EP0552144B1 - Vorrichtung zum zuführen und wechseln einer mehrzahl von kabeln - Google Patents
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- EP0552144B1 EP0552144B1 EP19900914677 EP90914677A EP0552144B1 EP 0552144 B1 EP0552144 B1 EP 0552144B1 EP 19900914677 EP19900914677 EP 19900914677 EP 90914677 A EP90914677 A EP 90914677A EP 0552144 B1 EP0552144 B1 EP 0552144B1
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- Y10T83/889—Tool with either work holder or means to hold work supply
- Y10T83/896—Rotatable wound package supply
- Y10T83/902—Plural supply sources
Definitions
- the invention relates to a device for feeding and changing a plurality of cables according to the preamble of claim 1.
- Such a device is known from DE-A-37 03 011.
- the cable changing and feeding unit and the laying tool are combined into one unit, which is positioned by a multi-axis positioning unit, for example an industrial robot. Since the summary of the cable change and feed unit and the laying tool the weight of the unit to be positioned by the industrial robot is comparatively large, a comparatively large and therefore expensive industrial robot is required for the positioning.
- the sequence of movements is hindered by the known device, since all cables run continuously from the cable storage to the robot hand. This means, for example, that the industrial robot cannot make 360 ° rotations, as this would "twist" the cables together.
- a device of another type is known from US Pat. No. 4,363,165.
- a so-called "capstan” drive is provided for each cable, in which the drive roller is detachably connected to a drive motor.
- the weight and the construction volume of this device are even greater than the weight and the construction volume of the device known from DE-A-37 03 011.
- DE-AS 1 299 336 a device for feeding a plurality of cables is known, in which a separate feed device is provided for each cable. Accordingly, this device is not suitable for operation with an industrial robot, but has its own two-axis positioning unit.
- the invention has for its object to provide a device for feeding and changing a plurality of cables, which can be used in connection with a relatively small and therefore inexpensive positioning unit.
- the object set according to the invention can be achieved in that a device for feeding and changing a plurality of cables according to the preamble of claim 1 is also assumed.
- the cable change and feed unit is arranged in a stationary manner and only the laying tool is positioned.
- the cable changing and feeding unit is connected to the laying tool via a flexible pipe.
- a cable is conveyed from the cable changing and feeding unit to the laying tool and back.
- the cable storage which can be, for example, a commercially available cable drum
- an intermediate storage is provided between the cable storage and the cable change unit for the cables cut in the laying tool and returned to the cable change unit by means of the drive roller.
- This inventive design allows undisturbed feeding, laying and subsequent changing of the cables.
- the flexible tube that connects the cable change and feed unit to the actual laying tool is a hose that is flexible to different diameters of the advanced cables. This means that cables of different diameters can be laid with the device according to the invention without the risk that a cut cable end "gets caught" in the connecting pipe.
- the intermediate store is a random material store in which, for example, the returned cable simply "sags".
- the development characterized in claim 4, according to which a straightening unit is provided between the cable storage and the cable change and feed unit, has the advantage that the cable, for example, rolled off a cable drum, can be easily pushed through the flexible tube by the straightening process.
- a monitoring unit for the feed of the cable is provided in the cable change and feed unit (claim 5), which, for example, in a manner known per se by detecting the number of revolutions of the drive or counter roller, the feed of the Cable measures. Furthermore, it is advantageous if, according to claim 6, the monitoring unit has two spaced-apart light barriers which check whether a cable is present or not. This makes it possible to pull the cut cable back so far that the cable end is positioned between the two light barriers.
- Fig. 1 shows a laying tool (1), which can be attached to a multi-axis positioning unit, not shown, for example an industrial robot, by means of an interchangeable flange (not shown in detail) and with a stationary cable changing and feeding unit (2) via a flexible hose (3) is connected.
- the laying tool (1) is a contacting tool which, in addition to guide and feed 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.
- 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 ) is displaceable 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 is driven by a Pneumatic cylinder (5) can be acted upon in the direction of the cable (6) to be conveyed.
- a 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 or clamping element (10) are provided for each cable, the function of which is explained below.
- the illustrated embodiment of a device according to the invention also has a straightening unit (8) for each cable, which is arranged between the actual cable changing and feeding unit (2) and a cable storage unit (12), which is designed, for example, as a cable drum.
- a cable (6) which is located in the laying or contacting tool (1), is laid and another cable is to be laid in the next laying process, the cable is first cut off in the tool with the cutting unit (1.1) provided for it. 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).
- 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.
- the return path of the cable (6) is controlled on the one hand via a rotary encoder attached to the rotating wheel (7) or on the conveyor roller (4.1) and on the other hand via two light barriers (9).
- the motor (4) is switched off. This ensures that the cable (6) is no longer in the supply hose (3), but completely within the cable change and supply unit (2).
- the locking mechanism (10) also ensures that the cable cannot slip out of the provision in the cable change and feed unit (2).
- the movable drive unit (2.1) with the electric motor (4) and the feed wheel (4.1) is moved linearly to the place where the desired cable is to be made available using the linear unit (11).
- the driven feed wheel (4.1) is lowered onto the provided cable using the pneumatic cylinder (5).
- the electric motor (4) 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).
- a cable change process then takes place as described above.
- the device according to the invention can be designed such that it is controlled by the control of the industrial robot or a special programmable logic controller can be fully automatically integrated into an automated harness production.
- the structure can differ from that of the exemplary embodiment described in individual cases. It is thus possible, for example, to provide a rotary unit instead of the linear unit 11 for moving the drive unit 4.1.
- the device for feeding and changing a plurality of cables can be used in connection with a relatively small and therefore inexpensive positioning unit.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 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 Positionierung ein vergleichsweise großer und damit teurer Industrieroboter erforderlich. Darüberhinaus ist der Bewegungsablauf 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.
- Eine Vorrichtung anderer Gattung ist aus der US-PS 4 363 165 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist für jedes Kabel ein sogenannter "Capstan"-Antrieb vorgesehen, bei dem die Antriebsrolle lösbar mit einem 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.
- Ferner ist aus der DE-AS 1 299 336 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.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln anzugeben, die in Verbindung mit einer relativ kleinen und damit kostengünstigen Positioniereinheit verwendbar ist.
- Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Überraschenderweise kann die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, daß weiterhin von einer Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegangen wird. Erfindungsgemäß ist jedoch erkannt worden, daß es nicht erforderlich ist, die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit gemeinsam mit dem eigentlichen Verlegewerkzeug mittels der mehrachsigen Positioniereinheit zu positionieren. Erfindungsgemäß wird vielmehr die Kabel-Wechsel- 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 erfindungsgemäpen Vorrichtung zu gewährleisten, ist die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit mit dem Verlegewerkzeug über ein flexibles Rohr verbunden. In diesem Rohr wird ein Kabel von der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit zum Verlegewerkzeug und zurück gefördert. Um das zurückgeförderte Kabel nicht wieder in den Kabelspeicher, der beispielsweise eine handelsübliche Kabeltrommel sein kann, überführen zu müssen, ist zwischen dem Kabelspeicher und der Kabel-Wechseleinheit ein Zwischenspeicher für die im Verlegewerkzeug abgeschnittenen und mittels der Antriebsrolle zur Kabel-Wechseleinheit zurückgeförderten Kabel vorgesehen.
- Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ist ein ungestörtes Zuführen, Verlegen und anschließendes Wechseln der Kabel möglich.
- Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 2 das flexible Rohr, das die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit mit dem eigentlichen Verlegewerkzeug verbindet, ein Schlauch ist, der flexibel auf unterschiedliche Durchmesser der vorgeschobenen Kabel ist. Damit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Kabel unterschiedlichen Durchmessers verlegt werden, ohne daß die Gefahr bestünde, daß sich ein abgeschnittenes Kabelende in dem Verbindungsrohr "verfängt".
- Eine besonders einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält man gemäß Anspruch 3 dadurch, daß der Zwischenspeicher ein Wirrgutspeicher ist, in dem beispielsweise das zurückgeförderte Kabel einfach "frei durchhängt".
- Die im Anspruch 4 gekennzeichnete Weiterbildung, gemäß der zwischen Kabelspeicher und Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit eine Richteinheit vorgesehen ist, hat den Vorteil, daß durch den Richtvorgang das beispielsweise von einer Kabeltrommel abgerollte Kabel problemlos durch das flexible Rohr vorgeschoben werden kann.
- In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn eine Überwachungseinheit für den Vorschub des Kabels in der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit vorgesehen ist (Anspruch 5), die beispielsweise in an sich bekannter Weise durch Erfassen der Umdrehungszahl der Antriebs- oder Gegenrolle den Vorschub des Kabels mißt. Darüberhinaus ist es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 6 die Überwachungseinheit zwei voneinander beabstandete Lichtschranken aufweist, die überprüfen, ob ein Kabel vorhanden ist oder nicht. Hierdurch ist es möglich, das abgeschnitte Kabel so weit zurückzuziehen, daß das Kabelende zwischen den beiden Lichtschranken positioniert ist.
- Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen 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:
-
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabel, und
- Fig. 2
- eine Aufsicht auf die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit.
- Fig. 1 zeigt ein Verlegewerkzeug (1), das mittels eines nicht im einzelnen dargestellten Wechselflansches an einer nicht gezeigten mehrachsigen Positioniereinheit, beispielsweise einem 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 Vorschubrollen eine Abläng- bzw. Schneideinheit (1.1) aufweist, die beispielsweise entsprechend der in der DE-A-37 03 011 beschriebenen Ablängeinheit ausgebildet sein kann.
- 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) mittels einer Linearverschiebeeinheit (11) verschiebbar ist. Die Antriebseinheit (2.1) weist eine von einem Motor (4) angetriebene Antriebsrolle (4.1) auf, die durch einen Pneumatikzylinder (5) in Richtung auf das zu fördernde Kabel (6) beaufschlagbar ist.
- 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 Lichtschranken (9) und ein Feststellmechanismus oder Klemmelement (10) vorgesehen, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
- Das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ferner für jedes Kabel eine mehrere "Richtrollen" aufweisende Richteinheit (8) auf, die zwischen der eigentlichen Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) und einem beispielsweise als Kabelfaß ausgebildeten Kabelspeicher (12) angeordnet ist.
- Im folgenden soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden:
- Wenn ein Kabel (6), das sich im Verlege- bzw. Kontaktierwerkzeug (1) befindet, verlegt ist, und im nächsten Verlegevorgang 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 zurückgefördert. 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.
- Die Rückförderstrecke des Kabels (6) wird zum 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 sichergestellt, daß sich das Kabel (6) nicht mehr im Zuführschlauch (3), sondern vollständig innerhalb der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) befindet. Durch den Feststellmechanismus (10) ist ferner sichergestellt, daß das Kabel nicht aus der Bereitstellung in der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) herausrutschen kann.
- Zum Einwechseln eines neuen Kabels in das Verlegewerkzeug (1) wird die bewegbare Antriebseinheit (2.1) mit dem Elektromotor (4) und dem Förderrad (4.1) mit Hilfe der Lineareinheit (11) zum Bereitstellungsort des gewünschten Kabels linear verfahren. Nach dem Erreichen der Position wird mit Hilfe des Pneumatikzylinders (5) das angetriebene Förderrad (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-Wechselvorgang entsprechend der vorstehenden Beschreibung.
- Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich sind. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgelegt werden, daß sie über die Steuerung des Industrieroboters oder eine spezielle speicherprogrammierbare Steuerung vollautomatisch in eine automatisierte Kabelbaum-Herstellung integriert werden kann.
- Selbstverständlich kann dabei im Einzelfall der Aufbau von dem des beschriebenen Ausführungsbeispiels abweichen. So ist es möglich, anstelle der Lineareinheit 11 zum Verfahren der Antriebseinheit 4.1 beispielsweise eine rotatorische Einheit vorzusehen.
- Die Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln kann in Verbindung mit einer relativ kleinen und damit kostengünstigen Positioniereinheit angewandt werden.
Claims (6)
- Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln,
mit einer Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2), die ortsfest angeordnete Gegenrollen (7) als Führungen für die einzelnen aus einem Kabelspeicher (12) geförderten Kabel (6) und den einzelnen Kabeln zugeordnete entarretierbare Klemmelemente (10) sowie eine bewegbare Antriebseinheit (2.1) mit einer Antriebsrolle (4.1) aufweist,
und mit einem Verlegewerkzeug (1), das von einer mehrachsigen Positioniereinheit positionierbar ist und eine Ablängeinheit (1.1) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) stationär angeordnet und mit dem Verlegewerkzeug (1) über ein flexibles Rohr (3) verbunden ist, und daß zwischen dem Kabelspeicher (12) und der Kabel-Wechseleinheit ein Zwischenspeicher für die im Verlegewerkzeug abgeschnittenen und mittels der Antriebsrolle (4.1) zur Kabelwechseleinheit zurückgeförderten Kabel (6) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Rohr ein Schlauch (3) ist, der flexibel auf unterschiedliche Durchmesser der vorgeschobenen Kabel (6) ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher ein Wirrgutspeicher ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kabelspeicher (12) und Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) eine Richteinheit (8) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungseinheit (9) für den Vorschub des Kabels in der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinheit (9) zwei voneinander beabstandete Lichtschranken aufweist.
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