DE3822136A1 - Verfahren zur herstellung von kabelbaeumen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung von Kabelbäumen insbesondere in sogenannter Crimp­ technik mittels einer mehrachsigen Positioniereinrichtung und insbesondere mittels eines sogenannten Industrierobo­ ters, den eine Steuereinheit steuert.

Bislang ist kein praxisgerechtes Verfahren zum automati­ schen Kontaktieren und Verlegen von Leitungen insbesondere mit sogenannten Crimpkontakten bekannt. Stand der Technik bei der Herstellung von Kabelbäumen in sogenannter Crimp­ technik ist es derzeit, daß an den Kabelenden mit starr automatisierten Einzweckmaschinen die Kontakte angeschla­ gen und anschließend die einzelnen Kabel manuell auf einem Verlegebrett verlegt werden. Lediglich vereinzelt sind Pilotanlagen bekannt geworden, die sich jedoch in der industriellen Praxis nicht durchgesetzt haben.

Bei der Herstellung von Kabelbäumen mit sogenannten "Schneid/Klemm-Verbindern" unter Verwendung von Kabeltrom­ meln sind zwar praxisgerechte Lösungen durch Anmeldungen dieser Anmelderin bekannt geworden, wenn aber von der Verwendung von Kabeltrommeln abgegangen und das Kabel im Werkzeug gespeichert werden soll, treten vergleichsweise große Totzeiten dadurch auf, daß der Industrieroboter häufig Werkzeuge aus einem Werkzeugspeicher entnehmen, eine vergleichsweise kurze Zeit in Anspruch nehmende Hand­ habungsaufgabe mit diesem Werkzeug ausführen, anschließend dieses Werkzeug ablegen und dann für die nächste Handha­ bungsaufgabe ein anderes Werkzeug einwechseln muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen inbesondere in sogenannter Crimptechnik anzugeben, bei dem beispielsweise durch das Wechseln von Werkzeugen bedingte Totzeiten sowie Verfah­ rens-Durchführzeiten gegenüber dem Stand der Technik we­ sentlich verringert sind, und das sich insbesondere zur Herstellung von Kabelbäumen in sogenannter Crimptechnik eignet.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, ein Verfah­ ren zur Herstellung von Kabelbäumen mittels einer mehrach­ sigen Positioniereinrichtung und insbesondere mittels eines Industrieroboters dadurch "zu beschleunigen", daß die Werkzeuge nicht nur in Verbindung mit dem Industriero­ boter, sondern auch in einem Zustand, in dem sie außer Eingriff mit dem Industrieroboter sind, Funktionen ausfüh­ ren können. Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr als ein Werkzeug verwendet, das Kabel auf­ nehmen, speichern, kontaktieren und verlegen kann.

Erfindungsgemäß erfolgen wenigstens einige dieser Vorgänge mit diesen Werkzeugen nicht in dem Zustand, in dem das Werkzeug an den Industrieroboter angeflanscht ist, son­ dern in einem Zustand, in dem das Werkzeug in eine Kabel­ konfektioniereinrichtung eingesetzt ist.

In dem in die Kabelkonfektioniereinrichtung eingesetzten Zustand kann das Werkzeug wenigstens einen Teil der Vor­ gänge "Kabel aufnehmen, Kabel speichern, Kabelenden kon­ taktieren", bevorzugt jedoch alle diese Vorgänge durchfüh­ ren. Während das Werkzeug, das vom Industrieroboter in die Kabelkonfektioniereinrichtung eingesetzt ist, ein Kabel in Verbindung mit der Kabelkonfektioniereinrichtung konfek­ tioniert, verlegt der Industrieroboter mit einem aus der Kabelkonfektioniereinrichtung entnommenen gleichartigen Werkzeug, das bereits ein gespeichertes Kabel enthält, dieses Kabel.

Selbstverständlich ist es möglich, daß der Industrierobo­ ter mit dem aus der Kabelkonfektioniereinrichtung entnom­ menen gleichartigen Werkzeug, das bereits ein gespeicher­ tes Kabel enthält, vor dem Verlegevorgang beispielsweise noch ein Anschlagen der Kontakte in einer fest installier­ ten Anschlagmaschine durchführt.

Nach Beendigung des in an sich bekannter Weise durchge­ führten Verlegevorgangs, bei dem der Industrieroboter zunächst ein oder beide Kontakte in Steckergehäuse ein­ steckt und anschließend oder zwischen dem Einstecken der Kontakte das im Werkzeug gespeicherte Kabel verlegt, über­ gibt der Industrieroboter das nunmehr "entleerte" Werkzeug an die Kabelkonfektioniereinrichtung und ergreift das zunächst entnommene oder ein "drittes" gleichartiges Werk­ zeug, das nun ein Kabel enthält, und beginnt mit diesem Werkzeug den Verlegevorgang von neuem.

Erfindungsgemäß werden also die Totzeiten dadurch verrin­ gert, daß ein Teil oder sämtliche zur Vorbereitung des Verlegevorgangs erforderlichen Schritte, die insbesondere zur Kabelkonfektionierung erforderlich sind, in der Zeit, in der der Industrieroboter mit einem anderen Werkzeug den Verlegevorgang durchführt, von einem Werkzeug durchgeführt werden, das auch in dem vom Industrieroboter gelösten Zustand wenigstens zum Teil funktionsfähig ist.

Ein derartiges Werkzeug ist beispielsweise in der am glei­ chen Tage eingereichten Anmeldung "Werkzeug zum Aufnehmen, Speichern, Kontaktieren und Verlegen von Kabeln" beschrie­ ben. Dieses Werkzeug weist in einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform drei "in Reihe" angeordnete Greifer auf, von denen die beiden äußeren die Kabelenden halten und der innere das Kabel speichert.

Eine Kabelkonfektionier- und Übergabeeinheit, in die ein derartiges Werkzeug eingesetzt werden kann, ist in der ebenfalls am gleichen Tage eingereichten Anmeldung "Voll­ automatische Kabelkonfektionier- und Übergabeeinheit" beschrieben. Auf den Inhalt dieser Anmeldungen wird aus­ drücklich Bezug genommen, so daß auf eine detaillierte Beschreibung der dort beschriebenen Elemente an dieser Stelle verzichtet wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bevorzugt erfolgt das Speichern, Verlegen und Einschieben der Kontakte in Steckergehäuse mit dem gleichen Werkzeug, da dann durch das Wechseln von Werkzeugen bedingte Tot­ zeiten minimiert werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind wenigstens, aber auch bevorzugt zwei Speicher- und Ver­ legewerkzeuge im Einsatz, die alternierend vom Industrie­ roboter gegriffen werden.

Dabei ist es in jedem Falle von Vorteil, wenn gemäß An­ spruch 4 die elektronische Steuereinheit, die auch den Industrieroboter steuert, das Beschicken des in der Kabel­ konfektioniereinrichtung eingesetzten Werkzeugs steuert und insbesondere die Kabellänge und den Kabeldurchmesser entsprechend der vorgegebenen Konfiguration des zu ferti­ genden Kabelbaums auswählt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die einige Figur der Zeich­ nung näher erläutert, die eine Aufsicht auf einen In­ dustrieroboter und seinen Arbeitsbereich zeigt.

Im Arbeitsbereich (2) des Industrieroboters (1) befinden sich ein Verlegebrett (3), Verlegehilfen (4), Steckerge­ häuseaufnahmen (9), ein Magazin mit Steckergehäusen (13), ein Werkzeugwechselmagazin (7) mit unterschiedlichen Werk­ zeugen und Greifern sowie die Übergabestation (8) der Kabelkonfektioniereinrichtung. Außerdem gehören zur Peri­ pherie mindestens ein Kabelvorratsbehälter (5), eine Be­ reitstellung für Kabelbinder (6), mindestens eine Kabel­ fördereinheit (10), eine Abisoliermaschine (11) sowie verschiedene Anschlagmaschinen (12) mit unterschiedlichen Crimpkontakten.

Mit dem aufgezeigten Systemaufbau lassen sich Kabelbäume beispielsweise in Crimptechnik wie folgt herstellen:

Die Geometrie des Kabelbaumes kann z.B. an einem CAD- Arbeitsplatz eingegeben werden. Die Geometriedaten werden von einem Rechner in ein Ablaufprogramm umgesetzt.

Da die einzelnen Funktionen wie Ablegen, Einstellen, An­ schlagen usw. mehrfach auftreten, besteht das Hauptpro­ gramm aus einem Steuerprogramm, das Unterprogramme, in denen die einzelnen Funktionen enthalten sind, aktiviert.

Zuerst holt sich der Roboter (1) aus dem Werkzeugmagazin (7) einen Greifer, positioniert mit diesem die Steckerge­ häuseaufnahme (9) und die Verlegehilfen (4) auf dem Mon­ tagebrett (3). Danach entnimmt er dem Magazin für Stecker­ gehäuse (13) unterschiedliche Steckergehäuse und beschickt damit auf dem Verlegebrett positionierte Steckergehäuse­ aufnahmen.

Anschließend legt der Industrieroboter den Greifer im Werkzeugmagazin (7) ab und holt sich ein Speicher- und Verlegewerkzeug, das er an der Übergabestation der Konfek­ tioniereinheit (8) ablegt. Danach nimmt er ein zweites Speicher- und Verlegewerkzeug, das sich in einer weiteren Aufnahmestation in der Konfektioniereinheit befindet. Dieses Werkzeug enthält bereits ein gespeichertes Kabel, das an den Enden mit Crimpkontakten versehen ist.

Der Roboter bewegt sich nun gemäß der ihm von der Steue­ rung vorgegebenen Bahn zum Steckergehäuse und steckt ein Kabelende mit dem Crimpkontakt in das Steckergehäuse ein. Danach verlegt der Roboter mit dem Werkzeug das gespei­ cherte Kabel und steckt zum Schluß das zweite Kabelende mit dem Crimpkontakt in das Steckergehäuse ein.

Während der Roboter ein Kabel verlegt, wird in der Kon­ fektioniereinheit im zweiten Speicher- und Verlegewerkzeug bereits das nächste zu verlegende Kabel gespeichert und mit Crimpkontakten versehen. Hierzu weist die Konfektio­ niereinheit eine Linearführung 13 auf, mit der das in ihr abgelegte Werkzeug vor der Kabelfördereinheit (10), der Abisoliermaschine (11) sowie den verschiedenen Anschlag­ maschinen (12) positionierbar ist. Damit ist es möglich, zunächst in das Werkzeug ein Kabel zu überführen, und anschließend diese Kabel abzuisolieren und anzuschlagen. Damit enthält das "zunächst leere" Werkzeug zum Aufnehmen und Speichern von Kabeln nach Beendigung des Konfektio­ niervorgangs ein fertig konfektioniertes Kabel, d.h. ein auf die richtige Länge abgelängtes Kabel, das an einem oder beiden Enden (Anordnung des Werkzeugs auf einem Dreh­ teller) mit Kontakten versehen ist.

Der Roboter kann also nach dem Austauschen der beiden Speicher- und Verlegewerkzeuge sofort ohne nennenswerte Wartezeiten erneut mit dem Verlegevorgang beginnen.

Nachdem der Kabelbaum vollständig verlegt ist, holt sich der Industrieroboter (1) im Werkzeugwechselmagazin (7) ein Abbindewerkzeug und bündelt die einzelnen Kabelstränge mit Kabelbindern.

Nachdem dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird der Kabel­ baum mit einem Greifer entnommen und an definierter Stelle abgelegt.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens beschrieben worden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen insbesondere in sog. Crimptechnik mittels einer mehrachsigen Positio­ niereinrichtung und insbesondere mittels eines Industrie­ roboters, den eine Steuereinheit steuert, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Schritte:

• a) Der Industrieroboter ergreift ein erstes Werkzeug, das Kabel aufnehmen, speichern, kontaktieren und verlegen kann,
• b) Der Industrieroboter übergibt das Werkzeug an eine Kabelkonfektioniereinrichtung,
• c) Der Industrieroboter entnimmt aus der Kabelkonfektio­ niereinrichtung ein gleichartiges Werkzeug, das bereits ein gespeichertes Kabel enthält, bei dem die Kabelenden mit Kontakten versehen sind, die sich an definierter Stelle befinden.
• d) Der Industrieroboter bewegt das Werkzeug zum Stecker­ gehäuse, steckt die Kontakte in das Steckergehäuse und verlegt das im Werkzeug gespeicherte Kabel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichern, das Verlegen und das Einschieben der Kontakte in Steckergehäuse mit einem Werkzeug erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Speicher- und Verlegewerkzeuge im Einsatz sind, und daß in der Zeit, in der der Industrieroboter ein Kabel mit einem Werkzeug verlegt, im zweiten Werkzeug bereits das nächste Kabel gespeichert und gegebenenfalls konfektioniert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelkonfektioniereinrich­ tung von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert wird, und daß die Länge und der Durchmesser des bereitzu­ stellenden Kabels sowie die Art der Kontakte, die an die Kabelenden angeschlagen werden, über die Steuerung frei programmmierbar sind.