DE3933291C1

DE3933291C1 - Electric cable alternating feeding arrangement for wiring tool - has buffer store between cable changeover and feed unit and storage chamber to return unused part to changeover unit

Info

Publication number: DE3933291C1
Application number: DE19893933291
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 7050 Waiblingen De Emmerich
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1991-04-18
Anticipated expiration: 2009-10-06

Abstract

The arrangement for the feeding of cables from alternate sources to a mobile work tool (1) has a cable changeover and feed unit (2), guide rollers (7), a cable storage chamber (12), clamping elements (10), and a mobile drive unit (2.1) with its drive wheel (4.1) and counter wheel (7). The cable changeover and feed unit (2) is arranged to be stationary, its connection with the mobile work tool (1) being via a flexible hose (3). An intermediate cable buffer store (9) is provided between the cable change-over and feed unit and the storage chamber (12) in order to return any unused part of a sequestered cable length to the cable changeover machine. Also, to straighten the cable before storage, a straightening unit (8) is provided. USE/ADVANTAGE - Can be used together with ind. robot for produn. of cable trees. By making only work tool positionable while changeover machine is stationary, several advantages including that of cost are obtained.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum wech selweisen Zuführen einer Mehrzahl von Kabeln zu einem Verlegewerkzeug gemäß den Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for selectively feeding a plurality of cables to one Laying tool according to the preamble of the claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-A-37 03 011 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Kabel- Wechsel- und Zuführeinheit und das Verlegewerkzeug zu einer Einheit zusammengefaßt, die von einer mehrachsigen Positioniereinheit, beispielsweise einem Industrieroboter positioniert wird. Da durch die Zusammenfassung der Kabel- Wechsel- und Zuführeinheit und des Verlegewerkzeugs das Gewicht der von dem Industrieroboter zu positionierenden Einheit vergleichsweise groß ist, ist für die Positionie rung ein vergleichsweise großer und damit teurer Indu strieroboter erforderlich. Darüberhinaus ist der Bewe gungsablauf durch die bekannte Vorrichtung behindert, da laufend sämtliche Kabel vom Kabelspeicher zur Roboterhand verlaufen. Damit kann beispielsweise der Industrieroboter keine 360°-Drehungen ausführen, da sich hierdurch die Kabel "miteinander verdrillen" würden.Such a device is from DE-A-37 03 011 known. In this known device, the cable Exchange and feed unit and the laying tool too summarized in a unit by a multi-axis Positioning unit, for example an industrial robot is positioned. Since the summary of the cable Exchange and feed unit and the laying tool Weight to be positioned by the industrial robot Unit is comparatively large for the positionie a comparatively large and therefore expensive ind training robot required. Furthermore, the Bewe supply process hindered by the known device, because continuously all cables from the cable storage to the robot hand run. This can be used, for example, by the industrial robot do not make 360 ° rotations, as this Would "twist" cables together.

Eine Vorrichtung anderer Gattung ist aus der US-PS 43 63 165 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist für jedes Kabel ein sogenannter "Capstan"-Antrieb vorgesehen, bei dem die Antriebsrolle lösbar mit einen Antriebsmotor verbunden ist. Durch diese Ausbildung der Vorschubeinheit ist das Gewicht und das Bauvolumen dieser Vorrichtung noch größer als das Gewicht und das Bauvolumen der aus der DE-A-37 03 011 bekannten Vorrichtung.A device of another type is from US-PS 43 63 165 known. With this device is for each cable a so-called "capstan" drive is provided, in which the Drive roller releasably connected to a drive motor is. This design of the feed unit is Weight and the volume of this device even larger than the weight and the volume of the DE-A-37 03 011 known device.

Ferner ist aus der DE-AS 12 99 336 eine Vorrichtung zum Zuführen einer Mehrzahl von Kabeln bekannt, bei der für jedes Kabel eine eigene Vorschubeinrichtung vorgesehen ist. Dementsprechend ist diese Vorrichtung nicht für den Betrieb mit einem Industrieroboter geeignet, sondern weist eine eigene Zwei-Achsen-Positioniereinheit auf.Furthermore, from DE-AS 12 99 336 a device for Feeding a plurality of cables known for each cable has its own feed device is. Accordingly, this device is not for the Operation with an industrial robot suitable, but points its own two-axis positioning unit.

Aus der DE-AS 11 13 740 ist eine Vorrichtung ähnlicher Gattung bekannt, bei der Drahtvorschubeinheiten für jede Kabelart getrennt vorgesehen und stationär angeordnet sind. Das Verlegewerkzeug ist gemäß dieser Druckschrift allerdings nur in vertikaler Richtung auf das Kabelbrett absenkbar, wobei der gewünschte Kabelverlauf durch hori zontale Bewegungen des Kabelbrettes erreicht wird.From DE-AS 11 13 740 a device is more similar Genus known in the wire feed units for each Cable type provided separately and arranged stationary are. The laying tool is in accordance with this document however only in a vertical direction on the cable board lowerable, the desired cable run through hori zontal movements of the cable board is achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum wechselweisen Zuführen einer Mehrzahl von Kabeln anzu geben, die in Verbindung mit einer relativ kleinen und damit kostengünstigen Positioniereinheit verwendbar ist.The invention has for its object a device to alternately feed a plurality of cables give that in conjunction with a relatively small and so that inexpensive positioning unit can be used.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.An inventive solution to this problem is in the patent Claim 1 specified. Developments of the invention are characterized in the subclaims.

Überraschenderweise kann die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, daß weiterhin von einer Vorrichtung zum wechselweisen Zuführen einer Mehrzahl von Kabeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausge gangen wird. Erfindungsgemäß ist jedoch erkannt worden, daß es nicht erforderlich ist, die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit gemeinsam nit dem eigentlichen Verlegewerk zeug mittels der mehrachsigen Positioniereinheit zu posi tionieren. Erfindungsgemäß wird vielmehr die Kabel-Wech sel- und Zuführeinheit stationär angeordnet und nur das Verlegewerkzeug positioniert. Um einen ordnungsgemäßen Vorschub von der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit zum Verlegewerkzeug bzw. nach Beendigung des Verlegevorgangs zurück bei beliebigen Stellungen dieser beiden Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu gewährleisten, ist die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit mit dem Verlegewerkzeug über ein flexibles Rohr verbunden. In diesen Rohr wird ein Kabel von der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit zum Verle gewerkzeug und zurück gefördert. Um das zurückgeförderte Kabel nicht wieder in den Kabelspeicher, der beispielswei se eine handelsübliche Kabeltrommel sein kann, überführen zu müssen, ist zwischen dem Kabelspeicher und der Kabel- Wechseleinheit ein Zwischenspeicher für den im Verlege werkzeug von den verlegten Kabel abgeschnittenen und mit tels der Antriebsrolle zur Kabel-Wechseleinheit zurückge förderten Teil des Kabels vorgesehen.Surprisingly, the one provided according to the invention Problem can be solved by continuing from one Device for alternately feeding a plurality of Cables according to the preamble of claim 1 will go. According to the invention, however, it has been recognized that it is not necessary to change the cable and Feed unit together with the actual laying plant with the multi-axis positioning unit to posi function. Rather, according to the invention, the cable change Sel and feed unit arranged stationary and only that Laying tool positioned. To a proper one Feed from the cable change and feed unit to Laying tool or after completion of the laying process back at any position of these two parts of the To ensure device according to the invention is the Cable changing and feeding unit with the laying tool connected via a flexible pipe. In this tube is a Cables from the cable change and feed unit to the installation tools and promoted back. To the returned Do not put the cable back into the cable storage, for example se can be a commercially available cable drum between the cable storage and the cable Exchange unit a buffer for the in the laying tool cut from the installed cables and with the drive roller to the cable exchange unit promoted part of the cable provided.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ist ein ungestör tes Zuführen, Verlegen und anschließendes Wechseln der Kabel möglich.This training according to the invention is undisturbed feeding, relocating and then changing the Cable possible.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 2 das flexible Rohr, das die Kabel-Wechsel- und Zuführein heit mit dem eigentlichen Verlegewerkzeug verbindet, ein Schlauch ist, der auch flexibel bezüglich unterschiedli cher Durchmesser der vorgeschobenen Kabel ist. Damit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Kabel unter schiedlichen Durchmessers verlegt werden, ohne daß die Gefahr bestünde, daß sich ein abgeschnittenes Kabelende in dem Verbindungsrohr "verfängt".It is particularly advantageous if, according to claim 2 the flexible pipe that is the cable change and feed unit connects to the actual laying tool Hose is flexible in terms of different The diameter of the advanced cables is. In order to can with the device according to the invention cable under different diameters are laid without the There is a risk that a cut cable end in "caught" the connecting pipe.

Eine besonders einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält man gemäß Anspruch 3 dadurch, daß der Zwischenspeicher ein Wirrgutspeicher ist, in dem beispiels weise das zurückgeförderte Kabel einfach "frei durchhängt".A particularly simple design of the invention Device is obtained according to claim 3 in that the Buffer is a random storage, in the example the returned cable simply "hangs freely".

Die im Anspruch 4 gekennzeichnete Weiterbildung, gemäß der zwischen Kabelspeicher und Kabel-Wechsel- und Zuführein heit eine Richteinheit vorgesehen ist, hat den Vorteil, daß durch den Richtvorgang das beispielsweise von einer Kabeltrommel abgerollte Kabel problemlos durch das flexi ble Rohr vorgeschoben werden kann.The training characterized in claim 4, according to the between cable storage and cable changing and feeding a straightening unit is provided, has the advantage that by straightening the example of a Cable drum unrolled cable easily through the flexi ble tube can be advanced.

In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn eine Überwachungs einheit für den Vorschub des Kabels in der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit vorgesehen ist (Anspruch 5), die bei spielsweise in an sich bekannter Weise durch Erfassen der Umdrehungszahl der Antriebs- oder Gegenrolle den Vorschub gemäß Anspruch 6 die Überwachungseinheit zwei voneinander beabstandete Lichtschranken aufweist, die überprüfen, ob ein Kabel vorhanden ist oder nicht. Hierdurch ist es mög lich, das abgeschnitte Kabel so weit zurückzuziehen, daß das Kabelende zwischen den beiden Lichtschranken positio niert ist.In any case, it is an advantage if a surveillance unit for feeding the cable in the cable change and feed unit is provided (claim 5), which at for example in a manner known per se by detecting the Number of revolutions of the drive or counter roller the feed according to claim 6, the monitoring unit two from each other has spaced light barriers that check whether a cable is present or not. This makes it possible Lich to pull the cut cable back so far that the cable end between the two light barriers positio is nated.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The invention is hereinafter without limitation of all general inventive idea based on execution play exemplary with reference to the drawing to the rest of the disclosure all of the invention not explained in detail in the text Details are expressly referred to. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehr zahl von Kabel, und Fig. 1 shows a cross section through an inventive device for feeding and changing a number of cables, and

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Kabel-Wechsel- und Zuführ einheit. Fig. 2 is a plan view of the cable change and feed unit.

Fig. 1 zeigt ein Verlegewerkzeug (1), das mittels eines nicht im einzelnen dargestellten Wechselflansches an einer nicht gezeigten mehrachsigen Positioniereinheit, bei spielsweise einen Industrieroboter, anbringbar ist, und das mit einer stationären Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) über einen flexiblen Schlauch (3) verbunden ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verlegewerkzeug (1) ein Kontaktierwerkzeug, das neben Führungs- und Vor schubrollen eine Abläng- bzw. Schneideinheit (1.1) auf weist, die beispielsweise entsprechend der in der DE-A-37 03 011 beschriebenen Ablängeinheit ausgebildet sein kann. Fig. 1 shows a laying tool ( 1 ), which can be attached by means of an interchangeable flange, not shown in detail, to a multi-axis positioning unit, not shown, for example an industrial robot, and with a stationary cable changing and feeding unit ( 2 ) via a flexible one Hose ( 3 ) is connected. In the exemplary embodiment shown, the laying tool ( 1 ) is a contacting tool which, in addition to guide and push rollers, has a cutting or cutting unit ( 1.1 ), which can be designed, for example, in accordance with the cutting unit described in DE-A-37 03 011 .

Die ortsfest angeordnete Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2), die in Fig. 2 in Aufsicht dargestellt ist, besteht aus einem Grundteil (2.2), auf dem eine Antriebseinheit (2.1) in Richtung eines Pfeils (2.3) (siehe Fig. 2) mit tels einer Linearverschiebeeinheit (11) verschiebbar ist. Die Antriebseinheit (2.1) weist eine von einem Motor (4) angetriebene Antriebsrolle (4.1) auf, die durch einen Pneunatikzylinder (5) in Richtung auf das zu fördernde Kabel (6) beaufschlagbar ist.The fixedly arranged cable changing and feeding unit ( 2 ), which is shown in top view in FIG. 2, consists of a base part ( 2.2 ) on which a drive unit ( 2.1 ) in the direction of an arrow ( 2.3 ) (see FIG. 2 ) by means of a linear displacement unit ( 11 ). The drive unit ( 2.1 ) has a drive roller ( 4.1 ) driven by a motor ( 4 ) which can be acted upon by a pneumatic cylinder ( 5 ) in the direction of the cable ( 6 ) to be conveyed.

In dem stationären Grundteil (2.2) der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) ist für jedes der zu fördernden Kabel (6) eine mitlaufende Gegenrolle bzw. ein mitlaufendes Rad (7) vorgesehen. Ferner sind für jedes Kabel zwei Licht schranken (9) und ein Feststellmechanismus (10) vorgese hen, deren Funktion weiter unten erläutert wird.In the stationary base part ( 2.2 ) of the cable changing and feeding unit ( 2 ), a rotating counter roller or a rotating wheel ( 7 ) is provided for each of the cables ( 6 ) to be conveyed. Furthermore, two light barriers ( 9 ) and a locking mechanism ( 10 ) are provided for each cable, the function of which is explained below.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Vorrichtung weist ferner für jedes Kabel eine mehrere "Richtrollen" aufweisende Richteinheit (8) auf, die zwi schen der eigentlichen Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) und einen beispielsweise als Kabelfaß ausgebildeten Kabelspeicher (12) angeordnet ist.The illustrated embodiment of a device according to the invention also has for each cable a plurality of "straightening rollers" having a straightening unit ( 8 ) which is arranged between the actual cable changing and feeding unit ( 2 ) and a cable storage device ( 12 ), for example a cable drum .

Im folgenden soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden:
Wenn ein Kabel (6), das sich im Verlege- bzw. Kontaktier werkzeug (1) befindet, verlegt ist, und im nächsten Verle gevorgang ein anderes Kabel verlegt werden soll, wird zunächst das Kabel im Werkzeug mit der dafür vorgesehenen Ablängeinheit (1.1) abgeschnitten. Anschließend wird das Kabel mittels der Fördereinrichtung, die von den Rollen (4.1) und (7) gebildet wird, durch geeignetes Ansteuern des Motors (4) entgegen der normalen Förderrichtung zu rückgefördert. Hierzu wird die Förderrolle (4.1) mittels des Pneumatikzylinders (5) an das Kabel (6) angestellt. Das zurückgeförderte Kabel (6) bildet zwischen Kabel- Wechsel- und Zuführeinheit (2) und der Richteinheit (8) eine Schlaufe (6.1), so daß es für einen späteren Einsatz zwischengelagert wird. The mode of operation of the device according to the invention is to be explained below:
If a cable ( 6 ), which is in the laying or contacting tool ( 1 ), is laid and another cable is to be laid in the next laying process, the cable in the tool with the intended cutting unit ( 1.1 ) is first cut off. The cable is then conveyed back against the normal conveying direction by means of suitable control of the motor ( 4 ) by means of the conveying device which is formed by the rollers ( 4.1 ) and ( 7 ). For this purpose, the conveyor roller ( 4.1 ) is placed on the cable ( 6 ) by means of the pneumatic cylinder ( 5 ). The returned cable ( 6 ) forms a loop ( 6.1 ) between the cable changing and feeding unit ( 2 ) and the straightening unit ( 8 ), so that it is temporarily stored for later use.

Die Rückförderstrecke des Kabels (6) wird zun einen über einen am mitlaufenden Rad (7) oder an der Förderrolle (4.1) angebrachten Drehgeber und zum anderen über zwei Lichtschranken (9) kontrolliert. Sobald die auf der Seite des Verlegewerkzeugs (1) angeordnete Lichtschranke (9) durch das zurückgezogene Kabel (6) nicht mehr gedämpft wird, wird der Motor (4) abgeschaltet. Hierdurch ist si chergestellt, daß sich das Kabel (6) nicht mehr im Zu führschlauch (3), sondern vollständig innerhalb der Kabel- Wechsel- und Zuführeinheit (2) befindet. Durch den Fest stellmechanismus (10) ist ferner sichergestellt, daß das Kabel nicht aus der Bereitstellung in der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) herausrutschen kann.The return path of the cable ( 6 ) is controlled first by a rotary encoder attached to the rotating wheel ( 7 ) or on the conveyor roller ( 4.1 ) and secondly by two light barriers ( 9 ). As soon as the light barrier ( 9 ) arranged on the side of the laying tool ( 1 ) is no longer damped by the retracted cable ( 6 ), the motor ( 4 ) is switched off. This ensures that the cable ( 6 ) is no longer in the hose ( 3 ), but completely within the cable change and feed unit ( 2 ). The fixed locking mechanism ( 10 ) also ensures that the cable cannot slip out of the provision in the cable change and feed unit ( 2 ).

Zum Einwechseln eines neuen Kabels in das Verlegewerkzeug (1) wird die bewegbare Antriebseinheit (2.i) mit dem Elek tromotor (4) und den Förderrad (4.1) mit Hilfe der Linear einheit (11) zum Bereitstellungsort des gewünschten Kabels linear verfahren. Nach dem Erreichen der Position wird mit Hilfe des Pneumatikzylinders (5) das angetriebene Förder rad (4.1) auf das bereitgestellte Kabel abgesenkt. Durch geeignetes Ansteuern des Elektromotors (4) wird das Kabel nach der Entriegelung des Feststellzylinders (10) durch den Schlauch (3) in das Verlegewerkzeug (1) eingeschoben. Nach dem Verlegevorgang erfolgt dann ein Kabel-Wechselvor gang entsprechend der vorstehenden Beschreibung.To replace a new cable in the laying tool ( 1 ), the movable drive unit ( 2. i) with the electric motor ( 4 ) and the feed wheel ( 4.1 ) with the help of the linear unit ( 11 ) move linearly to the location of the desired cable. After reaching the position, the driven conveyor wheel ( 4.1 ) is lowered onto the provided cable using the pneumatic cylinder ( 5 ). By suitably activating the electric motor ( 4 ), the cable is pushed into the laying tool ( 1 ) after the locking cylinder ( 10 ) is unlocked through the hose ( 3 ). After the laying process, a cable change operation takes place in accordance with the description above.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ lich die verschiedensten Modifikationen möglich sind. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgelegt werden, daß sie über die Steuerung des Indu strieroboters oder eine spezielle speicherprogrammierbare Steuerung vollautomatisch in eine automatisierte Kabel baun-Herstellung integriert werden kann.The invention is based on an exemplary embodiment game without limiting the general inventive concept kens, within which it goes without saying Various modifications are possible. In particular, the device according to the invention can be of this type be interpreted that they are controlled by the control of the Indu strieroboters or a special programmable logic controller Control fully automated in an automated cable construction can be integrated.

Selbstverständlich kann dabei im Einzelfall der Aufbau von dem des beschriebenen Ausführungsbeispiels abweichen. So ist es möglich, anstelle der Lineareinheit 11 zum Verfah ren der Antriebseinheit 4.1 beispielsweise eine rot atorische Einheit vorzusehen.Of course, the structure may differ from that of the exemplary embodiment described in individual cases. It is thus possible to provide, for example, a red atomic unit instead of the linear unit 11 for driving the drive unit 4.1 .

Claims

1. Device for alternately feeding a plurality of cables to a laying tool,
with a cable change and feed unit ( 2 ), the fixed counter rollers ( 7 ) as guides for the various from a cable storage ( 12 ), such as a cable drum, conveyed cable ( 6 ) and the individual cables assigned unlockable Clamping elements ( 10 ) for holding the cable in place, and has a movable drive unit ( 2.1 ) with a drive roller ( 4.1 ),
and with a laying tool ( 1 ) that can be positioned by a multi-axis positioning unit and has a cutting unit ( 1.1 ),
characterized in that the cable change and feed unit ( 2 ) arranged stationary and with the laying tool ( 1 ) is connected via a flexible tube ( 3 ), and that between the cable storage ( 12 ) and the cable change and Feed unit a buffer ( 9 ) is provided for the part of the cable ( 6 ) cut off from the laid cable in the laying tool and returned by means of the drive roller ( 4.1 ) for the cable changing unit.

2. Device according to claim 1, characterized in that the flexible tube is a hose ( 3 ) which is also flexible with respect to different diameters of the advanced cables.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate store is a random material store ( 6.1 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a straightening unit ( 8 ) is provided between the cable storage ( 12 ) and cable exchange and feed unit ( 2 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a monitoring unit for the feed of the cable in the cable change and feed unit is provided.

6. The device according to claim 5, characterized in that the monitoring unit two has mutually spaced light barriers.