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Die Erfindung betrifft die Herstellung von einzelnen Kabeln und deren Verlegung mit den Mitteln modemer Robotertechnik.
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In unterschiedlichen technischen Einrichtungen, Maschinen und Anlagen werden Kabel oder komplette Kabelbäume benötigt. Diese werden meist manuell erstellt, in dem einzelne Kabel abgelängt, mit Kontakten (Krimp-und Schneidklemmtechnik etc.) versehen und ggf. anschließend zu Kabelbäumen konfektioniert werden. Automatisierung ist bisher nur für einzelne Schritte möglich, da es sich um sog. biegeschlaffe Teile handelt.
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Der angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß Kabel sich nicht mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand mit automatischen Handhabungsgeräten greifen und montieren lassen. Werkzeuge direkt im Greifwerkzeug des Handhabungsgerätes, die die Kabelenden mit Crimp-Kontakten o.ä. versehen, sind schwer und voluminös und haben deshalb geringe Zugänglichkeit zu den Kontaktstellen in einem Gerät.
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Mit der Erfindung wird erreicht, dass
- -Kabel in unterschiedlichen Länge abgelängt,
- - abisoliert,
- -an beiden Kabelenden mit Crimp-Kontakten versehen werden (falls keine Schneidklemm-Technik vorgesehen ist)
- - und automatisiert das Kabel auf ein Kabelbaum-Steckbrett positionsrichtig abgelegt oder direkt in ein Gerät an die vorgesehenen Kontakte eingesteckt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zwei-armiger Roboter oder zwei ein-armige Roboter, die steuerungstechnisch zu einer Einheit gekoppelt sind
- 2
- Kabelspender mit integriertem Kabelabschneide-Werkzeug
- 3
- automatisches Gerät zum Abisolieren der Kabelenden
- 4
- austauschbares, automatisches Gerät zum Versehen der Kabelenden mit den erforderlichen Kontakten, z.B. Crimp-Kontakten.
- 5
- Verlegebrett (zur Herstellung von Kabelbäumen aus Einzelkabeln) oder Position eines zu verkabelndes Gerät.
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Stand der Technik
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Derzeit werden Kabel manuell von Rollen o.ä. abgelängt und mit entsprechend der weiteren Verarbeitung mit Kabelenden versehen. Für die einzelnen Arbeitsinhalte Ablängen, Abisolieren, Endenbearbeitung (Crimpen, Aderendhülsen o.ä.) gibt es von diversen Herstellern einzelne Geräte. Kennzeichnend ist, daß Personen, d.h. Werker, die Kabel handhaben und die einzelnen Arbeitsschritte mit Hilfe der Geräte für die Einzelschritte durchführen.
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Siehe hierzu folgende Anmeldungen:
- 1. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Ablängautomat und modulares Kabelverarbeitungscenter Aktenzeichen: 10 2018 131 444.2 vom Anmeldetag 07.12.2018 (Zoller&Fröhlich) Eine flexiblere Lösung besteht darin, anstelle einer Sondermaschine modulare Einheiten vorzusehen, an denen dann über einen Werker die einzelnen Verarbeitungsschritte (Ablängen, Markieren, Abisolieren, Crimpen, Bündeln) durchgeführt werden. Das Crimpen erfolgt mit einer Crimpmaschine, wie beispielsweise aus der Patentschrift DE 44 40 835 C1 der Anmelderin bekannt und dient beispielsweise dazu, Aderendhülsen mit einem abisolierten Kabelende zu verpressen.
- 2. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Modulares Kabelverarbeitungscenter Aktenzeichen: 10 2018 131 439.6 vom Anmeldetag 07.12.2018 (Weidmüller und Zoller&Fröhlich) Text und Inhalte identisch zu 1.)
- 3. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Modulares Kabelverarbeitungscenter internationales Aktenzeichen: PCT/ EP2019/061562 vom Anmeldetag 06.05.2019 (Zoller&Fröhlich und Weidmüller) Text und Inhalte im Wesentlichen identisch zu Weidmüller und Zoller&Fröhlich)
- 4. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Kabelgreifwerkzeug zur Herstellung eines Kabelbaums Aktenzeichen: 10 2009 040 697.2 vom Anmeldetag 09.09.2009 (EDAG)
Es wird ein Greifer für einen Automaten beschrieben, womit Kabel aus einem Magazin aufgenommen und an Anschlüssen eingesteckt werden können. Die magazinierten Kabel müssen schon vorkonfektioniert sein.
- 5. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Verfahren für die elektrische Verkabelung mit einem Kabelsequenz von elektronischen Komponenten im Schaltplanbau und entsprechender Roboteranordnung internationales Aktenzeichen PCT/ DE2018/100906 vom Anmeldetag 09.11.2018 (RITTAL)
Legen von vorkonfektionierten Kabeln, die in einer definierten Sequenz zugeführt werden müssen. Der beschriebene Roboter-Endeffektor löst das Herauslösen des Kabels aus der Kabelsequenz mit einer Trenneinheit.
- 6. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens internationales Aktenzeichen PCT/ AT01/00389 vom Anmeldetag 10.12.2001 (KASTENBERGER)
Kabelverlegung mit einem ersten (Startgreiforgan), zweiten Greifarm (Zielgreiforgan) und zusätzlich einem ersten Hilfsgreiforgans (Starthilfsgreiforgan) und einem zweiten Hilfsgreiforgans (Zielhilfsgreiforgan). Die Kabel müssen aus dem Kabel-Lager mit vorkonfektionierten Kabeln entnommen werden.
- 7. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens internationales Aktenzeichen PCT/ AT01/00389 vom Anmeldetag 10.12.2001 (LEONI und KASTENBERGER)
Text und Inhalt im Wesentlichen wie Offenlegungsschrift KASTENBERGER
- 8. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen internationales Aktenzeichen PCT/DE89/00395 vom Anmeldetag 16.06.1989 ( (FRAUNHOFER)
Beschrieben wird das Aufsetzen von Steckeraufnahmen und Verlegehilfen auf einem Verlegebrett sowie das Verlegen von vorkonfektionierten gecrimpten Kabeln auf dem Verlegebrett.
- 9. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen internationales Aktenzeichen PCT/DE89/00395 vom Anmeldetag 16.06.1989 ( (MERZ)
Text und Inhalt im Wesentlichen wie Offenlegungsschrift FRAUNHOFER
- 10. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Verdrahten von Komponenten elektrischer Geräte Aktenzeichen P 44 31 254.7 vom Anmeldetag 02.09.1994 ( (Bröckelmann, Jäger&Busse)
Maschine, die ablängt, abisoliert und Greifer, der in Wago-Klemmen abisolierte Enden stecken kann.
- 11. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von Leitungen internationales Aktenzeichen PCT/DE89/00400 vom Anmeldetag 16.06.1989 ( (FRAUNHOFER)
Maschine mit Backengreifer als Verlegerohr, das in Kontakte zentriert werden kann
- 12. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von Leitungen internationales Aktenzeichen PCT/DE89/00400 vom Anmeldetag 16.06.1989 ( (MERZ)
Text und Inhalt im Wesentlichen wie Offenlegungsschrift FRAUNHOFER
- 13. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Werkzeug, Anlage und Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums Aktenzeichen 10 2008 013 591.7 vom Anmeldetag 11.03.2008 ((EDAG)
Kabel-Greifwerkzeug umfaßt Greifer 1 und 2 für Kabel A, Greifer 3 und 4 für ein weiteres Kabel. Die Greifer sind zueinander bewegbar linear angeordnet, um einen der Greifer gemäß Legeplan in einer Legeeinrichtung anzuordnen.
- 14. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Werkzeug, Anlage und Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums internationales Aktenzeichen: PCT/ EP2009/052857 vom Anmeldetag 11.03.2009 ((EDAG) Text und Inhalt wie Offenlegungsschrift EDAG Aktenzeichen 10 2008 013 591.7
- 15. Offenlegungsschrift Bezeichnung: Werkzeug, Anlage und Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums Aktenzeichen: 20 2009 018 761.6 vom Anmeldetag 11.03.2009 (EDAG)
Text und Inhalt wie Offenlegungsschrift EDAG Aktenzeichen 10 2008 013 591.7
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Mängel der bisher bekannten Ausführungen
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Das Verkabeln von Geräten wird derzeit manuell von Personen durchgeführt. Grund hierfür ist, dass vorkonfektionierte Kabel von Handhabungsmaschinen wie Robotern nicht mit vertretbarem Aufwand automatisch aus Bereitstellungen vereinzelt entnommen und verarbeitet werden können, da es sich um sog. biegeschlaffe Teile handelt. Das Greifen einmal abgelegter Kabel ist mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand für ein automatisches Handhabungsgerät bzw. Roboter nicht mehr möglich.
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Die in der Recherche gefundenen Automatisierungssysteme sind spezialisiert auf einzelne Anwendungsfälle, verwenden z.T. vorkonfektionierte Kabel, Kabel mit einer einheitlichen Kabellänge oder erwarten zugeführte fertige Kabel in einer definierten Reihenfolge. Diese Systeme sind daher nicht flexibel einsetzbar.
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Verkabelungsroboter sind in der Lage in Schneidklemm-Technik Kabel unterschiedlicher Länge zu verlegen und in die vorgesehenen Kontakstellen einzudrücken und damit zu kontaktieren. Einschränkungen ergeben sich durch die voluminös bauenden Werkzeuge, die vom Roboter gehandhabt werden müssen. Dadurch ist die Zugänglichkeit eingeschränkt. Ebenso kann die Schneidklemm-Technik nicht für alle Leistungen eingesetzt werden.
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Verbesserungsansatz
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Das vorgestellte System ermöglich die flexible Erstellung eines Kabelbaums, der erst später an anderer Stelle eingebaut wird, oder auch das direkte Verkabeln in Geräten vor Ort.
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Dazu setzt das System einen Zwei-Arm-Roboter (mit Arm1 und Arm2) ein. Alternativ können 2 normale Industrie-Roboter (mit je einem Arm) eingesetzt werden, die steuerungstechnisch so verknüpft sind, daß sich die beiden Arme koordiniert steuern und programmieren lassen und somit auch von Arm1 und Arm2 einer steuerungstechnischen Einheit gesprochen werden kann.
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Wesentliches Kennzeichen des Systems ist, daß die Enden der Kabel zu jedem Prozeßschritt in einer definierten Position gegriffen sind und vom automatischen Handhabungsgerät ohne Weiteres verarbeitet werden können.
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Beispielhafter Ablauf:
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- Schritt 1:
- Der Ablauf im vorgestellten System sieht vor, daß das Handhabungsgerät (1) mit Arm_1 mit einem Greifer den Anfang eines Kabels an einem Kabelspender (2) aufnimmt.
- Die freie Kabellänge ist dabei so lange, daß sie aus dem Roboter-Greifer herausragend in eine Abisolier-Station und danach in eine Crimp-Station gehalten werden kann.
- Schritt 2 Der Kabelspender gibt anschließend eine definierte Kabellänge aus oder Arm_1 zieht das Kabel in der vorgesehen Länge aus dem Kabelspender heraus.
- Schritt 3 Bevor das Kabel abgetrennt wird, greift der Greifer an Arm_2 das noch definiert positionierte Kabel und erst danach wird das Kabel von der Kabeltrommel abgetrennt.
- Schritt 4 Das erste Kabelende wird mit Arm 1 in eine Abisolierstation und anschließend einen Crimpautomaten gesteckt, so daß das erste Kabelende mit einer Kontaktstelle versehen ist.
- Schritt 5 Das zweite abgetrennte Kabelende wird mit Arm_2 in eine Abisolierstation und anschließend einen Crimpautomaten gesteckt, so daß das zweite Kabelende ebenfalls mit einer Kontaktstelle versehen ist. Die Greifposition für Schritt 3 ist daher so zu legen, dass die freie Kabellänge entsprechend lang ist.
- Schritt 6 dann kann entweder das Kabel auf ein Steckbrett zur Konfektionierung eines Kabelbaums auf verschiedenen Kabeln abgelegt werden oder direkt in ein Gerät als Einzelkabel an die Kontaktstellen angesteckt werden.
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Falls im Gerät Schneid-Klemm-Technik vorgesehen ist, entfallen die Crimp-Kontakte und die Kabel können vom Handhabungsgerät direkt in die Schneidklemmen gedrückt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4440835 C1 [0007]
- EP 2019/061562 [0007]
- DE 2018/100906 [0007]
- AT 01/00389 [0007]
- DE 8900395 PCT [0007]
- DE 8900400 PCT [0007]
- EP 2009/052857 [0007]
