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Gebiet der Erfindung
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Die Offenbarung bezieht sich auf eine automatische Bündelwerkzeugeinrichtung, ABT (Automatic Bundling Tool), für das Bündeln eines Bündelgutes mit einem Einteil-Binder, OPT (One-Piece-Tie bzw. One-Piece-Fixing-Tie), mit einer Führungsvorrichtung, welche ausgebildet ist zum Führen eines OPT-Bandteil-Endes um das Bündelgut herum durch ein Fenster in einem OPT-Kopfteil hindurch, und einer Spannvorrichtung, welche ausgebildet ist zum Spannen des OPT mit einem Ziehen des durch das Fenster geführten OPT-Bandteil-Endes in eine Spannrichtung sowie zum Stoßen des OPT-Bandteil-Endes entgegen der Spannrichtung nach erfolgtem Spannen des OPT. Einteil-Binder umfassen hier als verallgemeinertes Konzept von Kabelbinder auch gewöhnliche Kabelbinder.
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Hintergrund
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Typischerweise wird in einem Anwendungszyklus einer automatischen Bündelwerkzeugeinrichtung ein Einteil-Binder, auch oft als Kabelbinder bezeichnet, in Führungsschienen einer Führungsvorrichtung bewegt, welche einen geschlossenen Pfad um das Bündelgut oder Bindegut vorgeben. Durch eine Schiebevorrichtung vorangeschoben bildet der Einteil-Binder eine Schlaufe um das mit dem Einteil-Binder zu bündelnde Bündelgut. Dabei wird die an einem Bandteil-Ende des OPT angeordnete Spitze des Bandteils üblicherweise durch sich verengende Führungsschienen zu einem Kopfteil des OPT, welches an dem anderen Bandteil-Ende des OPT angeordnet ist, hingeführt und dann durch eine oft als Fenster bezeichnete Durchgangsöffnung des OPT-Kopfteils durchgeschoben. Eine Spannvorrichtung greift dann das durch das Fenster geschobene OPT-Bandteil-Ende und spannt den OPT um das Bündelgut, indem es das durch das Fenster geführte OPT-Bandteil-Ende in eine Spannrichtung zieht. Üblicherweise wird das nach dem Spannen über den Kopfteil überstehende Bandteil-Ende des OPT mit einer Schneidevorrichtung abgeschnitten.
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In den üblichen Einteil-Bindern verfügt der Kopfteil über eine Rastklaue, welche mit entsprechenden Rastzähnen auf dem Bandteil des OPT verrastet und so verhindert, dass das Bandteil nach dem Spannen (entgegen der Spannrichtung) aus dem Fenster heraus- und somit zurückgezogen werden kann. Damit wird sichergestellt, dass der OPT geschlossen bleibt und das Bündelgut wie gewünscht gespannt zusammengezurrt bleibt.
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Bei einigen der verfügbaren automatischen Bündelwerkzeugeinrichtungen, beispielsweise dem HellermannTyton Autotool 2000 CPK, ist es möglich, die für das Spannen aufgewendete Kraft, eine Spannkraft, (indirekt) einzustellen, indem Einfluss auf einen Motorstrom eines dem Spannen zugeordneten Spann-Motors genommen wird. Dafür wird bei dem Spannen durch die Spannvorrichtung ein Spann-Zahnrad mit seiner Zahnung in die Rastzähne des Bandteils in Eingriff gebracht, wobei der dem Spannen zugeordnete Spann-Motor, beispielsweise ein Schritt-Motor oder ein pulsgesteuerter Gleichstrom-Motor, das Spann-Zahnrad antreibt. Der Spann-Motor wird dabei unabhängig vom sonstigen Anwendungszyklus gesteuert. Dies erfolgt durch eine elektronische Steuereinheit (ECU, electronic control unit) einer Steuereinrichtung, welche Motordrehzahl und/oder Motorstrom regelt, also überwacht, einstellt und gegebenenfalls beschränkt oder erhöht. Dies kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Nutzereingabe über eine Eingabeeinheit der Steuereinrichtung erfolgen. Durch das Regeln von Motordrehzahl und/oder Motorstrom kann die Spannkraft indirekt überprüft werden indem die vorbekannte mathematische Beziehung zwischen gemessenem Motorstrom, dem daraus resultierenden Drehmoment am Spann-Zahnrad und der damit auf das Bandteil übertragenen Kraft benutzt wird.
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Manche der verfügbaren automatischen Bündelwerkzeugeinrichtungen, so auch das HellermannTyton Autotool 2000 CPK, nutzen die Steuereinrichtung mit der ECU auch für weitere Anwendungsfälle: Beispielsweise kann so eingestellt werden, dass - der Einteil-Binder nicht vollständig geschlossen, also nicht mit einer signifikant von Null verschiedenen Spannkraft gespannt wird, um so eine lose Schlaufe vorgegebener Größe zu schaffen, beispielsweise für empfindliches Bündelgut oder lose Bündel;
- - eine Schlaufe mit aus dem Fenster mit definierter Länge überstehenden OPT-Bandteil-Ende zu schaffen, indem das Spann-Zahnrad nach dem Spannen und vor dem Abschneiden des OPT-Bandteil-Endes rückwärts läuft und so einen Teil des OPT-Bandteil-Endes, welches durch das Fenster geschoben wurde wieder ausstößt;
- - das überstehende OPT-Bandteil-Ende nach dem Spannen gar nicht abgeschnitten wird, indem vor dem Schneiden im Anwendungszyklus das OPT-Bandteil-Ende vollständig ausgestoßen wird; oder
- - eine Kombination der genannten oder weiterer Möglichkeiten umgesetzt wird.
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Zwei Probleme sind hier von besonderer Relevanz: Zum einen können OPT durch eine zu hoch eingestellte Spannkraft reißen, zum anderen kann der Kopfteil der OPT defekt sein. Letzteres kann beispielsweise durch unzureichende Stabilität der Rastklaue verursacht werden, sei es bedingt durch Produktionsfehler oder sonstige Eigenschaften des OPT wie einer übermäßigen Feuchtigkeit oder Temperatur.
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Bei einem Reißen kann der OPT nicht weiter gespannt werden und das Bündelgut ist sofort lose, also nicht mehr zusammengehalten. Ein derartiges Versagen kann leicht entdeckt werden. Während des Spannens steigt nämlich der Motorstrom mit fortlaufendem Ziehen des Bandteil-Endes durch das Fenster, bis der eingestellte Maximalwert erreicht wird. Wenn der OPT reißt wird einerseits der eingestellte Maximalwert nicht erreicht und andererseits der Motorstrom plötzlich, nämlich zum Zeitpunkt des Reißens, abfallen, da keine Spannkraft und somit kein Drehmoment mehr aufgebracht werden muss. Entsprechend kann die Steuereinrichtung ein Qualitäts-Überprüfungssignal in Form einer Fehlermeldung ausgeben und die weitere Verarbeitung stoppen.
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Schwieriger ist die Situation bei einem defekten Kopfteil. Da die aufzubringende Spannkraft praktisch unabhängig von dem Zustand der Rastklaue ist, wird die Motorstrom-Spannweg-Relation bei defekter Rastklaue, also die Relation zwischen aufgebrachtem Motorstrom und von dem OPT-Bandteil-Ende während des Spannens zurückgelegtem Weg, im Wesentlichen der Motorstrom-Spannweg-Relation bei funktionstüchtiger Rastklaue gleichen. Entsprechend wird ein Überwachen des Motorstroms auch bei defekter Rastklaue keinen Hinweis auf einen Fehler geben, selbst wenn der OPT die Spannkraft nicht dauerhaft aufrechterhalten kann.
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In Produktionsprozessen, beispielsweise der Produktion von Kabelbäumen, können beide Fehler große Schwierigkeiten verursachen, da sie Prozessstabilität und Produktqualität direkt beeinflussen. Dies gilt besonders für automatisierte Anwendungen, bei denen so in Folge der zusätzliche Prozessschritt einer manuellen Überprüfung erforderlich wird.
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Kurzfassung
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, Produktionsprozesse bei welchen automatische Bündelwerkzeugeinrichtungen mittels Einteil-Binder Bündelgut bündeln zu verbessern, insbesondere Prozessstabilität und Produktqualität bei gleichbleibendem Aufwand zu verbessern oder bei sinkendem Aufwand beizubehalten.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Ein Aspekt betrifft eine automatische Bündelwerkzeugeinrichtung, automatic bundling tool oder ABT, für das Bündeln eines Bündel- oder Bindegutes mit einem Einteil-Binder, one-piece-tie oder OPT. Bei den OPTs handelt es sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung um ein verallgemeinertes Konzept eines Standard-Kabelbinders. Ein solcher Standard-Kabelbinder hat einen Kabelbinder-Kopfteil mit einem Fenster sowie ein Kabelbinderband mit einem Endteil, der durch das Fenster geschoben wird, um eine Schlaufe zu bilden, die zum Bündeln von Kabeln oder Ähnlichem verwendet werden kann. Einteil-Binder oder Einteilige Befestigungsbinder (OPTs) umfassen außerdem einen Halsteil, der einen Fußteil mit dem Kopfteil verbindet, wobei der Fußteil ein zusätzliches Befestigungsmittel umfasst, zum Beispiel einen Pilzkopfteil, welches verwendet werden kann, um den OPT an einem Objekt zu befestigen, im Beispiel des Pilzkopfteils üblicherweise in einem Loch des Objekts. Die Form oder Geometrie des OPT kann entsprechend aufgrund der verschiedenen möglichen Fußteile eine über die Standard-Geometrie von Standard-Kabelbinder deutlich hinausgehende Komplexität aufweisen.
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Die Bündelwerkzeugeinrichtung kann auch als Bündelungswerkzeug bezeichnet werden, der Einteil-Binder auch als Kabelbinder. Die ABT weist eine Führungsvorrichtung auf, welche ausgebildet ist zum Führen eines OPT-Bandteil-Endes, eines Kabelbinder-Bandendes, um das Bündelgut herum durch eine als Fenster bezeichnete Durchgangsöffnung in einem OPT-Kopfteil hindurch. Dazu kann die Führungsvorrichtung entsprechende, an die verwendeten OPT angepasste Führungsschienen aufweisen. Die ABT weist auch eine Spannvorrichtung auf, welche ausgebildet ist i) zum Spannen des OPT mit einem Ziehen des durch das Fenster geführten OPT-Bandteil-Endes in eine Spannrichtung und ii) zum Stoßen des OPT-Bandteil-Endes entgegen der Spannrichtung nach erfolgtem Spannen des OPT. Die Spannrichtung kann hier einer Vorwärtsrichtung eines zugeordneten Spannmotors entsprechen, die der Spannrichtung entgegengesetzte Stoßrichtung einer Rückwärtsrichtung des Spannmotors.
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Teil des ABT ist eine Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist i) zum Ermitteln oder Quantifizieren einer für das Stoßen des OPT-Bandteil-Endes entgegen der Spannrichtung charakteristischen Kenngröße sowie ii) zum Ausgeben eines Qualitäts-Überprüfungssignals in Abhängigkeit der für das Stoßen entgegen der Spannrichtung charakteristischen Kenngröße und eines für die charakteristische Kenngröße vorgegebenen Referenzwertes.
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Das Ermitteln und Ausgeben kann als Qualitätstest-Zyklus bezeichnet werden oder Teil eines solchen Qualitätstest-Zyklus sein. In dem Qualitätstest-Zyklus können somit zwei Fälle auftreten und von der Steuereinrichtung anhand der ermittelten Kenngröße identifiziert werden: der Fall a) eines fehlerfreien Kopfteils mit korrekt verrastender Rastklaue, und der Fall b) eines fehlerhaften Kopfteils mit nicht bzw. unzuverlässig verrastender Rastklaue.
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Im Fall a) verrastet die Rastklaue ordnungsgemäß mit dem OPT-Bandteil und verhindert somit ein Rutschen des Bandteils durch das Kopfteil entgegen der Spannrichtung. Dadurch baut sich bei dem Stoßen entgegen der Spannrichtung eine Kraft auf, welche für ein Bewegen des Bandteils durch die Spannvorrichtung überwunden werden muss. Wird die Kraft überwunden, wird der OPT-Bandteil seitlich ausbrechen und so das Stoßen entgegen der Spannrichtung erlauben.
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Im Fall b) ist die Rastklaue nicht belastbar mit dem OPT-Bandteil verrastet, sodass bei dem Stoßen entgegen der Spannrichtung keine oder nur eine im Vergleich zu Fall a) stark verminderte Kraft auftritt. Damit kann Fall a) und b) anhand einer charakteristischen Kenngröße des Spannmechanismus bei dem Stoßen unterschieden werden.
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Die Kenngröße kann folglich von der Steuereinrichtung überwacht werden, welche entsprechend das Qualitäts-Überprüfungssignal ausgibt-sei es ein OK-Signal mit einem Fortführen des Anwendungszyklus' oder ein NOK- oder Warn-Signal mit einem Stoppen des Anwendungszyklus'. Das OK-Signal und/oder das Warn-Signal kann ein optisches und/oder akustisches und/oder für eine Überwachungseinrichtung bestimmtes elektronisches Signal sein.
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Bei einem Fortführen des Anwendungszyklus' kann nach dem Stoßen des OPT-Bandteil-Endes entgegen der Spannrichtung das OPT-Bandteil-Ende bei Bedarf wieder in der Spannrichtung an die Ausgangsposition vor dem Stoßen zurückgezogen werden. So kann ein in dem Anwendungszyklus vorgesehenes Abschneiden des OPT-Bandteil-Endes unbeeinträchtigt vom Qualitätstest-Zyklus durchgeführt werden.
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In dem vorliegend beschriebenen Ansatz wird somit eine an sich bereits bekannte und verfügbare Funktionalität, nämlich das Ausstoßen des OPT-Bandteil-Endes in neuer Weise genutzt. Durch das quantifiziert überwachte Stoßen des OPT-Bandteil-Endes zurück entgegen der Spannrichtung können so bisher nicht automatisch detektierbare Fehler, nämlich defekte Kopfteile, erfasst werden. Die Qualitäts-Überwachung oder -Überprüfung erfolgt dabei „in line“ mit dem Spannen des OPT, was nachfolgende Überwachungsschritte, beispielsweise eine optische und/oder haptische Überwachung überflüssig macht. Damit wird eine erhöhte Prozessstabilität und Produktqualität erreicht oder ein ansonsten im Anschluss an das Bündeln erforderlicher Überwachungsschritt überflüssig gemacht. Dies kann mit einer im Verhältnis zu einer vollständigen Neuentwicklung der genutzten Werkzeuge oder zusätzlicher Werkzeuge im Anwendungszyklus verhältnismäßig unaufwändig mit einer Firmware-Aktualisierung umgesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die charakteristischen Kenngröße für ein OPT-Bandteil-Ende zu ermitteln, welches nicht, insbesondere noch nicht, vollständig aus der Spannvorrichtung gestoßen ist. Das hat den Vorteil, dass die weitere Bearbeitung des OPT-Bandteil-Endes nicht von dem Ermitteln beeinflusst wird, da nach dem Ermitteln das OPT-Bandteil-Ende sowohl wieder in Spannrichtung gezogen und an einer gewünschten Stelle abgeschnitten werden kann, also auch vollständig ausgestoßen werden kann um ungekürzt belassen zu bleiben.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spannvorrichtung einen Motor, insbesondere einen Spannmotor oder Antriebsmotor umfasst. Der Motor kann ein Schrittmotor sein. Der Spannmotor kann ein Spann-Zahnrad antreiben, welches ausgebildet ist, bei dem Spannen (bevorzugt formschlüssig) in das durch das Fenster gezogene/geschobene Bandteil-Ende einzugreifen. Die charakteristische Größe umfasst hier einen Motorstrom des Motors der Spannvorrichtung während dem Stoßen oder ist der Motorstrom während dem Stoßen, oder ist oder umfasst eine von dem Motorstrom des Motors während dem Stoßen abgeleitete Größe. Insbesondere kann die charakteristische Größe eine vom Motorstrom abgeleitete Kraft sein oder umfassen, welche erforderlich ist um das OPT-Bandteil-Ende nach erfolgtem Spannen des OPT entgegen der Spannrichtung zu stoßen.
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Das hat den Vorteil, dass die charakteristische Kenngröße besonders genau und einfach ermittelt werden kann, da der Motorstrom bereits für das Spannen mit einer vorgegebenen Spannkraft während des Ziehens des durch das Fenster hindurch geführten OPT-Bandteil-Endes geregelt und damit auch überwacht wird. Der Motorstrom oder davon abgeleitete Größen sind somit gut zu messen und besonders geeignet für ein Überwachen des Stoßens.
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Besonders vorteilhaft ist es hier, wenn der Motor ein Gleichstrom-Motor ist, bevorzugt ein über einen pulszählenden Wertgeber (Encoder) gesteuerter Gleichstrom-Motor und die Spannvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Gleichstrom-Motor bei dem Stoßen entgegen der Spannrichtung mit einer vorgegebene Anzahl von n Steuerpulsen zu steuern, die n Motorschritten entsprechen können. Ein solcher Gleichstrom-Motor kann als pulsgesteuerter Gleichstrom-Motor bezeichnet werden. Alternativ kann der Motor auch ein Schrittmotor sein. Das Stoßen entspricht damit Steuerpulsen (gegebenenfalls Motorschritten) entsprechend der Rückwärtsrichtung des Motors, entgegen der Spannrichtung, und das Ziehen entspricht Steuerpulsen (gegebenenfalls Motorschritten) in Vorwärtsrichtung des Motors, in Spannrichtung. Bei Verwendung eines „normalen“ Gleichstrom-Motors lässt sich erfahrungsgemäß bereits eine hinreichend genaue Regelung und damit Positionierung vorgegeben, sodass die ermittelte Kenngröße hinreichend genau und einfach zu bestimmen ist und die Qualität der Verrastung im Kopfteil verlässlich überprüft werden kann.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die charakteristische Kenngröße einmal während des Stoßens entgegen der Spannrichtung zu ermitteln. Insbesondere kann die charakteristische Kenngröße genau einmal oder aus einer einzelnen aus mehreren Einzelmessungen ausgewählten Einzelmessung ermittelt werden. Das Ermitteln kann sich auf ein Ermitteln für einen einzelnen Zeitpunkt als hinreichend kurzes Zeitintervall beziehen. Bevorzugt kann ein solches Zeitintervall durch einen (vorausgewählten) i-ten Steuerpuls der vorgegebenen Anzahl von n Steuerpulsen vorgegeben sein, mit 0<i<n+1. Das hat den Vorteil, dass das Ermitteln mathematisch besonders einfach und damit schnell und verlässlich, mit geringen Anforderungen an die genutzte Steuereinrichtung erfolgen kann.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die charakteristischen Kenngröße für Reihe von Zeitpunkten während des Stoßens entgegen der Spannrichtung zu ermitteln, und für das Ausgeben des Qualitäts-Überprüfungssignals einen Verlauf der charakteristischen Kenngröße mit einem Verlauf des für die charakteristischen Kenngröße vorgegebenen Referenzwertes zu vergleichen. Das hat den Vorteil, dass die Eigenschaften des OPT und der Verrastung des OPT-Bandteil-Endes im OPT-Kopfteil besonders genau analysiert werden können, und somit durch die Steuereinrichtung eine besonders genaue Aussage über die Qualität der Verrastung getroffen werden kann.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die charakteristischen Kenngröße für einen vorgegeben Zeitraum während des Stoßens entgegen der Spannrichtung zu ermitteln, insbesondere für den Zeitraum einer vorgegebene Anzahl von Steuerpulsen oder Motorschritten während des Stoßens oder während des gesamten Stoßens, zu ermitteln, mit einem Aufintegrieren der charakteristischen Kenngröße oder eines ihr zu Grunde liegenden Messwertes über den vorgegebenen Zeitraum. Das hat den Vorteil, dass das Ermitteln einen geringen Rechenaufwand erfordert, jedoch implizit über mehrere Messungen gemittelt wird und so die Verlässlichkeit gegenüber einer einzelnen Messung verbessert ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der für die charakteristischen Kenngröße vorgegebenen Referenzwert, insbesondere der Verlauf des für die charakteristischen Kenngröße vorgegebenen Referenzwertes, von der Steuereinrichtung selbst automatisch basierend auf einer statistischen Auswertung der ermittelten charakteristischen Kenngröße vorgegeben wird. Insbesondere kann dies basierend auf einem ermittelten Erwartungswert für die charakteristischen Kenngröße, beispielsweise als das Zweifache oder als das Dreifache der Standardabweichung für die charakteristischen Kenngröße erfolgen. Das hat den Vorteil, dass der Referenzwert nicht per Hand berechnet und vorgegeben werden muss, sondern automatisch, ohne dass eine Bedienperson sich genauer mit der Größe auftretender Kräfte in dem jeweiligen Anwendungszyklus beschäftigen muss, der für den gewünschten Konfidenzwert geeignete Referenzwert genutzt wird. Die Bedienperson muss dann lediglich zu Beginn der Fertigung für eine statistisch signifikante Zahl von Durchläufen durch den Anwendungszyklus, beispielsweise 10 oder 100 Durchläufen, kontrollieren, dass tatsächlich die gewünschte Spannkraft mit der belastbaren Verrastung erreicht ist.
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Der Referenzwert kann auch für unterschiedliche Anwendungszyklen individuell ermittelt und abgespeichert werden. Beispielsweise kann so für die unterschiedlichen Positionen an einem Produkt, an welchen ein jeweiliger OPT eingesetzt wird, automatisch ermittelt werden, welcher Referenzwert dort gilt. In Verbindung mit dem beschriebenen automatischen Vorgeben des Referenzwertes wird so eine robuste und dezentralisierte Überwachung der tatsächlich über die belastbare Verrastung erreichte Spannkraft in den unterschiedlichen Positionen im Arbeitsprozess erreicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der vorgegebene Referenzwert ein Schwellwert ist, und die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die charakteristischen Kenngröße mit dem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen, sowie insbesondere wenn die charakteristische Kenngröße größer ist als der Schwellwert ein positives Qualitäts-Überprüfungssignal auszugeben und/oder wenn die charakteristische Kenngröße kleiner ist als der Schwellwert ein negatives Qualitäts-Überprüfungssignal auszugeben. Gerade, wenn die charakteristische Größe der Motorstrom ist, kann so überprüft werden, ob der für das Stoßen erforderliche Motorstrom größer ist als der Schwellwert, welcher mit der verlässlichen Verrastung im Kopfteil einhergeht. Das hat den Vorteil, dass die Qualität der Verrastung besonders einfach und verlässlich überwacht wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung ein Halte- oder Fixierelement aufweist, welches ausgebildet ist zum Halten oder Fixieren des OPT-Kopfteils in einer vorgegebenen Position bei dem Stoßen des OPT-Bandteil-Endes und somit bei fehlerfreiem OPT auch des OPT-Kopfteils entgegen der Spannrichtung, insbesondere in derselben Position wie bei dem Spannen des OPT. Das Halteelement fixiert den Kopfteil beim Ziehen und Stoßen in zumindest einer Raumrichtung, in Spannrichtung und entgegen der Spannrichtung. Beispielsweise kann das Halteelement in Form eines entsprechenden Vorsprungs oder einer Halteklaue ausgebildet sein, welche zumindest für die Dauer des Stoßens eine Bewegung des Kopfteils entgegen der Spannrichtung verhindert. Das hat den Vorteil, dass ein Ausweichen des Kopfteils bei dem Stoßen unabhängig von einem Anpressdruck des ABT an das Bündelgut und einer Stabilität des Bündelgutes in konstruktiv verhindert wird. Damit wird ein gleichbleibendes Ermitteln der charakteristischen Kenngröße sichergestellt und die Verlässlichkeit der Qualitätsüberwachung gesteigert.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Betreiben des ABT jeglicher der beschriebenen Ausführungsformen.
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Noch ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Bündeln eines Bündelgutes mit einem OPT oder Kabelbinder durch eine ABT, mit den Verfahrensschritten:
- a) Führen eines OPT-/Kabelbinder-Bandendes um das Bündelgutes herum durch ein Fenster in einem Kopf des OPTs/Kabelbinders hindurch, durch eine Führungsvorrichtung derABT;
- b) Spannen des OPTs/Kabelbinders mit einem Ziehen des OPT-/Kabelbinder-Bandendes in eine Spannrichtung, durch eine Spannvorrichtung der ABT;
- c) Stoßen des OPT-/Kabelbinder-Bandendes entgegen der Spannrichtung nach erfolgtem Spannen des OPTs/Kabelbinders, durch die Spannvorrichtung der ABT;
- d) Ermitteln einer für das Stoßen des Endes des OPTs/Kabelbinders entgegen der Spannrichtung erforderlichen Kraft oder einer anderen charakteristischen Kenngröße, durch eine Steuereinrichtung der ABT;
- e) Ausgeben eines Qualitäts-Überprüfungssignals in Abhängigkeit der für das Stoßen entgegen der Spannrichtung erforderlichen Kraft oder der anderen charakteristischen Kenngröße und einer vorgegebenen Referenzkraft oder eines vorgegebenen Referenzwertes, durch die Steuereinrichtung.
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Als weitere fakultative Verfahrensschritte können durchgeführt werden:
- f1) (Vollständiges) Ausstoßen des OPT-/Kabelbinder-Bandendes ohne ein Abschneiden des OPT-/Kabelbinder-Bandendes, durch die Spannvorrichtung; oder
- f2) Abschneiden des OPT-/Kabelbinder-Bandendes, bevorzugt nach einem Zurückziehen des OPT-/Kabelbinder-Bandendes an die Ausgangsposition vor dem Stoßen, durch eine Schneidevorrichtung.
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Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Verfahren entsprechen Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen der automatischen Bündelwerkzeugeinrichtung.
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Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Kombinationen von Merkmalen, einschließlich des allgemeinen Teils der Beschreibung, sowie die in der Figurenbeschreibung oder den Figuren allein offenbarten Merkmale und Kombinationen oder Merkmale können nicht nur allein oder in der beschriebenen Kombination, sondern auch mit anderen Merkmalen oder ohne einige der offenbarten Merkmale verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Folglich sind auch Ausführungsformen, die nicht explizit durch die Figuren dargestellt und beschrieben sind, sondern durch separate Kombination der in den Figuren offenbarten Einzelmerkmale erzeugt werden können, Teil der vorliegenden Offenbarung. Daher sind Ausführungsformen und Kombinationen von Merkmalen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs umfassen, als offenbart anzusehen. Darüber hinaus gelten Ausführungsformen und Kombinationen von Merkmalen, die von den durch die Abhängigkeiten der Ansprüche beschriebenen Merkmalskombinationen abweichen oder darüber hinausgehen, als offenbart.
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Detaillierte Beschreibung
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Exemplarische Ausführungsformen werden im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer automatischen Bündelwerkzeugeinrichtung;
- 2 die Spannvorrichtung der automatischen Bündelwerkzeugeinrichtung aus 1 bei Stoßen eines OPT-Bandteil-Endes mit fehlerfreiem OPT-Kopfteil; und
- 3 die Spannvorrichtung der automatischen Bündelwerkzeugeinrichtung aus 1 bei Stoßen eines OPT-Bandteil-Endes mit fehlerhaftem OPT-Kopfteil.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer automatischen Bündelwerkzeugeinrichtung 1, automatic bundling tool ABT, für das Bündeln eines Bündelgutes 2 mit einem Einteil-Binder 3, one-piece-tie OPT, schematisch dargestellt. Bei dem OPT handelt es sich im vorliegenden Beispiel um einen klassischen Standard-Kabelbinder.
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Die ABT 1 weist eine Führungsvorrichtung 1a auf, welche ausgebildet ist zum Führen eines OPT-Bandteil-Endes 3a um das Bündelgut 2 herum durch ein Fenster 3c in einem OPT-Kopfteil 3b hindurch. Die ABT 1 weist auch eine Spannvorrichtung 1b auf, welche ausgebildet ist sowohl zum Spannen des OPT 3 mit einem Ziehen des durch das Fenster 3c geführten OPT-Bandteil-Endes 3b in eine Spannrichtung S+ als auch zum Stoßen des OPT-Bandteil-Endes 3a entgegen der Spannrichtung, also in eine Stoßrichtung S- (2 und 3) nach erfolgtem Spannen des OPT 3. Des Weiteren weist die ABT 1 auch eine Steuereinrichtung 1c auf, welche einerseits ausgebildet ist zum Ermitteln einer für das Stoßen des OPT-Bandteil-Endes 3a entgegen der Spannrichtung S+ charakteristischen Kenngröße, andererseits zum Ausgeben eines Qualitäts-Überprüfungssignals in Abhängigkeit der für das Stoßen entgegen der Spannrichtung S+ charakteristischen Kenngröße und einem für die charakteristischen Kenngröße vorgegebenen Referenzwert.
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Im gezeigten Beispiel umfass die Spannvorrichtung 1b einen Motor 1b', hier ein Schritt- oder Pulsmotor, welcher ein Spann-Zahnrad 1b* antreibt. Das Spann-Zahnrad 1b* greift mit seiner Zahnung 1b# in Rastzähne 3a# des OPT-Bandteil-Endes 3a ein und ermöglicht so bei Rotation des Motors 1b' in Vorwärtsrichtung F ein Spannen des OPT 3 in Spannrichtung S+ und bei einer Rotation des Motors 1b' in Rückwärtsrichtung R (2 und 3) ein Stoßen des OPT 3 in der Stoßrichtung S- entgegen der Spannrichtung S+.
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Die charakteristische Kenngröße für das Stoßen ist entsprechend hier ein Motorstrom des Motors 1b', welcher von der Steuereinrichtung 1c geregelt und während des Stoßens ermittelt wird. Der Motorstrom ist dabei, wie noch anhand der 2 und 3 erläutert, äquivalent zu einer für das Stoßen erforderlichen Kraft.
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Um die für das Stoßen erforderliche Kraft anhand des Motorstromes besonders verlässlich zu ermitteln, weist die Führungsvorrichtung 1a in diesem Beispiel auch ein Halteelement 1a' auf, welches als Stoß-Gegenhalt ausgebildet ist um ein Bewegen des OPT-Kopfteils 3b während des Stoßens in Stoßrichtung S- zu verhindern. Dafür hält das Halteelement 1a' den OPT-Kopfteil 3b vorliegend in einer (unveränderlich) vorgegebenen Position.
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In 2 ist beispielhaft der Fall eines fehlerfreien OPT-Kopfteils 3b bei dem Stoßen dargestellt. Da die Verrastung im OPT-Kopfteil 3b hier verlässlich funktioniert, weicht das OPT-Bandteil-Ende 3a seitlich aus der Urspungs-Position 3a' aus, wenn Motor 1b' und somit Spann-Zahnrad 1b* sich in Rückwärtsrichtung R drehen und somit das OPT-Bandteil-Ende 3a in Stoßrichtung S- schieben.
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Da das seitliche Ausweichen mit einer erheblichen Verformung des OPT 3 einhergeht ist somit für das Stoßen des OPT-Bandteil-Endes 3a in Stoßrichtung S- eine Kraft F aufzubringen. Diese Kraft F ist in 2 in einem für einen fehlerfreien OPT-Kopfteil 3b exemplarischen Verlauf über dem Rotationswinkel φ des Spann-Zahnrads 1b* gezeigt. Der Rotationswinkel φ entspricht somit einer Weglänge für das in Stoßrichtung S- geschobene OPT-Bandteil-Ende 3a. Die von dem Motor 1b' für das Stoßen aufzubringende Kraft F ist dabei größer als ein Kraft-Schwellwert F*. Im gezeigten Beispiel hat sie den mit der Kurve nl gezeigten nichtlinearen mit Rotationswinkel φ monoton steigenden Verlauf.
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Die aufzubringende Kraft F ist somit eine mögliche charakteristische Kenngröße für das Stoßen. Da aufzubringende Kraft F und Motorstrom direkt zusammenhängen, ist auch der Motorstrom eine charakteristische Kenngröße für das Stoßen. Der Motorstrom kann wiederum ohne weiteres von der Steuervorrichtung 1c ermittelt werden und ist somit besonders geeignet für eine Überprüfung der Qualität der Verrastung im OPT-Kopteil 3b.
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In 3 ist beispielhaft der Fall eines fehlerhaften OPT-Kopfteils 3b bei dem Stoßen dargestellt. Da das die Verrastung im OPT-Kopfteil 3b hier nicht funktioniert, weicht das OPT-Bandteil-Ende 3a im Gegensatz zum Fall der verlässlichen Verrastung nicht seitlich aus aus. Vielmehr wird, wenn Motor 1b' und somit Spann-Zahnrad 1b* sich in Rückwärtsrichtung R drehen und somit das OPT-Bandteil-Ende 3a in Stoßrichtung S- schieben, das OPT-Bandteil-Ende 3a durch das Fenster 3c zurückgeschoben. Damit liegt der OPT 3 nicht mehr gespannt in der Ursprungs-Position 3' am Bündelgut 2 an, das Bündelgut 3 ist nicht ordnungsgemäß gebündelt.
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Das Schieben des OPT-Bandteil-Endes 3a in Stoßrichtung S- zurück durch das Fenster 3c ist hier mit keiner erheblichen Verformung des OPT 3 verbunden, sodass für das Stoßen des OPT-Bandteil-Endes 3a in Stoßrichtung S- nur eine sehr geringe gleichbleibende Kraft F aufzubringen ist. Im gezeigten Beispiel hat sie den mit der Kurve k gezeigten konstanten Verlauf.
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Der Kraft-Schwellwert F* kann somit ohne weiteres so gewählt werden, dass bei dem Stoßen in Stoßrichtung S- durch die Steuereinrichtung zuverlässig zwischen fehlerhaftem Kopfteil mit nicht funktionierender Verrastung und fehlerfreiem Kopfteil mit funktionierender Verrastung unterschieden werden kann. So kann der bei dem Stoßen ermittelte Motorstrom, der der aufgewendeten Kraft F entspricht, als charakteristische Kenngröße mit einem Motorstrom-Schwellwert, der wiederum dem Kraft-Schwellwert F* entspricht verglichen werden. Ist der ermittelte Motorstrom größer als der Motorstrom-Schwellwert, so ist die Verrastung fehlerfrei und ein positives („OK“) Qualitäts-Überprüfungssignal kann ausgegeben werden. Ist der ermittelte Motorstrom kleiner als der Motorstrom-Schwellwert, so ist die Verrastung fehlerhaft und ein negatives („not OK“, NOK) Qualitäts-Überprüfungssignal kann ausgegeben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3466819 B1 [0006]
- EP 3483075 B1 [0006]
- EP 3068693 B1 [0006]
- WO 2015067444 A1 [0006]
- US 2017334587 A1 [0006]
- CN 108791998 B [0006]
