DE3606059C2 - - Google Patents
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- H05K13/06—Wiring by machine
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
- H02G1/12—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof
- H02G1/1202—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof by cutting and withdrawing insulation
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Verlegen
und Ablängen von Kabeln mit Hilfe eines Industrieroboters,
wie es insbesondere zur Montage von Kabelbäumen Verwendung
findet.
Das Verlegen von Kabeln erfolgt in der industriellen Pro
duktion zu einem sehr hohen Anteil manuell. Für die Auto
matisierung des Kabelverlegens existieren weltweit erste
Pilotanlagen. Siehe hierzu: Fryatt, Arthur: Roboter über
nehmen Kabelbaum-Herstellung, Draht, 33 (1982) 1, S. 21-
22; Maskow, Jürgen Dr., IPL-Konzept zur Realisierung und
Humanisierung der Produktion, ZwF 78 (1983) 11, S. 514-517;
Scholten, Rolf: Der Drahtzieher heißt Puma, Roboter 3/84,
S. 14-16; N. N.: Portalroboter zum Montieren von Kabelbäu
men, wt-Z. ind. Fertig. 74 (1984), Nr. 9, S. 516-517; Car
lisle, B. R.: A robotic wire harnessing system SME Tech.
Pap., (1982), S. 1-14, Paper-Nr.: 82-438; Henderson, James
A.: The robotic production of electrical wiring harness
developing the approach to factory automation 15th Annu.
Connectors and Interconnection Technol. Sympos. Proc.,
Philadelphia, USA, Nov. 1-2 (1982), S. 212-222.
Insbesondere ist ein Werkzeug zum Verlegen und Ablängen
von Kabeln, von dem bei der Formulierung des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 ausgegangen wird, aus der vorstehend ge
nannten Literaturstelle "Der Drahtzieher heißt Puma" be
kannt.
Bei den vorstehend genannten bekannten Verfahren und Vor
richtungen und insbesondere bei dem gattungsgemäßen Werkzeug
zum Verlegen und Ablängen von Kabeln muß das Abisolieren
der abgelängten Kabel extern, d. h. entweder manuell oder
mit einer speziellen Abisolier-Einrichtung erfolgen. Es
bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß insbesondere durch
"zwischengeschaltete" manuelle Arbeitsvorgänge die Vortei
le der automatisierten Fertigung weitgehend aufgehoben
werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
Werkzeug zum Verlegen und Ablängen von Kabeln, das mittels
eines Wechselflansches an einem Industrieroboter an
flanschbar ist, und in Kabelvorschubrichtung ein Vorschub
modul, ein Ablängmodul und einen Verlegefinger aufweist
derart weiterzubilden, daß auch das Abisolieren im Werk
zeug erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Werkzeug mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Werkzeug weist zwischen dem Abläng
modul und dem Verlegemodul ein Abisoliermodul auf, das zum
Zerschneiden der Kabelschutzhülle, gefolgt vom Abziehen
der Schutzhülle durch Zurückziehen des Kabels mittels des
umsteuerbaren Vorschubmoduls zwei senkrecht zum Kabel
definiert über Pneumatikzylinder positionierbare Schneiden
aufweist.
Um ein Verklemmen von abisolierten Kunststoffschutzhüllen
zu vermeiden, ist ferner eine Ausstoßvorrichtung mit einem
Fenster vorgesehen. Die Ausstoßvorrichtung kann gemäß An
spruch 9 beispielsweise ein Pneumatikzylinder sein.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Das Zurückziehen des Kabels kann insbesondere definiert
durch Messung der Verfahrwege erfolgen. Dabei ist es be
vorzugt, wenn gemäß Anspruch 8 eine Verstellung der
Schneiden gegeben ist, die es ermöglicht, sowohl verschie
dene Kabeldurchmesser als auch verschiedene Werkstoffe
(weich bis hart) abzuisolieren.
Durch gleiche Schnittstellen ist das Abisoliermodul jeder
zeit mit den anderen Modulen kombinierbar. In Kombination
mit anderen Werkzeugen (Lötwerkzeuge etc.) ist es möglich,
automatisch Kabel abzuisolieren, in eine definierte Posi
tion zu bringen und mit verschiedenen Werkzeugen an einem
Werkstück zu befestigen (Löten, Ankrimpen von Kontakten
usw). Von besonderem Vorteil ist, wenn gemäß Anspruch 2
der Wechselflansch für die vollautomatische Handhabung des
Werkzeugs und Ansteuerung aller pneumatischer und elektri
scher Funktionselemente mit Hilfe eines Industrieroboters
ausgebildet ist. Der Wechselflansch dient somit als
Schnittstelle vom Industrieroboter zum Werkzeug, so daß
vom Industrieroboter bei Bedarf verschiedenartige Werk
zeuge gehandhabt werden können. Über den Wechselflansch
wird die pneumatische und elektrische Versorgung des Werk
zeuges erreicht.
Gemäß Anspruch 3 sind bei einer weiteren Ausgestaltung im
Vorschubmodul zum Vor- und Zurückbewegen des Kabels zwei
Vorschubräder angeordnet. Dabei kann das erste Vor
schubrad ein Antriebsrad und das zweite ein nicht ange
triebenes Reibrad sein (Anspruch 4). Des weiteren kann nach
Anspruch 5 das Antriebsrad über einen Zahnriemen durch
einen Elektromotor angetrieben werden, der über einen
Regelkreis angesteuert wird. Zudem ist es gemäß Anspruch 6
möglich, das Reibrad mit Hilfe eines pneumatischen Zylin
ders gegen das Antriebsrad anzupreßen, wodurch das zwi
schen den beiden Rädern hindurchlaufende Kabel bewegt
wird, oder für eine Bewegung durch den Industrieroboter
freigegeben werden kann. Durch den Antrieb des Elektromo
tors über einen Regelkreis kann jederzeit der Vorschub
exakt vorgegeben und kontrolliert werden.
Gemäß Anspruch 7 weist das Ablängmodul zwei im Verhältnis
zum Kabel gegenüberliegende, pneumatisch betätigte Abläng-
Schneiden auf. Damit kann ein Kabel an definierter Stelle
abgeschnitten werden.
Das Abisoliermodul ist erfindungsgemäß mit anderen Werk
zeugen kombinierbar. Außerdem ist es möglich, das Werkzeug
auch selbständig als Abisolierwerkzeug in Verbindung mit
anderen Modulen einzusetzen (Verlegemodul). Die Schneiden
des Abisolierwerkzeuges haben eine definierte geometrische
Form und sind insbesondere zum Kabel hin verstellbar ange
ordnet (Anspruch 8).
Auch ist erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn der Verlegefin
ger die Form eines sich zum Ausgang hin verjüngenden Rohrs
aufweist und in Kabel-Vorschubrichtung (Z-Richtung) nach
giebig gelagert ausgebildet ist (Anspruch 10). Durch die
Ausbildung des Verlegefingers als sich verjüngendes Rohr
kann das Kabel exakt an vorbestimmter Stelle verlegt wer
den. Durch die Nachgiebigkeit des Verlegefingers in Z-
Richtung (Anspruch 11) wird ein sehr vorteilhafter Schutz
vor Beschädigungen und ein Toleranzausgleich erzielt.
Des weiteren kann erfindungsgemäß sowohl der Eintritts
punkt des Kabels in das Vorschubmodul als auch die Spitze
des Verlegefingers aus einem Kunststoffmaterial mit gerin
gem Reibwert gefertigt sein (Anspruch 14). Damit wird
sichergestellt, daß die Kraft, die auf den Industrierobo
ter beim Verlegen des Kabels wirkt, minimiert wird.
Des weiteren ist vorteilhaft, wenn die Führung des Kabels
im Werkzeug in einem Rohr vorgenommen wird, so daß ausge
hend vom Maximaldurchmesser des Rohrs alle Kabel mit einem
kleineren Durchmesser ohne Umrüstaufwand verarbeitet wer
den können (Anspruch 12 bzw. 13).
Einsatzgebiet des Werkzeuges ist hauptsächlich die Kabel
baumontage und die Verdrahtung von Maschinen, Bauteilen
usw. Mit dem Werkzeug ist es möglich, einen Draht sowohl
an eine bestimmte Stelle z. B. zum Verlöten zu positionie
ren als auch Drähte bzw. Kabel zu verlegen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs
beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be
schrieben,
deren einzige Figur ein erfindungsgemäßes Werkzeug zeigt.
In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Werkzeug schema
tisch, in teilweisem Schnitt, dargestellt. Es ist zu er
kennen, daß das erfindungsgemäße Werkzeug in Z-Richtung
aus fünf Modulen, nämlich einem Wechselflansch 1, einem
Vorschubmodul 2 für ein Kabel 6, einem Ablängmodul 3, einem
Abisoliermodul 4 und einem Verlegefinger 5 zusammengesetzt
ist. Der Wechselflansch 1 dient als Schnittstelle zum
nicht dargestellten Industrieroboter.
Das Vorschubmodul 2 weist einen Kabel-Eintritt 7 auf, der
in ein Rohr 8 mündet. Dem Vorschubmodul 2 sind im Ver
hältnis zum Kabel sich gegenüberliegend zwei Vorschubrä
der, nämlich ein Antriebsrad 9 und ein Reibrad 10 an
geordnet.
Das Vorschubrad 9 wird über einen Zahnriemen 11 von einem
Elektromotor 12 angetrieben. Das Reibrad 10 ist an einem
Schwenk-Element 15 angeordnet und wird über einen Stößel
14 eines pneumatischen Zylinders 13 in Richtung auf das
Antriebsrad 9 hin bewegt oder von diesem zurückgezogen. Es
ist selbstverständlich, daß das Reibrad 10 auch auf einem
Schlitten-Bewegelement angeordnet sein kann.
Das Ablängmodul 3 weist zwei im Verhältnis zum Kabel 6
gegenüberliegende, zusammenwirkende Ablängschneiden 16 und
17 auf. Die Schneiden 16 und 17 sind jeweils auf einem
pneumatischen Zylinder 18 bzw. 19 angeordnet bzw. werden
von diesem betätigt.
Der Abisoliermodul 4 besteht aus zwei gegenüberliegenden,
mit Hilfe von Pneumatikzylindern 20, 21 betätigten Schnei
den 22, 23. Diese können auf definiertes Maß zusammengefah
ren werden. Nach Abschneiden der Kabelhülle durch die
Schneiden 22, 23 wird das Kabel 6 durch den Elektromotor
12 zurückgefahren und dadurch das Kabel 6 abisoliert.
Der Verlegefinger 5 ist als Finger-Rohr 26 ausgebildet,
das einerseits einen Flansch 28 und andererseits eine
Spitze 27 aufweist. An der Flanschseite sind zum Ab
isoliermodul 4 hin mindestens eine, vorzugsweise jedoch
mehrere Druckfedern 24 angeordnet, die auf Führungsstiften
25 geführt sind.
Im folgenden wird die Funktionsweise des Werkzeugs anhand
der Funktionsschritte näher erläutert:
- - Ausgangslage: Ein Kabel 6 wird von Hand in Werkzeug eingelegt.
- - Durch Betätigen des Vorschubmoduls 2 wird das Kabel 6 in das Ablängmodul 3 eingefahren. Anschließend wird nach Betätigung des Ablängmoduls 3 die Lage des Kabelendes exakt definiert. Das abgelängte Kabel 6 fällt nach unten durch den Verlegefinger 5 aus dem Werkzeug heraus.
- - Anschließend wird über den Gleichstrommotor 12 und die damit verbundene Motorsteuerung (Wegmessung) das Kabel 6 ein definiertes Stück in die Isoliereinrichtung 4 einge fahren.
- - Die Pneumatikzylinder 20, 21 fahren zwei Schneiden 22, 23 auf einen definierten Abstand zusammen. Dadurch wird die Schutzhülle des Kabels 6 zertrennt.
- - Mit Hilfe des Antriebsmotors 12 wird das Kabel 6 abiso liert. Dabei wird das Kabel 6 ein definiertes Stück zurückgezogen und damit die Schutzhülle abgezogen.
- - Die abisolierte Kunststoffhülle wird durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Zylinder mit angebauter Schubstange durch ein Fenster ausgestoßen (Ausstoßvorrichtung).
- - Durch den Gleichstrommotor 12 wird das Kabelende jetzt definiert durch den Verlegefinger 5 in eine vorgegebene Position gebracht.
- - Der Industrieroboter verfährt nun gemäß der vorprogram mierten Bahn. An seinem durch die Programmierung vorge gebenen Haltepunkt wird das Verlegewerkzeug positio niert.
Claims (14)
1. Werkzeug zum Verlegen und Ablängen von Kabeln, das
mittels eines Wechselflansches (1) an einem Industrierobo
ter anflanschbar ist, und in Kabelvorschubrichtung ein
Vorschubmodul (2), ein Ablängmodul (3) und einen Verlege
finger (5) aufweist,
gekennzeichnet durch die Kombination folgendender Merkmale:
- - zwischen dem Ablängmodul (3) und dem Verlegefinger (5) ist ein Abisoliermodul (4) vorgesehen, das zum Zerschnei den der Kabelisolierung zwei über Pneumatikzylinder (20, 21) senkrecht zum Kabel definiert positionierbare Schneiden (22, 23) aufweist,
- - zum Abziehen des abgeschnittenen Isolierungsteils ist die Vorschubrichtung des Vorschubmoduls umsteuerbar,
- - zum Ausstoßen des abgezogenen Isolierungsteils sind im Abisoliermodul eine Ausstoßvorrichtung und ein Fenster vorgesehen.
2. Werkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselflansch (1) für die
vollautomatische Handhabung des Werkzeugs und Ansteuerung
aller Funktionselemente mit Hilfe eines Industrieroboters
ausgebildet ist.
3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß im Vorschubmodul (2) zum Vor-
und Zurückbewegen des Kabels (6) zwei Vorschubräder (9, 10)
angeordnet sind.
4. Werkzeug nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vorschubrad ein
Antriebsrad (9) und das zweite Vorschubrad ein nichtange
triebenes Reibrad (10) ist.
5. Werkzeug nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (9) über einen
Zahnriemen (11) durch einen Elektromotor (12), der über
einen Regelkreis angesteuert wird, antreibbar ist.
6. Werkzeug nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrad (10) mit Hilfe
eines pneumatischen Zylinders (13, 14) gegen das Antriebs
rad (9) anpreßbar oder von diesem abhebbar angeordnet ist.
7. Wergzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ablängmodul (3) zwei im
Verhältnis zum Kabel (6) gegenüberliegende, pneumatisch
betätigte Abläng-Schneiden (16, 17) aufweist.
8. Werkzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Abisolieren sowohl ver
schiedener Kabeldurchmesser, als auch verschieden harter
Werkstoffe, die Schneiden (22, 23) zum Kabel (6) hin ver
stellbar angeordnet sind.
9. Werkzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßvorrichtung ein
Ausschubzylinder ist.
10. Werkzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verlegefinger (5) die Form
eines sich zum Ausgang hin verjüngenden Rohrs (26) auf
weist und daß der Verlegefinger (5) in Kabel-Vorschubrich
tung nachgiebig gelagert ausgebildet ist.
11. Werkzeug nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zur nachgiebigen Lagerung des
Vorschubfingers (5) mindestens eine vorgespannte Druckfe
der (24) vorgesehen ist.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (6) zumindest im
Vorschubmodul (2) in einem Rohr (8) geführt ist.
13. Werkzeug nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (8) einen Führungs
durchmesser zum Durchlaß des dicksten zu verlegenden Ka
bels (6) aufweist.
14. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Reibwerte
und damit der Verlegekräfte zumindest der Eintrittspunkt
(7) des Kabels (6) in das Vorschubmodul (2) und die Spitze
(27) des Verlegefingers (5) aus einem Kunststoffmaterial
mit geringem Reibwert gefertigt sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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