DE4413577A1 - Vorrichtung und Verfahren zum vollautomatischen Konfektionieren von flexiblen, endlosen Einzeladern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum vollautomatischen Konfektionieren von flexiblen endlosen Einzeladern, Kabelbäumen, Steuerleitungen und derglei­ chen.

In allen Bereichen werden zunehmend elektrische Anlagen einge­ setzt. Diese bestehen aus einzelnen elektrischen Betriebsmit­ teln, die miteinander verbunden werden müssen. Je umfangreicher die elektrischen Anlagen werden, desto komplexer wird auch die erforderliche Verdrahtung mit Einzeladern oder Kabelbäumen.

Beispielhaft ist das Auto zu nennen, bei dem zunehmend mehr elektrische Bauteile zum Einsatz kommen, die miteinander über Adern verbunden werden müssen. Für die Verdrahtung sind eine Vielzahl von Verbindungsleitern unterschiedlicher Länge und un­ terschiedlichen Querschnitts erforderlich, welche häufig zu so­ genannten Aderbäumen zusammengefaßt werden. Mit steigender An­ zahl der Verbindungsleiter kann es leicht zu Verwechslungen kommen.

Die Herstellung der Verbindungsadern, also das Auswählen des richtigen Querschnitts, das Ablängen und das Bearbeiten der Aderenden erfordert einen hohen Arbeitsaufwand und eine hohe Sorgfalt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum vollautomatischen Konfektionieren von flexiblen Adern zu schaffen, so daß eine einfache, mobile und kostengünstige Konfektionierung von Einzeladern, Steuerleitun­ gen und Kabelbäumen ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung dadurch gelöst, daß eine Fördereinheit, ein Längendetektor, eine Ablängstation sowie ei­ ne Steuereinheit vorgesehen sind, wobei die Fördereinheit der Ablängstation Endlos-Ader von einem Vorrat in Abhängigkeit von von der Steuereinheit erzeugten Steuersignalen zuführt, und daß wenigstens eine Bearbeitungsstation zur Zurichtung von Aderen­ den für eine weitere Bearbeitung oder eine Kontaktierung der Aderenden vorgesehen ist, wobei der Steuereinheit verdrahtungs­ spezifische Daten, wie Querschnitt, Länge, Kennzeichnung, Art der Kontaktierung und Farbe der Ader, zur Steuerung des automa­ tischen Ablaufs eingebbar sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß in Abhängigkeit von verdrahtungsspezifischen Daten, wie Quer­ schnitt, Länge, Kennzeichnung, Art der Kontaktierung und Farbe der Ader, diese abgelängt wird und die Aderenden für eine wei­ tere Bearbeitung oder eine Kontaktierung zugerichtet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Lohn- und Materialkosten drastisch senken; die Lohnkosten beispielsweise um bis zu 75%. Fachkräfte, die bislang benötigt wurden, können bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vollständig entfallen, da die Vorrichtung vollautomatisch betreibbar ist.

So wird eine vollautomatische und damit kostengünstige Konfek­ tionierung der Endlos-Ader zu einzelnen spezifischen Ader­ stücken ermöglicht. Die Vorrichtung kann so kompakt und leicht ausgeführt werden, daß sie mobil einsetzbar ist. Eine einfache Bedienung ergibt sich dadurch, daß lediglich die verdrahtungs­ spezifischen Daten vorgegeben werden müssen. Die Eingabe der verdrahtungsspezifischen Daten kann beispielsweise über ein Terminal oder eine Diskette erfolgen. Bei der Konfektionierung kann eine Bearbeitung der Aderenden in mehreren Schritten er­ folgen. Insbesondere kann eine unterschiedliche Bearbeitung ei­ nes Aderanfangs und eines Aderendes eines abgelängten Ader­ stücks oder verschiedener Aderstücke erfolgen. So wird eine hohe Produktivität bei großer Flexibilität erreicht.

Beim Zurichten der Aderenden in einer Bearbeitungsstation ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Aderenden jeweils über eine vorgebbare Länge abisoliert werden. Dies ist für eine Kontak­ tierung meist erforderlich. Durch Vorgeben der Abisolierlänge kann leicht eine optimale Anpassung an verschiedene, zu verka­ belnde elektrische Betriebsmittel bzw. Bauelemente erfolgen.

Vorteilhafterweise wird in einer Bearbeitungsstation beim Zu­ richten der Aderenden ein angepaßtes Kontaktelement, wie ein Stecker, eine Buchse oder eine Aderendhülse, am Aderende, bei­ spielsweise durch Löten, Crimpen oder Anklemmen, befestigt. Die angebrachten Kontaktelemente ermöglichen ein schnelles An­ schließen der elektrischen Betriebsmittel vor Ort.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Bearbeitungsstation zum Abisolieren und die Bearbeitungsstation zum Befestigen eines Kontaktelementes als eine Baueinheit ausgebildet sind. So wird eine schnelle Bearbeitung und eine kompakte Bauweise der Vor­ richtung ermöglicht.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil wird dadurch erreicht, daß die Aderenden beim Zurichten in einer Bearbeitungsstation un­ verwechselbar gekennzeichnet, insbesondere beschriftet werden.

Dies erfolgt bevorzugt dadurch, daß Markierungsmittel am Ader­ ende befestigt werden, was insbesondere dadurch realisiert wird, daß ein Schrumpfschlauch bedruckt, dieser über das Ader­ ende gezogen und aufgeschrumpft wird. So ergibt sich eine ein­ fache Beschriftung der Aderenden, und es wird ein Verwechseln der Aderstücke beim Verkabeln einer elektrischen Anlage vermie­ den. Zudem wird durch das Aufschrumpfen die aufgedruckte Schrift in den Schrumpfschlauch eingebrannt und dadurch besonders haltbar. Gleichzeitig oder alternativ kann auch der Schrumpfschlauch zur Isolation eines am Aderende angeordneten Kontaktelementes auf dieses aufgeschrumpft werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist nach der Ablängstation ein Manipulator in Form eines Greifers vorgesehen, der das Aderende der jeweiligen Bearbeitungsstation zuführt. Dabei ist der Manipulator vorzugsweise so ausgebildet, daß er wahlweise ein erstes Aderende am Anfang oder ein zweites Aderende am Ende eines Aderstücks erfassen und den Bearbeitungsstationen zufüh­ ren kann. Hierdurch wird erreicht, daß nur ein Satz von Bear­ beitungsstationen vorgesehen sein muß, so daß die Vorrichtung zum Konfektionieren preisgünstig realisierbar ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß eine zweite Fördereinheit der Ablängstation nachgeordnet ist. Der Manipulator mit den Bearbeitungsstationen ist dann zwischen der Ablängstation und der zweiten Fördereinheit angeordnet. Nach Bearbeitung eines Aderanfangs wird die Ader dann durch den Manipulator der zweiten Fördereinheit zugeführt, um insbesonde­ re bei großen Aderlängen eine schnelle Förderung zu ermöglichen.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß beide Fördereinheiten syn­ chronisierbar sind, um eine gleichmäßige Förderung der Ader bis zu der Position, in der das Aderende abgeschnitten und zuge­ richtet wird, sicherzustellen.

Es ist vorgesehen, daß der Manipulator die Ader im Bereich ei­ nes Aderendes zum Zuführen erfaßt und daß dann vor dem Zuführen zu einer Bearbeitungsstation die Ader um eine bestimmte Länge in Richtung des Manipulators befördert wird. Hierdurch wird er­ reicht, daß der Manipulator die erforderliche Bewegungsfreiheit hat, um das Aderende einer Bearbeitungsstation zuführen zu kön­ nen.

Eine einfach zu realisierende Ausführungsform ergibt sich da­ durch, daß der Manipulator zwischen beiden Fördereinheiten an­ geordnet und als ein Greifer ausgebildet ist, der verdrehbar und zu der/den Bearbeitungsstation/en bewegbar ist.

In bevorzugter Ausgestaltung weist die Steuereinheit eine Schnittstelle zur Eingabe der verdrahtungsspezifischen Prozeß­ daten auf. Über diese Schnittstelle können die Daten dann mit­ tels eines Lesegerätes oder Eingabegerätes von einem Speicher­ medium, wie einer Diskette, auf dem sie zuvor abgespeichert wurden, eingelesen werden. Insbesondere ist eine zusätzliche Vernetzung (Rechnerkopplung) der Vorrichtung mit einer Rechner­ einheit zur Bestimmung der verdrahtungsspezifischen Daten für eine vorgebbare elektrische Anlage mit diskreten anzuschließen­ den Bauelementen vorteilhaft. Dabei weist die Rechnereinheit eine angepaßte Schnittstelle zur Ausgabe der Daten auf, so daß die Rechnereinheit mit der Vorrichtung zur Datenübertragung verbindbar ist. Bei der Rechnereinheit handelt es sich bevor­ zugt um ein E-CAD-System, das für eine vorgegebene elektrische Anlage mit fester räumlicher Anordnung einen optimalen Ver­ drahtungsplan erstellt und die zur Steuerung der Vorrichtung erforderlichen verdrahtungsspezifischen Daten für die einzelnen Aderstücke generiert. So wird eine On-line-Übertragung der Da­ ten über die Schnittstelle und damit eine besonders schnelle, vollautomatische und personalsparende Bereitstellung konfektio­ nierter flexibler Einzeladern ermöglicht.

Die Prozeß-Daten können auch vom E-CAD-System auf einer Disket­ te abgespeichert und im Rechner der Vorrichtung aufbereitet werden (OFF-line-Betrieb).

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung eines Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der Vorrichtung zum automati­ schen Konfektionieren nach dem Abschneiden eines Aderanfangs;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 beim Zurichten des Aderanfangs in einer ersten Bearbeitungsstation;

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 beim Zurichten des Aderanfangs in einer zweiten Bearbeitungsstation;

Fig. 4 und 5 die Vorrichtung nach Fig. 1 beim Weiterfördern der Ader nach dem Zurichten des Aderanfangs;

Fig. 6 die Vorrichtung nach Fig. 1 nach dem Abschneiden eines Aderendes;

Fig. 7 die Vorrichtung nach Fig. 1 beim Zurichten des Aderendes in der ersten Bearbeitungsstation; und

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Systems mit einer Vor­ richtung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum automatischen Konfektio­ nieren einer flexiblen Ader 2. Die Vorrichtung 1 weist eine er­ ste Fördereinheit 3, bestehend aus zwei Antriebswalzen, eine Ablängstation 4, einen Manipulator mit einem Greifer 5, Bear­ beitungsstationen 6, 7 und eine zweite Fördereinheit 9 auf.

Beide Fördereinheiten 3 und 9 bestehen jeweils aus zwei An­ triebswalzen, zwischen denen die Ader 2 einklemmbar ist. Die Antriebswalzen können zum Einklemmen und Halten oder Fördern der Ader 2 zueinander bewegt und zum Öffnen auseinander bewegt werden. An der ersten Fördereinheit 3 ist ein Drehimpulsmesser 10 zur Bestimmung der Förderlänge angeordnet. Dieser ist hier als ein Inkrementalgeber ausgebildet, der Impulse in Abhängig­ keit von einer Umdrehung einer Antriebswalze der Fördereinheit 3 abgibt. Die Impulse werden von einem nicht dargestellten Zäh­ ler gezählt.

Die Ader 2 wird von einem Vorrat 11 der Vorrichtung 1 zuge­ führt. In der Vorrichtung 1 wird sie von der ersten Förderein­ heit 3 zu der Ablängstation 4 gefördert. Diese ist hier als ei­ ne Abschneidestation ausgebildet. Fig. 1 zeigt einen Zustand, bei dem bereits ein Aderanfang als ein erstes Aderende 12 von der Ablängstation 4 abgeschnitten und mittels der Fördereinheit 3 bis zum Manipulator 5 gefördert wurde. Das erste Abschneiden des Aderendes 12 durch die Ablängstation 4 dient einer Kali­ brierung der Längenmessung durch den Drehimpulsmesser 10. Hier­ bei wird der Drehimpulsmesser 10 oder die Längenmessung auf Null gesetzt, und ab diesem Zeitpunkt erfolgt eine Messung der geförderten Aderlänge. Dieses Kalibrieren ist nur bei Einsetzen einer neuen Ader 2 erforderlich.

Der Manipulator ist hier in Form eines X-Y-Koordinaten­ transportsystems mit einer um ±180° drehbaren Greifereinheit ausgebildet. Der Greifer 5 ist in seiner Grundstellung in einer Flucht (im folgenden auch als Grundlinie bezeichnet) zwischen den Fördereinheiten 3 und 9 angeordnet. Er ist zwischen der Ab­ längstation 4 und der Fördereinheit 9 in Richtung der Ader 2 linear mittels einer Lineareinheit bewegbar. Zudem ist der Greifer um ±180° verdrehbar und senkrecht zu der Grundlinie zu den Bearbeitungsstationen 6 und 7 bewegbar. Der Greifer 5 weist eine Lichtschranke zur Detektion einer eingeführten Ader 2 auf.

Fig. 1 zeigt den Greifer 5 in seiner Ausgangsstellung in geöffnetem Zustand, wobei die Ader 2 mit dem Aderende 12 be­ reits in Richtung des Pfeiles 13 durch den Greifer 5 hindurch gefördert wurde. Anschließend schließt sich der Greifer 5, und die Fördereinheit 3 fördert die Ader 2 in Richtung des Pfeils 13 um eine einstellbare Vorschublänge weiter. Diese Vorschub­ länge ist erforderlich, damit der Greifer 5 einen ausreichenden Bewegungsspielraum hat, um das Aderende 12 nacheinander den Be­ arbeitungsstationen 6 und 7 zuführen zu können.

Anschließend dreht sich der Greifer 5 um 90° und führt das Aderende 12 der ersten Bearbeitungsstation 6 zu, wobei sich der Greifer 5 etwa senkrecht zur Grundlinie zur Bearbeitungsstation 6 bewegt. Hierbei wird das Aderende 12 in die Bearbeitungs­ station 6 eingesteckt. Dementsprechend hat der Greifer 5 die Ader 2 nicht direkt am Aderende 12, sondern etwas gegen die Förderrichtung 13 zurückversetzt ergriffen.

In der ersten Bearbeitungsstation 6 wird das Aderende 12 über eine einstellbare Länge abisoliert. Dies erfolgt pneumatisch. Hier wird ebenfalls das Aderende 12 gecrimpt, was bedeutet, daß eine nicht dargestellte Aderendhülse auf das abisolierte Ader­ ende 12 aufgesteckt und festgequetscht wird. Die Aderendhülsen entnimmt die Bearbeitungsstation 6 einem nicht dargestellten Vorrat. Das Crimpen erfolgt pneumatisch. Durch eine Licht­ schranke wird zusätzlich der abisolierte Leiter darauf kontrol­ liert, ob er vollständig abisoliert wurde oder nicht.

Nach Beendigung des Crimp-Vorgangs führt der Manipulator 5 das Aderende 12 der zweiten Bearbeitungsstation 7 zu. Dies erfolgt durch Zurückziehen des Aderendes 12 aus der Bearbeitungsstation 6, Drehen des Greifers 5 um 180° und Einstecken des Aderanfangs 12 in die Bearbeitungsstation 7, wie dies im Endzustand in Fig. 3 dargestellt ist.

Hier wird ein Schrumpfschlauch mittels eines Nadeldruckers (beides nicht dargestellt) bedruckt, auf das Aderende 12 aufge­ schoben, bis die gewünschte Position erreicht ist, und mit ei­ nem nicht dargestellten Heißluftgerät aufgeschrumpft. Im Aus­ führungsbeispiel wird jedes Aderende mit einer einem anzu­ schließenden Bauelement entsprechenden Bezeichnung zur Kenn­ zeichnung beschriftet.

Nachfolgend bewegt sich der Greifer 5 wieder auf die Grundlinie zurück und richtet die Ader 2 durch Zurückdrehen gerade, um das Aderende 12 der zweiten Fördereinheit 9 zuzuführen. Hierbei wird die Ader 2 gemäß Fig. 4 von dem Greifer 5 in Richtung des Pfeiles 14 zu der Fördereinheit 9 bewegt. Wenn das Aderende 12 die Fördereinheit 9 erreicht, schließt sich diese; dies bedeu­ tet, daß die Antriebswalzen zueinander bewegt werden, bis die Ader 2 zwischen diesen eingeklemmt ist.

Anschließend gibt der Greifer 5 die Ader 2 frei und fährt gegen die Förderrichtung gemäß Pfeil 15 in seine Ausgangsposition zu­ rück, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Fördereinheiten 3 und 9 fördern dann mit erhöhter Geschwindigkeit die Ader 2 weiter. Hierbei sind die beiden Fördereinheiten 3 und 9 synchronisiert, um eine gleichmäßige Förderung der Ader 2 zu gewährleisten. Die geförderte Aderlänge wird dabei mit Hilfe des Drehimpulsmessers 10 überwacht.

Nach Erreichen einer gewünschten Aderlänge werden die beiden Antriebseinheiten 3 und 9 gestoppt, der Greifer 5 erfaßt die Ader 2, die Antriebseinheiten 3 und 9 öffnen sich und die Ab­ längstation 4 schneidet die Ader 2 ab, wie in Fig. 6 darge­ stellt. Die Ader 2 wird beim Abschneiden nur vom Greifer 5 ge­ halten, so daß die gewünschte Länge des entstehenden Aderstücks 2′ möglichst genau eingehalten sind. Unter Aderstück 2′ ist hier die abgelängte Ader 2, also der herzustellende Draht oder das Leiterstück für eine Verdrahtung, zu verstehen.

Gleichzeitig mit dem Öffnen der Fördereinheit 3 wurde auch die Fördereinheit 9 geöffnet, so daß nach dem Abschneiden der Grei­ fer 5 die notwendige Bewegungsfreiheit hat, um ein entstandenes zweites Aderende 16 des Aderstücks 2′ nacheinander den Bearbei­ tungsstationen 6 und 7 zum Zurichten zuzuführen. Im Ausfüh­ rungsbeispiel wird das zweite Aderende 16 genauso wie das erste Aderende 12 zugerichtet, so daß sich eine Beschreibung erüb­ rigt. Fig. 7 zeigt, wie der Manipulator 5 das Aderende 16 der Bearbeitungsstation 6 zugeführt hat. Jedoch kann auch eine an­ dere Bearbeitung vorgesehen werden, indem beispielsweise Bear­ beitungsstationen ausgelassen oder andere angefahren werden. So ist es auch möglich, alle oder mehrere Bearbeitungsstationen auf einer Seite der Grundlinie hintereinander anzuordnen, die dann nacheinander angefahren werden.

Nach erfolgter Zurichtung des Aderendes 16 wird der Greifer 5 wieder in seine Neutralstellung zurückgedreht und in der Grund­ linie ausgerichtet. Anschließend schließt sich die Förderein­ heit 9, der Greifer 5 öffnet sich und das fertig konfektionier­ te Aderstück 2′ wird mittels der Fördereinheit 9 ausgegeben.

Der Greifer 5 fährt in seine Ausgangsstellung zurück, und das Konfektionieren der Endlos-Ader 2 für das nächste Aderstück be­ ginnt. Dafür werden die Antriebswalzen der Fördereinheit 3 wie­ der zueinander bewegt und die Ader 2 eingeklemmt. Es kann dann ein kurzer Vorschub des Aders 2 und ein sogenannter Nullschnitt zur Kalibrierung durch die Abschneidestation 4 erfolgen, wie bereits eingangs erläutert. Dies ist aber nicht unbedingt not­ wendig. Die Konfektionierung setzt sich dann, wie bereits be­ schrieben, fort.

Fig. 8 zeigt das bevorzugte funktionelle Zusammenwirken der Vorrichtung 1 zum Konfektionieren von flexiblen Endlos-Adern mit einem E-CAD-System 20. Die Steuerung der Konfektionierung erfolgt durch eine Steuereinheit, bestehend aus einer SPS-Steu­ erung 18 und einem Rechner 19 in der Vorrichtung 1.

Das CAD-System 20 errechnet und generiert Daten über eine zu verdrahtende elektrische Anlage mit der räumlichen Anordnung ihrer elektrischen Komponenten. Das CAD-System 20 berechnet dann den Verlauf und die erforderlichen verdrahtungsspe­ zifischen Daten erforderlicher Verbindungskabel in bezug auf die Geometrie der Betriebsmittel. Dies kann beispielsweise mit einem Computer-Programm erfolgen, das den Entflechtungs- und Verdrahtungsprogrammen für elektronische Schaltungen ähnlich ist (Leiterplattenentflechtungsprogramm).

Diese verdrahtungsspezifischen Daten, die beispielsweise den erforderlichen Querschnitt, die Länge, die Farbe, die Kenn­ zeichnung oder Beschriftung der Ader und erforderliche Kontakt­ elemente an den Enden 12, 16 festlegen, werden vom CAD-System 20 über eine Schnittstelle 21 des Rechners 19 der Vorrichtung 1 on-line übertragen. Die Schnittstelle 21 ist im Ausführungsbei­ spiel eine V-24 Schnittstelle. Statt dessen können die verdrah­ tungsspezifischen Daten vom CAD-System 20 auch in einer Datei auf eine Diskette abgespeichert und diese vom Rechner 19 der Vorrichtung 1 eingelesen werden. Alternativ oder ergänzend kann auch eine direkte Eingabe verdrahtungsspezifischer Daten in den Rechner 19 über eine nicht dargestellte Tastatur erfolgen.

Der Rechner 19 konvertiert die Prozeß-Daten des E-CAD-Systems 20 zur Weiterverarbeitung und generiert mit Hilfe eines Compu­ ter-Programms aus den verdrahtungsspezifischen Daten die erfor­ derlichen Steuerbefehle für die nachfolgende SPS-Steuerung 18. Diese nimmt die Meßwerte des Drehimpulsmessers 10 auf und steuert die Fördereinheiten 3, 9, die Ablängstation 4, den Greifer 5 und die Bearbeitungsstationen 6 und 7. Zudem über­ wacht die SPS-Steuerung 18 das Zurichten der Aderenden 12, 16 in den Bearbeitungsstationen 6, 7 und meldet eventuell auftre­ tende Fehler.

Durch die Kombination des CAD-Systems 20 mit der Vorrichtung 1 wird ein besonders effektives System zum automatischen Konfek­ tionieren von flexiblen Einzeladern für alle vorgegebene elek­ trische Anlagen geschaffen.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird nur ein einadri­ ges Ader 2 verarbeitet. Jedoch können genauso gut auch mehrad­ rige Kabel konfektioniert oder Kabelbäume gefertigt werden.

Nachfolgend wird der Steuerungsablauf in Einzelschritten be­ schrieben (hierbei wird teilweise die Bezeichnung Draht synonym für Ader verwendet und die zweite Fördereinheit als Auswurfein­ heit bezeichnet):
S1 Einzelader manuell in Antriebswalzen einlegen und Walzen schließen
X-Y-Koordinatentransportsystem ist in Grundstellung
Antriebe AUS,
S2 Betriebsart und Parameter in Bedienkonsole einstellen
Schnittstellenparameter eingeben und überprüfen
Parameter für Antriebe eingeben und überprüfen,
S3 System starten - Antrieb 1 (langsamer Drahtvorschub) läuft bis Lichtschranke Drahtende erkennt,
S4 Antrieb AUS - Nullschnitt durch Abschneideeinrichtung - Zähler für Drehimpulse nullen,
S5 Zählerstand ist 0000
Abschneideeinrichtung ist offen
Greifer geöffnet und in 0-Gradstellung
Antrieb langsamer Adervorschub EIN
Aktivierung des Impulszählers
Antrieb AUS, wenn Lichtschranke Drahtanfang erkannt hat oder vorgegebene Länge erreicht wurde,
S6 Drahtanfang ist erkannt/Vorgabelänge erreicht
Antrieb ist AUS
Greifer schließen,
S7 Greifer ist geschlossen - Walzenantrieb 3 öffnen
Transportsystem fährt zunächst in Position "Übergabe an Auswurfeinheit". Walzenantrieb 3 schließen - Transport­ system mit Ader in Position "Abisolieren" fahren,
S7.1 Transportsystem steht in Position "Abisolieren",
S7.2 Walzenantrieb 3 und Greifer sind geschlossen,
S7.3 Dreheinheit um +90° drehen,
==<<< Sprung von Schritt 24 nach Abarbeitung des Drahtanfangs (erstes Aderende) und nach Erreichen der Aderlänge,
S8 Dreheinheit ist auf +90° gedreht
Hubeinheit fährt in Bearbeitungsstation "Drahtanfang ab­ isolieren" und "Drahtanfang crimpen" (1 Arbeitszyklus in einer Station),
S9 Drahtanfang in Bearbeitungsstation "Abisolieren" erkannt
Start des Abisoliervorgangs
Überwachung des Abisoliervorgangs,
S10 Abisoliervorgang beendet
Hubeinheit fährt zurück,
S11 Hubeinheit ist zurück
Transportsystem fahren in Bearbeitungsstation "Beschrif­ ten"
Greifer dreht um 180°,
S12 Greifer hat 180° gedreht
Hubeinheit fährt vor in Bearbeitungsstation "Beschriften",
S13 Transportsystem ist in Position "Bezeichnen"
Greifer steht in +180° Stellung
Hubeinheit fährt vor in Station "Bezeichnen",
S14 Hubstation ist vorne zum Bezeichnen
Aufruf des Unterprogrammes "Aderendhülsen bezeichnen",
S15 Unterprogramm "Bezeichnen" ist abgearbeitet
Hubstation fährt zurück in Grundstellung,
S16 Hubstation steht in Grundstellung
Greifer auf 90° drehen,
S17 Greifer ist in 90° Stellung
Transportsystem ist in Stellung "Übernahme Drahtanfang durch Antrieb 2",
S18 Antriebswalzen von Antrieb 2 schließen
Greiferzange öffnen,
S19 Antriebswalzen geschlossen
Greifer ist offen,
==<<< Sprung zum Programmschritt 25, wenn Aderende fertig be­ arbeitet ist,
S19.1 Antrieb 1 und 2 synchronisieren und Antriebe starten (schneller Drahtvorschub mit Längenzählung)
Transportsystem fährt in Position "Abisolieren und Crim­ pen" zurück,
S20 Drahtlänge ist erreicht
Antriebe AUS,
S21 Antriebe sind AUS
Greifer steht in Stellung 90° und ist in Stellung "Abi­ solieren"
Greifer schließen,
S22 Greifer ist geschlossen
Antriebsrollen des Antriebs 2 öffnen
Draht abschneiden - Anschneidvorrichtung zu,
S23 Antriebsrollen sind geöffnet
Abschneidvorgang ist beendet
Aderanfang und Aderlängenmessung beendet
Rücksprung zur Bearbeitung des Aderendes,
S24 Transportsystem und Greifer stehen in Position "Abiso­ lieren und Crimpen"
Rücksprung auf Programmschritt 8,
S25 Walzen in Auswurfstation schließen - Greifer und Transportsystem fahren in Grundstellung zur Aufnahme des nächsten Aderanfangs,
S26 Greifer ist offen
Antrieb 2 starten bis Drahtende in Ablageeinrichtung ab­ gelegt ist,
S27 Draht ist ausgeworfen
Transportsystem und Greifer stehen in Grundstellung
Antriebswalzen Antrieb 2 öffnen
Drehimpulszähler nullen,
==<<< Rücksprung zu Schritt 3.

Mit diesem Steuerungsablauf ist es möglich, ein automatisches Konfektionieren des Aders 2 zu erreichen.

Die Vorrichtung 1 übernimmt insbesondere folgende Funktionen:

• - Ermittlung der Drahtlängen mittels rechnergestützter E-CAD-Systeme durch die Erfassung der X-Y-Koordinaten der jeweiligen Betriebsmittel einer elektrischen Anlage unter Berücksichtigung der Verdrahtungskanäle.
• - Ablängeinheit mit Schneidvorrichtung und elektronischem Zählwerk für das Abschneiden des Leiters nach dem Errei­ chen der Drahtlänge
• - automatische Abisolierung des Leiters an beiden Drahten­ den
• - automatisches Crimpen einer Aderendhülse mit isoliertem Kragen an beiden Drahtenden und Prüfeinrichtung auf exakte Quetschung der Hülsen
• - automatisches Beschriften des Leiters mittels einer Schrumpfschlauch-Beschriftungsstation an beiden Drahten­ den. Datenaustausch über Interface
• - Handlingseinheit zur genauen Positionierung des Leiters an den Bearbeitungsstationen mit Hilfe eines X-Y-Koordi­ natentransportsystems mit Greifeinheit
• - SPS-Steuerung mit Ein- und Ausgabebaugruppen, Kommunika­ tionsprozessoren und Positionierbaugruppen zur Steuerung der gesamten Anlage
• - Anschaltung der Vorrichtung 1 an ein E-CAD-System für die vollautomatische Fertigung variabler Längen von Adern. Die Verarbeitung erfolgt im direkten Datenaus­ tausch mit den vom CAD-generierten Klemmen- und Be­ triebsmittelverbindungsplänen. Die Ermittlung der jewei­ ligen Drahtlänge zwischen den einzelnen Komponenten wird automatisch durch ein Routing-Programm im CAD-System er­ zeugt und alle Parameter auf einer Diskette abgelegt. Diese Dateien werden dann in den Rechner der Vorrichtung 1 geladen und dort weiterverarbeitet.
• - ein Roboterarm mit Elektroschraubeinrichtung erfaßt den fertig konfektionierten Leiter und fährt aufgrund der bekannten X-Y-Koordinaten über das Betriebsmittel an die Stelle, an der die Ader angeschlossen werden muß. Durch eine hohe Auflösung der Geometrie ist es möglich, die Einzelader so exakt zu positionieren, daß ein vollauto­ matisches Einklemmen des Leiters am jeweiligen Betriebs­ mittel möglich ist (Erfassung 3D-Version).
• - Auswurfeinrichtung für den fertig konfektionierten Lei­ ter mit Auswurfrinne

Die Vorrichtung 1 ist ein leistungsfähiges, vollautomatisches Verdrahtungssystem, das sowohl als autarke Einheit als auch in Verbindung mit einem E-CAD-System flexible Einzeladern, insbe­ sondere von 0,5 mm² bis 2,5 mm², verarbeiten kann.

Durch die schnelle Bearbeitung wird der Verdrahtungsaufwand ei­ ner elektrischen Anlage auf ein Minimum reduziert. Stromlauf­ pläne bzw. Klemmenpläne sind für die Verdrahtung nicht mehr er­ forderlich, da die Verdrahtungspunkte für die jeweiligen Be­ triebsmittel anwenderfreundlich per Display angezeigt werden und zusätzlich jeder Leiter mit Start- und Zieladresse versehen ist, z. B. K 01.13 nach XS 02,34/1,5 mm² sw. Dies bedeutet, daß eine Verbindung vom Kontakt 13 des Schützes K 01 zur Klemme 34 der Klemmleiste XS 02 verlegt werden muß. Der Querschnitt ist in diesem Falle 1,5 mm² und die Ader hat die Farbe Schwarz. Die Länge des Leiters wird entweder durch das autarke Wegmeß­ system oder das CAD-System vorgegeben und im Datenspeicher der Vorrichtung 1 hinterlegt.

Die Vorrichtung 1 gestattet somit dem Benutzer, daß außer der enormen Zeiteinsparung auch eine Person, welche keine Vorkennt­ nisse in bezug auf die Verdrahtung einer elektrischen Anlage besitzt, fehlerfrei verdrahtet. Dieses System vereint alle Be­ arbeitungsmerkmale zur Herstellung einer Einzelader mit der einfachen Kompatibilität zur Anschaltung an übergeordnete E-CAD-Systeme.

In der Praxis generiert ein beliebiges CAE-System eine Datei (Parameterliste) im ASCII-Format. Aus Informationen der Verbin­ dungslisten, Klemmenlisten und dem Schaltschranklayout muß die­ ses System in der Lage sein, zu jeder Verbindung die Klemmenbe­ zeichnung von Start und Ziel, den Querschnitt, die Adernfarbe und Länge zu bestimmen. Voraussetzung hierfür ist der geometri­ sche Bezugspunkt einer Klemme, das heißt ob sich diese Klemme oben oder unten am Bauteil befindet. Nur mit dieser Information kann die optimale Verbindungsstrecke und Länge am CAE-System errechnet werden. Eine generierte Datei kann online über eine V24-Schnittstelle oder mit Hilfe einer Diskette dem CAW-System übertragen werden.

Nachfolgend aufgeführte Daten werden vom CAE-System zur Verfü­ gung gestellt:

• - Adernnummer
• - Klemmenbezeichnung 1
• - Klemmenbezeichnung 2
• - Adernlänge
• - Querschnitt
• - Adernfarbe

CAW-System

Ein Personal-Computer hat die Aufgabe, die Daten vom CAE-System für die Weiterverarbeitung aufzubereiten. Der PC liest die Da­ ten über eine Schnittstelle oder Diskette ein und führt diese einem Bearbeitungsprogramm zu. Die Rechnersoftware übernimmt die Fertigungskoordination, die Bedienerführung sowie die Steuerung des Beschriftungsmodules. Ablauf- und ereignisgesteu­ ert werden die selektierten Daten den jeweiligen Einheiten zur Verfügung gestellt.

Die PC-Software ermöglicht folgende Funktionen:

Automatikbetrieb:
- Online mit dem CAE-System: Adernfertigung direkt vom CAE-Platz.
- Datensatz bearbeiten: Eine vom CAE erzeugte Liste wird bearbeitet.
- Datensatz ändern: Korrekturmöglichkeit.

Manueller Betrieb:
- Einzeladern fertigen: Mit variabler Angabe sämtlicher Parameter.
- Adern bearbeiten: Einseitige Bearbeitung (z. B. Steuer­ kabel).

Sonderfunktionen:
- Adern ablängen
- Adern abisolieren
- Adern beschriften
- Adern crimpen

Datensatz erstellen:
- Neuen Datensatz erstellen: Ermöglicht die Adernfertigung ohne ein CAE-System.
- Datensatz bearbeiten, ändern.

Funktionsablauf:
Der PC ist über COM1 mit dem CAE-System, über COM2 mit der SPS und über LPT1 mit der Beschriftungseinheit verbunden. Über COM1 werden die Daten im ASCII-Format übertragen. Die Kommunikation mit der SPS wird über TTY mit Hilfe eines Treiberprogramms realisiert. Die für den Fertigungsablauf wichtigen Daten werden in einen Datenbaustein der SPS übertragen. Dem Druckwerk werden abhängig vom SPS Programm die Beschriftungsdaten über LPT1(PC) im ASCII-Format übertragen.

Ein Fertigungsablauf könnte folgendermaßen aussehen:

Weitere Funktionen sind zum Teil Unterfunktionen dieses Ablaufes oder modifizierte Bearbeitungen, welche dem gleichen Prinzip entsprechen.

Claims (22)

1. Vorrichtung zum automatischen Konfektionieren von fle­ xiblen, endlosen Einzeladern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fördereinheit (3), ein Längendetektor, eine Ab­ längstation (4) sowie eine Steuereinheit vorgesehen sind, wobei die Fördereinheit (3) der Ablängstation (4) eine Ader (2) von einem Vorrat (11) in Abhängigkeit von der Steuereinheit erzeugten Steuersignalen zuführt, und daß wenigstens eine Bearbeitungsstation (6, 7) zur Zurichtung von Aderenden (12, 16) für eine weitere Bear­ beitung oder eine Kontaktierung der Aderenden (12, 16) vorgesehen ist, wobei der Steuereinheit spezifische Da­ ten für eine Verdrahtung, wie Querschnitt, Länge, Kenn­ zeichnung, Art der Kontaktierung und Farbe der Ader (2), zur Steuerung des automatischen Ablaufs der Vorrichtung (1) eingebbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bearbeitungsstation (6) zum Abisolieren eines Aderendes (12, 16).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Bearbeitungsstation (6) zum Befestigen eines Kon­ taktelementes an einem Aderende (12, 16).

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Bearbeitungsstation (7) zum Kennzeichnen eines Aderendes (12, 16), insbesondere durch Befestigen von Markierungsmitteln.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Bearbeitungsstation (7) zum Auf­ schieben und Aufschrumpfen eines Schrumpfschlauches auf ein Aderende (12, 16).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Drucker zum Bedrucken des Aderendes (12, 16) oder des Schrumpfschlauchs.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Manipulator zum Zuführen eines Aderendes (12, 16) zu der/den Bearbeitungssta­ tion/en (6, 7) der Ablängstation (4) nachgeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise ein erstes Aderende (12) am Anfang oder ein zweites Aderende (16) am Ende eines Aderstücks (2′) der/den Bearbeitungsstation/en (6, 7) durch den Manipu­ lator zuführbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine zweite Fördereinheit (9) der Ablängstation (4) nachgeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Fördereinheiten (3, 9) synchronisierbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Manipulator zwischen beiden Fördereinheiten (3, 9) angeordnet ist und daß er einen Greifer (5) um­ faßt, der verdrehbar und zu der/den Bearbeitungssta­ tion/en (6, 7) bewegbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinheit eine Schnittstelle (21) zur Eingabe der verdrahtungsspezifischen Daten um­ faßt.

13. System zum automatischen Konfektionieren von flexiblen Einzeladern für elektrische Anlagen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Rechnereinheit zur Bestimmung von verdrahtungsspezifischen Daten für eine vorgebbare elek­ trische Anlage und eine Vorrichtung (1) nach Anspruch 12 vorgesehen sind und daß die Rechnereinheit die verdrah­ tungsspezifischen Daten über die Schnittstelle (21) an die Steuereinheit der Vorrichtung (1) überträgt.

14. Verfahren zum automatischen Konfektionieren von flexib­ len Einzeladern, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhän­ gigkeit von verdrahtungsspezifischen Daten, wie Quer­ schnitt, Länge, Kennzeichnung, Art der Kontaktierung und Farbe der Ader (2), diese abgelängt wird und deren Aderenden (12, 16) für eine weitere Bearbeitung oder ei­ ne Kontaktierung zugerichtet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zurichten das Aderende (12, 16) abisoliert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Zurichten ein Kontaktelement an dem Aderen­ de (12, 16) befestigt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zurichten das Aderende (12, 16) unverwechselbar gekennzeichnet, insbesondere beschrif­ tet, wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beschriften ein Schrumpfschlauch bedruckt, der Schrumpfschlauch über das Aderende geschoben und aufge­ schrumpft wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein zu fertigendes Aderstück (2′) am ersten Aderende (12) abgeschnitten wird, daß dann dieses Aderende (12) zugerichtet wird, daß dann das Aderstück (2′) am zweiten Aderende (16) abgeschnitten wird und daß dann dieses Aderende (16) zugerichtet wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Aderende (12, 16) mittels eines Manipulators der-/denselben Bear­ beitungsstation/en (6, 7) zum Zurichten zugeführt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Manipulator die Ader (2) im Bereich eines Aderendes (12, 16) zum Zuführen erfaßt und daß dann vor dem Zufüh­ ren der Ader (2) zu der/den Bearbeitungsstation/en (6, 7) die Ader (2) um eine bestimmte Länge zum Manipulator gefördert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß für eine vorgebbare elektrische An­ lage verdrahtungsspezifische Daten für Verbindungslei­ tungen zur Verdrahtung der Anlage mittels eines Compu­ ter-Programmes bestimmt werden und daß die Daten gespei­ chert werden.