge ausgefahren werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgeführt, nach dem Fixieren eines jeweiligen Kabelendes an einem jeweiligen Greifelement durch den Arbeiter den Träger so anzusteuern, dass die Haltevorrichtung zu einer vorgegebenen Position in einer vorgegebenen Orientierung innerhalb der Fahrzeugkarosserie bewegt wird und beim Erreichen der vorgegebenen Position und der vorgegebenen Orientierung die Greifelemente zum Lösen der jeweiligen Kabelenden anzusteuern, sodass die Kabelenden einen jeweiligen Zielort erreichen und für eine Montage bereitstehen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgeführt, die vorgegebene Position der Haltevorrichtung und die Länge der auszufahrenden Teleskoparme gemäß einer veränderbaren Vorgabe anzupassen.
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Diese Ausführungsform trägt dem Umstand Rechnung, dass das erfindungsgemäße Greifersystem für eine Vielzahl von Produktionsstraßen und für eine Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeugtypen verwendet werden kann, denn verschiedene Fahrzeugtypen können auch verschiedene Schnittstellen zu übrigen Bauelementen des Fahrzeugs aufweisen, die sich in ihrer Zahl und Verteilung in der Karosserie unterscheiden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums in einer Fahrzeugkarosserie mit einem Greifersystem wie oben und im Folgenden beschrieben, aufweisend die Schritte:
- - Fixieren eines jeweiligen Kabelendes an einem jeweiligen Greifelement zum Halten der Kabelenden an der Haltevorrichtung,
- - Bewegen der Haltevorrichtung zu einer vorgegebenen Position innerhalb der Fahrzeugkarosserie durch Ansteuern eines Trägers der Haltevorrichtung durch die Steuereinheit,
- - beim Erreichen der vorgegebenen Position: Ansteuern der Teleskoparme zum Ausfahren der Teleskoparme durch die Steuereinheit, und
- - nach dem Ausfahren der Teleskoparme: Ansteuern der Greifelemente zum Lösen der jeweiligen Kabelenden durch die Steuereinheit, sodass die Kabelenden einen jeweiligen Zielort erreichen und für eine Montage bereitstehen.
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Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Greifersystem vorstehend gemachten Ausführungen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1: Ein Greifersystem zum Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums in einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 2: Ein Verfahren zum Auslegen von Kabelenden eines Kabelbaums in einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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1 zeigt ein Greifersystem 1 zum Auslegen von Kabelenden 3 eines Kabelbaums 5 in einer Fahrzeugkarosserie 7. Das Greifersystem 1 weist hierzu eine Haltevorrichtung 9 mit einer Vielzahl von radial zusammenlaufenden, das heißt spinnenartig angeordneten, ansteuerbaren Teleskoparmen 11 auf. Die Haltevorrichtung 9 ist ferner an einem ansteuerbaren Träger 13, nämlich einem durchschnittlichen Industrieroboter, zum Halten und Bewegen der Haltevorrichtung 9 angeordnet. An den Enden der Teleskoparme 11 sind ansteuerbare Greifelemente 15 zum lösbaren Halten eines jeweiligen Kabelendes 3 des Kabelbaums 5 angeordnet. Ein beispielhaftes der Greifelemente 15 ist in 1 vergrößert dargestellt. Jedes der Greifelemente 15 weist ein Einrastelement auf, wobei das jeweilige Einrastelement ein nach innen kippbares Klappelement 19 aufweist, sodass beim Einführen eines jeweiligen Kabelendes 3 in das Einrastelement das Klappelement 19 nach innen bewegt wird und bei ausreichender Einführlänge nach außen hin zurückschnappt, sodass das Klappelement 19 vorderhalb des Kabelendes 3 an einen Anschlag gelangt und das jeweilige Kabelende 3 hält, wobei das jeweilige Klappelement 19 auf eine Ansteuerung durch die Steuereinheit 17 hin aus dem Anschlag gelöst werden kann, um nach außen herauszufallen und das jeweilige Kabelende 3 aus dem jeweiligen Greifelement 15 zu lösen. Eine Steuereinheit 17 des Greifersystems 1 ist im Sockel des Industrieroboters angeordnet und koordiniert den automatisierten Teil eines Verfahrens zum Auslegen von Kabelenden 3 des Kabelbaums 5 in der Fahrzeugkarosserie 7. Diese Steuereinheit 17 dient dazu, den Träger 13 nach dem Fixieren eines jeweiligen Kabelendes 3 in einem jeweiligen Greifelement 15 (durch einen Arbeiter) so anzusteuern, dass die Haltevorrichtung 9 zu einer vorgegebenen Position und in eine vorgegebene Orientierung innerhalb der Fahrzeugkarosserie 7 bewegt wird, und beim Erreichen der vorgegebenen Position die Teleskoparme 11 zum Ausfahren der Teleskoparme 11 mit individuell vordefinierter Länge anzusteuern, und nach dem Ausfahren der Teleskoparme 11 die Greifelemente 15 zum Lösen der jeweiligen Kabelenden 3 anzusteuern, sodass die Kabelenden 3 einen jeweiligen Zielort erreichen und für eine Montage bereitstehen. Zu diesem Zweck sind an den Kabelenden 3 sowie an den Teleskoparmen 11 jeweils paarweise übereinstimmende Markierungen angebracht, sodass der Arbeiter die jeweiligen Kabelenden 3 den jeweiligen zugehörigen Teleskoparmen 11 zuordnen kann. Die Steuereinheit 17 positioniert und rotiert entsprechend dieser Vorgaben und einem abgespeicherten Plan für die Kabelenden 3 die Haltevorrichtung 9 im Innenraum des Rohbaus der Karosserie 7. Die Teleskoparme 11 werden dabei alle in unterschiedliche Längen ausgefahren, sodass die Kabelenden 3 an ihrem entsprechenden Zielort möglichst genau ankommen.
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Während in 1 das Greifersystem 1 erläutert ist, um einen Arbeiter bei der Montage eines Kabelbaums 5 zu unterstützen, wird in 2 das vollständige Verfahren erläutert, das die Tätigkeiten des Arbeiters mit einschließt.
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2 zeigt ein solches Verfahren zum Auslegen von Kabelenden 3 eines Kabelbaums 5 in einer Fahrzeugkarosserie 7 mit einem Greifersystem 1, aufweisend die Schritte:
- - Fixieren S1 eines jeweiligen Kabelendes 3 an einem jeweiligen Greifelement 15 zum Halten der Kabelenden 3 an der Haltevorrichtung 9 durch einen Arbeiter,
- - Automatisches Bewegen S2 der Haltevorrichtung 9 zu einer vorgegebenen Position innerhalb der Fahrzeugkarosserie 7 durch Ansteuern eines Trägers 13 der Haltevorrichtung 9 durch die Steuereinheit 17,
- - beim Erreichen der vorgegebenen Position: Automatisches Ansteuern S3 der Teleskoparme 11 zum Ausfahren der Teleskoparme 11 durch die Steuereinheit 17, und
- - nach dem Ausfahren der Teleskoparme 11: Automatisches Ansteuern S4 der Greifelemente 15 zum Lösen der jeweiligen Kabelenden 3 durch die Steuereinheit 17, sodass die Kabelenden 3 einen jeweiligen Zielort erreichen und für eine Montage bereitstehen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008013591 B4 [0003]
- DE 102016105967 B3 [0004]
