DE3820636C2 - - Google Patents
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- Y10T29/532—Conductor
- Y10T29/53243—Multiple, independent conductors
Description
Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Kontaktieren und
Verlegen von Leitungen mittels einer mehrachsigen Positio
niereinheit, bei der das Kabel in einem Verlegerohr ge
führt ist, das in der Backenebene eines Backengreifers
verlaufende Ausnehmungen bildet, und eine Vorschubeinheit
das Kabel vorschiebt.
Bislang ist keine praxisgerechte Vorrichtung zum automati
sierten Kontaktieren und Verlegen von Leitungen insbeson
dere mit sog. Crimpkontakten bekannt. Lediglich Pilotan
lagen sind vereinzelt bekanntgeworden, die sich jedoch in
der industriellen Praxis nicht durchgesetzt haben.
Bei den Pilotanlagen der Firmen UNIMATION und VEKTRONICs
treten insbesondere Probleme beim Speichern der Kabel mit
angeschlagenem Crimpkontakt und im Handhaben der (biege
schlaffen) Kabel auf.
Lediglich für die Herstellung von Kabelbäumen mit
"Schneid/Klemm-Verbindern" unter Verwendung von Kabel
trommeln sind praxisgerechte Lösungen durch Anmeldungen
dieser Anmelderin bekanntgeworden.
Aus der EP-PS 01 16 475 ist darüber hinaus eine Vorrichtung
zum Kontaktieren und Verlegen von Leitungen mittels einer
mehrachsigen Positioniereinheit bekannt, bei der das Kabel
in einem Verlegerohr geführt ist, das in der Backenebene
eines Backengreifes verlaufende Ausnehmung bildet, und
bei der eine Vorschubeinheit das Kabel vorschiebt. Ferner
ist ein sogenannter Wirrgutspeicher vorgesehen. Zur Formulierung
des Oberbegriffes wird im folgenden von dieser
Druckschrift ausgegangen.
Bei der aus der vorgenannten EP-PS 01 16 457 wird das
Kabel jedoch nicht aktiv gefördert. Das Kabel wird vielmehr
"passiv" über die Spitze des Verlegerohrs vorgezogen
und in dieser Stellung festgeklemmt. Anschließend wird das
Kabel in der Polkammer eines Steckergehäuses befestigt und
durch eine Bewegung des Verlegewerkzeuges aus dem Wirrgut
Speicher "ausgezogen".
Die bekannte Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von
Leitungen hat damit eine Reihe von Nachteilen:
Zum einen ist es mit der bekannten Vorrichtung kaum möglich,
nicht-rotationssymmetrische Kontakte zentriert in
eine Polkammer eines Steckergehäuses einzuschieben, da die
Zentrierung der Kontakte nach dem Anschlagen des Kabelendes
an dem Kontakt durch "zufällige" Kabel-Verwindungen verlorengeht.
Des weiteren ist es bei der bekannten Vorrichtung kaum
möglich, ein "zu weit" über die Spitze des Verlegerohrs
vorgeschobenes Kabel zurückzuholen, da die "aktive" Vorschubeinheit,
d. h. die Einheit, die das Kabel bspw. aus
einem Kabelfaß vorschiebt, in Vorschubrichtung hinter dem
Wirrgutspeicher vorgesehen ist.
Aus der US-PS 45 49 347 ist zwar eine Vorschubeinheit zu
entnehmen, die im Bereich eines Verlegerohrs angebracht
ist. Das Verlegerohr ist aber weder als Backengreifer
ausgebildet, noch ist optional ein Wirrgut-Speicher vorsehbar.
Darüber hinaus sind in dieser Druckschrift keine
Formelemente beschrieben, die ein zentriertes Einziehen
eines Kontaktes ermöglichen. Letztlich ist in dieser Druckschrift
nicht ausgeführt, ob die beschriebene Vorschubeinheit
umsteuerbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine praxisge
rechte Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von Lei
tungen mittels einer mehrachsigen Positioniereinheit, bei
der das Kabel in einem Verlegerohr geführt ist anzugeben,
bei der auch nicht-rotationssymmetrische Kontakte sicher
in die Polkammer von Steckergehäusen eingeschoben werden
können.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren
Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß ist die Vorschubeinheit in die Greiferbacken
integriert, so daß sie in Vorschubrichtung des Kabels
"hinter einer vorgesehenen Aufweitung im Sinne eines Wirrgutspeichers"
angeordnet ist. Damit ist es möglich, das
Kabel - ohne daß der Wirrgut-Speicher "entleert" werden
müßte - zurückzuziehen. Dieses Zurückziehen des Kabels
ermöglicht es, einen an dem Kabelende angebrachten Kontakt
in kontaktspezifisch geformte Zentrierelemente einzuziehen,
die am Ende des Verlegerohrs angebracht sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet:
Beispielsweise kann gemäß Anspruch 2 die Aufweitung des
Verlegerohrs zur Wirrgut-Speicherung des Kabels dienen.
Diese Aufweitung ist bevorzugt "birnenförmig" ausgebildet.
Ferner sind gemäß Anspruch 4 beidseits der Aufweitung je
eine Vorschubeinheit vorgesehen.
Weiterhin kann nach Anspruch 5 in Vorschubrichtung des
Kabels vor dem Verlegerohr eine weitere Einheit mit einer
weiteren Vorschubeinheit und einer Kabel-Ablängeinheit
vorgesehen, und der Backengreifer gegenüber der weiteren
Einheit schwenkbar sein (Anspruch 5).
Diese weitere Einheit kann gemäß Anspruch 6 zusätzlich
eine Kabel-Klemmeinheit aufweisen.
Ferner können die Vorschubeinheiten ein Reibrad und ein
angetriebenes Rad aufweisen, das mittels einer Beaufschla
gungseinheit in Richtung auf das Reibrad beaufschlagbar
ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan
kens unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben,
in der zeigen:
Fig. 1a und 1b verschiedene Ansichten eines ersten Aus
führungsbeispiels der Erfindung, und
Fig. 2a und 2b verschiedene Ansichten eines zweiten Aus
führungsbeispiels.
Beide Ausführungsbeispiele weisen übereinstimmend einen
Werkzeugwechselflansch 1 und einen Parallelbackengreifer 5
auf.
Der Werkzeugwechselflansch 1 ist in an sich bekannter
Weise die Schnittstelle zwischen einer Handhabungs- bzw.
Positioniereinrichtung, beispielsweise einem Industriero
boter, und dem eigentlichen Werkzeug und sorgt für die
Übertragung der (elektrischen, pneumatischen und/oder
hydraulischen) Energie sowie für die Übertragung der ver
schiedenen Steuersignale von der Steuerung zum Werkzeug
bzw. der Sensorsignale vom Werkzeug zur Steuerung.
Der Parallelbackengreifer 5 weist zwei Greiferbacken 5′
und 5′′ auf, die an einem Zwischenflansch 51 angelenkt
sind. Jeder Greiferbacken weist eine "senkrecht zur Bewe
gungsrichtung" der Backen verlaufende Ausnehmung 52′ bzw.
52′′ auf, die ein Verlegerohr 520 bilden, dessen Durch
messer größer als der Durchmesser des größten zu verlegen
den Kabels ist.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen
die Ausnehmungen 52 etwa mittig eine "birnenförmige" Auf
weitung 53 auf, deren Funktion noch erläutert wird. Beidseits
der Aufweitung 53 sind Kabel-Vorschubeinheiten 54 (mit ′
und ′′ bezeichnet) vorgesehen, die jeweils aus einem in
einem Greiferbacken angeordneten Reibrad 55 und einem von
einem umsteuerbaren Elektromotor 56 angetriebenen An
triebsrad 57 bestehen, das von einem Pneumatikzylinder 58
in Richtung auf das "Verlegerohr" vorspannbar ist.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
lediglich eine Vorschubeinheit 54 vorgesehen, bei der
exemplarisch als Verbindung zwischen dem Motor 56 und dem
Antriebsrad 57 ein Keilriemen 59 dargestellt ist.
Ferner sind bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs
beispiel eine weitere Einheit mit einem Kabelführungsrohr
20 vorgesehen, die aus einer Kabel-Klemmeinheit 2 mit
einem Klemmelement 21, einer weiteren Kabel-Vorschubein
heit 3, die ebenfalls Elemente 55 bis 59 aufweisen kann,
und einer Ablängeinheit 4 mit einem beispielsweise von
einer Pneumatikeinheit 41 betätigbaren Ablängelement 42
mit einem Gegenelement 43 besteht.
Die Kabel-Klemmeinheit 2 dient zum Festklemmen eines nicht
dargestellten Kabels, so daß dieses nicht durch die Bewe
gung des Werkzeugs herausgezogen werden kann.
Die Ablängeinheit 4 dient zum Abschneiden des Kabels an
einer definierten Stelle, während die Vorschubeinheit 3
zum Fördern des Kabels in der weiteren Einheit dient.
Der Parallelbackengreifer 5 ist bei dem in Fig. 2 gezeig
ten Ausführungsbeispiel mittels eines Hubzylinders 7 ge
genüber der weiteren Einheit um wenigstens 90° schwenkbar.
Die Enden des Verlegerohrs 520 weisen bei beiden Ausfüh
rungsbeispielen (teilbare) Formelemente 8 auf, die das
"zentrierte" Einziehen eines Kontakts, beispielsweise
eines Crimpkontakts erlauben. Die Formelemente 8 können
beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanzführung aus
tauschbar sein, um durch das Einwechseln entsprechender
"kontaktspezifischer Formelemente" auch Kabelbäume mit
unterschiedlichen Kontaktelementen montieren zu können.
Durch entsprechende Gestaltung der Formelemente 8, die
insbesondere über die Kontur der Greifer vorspringen kön
nen, ist es möglich, auch komplizierte mehrpolige Stecker
ohne Kollisionsprobleme zu bestücken.
Im folgenden soll zunächst ein Verlegevorgang mit dem in
Fig. 1 dargestellten Werkzeug und dann mit dem in Fig. 2
dargestellten Werkzeug beschrieben werden:
Dabei soll bei beiden Werkzeugen davon ausgegangen werden,
daß ein Industrieroboter, ein Werkzeugmagazin mit Werkzeu
gen, ein Verlegebrett mit Verlegehilfen und Steckergehäu
sen sowie eine Anschlagmaschine mit an sich bekannter Aus
bildung zur Verfügung stehen.
Der Roboter wechselt das Werkzeug über den Wechselflansch
1 aus einem Magazin ein und positioniert dieses vor einer
Kabelzuführungseinheit mit an sich bekannter Ausbildung.
Bei geschlossenem Parallelbackengreifer 5 wird das Kabel
in das gebildete Verlegerohr 520 eingeführt. Durch Betäti
gung des Pneumatikzylinders 58 wird das Kabel zwischen
Reibrad 55′ und Gegenrolle 57 eingeklemmt. Bei nicht ein
geschaltetem Motor 56′′ ist das Kabel hierdurch in seiner
Lage fixiert.
Mittels des in der Zeichnung links befindlichen nicht näher
dargestellten Elektromotors 56′ wird das Kabel von der
Speicherspitze her in den Speicher 53 eingelagert. Dies
geschieht dadurch, daß der Pneumatikzylinder 58 die An
triebsrolle 57 gegen das Reibrad 55 preßt und der Elektro
motor 56 zugeschaltet wird.
Bedingt durch die Form der "birnenförmigen" Aufweitung
legt sich das vorgeschobene Kabel an die Wandung der Auf
weitung an. Wenn sich die gewünschte Kabellänge in dem
Werkzeug befindet, wird das Kabel in der nicht gezeigten
Kabelbereitstellungseinrichtung abgeschnitten.
Anschließend wird das Kabel noch so weit gefördert, daß es
noch ein definiertes Stück aus dem Werkzeug herausragt.
Die Positioniereinheit verfährt nun mit dem Werkzeug und
dem in dem Werkzeug gespeicherten Kabel zu einer Abiso
liermaschine, die die beiden aus dem Verlegerohr heraus
ragenden Kabelenden abisoliert. Die abisolierten Kabelen
den werden anschließend mit Kontakten, insbesondere Crimp
kontakten versehen.
Nun werden die beiden Elektromotore 56 der Vorschubeinhei
ten 54 zugeschaltet und die beiden Kabelenden mit den
Crimpkontakten in die Formelemente 8 an den Enden des
Verlegerohrs hineingezogen.
Der Roboter verfährt nun zum ersten Steckergehäuse und
fügt den zentrierten Kontakt. Durch den auf dieser Seite
angeordneten Elektromotor wird der Kontakt vollständig
eingeschoben. Um sicherzustellen, daß der Kontakt im Stec
kergehäuse eingerastet ist, wird die Drehrichtung des
Motors umgesteuert, so daß eine Zugkraft auf das Kabel
wirkt. Beispielsweise durch die Stromaufnahme des Motors
kann erkannt werden, ob der Kontakt im Steckergehäuse
eingerastet ist.
Der Roboter verlegt nun das Kabel entsprechend der ihm
vorgegebenen Bahn. Zum Verlegen kann das Werkzeug von dem
Roboter um 90° gekippt werden, so daß das Verlegerohr
senkrecht zum Verlegebrett steht.
Während des Verlegevorgangs wird der zugeordnete Förderme
chanismus entspannt, so daß das Kabel aus dem Speicher
herausgezogen wird.
Der Fügevorgang beim zweiten Kabelende erfolgt dann wie
vorstehend beschrieben.
Nach dem Fügen beider Kontakte wird der Greifer geöffnet,
so daß sich das Verlegerohr entlang seiner Längsachse
öffnet und das Kabel freigibt.
Der Roboter kann nun ein neues Kabel aufnehmen oder ein
neues gleichartiges Werkzeug einwechseln, in dem in dem
Bereitstellungsmagazin bereits ein Kabel eingezogen worden
ist.
Zuerst wechselt der Roboter das Werkzeug ein, bei dem sich
bereits ein Kabel im Kabelschacht der "weiteren Einheit"
befindet, das durch die Kabelklemmeinheit 2 am Herausrut
schen aus dem Schacht gehindert wird.
Nun wird der Pneumatikzylinder der Kabelvorschubeinheit 3
betätigt, so daß das Antriebsrad an das Reibrad angepreßt
wird. Durch Ansteuern des Elektromotors wird das Kabel
durch die Ablängeinheit in das Verlegerohr des Greifers 5
gefördert. Der Durchmesser des Verlegerohrs ist so bemes
sen, daß das Kabel im Verlegerohr Spiel hat.
Nachdem das Kabel ein definiertes Stück gefördert worden
ist, erreicht das vordere Kabelende die Vorschubeinheit im
Parallelbackengreifer, die das Kabel so weit vorschiebt,
daß es ein definiertes Stück aus dem Verlegerohr ragt.
Der Roboter verfährt nun zu einer Abisolier- und Anschlag
maschine, die das überstehende Kabelende mit einem Kontakt
versieht. Durch Umsteuern des Elektromotors wird der Kon
takt in das Formelement eingezogen und zentriert.
Anschließend verfährt der Roboter zu einem ersten Stecker
gehäuse und fügt den zentrierten Kontakt. Durch den auf
dieser Seite angeordneten Elektromotor wird der Kontakt
vollständig eingeschoben. Um sicherzustellen, daß der
Kontakt im Steckergehäuse eingerastet ist, wird die Dreh
richtung des Motors umgesteuert, so daß eine Zugkraft auf
das Kabel wirkt. Beispielsweise durch die Stromaufnahme
des Motors kann erkannt werden, ob der Kontakt im Stecker
gehäuse eingerastet ist.
Der Fügevorgang kann sowohl in horizontaler als auch in
vertikaler Lage des Verlegevorgangs durchgeführt werden.
Dabei ist es möglich, den Greifer gegenüber der weiteren
Einheit entsprechend zu "kippen".
Der Roboter verlegt nun das Kabel entsprechend der ihm
vorgegebenen Bahn. Dabei wird das Kabel durch das Werkzeug
"durchgezogen".
Nach dem Verlegen wird das Kabel durch den Klemmechanismus
2 festgeklemmt und durch die Ablängeinrichtung 3 abge
schnitten.
Das Kabel ist dabei durch die Vorschubeinheit 4 in dem
Greifer in seiner Lage gesichert und wird so weit geför
dert, daß es ein definiertes Stück aus dem Verlegerohr
herausragt. Das Kabel wird nun wie zuvor beschrieben mit
einem Kontakt versehen; dieser Kontakt wird anschließend
durch Umsteuern des Elektromotors wiederum "zentriert".
Der sich anschließende Fügevorgang wird ebenfalls mit einem
"Zugtest" abgeschlossen. Nach Beendigung des Fügevorgangs
wird der Greifer geöffnet und so das Kabel freigegeben.
Anschließend kann das nächste Kabel in gleicher Weise
verlegt werden.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von Kabeln
mittels einer mehrachsigen Positioniereinheit, bei der das
Kabel in einem Verlegerohr geführt ist, das in der Backenebene
eines Backengreifers verlaufende Ausnehmungen
bildet, und eine Vorschubeinheit das Kabel vorschiebt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinheit in die
Greiferbacken integriert und umsteuerbar ist, und daß an
dem Ende des Verlegerohrs, das eine Aufweitung aufweist,
kontaktspezifisch geformte Zentrierelemente vorgesehen
sind, die bei dem durch Umsteuern der Vorschubeinheit
bewirkten Einziehen des Kabels in das Verlegerohr den am
Ende des Kabels angebrachten Kontakt zentrieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitung des Verlegerohrs
ein Wirrgut-Speicher für das Kabel ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitung "birnenförmig"
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß beidseits der Aufweitung eine
Vorschubeinheit vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in Vorschubrichtung des Kabels
vor dem Verlegerohr eine weitere Einheit mit einer weite
ren Vorschubeinheit und einer Kabel-Ablängeinheit vorge
sehen ist, und
daß der Backengreifer gegenüber der weiteren Einheit
schwenkbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einheit zusätzlich
eine Kabel-Klemmeinheit aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinheiten ein
Reibrad und ein angetriebenes Rad aufweisen, das mittels
einer Beaufschlagungseinheit in Richtung auf das Reibrad
vorspannbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungseinheit ein
Pneumatikzylinder ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein umsteuerbarer Elektromotor
das angetriebene Rad antreibt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Backengreifer ein Paral
lelbackengreifer ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des durch die
Greiferbacken gebildeten Verlegerohrs austauschbare Formelemente zur
Zentrierung der Kontakte vorgesehen sind.
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