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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greif- und Ausrichteinrichtung für einen Kabelsatz mit mehreren Kabeln und daran angeordneten Komponenten. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Greifen und Ausrichten eines Kabelsatzes mittels einer solchen Greif- und Ausrichteinrichtung.
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Aus der
DE 10 2020 007 440 A1 sowie der
DE 10 2017 004 769 A1 sind jeweils eine Greif- und Ausrichteinrichtung für einen Kabelsatz mit mehreren Kabeln und daran angeordneten Komponenten bekannt, mit zumindest zwei Armen an deren Enden jeweils ein Greifer zum Greifen einer zugehörigen Komponente des Kabelsatzes angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2012 012 988 A1 ist eine Vorrichtung zur automatisierten Handhabung von Werkstücken mit einer Objekterkennungseinrichtung zum Erfassen der Werkstücke und einem an einem Greifarm angeordneten Greifer zum Greifen der Werkstücke bekannt.
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Aus der
DE 10 2016 220 166 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelsatzes bekannt, aufweisend einen formstabilen Kabelstrang mit einer vorgegebenen Verlegegeometrie, insbesondere mit zumindest einer Biegung, wobei eine Anzahl an Leitungen zu einem Leitungsbündel zusammengefasst wird und wobei zur Ausbildung des formstabilen Kabelstrangs ein aktivierbares Material um das Leitungsbündel herum angebracht, nachfolgend die Verlegegeometrie vorgegeben und schließlich die Aktivierung des aktivierbaren Materials vorgenommen wird, sodass die vorgegebene Verlegegeometrie fixiert wird. Hierdurch soll die Herstellung eines derartigen Kabelsatzes vereinfacht werden.
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Üblicherweise werden in modernen Fertigungsanlagen, beispielsweise in Fertigungsstra-ßen für Automobile, Leitungssätze, insbesondere Kabelbäume, auf einer Palette produziert und angeliefert, wobei die Stecker bzw. einzelne Leitungssatzkomponenten nicht in einer finalen Position angeordnet sind. Zum Einbau in das Kraftfahrzeug muss der Kabelsatz demzufolge von einer geometrischen Form in eine andere überführt werden, was händisch erfolgt und dadurch nicht nur aufwendig, sondern auch teuer ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Greif- und Ausrichteinrichtung anzugeben, mittels welcher ein Kabelsatz bzw. ein Leitungssatz automatisiert und dadurch einfacher und kostengünstiger in eine finale Position überführt werden kann.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine automatisierte Greif- und Ausrichteinrichtung für einen Kabelsatz bzw. generell für einen Leitungssatz mit mehreren Kabeln bzw. Leitungen und daran angeordneten Komponenten, beispielsweise Verteiler oder Stecker, einzusetzen, der einen angelieferten Kabelsatz nicht nur greifen, sondern zudem auch hinsichtlich einer finalen Position ausrichten und dessen Komponenten, wie beispielsweise Stecker, umgruppieren kann. Die erfindungsgemäße Greif- und Ausrichteinrichtung besitzt dabei zumindest zwei Arme, an deren Enden jeweils ein Greifer zum Greifen einer zugehörigen Komponente des Kabelsatzes angeordnet ist. Die zumindest zwei Arme sind darüber hinaus unabhängig voneinander bewegbar, sodass der Kabelsatz hinsichtlich der Position der Komponenten und dem Verlauf der Kabel ausrichtbar und/oder umgruppierbar ist. Die erfindungsgemäße Greif- und Ausrichteinrichtung kann dabei auch als sogenannter Spinnengreifer bezeichnet werden, da die einzelnen Arme, üblicherweise zumindest vier Arme, ähnlich von Spinnenbeinen angeordnet sind. Auch eine handähnliche Anordnung der einzelnen Arme, wobei diese dann die einzelnen Finger bilden, ist denkbar. Mit der erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung ist der Kabelsatz vergleichsweise einfach und in automatisierter Weise in seine finale Position, beispielsweise eine Einbauposition, zu verstellen. Hierdurch kann das bislang erfolgende händische Positionieren der einzelnen Komponenten bzw. der Änderung eines Verlaufs der Kabel entfallen, wodurch nicht nur Kosten eingespart werden können, sondern zudem auch eine Qualitätssteigerung erreicht werden kann, da mittels der Greif- und Ausrichteinrichtung ein stets gleiches Positionieren der Komponenten bzw. Ändern der geometrischen Form erfolgen kann.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung sind/ist zumindest ein Arm und/oder ein Greifer drehbar. Drehbar soll in diesem Sinne heißen, dass beispielsweise ein Arm um seine Längsachse drehbar ist, wobei zusätzlich oder alternativ ein Greifer um die Achse des Armes drehbar ist. Hierdurch kann ein äußerst flexibles und vielfältiges Greifen und Neupositionieren der Komponenten des Kabelsatzes erreicht werden.
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Zweckmäßig weist zumindest ein Arm ein Gelenk auf. Ein derartiges Gelenk kann beispielsweise in der Art eines Ellenbogens ausgebildet sein, wobei rein theoretisch sogar eine kugelgelenkartige Ausbildung denkbar ist, wodurch ein Abknicken eines Unterarms zu einem Oberarm nicht nur um eine Achse, sondern um nahezu beliebig viele Achsen erfolgen kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist zumindest ein Greifer über eine Gelenkverbindung mit dem zugehörigen Arm verbunden. Eine derartige Gelenkverbindung kann beispielsweise in der Art eines Handgelenks ausgebildet sein, wodurch der jeweilige Greifer in Bezug auf den zugehörigen Arm eine äußerst flexible Beweglichkeit erhält und dadurch ein äußerst vielfältiges Greifen, Neupositionieren bzw. Umgruppieren der Komponenten bzw. Kabel erfolgen kann.
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Erfindungsgemäß ist an zumindest einem Arm oder separat zu den Armen ein Einweiser angeordnet. Ein derartiger Einweiser ermöglicht eine Änderung des Verlaufs der einzelnen Kabel des Kabelsatzes, beispielsweise durch eine teilweise Fixierung an einem der Arme. Ein derartiger Einweiser kann beispielsweise in der Art eines Zinken, eines Hakens oder eines Rings ausgebildet sein. Diese nicht vollständige Aufzählung lässt bereits erahnen, welch mannigfaltige Ausbildungsmöglichkeit für einen solchen Einweiser gegeben ist, wobei der Einweiser einer Kabelhalterung bzw. Kabelführung bei einer Änderung der Position der einzelnen Komponenten zueinander dient. Hierdurch kann der Verlauf des Kabels geändert werden.
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Zweckmäßig sind/ist zumindest ein Arm und/oder ein Greifer hydraulisch, elektrisch oder pneumatischen verstellbar. Besonders eine pneumatische Verstellung ermöglicht ein schnelles und äußerst exaktes Verstellen, wobei als Druckmittel einfache Druckluft verwendet werden kann, sodass ein derartiger Greifer bzw. Arm umweltschonend betrieben werden kann. Auch eine elektrische Ausbildung ermöglicht ein schnelles Greifen bzw. Bewegen des Arms und/oder des Greifers. Für eine hydraulische Ausführung spricht, sofern der zu greifende Kabelsatz ein nicht unerhebliches Gewicht aufweist, welches zum Anheben bzw. Ausrichten und Umgruppieren entsprechende Kräfte erfordert.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zum Greifen und Ausrichten eines Kabelsatzes mittels einer in den vorherigen Absätzen beschriebenen Greif- und Ausrichteinrichtung anzugeben, bei dem die Greif- und Ausrichteinrichtung mittels ihrer Greifer zugehörige Komponenten eines Kabelsatzes bzw. Leitungssatzes von einer Fertigungsaufnahme, insbesondere von einer Palette, aufnimmt und anschließend die Greif- und Ausrichteinrichtung den aufgenommenen Kabelsatz mittels der Greifer ausrichtet und/oder die Komponenten des Kabelsatzes umgruppiert bzw. anders positioniert. Auch kann mittels der erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung in dem erfindungsgemäßen Verfahren durch eine Änderung der Anordnung der einzelnen Komponenten eine Änderung des Verlaufs der einzelnen Kabel erreicht werden. Anschließend bietet die Greif- und Ausrichteinrichtung den ausgerichteten und/oder umgruppierten bzw. anders positionierten Kabelsatz für eine weitere Verwendung an oder legt diesen in ausgerichteter und/oder umgruppierter Form ab, sodass er in dieser ausgerichteten bzw. umgruppierten Form leicht von einem Werker aufgenommen und ohne weitere Änderungen beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich der Einbau eines Kabelsatzes, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, deutlich vereinfachen und zugleich deutlich kostengünstiger gestalten.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
- 1 eine erfindungsgemäße Greif- und Ausrichteinrichtung vor einer Funktionsaufnahme für einen Kabelsatz mit mehreren Kabeln und daran angeordneten Komponenten,
- 2 eine Darstellung wie in 1, wobei sich die Greif- und Ausrichteinrichtung auf die Funktionsaufnahme zubewegt,
- 3 eine Darstellung, bei welcher die Greif- und Ausrichteinrichtung mit ihren Greifern die Komponenten ergreift,
- 4 eine Rückbewegung der Greif- und Ausrichteinrichtung mit gegriffenem Kabelsatz,
- 5-10 unterschiedliche Bewegungen der Arme der Greif- und Ausrichteinrichtung zum Neupositionieren der Komponenten und dem Verlauf der Kabel, wodurch der Kabelsatz neu ausgerichtet und/oder umgruppiert wird,
- 11-14 eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung mit einem an einem Arm angeordneten Einweiser,
- 15, 16 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung mit einer weiteren Form eines Einweisers.
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Entsprechend den 1 - 16 weist eine erfindungsgemäße Greif- und Ausrichteinrichtung 1 für einen Kabelsatz 2 mit mehreren Kabeln 3 und daran angeordneten Komponenten 4, insbesondere Stecker, Verteiler und/oder Kupplungen, zumindest zwei Arme 5, hier entsprechend den 1 bis 10 sowie 15 und 16 insgesamt vier Arme 5 auf, an deren Enden jeweils ein Greifer 6 zum Greifen einer zugehörigen Komponente 4 des Kabelsatzes 2 angeordnet ist. Die zumindest zwei Arme 5, hier die Beispielsweise vier Arme 5, sind dabei entsprechend den 1 - 16 unabhängig voneinander bewegbar, sodass der Kabelsatz 2 hinsichtlich der Position der Komponenten 4 und dem Verlauf der einzelnen Kabel 3 ausrichtbar und/oder umgruppierbar ist.
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Zumindest ein Arm 5 und/oder ein Greifer 6 sind/ist dabei drehbar ausgebildet, wie dies beispielsweise an dem Arm 5a der 1 dargestellt ist. Zumindest einer der Arme 5 kann darüber hinaus ein Gelenk 7 aufweisen (vergleiche die 10 - 14), wodurch ein Abknicken des jeweiligen Arms 5 ermöglicht wird. Neben einer Drehbarkeit des jeweiligen Greifers 6 kann ein solcher auch über ein Gelenk 7, beispielsweise über ein eigenachsiges oder ein mehrachsiges Gelenk 7, mit dem zugehörigen Arm 5 verbunden sein, sodass der Greifer 6 ähnlich eines Handgelenks in Bezug auf den zugehörigen Arm 5 bewegbar ist.
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An zumindest einem der Arme 5 ist darüber hinaus ein Einweiser 8 angeordnet, der beispielsweise einen oder mehrere Zinken 9, einen oder mehrere Haken 10 oder einen oder mehrere Ringe besitzen kann. Über den Einweiser 8 ist beispielsweise ein Führen der Kabel 3 unabhängig von den Komponenten 4 möglich. Selbstverständlich kann ein derartiger Einweiser 8 auch separat zu den Armen 5 angeordnet sein, wie dies gemäß den 15 und 16 dargestellt ist. Der dort abgebildete Einweiser 8 besitzt einen Haken 10, über welchen einzelne Kabel 3 gegriffen und beispielsweise hinsichtlich deren Verlauf verändert bzw. umgruppiert werden können.
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Dabei ist selbstverständlich klar, dass die gezeigte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung 1 lediglich rein exemplarisch verstanden werden sollen, sodass auch Greif- und Ausrichteinrichtungen 1 mit mehr als zwei, insbesondere mehr als vier Armen 5 und/oder Einweisern 8 denkbar sind. Die Ausgestaltung der jeweiligen Greif- und Ausrichteinrichtung 1 orientiert sich dabei stets an dem auszurichtenden bzw. zu positionierenden Kabelsatz 2.
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Die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung 1, beispielsweise deren Arme 5 und/oder Greifer 6 können dabei elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden. Ein großer Vorteil eines pneumatischen Antriebs liegt darin, dass hierfür ein umweltverträgliches Druckmittel, nämlich Druckluft, eingesetzt werden kann, sodass selbst bei einer Leckage des Druckluftsystems keinerlei Umweltgefährdungen zu befürchten sind. Auch eine elektromotorische Verstellbarkeit der Arme 5 und/oder der Greifer 6 ist denkbar. Sollen beispielsweise schwerere Kabelsätze 2 neu ausgerichtet bzw. umgruppiert werden, so kann zum Antrieb beispielsweise des Greifers 6 und/oder des Arms 5 auch ein Hydraulikzylinder verwendet werden.
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Die erfindungsgemäße Greif- und Ausrichteinrichtung 1 wird dabei entsprechend einem erfindungsgemäßen Verfahren, was nachfolgend erläutert wird, betrieben:
- Zunächst nimmt die Greif- und Ausrichteinrichtung 1 mittels ihrer Greifer 6 zugehörige Komponenten 4 eines Kabelsatzes 2 von einer Fertigungsaufnahme 11 auf. Hierzu wird die Greif- und Ausrichteinrichtung 1 auf die Fertigungsaufnahme 11 zu bewegt, bis die Greifer 6 die einzelnen Komponenten 4 des Kabelsatzes 2 greifen können. Ein Greifen erfolgt dabei beispielsweise über einen Kraftschluss und/oder einen Formschluss. Dies ist entsprechend den 1-3 dargestellt. Anschließend fährt die erfindungsgemäße Greif- und Ausrichteinrichtung 1 zurück und entfernt sich von der Fertigungsaufnahme 11, wobei anschließend ein Neupositionieren bzw. Ausrichten und/oder Umgruppieren der Komponenten 4 bzw. der Kabel 3 erfolgt.
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Entsprechend der 5 wird beispielsweise ein Arm 5b nach außen geschwenkt, während entsprechen der 6 ein Arm 5c nach außen geschwenkt wird. In den 7 und 8 werden die beiden Arme 5a und 5d nach außen verschwenkt, sodass ein Spreizen der einzelnen Arme 5, 5a, 5b, 5c, 5d erfolgt.
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Entsprechend der 9 kann dann beispielsweise der Arme 5 am Gelenk 7 abgeknickt werden, wie dies gemäß der 10 dargestellt ist. Dieses Abknicken ist nochmals genauer in den 11-14 dargestellt. Ein beispielsweise an dem Arm 5c angeordneter Einweiser 8 mit entsprechenden Zinken 9 kann beim Abknicken des Arms 5c ein Führen bzw. Halten der Kabel 3 bewirken. Ein derartiges Führen bzw. Halten der Kabel 3 kann auch mittels eines separat zu einem Arm 5 angeordneten Einweisers 8 erfolgen, wie dies entsprechend den 15 und 16 dargestellt ist.
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Nach einem erfolgten Umgruppieren bzw. Neuausrichten des Verlaufs der Kabel 3 bzw. der Position der Komponenten 4 kann der Kabelsatz 2 in neu ausgerichteter bzw. neu positionierter Form für eine weitere Verwendung angeboten oder in ausgerichteter und/oder umgruppierter bzw. neuorientierter Form abgelegt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Greif- und Ausrichteinrichtung 1 kann das bislang händisch erfolgte Neuausrichten der einzelnen Komponenten 4 bzw. Ordnen des Verlaufs der Kabel 3 nun voll automatisiert erfolgen und dadurch nicht nur qualitativ hochwertig, sondern zudem auch kostengünstig.
