DE4116316A1 - Verfahren zum anbringen eines kontaktelementes am ende eines isolierten leiters - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Konfektionierung von elektrischen Kabeln und Leitungen und ist im Zuge von auto­ matisierten Fertigungsabläufen anzuwenden, bei denen ein iso­ lierter Leiter an einem Ende einem Abisoliervorgang unterwor­ fen wird und nach einer Änderung der örtlichen Position des abisolierten Abschnittes des isolierten Leiters an den abiso­ lierten Abschnitt ein Kontaktelement angeschlagen wird. Der­ artige Fertigungsabläufe dienen vor allem zur Herstellung von Teilkabelbäumen, die später zu einem kompletten Kabelbaum zu­ sammengesetzt werden. Solche Kabelbäume werden u. a. für die elektrische Ausrüstung von Kraftfahrzeugen verwendet.

Die Herstellung von Teilkabelbäumen im automatisierten Ferti­ gungsablauf erfolgt in aller Regel in der Weise, daß ein iso­ lierter elektrischer Leiter von einem Speicher mit einer Vor­ schubeinrichtung axial abgezogen und bei ortsfest gegriffenem Kabelende gegebenenfalls unter Schlaufenbildung um eine vorbe­ stimmte Länge nachgeschoben und dann am hinteren Ende durch­ trennt wird. Anschließend werden ein oder beide Enden des iso­ lierten Leiters einem Abisoliervorgang unterworfen, der mit einer axialen Positionsveränderung des Leiterendes verbunden ist. Nachfolgend wird am abisolierten Ende des Leiters ein Kontaktelement angeschlagen. Zwischen dem Abisoliervorgang und dem Anschlagen des Kontaktelementes erfährt das jeweilige Ende des Leiters ebenfalls eine Änderung seiner örtlichen Position; hierbei handelt es sich in aller Regel um eine transversale Positionsänderung, also um eine Verschiebung in Querrichtung (EP 01 45 416 A2, DE 27 02 188 C2).

Bei der erwähnten Konfektionierung von isolierten Leitern auf Automaten kann es aufgrund von mechanischen Defekten oder von beim Abisoliervorgang hängengebliebenen Isolierstoffteilen vorkommen, daß einzelne Aderenden nicht abisoliert sind. Im weiteren Fertigungsablauf wird dann das Kontaktelement auf Isolierung angeschlagen, was einen späteren Funktionsausfall des entsprechenden Teilkabelbaumes zur Folge hat. Um solchen Ausfällen vorzubeugen, müssen fehlerhaft erfolgte Abisoliervor­ gänge durch eine geeignete Qualitätskontrolle sicher erfaßt werden.

Ausgehend von einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren so auszugestalten, daß es die Über­ wachung des Abisoliervorganges als einen integralen Bestandteil des Fertigungsablaufes enthält.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß während des Abisoliervorganges oder während der Änderung der örtlichen Position des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters mittels wenigstens eines als Licht­ vorhang ausgebildeten Durchmessersensors wenigstens ein für den Abisoliervorgang charakteristisches Meßsignal erzeugt wird und daß dieses Meßsignal mittels einer Meßelektronik zu einem Steu­ ersignal verarbeitet wird, das auf die automatisierte Schritt­ folge zur weiteren Bearbeitung des Leiterendes einwirkt.

Bei einem derart ausgebildeten Verfahren wird also mittels we­ nigstens eines Lichtvorhanges ein dem Durchmesser des dem Ab­ isoliervorgang unterworfenen Leiterendes proportionales Meß­ signal gewonnen und dieses Meßsignal zu einem Steuersignal auf­ bereitet. Die Art der Aufbereitung des Meßsignals hängt dabei u. a. davon ab, ob das Meßsignal bei der axialen Änderung der örtlichen Position des Leiterendes während des Abisoliervor­ ganges oder während der transversalen Positionsänderung des Leiterendes im Anschluß an den Abisoliervorgang erzeugt wurde.

Unabhängig von der Richtung der Positionsänderung ist es zweckmäßig, mittels des erzeugten Steuersignals in der Weise auf den automatisierten Fertigungsablauf einzuwirken, daß das Anschlagen des Kontaktelementes im Falle eines nicht abiso­ lierten Leiterendes unterbunden wird.

An sich ist es bekannt, zur Messung des Durchmessers eines langgestreckten, axial transportierten Gutes optische Meß­ köpfe zu verwenden, die mit einem vom langgestreckten Gut durchstoßenen Lichtvorhang arbeiten, wobei dem Meßkopf zur Auswertung der Meßsignale ein Mikroprozessor-System zugeordnet ist (DE-Z "Draht", 1987, Seite 397/398; DE 21 40 939). Weiterhin ist es bekannt, bei der automatischen Kontaktierung des Endes einer dreiadrigen Leitung die abgemantelten und abisolierten Leiterenden vor dem Anschlagen der Kontaktelemente einer Prüfstation zuzuführen, welche die richtige Lage der einzelnen Leiter optisch-elektrisch überprüft (DE 28 29 015). In diesem Zusammenhang hat man zur lagerichtigen Positionierung der abisolierten Aderenden auch schon vorgesehen, das Leitungs­ ende mit einer Lichtquelle zu beleuchten, deren Licht auf einen Lichtempfänger fällt, und das vom Lichtempfänger empfangene Licht einer Auswerteelektronik zuzuleiten. Bei Verarbeitung einer zweiadrigen Leitung kann dabei das entstehende Licht­ maximum als Ansprechwert verwendet werden (DE 25 42 743).

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Verfahren kann in der Weise praktiziert werden, daß das dem Abisoliervorgang unter­ zogene Ende des isolierten Leiters bei der Änderung seiner örtlichen Position transversal durch einen schmalen Lichtvor­ hang geführt wird, daß die Änderung des Ausgangssignals des Lichtvorhanges mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und daß aus dem Vergleichsergebnis das Steuersignal gewonnen wird. In diesem Fall wird ein Meßsignal erzeugt, das dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des Leiters und damit - im Falle eines fehlerfrei durchgeführten Abisolier­ vorganges - dem Durchmesser des Leiters direkt proportional ist.

Man kann das gemäß der Erfindung ausgebildete Verfahren aber auch in der Weise praktizieren, daß der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unterzogenen Ende axial durch einen Lichtvorhang oder transversal gleichzeitig durch wenigst­ ens zwei Lichtvorhänge geführt wird und daß zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens zwei Meßwerte registriert werden, von denen der erste Meßwert dem Durchmesser des isolierten Leiters und der letzte Meßwert dem Durchmesser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters zugeordnet ist oder umgekehrt. Bei axialer Führung des Leiterendes durch einen Lichtvorhang können beispielsweise in Abhängigkeit vom automatisierten Abisoliervorgang zwei Meßwerte erfaßt werden, man kann dann die Differenz der beiden Meßwerte bilden, den Differenzwert mit einem vorgegebenen Wert vergleichen und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal er­ zeugen. Eine andere Möglichkeit der Meßwerterfassung und -auswertung bei axialer Führung durch einen Lichtvorhang be­ steht darin, innerhalb einer Meßdauer, die durch den automa­ tisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, fortlaufend Meßwer­ te zu erfassen und jeweils die Differenz zweier aufeinander­ folgender Meßwerte zu ermitteln und diese Differenz mit einem vorgegebenen Meßwert zu vergleichen, sodann in Abhängigkeit von diesem Vergleich zunächst den Meßwert mit einer großen Differenz zum nachfolgenden Meßwert und danach den Meßwert mit einer sehr kleinen Differenz zum nachfolgenden Meßwert zu ermitteln und die Differenz dieser beiden Meßwerte mit einem vorgegebenen Vergleichswert zu vergleichen und danach in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal zu erzeugen.

Bei axialer Führung des Leiterendes durch einen Lichtvorhang kann aber auch in der Weise vorgegangen werden, daß innerhalb einer Meßdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, das Ausgangssignal des Lichtvorhanges zwei Meßsignalverstärkern zugeführt wird, von denen der eine ein reines Proportionalverhalten und der andere ein verzögertes Proportionalverhalten aufweist, daß ferner die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Meßsignalverstärker gebildet und die sich daraus ergebenden Impulse formiert und gezählt werden und daß abschließend aus einem Vergleich des Zählergeb­ nisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal gewonnen wird.

Sofern das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters transversal durch zwei Lichtvorhänge geführt wird, be­ steht die Möglichkeit, den für die Ermittlung des Steuersig­ nals erforderlichen Vergleichswert aus den Meßwerten selbst zu gewinnen. Hierzu wird die Änderung der Ausgangspegel der bei­ den Lichtvorhänge ständig überwacht und bei Auftreten einer Änderung ein aus einer Vielzahl von Einzelmessungen bestehender Meßzyklus eingeleitet, sodann wird im Verlauf des Meßzyklus die Differenz der Meßwerte des einen Lichtvorhangs überwacht und bei Unterschreiten eines Mindestwertes dieser Differenz werden die aktuellen Signalpegel der beiden Lichtvorhänge registriert, anschließend wird die Differenz der beiden re­ gistrierten Signalpegel gebildet und mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen, danach wird der Meßzyklus so lange fortgesetzt, bis die Differenz der aufeinanderfolgenden Meßwer­ te erneut einen Mindestwert unterschreitet, und dann wird in Ab­ hängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt.

Wenn man dagegen den Meßzeitraum mit Hilfe von Maschinensig­ nalen für den automatischen Transportvorgang des Leiters von der Abisolierstation zur Anschlagstation festlegen kann oder festlegen will, so empfiehlt es sich, innerhalb dieses Meß­ zeitraumes die Meßsignale der beiden Lichtvorhänge über einen Meßstellenumschalter nacheinander auf den Eingang eines Ver­ stärkers mit Proportionalverhalten zu geben, die Differenz der beiden verstärkten Signale zu erfassen, sodann die sich daraus ergebenden Impulse zu formieren und zu zählen und anschließend aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal zu gewinnen.

Nachfolgend werden sechs verschiedene Ausführungsbeispiele des neuen Verfahrens beschrieben. Dabei wird auf die Fig. 1 bis 13 Bezug genommen, von denen

die Fig. 1 bis 3 die Zuordnung von abisolierten Leiterenden zu Sensoren in Form von Lichtvorhängen zeigen,

die Fig. 4, 5 und 6 dasjenige Verfahren charakterisieren, bei dem für den Fall der axialen Füh­ rung des isolierten Leiters die Meß­ zeitpunkte durch geeignete Maschi­ nensignale festgelegt werden,

die Fig. 7, 8 und 9 ein Verfahren charakterisieren, bei dem die relevanten Meßzeitpunkte durch den Meßvorgang selbst festgelegt werden,

die Fig. 10, 11 und 12 ein Verfahren charakterisieren, bei dem bei transversaler Führung des abge­ setzten Leiterendes die Meßzeitpunkte durch den Ein- und Austritt des Leiter­ endes in bzw. aus einem einzigen Licht­ vorhang festgelegt werden und die

Fig. 13 ein Verfahren charakterisiert, bei dem bei transversaler Positionsände­ rung des abgesetzten Leiterendes sowohl der Meßbereich als auch die eigentlichen Meßzeitpunkte durch die Meßsignale selbst festgelegt werden.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Durchmesser­ sensor, der im wesentlichen aus dem Lichtsender 1 und dem Licht­ empfänger 2 besteht, wobei sich bei entsprechender Zuordnung des Senders und des Empfängers zwischen beiden der Lichtvorhang 3 ausbildet. Durch diesen Lichtvorhang kann ein isolierter Lei­ ter 10 in seiner Längsrichtung geführt werden. Dabei erhält man am elektrischen Ausgang des Sensors zwei unterschiedliche Meß­ signale, je nachdem ob sich der abisolierte Abschnitt 11 oder der isolierte Abschnitt 12 im Lichtvorhang befindet.

Gemäß Fig. 2 kann man das abisolierte Ende des Leiters 10 auch transversal durch den Lichtvorhang 3 führen. Bei Verwen­ dung nur eines Lichtvorhanges 3 ist dabei das Leiterende dem Lichtvorhang so zuzuordnen, daß dieser bei der transversalen Positionsänderung des Leiterendes von dem abisolierten Ab­ schnitt bzw. dem dem Abisoliervorgang unterworfenen Abschnitt 11 durchquert wird.

Gemäß Fig. 3 kann man bei transversaler Positionsänderung des Leiters 10 auch zwei Lichtvorhänge 3 und 4 verwenden, von de­ nen der eine mit dem abisolierten Abschnitt 11 und der andere mit dem nicht abisolierten Abschnitt 12 durchquert wird. Gegebenenfalls kann auch mit drei Lichtvorhängen gearbeitet werden, wenn beim Abisoliervorgang das eingeschnittene und ab­ zuziehende Isolierstück nicht vollständig vom isolierten Lei­ ter abgezogen wird, um ein Auffachen der feinen Drahte des Litzenleiters zu verhindern. In diesem Fall ist der durchge­ führte Abisoliervorgang dann eindeutig überprüfbar, wenn dem abisolierten Leiterstück, dem isolierten Leiter und dem nicht vollständig abgezogenen Isolierstück jeweils ein Lichtvorhang zugeordnet ist.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens arbeitet mit einer Sensoreinrichtung gemäß Fig. 1 und sieht zur Aus­ wertung der Meßsignale Maßnahmen vor, wie sie in den Fig. 4 bis 6 schematisch dargestellt sind.

Gemäß Fig. 4 ist der Sensoreinrichtung 1, 2 eine Auswerte­ einheit 20 nachgeordnet, die aus einer Auswerteelektronik 19 besteht und mit drei Anzeigeelementen Z sowie drei Bedien­ elementen B versehen ist und die von einem Abisolierautomaten Signale AB und AN aufnehmen und an eine nachgeordnete Station zum Anschlagen eines Kontaktelementes das Signal F abgeben kann.

Am Ausgang des Sensorsystems 1, 2 ergibt sich in Abhängigkeit von dem Abisoliervorgang der in Fig. 5 skizzierte prinzipielle Spannungsverlauf U_v. Dieser Spannungsverlauf ist stark von der Verschmutzung des Sensors durch Abrieb und Ölnebel ab­ hängig, die sich im laufenden Betrieb nicht vermeiden läßt. Die Spannung U_v sollte daher nicht direkt zur Auswertung her­ angezogen werden. Das Verfahren sieht demzufolge vor, für die Auswertung zwar die Meßsignale im Zustand AN (Abisoliervorgang noch nicht durchgeführt) und im Zustand AB (Abisoliervorgang beendet) heranzuziehen, aber diese beiden Meßsignale einer Differenzbildung zu unterwerfen. Durch die Differenzbildung werden die erwähnten Nachteile der Verschmutzung ausgeblendet.

Unter Einbeziehung der Steuersignale AN und AB aus der Abiso­ lierung Anschlagmaschine speichert die Auswerteeinheit 20 bei Meßbeginn denjenigen Signalpegel, der dem Zustand AN des iso­ lierten Leiters entspricht und bildet bei Meßende die Diffe­ renz zum Signalpegel im Zustand AB. Durch Festlegung von Fenstern (U_i größer U_o; U_i kleiner U_u; U_u kleiner U_i größer U_o) für zulässige und nichtzulässige Bereiche der Differenz­ spannung U_i wird ein Signal F zum Eingriff in die Maschinen­ steuerung erzeugt, das im Fehlerfall das Anschlagen eines Kon­ taktelementes verhindert.

Wenn das Differenzsignal zu klein ist bedeutet dies, daß das Ende des isolierten Leiters nicht abgesetzt wurde, es liegt also ein Fehler vor. Wenn das Differenzsignal innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, ist der Abisoliervorgang ordnungs­ gemäß durchgeführt worden. Ist das Differenzsignal dagegen zu groß, so ist der isolierte Leiter abgeschert worden, es liegt also ein Fehler vor.

Der prinzipielle Aufbau der Auswerteelektronik 19 ist in Fig. 6 dargestellt. Die dargestellte Schaltung arbeitet nach einem Differenzverfahren. Dabei wird bei jedem neu zugeführten iso­ lierten Leiter die Ausgangsspannung U der Sensoreinrichtung gemessen und über einen elektronischen Schalter S1 in einem Kondensator C gespeichert. Nach Beendigung des Abisoliervor­ ganges wird die am Plus-Eingang eines Operationsverstärkers OP anliegende Spannung durch Aktivieren des Schalters S2 mit dem vorher gespeicherten Signal im Zustand AN verglichen und über einen einstellbaren Schwellwertschalter SS ausgewertet. Wird hierbei eine durch einen Schwellwerteinsteller SE1 vorgegebene Mindestschwelle U_u erreicht, so ergibt die Signalauswertung das Signal "kein Fehler". Es empfiehlt sich hierbei, die Mindestschwelle im Hinblick auf den Fehler "nicht abgesetzt" abzugleichen. Um außerdem den Fehler "abgeschert" erkennen zu können, muß die Schaltung über die mit dem Schwellwerteinstel­ ler SE2 einstellbare Maximalwertschwelle U_o auf diesen Fehler abgeglichen werden. - Eine Verschmutzungserkennung VE ver­ gleicht den Signalpegel des Sensors mit einer mittels des Schwellwerteinstellers SE3 einstellbaren Schwelle und schaltet ggf. eine Warnlampe W an.

Das nachfolgend beschriebene zweite Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens benutzt ebenfalls eine Sensoreinrichtung ge­ mäß Fig. 1 und sieht zur Auswertung der Meßsignale Maßnahmen vor, wie sie sich aus den Fig. 7 bis 9 ergeben.

Die Sensoreinrichtung gemäß Fig. 1 liefert während eines kor­ rekt verlaufenden Abisoliervorganges einen Signalverlauf, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Dieser Signalverlauf ist durch einen Spannungssprung charakterisiert, der zwischen den Ma­ schinensignalen AN und AB auftritt. Demgegenüber zeigt Fig. 8 einen Signalverlauf für den Fall, daß das bearbeitete Leiter­ ende nicht abisoliert wurde. Bei diesem Signalverlauf fehlt der erwähnte Spannungssprung. Eine der Sensoreinrichtung nach­ geordnete Auswerteschaltung hat also die Aufgabe, den erwähnten Spannungssprung zu registrieren und auszumessen.

Mit Rücksicht auf Schwankungen des Meßsignals, die durch die Nichtlinearität der optischen Sensoreinrichtung und durch sich zwangsläufig ergebende Schwankungen des isolierten Leiters beim Durchlaufen des Sensors bedingt sind, wird im vorliegenden Fall nur die Meßdauer durch entsprechende Maschinensignale festgelegt, die für die Auswertung relevanten Meßzeitpunkte jedoch durch die Meßsignale selbst dynamisch festgelegt, und zwar unmittelbar vor und unmittelbar nach dem erwähnten Span­ nungssprung. Hierzu wird das Meßsignal differenziert und die sich ergebenden Steigungen ausgewertet. Das Festhalten des Meß­ wertes für den Isolationssignalpegel geschieht dann, wenn die Signalsteigung einen vorgegebenen Wert überschreitet. Analog dazu wird der Abisolationspegel festgehalten, wenn die Signal­ steigung einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Das Meßfenster, in dessen zeitlichem Verlauf der Sprung stattfinden muß, wird dabei durch zwei Maschinensignale gebildet.

Die Differenz der beiden festgehaltenen Meßwerte ergibt die Sprunghöhe, die ein Maß für einen korrekten Abisolationsvor­ gang ist. Der erhaltene Wert wird mit einem für alle Leiter­ querschnitte gültigen Mindestwert verglichen und liefert drei mögliche Aussagen:

• 1. Der Sprung liegt im Toleranzbereich des Mindestwertes; dies bedeutet: der isolierte Leiter wurde korrekt abisoliert.
• 2. Der Sprung liegt oberhalb des Toleranzbereiches; dies be­ deutet: der isolierte Leiter wurde abgeschert.
• 3. Der Sprung liegt unterhalb des Toleranzbereiches; dies bedeutet: die Leitung wurde nicht abisoliert.

Da der von der optischen Sensoreinrichtung abgegebene Signal­ pegel vom Verschmutzungsgrad der Optik abhängt, sinkt mit zu­ nehmender Verschmutzung die Höhe des Spannungssprunges. Dies führt bei Unterschreiten einer bestimmten Grenze zu Fehlaus­ wertungen. Daher ist es erforderlich, den Verschmutzungsgrad zu überwachen; dies erfolgt zweckmäßig ebenfalls mit einer Differenzmessung. Hierzu wird während eines Zyklus des Abiso­ lierautomaten der Signalpegel registriert, der dann erreicht wird, wenn der isolierte Leiter die Sensoreinrichtung verlas­ sen hat. Hat dieser Wert eine zu große Differenz zum maximal möglichen Signalpegel, so kann dies mittels der Auswerteein­ heit signalisiert und die Maschine solange gestoppt werden, bis die Optik der Sensoreinrichtung gesäubert wurde.

Die vorliegend beschriebene Meßsignalauswertung wird zweckmäßig mittels eines Mikrocomputers durchgeführt, der in der Lage ist, die schnellen analogen Meßsignale und gleichzeitig die notwendigen digitalen Steuersignale von und zum Abisolierauto­ maten zu verarbeiten. Außerdem kann ein solcher Baustein Zäh­ lerstände und Bedienerhinweise über eine Klartextanzeige aus­ geben und zeit- und ereignisgesteuerte Protokolle über Stück­ zahlen und Fehlerhäufigkeiten erstellen. - Eine funktionale Zuordnung der verschiedenen Elemente einer solchen Meßwertver­ arbeitung zeigt Fig. 9. Danach werden von der Sensoreinrich­ tung 1, 2 über den Meßsignalverstärker V analoge Meßsignale der elektronischen Auswerteeinheit 21 zugeführt, die mittels eines Mikrocomputers realisiert ist. Der Auswerteeinheit 21 werden weiterhin digitale Meßsignale vom Abisolierautomaten zugeführt und es werden von der Auswerteeinheit digitale Steuersignale F an den Abisolierautomaten gegeben. Weiterhin kann auf die Aus­ werteeinheit 21 mit Hilfe von Bedienelementen B eingewirkt wer­ den und die Auswerteeinheit 21 kann das Auswertergebnis auf An­ zeigeelementen Z zur Anzeige bringen oder mittels eines Proto­ kolldruckers D ausdrucken.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet eben­ falls mit einer Sensoreinrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Meßsignale zu Impulssignalen verarbeitet und die Anzahl der Impulse gezählt und mit einem Sollwert verglichen wird. Bei diesem Verfahren wird während der Meßpausen die am Lichtemp­ fänger 2 auftreffende Lichtmenge fortlaufend gemessen und mit einem Grenzwert verglichen. Bevor das Meßsignal infolge von Dejustierungen oder Verschmutzung soweit abgeschwächt wird, daß die Funktion der Abisolierüberwachung nicht mehr gewähr­ leistet ist, erfolgt eine Unterschreitung des Grenzwertes und die Auslösung eines Alarms.

Während einer definierten Meßzeit, die zweckmäßig durch ent­ sprechende Maschinensignale bestimmt ist, taucht das Meßobjekt senkrecht in den Lichtvorhang so tief ein, daß das abisolierte Ende des Leiters und der anschließende nicht abisolierte Ab­ schnitt sicher erfaßt werden. Durch das Eintauchen des Meßob­ jektes entsteht eine Teilabschattung am Lichtempfänger 2 in der Weise, daß sich das Schattenbild vollständig innerhalb der Vor­ hangbreite findet. Das Schattenbild besteht dabei aus dem Halb­ schatten oder dem Kernschatten. Zur Auswertung des sich ergeben­ den Meßsignals wird das Ausgangssignal des Empfängers 2 auf die Eingänge zweier Verstärkerschaltungen gelegt. Der eine Verstär­ ker hat dabei ein reines Proportionalverhalten, während der andere Verstärker das gleiche Proportionalverhalten aufweist, jedoch mit einer zeitlichen Verzögerung. Mittels einer nachge­ schalteten Differenz-Verstärkerschaltung wird die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Verstärker gebildet. Dabei ist der Verstärkungsfaktor so groß eingestellt, daß alle relevanten Durchmesseränderungen während der Meßzeit zu einem eindeutigen Impuls am Ausgang der Differenz-Verstärkerschaltung führen. Nachfolgend werden die sich ergebenden Impulse formiert, ge­ zählt und mit einem erwarteten Vorgabewert verglichen. Dieser Vorgabewert ergibt sich aus der zeitlichen Lage und der Dauer der Meßzeit. Beide Größen können fest vorgegeben oder wählbar sein.

Wenn es beim Durchdringen des Lichtvorhanges zu relevanten Durchmesseränderungen des Meßobjektes kommt, entstehen Zähl­ impulse in folgender zeitlicher Abfolge:

• a) beim Eintauchen des abisolierten Endes des isolierten Leiters in den Lichtvorhang und
• b) beim Eintauchen der Isolierhülle des nicht abisolierten Ab­ schnittes des isolierten Leiters.

In gleicher Weise entstehen Impulse bei der Rückwärtsbewegung des Meßobjektes. Handelt es sich um ein nur teilweise abiso­ liertes Leiterendestück, so entsteht bei der Vorwärts- und bei der Rückwärtsbewegung jeweils ein zusätzlicher Impuls.

Die Meßzeit kann in üblicher Weise gestartet werden, beispiels­ weise mittels Sensorüberwachung der mechanischen Vorschubein­ richtung des Prüflings oder mittels Sensorüberwachung der Posi­ tion des Meßobjektes oder mittels elektrischer Auswertung des zeitlichen Verlaufes des Empfängersignals. Das Ende der Meßzeit und die Rückstellung des Zählers erfolgen auf die gleiche Wei­ se wie der Start der Meßzeit oder durch die Vorgabe einer de­ finierten Meßzeit, die fest eingestellt oder wählbar sein kann. Mit der Festlegung von Meßstart und Meßende wird auch die Zahl der zu erwartenden Impulse festgelegt. Stimmt die gewählte Im­ pulszahl mit der erwarteten Zahl überein, so ist der Abisolier­ vorgang in der vorgesehenen Weise erfolgt. Stimmen die gewähl­ te Impulszahl mit der erwarteten Zahl nicht überein, so ist der Abisoliergang nicht ordentlich erfolgt oder das Leiterende ist abgeschert worden. In diesem Fall wird der im Rahmen des automatisierten Fertigungsablaufes vorgesehene nächste Arbeits­ schritt, nämlich das Anschlagen eines Kontaktelementes, unter­ bunden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird mit transversaler Führung des dem Abisoliervorgang unterworfenen Ende des iso­ lierten Leiters unter Verwendung eines einzigen Lichtvorhanges gearbeitet. Hierbei ist gemäß Fig. 10 eine Sensoranordnung entsprechend Fig. 2 vorgesehen, wobei die Sensoreinrichtung 1, 2 in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Führungsteilen 13 und 14 einer automatischen Fertigungsstation angeordnet ist. Der von der Sensoreinrichtung 1, 2 gebildete Lichtvorhang 3 ist dabei relativ schmal ausgelegt, um eine genügend große Verände­ rung des Meßsignals bei transversaler Hindurchführung des En­ des des isolierten Leiters 10, 11 zu erhalten. Durch die Schräg­ stellung des Lichtvorhanges ergibt sich eine längere Meßdauer.

Gemäß Fig. 11 liefert die Sensoreinrichtung 1, 2 einen Span­ nungs-Grundwert U₁, solange sich kein Leiter innerhalb des Lichtvorhanges 3 befindet. Dieser Spannungsgrundwert wird in einem Kondensator festgehalten und bildet den Referenzwert. Wird nun das dem Abisoliervorgang unterworfene Ende 10, 11 des isolierten elektrischen Leiters in Pfeilrichtung zwischen den Führungselementen 13 und 14 unter Durchdringung des Lichtvor­ hanges 3 hindurchgeführt, so kann durch den Abfall des Signal­ pegels der Sensoreinrichtung 1, 2 auf den Durchmesser des Leiter­ endes geschlossen werden. Die Auswertung der Abschattung er­ folgt dabei prozentual. In Abhängigkeit von der transversalen Bewegung des Leiterendes 10, 11 erhält man dabei ein Meßsignal, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Dabei bildet der Wert U₁ den Grundpegel, der Wert U₃ einen minimal zulässigen Signal­ pegel, während der Wert U₂ das eigentliche Meßsignal bildet.

Die Auswertung des Signalverlaufes erfolgt mittels einer Aus­ werteeinheit, wie sie schematisch in Fig. 12 dargestellt ist. Dabei sind folgende Schaltungselemente vorgesehen: die Sensor­ einrichtung 1, 2, ein Kondensator 22, ein Verstärker 23, eine Umschalteinrichtung 24 zur Anpassung der Auswerteeinheit an den jeweiligen Leiterdurchmesser, einen Schwellwertschalter 25, der auf die Maschinensteuerung 26 ein Steuersignal gibt, ein Sollwerteinsteller 27 für die maximal zulässige Verschmutzung der Sensoreinrichtung 1, 2, ein zugehöriger Schwellwertschalter 28 und eine Alarmeinrichtung 29. Die mit dem Element 24 vor­ gesehene Umschaltung bezüglich der Leiterdurchmesser kann gegebenenfalls auch durch die Maschinensteuerung 26 erfolgen.

Eine derart aufgebaute Auswerteeinheit reagiert auf eine unzu­ lässig hohe Verschmutzung der Sensoreinrichtung 1, 2 mit laufen­ der Fehleranzeige und ist somit eigensicher. Um jedoch unnötige Fehleranzeigen zu vermeiden, ist eine Kontrolle der Sensorein­ richtung auf Verschmutzung nötig. Hierzu wird der über den Kon­ densator 22 entkoppelte Grundwert des Meßsignals überwacht. Bei der Unterschreitung eines mit dem Sollwerteinsteller 27 einstellbaren Minimalwertes erfolgt ein optischer oder akust­ ischer Alarm oder es wird auf die Maschinensteuerung 26 zuge­ griffen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet mit einer Sensoreinrichtung gemäß Fig. 3, d. h. mit zwei Sensoren und mit transversaler Führung des Leiterendes. Dabei ergeben sich am Ausgang der beiden Sensoren Spannungsverläufe, wie sie in Fig. 13 dargestellt sind. Die Pegel der beiden Sensorspan­ nungen sind ungleich, wenn einer der beiden Sensoren vom abiso­ lierten Teil der Leitung passiert wird, der andere dagegen vom isolierten Teil. Wenn ein Leiterende die Sensoren durchläuft, das am Ende nicht abisoliert worden ist, sind die beiden Pegel der beiden Sensorspannungen idealerweise zu jedem Zeitpunkt identisch. Die der Sensoreinrichtung nachgeschaltete Auswerte­ einheit hat somit die Aufgabe, das Maximum der Pegeldifferenz zu ermitteln. Da die Lichtintensität einer Sensoreinrichtung in deren Mitte am stärksten ist, bewirkt ein transversal hin­ durchgeführter Leiter, dessen Durchmesser kleiner als der aktive Teil des Sensor ist, an dieser Stelle eine maximale Abschattung. Somit ist auch die entstehende Pegeldifferenz maximal, wenn sich das Meßobjekt in der Mitte der Sensorein­ richtung befindet.

Gemäß Fig. 13 weist der Signalverlauf U_ab bzw. U_is jedes einzelnen Sensors zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Meßobjekt in der Mitte der Sensoreinrichtung befindet, ein Minimum auf, d. h. die Steigung des Signalverlaufes ist gleich Null. Dieses Kriterium wird von der Auswerteeinheit dazu genutzt, um den Meßzeitpunkt zur Aufnahme des Differenzpegels zu bestimmen.

Der Meßzyklus läuft nun folgendermaßen ab: Zunächst befindet sich kein isolierter Leiter zwischen den bei­ den Sensoren, die beiden Ausgangspegel sind also maximal, gleich groß und ihre Steigungen sind gleich Null. Taucht nun das Ende eines einem Abisoliervorgang unterworfenen isolierten Leiters in die Lichtvorhänge ein, ergeben sich entsprechende Abschat­ tungen und die Signalpegel sinken. Die negative Steigung des Signalverlaufes wird registriert und startet zu einem Zeit­ punkt t_b den Meßzyklus.

Im weiteren Verlauf wird das Signal eines der beiden Sensoren überwacht. Stellt sich nun eine Steigung von nahezu Null ein, so ist das Leiterende in der Mitte beider Sensoren angelangt. Zu diesem Zeitpunkt tm werden die Signalpegel registriert und deren Differenz gebildet. Der so entstandene Meßwert wird mit einem Minimalwert verglichen, der für unterschiedliche Leiter­ querschnitte gültig sein kann. Der Vergleich kann zu folgen­ den Aussagen führen:

• 1. Die Pegeldifferenz ist kleiner als der Minimalwert, d. h. die Abisolierung ist fehlerhaft.
• 2. Die Differenz ist gleich dem Minimalwert, d. h. der Abisoliervorgang ist korrekt erfolgt.
• 3. Die Differenz ist größer als der Minimalwert, d. h. das Leiterende wurde abgeschert.

Anschließend wird das Meßsignal der Sensoren weiter überwacht und es wird geprüft, ob die Steigung des Signalverlaufes wieder Null wird. Ist dies der Fall, so hat der Leiter die Sensoreinrichtungen verlassen und der Meßzyklus wird beendet.

Da die maximale Pegeldifferenz, die es zu erfassen gilt, durch Verschmutzung der Sensoreinrichtungen reduziert wird, muß auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Verschmutzungsgrad über­ wacht werden. Dieser ist identisch mit dem Grundpegel jedes Sensors. Der günstigste Zeitpunkt zur Messung des Grundpegels der Signale ist am Ende eines Meßzyklus gegeben, wenn der Lei­ ter die Sensoren verlassen hat. Die beiden Grundpegel werden registriert und mit einem festgelegten Grenzwert verglichen. Unterschreitet der Grundpegel den Grenzwert, so muß die Aus­ werteeinheit dies signalisieren und gegebenenfalls die ange­ schlossene Maschine stoppen.

Der beschriebene Auswertevorgang läßt sich zweckmäßig mit einem Mikrocomputer realisieren, der die analogen Signale der Sensoren mittels A/D-Wandler digitalisiert und nach dem aufge­ zeigten Schema auswertet. Vorteilhaft ist, daß man mit einer solchen Auswerteeinheit auch serielle und parallele Schnitt­ stellen gleichzeitig realisieren kann, so daß das Sensorsystem zusammen mit der Auswerteeinheit in einen Konfektionierautoma­ ten integriert werden kann.

Ein letztes Ausführungsbeispiel arbeitet ebenfalls mit einer Sensoreinrichtung gemäß Fig. 3, also mit zwei Sensoren und transversaler Führung des Leiterendes. Sofern eine Teilabiso­ lierung der Leiterenden vorgesehen ist, kann auch hierbei mit drei Lichtvorhängen gearbeitet werden.

Die Auswertung des Meßsignals erfolgt in ähnlicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Abweichend davon ist vor­ gesehen, daß anstelle von zwei Verstärkern lediglich ein Ver­ stärker verwendet wird, dem jedoch ein unterbrechungsfreier Meßstellenumschalter vorgeschaltet ist, wobei die Ausgänge der beiden Sensoreinrichtungen auf den Meßstellenumschalter gelegt sind. Der Meßstellenumschalter legt zum Meßzeitpunkt in zeit­ licher Abfolge die Ausgangssignale der beiden Sensoreinrich­ tungen nacheinander auf den Verstärkereingang, wodurch sich der erwünschte Verzögerungseffekt ergibt. Sind nun die Durch­ messer der zwei bzw. drei geprüften Abschnitte des Meßobjektes unterschiedlich, so kommt es zum Zeitpunkt der Meßstellenumschal­ tungen zu gleichartigen Zählimpulsen wie beim dritten Ausfüh­ rungsbeispiel. Demzufolge müssen bei abisoliertem Leiterende ein Zählimpuls und bei teilabisoliertem Leiterende zwei Zähl­ impulse entstehen.

Beginn und Ende der Meßzeit werden auf die gleiche Art und Weise bestimmt wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Stimmen die gezählten Impulse mit der erwarteten Anzahl der Impulse überein, so ist der Abisoliervorgang ordentlich durchgeführt worden, anderenfalls nicht.

Claims (9)

1. Verfahren zum Anbringen eines Kontaktelementes an einem Ende eines kunststoffisolierten Leiters, bei dem das Ende des isolierten Leiters in einem automatisier­ ten Fertigungsablauf einem Abisoliervorgang unterworfen wird und bei dem nachfolgend nach einer Änderung der örtlichen Position des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters an dieses Ende ein Kontaktelement angeschla­ gen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Abisoliervorganges oder während der Änderung der örtlichen Position des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters (10) mittels wenigstens eines als Lichtvorhang ausgebildeten Durchmessersensors wenigstens ein für den durchgeführten Abisoliervorgang charakteristisches Meßsignal erzeugt wird und
daß dieses Meßsignal mittels einer Meßelektronik (10) zu einem Steuersignal (F) verarbeitet wird, das auf die automati­ sierte Schrittfolge zur weiteren Bearbeitung des Leiterendes einwirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters bei der Änderung seiner örtlichen Position transversal durch einen schmalen Lichtvorhang (3) geführt wird,
daß die Änderung des Ausgangssignals des Lichtvorhanges mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und
daß aus dem Vergleichsergebnis das Steuersignal gewonnen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dem Abisoliervorgang unterworfene Ende des isolierten Leiters axial durch einen Lichtvorhang oder transversal gleichzeitig durch wenigstens zwei Lichtvorhänge geführt wird und
daß zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens zwei Meß­ werte registriert werden, von denen der erste Meßwert dem Durchmesser des isolierten Leiters und der letzte Meßwert dem Durchmeser des dem Abisoliervorgang unterworfenen Endes des isolierten Leiters zugeordnet ist oder umgekehrt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der isolierte Leiter mit seinem dem Ab­ isoliervorgang unterzogenen Ende axial geführt wird,
daß in Abhängigkeit vom automatisierten Abisoliervorgang zwei Meßwerte erfaßt werden,
daß die Differenz der beiden Meßwerte gebildet und der Diffe­ renzwert mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird
und daß in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuer­ signal erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unter­ worfenen Ende axial geführt wird,
daß innerhalb einer Meßdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, fortlaufend Meßwerte erfaßt werden und jeweils die Differenz zweier aufeinanderfolgen­ der Meßwerte ermittelt und diese Differenz mit einem vorgegebe­ nen Vergleichswert verglichen wird,
daß in Abhängigkeit von diesem Vergleich zunächst der Meßwert mit einer großen Differenz zum nachfolgenden Meßwert und danach der Meßwert mit einer sehr kleinen Differenz zum nachfolgenden Meßwert ermittelt und die Differenz dieser beiden Meßwerte mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird
und daß dann in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der isolierte Leiter mit seinem dem Abisoliervorgang unterworfenen Ende axial geführt wird,
daß innerhalb einer Meßdauer, die durch den automatisierten Abisoliervorgang festgelegt ist, das Ausgangssignal des Lichtvorhangs zwei Meßsignalverstärkern zugeführt wird, von denen der eine ein reines Proportional-Verhalten und der andere ein zeitverzögertes Proportional-Verhalten aufweist,
daß die Differenz aus den Ausgangssignalen der beiden Meßsignalverstärker gebildet und die sich daraus ergebenden Impulse formiert und gezählt werden und
daß aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal gewonnen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters transversal durch zwei Lichtvorhänge geführt wird,
daß die Änderung der Ausgangspegel der beiden Lichtvorhänge überwacht und bei Auftreten einer Änderung ein aus einer Viel­ zahl von Einzelmessungen bestehender Meßzyklus eingeleitet wird,
daß im Verlaufe des Meßzyklus die Differenz der Meßwerte des einen Lichtvorhanges überwacht wird und bei Unterschreiten eines Mindestwertes dieser Differenz die aktuellen Signalpegel der beiden Lichtvorhänge registriert werden,
daß anschließend die Differenz der beiden registrierten Signal­ pegel gebildet und mit einem vorgegebenen Vergleichswert ver­ glichen wird,
daß danach der Meßzyklus so lange fortgesetzt wird, bis die Differenz der aufeinanderfolgenden Meßwerte erneut einen Mindestwert unterschreitet und
daß dann in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis das Steuersignal erzeugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dem Abisoliervorgang unterzogene Ende des isolierten Leiters bei der Änderung seiner örtlichen Position transversal durch zwei Lichtvorhänge geführt wird,
daß innerhalb eines durch die automatisierte Positionsänderung festgelegten Meßzeitraum die Meßsignale der beiden Lichtvor­ hänge über einen Meßstellenumschalter nacheinander auf den Eingang eines Verstärkers mit Proportional-Verhalten gegeben werden und die Differenz der beiden verstärkten Signale erfaßt und die sich daraus ergebenden Impulse formiert und gezählt werden und
daß aus einem Vergleich des Zählergebnisses mit einem vorgegebenen Wert das Steuersignal gewonnen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des erzeugten Steuersignals das Anschlagen des Kontaktelementes unterbunden wird.