EP4402704A1 - Montagekopf sowie verfahren zur automatisierten umwicklung eines leitungsstrangs - Google Patents

Montagekopf sowie verfahren zur automatisierten umwicklung eines leitungsstrangs

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Publication number
EP4402704A1
EP4402704A1 EP23776342.0A EP23776342A EP4402704A1 EP 4402704 A1 EP4402704 A1 EP 4402704A1 EP 23776342 A EP23776342 A EP 23776342A EP 4402704 A1 EP4402704 A1 EP 4402704A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
band
banding
head
cable harness
mounting head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23776342.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Luis De Almeida
Daniel Jacobus JANSE VAN RENSBURG
Stuart FLEMING
Quinton Mark UREN
Ping Xu
Paulo MARTINS
Onu TAVSEL
Christian Guni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Original Assignee
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Bordnetz Systeme GmbH filed Critical Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Publication of EP4402704A1 publication Critical patent/EP4402704A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/012—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing wire harnesses
    • H01B13/01263—Tying, wrapping, binding, lacing, strapping or sheathing harnesses
    • H01B13/01281—Harness wrapping apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/08—Insulating conductors or cables by winding
    • H01B13/0816—Apparatus having a coaxial rotation of the supply reels about the conductor or cable

Definitions

  • the invention relates to an assembly head and a method for automated, in particular fully automatic, banding of a wiring harness.
  • a cable harness is generally understood to mean a strand-shaped, preferably flexible structure, in particular a preferably electrical cable bundle, which is composed of one or more (electrical) (line) elements (individual cables).
  • line electrical
  • the individual elements are often combined using banding.
  • a band for example an adhesive tape and/or a textile band, is wrapped around the wiring harness.
  • the invention is based on the object of enabling automated banding.
  • the object is achieved according to the invention by a mounting head according to claim 1 and by a method using such a mounting head according to claim 24.
  • the assembly head is generally used for automated, in particular fully automatic, banding of a cable harness extending in a transverse direction with a band.
  • the mounting head itself also extends in a longitudinal direction and in a vertical direction. It has a winding module with a winding head that can be rotated about a rotation axis extending in the transverse direction.
  • the winding module preferably has a drive via which the winding head can be set in a rotational movement.
  • the winding head itself preferably has a ring segment with a central winding space.
  • the ring segment has a lateral insertion opening for the lateral (transverse to the transverse direction) insertion of the cable harness into the winding space.
  • the drive is designed in particular in the manner of a belt drive, with a drive belt engaging in particular in an external toothing of the winding head and thereby causing it to rotate.
  • the assembly head also has a banding unit for providing and guiding the band.
  • the wiring harness and the mounting head are moved relative to one another in or against the longitudinal direction, so that the wiring harness is inserted laterally into the winding head.
  • the tape is then applied to the wiring harness and then the tape is wrapped around the wiring harness.
  • the conduction band is finally separated and cut off. A movement preferably follows to securely adhere the end of the band to the cable harness.
  • a suitably designed control unit is generally arranged to control the movement sequence of the assembly head, with the help of which the individual steps and movements during banding, as will be explained in detail below, are initiated.
  • the cable harness usually consists of several individual cables. These are preferably single-core or multi-core electrical sheathed cables. Alternatively, the line elements are also busbars that are wrapped with the tape. In principle, other types of individual cables or different types of individual cables can also be combined in the cable harness. In one embodiment variant, at least some of the individual lines are designed as fluid lines, such as hoses.
  • the wiring harness is preferably a purely electrical wiring harness.
  • a first preferred aspect can be seen in the design and control of a cutting element, especially in combination with a (further) pressing element according to claims 2-10.
  • This configuration means that at the end of the banding process a fully automatic separation of the band and preferably further pressing of the band end onto the cable harness is achieved.
  • the cutting element is in particular attached to the banding unit and is therefore part of the banding unit.
  • the cutting element is designed in the manner of a blade which is oriented in particular in the transverse direction.
  • the banding unit is generally attached to the winding head, regardless of the arrangement of the cutting elements on the banding unit.
  • the winding head rotates around the axis of rotation and therefore the banding unit attached to the winding head also rotates.
  • the cutting element In the embodiment in which the cutting element is attached to the banding unit and so that it is part of it, the cutting element also rotates during the banding process.
  • the banding unit is preferably controlled in such a way that it is moved into a cutting position, in particular counter to the longitudinal direction, at the end of the banding process. This movement brings the cutting element into a defined cutting position. By retracting the banding unit, it is moved away from the wiring harness. In particular, the band is tensioned so that it can be separated more easily.
  • the banding unit is therefore generally movable and adjustable, in particular on or with the winding head.
  • An actuating mechanism with an actuator is therefore designed, via which the desired actuating movement of the banding unit can be carried out.
  • the banding unit has a band dispenser to which the band, specifically a band roll, is attached.
  • the band supply is generally dimensioned such that it is sufficient for several bandings. If the tape supply on the tape roll is used up, a new tape roll is fixed on the tape dispenser. Alternatively, the tape is wound directly on the tape dispenser.
  • the cutting element can be moved in the direction of the band to cut through the band.
  • the cutting element is, for example, movably arranged on the banding unit.
  • the cutting element is preferably moved by moving the banding unit, and in particular also the winding head to which the banding unit is attached, in particular without relative movement to the banding unit.
  • the cutting element is moved in the direction of the belt by a pivoting movement. This in turn is done in particular by a pivoting and thus rotary movement of the banding unit and thus in particular also of the winding head.
  • the particular advantage here is that there is a rotary drive for the rotary movement of the winding head at the same time is also used to cut the tape with the cutting element.
  • a tape end is formed on the separated partial tape, which is wrapped around the wiring harness.
  • a pressing element is provided, which can be moved in the direction of the wiring harness, such that the end of the tape is pressed against the wiring harness during operation during the banding process.
  • the press-in element is also referred to below as a further or second press-on element.
  • This further pressing element is preferably also attached to the banding unit.
  • the further pressing element is preferably moved by a rotary movement. In a preferred embodiment, this is again done by the rotational movement of the banding unit and in particular of the winding head.
  • both the cutting element and the further pressing element are attached to the banding unit. Since this in turn is connected in a rotationally fixed manner to the rotatable winding head/banding unit, at the end of the banding process the band is cut and the end of the band is pressed onto the cable harness by at least one suitable pivoting movement of the winding head.
  • a common pivoting movement is sufficient for cutting the band and for pressing the end of the band against the cable harness, so that first the cutting element cuts the band and then the further pressing element presses the band end against the cable harness.
  • the cutting element and the further pressing elements are therefore arranged one behind the other in a preferred embodiment against a pivoting direction. They are therefore arranged rotationally offset from one another.
  • the further pressing element is designed in a preferred embodiment as a flexible tab or a brush.
  • the other, second band end which still remains on the band supply provided by the band dispenser and thus represents a beginning of the band for the next banding process, also forms a band end.
  • a holding element is arranged for the second band end, which acts in particular as a supporting and/or fixing element for the band end.
  • the holding element is arranged adjacent, and preferably directly adjacent, to the cutting element.
  • the holding element holds the second band end in a defined position, for example, supports and/or fixes it, so that it can be moved back to the cable harness in a controlled manner during a subsequent banding process and attached there.
  • the problem when cutting off the tape is that the second tape end protrudes into an undefined position, from which reliable attachment for the following banding process cannot be reliably guaranteed.
  • the holding element is further preferably formed by a plurality of individual pins, in particular needle-shaped pins, which preferably extend from a base upwards in the direction of a central winding space and thus to the band.
  • these pins pierce the band so that it is perforated by the pins, and the band is fixed in the desired position at the points where the pins pass through.
  • the banding unit preferably has a band dispenser on which the band is stored.
  • the banding unit together with the band dispenser is attached to the winding head and therefore rotates with it during the banding process.
  • a balancing mass is attached to the winding head and in particular to the banding unit.
  • This is an additional mass element that otherwise has no additional function.
  • the mass element is formed in particular by a solid, for example cylindrical or cuboid body made of solid material.
  • the additional balancing mass achieves a suitable mass distribution in such a way that imbalance is avoided when the winding head rotates.
  • the mounting head generally has a support frame to which the individual elements of the mounting head are attached.
  • the winding module can be moved in the longitudinal direction relative to the support frame, in particular together with the banding unit.
  • suitable drive and adjustment elements are provided in particular, for example a suitable linear guide with a drive.
  • the winding head and with it the banding unit are moved in the longitudinal direction relative to the support frame and are thus advanced in the direction of the conductor band and moved back again. This allows an efficient banding process to be implemented because the entire assembly head does not have to be moved. This also serves to avoid collisions with other components that are intended to hold the wiring harness.
  • the cable harness is generally routed onto a holding device, for example a so-called cable board, i.e. it is laid and held in accordance with a predetermined laying geometry, for example with suitable support elements.
  • the banding is then carried out on this holding device using the assembly head.
  • a fully automatic fixing of the beginning of the band on the wiring harness is generally possible with the help of the banding unit. There is therefore no need to manually attach the beginning of the band.
  • the subsequent banding is also fully automatic.
  • the fully automatic fixing takes place in particular by moving the banding unit forward the wiring harness. For this purpose, in particular, the previously described relative movement of the winding module relative to the support frame is provided.
  • the banding unit has a (first) pressing element which can be moved in the direction of the cable harness.
  • the pressing element is, for example, movable on the banding unit and is specifically held in a pivotable manner. Alternatively, it is fixed in place on the banding unit and the approach to the line band is carried out by a feed movement of the banding unit, which in particular also includes a pivoting movement.
  • the first pressing element is designed, for example, in the manner of a strip-shaped element or alternatively in the manner of a pressure roller, which is moved against the cable harness and thereby presses the beginning of the band against the cable harness.
  • a further preferred aspect can be seen in the design and control of a gripping unit, which has gripping elements that serve to compress the cable harness consisting of the plurality of individual lines or individual strands.
  • two gripping units are arranged on both sides of the winding head.
  • only one gripping unit is arranged on one side, so that the mounting head is designed to be as compact as possible.
  • the gripping unit is arranged in particular on the side opposite the banding unit next to the winding module.
  • the gripping unit of the banding unit is preferably arranged “leading” so that the loose individual lines in the section to be banded next are compressed by the gripping unit.
  • the gripping elements In a closed end position, the gripping elements completely enclose the cable harness in the circumferential direction, at least in connection with a further gripper holder, on which they are preferably mounted in a pivotable manner.
  • the individual, in particular loose, lines of the cable harness are first pressed against each other in the end position and press them together in a first, compressed end position.
  • the individual lines are preferably subsequently replaced by a further auxiliary element, kept compressed, in particular by the guide rollers described in more detail below, during the banding process.
  • the gripping unit is preferably transferred to a further, second end position or gripping position, in which the gripping elements release the cable harness again somewhat, in such a way that the cable harness is preferably only held loosely in this gripping position.
  • This means that the cable harness can be guided through the gripping unit in the transverse direction or that the assembly head can be moved along the preferably fixed cable harness during the banding process.
  • the gripping elements are curved.
  • the desired compression of the individual lines of the cable harness takes place by means of a pivoting movement.
  • the cable harness is pressed together in particular between these two arcuate gripping elements and the previously mentioned gripping holder.
  • a suitable drive is designed to carry out the pivoting movement.
  • An actuating element is specifically designed which acts on a foot area of the gripping element and pivots it about a pivot axis.
  • the gripping unit is also arranged to be linearly movable in and against the longitudinal direction, preferably relative to the winding module.
  • the gripping unit is in particular attached directly next to the winding module. Specifically, it is attached to the winding module, for example via linear guides, so that it can be adjusted in the longitudinal direction relative to the winding module.
  • a suitable drive is arranged for the adjustment movement.
  • the wiring harness is generally held at least on one side, preferably on two opposite sides, between which the assembly head is located, and in particular is kept tensioned.
  • the assembly head is moved in the transverse direction, in particular along the cable harness.
  • guide rollers which are preferably arranged in pairs on both sides of the winding head.
  • the guide rollers of a respective pair can be adjusted in the direction of the cable harness, in particular can be moved in the longitudinal direction and can also be pivoted in such a way that they are pressed against the cable harness during operation and in particular also press it at least somewhat together and, for example, deform it.
  • the cable harness has a flat cross-sectional geometry in the area of the guide rollers. Overall, this prevents the wiring harness from twisting around its own axis (twisting). During the banding process, the cable harness is therefore held between the two guide rollers of a respective pair.
  • the guide rollers are preferably without their own drive and are loosely mounted so that they can be rotated about a roller axis.
  • the assembly head preferably moves in the transverse direction along the cable harness. This is made possible by the guide rollers in that they roll on the cable harness so that it can run through the two guide rollers.
  • the respective pair of guide rollers can preferably be adjusted in the longitudinal direction.
  • at least one of the pairs is attached to the gripping unit and can be advanced together with it in the longitudinal direction.
  • the at least one pair of guide rollers is preferably arranged within a free space of the winding module.
  • the pair can preferably be moved into the free space, specifically in the transverse direction.
  • this pair is arranged within the free space.
  • this pair can preferably be moved in the transverse direction relative to the winding module.
  • the gripping unit can be moved overall in the transverse direction relative to the winding module.
  • the winding module generally has a support plate which extends in the longitudinal direction and to which the winding head is rotatably attached laterally in the transverse direction.
  • a front end of the carrier plate is similar to the winding head and is laterally open and, for example, designed as a ring segment and therefore has an open space which forms the aforementioned free space into which the guide rollers can be moved.
  • the entire assembly head is designed in particular for attachment to a robot, in particular to a multi-axis industrial robot.
  • a mechanical interface in particular a flange, with which it can be attached to the robot, especially to a robot hand of the industrial robot.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first side of the mounting head
  • FIG. 2 shows an enlarged, partial perspective view of a transversely opposite side of the mounting head
  • FIG. 3 shows an enlarged partial view of a front side of the mounting head
  • FIG. 4 shows a side view of a winding module with a banding unit attached to it
  • FIG. 5 shows a perspective view of an alternative embodiment of the mounting head as well
  • FIG. 6 shows an enlarged view of the mounting head shown in FIG. 5.
  • a mounting head 2 shown in Figures 1 and 2 generally has a support frame 4, to which several units described in more detail below are attached.
  • the support frame 4 has a flange 6 with which it is held on an industrial robot 8, which is only indicated by a dashed line of a fastening flange of a robot hand.
  • the assembly head 2 is therefore largely freely movable in space, so that the assembly head 2 can be positioned in any position and at any angle (0 - 360°) if necessary.
  • it can be attached to a fixed frame, for example can only be moved linearly.
  • the mounting head itself is stationary and a cable harness 10 can be moved relative to the mounting head 2.
  • the mounting head 2 is generally used to band the cable harness 10 with a band 14.
  • the band 14 is preferably arranged in a fixed manner and the mounting head moves in the direction of the cable harness 10.
  • the mounting head 2 extends in a longitudinal direction L, perpendicular thereto in a transverse direction Q and further in a vertical direction V.
  • the cable harness 10 extends in the transverse direction Q.
  • the assembly head 2 has a winding module 16 with a preferably C-shaped or ring segment-like winding head 18.
  • a banding unit 20 is also attached to the winding head 18 and is therefore part of the winding module 16. Due to its design, the winding head 18 has an insertion opening and encloses a central interior into which the wiring harness 10 can be inserted.
  • the winding head 18 rotates about an axis of rotation, not shown here, which is also a central axis of the interior defined by the winding head 18. During the banding process, the axis of rotation extends along the cable harness 10.
  • a suitable drive device is provided to drive the winding head 18.
  • a toothing 19A is formed on the outer circumference of the winding head, into which typically several drive belts or toothed belts 19B distributed around the circumference engage (see in particular FIG. 4).
  • the at least one toothed belt is driven by a suitable drive.
  • the complete belt drive is part of the winding module 16.
  • the winding module 16 and thus the winding head 18 are preferably adjustable relative to the support frame 4 in and against the longitudinal direction L, so that a feed movement in the direction of the cable harness 10 is possible.
  • the winding head 18 can be moved linearly via a linear drive. A suitable drive is provided for this.
  • the winding module 16 has a carrier plate 16A, which is open at the front end and thereby defines a free space 16B. At this front end, the winding head 18 is rotatably attached to the carrier plate 16A.
  • the previously mentioned belt drive causes a ring-segment-like plate of the winding head to rotate around the axis of rotation.
  • the belt drive is also attached to the carrier plate 16A, specifically behind the winding head when viewed in the longitudinal direction.
  • the banding unit 20 has a band dispenser 22 on which the band 14 is stored.
  • the tape dispenser 22 rotates during operation with the winding head 18.
  • the banding unit 20 is secured against rotation on the winding head 18, and in particular on the previously mentioned ring segment-like, rotatable plate.
  • the banding unit 20 is therefore a component of the rotatable winding head 18.
  • the tape dispenser 22 in the exemplary embodiment has a spool carrier 40 to which a tape roll 42 (reel) is attached. This is done by a central reel holder 44 on the bobbin carrier 40 held.
  • the roll holder 44 achieves a preferably non-rotatable connection with the coil carrier 40.
  • the band roll 42 is preferably held via frictional engagement, preferably exclusively via frictional engagement.
  • the roll holder 44 preferably has an adjustment mechanism for adjusting the coefficient of friction.
  • Tape rolls 42 of different widths can be accommodated on the spool carrier 40.
  • at least one adapter ring 46 is arranged, which can be fixed in particular to the roll holder 44.
  • two adapter rings 46 are arranged, which define a free space between them in which a narrow tape roll 42 is held. The two adapter rings 46 also keep the narrow tape roll 42 centered.
  • the banding unit 20 has several guide elements and/or deflection elements, with the help of which the band 14 is reliably guided and deflected.
  • the banding unit 20 preferably has a first pressing element 24.
  • the pressing element 24 can be moved in the direction of the cable harness 10 and is used to bring and press the beginning of a band onto the cable harness 10 at the beginning of the banding process.
  • the first pressing element 24 is, for example, pivotally mounted on the banding unit 20. It is designed in particular in the manner of a pressure roller.
  • the banding unit 20 has a further, second pressing element 25, which is also adjustable in the direction of the cable harness 10.
  • the further pressing element 25 is preferably designed as an elastic element, for example as an elastic tab and in the exemplary embodiment in the manner of a brush.
  • the further pressing element 25 is used to press one end of the band onto the wiring harness 10 at the end of the banding process, as will be explained in more detail below.
  • the banding unit 20 also has a cutting element 23, which is arranged in particular directly adjacent to the further pressing element 25 and can be adjusted with it.
  • the cutting element 23 and the further pressing element 25 preferably exert a common (pivoting) movement when cutting the band 14.
  • the holding element 27 Adjacent to the cutting element 23, namely on the side oriented towards the band 14 or the band dispenser 22 and thus in particular opposite the further pressing element 25, there is also a holding element 27 attached, which is provided for supporting or holding a band end of the partial band remaining on the band dispenser 22 .
  • the holding element 27 has, for example, several pins, in the exemplary embodiment three pins, which are oriented in the direction of the tape 14 and specifically the tape dispenser 22. Contrary to the actual design variant, the pins in the figures are shown to be oversized and too long. In the situation shown in FIGS. 3 and 4 (after a previous banding process in which the band 14 was cut off), the pins pierce the band 14.
  • a balancing mass 34 is attached to the winding head 18, in particular to the banding unit 20.
  • At least and preferably exactly one gripping unit 26 is provided as a further essential component.
  • the gripping unit 26 is arranged next to the winding module 16 on the side opposite the banding unit 20.
  • two gripping units 26 can be arranged on both sides of the winding module 16.
  • a respective gripping unit 26 has a gripping holder 28 and two arcuate gripping elements 30. These are mounted on the gripping holder 28 in particular in a pivotable manner.
  • 2 shows a controllable actuating element 31, which preferably has two adjusting elements 31a, 31b, each of which is connected to one of the gripping elements 30 in a foot area.
  • the control elements 31a, 31 b can carry out a pivoting movement and with them the arcuate gripping elements 30.
  • the entire gripping unit 26 can preferably be delivered in the longitudinal direction L in the direction of the cable harness 10.
  • the gripping unit is attached, for example, to the winding module 16 and in particular to the carrier plate 16 A in a linearly displaceable manner with its own drive for the linear adjustment.
  • the gripping elements 30 are shown in a partially closed position, in which they completely encompass the cable harness 10 together with the gripping holder 28. This therefore lies between the gripping elements 30 and the gripping holder 28.
  • the gripping elements 30 are brought together, the loose individual strands of the cable harness 10 are combined so that the cable harness 10 is compressed overall.
  • the cable harness 10 is guided loosely in the gripping unit 26 during the banding process.
  • the wiring harness 10 is initially firmly gripped, in particular until a beginning of the tape is fixed to the wiring harness 10 and the tape 14 has possibly already been wrapped several times around the wiring harness 10.
  • the gripping unit 26 (grip elements 30) is opened slightly and moved into a gripping position, so that the cable harness 10 is guided loosely and the cable harness 10 is guided through the gripping unit 26 during the banding process.
  • the mounting head 2 also has two pairs of guide rollers 32. These are each attached on both sides of the winding head 18 or the banding unit 20.
  • the pair arranged on the side of the gripping unit 26 is, for example, attached to the gripping unit 26, specifically to the gripping holder 28, and in particular adjustable with this in the longitudinal direction L.
  • the pair can be adjusted in the longitudinal direction L independently of the grip holder.
  • the guide rollers 32 are therefore assigned their own adjustment mechanism for longitudinal adjustment, so that they are independent of the Grip holders are adjustable.
  • the opposite pair, which is arranged next to the banding unit 20, is preferably also adjustable in the longitudinal direction L and has a suitable linear drive for this purpose.
  • the guide rollers 32 are each arranged opposite one another to the cable harness 10 and can be adjusted in the direction of the cable harness 10. For this purpose, in particular, a pivoting movement is provided. In their closed end position, their roller axes are preferably arranged parallel or largely parallel to one another.
  • the cable harness 10 is guided between the guide rollers 32 and held there.
  • a distance between the guide rollers 32 is preferably dimensioned such that the cable harness 10 is somewhat compressed overall, so that it has, for example, an approximately flattened cross-sectional contour.
  • the distance between the guide rollers 32 during the banding process is preferably adjustable, for example by parameterization or alternatively manually, in particular depending on a diameter of the cable harness 10.
  • a gripping diameter of the gripping elements 28 can preferably also be adjusted in their closed state. This reliably prevents twisting of the wiring harness 10 during the subsequent banding process.
  • the guide rollers 32 are preferably pressed against the cable harness 10 during the entire banding process.
  • the guide rollers 32 can be rotated about their roller axis, but preferably do not have their own drive.
  • the surface of the guide rollers 32 preferably has good adhesion and is, for example, rubberized or designed in the manner of a rubberized coating. This also at least largely avoids the risk of damage to the wiring harness 10 during the entire banding process. This also counteracts and avoids twisting of the wiring harness during the banding process.
  • the pair of guide rollers 32 which is arranged on the side of the winding module 16 opposite the banding unit 20, can be positioned in the transverse direction in such a way that it can be positioned in the previously described free space 16B in the carrier plate 16A at least during the banding process and preferably permanently.
  • the banding process is preferably as follows:
  • the assembly head 2 is moved towards the wiring harness 10 using the robot 6.
  • the wiring harness 10 is held in particular on both sides.
  • the feed movement of the assembly head 2 is not absolutely necessary, depending on the positioning of the assembly head 2 relative to the cable harness 10.
  • the gripping unit 26 and the winding module 16 are delivered in the longitudinal direction L by moving the winding module 16 relative to the support frame 4.
  • the assembly head is preferably positioned next to the wiring harness 10 at the beginning of the banding process, in such a way that the lateral opening of the winding head 18 is oriented towards the wiring harness 10.
  • the gripping unit 26 is first delivered to the cable harness 10 and moved relative to the support frame 4 for this purpose.
  • the gripping elements 30 are then pivoted so that the cable harness 10 is enclosed.
  • the gripping elements 30, together with the gripping holder 28, define a gripping diameter.
  • the individual lines are in particular brought together and, if necessary, also pressed together.
  • the wiring harness 10 is preferably first clamped and held firmly in this step.
  • the guide rollers 32 are initially moved forward in the longitudinal direction to the cable harness 10, again relative to the support frame. They are then brought into their end position, in particular by a pivoting movement, so that they are pressed against the cable harness 10 and in particular also flatten it and in press into a flat cross-sectional shape. The pressing force exerts a certain holding force on the cable harness 10.
  • the gripping elements 30 are then loosened slightly so that they continue to completely enclose the wiring harness, but only hold it loosely so that the wiring harness 14 can be guided through the gripping unit 16 in the transverse direction.
  • the cable harness 14 is tightened in the transverse direction using the two pairs of guide rollers 32.
  • the two pairs are pulled apart in opposite directions in and against the transverse direction Q, so that the wiring harness 10 is tightened in the area of the winding head 16. At least one of the pairs exerts a movement in the transverse direction Q.
  • the pair on the side of the gripping unit 16 is displaced in the transverse direction Q and thus relative to the winding module.
  • a suitable drive is again installed.
  • the winding module 16 is moved in the longitudinal direction L in the direction of the cable harness 10 relative to the support frame 4, so that it is received inside the winding head 18.
  • any loosely hanging beginning of the band 14 is preferably pressed against the cable harness 10 during this feed movement. This is done in particular with the help of the first pressing element 24, which presses the band 14 from above against the wiring harness 10, so that the band 14 is fixed between the pressing element 24 and the wiring harness 10 (compare FIG. 3).
  • the pressing element 24 is pivoted from below against the cable harness 10, so that the beginning of the band is pressed against the cable harness 10.
  • the beginning of the band on the cable harness 10 is fixed fully automatically.
  • Tape 14 is in particular a self-adhesive tape. After this fixation, the actual banding takes place.
  • the winding head 18 and with it the banding unit 20 rotates around the axis of rotation, so that the band 14 is unrolled from the band dispenser 22 and wound around the cable harness 10.
  • the tape 14 is preferably first wound several times around the wiring harness 10 at the starting position, so that the beginning of the tape is reliably fixed.
  • the cable harness 10 is wrapped in a spiral shape with the tape 14.
  • the gripping unit 26 preferably holds the wiring harness 10 firmly enclosed until the start of this spiral wrap. In general, before the start of the spiral wrapping, the gripping elements 30 are opened again slightly, so that the cable harness 10 is still completely encompassed, but is only held loosely.
  • the entire assembly head 2 is moved specifically with the help of the industrial robot 8 in or against the transverse direction Q, so that the tape 14 is successively wrapped around the cable harness 10 either as a spiral banding or as a full banding.
  • the assembly head 2 also enables spot banding, in which the tape 14 is only wrapped around the cable harness 10 in one position.
  • the band is automatically cut off.
  • the banding unit 20 (together with the winding head 18) initially moves back a little in the opposite direction to the longitudinal direction L.
  • a section of the band protrudes from the cable harness 10 in the radial direction.
  • the band 14 is tightened and is therefore taut.
  • the band 14 is severed using the cutting element 23.
  • a pivoting movement of the banding unit 20 is provided, for example around the axis of rotation of the winding module 16.
  • the cutting element 23 is guided from below against the tensioned band 14.
  • the cutting element 23 cuts the band 14.
  • the banding unit 20 (together with the winding head 18) initially moves back a little in the opposite direction to the longitudinal direction L, so that the band 14 is tensioned. The banding unit 20 then moves forward a little in the longitudinal direction again, so that the band 14 is relaxed and is no longer elastically tensioned, but there is sufficient space for the cutting element 23 to cut. This prevents the band 14 from rolling back/pulling back due to the elasticity after cutting and no loose beginning of the band would be available for the subsequent banding process.
  • the loose end of the band generated in the process is preferably also pressed against the cable harness 10 by the further pressing element 25.
  • an end band end remains on the band 14 located on the band dispenser 22, which defines the beginning of the band for the next banding process.
  • This band end is held in a defined manner by the arrangement of the holding element 27.
  • the holding element 27 - as can be seen in particular in FIG. 3 - is formed by several pins, in particular needle-shaped ones, which even pierce the band.
  • the piercing occurs in particular when cutting when the cutting element 23 is pivoted from below against the band 14.
  • the holding element 27 is preferably pivoted with the cutting element 23.
  • the needle-shaped pins pierce the end of the band. This means that the pins hold the band end firmly in position for the next bandaging.
  • the pins only protrude slightly beyond band 14 (shown exaggerated in the figures).
  • the fire end is held in position by the pins.
  • the first pressing element 24 guides the band 14 to the cable harness 10 by pivoting movement, so that the band 14 is pressed against the cable harness 10 and can adhere there.
  • the end of the band is then automatically released from the pins.
  • the band 14 is generally held in position by the first pressing element 24.
  • the pins hold the end of the band downwards after cutting, in particular, until the next banding process.
  • the holding element 27 is arranged directly adjacent to the cutting element 23. This is understood in particular to mean that the holding element 27 and thus the support location for the band end is at most a few centimeters, for example a maximum of 2 cm or a maximum of 1 cm, away from the cutting element 23.
  • either another cable harness 10 is brought into a desired banding position in which it is held and/or the assembly head 2 is moved to a next cable harness 10.
  • FIG. 5 An alternative variant of the mounting head 2 is shown in Figures 5 and 6.
  • the holding element 27 is omitted.
  • a respective pair of guide rollers 32 is preferably each attached to a respective gripping unit 26.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Montagekopf (2) sowie ein Verfahren zur insbesondere vollautomatischen Bandierung eines sich in Querrichtung (Q) erstreckenden Leitungsstrangs (10) mit einem Band (14). Der Montagekopf (2) weist ein Wickelmodul (16) mit einem Wickelkopf (18) auf, der um eine sich in Querrichtung (Q) erstreckende Rotationsachse rotierbar ist, sowie mit einer Bandierungseinheit (20) zur Bereitstellung und Führung des Bandes (14), wobei der Wickelkopf (18) insbesondere in Längsrichtung (L) nach vorne offen ist, so dass der Leitungsstrang(W) in einen Innenraum des Wickelkopfes (18) seitlich einführbar ist.

Description

Beschreibung Montagekopf sowie Verfahren zur automatisierten Umwicklung eines Leitungsstrangs
Die Erfindung betrifft einen Montagekopf sowie ein Verfahren zur automatisierten, insbesondere vollautomatischen Bandierung eines Leitungsstrangs.
Unter einem Leitungsstrang wird vorliegend allgemein ein strangförmiges, vorzugsweise biegeflexibles Gebilde, insbesondere ein vorzugsweise elektrisches Leitungsbündel verstanden, welches sich aus ein oder mehreren (elektrischen) (Leitungs-) Elementen (Einzelleitungen) zusammensetzt. Bei der Herstellung von Kabelsätzen, welche eine Vielzahl von Einzelleitungen sowie häufig auch eine verzweigte Struktur aufweisen, werden häufig die einzelnen Elemente mittels einer Bandierung zusammengefasst. Beim Bandierungsvorgang wird ein Band, beispielsweise ein Klebeband und/oder ein Textilband um den Leitungsstrang herumgewickelt.
Eine solche Bandierung erfolgt häufig noch manuell oder mit einem handgeführten Gerät und erfordert daher einen hohen Montageaufwand.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine automatisierte Bandierung zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen einem Montagekopf nach Anspruch 1 sowie durch eine Verfahren mit Hilfe eines solchen Montagekopfes nach Anspruch 24.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Der Montagekopf dient allgemein zur automatisierten, insbesondere vollautomatischen Bandierung eines sich in einer Querrichtung erstreckenden Leitungsstrangs mit einem Band. Der Montagekopf selbst erstreckt sich zusätzlich zur Querrichtung auch in einer Längsrichtung und in einer Vertikalrichtung. Er weist ein Wickelmodul mit einem Wickelkopf auf, der um eine sich in Querrichtung erstreckende Rotationsachse rotierbar ist. Das Wickelmodul weist hierzu bevorzugt einen Antrieb auf, über den der Wickelkopf in eine Rotationsbewegung versetzbar ist.
Der Wickelkopf selbst weist bevorzugt ein Ringsegment mit einem zentralen Wickelraum auf. Das Ringsegment weist eine seitliche Einführöffnung zum seitlichen (quer zur Querrichtung) Einführen des Leitungsstrangs in den Wickelraum auf. Für den Antrieb des Wickelkopfes ist der Antrieb insbesondere nach Art eines Riemenantriebs ausgebildet, wobei ein Antriebsriemen insbesondere in eine Außenzahnung des Wickelkopfes eingreift und dadurch diesen in Rotation versetzt.
Der Montagekopf weist weiterhin eine Bandierungseinheit zur Bereitstellung und Führung des Bandes auf.
Zur Bandierung des Leitungsstrangs werden der Leitungsstrang und der Montagekopf relativ zueinander in bzw. entgegen der Längsrichtung verfahren, sodass der Leitungsstrang in den Wickelkopf seitlich eingeführt wird. Mithilfe der Bandierungseinheit wird anschließend das Band an den Leitungsstrang angelegt und anschließend wird das Band um den Leitungsstrang herumgewickelt. Am Ende des Ban- dierungsprozesses erfolgt schließlich noch ein Abtrennen und Abschneiden des Leitungsbandes. Bevorzugt folgt weiter eine Bewegung zur sicheren Haftung des Bandendes am Leitungsstrang.
Für die Steuerung des Bewegungsablaufes des Montagekopfes ist allgemein eine geeignet ausgestaltete Steuereinheit angeordnet, mit deren Hilfe die einzelnen Schritte und Bewegungen beim Bandieren, wie sie nachfolgend noch im Detail erläutert werden, veranlasst werden. Der Leitungsstrang besteht regelmäßig aus mehreren Einzelleitungen. Bei diesen handelt es sich bevorzugt um einadrige oder auch um mehradrige elektrische Mantelleitungen. Alternativ handelt es sich bei den Leitungselementen auch um Stromschienen, die mit dem Band umwickelt werden. Grundsätzlich können auch andere Typen von Einzelleitungen oder auch unterschiedliche Typen an Einzelleitungen im Leitungsstrang zusammengefasst sein. In einer Ausführungsvariante sind zumindest ein Teil der Einzelleitungen als Fluidleitungen, wie beispielsweise Schläuche ausgebildet. Bevorzugt handelt es sich bei dem Leitungsstrang um einen rein elektrischen Leitungsstrang.
Insgesamt ist hierdurch ein insbesondere vollautomatisches Bandieren eines Leitungsstranges erreicht.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein erster bevorzugter Aspekt ist in der Ausgestaltung sowie Ansteuerung eines Schneidelements insbesondere auch in Kombination mit einem (weiteren) Anpresselement gemäß den Ansprüchen 2-10 zu sehen. Durch diese Ausgestaltung ist am Ende des Bandierungsprozesses ein vollautomatisches Abtrennen des Bandes und vorzugsweise weiterhin ein Anpressen des Bandendes an den Leitungsstrang erreicht.
Das Schneidelement ist dabei insbesondere an der Bandierungseinheit befestigt und insofern ein Teil der Bandierungseinheit.
Das Schneidelement ist in bevorzugter Ausgestaltung nach Art einer Klinge ausgebildet, die insbesondere in Querrichtung orientiert ist.
Die Bandierungseinheit ist allgemein, also auch unabhängig von der Anordnung der Schneidelements an der Bandierungseinheit, am Wickelkopf befestigt. Für die Anbringung des Bandes rotiert der Wickelkopf um die Rotationsachse und daher rotiert auch die am Wickelkopf befestigte Bandierungseinheit. Bei der Ausgestaltung, bei der das Schneidelement an der Bandierungseinheit befestigt ist und damit Teil derselben ist, rotiert daher auch das Schneidelement beim Bandie- rungsprozess.
Im Betrieb wird die Bandierungseinheit bevorzugt derart gesteuert, dass diese am Ende des Bandierungsprozesses insbesondere entgegen der Längsrichtung in eine Schneidposition verfahren wird. Durch diese Bewegung wird das Schneidelement in eine definierte Schneidposition gebracht. Durch das Zurückfahren der Bandierungseinheit wird diese vom Leitungsstrang wegbewegt. Dabei wird insbesondere auch das Band gespannt, so dass es sich besser abtrennen lässt. Die Bandierungseinheit ist daher allgemein verfahrbar und verstellbar angeordnet, insbesondere am Wickelkopf oder mit diesem. Es ist also ein Stellmechnismus mit einem Stellantrieb ausgebildet, über den die gewünschte Stellbewegung der Bandierungseinheit ausgeführt werden kann.
Allgemein weist die Bandierungseinheit einen Bandabroller auf, an dem das Band, speziell eine Bandrolle angebracht ist. Der Bandvorrat ist allgemein derart bemessen, dass er für mehrere Bandierungen ausreicht. Ist der auf der Bandrolle aufgebrachte Bandvorrat aufgebraucht, so wird eine neue Bandrolle am Bandabroller fixiert. Alternativ ist das Band direkt am Bandabroller aufgewickelt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Schneidelement zum Durchtrennen des Bandes in Richtung zum Band hin verfahrbar. Hierzu ist das Schneidelement beispielsweise beweglich an der Bandierungseinheit angeordnet. Bevorzugt erfolgt das Verfahren des Schneidelements jedoch durch eine Bewegung der Bandierungseinheit, und insbesondere auch des Wickelkopfes an dem die Bandierungseinheit befestigt ist, insbesondere ohne Relativbewegung zur Bandierungseinheit.
In bevorzugter Ausgestaltung wird das Schneidelement durch eine Schwenkbewegung in Richtung auf das Band verfahren. Dies erfolgt wiederum insbesondere durch eine Schwenk- und damit Drehbewegung der Bandierungseinheit und damit insbesondere auch des Wickelkopfes. Der besondere Vorteil hierbei ist darin zu sehen, dass ein Drehantrieb für die Drehbewegung des Wickelkopfes zugleich auch für das Durchtrennen des Bandes mit dem Schneidelement herangezogen wird.
Nach dem Durchtrennen des Bandes ist ein Bandende an dem abgetrennten Teilband gebildet, welches um den Leitungsstrang gewickelt ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist ein Anpresselement vorgesehen, welches in Richtung zum Leitungsstrang verfahrbar ist, derart, dass im Betrieb beim Bandierungsprozess das Bandende gegen den Leitungsstrang gepresst wird. Das Einpresselement wird nachfolgend auch als weiteres oder zweites Anpresselements bezeichnet.
Dieses weitere Anpresselement ist bevorzugt ebenfalls an der Bandierungseinheit befestigt.
Bevorzugt erfolgt das Verfahren des weiteren Anpresselements durch eine Drehbewegung. In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt dies wiederum durch die Drehbewegung der Bandierungseinheit und insbesondere des Wickelkopfes.
An der Bandierungseinheit sind in bevorzugter Ausgestaltung sowohl das Schneidelement als auch das weitere Anpresselement befestigt. Da dieses wiederum mit dem rotierbaren Wickelkopf /der Bandierungseinheit drehfest verbunden ist, erfolgt am Ende des Bandierungsprozesses das Durchtrennen des Bandes sowie das Anpressen des Bandesendes an den Leitungsstrang durch zumindest eine geeignete Schwenkbewegung des Wickelkopfes. Bevorzugt ist zum Durchschneiden des Bandes als auch zum Anpressen des Bandendes an den Leitungsstrang eine gemeinsame Schwenkbewegung ausreichend, sodass zunächst das Schneidelement das Band durchtrennt und nachfolgend das weitere Anpresselement das Bandende gegen den Leitungsstrang presst.
Das Schneidelement sowie das weitere Anpresselemente sind daher in bevorzugter Ausgestaltung entgegen einer Schwenkrichtung hintereinander angeordnet. Sie sind daher drehversetzt zueinander angeordnet. Für ein möglichst sanftes Anpressen des Bandendes ist das weitere Anpresselement in bevorzugter Ausgestaltung als eine biegeelastische Lasche oder eine Bürste ausgebildet.
Das andere, zweite Bandende, welches noch am durch den Bandabroller bereitgestellten Bandvorrat verbleibt und damit einen Bandanfang für den nächsten Ban- dierungsprozess darstellt, bildet ebenfalls ein Bandende. In zweckdienlicher Weiterbildung ist ein Halteelement für das zweite Bandende angeordnet, welches insbesondere als ein Stütz- und/ oder Fixierelement für das Bandende wirkt. Das Halteelement ist benachbart, und zwar bevorzugt unmittelbar benachbart zum Schneidelement angeordnet. Durch das Halteelement wird das zweite Bandende in einer definierten Position gehalten, beispielsweise abgestützt und / oder fixiert, so, dass es kontrolliert bei einem nachfolgenden Bandierungsprozess wieder an den Leitungsstrang herangefahren und dort angeheftet werden kann. Je nach Bandbeschaffenheit besteht beim Abtrennen des Bandes das Problem, dass das zweite Bandende in eine Undefinierte Lage absteht, aus der heraus ein prozesssicheres Anheften für den folgenden Bandierungsprozess nicht zuverlässig gewährleistet ist.
Das Halteelement ist weiterhin bevorzugt durch mehrere einzelne Stifte, insbesondere nadelförmige Stifte gebildet, die sich vorzugsweise ausgehend von einer Basis nach oben in Richtung zu einem zentralen Wickelraum und damit zum Band erstrecken. In bevorzugter Ausgestaltung durchstoßen diese Stifte das Band, so dass dieses quasi von den Stiften perforiert wird und an den Durchtrittsstellen der Stifte erfolgt die Fixierung des Bandes in der gewünschten Position.
Allgemein weist die Bandierungseinheit bevorzugt einen Bandabroller auf, auf dem das Band bevorratet ist. Die Bandierungseinheit zusammen mit dem Bandabroller ist wie bereits erwähnt am Wickelkopf befestigt, und rotiert mit diesem daher beim Bandierungsprozess.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist am Wickelkopf und insbesondere an der Bandierungseinheit eine Auswuchtmasse befestigt. Hierbei handelt es sich um ein zusätzliches Masseelement, welche sonst keinerlei zusätzliche Funktion aufweist. Das Masseelement wird insbesondere durch einen massiven, beispielsweise zylindrischen oder quaderförmigen Körper aus Vollmaterial gebildet. Durch die zusätzliche Auswuchtmasse ist eine geeignete Masseverteilung erreicht, derart, dass bei der Rotation des Wickelkopfes eine Unwucht vermieden ist.
Der Montagekopf weist allgemein ein Traggestell auf, an dem die einzelnen Elemente des Montagekopfes befestigt sind.
Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung ist das Wickelmodul in Längsrichtung relativ zum Traggestell insbesondere gemeinsam mit der Bandierungseinheit verfahrbar. Hierzu sind insbesondere geeignete Antriebs- und Verstellelemente vorgesehen, beispielsweise eine geeignete Linearführung mit Antrieb.
Beim Bandierungsprozess wird daher in bevorzugter Ausgestaltung der Wickelkopf und mit ihm die Bandierungseinheit in Längsrichtung relativ zum Traggestell verfahren und damit in Richtung zum Leitungsband zugestellt und wieder zurück verfahren. Hierdurch kann ein effizienter Bandierungsprozess umgesetzt werden, da nicht der gesamte Montagekopf verfahren werden muss. Auch dient dies zur Vermeidung von Kollisionen mit weiteren Komponenten, die zum Halten des Leitungsstrangs vorgesehen sind.
In bevorzugter Ausgestaltung wird der Leitungsstrang allgemein auf eine Haltevorrichtung, beispielsweise ein sogenanntes Kabelbrett geroutet, d.h. entsprechend einer vorgegebenen Verlegegeometrie verlegt und gehalten, beispielsweise mit geeigneten Stützelementen. An dieser Haltevorrichtung erfolgt dann das Bandie- ren mit Hilfe des Montagekopfes.
In bevorzugter Ausgestaltung ist allgemein mithilfe der Bandierungseinheit ein vollautomatisches Fixieren zunächst eines Bandanfangs am Leitungsstrang ermöglicht. Es ist daher kein manuelles Befestigen des Bandanfangs erforderlich. Auch das anschließende Bandieren erfolgt vollautomatisch. Das vollautomatische Fixieren erfolgt dabei insbesondere durch das Heranfahren der Bandierungseinheit an den Leitungsstrang. Hierzu ist insbesondere die zuvor beschriebene Relativbewegung des Wickelmoduls relativ zum Traggestell vorgesehen.
Hierzu weist die Bandierungseinheit in bevorzugter Ausgestaltung ein (erstes) An- presselement auf, welches in Richtung zum Leitungsstrang verfahrbar ist. Das An- presselement ist hierzu beispielsweise beweglich an der Bandierungseinheit und speziell schwenkbeweglich gehalten. Alternativ hierzu ist es ortsfest an der Bandierungseinheit befestigt und das Heranfahren an das Leitungsband erfolgt durch eine Zustellbewegung der Bandierungseinheit, die insbesondere auch eine Schwenkbewegung umfasst. Das erste Anpresselement ist beispielsweise nach Art eines streifenförmigen Elements oder alternativ nach Art einer Anpressrolle ausgebildet, welches gegen den Leitungsstrang verfahren wird und dabei den Bandanfang gegen den Leitungsstrang drückt.
Ein weiterer bevorzugter Aspekt ist in der Ausgestaltung und Ansteuerung einer Greifeinheit zu sehen, welche Greifelemente aufweist, die zum Komprimieren des aus den mehreren Einzelleitungen oder Einzelsträngen bestehenden Leitungsstrangs dienen. Beispielsweise sind zwei Greifeinheiten beidseitig zum Wickelkopf angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedoch lediglich eine Greifeinheit an einer Seite angeordnet, sodass der Montagekopf möglichst kompakt ausgebildet ist. Die Greifeinheit ist dabei insbesondere an der zur Bandierungseinheit gegenüberliegenden Seite neben dem Wickelmodul angeordnet. Allgemein ist die Greifeinheit der Bandierungseinheit vorzugsweise „vorlaufend“ angeordnet, so dass die losen Einzelleitungen in dem als nächstes zu bandierenden Abschnitt durch die Greifeinheit komprimiert werden. Die Greifelemente umschließen in einer geschlossenen Endstellung den Leitungsstrang in Umfangsrichtung vollständig, zumindest in Verbindung mit einem weiteren Greiferhalter, an dem sie vorzugsweise schwenkbeweglich gelagert sind.
In bevorzugter Ausgestaltung werden die einzelnen, insbesondere losen Leitungen des Leitungsstrangs in der Endstellung zunächst gegeneinander gepresst und drücken diese in einer ersten, komprimierten Endstellung zusammen. Bevorzugt werden die Einzelleitungen nachfolgend durch ein weiteres Hilfselement, insbesondere durch die nachfolgend noch genauer beschriebenen Führungsrollen, komprimiert gehalten, und zwar während des Bandierungsprozesses.
Für den Bandierungsprozess wird die Greifeinheit bevorzugt in eine weitere, zweite Endstellung oder Greifstellung überführt, in der die Greifelemente den Leitungsstrang wieder etwas freigeben und zwar derart, dass der Leitungsstrang in dieser Greifstellung bevorzugt lediglich lose gehalten ist. Hierunter wird verstanden, dass der Leitungsstrang in Querrichtung durch die Greifeinheit hindurchgeführt werden kann bzw., dass der Montagekopf beim Bandierungsprozess entlang des vorzugsweise feststehenden Leitungsstrangs verfahren werden kann.
Die Greifelemente sind in bevorzugter Ausgestaltung bogenförmig ausgebildet. Durch eine Schwenkbewegung erfolgt die gewünschte Komprimierung der Einzelleitungen des Leitungsstrangs, welcher als Leitungsbündel ausgebildet ist. Der Leitungsstrang wird hierbei insbesondere zwischen diesen beiden bogenförmigen Greifelemente und dem zuvor bereits erwähnten Greifhalter zusammengepresst. Zur Ausübung der Schwenkbewegung ist ein geeigneter Antrieb ausgebildet. Speziell ist ein Betätigungselement ausgebildet, welches auf einen Fußbereich des Greifelements einwirkt und dieses um eine Schwenkachse verschwenkt.
Bevorzugt ist auch die Greifeinheit linear in und entgegen der Längsrichtung verfahrbar angeordnet, und zwar bevorzugt relativ zum Wickelmodul. Die Greifeinheit ist insbesondere unmittelbar neben dem Wickelmodul angebracht. Speziell ist sie am Wickelmodul befestigt, beispielsweise über Linearführungen, sodass sie relativ zum Wickelmodul in Längsrichtung verstellbar ist. Für die Verstellbewegung ist ein geeigneter Antrieb angeordnet.
Beim Bandierungsprozess wird allgemein der Leitungsstrang zumindest an einer Seite, vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten, zwischen denen sich der Montagekopf befindet, gehalten und insbesondere gespannt gehalten. Der Montagekopf wird während des Bandierungsprozesses insbesondere entlang des Leitungsstrangs in Querrichtung verfahren. Ein weiterer bevorzugter Aspekt ist in der Anordnung und Ansteuerung von Führungsrollen zu sehen, die vorzugsweise beidseitig zum Wickelkopf jeweils paarweise angeordnet sind. Die Führungsrollen eines jeweiligen Paares sind jeweils in Richtung zum Leitungsstrang zustellbar, insbesondere in Längsrichtung verfahrbar und ergänzend auch verschwenkbar und zwar derart, dass sie im Betrieb gegen den Leitungsstrang gepresst werden und diesen insbesondere auch zumindest etwas zusammenpressen und beispielsweise verformen. Bevorzugt derart, dass der Leitungsstrang im Bereich der Führungsrollen eine flache Querschnittsgeometrie einnimmt. Insgesamt ist hierdurch ein Verdrehen des Leitungsstrangs um die eigene Achse (Verdrillen) vermieden. Während des Bandierungsprozesses ist daher der Leitungsstrang zwischen den beiden Führungsrollen eines jeweiligen Paares gehalten.
Die Führungsrollen sind insgesamt bevorzugt ohne eigenen Antrieb und lose gelagert, sodass sie um eine Rollenachse drehbar sind. Beim Bandierungsprozess verfährt - wie zuvor ausgeführt - der Montagekopf vorzugsweise in Querrichtung entlang des Leitungsstranges. Dies wird durch die Führungsrollen insofern ermöglicht, als dass diese am Leitungsstrang abrollen, so dass dieser durch die beiden Führungsrollen hindurchlaufen kann.
Das jeweilige Paar der Führungsrollen ist vorzugsweise in Längsrichtung zustellbar. Bevorzugt ist zumindest eines der Paare an der Greifeinheit befestigt und zusammen mit dieser in Längsrichtung zustellbar.
Das zumindest eine Paar an Führungsrollen ist bevorzugt innerhalb eines Freiraums des Wickelmoduls angeordnet. Bevorzugt ist das Paar dabei in den Freiraum hinein und zwar speziell in Querrichtung verfahrbar. Während des Bandierungsprozesses, wenn also das Band um den Leitungsstrang gewickelt wird, ist dieses Paar innerhalb des Freiraums angeordnet. Hierdurch ist insgesamt eine möglichst kompakte Ausgestaltung des Montagekopfes erreicht. Dieses Paar ist hierzu vorzugsweise relativ zum Wickelmodul in Querrichtung verfahrbar. Bei der bevorzugten Ausführungsvariante, bei der das Paar an der Greifeinheit befestigt ist, ist die Greifeinheit insgesamt in Querrichtung relativ zum Wickelmodul verfahrbar.
Das Wickelmodul weist in bevorzugter Ausgestaltung allgemein eine Trägerplatte auf, die sich in Längsrichtung erstreckt und an der seitlich in Querrichtung der Wickelkopf rotierbar befestigt ist. Ein vorderes Ende der Trägerplatte ist dabei ähnlich wie der Wickelkopf seitlich offen und beispielsweise als ein Ringsegment ausgebildet und weist daher einen offenen Raum auf, welcher den zuvor erwähnten Freiraum bildet, in den die Führungsrollen hinein verfahrbar sind.
Der gesamte Montagekopf ist insbesondere zur Befestigung an einem Roboter, insbesondere an einem mehrachsigen Industrieroboter ausgebildet. Hierzu weist er unter anderem eine mechanische Schnittstelle, insbesondere einen Flansch auf, mit dem er am Roboter, speziell an einer Roboterhand des Industrieroboters befestigt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel des Montagekopfes sowie das Verfahren zum automatischen Bandieren eines Leitungsstrangs wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Hierin zeigen:
FIG 1 eine perspektivische Ansicht auf eine erste Seite des Montagekopfes,
FIG 2 eine vergrößerte, ausschnittsweise perspektivische Ansicht auf eine in Querrichtung gegenüberliegende Seite des Montagekopfes,
FIG 3 eine vergrößerte ausschnittsweise Ansicht auf eine Vorderseite des Montagekopfes,
FIG 4 eine Seitenansicht auf ein Wickelmodul mit daran befestigter Bandie- rungseinheit,
FIG 5 eine perspektivische Ansicht auf eine alternative Ausführungsvariante des Montagekopfes sowie
FIG 6 eine vergrößerte Darstellung des in FIG 5 gezeigten Montagekopfes.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ein in den Figuren 1 und 2 gezeigter Montagekopf 2 weist allgemein ein Traggestell 4 auf, an dem mehrere nachfolgend im Detail genauer beschriebene Einheiten befestigt sind. Das Traggestell 4 weist einen Flansch 6 auf, mit dem es an einem Industrieroboter 8 gehalten ist, welcher nur durch eine gestrichelte Linie eines Befestigungsflansches einer Roboterhand angedeutet ist. Der Montagekopf 2 ist dadurch insgesamt im Raum weitgehend frei verfahrbar, sodass der Montagekopf 2 bei Bedarf in beliebige Position und auch mit einem beliebigen Winkel (0 - 360°) positioniert werden kann Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass er an einem festen Gestell beispielsweise lediglich linear verfahrbar ist. Weiterhin besteht auch die Alternative, dass der Montagekopf selbst feststehend ist und ein Leitungsstrang 10 relativ zum Montagekopf 2 verfahrbar ist.
Der Montagekopf 2 dient allgemein zur Bandierung des Leitungsstrangs 10 mit einem Band 14. das Band 14 ist hierbei bevorzugt feststehend angeordnet und der Montagekopf verfährt in Richtung zum Leitungsstrang 10.
Der Montagekopf 2 erstreckt sich in einer Längsrichtung L, senkrecht hierzu in einer Querrichtung Q sowie weiterhin in einer Vertikalrichtung V. beim Bandierungs- prozess erstreckt sich der Leitungsstrang 10 in Querrichtung Q.
Als eine wesentliche Komponente weist der Montagekopf 2 ein Wickelmodul 16 mit einem vorzugsweise C-förmigen oder ringsegmentartigen Wickelkopf 18 auf. Am Wickelkopf 18 ist weiterhin eine Bandierungseinheit 20 befestigt, die damit Teil des Wickelmoduls 16 ist. Durch seine Ausgestaltung weist der Wickelkopf 18 eine Einführöffnung auf und umschließt einen zentralen Innenraum, in den der Leitungsstrang 10 hineingeführt werden kann. Zum Umwickeln des Bandes 14 rotiert der Wickelkopf 18 um eine hier nicht näher dargestellte Rotationsachse, die zugleich eine Mittenachse des vom Wickelkopf 18 definierten Innenraums ist. Die Rotationsachse erstreckt sich beim Bandierungsprozess entlang des Leitungsstranges 10. Zum Antrieb des Wickelkopfes 18 ist eine geeignete Antriebsvorrichtung vorgesehen. Speziell ist hierzu im Ausführungsbeispiel am Außenumfang des Wickelkopfes eine Zahnung 19A ausgebildet, in die typischerweise mehrere um den Umfang verteilte Antriebsbänder oder Zahnriemen 19B eingreifen (vgl. hierzu insbesondere auch FIG 4). Der zumindest eine Zahnriemen wird von einem geeigneten Antrieb angetrieben. Der komplette Riemenantrieb ist dabei Teil des Wickelmoduls 16.
Das Wickelmodul 16 und damit der Wickelkopf 18 sind vorzugsweise relativ zum Traggestell 4 in und entgegen der Längsrichtung L verstellbar, sodass also eine Zustellbewegung in Richtung zum Leitungsstrang 10 ermöglicht ist. Insbesondere ist der Wickelkopf 18 über einen Linearantrieb linear verfahrbar. Hierzu ist ein geeigneter Antrieb vorgesehen.
Wie speziell aus der Figur 2 zu erkennen ist, weist das Wickelmodul 16 eine Trägerplatte 16A auf, welche an ihrem vorderen Ende nach vorne hin offen ist und dadurch einen Freiraum 16B definiert. An diesem vorderen Ende ist der Wickelkopf 18 rotierbar an der Trägerplatte 16 A befestigt. Über den zuvor erwähnten Riemenantrieb wird insgesamt eine ringsegmentartige Platte des Wickelkopfes in Rotation um die Rotationsachse versetzt. Der Riemenantrieb ist insbesondere ebenfalls an der Trägerplatte 16A befestigt und zwar in Längsrichtung betrachtet hinter dem Wickelkopf.
Die Bandierungseinheit 20 weist einen Bandabroller 22 auf, auf dem das Band 14 bevorratet ist. Der Bandabroller 22 rotiert im Betrieb mit dem Wickelkopf 18. Die Bandierungseinheit 20 ist hierzu drehfest am Wickelkopf 18, und insbesondere an der zuvor erwähnten ringsegmentartigen, rotierbaren Platte befestigt. Die Bandierungseinheit 20 ist daher insofern ein Bestandteil des rotierbaren Wickelkopfes 18.
Wie insbesondere anhand von FIG 3 zu erkennen ist, weist der Bandabroller 22 im Ausführungsbeispiel einen Spulenträger 40 auf, an dem eine Bandrolle 42 (Spule) befestigt ist. Diese wird durch ein zentralen Rollenhalter 44 am Spulenträger 40 gehalten. Speziell wird durch den Rollenhalter 44 eine vorzugsweise drehfeste Verbindung mit dem Spulenträger 40 erreicht.
Bevorzugt wird die Bandrolle 42 über Reibschluss, vorzugsweise ausschließlich über Reibschluss gehalten. Der Rollenhalter 44 weist bevorzugt einen Einstell- mechnismus zum Einstellen des Reibewertes auf.
An dem Spulenträger 40 können Bandrollen 42 unterschiedlicher Breite aufgenommen werden. Insbesondere ist zumindest ein Adapterring 46 angeordnet, der insbesondere am Rollenhalter 44 fixierbar ist. Speziell sind zwei Adapterringe 46 angeordnet, die zwischen sich einen Freiraum definieren, in dem eine schmale Bandrolle 42 gehalten wird. Durch die beiden Adapterringe 46 wird auch die schmale Bandrolle 42 zentriert gehalten.
Weiterhin weist die Bandierungseinheit 20 mehrere Führungselemente und/oder Umlenkelemente auf, mit deren Hilfe das Band 14 zuverlässig geführt und umgelenkt wird.
Die Bandierungseinheit 20 weist bevorzugt ein erstes Anpresselement 24 auf. Das Anpresselement 24 ist in Richtung zum Leitungsstrang 10 verfahrbar und dient zum Heranführen und Anpressen eines Bandanfangs an den Leitungsstrang 10 zu Beginn des Bandierungsprozesses. Das erste Anpresselement 24 ist beispielsweise schwenkbeweglich an der Bandierungseinheit 20 gelagert. Es ist insbesondere nach Art einer Anpressrolle ausgebildet.
Weiterhin weist die Bandierungseinheit 20 ein weiteres, zweites Anpresselement 25 auf, welches ebenfalls in Richtung zum Leitungsstrang 10 verstellbar ist. Das weitere Anpresselement 25 ist vorzugsweise als ein elastisches Element ausgebildet, beispielsweise als eine elastische Lasche und im Ausführungsbeispiel nach Art einer Bürste. Das weitere Anpresselement 25 dient zum Anpressen eines Bandendes an den Leitungsstrang 10 am Ende des Bandierungsprozesses, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Schließlich weist die Bandierungseinheit 20 noch ein Schneidelement 23 auf, welches insbesondere unmittelbar angrenzend zum weiteren Anpresselement 25 angeordnet ist und mit diesem verstellbar ist. Das Schneidelement 23 und das weitere Anpresselement 25 üben bevorzugt eine gemeinsame (Schwenk-) Bewegung beim Abschneiden des Bandes 14 aus.
Benachbart zum Schneidelement 23 und zwar auf der zum Band 14 bzw. zum Bandabroller 22 orientierten Seite und damit insbesondere gegenüberliegend zum weiteren Anpresselement 25 ist noch ein Halteelement 27 angebracht, welches zum Abstützen bzw. Halten eines Bandendes des auf dem Bandabroller 22 verbleibenden Teilbandes vorgesehen ist. Das Halteelement 27 weist hierzu beispielsweise mehrere Stifte, im Ausführungsbeispiel drei Stifte auf, die in Richtung zum Band 14 und speziell zum Bandabroller 22 orientiert sind. Die Stifte sind in den Figuren entgegen der tatsächlichen Ausführungsvariante überdimensioniert und zu lang dargestellt. In der in den FIG 3 und FIG 4 dargestellten Situation (nach einem vorhergehenden Bandierungsprozess, bei dem das Band 14 abgeschnitten wurde) durchstoßen die Stifte das Band 14.
Wie insbesondere aus der Figur 4 zu entnehmen ist, ist am Wickelkopf 18 insbesondere an der Bandierungseinheit 20 noch eine Auswuchtmasse 34 befestigt.
Als eine weitere wesentliche Komponente ist zumindest und vorzugsweise genau eine Greifeinheit 26 vorgesehen. Die Greifeinheit 26 ist an der zur Bandierungseinheit 20 gegenüberliegenden Seite neben dem Wickelmodul 16 angeordnet. Alternativ hierzu können zwei Greifeinheiten 26 beidseitig des Wickelmoduls 16 angeordnet sein.
Eine jeweilige Greifeinheit 26 weist einen Greifhalter 28 sowie zwei bogenförmige Greifelemente 30 auf. Diese sind am Greifhalter 28 insbesondere schwenkbeweglich gelagert. In FIG 2 ist ein steuerbares Betätigungselement 31 zu erkennen, welches vorzugsweise zwei Stellelemente 31a, 31 b aufweist, die jeweils mit einem der Greifelemente 30 in einem Fußbereich verbunden sind. Die Stellelemente 31a, 31 b, können eine Schwenkbewegung ausführen und mit Ihnen auch die bogenförmigen Greifelemente 30.
Die gesamte Greifeinheit 26 ist vorzugsweise wiederum in Längsrichtung L in Richtung zum Leitungsstrang 10 zustellbar. Die Greifeinheit ist hierzu beispielsweise am Wickelmodul 16 und insbesondere an der Trägerplatte 16 A linearverschieblich mit einem eigenen Antrieb für die lineare Verstellung angebracht.
In den Figuren 1 bis 3 sind die Greifelemente 30 in einer teilweise geschlossenen Stellung dargestellt, in der sie gemeinsam mit dem Greifhalter 28 den Leitungsstrang 10 vollständig umgreifen. Dieser liegt daher zwischen den Greifelementen 30 und dem Greifhalter 28 ein. Beim Zusammenführen der Greifelemente 30 werden die losen Einzelstränge des Leitungsstrangs 10 zusammengefasst, sodass der Leitungsstrang 10 insgesamt komprimiert wird. Insgesamt wird der Leitungsstrang 10 in der Greifeinheit 26 während des Bandierungsprozesses lose geführt. Bevorzugt wird der Leitungsstrang 10 zunächst fest gegriffen und zwar insbesondere bis ein Bandanfang am Leitungsstrang 10 fixiert ist und das Band 14 ggf. auch bereits mehrfach um den Leitungsstrang 10 gewickelt ist. Nachfolgend wird die Greifeinheit 26 (Greifelemente 30) etwas geöffnet und in eine Greifstellung überführt, so dass der Leitungsstrang 10 lose geführt ist und der Leitungsstrang 10 beim Bandierungsprozess durch die Greifeinheit 26 hindurch geführt wird.
Der Montagekopf 2 weist weiterhin zwei Paare an Führungsrollen 32 auf. Diese sind jeweils beidseitig des Wickelkopfes 18 bzw. der Bandierungseinheit 20 angebracht. Das auf Seiten der Greifeinheit 26 angeordnete Paar ist beispielsweise an der Greifeinheit 26, speziell am Greifhalter 28 befestigt und insbesondere mit dieser in Längsrichtung L verstellbar.
Ergänzend oder alternativ ist das Paar unabhängig vom Greifhalter in Längsrichtung L verstellbar. Den Führungsrollen 32 ist daher insbesondere ein eigener Verstellmechanismus zur Längsverstellung zugeordnet, so dass sie unabhängig vom Greifhalter verstellbar sind. Das gegenüberliegende Paar, welches neben der Ban- dierungseinheit 20 angeordnet ist, ist vorzugsweise ebenfalls in Längsrichtung L verstellbar und weist hierzu einen geeigneten Linearantrieb auf.
Die Führungsrollen 32 sind jeweils einander gegenüberliegend zum Leitungsstrang 10 angeordnet und können in Richtung auf den Leitungsstrang 10 zu verstellt werden. Hierzu ist insbesondere eine Schwenkbewegung vorgesehen. In ihrer geschlossenen Endstellung sind ihre Rollenachsen vorzugsweise parallel oder weitgehend parallel zueinander angeordnet. Der Leitungsstrang 10 ist zwischen den Führungsrollen 32 geführt und dort gehalten. Ein Abstand zwischen den Führungsrollen 32 ist bevorzugt derart bemessen, dass der Leitungsstrang 10 insgesamt etwas zusammengepresst wird, sodass er dort beispielsweise eine etwa abgeflachte Querschnittskontur aufweist. Der Abstand zwischen den Führungsrollen 32 beim Bandierungsprozess ist bevorzugt einstellbar, beispielsweise durch eine Parametrierung oder alternativ auch manuell, Insbesondere in Abhängigkeit eines Durchmessers des Leitungsstrangs 10.
In gleicher oder ähnlicher Weise lässt sich vorzugsweise auch ein Greifdurchmesser der Greifelemente 28 in deren geschlossenem Zustand einstellen. Beim nachfolgenden Bandierungsprozess wird hierdurch zuverlässig ein Verdrehen des Leitungsstrangs 10 vermieden. Die Führungsrollen 32 sind bevorzugt während des gesamten Bandierungsprozesses gegen den Leitungsstrang 10 gepresst.
Die Führungsrollen 32 sind um ihre die Rollenachse rotierbar, weisen bevorzugt jedoch keinen eigenen Antrieb auf. Die Oberfläche der Führungsrollen 32 weist vorzugsweise eine gute Haftung auf und ist beispielsweise eine Gummierung oder nach Art einer Gummierung ausgebildet. Hierdurch ist zudem die Gefahr einer Beschädigung des Leitungsstranges 10 während des gesamten Bandierungsprozesses zumindest weitgehend vermieden. Auch wird hierdurch ein Verdrehen des Leitungsstrangs während des Bandierungsprozesses entgegengewirkt und vermieden. Im Hinblick auf eine kompakte Ausgestaltung des Montagekopfes 2 ist hervorzuheben, dass das Paar an Führungsrollen 32, welches auf der zu der Bandierungs- einheit 20 gegenüberliegenden Seite des Wickelmoduls 16 angeordnet ist, in Querrichtung derart positionierbar ist, dass es in den zuvor beschriebenen Freiraum 16B in der Trägerplatte 16A zumindest während des Bandierungsprozesses und bevorzugt dauerhaft einliegt.
Der Bandierungsprozess ist vorzugsweise wie folgt:
Der Montagekopf 2 wird mithilfe des Roboters 6 in Richtung zum Leitungsstrang 10 verfahren. Der Leitungsstrang 10 ist dabei insbesondere beidseitig festgehalten. Die Zustellbewegung des Montagekopfes 2 ist jedoch nicht zwingend erforderlich, je nachdem wie die Positionierung des Montagekopfes 2 relativ zum Leitungsstrang 10 ist. Alternativ oder ergänzend werden die Greifeinheit 26 und das Wickelmodul 16 in Längsrichtung L zugestellt, indem das Wickelmodul 16 relativ zum Traggestell 4 verfahren wird. Bevorzugt wird der Montagekopf zu Beginn des Bandierungsprozesses neben dem Leitungsstrang 10 positioniert, und zwar derart, dass die seitliche Öffnung des Wickelkopfes 18 in Richtung zum Leitungsstrang 10 orientiert ist.
Bevorzugt wird zunächst die Greifeinheit 26 zum Leitungsstrang 10 zugestellt und hierzu relativ zum Traggestell 4 verfahren. Anschließend werden die Greifelemente 30 verschwenkt, sodass der Leitungsstrang 10 umschlossen ist. Die Greifelemente 30 definieren zusammen mit dem Greifhalter 28 einen G re ifdurch messen Die Einzelleitungen werden dabei insbesondere zusammengeführt und ggf. auch zusammengepresst. Bevorzugt wird der Leitungsstrang 10 bei diesem Schritt zunächst geklemmt und fest gehalten.
Insbesondere gleichzeitig oder mit einem zeitlichen Versatz werden die Führungsrollen 32 zunächst in Längsrichtung nach vorne zum Leitungsstrang 10 verfahren, wiederum relativ zum Traggestell. Anschließend werden sie in ihre Endstellung gebracht, insbesondere durch eine Schwenkbewegung, sodass sie gegen den Leitungsstrang 10 gepresst werden und diesen insbesondere auch abflachen und in eine flache Querschnittsform pressen. Durch die Presskraft wird eine gewisse Haltekraft auf den Leitungsstrang 10 ausgeübt.
Anschließend werden die Greifelemente 30 etwas gelöst, sodass sie den Leitungsstrang zwar weiterhin vollständig umschließen, diesen jedoch nur noch lose halten, sodass der Leitungsstrang 14 in Querrichtung durch die Greifeinheit 16 hindurchgeführt werden kann.
Weiterhin wird bei Bedarf der Leitungsstrang 14 in Querrichtung mithilfe der beiden Paare an Führungsrollen 32 gestrafft. Hierzu werden die beiden Paare gegensinnig in und entgegen der Querrichtung Q auseinandergezogen, sodass also der Leitungsstrang 10 im Bereich des Wickelkopfes 16 gestrafft wird. Zumindest eines der Paare übt hierbei eine Bewegung in Querrichtung Q aus.
Beispielsweise wird das Paar auf Seite der Greifeinheit 16 mit dieser in Querrichtung Q und damit relativ zum Wickelmodul versetzt. Hierzu ist wiederum ein geeigneter Antrieb angebracht.
Im nächsten Schritt wird das Wickelmodul 16 in Längsrichtung L in Richtung zum Leitungsstrang 10 relativ zum Traggestell 4 verfahren, so dass dieser dabei im Inneren des Wickelkopfes 18 aufgenommen wird.
Ein evtl, lose herabhängender Bandanfang des Bandes 14 wird bevorzugt bei dieser Zustellbewegung gegen den Leitungsstrang 10 gedrückt. Dies erfolgt insbesondere mithilfe des ersten Anpresselements 24, welches das Band 14 von oben gegen den Leitungsstrang 10 drückt, sodass das Band 14 zwischen dem Anpresselement 24 und dem Leitungsstrang 10 fixiert ist (vergleiche hierzu Figur 3). Bei einer alternativen Ausführungsvariante besteht auch die Möglichkeit, dass das An- presselement 24 von unten gegen den Leitungsstrang 10 verschwenkt wird, so dass der Bandanfang gegen den Leitungsstrang 10 gedrückt wird. In jedem Fall wird der Bandanfang am Leitungsstrang 10 vollautomatisch fixiert. Beim Band 14 handelt es sich insbesondere um ein selbstklebendes Band. Nach dieser Fixierung erfolgt die eigentliche Bandierung. Hierzu rotiert der Wickelkopf 18 und mit ihm die Bandierungseinheit 20 um die Rotationsachse, sodass das Band 14 vom Bandabroller 22 abgerollt und um den Leitungsstrang 10 herumgewickelt wird. Bevorzugt wird das Band 14 zunächst an der Ausgangsposition mehrfach um den Leitungsstrang 10 gewickelt, so dass der Bandanfang zuverlässig fixiert ist.
Nachfolgend erfolgt dann beispielsweise eine spiralförmige Umwicklung des Leitungsstrangs 10 mit dem Band 14.
Die Greifeinheit 26 hält den Leitungsstrang 10 vorzugsweise bis zum Beginn dieser spiralförmigen Umwicklung fest umschlossen. Allgemein werden vor dem Beginn der spiralförmigen Umwicklung die Greifelemente 30 wieder etwas geöffnet, so dass der Leitungsstrang 10 zwar weiterhin vollständig umgriffen ist, jedoch lediglich lose gehalten ist.
Für das spiralförmige Umwickeln wird der gesamte Montagekopf 2 speziell mithilfe des Industrieroboters 8 in oder entgegen der Querrichtung Q verfahren, sodass das Band 14 sukzessive um den Leitungsstrang 10 entweder als Spiralbandierung oder auch als Vollbandierung herumgewickelt wird. Grundsätzlich ist mit dem Montagekopf 2 auch eine Spot-Bandierung ermöglicht, bei der das Band 14 lediglich an einer Position um den Leitungsstrang 10 herumgewickelt wird.
Am Ende des Bandierungsprozesses erfolgt ein automatisches Abschneiden des Bandes. Bevorzugt fährt zunächst die Bandierungseinheit 20 (gemeinsam mit dem Wickelkopf 18) entgegen der Längsrichtung L ein Stück weit zurück. Hierdurch steht in radialer Richtung ein Teilstück des Bandes von dem Leitungsstrang 10 ab. Das Band 14 wird hierbei gestrafft und ist damit gespannt. An dieser Stelle wird das Band 14 mithilfe des Schneidelements 23 durchtrennt. Hierzu ist insbesondere eine Schwenkbewegung der Bandierungseinheit 20 beispielsweise um die Rotationsachse des Wickelmoduls 16 vorgesehen. Hierdurch wird also das Schneidelement 23 von unten gegen das gespannte Band 14 geführt. Dabei durchtrennt das Schneidelement 23 das Band 14. Bei einer alternativen Variante - speziell bei elastischen Bändern 14 - fährt die Bandierungseinheit 20 (gemeinsam mit dem Wickelkopf 18) zunächst entgegen der Längsrichtung L ein Stück weit zurück, so dass das Band 14 gespannt wird. Anschließend fährt die Bandierungseinheit 20 wieder in Längsrichtung ein Stück nach vorne, so dass das Band 14 entspannt wird und nicht mehr elastisch gespannt ist, jedoch ausreichend Raum für das Schneidelement 23 zum Schneiden besteht. Hierdurch wird vermieden, dass das Band 14 aufgrund der Elastizität nach dem Schneiden sich zurückrollt /zurückzieh und für den nachfolgenden Ban- dierungsprozess kein loser Bandanfang mehr zur Verfügung stehen würde.
Im weiteren Bewegungsablauf, beispielsweise bei der gleichen Schwenkbewegung wird das dabei erzeugte lose Bandende vorzugsweise zugleich auch von dem weiteren Anpresselement 25 gegen den Leitungsstrang 10 gedrückt.
Grundsätzlich sind auch alternative Bewegungsabläufe zum Andrücken des Bandendes möglich. Beispielsweise ist vorgesehen, dass bei einer Schwenkbewegung nach oben das Durchtrennen erfolgt und bei einer nachfolgenden Schwenkbewegung nach unten das Andrücken. Anstelle der Schwenkbewegung kann auch eine lineare Bewegung erfolgen. Durch die elastische Ausgestaltung des weiteren An- presselements 25 ist ein sanftes Anpressen des Bandendes am Leitungsstrang 10 erreicht.
Nach dem Abtrennen verbleibt an dem auf dem Bandabroller 22 befindlichen Band 14 ein endseitiges Bandende, welches für den nächsten Bandierungsprozesses den Bandanfang definiert. Durch die Anordnung des Halteelements 27 wird dieses Bandende definiert gehalten. Beispielsweise liegt das Bandende auf dem Halteelement 27 von oben auf. In bevorzugter Ausgestaltung ist das Halteelement 27 - wie insbesondere in FIG 3 zu erkennen ist - durch mehrere insbesondere nadelförmige Stifte gebildet, die das Band sogar durchstoßen. Das Durchstoßen erfolgt insbesondere beim Abschneiden, wenn das Schneidelement 23 von unten gegen das Band 14 verschwenkt wird. Das Halteelement 27 wird vorzugsweise mit dem Schneidelement 23 verschwenkt. Beim Schneidprozess durchstoßen daher die nadelförmigen Stifte das Bandende. Somit halten die Stifte das Bandende für das nächsten Bandagieren fest in Position. Die Stifte stehen nur etwas über das Band 14 hinaus (in den Figuren übertrieben dargestellt).
Beim nächsten Bandagieren, beim Zustellen des Wickelmoduls 18 zu dem Leitungsstrang 10, wird das Brandende durch die Stifte in Position gehalten. Das erste Anpresselement 24 führt durch Schwenkbeweg das Band 14 zum Leitungsstrang 10, sodass das Band 14 gegen den Leitungsstrang 10 gepresst wird und dort anhaften kann. Bei der nachfolgenden Rotation der Bandierungseinheit 20 wird das Bandende dann automatisch von den Stiften freigesetzt.
Durch das erste Anpresselement 24 wird das Band 14 allgemein in Position gehalten. Durch die Stifte wird das Bandende nach dem Schneiden insbesondere nach unten gehalten, bis zum nächsten Bandierungsvorgang.
Das Halteelement 27 ist dabei unmittelbar benachbart zum Schneidelement 23 angeordnet. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass das Halteelement 27 und damit der Stützort für das Bandende allenfalls wenige Zentimeter, beispielsweise maximal 2 cm oder auch maximal 1 cm vom Schneidelement 23 entfernt ist.
Nachfolgend gehen die Führungsrollen 32 sowie die Greifeinheit 26 wieder in ihre Ausgangsstellung über und geben den bandierten Leitungsstrang 10 frei.
Nachfolgend wird entweder ein weiterer Leitungsstrang 10 in eine gewünschte Bandierungsposition gebracht, in der er gehalten wird und/oder der Montagekopf 2 wird zu einem nächsten Leitungsstrang 10 verfahren.
In den Figuren 5 und 6 ist eine alternative Variante des Montagekopfes 2 dargestellt. Die vorhergehenden Erläuterungen gelten zumindest weitgehend gleichermaßen auch für diese alternative Variante. Im Unterschied zu der ersten Variante ist auf das Halteelement 27 verzichtet. Auch sind zwei Greifeinheiten 26 beidseitig des Wickelkopfes 18 angebracht. Ein jeweiliges Paar an Führungsrollen 32 ist vorzugsweise jeweils an einer jeweiligen Greifeinheit 26 befestigt.
Bezugszeichenliste
2 Montagekopf
4 Traggestell
6 Flansch
8 Industrieroboter
10 Leitungsstrang
14 Band
16 Wickelmodul
16A Trägerplatte
16B Freiraum
18 Wickelkopf
19 A Zahnung
19B Zahnriemen
20 Bandierungseinheit
22 Bandabroller
23 Schneidelement
24 erstes Anpresselement
25 zweites Anpresselement
26 Greifeinheit
27 Halteelement
28 Greifhalter
30 Greifelement
31 Betätigungselement
31a,b Stellelemente
32 Führungsrolle
34 Auswuchtmasse
40 Spulenträger
42 Bandrolle
44 Rollenhalter
46 Adapterring L Längsrichtung
Q Querrichtung
V Vertikalrichtung

Claims

Ansprüche Montagekopf (2), welcher sich in einer Längsrichtung (L), einer Querrichtung (Q) und einer Vertikalrichtung (V) erstreckt und zur automatisierten Bandie- rung eines sich in Querrichtung (Q) erstreckenden Leitungsstrangs (10) mit einem Band (14) ausgebildet ist, wobei der Leitungsstrang( ) mehrere Einzelleitungen aufweist und wobei der Montagekopf (2) ein Wickelmodul (16) aufweist mit einem Wickelkopf (18), der um eine sich in Querrichtung (Q) erstreckende Rotationsachse rotierbar ist, sowie mit einer Bandierungseinheit (20) zur Bereitstellung und Führung des Bandes (14), wobei der Wickelkopf (18) insbesondere in Längsrichtung (L) nach vorne offen ist, so dass der Lei- tungsstrang(IO) in einen Innenraum des Wickelkopfes (18) seitlich einführbar ist. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher ein Schneidelement (23) aufweist, welches zum automatischen Abschneiden des Bandes (14) am Ende des Bandierungsprozesses ausgebildet ist. Montagekopf (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Schneidelement (23) an der Bandierungseinheit (20) befestigt ist. Montagekopf (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Bandierungseinheit (20) am Wickelkopf (18) befestigt ist, derart, dass sie beim Wickelprozess mit diesen um den Leitungsstrang rotiert. Montagekopf (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bandierungseinheit (20) verfahrbar befestigt ist und im Betrieb derart gesteuert wird, dass diese am Ende des Bandierungsprozesses insbesondere entgegen der Längsrichtung (L) in eine Schneidposition verfahren wird, wobei das Band (14) hierdurch vorzugsweise gespannt wird. Montagekopf nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem in der Schneidposition das Schneidelement (23) in Richtung zum Band (14) verschwenkbar ist, wobei hierzu insbesondere die Bandierungseinheit (20) gemeinsam mit dem daran befestigten Schneidelement (23) verschwenkt wird. Montagekopf (2) nach einem Ansprüche 2 bis 6, bei dem ein als weiteres An- presselement (25) bezeichnetes Anpresselement (25) vorgesehen ist, welches dafür ausgebildet ist, nach dem Abschneiden des Bandes (14) ein Bandende gegen den Leitungsstrang (10) zu pressen, wobei das weitere Anpresselement hierzu insbesondere in Richtung zum Leitungsstrang (10) verstellbar ist. Montagekopf (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das weitere Anpresselement (25) Teil der Bandierungseinheit (20) ist, wobei das Verstellen des weiteren Anpresselements (25) in Richtung zum Leitungsstrang (10) durch eine Drehbewegung der Bandierungseinheit (20) erfolgt. Montagekopf (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem das weitere Anpresselement ( 25) als eine biegeelastische Lasche oder Bürste ausgebildet ist. Montagekopf (2) nach einem Ansprüche 2 bis 9, bei dem ein Halteelement (27) benachbart zum Schneidelement angeordnet ist, welches zum Halten eines Bandendes des Bandes (14) ausgebildet ist, wobei das Halteelement (27) insbesondere durch mehrere Stifte gebildet ist, die das Band nach einem Abschneiden vorzugsweise durchstoßen. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem die Bandierungseinheit (20) einen Bandabroller (22) aufweist und die Bandierungseinheit (20) Teil des Wickelmoduls (16) ist und bei der Bandierung mit dem Wickelkopf (18) um die Rotationsachse rotiert. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem am Wickelkopf (18) und insbesondere an der Bandierungseinheit (20) eine Auswuchtmasse (34) befestigt ist. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher ein Traggestell (4) aufweist und bei dem das Wickelmodul (16), insbesondere gemeinsam mit der die Bandierungseinheit (20) in Längsrichtung (L) relativ zum Traggestell (4) verfahrbar ist., wobei hierbei beim Bandierungsprozess das Band (14) und speziell ein Bandanfang des Bandes (14) an den Leitungsstrang (10) für ein vollautomatisches Fixieren des Bandanfangs am Leitungsstrang (10) heranführbar ist. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bandierungseinheit (20) ein (erstes) Anpresselement (24) aufweist, welches in Richtung zum Leitungsstrang (10) verstellbar ist, wobei im Betrieb das An- presselement (24) zu Beginn der Bandierung derart in Richtung zum Leitungsstrang (10) verfahren wird, dass ein Bandanfang des Bandes (14) gegen den Leitungsstrang (10) gedrückt wird: Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der in Querrichtung (Q) seitlich zum Wickelmodul (16) eine Greifeinheit (26) mit verstellbaren Greifelementen (30) aufweist, die zum Komprimieren des aus mehreren Einzelsträngen bestehenden Leitungsstrangs (10) ausgebildet sind und den Leitungsstrang (10) umschließen, wobei der Leitungsstrang (10) in einer Greifstellung während des Bandierungsprozesses insbesondere lose gehalten ist, derart, dass der Leitungsstrang (10) in Querrichtung (Q) durch die Greifeinheit (26) hindurchführbar ist. Montagekopf (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Greifelemente (30) zumindest auf ihrer dem Leitungsstrang (10) zugewandten Seite bogenförmig ausgebildet sind. Montagekopf (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Greifeinheit (26) weiterhin einen feststehenden Greifhalter (28) aufweist, welcher gemeinsam mit den Greifelementen (30) den Leitungsstrang (10) umschließt, wobei die Greifelemente (30) vorzugsweise am Greifhalter (28) beweglich gelagert sind. Montagekopf (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Greifeinheit (26) relativ zum Wickelmodul in Längsrichtung (L) verstellbar ist und insbesondere am Wickelmodul (16) verstellbar befestigt ist. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher zumindest ein Paar an Führungsrollen (32) aufweist, die zwischen sich die Einzelleitungen führen, insbesondere derart, dass ein Verdrehen der Einzelleitungen um die Rotationsachse vermieden ist. Montagekopf (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Führungsrollen (32) derart ausgebildet und im Betrieb ansteuerbar sind und auch angesteuert werden, dass sie gegen den Leitungsstrang (10) gepresst werden, insbesondere derart, dass im Bereich der Führungsrollen (32) der Leitungsstrang (10) eine flache Querschnittskontur aufweist. Montagekopf (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem beidseitig des Wickelmoduls (16) ein Paar Führungsrollen (32) angeordnet ist und zumindest ein Paar in Querrichtung (Q) verstellbar ist und das zumindest ein Paar im Betrieb bevorzugt derart angesteuert wird, dass die beiden Paare im Betrieb, speziell zu Beginn des Bandierungsprozesses relativ zueinander auseinandergezogen werden, so dass die Einzelleitungen gestrafft werden. Montagekopf (2) nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , bei dem das zumindest eine Paar der Führungsrollen (32) zumindest temporär während des Bandierungsprozesses innerhalb eines Freiraums (16B) des Wickelmoduls (16) angeordnet ist, speziell innerhalb einer Trägerplatte (16A), an der der Wickelkopf (18) rotierbar befestigt ist. Verfahren zum automatisierten Bandieren eines Leitungsstranges (10) mit einem Band (14) mit Hilfe eines Montagekopfes (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem zumindest einige und vorzugsweise alle der folgenden Schritte und insbesondere in der nachfolgend angeführten Reihenfolge ausgeführt werden a. der Montagekopf (2) und der Leitungsstrang (10) werden in Längsrichtung (L) relativ zueinander verfahren, so dass der Leitungsstrang (10) im Inneren des Wickelkopfes (16) aufgenommen wird, b. die Greifelemente (30) der Greifeinheit (26) werden von einer offenen Stellung insbesondere durch eine Schwenkbewegung in die Endstellung überführt, wobei die Einzelelemente hierbei vorzugsweise zunächst komprimiert werden und anschließend lose in der Greifeinheit (26) gehalten werden, c. die Führungsrollen eines Paares werden jeweils in Richtung zum Leitungsstrang (10) zugestellt und pressen diesen zwischen sich, so dass der Leitungsstrang (10) im Bereich der Rollen abgeflacht und gegen ein Verdrehen gesichert ist, wobei anschließend die beiden Rollenpaare vorzugsweise in Querrichtung etwas auseinandergezogen werden, um den Leitungsstrang (10) zu straffen, d. die Bandierungseinheit (20) wird in Richtung zum Leitungsstrang
(10) insbesondere linear und bevorzugt gemeinsam mit dem Wickelkopf (16) zugestellt, e. ein Bandanfang des Bandes (14), welcher insbesondere hängend orientiert ist, wird mit Hilfe des Anpresselementes (24) an den Leitungsstrang angepresst, wobei hierzu das Anpresselement (24) insbesondere relativ zur übrigen Bandierungseinheit (20) verstellt, insbesondere verschwenkt wird, so dass der Bandanfang am Leitungsstrang (10) fixiert wird, f. anschließend wird die Bandierungseinheit (20) insbesondere zusammen mit dem Bandabroller (22) und weiter bevorzugt zusammen mit dem Wickelkopf (18) um den Leitungsstrang (10) rotiert, g. wobei insbesondere im Falle einer Spiral- oder Vollbandierung der Montagekopf (2) in Querrichtung (Q) entlang des feststehenden Leitungsstrangs (10) verfahren wird und gleichzeitig der Wickelkopf (16) um den Leitungsstrang (10) rotiert, h. nach dem Bandierungsprozess wird das Band (14) mit Hilfe des Schneidelements (23) getrennt, wobei das Schneidelement (23) hierzu bevorzugt an der Bandierungseinheit (20) befestigt ist und mit dieser durch eine Schwenkbewegung gegen das Band (14) verfahren wird und dieses durchtrennt, i. nach dem Trennen wird ein loses Bandende mit Hilfe des weiteren Anpresselements (25) gegen den Leitungsstrang (14) gedrückt, ins- besondere mit Hilfe einer Schwenkbewegung.
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