Anwaltsakte: 56 851 XI EDAG GmbH & Co. KGaA.
Werkzeug, Anlage und Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kabelbäumen für vorzugsweise Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge.
Die EP 0 855 768 Bl offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums für Kraftfahrzeuge, bei dem elektrische Leitungen mittels eines Roboters aus einem Kabelbündel gezogen, entlang einer vorbestimmten Verdrahtungsbahn in einer Legeeinrichtung angeordnet und mit in der Legeeinrichtung angeordneten Anschlüssen des herzustellenden Kabelbaums durch Pressschweißen verbunden werden.
Die WO 02/49046 Al beschreibt ein Verfahren für die Herstellung von Kabelbäumen, bei dem ein mit einem Kabel-Greifwerkzeug bestückter Roboter die Kabel aus einem Magazin einzeln aufnimmt und in einer Legeeinrichtung nach einem vorgegebenen Legeplan ablegt und mit Anschlüssen des jeweiligen Kabelbaums durch Einstecken elektrisch verbindet. Der Vorgang wiederholt sich für jedes Kabel des Kabelbaums. Das Verfahren nutzt den Roboter in wirtschaftlicher Weise, da die im Magazin befindlichen Kabel schon konfektioniert sind und vom Roboter nur aufgenommen, verlegt und verbunden werden müssen. Für Serienfertigungen mit kurzen Taktzeiten ist jedoch eine weitere Effizienzsteigerung wünschenswert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die für die Herstellung von Kabelbäumen pro Kabelbaum erforderliche Zeit weiter zu reduzieren.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kabel-Greifwerkzeug - im folgenden Greifwerkzeug - für einen im Raum beweglichen Aktor eines Automaten, das einen an dem Aktor anbringbaren
Träger mit Greifern zum Halten mehrerer Kabel aufweist. Für jedes dieser Kabel sind wenigstens zwei Greifer vorgesehen, ein erster und ein zweiter Greifer für ein erstes Kabel
und ein dritter und ein vierter Greifer für ein weiteres, zweites Kabel. Vorzugsweise sind für jedes Kabel jeweils nur zwei Greifer vorgesehen. Wenn das Greifwerkzeug mit den Kabeln bestückt ist, hält jedes der wenigstens zwei Greiferpaare jeweils ein Kabel an seinen Kabelenden. Die Kabel sind vorzugsweise soweit konfektioniert, dass sie für das Verlegen keiner Bearbeitung mehr bedürfen. Insbesondere können die Enden der Kabel bereits als fertige Kontakte gebildet sein, so dass sie auf einfache Weise mit Anschlüssen des herzustellenden Kabelbaums verbunden werden können, vorzugsweise durch eine lineare Bewegung des Aktors längs nur einer Achse, beispielsweise durch Ein- oder Aufstecken in oder auf einen Gegenkontakt des jeweiligen Anschlusses. Die Kabel können zwischen den gehaltenen Enden am Greifwerkzeug geführt sein. Vorzugsweise bilden sie zwischen den sie haltenden Greifern Kabelschlaufen. Sie können insbesondere aufgrund ihres Gewichts in Form jeweils einer Kabelschlaufe zwischen den sie haltenden Greifern über zumindest einen Teil ihrer Längen frei durchhängen.
Da nach der Erfindung das am Aktor anbringbare Greifwerkzeug mit mehreren Kabeln bestückt werden kann, somit in begrenztem Umfang ein Kabelmagazin bildet, muss der Automat bei dem Verlegen nicht mehr für jedes Kabel zwischen einem externen Kabelmagazin und der Legeeinrichtung hin und her bewegt, beschleunigt und in Zeit raubenden Annäherungsmanövern verzögert werden. Ist das Greifwerkzeug erst einmal mit den Kabeln bestückt, bewegt der Automat den Aktor mit dem Greifwerkzeug zur Legeeinrichtung und verlegt dort die mehreren Kabel.
Die Greifer sind an dem Träger bewegbar angeordnet, so dass jeder der Greifer relativ zu dem Träger aus einer Vorhalteposition in eine Arbeitsposition bewegt werden kann, um mittels des jeweils in seiner Arbeitsposition befindlichen Greifers das von diesem Greifer gehaltene Kabel in der Legeeinrichtung gemäß eines Legeplans für den herzustellenden Kabelbaum anzuordnen. Der Lageplan wird einer Steuerung für den Automaten vorgegeben. Die Legeeinrichtung kann insbesondere als Legebrett gebildet sein, an dem entsprechend dem Legeplan Haltemittel für die Kabel des Kabelbaums angeordnet sind. Die Haltemittel beinhalten zumindest Anschlüsse und vorzugsweise auch Führungsmittel, beispielsweise Umlenkmittel, für die Kabel. Bei den Kabeln und entsprechend den Anschlüssen kann es sich
insbesondere um elektrische, zusätzlich oder stattdessen aber auch um beispielsweise Lichtleiter und optische Anschlüsse handeln.
Der Träger umfasst eine Verbindungsstruktur für seine Befestigung an dem Aktor. Der Automat ist vorzugsweise ein Roboter, beispielsweise ein Industrieroboter. Der Roboter kann beweglich oder wie bei Industrierobotern üblich ortsfest in einer Arbeitsstation angeordnet sein. Der Aktor ist in solchen Ausführungen ein Roboterarm, an dessen Ende das Greifwerkzeug mittels der Verbindungsstruktur anbringbar ist. Der Automat und die Verbindungsstruktur sind vorteilhafterweise dafür eingerichtet, dass der Automat das Greifwerkzeug automatisch andocken kann, der Automat also mittels des Aktors das Greifwerkzeug aufnimmt, automatisch am Aktor befestigt und, soweit vorhanden, einen Medienanschluss des Greifwerkzeugs mit einer Medienzuführung des Automaten verbindet. Über den Medienanschluss kann das Kabel-Greifwerkzeug beispielsweise mit elektrischer Energie, Steuersignalen oder einem Druckfluid versorgt werden.
Vorzugsweise nimmt der Automat nicht mittels des Greifwerkzeugs die Kabel, sondern das bereits mit den Kabeln bestückte Greifwerkzeug auf. Das Greifwerkzeug wird mittels einer Bestückungseinrichtung mit den Kabeln bestückt, vorzugsweise automatisch. Das Aufnehmen der Kabel in einer vorhergehenden Prozessstufe entlastet den Automaten, der Anteil der für das Verlegen in der Legeeinrichtung verfügbaren Zeit kann nochmals erhöht und die Auslastung des Automaten gesteigert werden. Das Greifwerkzeug kann grundsätzlich nur zum Halten von gleichzeitig zwei Kabeln eingerichtet sein. Bevorzugter ist es jedoch für das Halten von mehr als nur zwei Kabeln eingerichtet, weist also über den ersten, zweiten, dritten und vierten Greifer hinaus wenigstens noch einen fünften und sechsten Greifer, vorzugsweise der gleichen Art, zum Halten wenigstens eines dritten Kabels auf. In bevorzugten Ausführungen umfasst das Greifwerkzeug wenigstens acht und noch bevorzugter wenigstens zehn Paare von Greifern entsprechend den in den Ansprüchen spezifizierten Greifern.
Die Arbeitsposition kann für jeden der Greifer relativ zu dem Träger die gleiche oder stattdessen jeweils individuell eine andere sein. Die Greifer können am Träger derart bewegbar angeordnet sein, dass wahlfrei in beliebiger Reihenfolge jeder der Greifer oder die
Greifer in einer vorgegebenen Reihenfolge nacheinander in die einzige oder in stattdessen
unterschiedliche, gegebenenfalls für jeden der Greifer individuelle Arbeitsposition(en) bewegbar sind.
In einer ersten Ausführung sind die Greifer in zwei, gegebenenfalls auch mehr Gruppen unterteilt, wobei die Gruppen vorzugsweise disjunkt sind, die Greifer der jeweiligen Gruppen also nur in die Arbeitsposition der jeweiligen Gruppe bewegt werden können. Die Greifer einer der Gruppen sind jeweils in eine für diese Greifer gleiche, erste Arbeitsposition und die
Greifer einer anderen der Gruppen sind in eine für diese Greifer gleiche, von der ersten
Arbeitsposition beabstandete zweite Arbeitsposition bewegbar, entweder wahlfrei jeder der Greifer der jeweiligen Gruppe oder bevorzugt innerhalb der Gruppen in einer vorgegebenen
Reihenfolge.
In einer bevorzugten zweiten Ausführung sind die Greifer nacheinander, einer nach dem anderen, in die relativ zum Träger gleiche Arbeitsposition bewegbar angeordnet. Bevorzugt wird jeder der Greifer auch über die gleiche Vorhalteposition bewegt, d. h. auch die Vorhalteposition ist für jeden der Greifer die gleiche.
Die Kabel werden in allen Ausführungen mittels der Greifer vorzugsweise nur nahe bei ihren Enden gehalten, können zwischen ihren Enden aber geführt sein, vorteilhafterweise nur mittels einer Gleitführung und vorzugsweise nur punktuell. Die Gleitführung kann sie umgeben, sie können an der Gleitführung auch nur lose an einer Seite anliegen. Die Gleitführung sollte beim Verlegen der Kabel möglichst wenig Gleitwiderstand verursachen.
Vorteilhafterweise ist in sämtlichen Ausführungen eine Reihenfolge wenigstens in Bezug auf die gehaltenen Kabel vorgegeben, so dass zunächst diejenigen Greifer, die ein Kabel gemeinsam halten, gemeinsam oder vorzugsweise nacheinander in ihre Arbeitsposition und erst danach die Greifer, die das andere oder eines von mehreren anderen Kabeln halten, ebenfalls gemeinsam oder vorzugsweise nacheinander in ihre Arbeitsposition bewegt werden, um die Kabel nacheinander in der Legeeinrichtung anzuordnen. Werden die Kabel an ihren Enden gehalten, werden die Enden relativ zum Träger in die jeweilige Arbeitsposition bewegt und in dieser Position verlegt, beispielsweise unmittelbar mit einem Anschluss kontaktiert
oder zuvor über ein oder mehrere Führungsmittel, beispielsweise Umlenkmittel, der Legeeinrichtung geführt.
Die Greifer sind an dem Träger mittels eines Mechanismus angeordnet, der die Bewegung der Greifer aus jeweils der Vorhalteposition in die Arbeitsposition ermöglicht. Der Mechanismus ist entsprechend dem gewählten Bewegungsablauf ausgelegt, kann also die Greifer beispielsweise einzeln beweglich lagern. Bevorzugter umfasst der Mechanismus ein gemeinsames Transportmittel für mehrere der Greifer. Bei der genannten Gruppenbildung in der ersten Ausführung kann für jede der Gruppen ein eigenes Transportmittel vorgesehen sein. Bevorzugter ist nur ein Transportmittel gemeinsam für den ersten, zweiten, dritten und vierten Greifer vorgesehen. In solchen Ausführungen, insbesondere der ersten Ausführung, sind die wenigstens zwei Greifer pro Kabel am gleichen Transportmittel angeordnet. Bevorzugt umfasst das Greifwerkzeug für alle dem Halten von Kabelenden dienenden Greifer nur ein einziges, gemeinsames Transportmittel. Die Greifer können in Bezug auf die Richtung der Bewegung in die Arbeitsposition am Transportmittel hintereinander angeordnet sein in der Reihenfolge, in der sie nacheinander in die Arbeitsposition bewegt werden.
Das Transportmittel kann insbesondere um eine oder mehrere Achsen umlaufend bewegbar sein. Es kann als Rotor, beispielsweise Drehscheibe, gebildet sein, von der die Greifer oder nur die Greifer einer Gruppe abragen. Bevorzugter ist das Transportmittel ein flexibles Zugmittel, beispielsweise ein Zahnriemen oder eine Kette oder ein vergleichbares Zugmittel, das durch formschlüssigen, gegebenenfalls auch nur reibschlüssigen Antriebseingriff eine exakte Positionierung der Greifer in der Arbeitsposition und vorzugsweise auch in der Vorhalteposition gewährleistet.
In der ersten Ausführung kann an dem Träger für eine erste Gruppe der Greifer ein erster Mechanismus und für eine zweite Gruppe der Greifer ein zweiter Mechanismus angeordnet sein, derart, dass die dem ersten Mechanismus zugeordneten Greifer nacheinander in die für diese Greifer jeweils gleiche Arbeitsposition und die dem zweiten Mechanismus zugeordneten Greifer mittels des zweiten Mechanismus ebenfalls nacheinander in eine durch den zweiten Mechanismus vorgegebene, für die betreffenden Greifer jeweils gleiche Arbeitsposition bewegbar sind. Von Vorteil ist, wenn die dem ersten Mechanismus
zugeordneten Greifer in einer Sequenz alternierend mit den dem zweiten Mechanismus zugeordneten Greifern in die jeweilige Arbeitsposition, einmal in die durch den ersten Mechanismus und das andere Mal in die durch den zweiten Mechanismus vorgegebene Arbeitsposition bewegbar sind. Vorteilhafterweise weist der erste Mechanismus ein für die zugeordneten Greifer gemeinsames erstes Transportmittel und der zweite Mechanismus ein für die diesem Mechanismus zugeordneten Greifer gemeinsames zweites Transportmittel auf. Bei den Transportmitteln kann es sich jeweils insbesondere um ein Transportmittel der vorstehend genannten Art handeln.
Die Unterteilung in Gruppen ist vorzugsweise so gewählt, dass von den Greifern, die jeweils eines der Kabel halten, wenigstens zwei Greifer unterschiedlichen Gruppen angehören. Sind für n Kabel am Träger jeweils m Greifer angeordnet, und die Greifer insgesamt in k Gruppen unterteilt, beispielsweise indem für die Greifer jeder Gruppe ein gemeinsames Gruppentransportmittel vorgesehen ist, insgesamt k Transportmittel, wobei n, m und k jeweils gleich oder größer als 2 sind, dann enthält in bevorzugten Ausführungen wenigstens eine der k Gruppen für jedes der n Kabel wenigstens einen, bevorzugt nur einen seiner m Greifer. Noch bevorzugter weisen zwei der k Gruppen für jedes der n Kabel wenigstens einen, bevorzugt nur einen seiner m Greifer auf, so dass für jedes der n Kabel einer seiner m Greifer einer der k Gruppen und ein anderer der m Greifer des gleichen Kabels einer anderen der k Gruppen angehört und diese beiden Gruppen für jedes der n Kabel wenigstens einen seiner m Greifer enthalten.
Die Transportmittel sind in der ersten Ausführung an dem Träger in einem Abstand voneinander vorzugsweise nebeneinander angeordnet. Drehen oder laufen die Transportmittel jeweils um eine oder mehrere Achse(n) um, sind sie zueinander bevorzugt außenachsig angeordnet. Bevorzugt handelt es sich um zwei nebeneinander außenachsig zueinander angeordnete Zugmittel, an denen jeweils mehrere der Greifer angeordnet sind. Die Anordnung solcher Zugmittel ist bevorzugt ferner derart, dass die Zugmittel ein Wegstück nebeneinander in die gleiche Richtung angetrieben und dadurch die Greifer nacheinander in ihre Arbeitsposition bewegt werden. Im Falle der außenachsigen Anordnung der Zugmittel oder anders gebildeten Transportmittel überlappen die in Richtung auf die jeweilige Arbeitsposition bewegten Greifer des einen Transportmittels die in Richtung auf ihre
Arbeitsposition bewegten Greifer des anderen Transportmittels. Die überlappende Anordnung kann insbesondere so sein, dass jeweils ein Greifer des einen Transportmittels bei dieser Bewegung zwischen zwei in Vortriebsrichtung aufeinander nächst folgende Greifer des anderen Transportmittels ragt, so dass die beiden Gruppen von Greifern über ein Wegstück in Richtung auf die jeweilige Arbeitsposition in der Art von zwei Zahnrädern oder bevorzugter in der Art von Zahnstangen miteinander kämmen, vorzugsweise allerdings ohne einander zu berühren. Eine kämmende, d. h. überlappende Anordnung ergibt eine kompakte, Platz sparende Bauweise und vorteilhafterweise einen kurzen Abstand zwischen den aufeinander nächst folgenden Greifern, die gemeinsam jeweils das gleiche Kabel halten, so dass auch kurze Kabel von den Greifern gehalten werden können. Ein kurzer Abstand der jeweils in Richtung auf die Arbeitsposition bewegten Greifer kann auch ohne das Merkmal der Überlappung erzielt werden, allerdings vergrößert sich hierdurch der Platzbedarf am Träger und somit dessen Größe, da die Transportmittel voneinander in einem größeren Abstand angeordnet werden müssen. Zur Vermeidung allzu langer Kabelschlaufen kann es von Vorteil sein, wenn die Greifer an voneinander abgewandten Außenseiten der Transportmittel angeordnet sind, während sie nacheinander in die jeweilige Arbeitsposition bewegt werden.
Weist der Mechanismus als Transportmittel ein einziges oder mehrere umlaufende Zugmittel mit abragenden Greifern auf, ist oder sind die Arbeitsposition(en) bevorzugt in einem Umschlingungsbereich eines Umlenkmittels gelegen, in dem das Transportmittel um eine der Umlenkachse(n) läuft und vom Umlenkmittel radial gestützt wird. Die Greifer ragen vorzugsweise quer zu einer Drehachse ihres Transportmittels, im Falle eines Zugmittels quer zu der genannten Umlenkachse und im Falle eines Rotors quer zu dessen Drehachse, von dem Transportmittel ab, vorzugsweise radial, so dass sie in ihrer Arbeitsposition von ihrem Transportmittel frei vorragen.
Obgleich es grundsätzlich denkbar ist, dass die Greifer bei dem Verlegen der Kabel kontinuierlich in ihre Arbeitsposition und nach dem Verlegen des jeweiligen Kabels wieder aus der jeweiligen Arbeitsposition weiter bewegt werden, ist die Bewegung der Greifer vorzugsweise so getaktet, dass die Greifer ihre Arbeitsposition jeweils während eines dem Takt entsprechenden Zeitintervalls einnehmen, also jeweils über einen gewissen Zeitraum in der Arbeitsposition verharren.
Das Greifwerkzeug kann so eingerichtet sein, dass die Greifer in eine vertikale Richtung in die Vorhalteposition und aus dieser in die Arbeitsposition bewegt werden. Sind mehrere der Greifer oder bevorzugt alle Greifer an einem für die betreffenden Greifer gemeinsamen Transportmittel angeordnet, wie vorstehend diskutiert, können diese Greifer gemeinsam in einer zumindest im Wesentlichen vertikalen Ebene bewegbar auf dem Träger des Greifwerkzeugs angeordnet sein. Bevorzugter ist das Greifwerkzeug allerdings so eingerichtet, dass die Greifer in eine horizontale Richtung in die Vorhalteposition und aus dieser in die Arbeitsposition bewegt werden. Sind mehrere der Greifer oder bevorzugt alle Greifer an einem für die betreffenden Greifer gemeinsamen Transportmittel angeordnet, wie vorstehend diskutiert, können diese Greifer gemeinsam in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Ebene bewegbar auf dem Träger des Greifwerkzeugs angeordnet sein. Handelt es sich bei dem Transportmittel um ein umlaufendes Zugmittel oder einen Rotor, wären dessen Umlenkachsen oder Drehachse daher vorzugsweise zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Die Angaben beziehen sich auf die Ausrichtung des Greifwerkzeugs beim Verlegen der Kabel und vorzugsweise auch beim Bestücken mit den Kabeln.
In Weiterentwicklungen umfasst das Greifwerkzeug eine auf dem Träger angeordnete Separiereinrichtung für die Kabel. Bei vorteilhaft einfachem Greifwerkzeug bilden die Kabel Schlaufen zwischen ihren von den Greifern gehaltenen Enden, vorzugsweise hängende Schlaufen. Da eine vollständige Separation der Kabelschlaufen aufwendig wäre, besteht die Gefahr des Ineinanderfallens von Schlaufen. Die Separiereinrichtung ist so eingerichtet, dass sie verhindert, dass ein gerade zu verlegendes Kabel, das eine Schlaufe eines anderen Kabels umschlingt, bei seinem Verlegen an der umschlungenen Schlaufe so weit in Richtung auf die Greifer des umschlungenen Kabels gezogen werden kann, dass die umschlungene Schlaufe das Verlegen des umschlingenden Kabels ernsthaft behindert oder gar verhindert.
In einer Variante kann die Separiereinrichtung separat vom Greifwerkzeug am Aktor angeordnet sein.
In einer ersten Ausführung umfasst die Separiereinrichtung wenigstens einen Separierer zum Separieren wenigstens zweier Schlaufen. Die Separiereinrichtung kann ihre Funktion
grundsätzlich bereits mit nur einem einzigen Separierer erfüllen. Dieser einzige Separierer wäre in fester Zuordnung im Bereich der Vorhalteposition angeordnet, um die Schlaufe des jeweils in der Arbeitsposition befindlichen Kabels, dessen Ende von dem jeweils in der Arbeitsposition befindlichen Greifer gehalten wird, von der Schlaufe eines in Vortriebsrichtung der Greifer nachfolgenden Kabels zu trennen. Der Separierer ist zweckmäßigerweise zwischen einer Nichteingriffsposition, in der er den Transport der Kabel nicht stört, und einer Separierposition, in der er die Separation der Kabel im vorstehend erläuterten Sinne sicherstellt, hin und her bewegbar auf dem Träger oder separat vom Greifwerzeug am Aktor angeordnet.
Bevorzugter umfasst die Separiereinrichtung mehrere abgestimmt auf die Greifer bewegbare Separierer. Sie kann insbesondere wenigstens einen Separierer pro Kabel aufweisen, so dass für jedes aufnehmbare Kabel wenigstens ein Separierer vorhanden ist, der dieses Kabel von in Vortriebsrichtung folgenden, potentiell störenden Kabeln separiert.
Vorzugsweise ragt der einzige oder ragen die mehreren Separierer für die Separation quer zur Vortriebsrichtung der Greifer zwischen die Schlaufen vor. Der oder die Separierer ist oder sind jeweils vorzugsweise ein quer zur Vortriebsrichtung erstrecktes schlankes Element ohne Störkontur, an der sich die Schlaufen verfangen könnten. Der oder die Separierer kann oder können insbesondere einfach bolzen-, stift- oder stabförmig sein.
Umfasst die Separiereinrichtung mehrere Separierer, sind diese in bevorzugten Ausführungen abgestimmt auf die Greifer bewegbar und in Bezug auf die Richtung ihrer Bewegbarkeit voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise sind sie in die gleiche Richtung wie die Greifer, vorzugsweise synchronisiert mit diesen bewegbar. Die Separierer können insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zu den Greifern bewegbar sein.
Die Separiereinrichtung umfasst in bevorzugter Ausführung ein Separierer-Transportmittel, mit dem die mehreren Separierer verbunden und mittels dem die Separierer den Greifern nachführbar sind. Das Separierer-Transportmittel ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu dem oder einem von gegebenenfalls mehreren Greifer- Transportmitteln) bewegbar. Diese beiden Transportmittel können insbesondere so
angeordnet sein, dass die Greifer und die Separierer in voneinander beabstandeten, zueinander parallelen Ebenen bewegbar sind. Vorzugsweise ragen die Separierer quer zu ihrer durch das gemeinsame Separierer-Transportmittel vorgegebenen Vortriebsrichtung über das Separierer- Transportmittel vor, vorzugsweise von dem Separierer-Transportmittel ab. Das Separierer- Transportmittel ist vorteilhafterweise ein endlos um voneinander beabstandete Umlenkmittel laufendes, vorzugsweise formschlüssig und deshalb schlupffrei antreibbares Zugmittel, vorzugsweise eine Kette oder ein Zahnriemen. Die Separiereinrichtung umfasst einen Antrieb für das Separierer-Transportmittel, der vorzugsweise auf dem Träger des Greifwerkzeugs angeordnet ist, alternativ aber auch anderweitig am Aktor angeordnet und beim Aufnehmen des Greifwerkzeugs erst mit dem Separierer-Transportmittel gekoppelt werden kann. Ein Antrieb für die Greifer kann gleichzeitig auch den Antrieb der Separiereinrichtung bilden. Bevorzugter weist die Separiereinrichtung jedoch einen eigenen Antrieb zusätzlich zu einem Antrieb zum Bewegen der Greifer auf.
In einer zweiten Ausführung umfasst die Separiereinrichtung auf dem Träger des Greifwerkzeugs einen in Vortriebsrichtung der Greifer erstreckten ersten Kanal und einen neben dem ersten Kanal verlaufenden zweiten Kanal. Die Kanäle erstrecken sich unterhalb der Greifer und sind in Richtung auf die Greifer offen, so dass ein oder mehrere Schlaufenende(n) in dem ersten Kanal und ein oder mehrere andere(s) Schlaufenende(n) in dem zweiten Kanal aufnehmbar ist oder sind. Die Separiereinrichtung kann von den am Träger nicht bewegbar angeordneten, daher passiven Kanälen bereits gebildet werden, bevorzugter weist sie die Kanäle jedoch zusätzlich zu dem einzigen oder den mehreren aktiven, weil bewegten Greifer(n) auf.
Die Erfindung hat nicht nur das Greifwerkzeug als solches, sondern auch den Automaten mit dem Greifwerkzeug, ferner eine zumindest eine Arbeitsstation des Automaten beinhaltende Anlage und auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums zum Gegenstand.
Die Anlage umfasst den Automaten, ein erfindungsgemäßes Greifwerkzeug und eine mit Haltemitteln, nämlich zumindest Anschlüssen und vorzugsweise auch wenigstens einem
Führungsmittel bestückte Legeeinrichtung. Der Automat ist dazu eingerichtet, eine Gruppe
von Kabeln, die von dem Greifwerkzeug gehalten werden, dem Legeplan des Kabelbaums entsprechend in der Legeeinrichtung anzuordnen.
In einer Weiterbildung umfasst die Anlage ein weiteres erfindungsgemäßes Greifwerkzeug und noch bevorzugter mehrere weitere erfindungsgemäße Greifwerkzeuge. Der Automat kann jeweils wenigstens eines der Greifwerkzeuge aufnehmen. Die Greifwerkzeuge sind vorteilhafterweise bereits mit jeweils mehreren Kabeln bestückt, so dass der Automat nach einem Verlegen der von einem der Greifwerkzeuge gehaltenen Kabel dieses Greifwerkzeug abdocken und seinen Aktor nur an das jeweils nächste Greifwerkzeug andocken muss und anschließend das angedockte Greifwerkzeug unmittelbar zur Legeeinrichtung bewegen kann, um dort die vom Greifwerkzeug gehaltenen Kabel zu verlegen.
Die Anlage weist in einer Weiterbildung eine Bestückungseinrichtung auf, mittels der die Greifwerkzeuge automatisch mit jeweils einem Set von Kabeln bestückt werden. Die Kabel können innerhalb der Kabelsets gleich oder alternativ auch unterschiedlich sein, beispielsweise unterschiedliche Längen aufweisen. Die Kabel können auch von Set zu Set unterschiedlich sein. Die Greifwerkzeuge können untereinander gleich oder alternativ auch unterschiedlich sein, beispielsweise ein Greifwerkzeug für lange und ein anderes für kurze Kabel oder ein Greifwerkzeug für n und ein anderes Greiferkzeug für n + j Kabel, wobei n und j natürliche Zahlen sind. Die Steuerung des Automaten muss natürlich wissen, welches der unterschiedlichen Greifwerkzeuge angedockt ist und wie dessen Kabel verlegt werden müssen.
Die Greifer sind vorzugsweise Klemmgreifer und können insbesondere Greiferzangen sein, grundsätzlich aber auch andersartig relativ zueinander bewegliche Greiforgane aufweisen. Die
Greifer können jeweils in sich automatisch bewegbar sein, um jeden der Greifer ohne zusätzliche Einrichtungen öffnen und schließen zu können. Gegenüber solch aktiven Greifern wird jedoch einfacheren passiven Greifern der Vorzug gegeben. Die Greifer können jeweils
Greiforgane, vorzugsweise Klemmorgane, aufweisen, die zum Öffnen und Schließen, d. h. zum Halten und Loslassen eines Kabels, relativ zueinander beweglich sind. Passive Greifer können mittels einer Feder entweder in den geöffneten oder bevorzugt in den geschlossenen
Zustand belastet werden.
Die Greiforgane können beispielsweise Zangenarme sein. In derartigen Ausführungen ist wenigstens eines der Greiforgane schwenkbeweglich gelagert. Die Greiforgane können auch relativ zueinander nur linear beweglich sein, indem wenigstens eines von wenigstens zwei zusammenwirkenden Greiforganen linear beweglich gelagert ist. Eine bevorzugte Greiferausführung umfasst ein erstes Greiforgan, das linear beweglich gelagert ist, und ein damit zum Greifen zusammenwirkendes schwenkbewegliches zweites Greiforgan.
Bei Ausbildung der Greifer als passive Greifer ist entweder an dem Aktor oder an dem Träger des Greifwerkzeugs eine Betätigungseinrichtung angeordnet, mittels der die Greifer in ihrer Arbeitsposition automatisch betätigt, d. h. geöffnet oder geschlossen werden, um die Kabel zu verlegen und auch, um sie aufzunehmen. Das Wort "oder" wird hier wie auch sonst im Sinne der Erfindung in seiner üblichen logischen Bedeutung als "inklusiv oder" verstanden, umfasst also sowohl die Bedeutung von "entweder ... oder" als auch die Bedeutung von "und", soweit sich aus dem jeweiligen Zusammenhang nicht ausschließlich nur etwas anderes ergeben kann. Die Betätigungseinrichtung kann dementsprechend dazu eingerichtet sein, die Greifer durch Eingriff bis in die Arbeitsposition geschlossen zu halten und das Öffnen durch Lösen des Eingriffs zuzulassen oder die Greifer durch Eingriff im geschlossenen Zustand zu halten und ebenfalls durch Eingriff zu öffnen, eine Feder benötigen die Greifer dann nicht, oder wie bevorzugt die Greifer durch Betätigung nur zu öffnen. In Ausführungen, in denen für die Greifer am Träger mehrere unterschiedliche Arbeitspositionen vorgesehen sind, sind am Aktor oder dem Träger mehrere Betätigungseinrichtungen vorgesehen, nämlich jeweils eine Betätigungseinrichtung pro Arbeitsposition.
Um die Kabel mit einem Anschluss der Legeeinrichtung mechanisch zu verbinden, ist wenigstens ein Verbinder vorgesehen, entweder am Aktor oder am Träger des Greifwerkzeugs angeordnet. Der Verbinder ist der Arbeitsposition vorteilhafterweise fest zugeordnet. Sind mehrere unterschiedliche Arbeitspositionen vorgesehen, beispielsweise im Falle der genannten Gruppenbildung von Greifern eine Arbeitsposition pro Greifgruppe, ist für jede dieser Arbeitspositionen jeweils ein eigener Verbinder vorgesehen und nahe der jeweiligen Arbeitsposition angeordnet. Der einzige oder jeder der mehreren Verbinder ist vorzugsweise ein Verbinder-Greifer, der das jeweilige Kabelende des in seiner
Arbeitsposition befindlichen Greifers greift und mit dem Anschluss verbindet. Der einzige oder im Falle mehrerer Verbinder jeder dieser Verbinder ist relativ zum Träger und dem jeweils in seiner Arbeitsposition befindlichen Greifer vorzugsweise hin und her bewegbar, besonders bevorzugt linear bewegbar, um das Kabelende mit dem Anschluss zu verbinden. Die Abstimmung mit dem jeweiligen Greifer ist bevorzugt derart, dass der Verbinder das Kabelende greift, der betreffende Greifer das vom Verbinder gegriffene Kabelende freigibt und der Verbinder dann das Kabelende mit dem Anschluss mechanisch verbindet, wobei durch dieses Verbinden mit der gleichen Bewegung gleichzeitig eine elektrische oder optische Verbindung mit dem Anschluss hergestellt wird.
Optional kann eine Fixiereinrichtung am Träger des Greifwerkzeugs oder separat vom Greifwerkzeug am Aktor angeordnet sein, mittels der jeweils der in der Arbeitsposition befindliche Greifer fixiert bzw. stabilisiert wird. Die Fixiereinrichtung umfasst hierfür wenigstens ein Fixierglied, das mit dem in der Arbeitsposition befindlichen Greifer formschlüssig in Eingriff gebracht wird, um den jeweiligen Greifer in der Arbeitsposition zu fixieren und zu stabilisieren.
Das Kabel-Greifwerkzeug kann um eine oder mehrere der genannten Funktionskomponenten für das Verlegen der Kabel ergänzt sein, also die Betätigungseinrichtung oder den Verbinder, eine Führungseinrichtung zum Führen des gerade zu verlegenden Kabels oder eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des jeweils in der Arbeitsposition befindlichen Greifers umfassen. In alternativen Ausführungen sind die für das Verlegen erforderlichen Funktionskomponenten an einem vom Kabel-Greifwerkzeug separaten Verlegewerkzeug vorgesehen, also separat am Aktor angeordnet. Ein Vorteil solch einer Aufgabenteilung ist, dass die Kosten gesenkt werden können, da das gleiche Verlegewerkzeug mit mehreren Greifwerkzeugen der gleichen Art zusammen wirken kann, die für die Herstellung des Kabelbaums nacheinander vom Aktor aufgenommen werden. Das separate Verlegewerkzeug kann grundsätzlich auch mit Greifwerkzeugen unterschiedlicher Art zusammenwirken, beispielsweise nacheinander bei der Herstellung des gleichen Kabelbaums oder der Art nach unterschiedlicher Kabelbäume. Es ist auch denkbar, eine oder mehrere Funktionskomponente(n) für die Verlegung an einem separaten Verlegewerkzeug und eine oder mehrere andere Funktionskomponente(n) für die Verlegung an dem Greifwerkzeug
vorzusehen. Die Anordnung von für das Verlegen erforderlichen Funktionskomponenten am Greifwerkzeug erhöht zwar dessen Komplexität und auch dessen Anschaffungskosten, da im Allgemeinen mehrere Greifwerkzeuge am Ort der Anlage zum Einsatz gelangen und die für das Verlegen erforderlichen Funktionskomponenten daher mehrfach vorzusehen wären. Andererseits können Greifwerkzeuge, die jeweils mit allen für das Verlegen erforderlichen Komponenten ausgestattet sind, vom Aktor rascher aufgenommen und abgelegt werden als Greifwerkzeuge, bei deren Aufnahme und Abgabe das bereits am Aktor befindliche oder verbleibende Verlegewerkzeug hinderlich sein kann oder beim Wechsel zumindest einen höheren Aufwand für die Abstimmung des Greifwerkzeugs mit dem separaten Verlegewerkzeug mit sich bringen.
Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
Figur 1 eine Anlage zur automatischen Herstellung eines Kabelbaums;
Figur 2 ein Kabel-Greifwerkzeug mit Greifern für mehrere Kabel in einem ersten
Ausführungsbeispiel; Figur 3 einen der Greifer und einen Verbinder des ersten Ausführungsbeispiels in einer
Draufsicht; Figur 4 den Greifer und den Verbinder der Figur 3 in einer Seitenansicht;
Figur 5 eine Anlage mit einem Förderer für Legeeinrichtungen;
Figur 6 ein Kabel-Greifwerkzeug mit Greifern für mehrere Kabel in einem zweiten
Ausführungsbeispiel;
Figur 7 ein Kabel-Greifwerkzeug mit Greifern für mehrere Kabel in einem dritten Ausführungsbeispiel;
Figur 8 das Kabel-Greifwerkzeug des zweiten Ausführungsbeispiels mit einer
Separiereinrichtung für Kabelschlaufen;
Figur 9 mittels der Separiereinrichtung der Figur 8 separierte Kabelschlaufen vor dem
Verlegen;
Figur 10 die separierten Kabelschlaufen der Figur 9 während des Verlegens; Figur 11 ein Kabel-Greifwerkzeug nach einem der Ausführungsbeispiele mit der beweglichen Separiereinrichtung der Figur 8 und einer nicht beweglichen
Separiereinrichtung für die Kabelschlaufen; Figur 12 ein Kabel-Greifwerkzeug in einer Perspektive; Figur 13 ein Verlegewerkzeug und Figur 14 ein Greif- und Verlegewerkzeug.
Figur 1 zeigt eine Anlage zur automatischen Herstellung von Kabelbäumen. Die Anlage umfasst einen Automaten 1 mit einer Basis 2 und einem im Raum beweglichen Aktor 3. Der Aktor 3 ist in allen sechs Freiheitsgraden der Bewegung im Raum beweglich. Der Automat 1 ist ein Roboter mit einem Roboterarm, dessen Ende den Aktor 3 bildet. Die Anlage umfasst eine Legeeinrichtung 4, in der mittels des Automaten 1 eine Mehrzahl von Kabeln A1, A2 und verallgemeinernd A1 zu einem Kabelbaum D zusammengestellt werden. Die Legeeinrichtung 4 beinhaltet ein Legebrett 5 und an dem Legebrett 5 angeordnete Haltemittel 6 und 7 für die Kabel A1. Die Haltemittel 6 sind Anschlüsse des Kabelbaums D, werden also nach dem Verlegen der Kabel A1 gemeinsam mit diesen aus der Legeeinrichtung 4 genommen. Die Haltemittel 7 sind Führungsmittel für die Führung der Kabel A1 zwischen den Anschlüssen 6, mittels denen jeweils eines oder mehrere der Kabel A1 zu einem der Anschlüsse 6 umgelenkt werden. Der Automat 1 ordnet die Kabel A1 in der Legeeinrichtung 6 nach einem Legeplan für den Kabelbaum D an, indem er die Enden der Kabel A1 mechanisch und elektrisch mit jeweils wenigstens einem der Anschlüsse 6 verbindet, beispielsweise durch Herstellen einer elektrisch leitenden Steckverbindung. Beim Verlegen der Kabel A1 verbindet der Automat 1 pro Kabel A1 eines seiner Enden mit dem durch den Legeplan vorgegebenen Anschluss 6 und führt das einseitig verbundene Kabel A1 über das oder die mehreren durch den Legeplan vorgegebenen Führungsmittel 7 bis zu dem für das jeweilige Kabel A1 vorgegebenen anderen Anschluss 6 und verbindet das bis dahin noch gehaltene andere Kabelende mit diesem Anschluss 6. Gegebenenfalls kann oder können bei einem oder mehreren der Kabel A1 eines der Kabelenden oder beide Kabelenden freibleiben, d.h. nicht mit einem der Anschlüsse 6 verbunden werden. Wenn die jeweils einen der Kabelbäume D bildenden Kabel A1 dem
Legeplan entsprechend in der Legeeinrichtung 4 angeordnet sind, werden sie mittels eines Kabelbinders gebunden, so dass sie einheitlich als Kabelbaum D gehandhabt, insbesondere vom Legebrett 5 genommen werden können und dieses für die Herstellung eines nächsten Kabelbaums D zur Verfügung steht.
Der Automat 1 wirkt mit Multi- Kabel-Greifwerkzeugen 10 zusammen, die im Folgenden der Einfachheit wegen jeweils nur noch als Greifwerkzeug bezeichnet werden. Jedes der Greifwerkzeuge 10 ist mit mehreren Kabeln A1 bestückt und weist Greifer in einer zum Halten der jeweils mehreren Kabel A1 ausreichenden Anzahl auf. Die Greifwerkzeuge 10 sind mobil und an den Aktor 3 angepasst, so dass der Automat 1 mit seinem Aktor 3 jeweils eines der Greifwerkzeuge 10 aufnehmen und frei im Raum bewegen, insbesondere für das Verlegen der vom jeweiligen Greifwerkzeug 10 gehaltenen Kabel A1 relativ zu der Legeeinrichtung 4 positionieren kann.
Die Greifwerkzeuge 10 werden mittels einer Bestückungseinrichtung 8 jeweils mit einem Set von Kabeln A1 automatisch bestückt und mittels eines Förderers 9 in den Arbeitsbereich des Automaten 1 verbracht. Der Förderer 9 ist beispielhaft als Ladeschiene gebildet, auf der die mit jeweils einem Kabelset bestückten Greifwerkzeuge 10 nacheinander dem Automaten 1 zugeführt werden, so dass der Aktor 3 das jeweils in seinen Aufnahmebereich geförderte Greifwerkzeug 10 aufnehmen, zur Legeeinrichtung 4 bewegen und dort die Kabel A1 des Kabelsets mittels des aufgenommenen Greifwerkszeugs 10 verlegen kann. Die Greifwerkzeuge 10 sind so eingerichtet, dass der Aktor 3 sie automatisch andocken kann, das heißt automatisch eine feste mechanische Verbindung und die erforderlichen Medienverbindungen, beispielsweise für elektrische Energie, Steuerungssignale für das jeweilige Greifwerkzeug 10 und gegebenenfalls ein oder mehrere Druckfluid(e) wie beispielsweise Druckluft herstellen kann. Sobald die Kabel A1 des Kabelsets des aufgenommenen Greifwerkzeugs 10 verlegt sind, bewegt der Automat 1 das jeweilige Greifwerkzeug 10 zu einer Ablage, dockt das Greifwerkzeug 10 automatisch ab, bewegt den Aktor 3 in den Aufnahmebereich und nimmt dort das nächste mit einem Set von Kabeln A1 bestückte Greifwerkzeug 10 auf, um die von diesem gehaltenen Kabel A1 ebenfalls zu verlegen.
Grundsätzlich ist zwar denkbar, dass ein Kabelbaum D nur aus den Kabeln A1 eines Kabelsets eines einzigen Greifwerkzeugs 10 besteht, in den meisten Anwendungen, beispielsweise im Fahrzeugbereich, insbesondere Kraftfahrzeugbereich, sind die Kabelbäume D jedoch komplex, so dass für die Herstellung solch eines Kabelbaums D mehrere Greifwerkzeuge 10 nacheinender zum Einsatz gelangen.
Falls die Ablage für die von ihren Kabeln A1 entleerten Greifwerkzeuge 10 mit der Bestückungseinrichtung 8 verbunden ist, wie dies bevorzugt wird, können die Bestückungseinrichtung 8, der Förderer 9 und die Ablage innerhalb der Anlage einen geschlossenen Kreis bilden, in dem die entleerten Greifwerkzeuge 10 von der Ablage automatisch zurück zur Bestückungseinrichtung 8 gefördert, von dieser erneut mit jeweils einem Kabelset bestückt und mittels des Förderers 9 wieder in den Aufnahmebereich des Automaten 1 gefördert werden.
Figur 2 zeigt eines der Greifwerkzeuge 10 in einer Draufsicht. Das dargestellte Greifwerkzeug 10 steht stellvertretend auch für die anderen Greifwerkzeuge 10 der Anlage. Das Greifwerkzeug 10 umfasst einen Träger 20, der an einem freien Ende eine Kupplung 21 aufweist, an der der Aktor 3 andocken kann. Das Greifwerkzeug 10 umfasst ferner untereinander gleiche Greifer 11, 12, 13 und 14 sowie weitere solcher Greifer, die nicht weiter mit Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Sämtliche Greifer, so auch die Greifer 11, 12, 13 und 14, sind Greifzangen jeweils zum Greifen und klemmenden Halten eines Kabelendes. Jedes der Kabel A1 wird von zwei Greifern an seinen Kabelenden gehalten und hängt zwischen seinen beiden Greifern frei in Form einer Kabelschlaufe durch. Je nach der Länge und Anzahl der Kabel A1 kann es günstig sein, die Kabel A1 oder nur eines oder mehrere dieser Kabel A1 zwischen den gehaltenen Kabelenden zu führen oder nochmals zu halten. Ein aus dem Kabelset als erstes zu verlegendes Kabel Ai wird an einem seiner Enden von dem ersten Greifer 11 und an seinem anderen Ende von dem zweiten Greifer 12 gehalten. Das nächstfolgende, zweite Kabel A2 wird von dem dritten Greifer 13 und dem vierten Greifer 14 ebenfalls an seinen Enden gehalten. Für die weiteren Kabel A1 des Kabelsets und deren zugeordneten Greiferpaare gilt entsprechendes. Die Greifer sind untereinander wie gesagt gleich, so dass die Beschreibung eines Greifers, beispielsweise des Greifers 11, auch für die weiteren Greifer gilt.
Die Draufsicht der Figur 2 zeigt eine Förderfläche, beispielhaft eine Förderebene, in der die Greifer 11 bis 14 relativ zu dem Träger 20 jeweils aus einer Vorhalteposition V in eine Arbeitsposition W bewegbar sind. In der Arbeitsposition W ragt der diese Position einnehmende Greifer, in Figur 2 der Greifer 11, von dem Greifwerkzeug 10 vor. Es wird stets das von dem in der Arbeitsposition W befindlichen Greifer gehaltene Kabel, im nächsten Arbeitsschritt das vom Greifer 11 gehaltenen Kabel A1, in der Legeeinrichtung 4 verlegt, indem das von dem betreffenden Greifer gehaltene Kabelende mit einem der Anschlüsse 6 verbunden oder gegebenenfalls auch nur über eines oder mehrere der Führungsmittel 7 bewegt und dabei eingelegt, sozusagen eingefädelt wird. Anschließend wird dieser Greifer, in Figur 2 der Greifer 11, in eine Richtung von der Vorhalteposition V weg aus der Arbeitsposition W bewegt und der nächste Greifer, hier der Greifer 12, in seine Arbeitsposition W bewegt.
Das Greifwerkzeug 10 weist für jedes der Kabel A1 zwei unterschiedliche Arbeitspositionen W auf, im Falle des Kabels Ai die eine für den ersten Greifer 11 und die andere für den zweiten Greifer 12. Nach den Greifern 11 und 12 sind nacheinander der dritte Greifer 13 und der vierte Greifer 14 in jeweils eine der Arbeitspositionen W bewegbar. Die Greiferpaare 11, 12 und 13, 14 sowie die weiteren Greiferpaare werden nacheinander in diese Arbeitsposition W bewegt und die Kabel A1 entsprechend nacheinander verlegt. Von den Greiferpaaren, beispielsweise 11 und 12, nimmt jeweils nur einer der Greifer seine Arbeitsposition W ein, während der andere sich noch in seiner Vorhalteposition V befindet oder nach dem Verlegen des von ihm gehaltenen Kabelendes bereits über die Arbeitsposition hinaus weiter bewegt wurde. Beim Verlegen der Kabel werden die Greifer 11, 12, 13, 14, usw. sequentiell, einer nach dem anderen, in ihre Arbeitsposition W bewegt.
An dem Träger 20 sind ortsfest Betätigungseinrichtungen 22 für den jeweils in der Arbeitsposition W befindlichen Greifer 11 bis 14 usw. angeordnet, jeweils eine Betätigungseinrichtung 22 für jede der beiden Arbeitspositionen W. Mittels der Betätigungseinrichtungen 22, die untereinander gleich sind, wird der in der jeweiligen Arbeitsposition W befindliche Greifer, in Figur 2 der Greifer 11 , geöffnet, wenn das von ihm
gehaltene Kabelende verlegt wird, so dass dieser Greifer nach dem Ablegen des betreffenden Kabelendes wieder frei ist und aus seiner Arbeitsposition W bewegt werden kann.
Bestandteil des Kabel-Greifwerkzeugs 10 sind ferner zwei Mechanismen, mittels denen die Greifer in Bezug auf ihre Bewegbarkeit relativ zum Träger 20 in zwei Gruppen unterteilt sind. Pro Kabel A1 gehört einer der Greifer des Greiferpaars der einen Gruppe und der andere der anderen Gruppe an. Einer der beiden Mechanismen umfasst ein flexibles Transportmittel 15 a, beispielsweise eine Kette, und zwei voneinander beabstandete Umlenkmittel 16a, beispielsweise Kettenräder, von denen eines um eine Drehachse R drehangetrieben wird. Der andere der beiden Mechanismen ist in gleicher Weise aufgebaut mit einem flexiblen Transportmittel 15b und zwei voneinander beabstandeten Umlenkmitteln 16b. Die Transportmittel 15a und 15b laufen um die zugeordneten Umlenkmittel 16a und 16b jeweils endlos um.
Die Umlenkmittel 16a und 16b können von einem einzigen, gemeinsamen oder jeweils von einem eigenen Antriebsaggregat drehangetrieben werden. Das Antriebsaggregat oder die mehreren Antriebsaggregate können am Aktor 3 angeordnet sein, bevorzugt sind sie an dem Träger 20 angeordnet und werden über eine Medienzuführung des Automaten 1 und einen Medienanschluss des Trägers 20 mit Antriebsenergie, beispielsweise elektrischer Energie oder einem Druckfluid, versorgt.
Anstatt die Betätigungseinrichtungen 22 am Träger 20 anzuordnen, könnten sie auch am Aktor 3 angeordnet sein. Sind sie wie im Sinne kurzer Taktzeiten bevorzugt und für das Ausführungsbeispiel angenommen am Träger 20 angeordnet, werden sie für die Betätigung des jeweils in seiner Arbeitsposition W befindlichen Greifers 11 oder 12 usw. über die Medienzuführung des Automaten 1 und den Medienanschluss des Trägers 20 mit der für die Betätigung erforderlichen Energie versorgt, beispielsweise elektrische Energie oder Druckfluid, und mit Steuersignalen angesteuert.
Die Transportmittel 15a und 15b sind in einem Abstand nebeneinander und zueinander außenachsig angeordnet. Die Drehachsen R der Umlenkmittel 16a und 16b sind zueinander wie im Ausführungsbeispiel vorzugsweise parallel. Die Transportmittel 15a und 15b laufen in
einer gemeinsamen Umlaufebene um die Drehachsen R der jeweils zugeordneten Umlenkmittel 16a und 16b. Unumgänglich erforderlich ist dies jedoch nicht. So könnten die Umlaufebenen der Transportmittel 15a und 15b relativ zueinander beispielsweise geneigt sein.
Eine erste Gruppe der Greifer, die die Greifer 11 und 13 umfasst, ragt von dem Transportmittel 15a nach außen ab. Die andere Gruppe der Greifer, die die Greifer 12 und 14 umfasst, ragt in gleicher Weise von dem anderen Transportmittel 15b nach außen ab. Die Transportmittel 15a und 15b laufen an ihren beiden einander zugewandten Seiten über eine gemeinsame Wegstrecke nebeneinander in eine gemeinsame Vortriebsrichtung x. In dem Innenbereich ragen die Greifer der einen Gruppe von ihrem Transportmittel 15a oder 15b in Richtung auf das Transportmittel 15b oder 15a der anderen Gruppe zu. Die Transportmittel 15a und 15b sind ferner so nahe nebeneinander und die Greifer am jeweiligen Transportmittel 15a oder 15b in Vortriebsrichtung x hintereinander mit solch einem Versatz angeordnet, dass sich in dem Innenbereich in Vortriebsrichtung x eine alternierende Abfolge ergibt, in der auf jeweils einen Greifer der einen Gruppe, beispielsweise auf den Greifer 11, ein Greifer der jeweils anderen Gruppe, hier der Greifer 12, folgt. In Vortriebsrichtung x folgen jeweils diejenigen Greifer einander nächst benachbart, die gemeinsam eines der Kabel A1 halten.
Die Greifer 11 bis 14 usw. werden in die gemeinsame Vortriebsrichtung x jeweils bis in ihre Vorhalteposition V bewegt, bei der das Transportmittel 15a oder 15b in die Umschlingung mit dem zugeordneten Umlenkmittel 16a oder 16b läuft. Die Bewegung der Greifer aus der Vorhalteposition V in die Arbeitsposition W ist entsprechend eine Umlaufbewegung um die jeweilige Drehachse R. Bei der Umlaufbewegung vergrößert sich der Abstand zwischen denjenigen Greifern, beispielsweise zwischen dem Greifer 11 und dem Greifer 12, die gemeinsam eines der Kabel A1 halten. Die Abstandsvergrößerung ist vorteilhaft für das Verlegen der Kabel A1.
Wenn in der Arbeitsposition W die mechanische Verbindung mit dem jeweiligen Anschluss 6 der Legeeinrichtung 4 hergestellt ist, wird der Greifer, der bei diesem Arbeitsschritt die
Arbeitsposition W einnimmt, durch die Umlaufbewegung seines Transportmittels 15a oder
15b in den Außenbereich des Transportmittels 15a oder 15b weiterbewegt. Gleichzeitig wird
der nächste Greifer der anderen Gruppe durch die Bewegung seines Transportmittels 15b oder 15a in seine Arbeitsposition W bewegt, um das von ihm gehaltene Kabelende mechanisch mit einem anderen der Anschlüsse 6 zu verbinden oder auch nur über eines der Führungsmittel 7 zu führen. Dieser Vorgang wiederholt sich für sämtliche Kabel A1 des vom Greifwerkzeug 10 aufgenommenen Kabelsets. Die vom Greifwerkzeug 10 einzeln gehaltenen Kabel A1 werden auf diese Weise nacheinander verlegt. Während des Verlegens verbleibt der Aktor 3 stets in unmittelbarer Nähe der Legeeinrichtung 4. Es wird lediglich das Greifwerkzeug 10 zwischen den vom Legeplan vorgegebenen Orten der Legeeinrichtung 4 hin und her bewegt und zum Herstellen der mechanischen Verbindungen relativ zu den Anschlüssen 6 jeweils positioniert.
Figur 3 zeigt den in seiner Arbeitsposition W befindlichen Greifer 11 in einer Draufsicht gemeinsam mit einem der Arbeitsposition W zugeordneten Verbinder 23. Ein ebensolcher Verbinder 23 ist bei der Arbeitsposition W der am Transportmittel 15b angeordneten Greifer der anderen Gruppe angeordnet. Insgesamt sind zwei Verbinder 23 vorgesehen, jeweils einer für jede der beiden Arbeitspositionen W. Die Verbinder 23 können am Aktor 3 angeordnet sein, bevorzugter sind sie am Träger 20 angeordnet und werden über dessen Medienanschluss mit Energie und Steuerungssignalen versorgt.
Der Greifer 11 umfasst zwei relativ zueinander bewegliche, in einem gemeinsamen Gelenk miteinander verbundene Greiforgane 17 und eine Feder 19, die sich an jedem der Greiforgane
17 abstützt und die Greiforgane 17 mit ihrer Federspannung in einem Schließzustand hält, in dem die Greiforgane 17 ein Ende des Kabels Ai halten. Der Greifer 11 ist wie auch die anderen Greifer als Greifzange gebildet, die Greiforgane 17 sind dementsprechend
Zangenarme. Der Verbinder 23 ist ebenfalls ein Greifer zum Greifen jeweils eines der Kabel A1. Der Verbinder 23 ist vorzugsweise ebenfalls als Greifzange gebildet. Die weiteren Greifer des Greifwerkzeugs 10 entsprechend dem Greifer 11, die beiden Verbinder 23 sind untereinander ebenfalls gleich.
Figur 4 zeigt den in seiner Arbeitsposition W befindlichen Greifer 11 und den dieser Arbeitsposition W zugeordneten Verbinder 23 in einer Seitenansicht, in der das
Zusammenwirken der beiden Komponenten 11 und 23 erkennbar ist. Dargestellt ist das vom
Greifer 11 gehaltene Ende des Kabels Ai. Das Kabel Ai weist einen Leiter, beispielsweise
elektrischen oder optischen Leiter auf, der bis nahe zu seinem Ende mit einer äußeren Isolierung versehen ist, und dessen Ende mit einem Kontakt C mittels einer Befestigung B, beispielsweise einer Crimpverbindung, leitend verbunden ist. Der Greifer 11 hält das Ende des Kabels Ai mit seinen Greiforganen 17 an zwei in Längsrichtung des Kabels Ai voneinander beabstandeten Stellen. Die Greiforgane 17 bilden eine erste Klemmstelle im Bereich der Befestigung B. Jedes der Greif organe 17 weist einen Greiforganausleger 18 auf, um die zweite Klemmstelle im Bereich der Isolierung des Kabels Ai zu bilden. Durch das Halten an zwei in Längsrichtung des Kabels Ai voneinander beabstandeten Klemmstellen wird das Kabel Ai relativ zum Greifer 11 in einer bestimmten Position, also nach Ort und Ausrichtung definiert gehalten.
Um die mechanische und leitende Verbindung mit dem jeweiligen Anschluss 6 der Legeeinrichtung 4 herzustellen, positioniert der Automat 1 mittels seines Aktors 3 das Greifwerkzeug 10 relativ zu diesem Anschluss 6 so, dass das geklemmte Kabelende in Längsrichtung mit seinem Kontakt C zum Anschluss 6 weist, so dass die Verbindung durch eine lineare Bewegung des Kabels Ai hergestellt werden kann, vorzugsweise als Steckverbindung mit Rastung. Sobald das Greifwerkzeug 10 mit dem in der Arbeitsposition W befindlichen Greifer, hier der Greifer 11 , vor dem Anschluss 6 positioniert ist, greift der Verbinder 23 das Kabel Ai in unmittelbarer Nähe des Greifers 11 , der Greifer 11 wird mittels der Betätigungseinrichtung 22 geöffnet und der Verbinder 23 schiebt das vom Greifer 11 freigegebene Kabel Ai in Längsrichtung auf den Anschluss 6 zu oder nur tiefer in den Anschluss 6 hinein, so dass durch diese kurzhubige Verbindungsbewegung die Kontaktierung mechanisch fest und sicher leitend hergestellt ist. Anschließend gibt der Verbinder 23 das Kabel Ai frei.
Von Vorteil ist, wenn unmittelbar bei Herstellung der Verbindung überprüft wird, ob die Verbindung tatsächlich ordnungsgemäß hergestellt wurde. Am Aktor 3 oder bevorzugt am Träger 20 ist hierfür eine Prüfeinrichtung vorgesehen. Die Prüfung kann insbesondere mittels des Verbinders 23 vorgenommen werden, indem der Verbinder 23 nach Ausführung der in Richtung auf den Anschluss 6 gerichteten Verbindungsbewegung, bevor er das Kabelende wieder freigibt, einen kurzen Hub in die Gegenrichtung ausführt und dabei eine definierte Zugkraft auf das Kabel und die Verbindung mit dem Anschluss 6 ausübt. Der Verbinder 23 ist
in derartigen Ausfuhrungen Bestandteil der Prüfeinrichtung zum Prüfen des Verbindungszustands des Kabels A1. Die Prüfeinrichtung umfasst vorteilhafterweise einen Sensor, der die bei der Zugbewegung auf den Verbinder 23 und somit das Kabelende ausgeübte Kraft misst und bei Erreichen eines vorgegebenen Kraftsollwerts dafür sorgt, dass der Verbinder 23 öffnet oder geöffnet wird und das Kabel Ai freigibt.
Nach der Verbindungsherstellung oder gegebenenfalls auch bereits unmittelbar nach dem Öffnen des Greifers 11 wird der nächste Greifer, hier der Greifer 12, in seine Arbeitsposition W und der Greifer 11 aus seiner Arbeitsposition W bewegt. Der Automat 1 fährt mit dem Greifwerkzeug 10 die nächste Position an der Legeeinrichtung 4 an, wobei das Kabel Ai über ein oder mehrere Führungsmittel 7 geführt, gegebenenfalls eingefädelt werden kann, und positioniert den nun in der Arbeitsposition befindlichen Greifer 12 unmittelbar vor dem für das andere Ende des Kabels Ai vorgesehenen Anschluss 6, um dort mit diesem Kabelende den am Beispiel des Greifers 11 geschilderten Verbindungsvorgang zu wiederholen. Danach wird der dritte Greifer 13 in seine Arbeitsposition bewegt und der Vorgang mit dem Kabel A2 und anschließend mit jedem weiteren Kabel A1 wiederholt.
Figur 5 zeigt den Automaten 1 mit einem aufgenommenen Greifwerkzeug 10 bei dem Verlegen der von diesem Greifwerkzeug 10 gehaltenen Kabel A1. Figur 5 zeigt ein Beispiel für eine automatisierte Bereitstellung der Legeeinrichtung 4. Die Legeeinrichtung 4 ist an einem Förderer 24 angeordnet, für den beispielhaft ein Drehtisch mit einer vertikalen Drehachse Z gewählt wurde. An einem äußeren Umfang des Förderers 24 sind vier Legebretter 5 gleichmäßig um die Achse Z verteilt angeordnet. Die Legebretter 5 werden bei einer Drehbewegung des Förderers 24 nacheinander in vier unterschiedliche Drehpositionen bewegt. In einer ersten dieser Drehpositionen befindet sich das jeweilige Legebrett 5 in einem Ladebereich L, in der es mittels eines Beladers 25 mit den Anschlüssen 6 und Führungsmitteln 7 dem Legeplan des Kabelbaums D entsprechend bestückt wird. Nach dem Bestücken wird es durch Drehung des Förderers 24 in den Arbeitsbereich des Automaten 1 bewegt. Nachdem der Automat 1 sämtliche Kabel A1 verlegt hat, wofür er typischerweise nacheinander mit mehreren Greifwerkzeugen 10 arbeitet, wird die Legeeinrichtung 4 mit den verlegten Kabeln A1 durch Weiterdrehen des Förderers 24 in einen Nachbearbeitungsbereich F bewegt. Im Nachbearbeitungsbereich F werden die verlegten Kabel A1 entsprechend dem
Legeplan mittels eines Kabelbinders 26 zu Kabelbündeln gebunden. Der Kabelbaum D ist nun fertig gestellt. Der Förderer 24 wird weitergedreht, so dass die Legeeinrichtung 4 mit dem fertigen Kabelbaum D in einen Entladebereich U gelangt, in dem der Kabelbaum D von einem Entlader 27 vom Legebrett 5 genommen und für den Abtransport in einer Ablage abgelegt wird.
Die Automaten 1, 25, 26 und 27 arbeiten gleichzeitig im Takt einer Serienfertigung. Während des Verlegens der Kabel A1 bestückt der Belader 25 das nächste Legebrett 5, verlegt der Automat 1 die Kabel A1 in der im Ladebereich gebildeten Legeinrichtung 4, bündelt der Kabelbinder 26 die im vorhergehenden Taktzyklus verlegten Kabel A1 und entnimmt der Entlader 27 den zuvor gebündelten Kabelbaum D.
Figur 6 zeigt ein Kabel-Greifwerkzeug 10 in einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht. Das Greifwerkzeug 10 des zweiten Ausführungsbeispiels weist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nur einen einzigen Mechanismus auf, mittels dem die Greifer 11 bis 14 usw. in die Vortriebsrichtung x jeweils in die Vorhalteposition V und aus dieser in die Arbeitsposition W bewegt werden. Die Arbeitsposition W ist daher für sämtliche Greifer die gleiche. Der Mechanismus umfasst wieder ein flexibles Transportmittel 15, beispielsweise eine Kette oder ein Zahnriemen, das um zwei voneinander beabstandete Umlenkmittel 16 umläuft, beispielsweise Kettenräder oder Riemenscheiben, von denen wie im ersten Ausführungsbeispiel eines um seine Drehachse R drehangetrieben wird. In Figur 6 ist der in der Arbeitsposition W befindliche erste Greifer wieder mit dem Bezugszeichen 11 versehen und der in der Vorhalteposition V befindliche Greifer mit dem Bezugszeichen 12. Die Greifer 11 und 12 halten jeweils ein Ende des Kabels A1. Auf das Greiferpaar 11, 12 folgen wie im ersten Ausführungsbeispiel der dritte Greifer 13 und der vierte Greifer 14 sowie die weiteren Greifer, die jeweils paarweise eines der Kabel A1 an seinen beiden Enden halten, so dass die Kabel A1 zwischen den gehaltenen Enden in Form von Schlaufen durchhängen. Bei dem Greifwerkzeug 10 des zweiten Ausführungsbeispiels halten die in Vortriebsrichtung x am gleichen Transportmittel 15 aufeinander jeweils nächstfolgenden Greifer eines der Kabel A1, beispielsweise die Greifer 11 und 12 das Kabel A1.
Die aufgenommenen Kabel A1 können somit nacheinander im Umlauf des Transportmittels 15 verlegt werden. Aufgrund des Wegfalls des zweiten Transportmittels wird ein schlankes Greifwerkzeug 10 erhalten, wodurch das Verlegen unter beengten Platzverhältnissen erleichtert wird. Ferner kann das Transportmittel 15 über seine gesamte Länge mit Kabeln A1 bestückt werden. Im ersten Ausführungsbeispiel wird nur etwa die halbe Länge genutzt, da dort Kabel A1 nur von den einander zugewandten Greifern der beiden Transportmittel 15a und 15b gehalten werden. Grundsätzlich wäre es zwar auch im ersten Ausführungsbeispiel möglich, sämtliche Greifer, also auch die beiden außenliegenden Reihen von Greifern zu nutzen, allerdings wäre ein besonderer Aufwand für die Separierung der Kabelschlaufen zu betreiben.
In Figur 6 ist eine das Transportmittel 15 mit den Greifern seitlich außen umgebende Abdeckung 38 erkennbar, die vorteilhafterweise auch im ersten Ausführungsbeispiel vorhanden ist. Die Abdeckung 38 ist mit dem Träger 20 verbunden und erstreckt sich über beide Längsseiten des Greifwerkzeugs 10 und dessen Rückseite, an der die Kupplung 21 für das Andocken am Aktor 3 angeordnet ist. Die Abdeckung 38 lässt den Bereich um die Arbeitsposition W frei.
Figur 7 zeigt ein Kabel-Greifwerkzeug 10 eines dritten Ausführungsbeispiels in einer Draufsicht. Das Greifwerkzeug 10 umfasst wie in zweiten Ausführungsbeispielen nur einen einzigen Mechanismus, mittels dem sämtliche Greifer 11 bis 14 usw. in Vortriebsrichtung x nacheinander in die Vorhalteposition V und aus dieser in die Arbeitsposition W bewegt werden. Der Mechanismus umfasst ein für sämtliche Greifer gemeinsames Transportmittel
15c, das im Unterschied zu den beiden anderen Ausführungsbeispielen nicht als flexibles, umlaufendes Zugmittel, sondern als ein um die Drehachse R am Träger 20 drehbar gelagerter
Rotor, beispielsweise als Drehscheibe, gebildet ist. Die Greifer 11 bis 14 usw. sind um die
Drehachse R gleichmäßig verteilt angeordnet und ragen quer zur Drehachse R vom
Transportmittel 15c ab, über dessen äußeren Umfang hinaus vor. Im Beispiel ragen sie wie bevorzugt radial zur Drehachse R ab.
Die Ausbildung des Transportmittels 15c als Rotor hat den Vorteil, dass die Einheit aus Transportmittel 15c und Greifern 11 bis 14 usw. einen im Vergleich zu den beiden anderen
Ausführungsbeispielen steiferen Aufbau aufweist. Soll das Greifwerkzeug 10 andererseits mit möglichst vielen Kabeln A1 bestückbar sein, erreicht der außen über die Greifer gemessene Umfang rasch eine unhandliche Größe. Damit verbunden nimmt der Krümmungsradius dieses Umfangs mit der Anzahl der Greifer zu, so dass die beiden Nachbargreifer jeweils den gerade in der Arbeitsposition befindlichen Greifer beim Verlegen seines Kabels A1 stören können, falls der im dritten Ausführungsbeispiel vorteilhaft starre und daher einfache Aufbau beibehalten werden soll.
Für das Greifwerkzeug des dritten Ausführungsbeispiels gelten mit Ausnahme der vorstehend geschilderten Unterschiede die Ausführungen zum zweiten Ausführungsbeispiel. Für das zweite Ausführungsbeispiel wiederum gelten abgesehen von den erläuterten Unterschieden die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel, die Greifwerkzeuge 10 des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels können daher insbesondere wie geschildert mit der Betätigungseinrichtung 22 oder dem Verbinder 23 zusammenwirken und in entsprechender Weise am Träger 20 oder separat vom Träger 20 am Aktor 3 angeordnet sein oder mittels der jeweiligen Kupplung 21 angedockt werden. Soweit auf Unterschiede nicht besonders hingewiesen wird oder nicht erwähnte Unterschiede keine zwangsläufige Folge der erwähnten sind, gelten die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel auch für das zweite und das dritte Ausführungsbeispiel.
In den Figuren 8 bis 11 ist eine Separiereinrichtung 30 beispielhaft für das Kabel- Greifwerkzeug 10 des zweiten Ausführungsbeispiels dargestellt. Die Separiereinrichtung 30 verhindert, dass das Ineinanderfallen von Kabelschlaufen zu ernsthaften Behinderungen beim Verlegen der Kabel A1 führen kann. Die Separiereinrichtung 30 umfasst eine Mehrzahl von Separierern 31, die an einem gemeinsamen Separierer-Transportmittel 32 angeordnet sind und von diesem zwischen die Schlaufen ragen. Das Separierer-Transportmittel 32 ist ein flexibles Zugmittel und kann insbesondere wie das Greifer-Transportmittel 15 als ein durch Formschluss angetriebenes Zugmittel, beispielsweise eine Kette oder ein Zahnriemen sein. Jeder der Separierer 31 ragt von dem Separierer-Transportmittel 32 quer zu dessen Vortriebsrichtung x ab und zwischen benachbarte Schlaufen vor. Die Separierer 31 sind als einfache Stifte oder Bolzen geformt, zumindest in demjenigen Abschnitt, der mit einer der Schlaufen Kontakt haben kann. Die Separierer 31 weisen vorteilhafterweise keine
Störkonturen auf, die beim Verlegen ein Abgleiten der Schlaufen an den Separierern 31 behindern könnten. Die Separierer 31 ragen im Ausführungsbeispiel in Bezug auf eine Drehachse, um die das Separierer-Transportmittel 32 umgelenkt wird, radial von diesem ab. Die Umlenkmittel des Separierer-Transportmittels 32 sind vorteilhafterweise um die Drehachsen R der Umlenkmittel 16 oder um dazu parallel beabstandete Drehachsen drehbar auf dem Träger 20 angeordnet.
Die Separierer 31 werden abgestimmt auf die Greifer 11 bis 14 usw. bewegt. Sie laufen synchron mit den Greifern 11 bis 14 usw. in die Vortriebsrichtung x um, werden beim Verlegen der Kabel A1 also zumindest im Wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben, wobei es sich wie bereits erwähnt nicht um eine kontinuierliche Umlaufbewegung, sondern um eine diskontinuierliche handelt.
Die Figuren 9 und 10 lassen die Problematik des Ineinanderfallens von Kabelschlaufen und die hierauf angepasste Funktionsweise der Separiereinrichtung 30 erkennen. Schlaufen können beispielsweise bei den vom Aktor 3 ausgeführten Bewegungen ineinander fallen, so dass eine Schlaufe eine oder auch mehrere andere Schlaufe(n) umschlingt. Falls die Schlaufen im Greifwerkzeug 10 vollkommen frei hängen können, sind Störungen beim Verlegen eher nicht zu befürchten. Da das Greifwerkzeug 10 jedoch eine möglichst geringe Höhe aufweisen soll, gemessen längs der oder den Drehachsen R der Ausführungsbeispiele, hängen die
Kabelschlaufen in bevorzugten Ausführungen nicht über ihre gesamte Länge frei durch, jedenfalls nicht die langen Schlaufen, sondern hängen von dem jeweiligen Greiferpaar, beispielsweise den Greiferni l und 12 und den Greifern 13 und 14, nur über einen gewissen
Längenabschnitt frei nach unten, während die Endbereiche der Schlaufen auf einem Boden des jeweiligen Greifwerkzeugs 10 liegen. Diese Situation ist in Figur 8 für das Greifwerkzeug
10 und in den Figuren 9 und 10 für ein einziges Paar von aufeinanderfolgenden Schlaufen dargestellt.
Figur 9 zeigt die Situation unmittelbar vor dem Verlegen des Kabels Ai1 dessen Greifer 11 gerade wie in Figur 6 dargestellt die Arbeitsposition W einnimmt. Dargestellt ist ferner das in
Vortriebsrichtung x nächstfolgende Kabel A2, wobei die Greifer 11 bis 14 usw. und die
Separierer 31 stillstehen, da der Greifer 11 bereits die Arbeitsposition W einnimmt und im nächsten Schritt das Kabel Ai verlegt wird.
Figur 10 zeigt die beiden Kabelschlaufen während des Verlegens des Kabels A1. Das in Figur 9 noch vom Greifer 11 gehaltene Ende des Kabels Ai wurde bereits mit einem Anschluss 6 des Legebretts 5 verbunden (Figur 1). Der Aktor 3 führt das Kabel Ai längs des Legebretts 5, um auch das vom Greifer 12 gehaltene andere Kabelende an einer vorgesehenen Stelle mit einem Anschluss 6 des Legebretts 5 zu verbinden. Bei dieser Operation wird das Kabel Ai wie in Figur 10 dargestellt ausgezogen. Der Separierer 31 verhindert, dass das Kabel Ai während des Ausziehens längs der umschlungenen Schlaufe des Kabels A2 zu weit in Richtung auf dessen Greifer 13 und 14 gezogen wird, wodurch die Verlegeoperation empfindlich gestört werden könnte. Da der Separierer 31 zwischen den beiden Schlaufen hindurchragt, kann die Schlaufe des Kabels Ai nicht über die Höhe des Separierers 31 hinaus an dem umschlungenen Kabel A2 in Richtung auf dessen Greifer gezogen werden. Vielmehr wird die Schlaufe des umschlungenen Kabels A2 um den Separierer 31 gelenkt, so dass die Schlaufe des umschlingenden Kabels Ai über das Ende der umschlungenen Schlaufe des Kabels A2 abgezogen wird und frei von diesem verlegt werden kann. Der Separierer 31 sorgt im Ergebnis dafür, dass der von den Greifern abgewandte Endbereich der Schlaufe des gerade zu verlegenden Kabels A1 längs einer umschlungenen Schlaufe eines nachfolgenden Kabels nicht soweit in Richtung auf die Greifer gezogen werden kann, dass es sich von der umschlungenen Schlaufe nicht mehr abstreifen lässt.
Die Separiereinrichtung 30 wurde mit Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben. Eine gleichwirkende Separiereinrichtung 30 mit Separierern 31 und einem gemeinsamen Separierer-Transportmittel vergleichbar dem Transportmittel 32 kann mit allenfalls kleinen Modifikationen auch mit den Greifwerkzeugen 10 des ersten und des dritten Ausführungsbeispiels zusammenwirken. Bei dem Greifwerkzeug 10 des ersten Ausführungsbeispiels käme man sogar ohne Modifikation aus. Es kann die gleiche Separiereinrichtung 30 wie beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendet werden, wobei die Separiereinrichtung 30 im ersten Ausführungsbeispiel einem der Transportmittel 15a und 15b in genau der gleichen Weise zugeordnet werden kann wie im zweiten Ausführungsbeispiel dem Transportmittel 15. In Anpassung an das dritte Ausführungsbeispiel könnte das
Separierer-Transportmittel 32 insbesondere durch einen Rotor entsprechend dem Greifer- Transportmittel 15c ersetzt werden. Anstelle eines starren Rotors könnte aber auch im dritten Ausfuhrungsbeispiel ein flexibles Zugmittel zum Einsatz gelangen, das um die Drehachse R des Transportmittels 15c umliefe.
Die Separiereinrichtung 30 kann in einer Modifikation nur einen einzigen Separierer 31 vergleichbar jeweils einem der mehreren Separierer 31 des Ausführungsbeispiels umfassen. Dieser einzige Separierer 31 wäre in fester Zuordnung zu der Arbeitsposition W angeordnet. Allerdings wäre dieser solitäre Separierer 31 zwischen einer Separierposition und einer inaktiven Position hin und her bewegbar gelagert und würde in Bezug auf die Vortriebsrichtung x hinter der Schlaufe des jeweils in der Arbeitsposition W befindlichen Kabels A1 in die Separierposition bewegt werden, in der er zwischen die Schlaufe dieses Kabels und eines nachfolgenden Kabels ragt. So könnte insbesondere der in den Figuren 9 und 10 dargestellte Separierer 31 den einzigen Separierer der modifizierten Separiereinrichtung bilden, indem er in Bezug auf die Vortriebsrichtung x geringfügig aufwärts von der Vorhalteposition V ein- und ausfahrbar angeordnet wäre. Um sicherzustellen, dass solch ein Separierer 31 tatsächlich unmittelbar hinter der in der Arbeitsposition W befindlichen Kabelschlaufe in die Separierposition ausgefahren wird, in der Separierposition also nicht versehentlich in die betreffende Schlaufe oder eine nächstfolgende Schlaufe ragt, kann es von Vorteil sein, wenn der Separierer 31 in der Modifikation in der inaktiven Position nahe bei den Greifern im Bereich zwischen den jeweils in der Arbeitsposition W und der Vorhalteposition V befindlichen Greifern angeordnet ist und für das Separieren der Schlaufen zum gegebenen Zeitpunkt zunächst ausgefahren und dadurch zwischen die Schlaufen und im ausgefahrenen Zustand von den Greifern weg in Richtung auf den Endbereich der Schlaufe des in der Arbeitsposition W befindlichen Kabels in die Separierposition bewegt wird.
Figur 11 zeigt die Separiereinrichtung 30 in einer Weiterentwicklung. Die weiterentwickelte Separiereinrichtung 30 umfasst über die Separierer 31 hinaus eine auf dem Träger 20 unterhalb der vom Transportmittel auskragenden Greifer angeordnete Leitstruktur 34, die für die Endbereiche der Kabelschlaufen einen ersten Kanal 36 und einen zweiten Kanal 37 bildet. Die Kanäle 36 und 37 erstrecken sich in Vortriebsrichtung x der Greifer 11 bis 14 usw.
nebeneinander. Die Kanäle 36 und 37 sind in Richtung auf die Greifer 11 bis 14 usw. offen, so dass die Kabelschlaufen in die Kanäle 36 und 37 hängen können. Die Zuordnung der Kabelschlaufen zu entweder dem Kanal 36 oder dem Kanal 37 kann fix sein, beispielsweise derart, dass in einer alternierenden Abfolge jeweils eine Kabelschlaufe in den Kanal 36, die nächstfolgende in den Kanal 37, die übernächste wieder in den Kanal 36 usw. hängen. Die Zuordnung kann in Anpassung an die Längen der Kabel A1 auch in anderer Weise zweckmäßig gewählt werden, um mittels der Aufteilung auf unterschiedliche, voneinander separate Kanäle 36 und 37 das Ineinanderfallen von Kabelschlaufen von vornherein zu verhindern oder zumindest die Anzahl der Schlaufen, die aufgrund ihrer Überlappungslängen überhaupt ineinanderfallen können, zu reduzieren. Falls die Platzverhältnisse auf dem Träger 20 es erlauben, können nebeneinander auch mehr als zwei Kanäle vorgesehen sein. Die Leitstruktur 34 ist wannenförmig und wird von einer Trennstruktur 35, im Beispiel ein Trennblech, in die Kanäle 36 und 37 unterteilt.
Die Separiereinrichtung 30 kann in einer alternativen Ausführung für die Separation der Kabelschlaufen nur Führungskanäle entsprechend den Kanälen 36 und 37 oder nur die Separierer 31, gegebenenfalls auch nur einen einzigen Separierer 31 aufweisen. Bevorzugt umfasst die Separiereinrichtung 30 wenigstens einen Separierer 31, bevorzugter mehrere Separierer 31, in Kombination mit Führungskanälen entsprechend den Kanälen 36 und 37. Zu den Separierern 31 sei noch nachgetragen, dass deren Anzahl vorzugsweise der Anzahl der Kabel A1 entspricht, mit denen das Greifwerkzeug 10 maximal bestückt werden kann. Im Falle der bevorzugt bewegbaren Separierer 31 sind diese vorzugsweise jeweils einem Greiferpaar zugeordnet. Um Anpassungen hinsichtlich der Kabellängen vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Position der Separierer 31 in Bezug auf die Vortriebsrichtung x relativ zu den Greifern 11 bis 14 usw. variiert werden kann.
Figur 12 zeigt ein Kabel-Greifwerkzeug 10 in einer besonders bevorzugten Ausführung. Das Greifwerkzeug 10 umfasst an einem einzigen Greifer-Transportmittel 15 angeordnete Greifer, von denen wieder nur die Greifer 11 bis 14 mit Bezugszeichen versehen sind. Die Greifer sind untereinander alle gleich. Das Transportmittel 15 ist eine Duplexkette mit Laschen, von denen die Greifer 11 bis 14 usw. nach außen abragen. Die Greifer 11 bis 14 usw. sind von den anhand des ersten Ausführungsbeispiels erläuterten Greifern abgewandelt. Hinsichtlich der
printipiellen Funktionsweise gelten jedoch die Ausführungen zum ersten Ausfuhrungsbeispiel. Zu der Einheit aus Greifern 11 bis 14 usw. und Transportmittel 15 sowie Umlenkmittel 16 gelten im Übrigen die Ausführungen zum zweiten Ausführungsbeispiel. Diese Greiferanordnung wirkt mit einer Separiereinrichtung 30 zusammen, wie sie anhand der Figuren 8 bis 11 erläutert wird.
Die Greiferanordnung und die Separiereinrichtung 30 sind gemeinsam auf dem Träger 20 angeordnet, die Greiferanordnung in Bezug auf die Drehachsen R der Umlenkmittel 16 axial über der Separiereinrichtung 30, so dass die von den Greifern 11 bis 14 usw. gehaltenen Kabel A1 zunächst frei nach unten in Richtung auf die Separiereinrichtung 30 hängen und zumindest die längeren der Kabel A1 mit Schlaufenendbereichen zwischen die Separierer 31 und weiter bis in die unterhalb der Separierer 31 erstreckten Führungskanäle 36 und 37 ragen. Leitstrukturen 28 dienen ebenfalls der Führung der Kabel A1 im Bereich um die Arbeitsposition W.
Das Greifwerkzeug 10 umfasst einen Antrieb 29 für die Greiferanordnung und einen weiteren Antrieb 33 für den beweglichen Teil der Separiereinrichtung 30, nämlich das Separierer- Transportmittel 32 mit den Separierern 31. Die Antriebe 29 und 33 sind separat ausgeführt, so dass die Greifer 11 bis 14 usw. und die Separierer 31 zwar aufeinander abgestimmt, grundsätzlich jedoch auch unabhängig voneinander umlaufend angetrieben werden können. Die Greifer 11 bis 14 usw. einerseits und die Separierer 31 andererseits könnten grundsätzlich auch mechanisch miteinander gekoppelt sein, indem sie beispielsweise über eine gemeinsame Welle um diese umlaufend angetrieben werden. Eine mechanische Entkopplung der beiden Systeme hat jedoch den Vorteil, dass die Position der Separierer 31 relativ zu den Greifern 11 bis 14 usw. variiert werden kann. Eine mechanische Trennung und nur steuerungstechnische, beispielsweise elektrische Kopplung über die Steuerungen der Antriebe 29 und 33 bietet diesbezüglich die größtmögliche Freiheit. Die Antriebe 29 und 33 sind vorzugsweise jeweils als ein elektrischer Schrittmotor ausgeführt.
Das Greifwerkzeug 10 umfasst zwei am Träger 20 angeordnete Kupplungen, von denen die Kupplung 21 zu erkennen ist. Die andere Kupplung ist an der verdeckten Unterseite des Trägers 20 angeordnet. Das Greifwerkzeug 10 ist wie am ersten Ausführungsbeispiel erläutert
mittels der Kupplung 21, respektive Verbindungsstruktur 21, am Aktor 3 andockbar. Die weitere Kupplung dient dem Andocken in der Bestückungseinrichtung 8. Die beiden Kupplungen dienen jeweils der mechanischen Befestigung und erfüllen über die Befestigungsfunktion hinaus jeweils eine Versorgungsfunktion. Die Versorgungsfunktion besteht darin, dass die zum Antrieb der Greiferanordnung und des bewegten Teils der Separiereinrichtung 30 erforderlichen Steuerungssignale und die elektrische Energie durch die jeweilige Kupplung geleitet werden. Die Ausbildung separater Kupplungen hat den Vorteil, dass der Aktor 3 an der Kupplung 21 andocken kann, während das Greifwerkzeug 10 mit seiner weiteren Kupplung noch im Bereich der Bestückungseinrichtung 8 angedockt ist. Im umgekehrten Fall kann der Aktor 3 das noch mittels der Kupplung 21 angedockte Greifwerkzeug 10 definiert ablegen, indem das Greifwerkzeug 10 mit der weiteren Kupplung im Bereich der Bestückungseinrichtung angedockt und erst danach mittels der Kupplung 21 vom Aktor 3 abgedockt wird.
Figur 13 zeigt ein Verlegewerkzeug 40, das für ein Zusammenwirken mit dem Greifwerkzeug 10 des zweiten Ausführungsbeispiels, insbesondere dem Greifwerkzeug 10 der Figur 12, geeignet ist. Das Verlegewerkzeug 40 umfasst die Betätigungseinrichtung 22, den Verbinder 23, eine Fixiereinrichtung 43 und eine Kabelführung 44 sowie mehrere Antriebe, die Stellglieder für die dem Verlegen der Kabel A1 dienenden Funktionskomponenten 22, 23, 43 und 44 bilden. Das Verlegewerkzeug 40 wird am Aktor 3 angedockt und kann im angedockten Zustand am Aktor 3 verbleiben, während für die Komplettierung des Kabelbaums das Greifwerkzeug 10 gewechselt wird. Falls das Greifwerkzeug 10 sämtliche Kabel des herzustellenden Kabelbaums speichert, was in den meisten Anwendungsfällen aufgrund der großen Anzahl der Kabel im kompletten Kabelbaum nicht möglich sein wird, tauscht der Aktor 3 jeweils nach Herstellung eines kompletten Kabelbaums das jeweilige Greifwerkzeug 10 gegen ein mit den Kabeln für den nächsten Kabelbaum bestücktes Greifwerkzeug 10 aus. Auch in solchen Anwendungsfällen kann das Verlegewerkzeug 40 im angedockten Zustand am Aktor 3 verbleiben und nacheinander mit den gegeneinander ausgetauschten Greifwerkzeugen 10 zusammen wirken.
Das Verlegewerkzeug 40 umfasst eine Basis mit einer Kupplung für das Andocken an den Aktor 3 und die relativ zu der Basis beweglichen Stellglieder 41, 42, 45, 46 und 47 für die
Funktionskomponenten 22, 23, 43 und 44. Die Stellglieder sind jeweils als Linearantrieb gebildet. Es kann sich insbesondere um pneumatische Stellglieder handeln. Die Betätigungseinrichtung 22 und die Fixiereinrichtung 43 sind mittels des Stellglieds 41 gemeinsam längs der Achse S hin und her beweglich. Die Achse S ist parallel zu einer Achse, längs der das Ende des in der Arbeitsposition W befindlichen Kabels vom Verbinder 23 vorgeschoben wird, um das betreffende Kabelende mit einem der Anschlüsse 6 des Legebretts 5 zu verbinden. Die Achse S ist auch parallel zur Umlaufachse R der Greifer. Die Fixiereinrichtung 43 umfasst ein in sich steifes Fixierglied, das mit dem längs der Achse S beweglichen Teil des Stellglieds 41 unbeweglich verbunden ist. Dieses Fixierglied ist längs der Achse S zwischen einer Ruheposition und einer Eingriffsposition hin und her verstellbar. In der Eingriffsposition ist es mit dem jeweils in der Arbeitsposition W befindlichen Greifer in einem formschlüssigen Eingriff, um den betreffenden Greifer in der Arbeitsposition W zu fixieren und zu stabilisieren. Für den Eingriff bilden das Fixierglied und jeweils die Greifer eine Führungskurve und ein Eingriffsglied. In der Ruheposition ist das Fixierglied der Fixiereinrichtung 43 ein Stück weit von den Greifern abgerückt, also außer Eingriff, so dass ein jeweils nächster Greifer in die Arbeitsposition W bewegt und durch Verstellung des Fixierglieds in die Eingriffsposition fixiert werden kann.
Das Stellglied 42 ist am Stellglied 41 so angeordnet, dass es dessen Bewegungen längs der Achse S mitmacht. Das Stellglied 42 ist dazu eingerichtet, die Betätigungseinrichtung 22 relativ zur Basis des Verlegewerkzeugs 40 und auch relativ zur Fixiereinrichtung 43 in einer zur Achse S orthogonalen Richtung hin und her zu bewegen und dadurch den jeweils in der
Arbeitsposition W befindlichen Greifer, beispielsweise den Greifer 11, zu öffnen, wie dies beispielhaft für das erste Ausführungsbeispiel erläutert wurde. Diese Bewegbarkeit ist bei 22 und 42 ebenfalls angedeutet.
Der Verbinder 23 umfasst zwei schwenkbewegliche Backen, die wie durch die beiden Richtungspfeile angedeutet voneinander weg und wieder aufeinander zu bewegbar sind. Diese Öffhungs- und Schließbewegung der Backen des Verbinders 23 werden mittels des Stellglieds 45 bewirkt. Das Stellglied 45 und mit diesem der Verbinder 23 sind an dem weiteren Stellglied 46 angeordnet. Das Stellglied 46 bewirkt die Vorschubbewegung des Verbinders 23 längs der Achse S, mittels der das Kabelende zum jeweiligen Anschluss 6 des Legebretts 5
bewegt wird. Die Funktionsweise des Verbinders 23 wurde anhand des ersten Ausfuhrungsbeispiels erläutert, so dass auf die dortigen Erläuterungen ergänzend verwiesen wird.
Die Kabelführung 44 weist wie der Verbinder 23 zwei Backen auf, die voneinander weg und wieder aufeinander zu beweglich sind. Die Bewegbarkeit der beiden Backen der Kabelführung 44 ist ebenfalls mit Richtungspfeilen angedeutet. Das diese Bewegungen bewirkende Stellglied ist mit dem Bezugszeichen 47 versehen. Die Backen der Kabelführung 44 bilden im geschlossenen Zustand miteinander einen Durchgang, durch den sich das jeweils in der Arbeitsposition W befindliche Kabel während des Verlegens erstreckt und lose geführt wird.
Während der Bewegung des jeweiligen Greifers, beispielsweise des Greifers 11, aus der Vorhalteposition V in die Arbeitsposition W sind die Backen des Verbinders 23 und die Backen der Kabelführung 44 geöffnet. Sobald der Greifer die Arbeitsposition W einnimmt, werden beide Backenpaare geschlossen, so dass sich das Kabel, im Beispielfall das Kabel A1, lose durch den von der Kabelführung 44 gebildeten Durchgang erstreckt und vom Verbinder 23 geklemmt wird. Aus diesem Zustand heraus läuft wie anhand des ersten Ausführungsbeispiels erläutert die Verlegeoperation ab.
Figur 14 zeigt ein Greif- und Verlegewerkzeug, das aus dem Greifwerkzeug 10 des zweiten Ausführungsbeispiels, genauer aus dem Greifwerkzeug 10 der Figur 12, und dem Verlegewerkzeug 40 der Figur 13 gebildet ist.
Bezugszeichen:
1 Automat, Roboter
2 Basis 3 Aktor, Roboterarm
4 Legeeinrichtung
5 Legebrett
6 Anschluss, Haltemittel
7 Führungsmittel, Haltemittel
8 Bestückungseinrichtung
9 Förderer, Ladeschiene
10 Kabel-Greifwerkzeug
11 erster Greifer
12 zweiter Greifer
13 dritter Greifer
14 vierter Greifer
15 Greifer-Transportmittel
15a Greifer-Transportmittel
15b Greifer-Transportmittel
15c Greifer-Transportmittel
16 Umlenkmittel
16a Umlenkmittel
16b Umlenkmittel
17 Greiforgan
18 Greiforganausleger
19 Feder
20 Träger
21 Verbindungsstruktur, Kupplun
22 Betätigungseinrichtung
23 Verbinder
24 Förderer
25 Belader
26 Kabelbinder
27 Entlader
28 Leitstruktur
29 Greifer-Antrieb
30 S ep ariereinrichtung
31 Separier er
32 S ep arierer-Transportmittel
33 S ep arierer- Antrieb
34 Leitstruktur, Wanne
35 Trennstruktur
36 Kanal
37 Kanal
38 seitliche Abdeckung
39 -
40 Verlegewerkzeug
41 Stellglied
42 Stellglied
43 Fixiereinrichtung
44 Kabelführung
45 Stellglied
46 Stellglied
47 Stellglied
A1 Kabel
B Befestigung
C Kontakt
D Kabelbaum
F Nachbearbeitungsbereich
L Beladebereich
R Drehachse
S Achse
U Entladebereich
V Vorhalteposition
W Arbeitsposition
X Vortrieb srichtung
Z Drehachse