RU2785573C1 - Способ проводного монтажа электрических компонентов расположенного на монтажной плате электрического коммутационного устройства - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу проводного монтажа электрических компонентов расположенного на монтажной плате коммутационного устройства. Технический результат - усовершенствование способа для повышения степени его автоматизации. Технический результат достигается тем, что способ проводного монтажа электрических компонентов (3) расположенного на монтажной плате (1) электрического коммутационного устройства (2) содержит следующие шаги: обеспечение (100) проекта, содержащего, по меньшей мере, информацию о местоположении и об ориентации для нескольких электрических компонентов (3) коммутационного устройства (2) и информацию о проводном монтаже для нескольких электрических проводных монтажей (4) между соответственно двумя из электрических компонентов (3); оптическая регистрация (400) фактического расположения электрических компонентов (3) на монтажной плате (1); приведение (500) информации о местоположении и об ориентации в соответствие с фактическим расположением и автоматизированный проводной монтаж (600) электрических компонентов (3) в последовательности проводного монтажа и согласно информации о проводном монтаже и приведенной в соответствие информации о местоположении и об ориентации. 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относится к способу проводного монтажа электрических компонентов расположенного на монтажной плате коммутационного устройства.

При изготовлении коммутационных устройств и устройств управления проводной монтаж электрических компонентов является одним из центральных и требующих более всего времени рабочих процессов, который до сегодняшнего дня в наибольшей степени выполняется вручную. При этом вследствие не только большой сложности этого рабочего процесса, но и, прежде всего, также из-за необходимости стопроцентного отсутствия ошибок к выполняющему проводной монтаж сотруднику предъявляются высокие требования.

Для оптимизации процесса проводного монтажа имеются различные технические вспомогательные средства на разных уровнях поддержки. Это охватывает от ручных инструментов и/или полуавтоматов для подготовки кабеля вплоть до полностью автоматических установок, которые полностью подготавливают отдельные провода, то есть отрезают по длине, снимают изоляцию, надевают гильзу для оконцевания жилы и обжимают. Изготовленные таким образом, предварительно подготовленные кабели могут вслед за этим выдаваться в виде несвязанного и отдельного провода, в виде последовательно соединенных друг с другом или расположенных в ряд проводов или в виде проводных жгутов. Из DE 102015103444 А1 известна намотанная на ролик последовательность кабелей. В BE 1019651 А описана многофункциональная обрабатывающая головка, которая интегрирована в конечный исполнительный орган установки для проводного монтажа. В DE 4431254 А1 и ЕР 0917259 В1 описаны соответственно способ и устройство для проводного монтажа мест соединения компонентов электрических устройств. В ЕР 0259394 В1 описан инструмент для прокладки кабелей.

В связи с этим задача изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать способ описанного в начале типа таким образом, чтобы он имел как можно более высокую степень автоматизации.

Данная задача решена способом с признаками п. 1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения относятся соответственно к предпочтительным формам выполнения изобретения.

Согласно этому способ содержит следующие шаги:

- обеспечение проекта коммутационного устройства, который содержит, по меньшей мере, информацию о местоположении и информацию об ориентации для электрических компонентов коммутационного устройства на монтажной плате, а также информацию о проводном монтаже для электрических проводных монтажей между соответственно двумя из электрических компонентов,

- применение программы контроля к информации о проводном монтаже для определения степени автоматизации проводных монтажей,

- адаптацию информации о проводном монтаже для максимизации степени автоматизации,

- обособление неавтоматизируемых шагов проводного монтажа для ручного проводного монтажа, так что они остаются неучтенными в автоматизированном проводном монтаже,

- оптическую регистрацию фактического расположения электрических компонентов на монтажной плате и приведение информации о местоположении и информации об ориентации в соответствие с фактическим расположением, и

- автоматизированный проводной монтаж электрических компонентов, выполняемый в последовательности проводного монтажа и согласно адаптированной информации о проводном монтаже и приведенной в соответствие информации о местоположении и информации об ориентации.

При этом оптическая регистрация содержит проверку наличия электрических компонентов коммутационного устройства, выполняемую путем распознавания компонентов в фактическом расположении электрических компонентов и сравнения распознанных компонентов с электрическими компонентами коммутационного устройства согласно проекту коммутационного устройства.

Проект коммутационного устройства, то есть, прежде всего, информация о местоположении и информация об ориентации для нескольких электрических компонентов коммутационного устройства, а также относящаяся к проводному монтажу этих компонентов информация о проводном монтаже, может быть обеспечен, например, непосредственно из трехмерной системы ECAD. С помощью этой системы может быть получена также дополнительная информация относительно электрического коммутационного устройства, если она может содействовать выполнению проводного монтажа. Эта информация может содержать, например, сведения об индивидуальной подготовке отдельных кабелей проводного монтажа. Определение степени автоматизации проводного монтажа может содержать определение пригодности к автоматизации для отдельных шагов проводного монтажа, при которых соответственно два электрических компонента электрического коммутационного устройства соединяются проводами друг с другом.

Обеспечение проекта и применение программы контроля к информации о проводном монтаже, а также выполняемая при необходимости адаптация информации о проводном монтаже для максимизации степени автоматизации могут выполняться с компьютерной поддержкой и поэтому принципиально без связи с местоположением и поэтому не обязательно должны выполняться на предусмотренном, например, для проводного монтажа автомате для проводного монтажа. Адаптированная информация о проводном монтаже может импортироваться в установку для проводного монтажа, например, посредством вызова на автомате для проводного монтажа или посредством автоматической идентификации с помощью считывания идентификационного кода продукта, например чипа радиочастотной идентификации.

Оптическая регистрация фактического расположения электрических компонентов на монтажной плате может содержать сканирование плоскости монтажа монтажной платы, на которой расположены эти электрические компоненты. Сканирование может осуществляться с помощью робота, например с помощью робота с сочлененной рукой, который имеет многофункциональный конечный исполнительный орган с оптическим считывающим блоком, например с камерой или сканером. Робот с сочлененной рукой может построчно сканировать камерой плоскость монтажной платы. Камера может быть также неподвижно или подвижно расположена над монтажной платой. С помощью зарегистрированного оптически фактического расположения электрических компонентов могут регистрироваться действительные данные о месте расположения электрических компонентов на плоскости монтажной платы и сравниваться с содержащимися в проекте коммутационного устройства заданными данными, с информацией о местоположении и информацией об ориентации, содержащейся в проекте. Может быть предусмотрено, что при превышении величины допуска для места расположения одного или нескольких компонентов производится адаптация информации о местоположении и информации об ориентации к фактическому расположению этих компонентов. Оптическая регистрация фактического расположения электрических компонентов может содержать оптическую регистрацию индивидуального идентификатора электрических компонентов. Тем не менее, идентификация электрических компонентов может осуществляться также с помощью распространенных методов распознавания изображения, при которых заключение об отдельных компонентах электрического коммутационного устройства делается на основании геометрической формы зарегистрированных компонентов и относительного расположения различных компонентов на плоскости монтажа относительно друг друга.

Помимо этого, способ может содержать применение программы контроля к информации о проводном монтаже для определения степени автоматизации проводных монтажей и, при необходимости, адаптацию информации о проводном монтаже для максимизации степени автоматизации, причем автоматизированный проводной монтаж электрических компонентов осуществляется соответственно адаптированной информации о проводном монтаже. Помимо этого, способ может содержать обратное сообщение в проект, например в систему ECAD, по меньшей мере об одном неавтоматизированном проводном монтаже. В ответ на это неавтоматизированный проводной монтаж может адаптироваться таким образом, чтобы он стал автоматизируемым. Это может включать в себя выбор альтернативной трассировки кабеля или выбор альтернативного электронного компонента, например компонента, который имеет свободно доступную для робота с сочлененной рукой клемму для подключения кабеля.

Помимо этого, автоматизированный проводной монтаж может содержать извлечение предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля с помощью робота, преимущественным образом с помощью робота с сочлененной рукой, из передаточного переходного устройства для обеспечения предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля. Передаточное переходное устройство может быть выводным устройством автомата для подготовки кабеля или особым устройством, на котором или в котором в последовательности проводного монтажа определенным образом расположена или обеспечивается состоящая из отдельных, предварительно подготовленных кабелей последовательность кабелей, чтобы из можно было извлекать из устройства или снимать с него с помощью машины или полностью автоматически, например с помощью робота.

Альтернативно или дополнительно, автоматизированный проводной монтаж может содержать извлечение, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля с помощью робота, преимущественным образом робота с сочлененной рукой, из передаточного переходного устройства для передачи, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля. При этом извлечение, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного кабеля может содержать извлечение отрезанного на заданную длину кабеля из передаточного переходного устройства автомата для мерной отрезки кабеля. После извлечения кабеля из этого передаточного переходного устройства способ может содержать подготовку по меньшей мере одного, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного конца кабеля, для чего конец кабеля подается с помощью робота на автомат для обработки конца кабеля и после выполнения обработки конца кабеля снова извлекается из него.

Робот может иметь многофункциональный конечный исполнительный орган с оптической системой для локализации фактических действительных позиций кабелей и/или электрических компонентов или же для регистрации позиций проводного монтажа на монтажной плате. Помимо этого, конечный исполнительный орган может иметь захват с интегрированными датчиками для захватывания отдельных проводов, а также для введения в контакт, укладки и для проведения контроля на вытягивание. Конечный исполнительный орган может иметь, помимо этого, инструмент для электрического контроля соединений контактирующих проводов, например омметр или измеритель электропроводности.

Применение робота с сочлененной рукой с многофункциональным конечным исполнительным органом создает условия для захватывания, подведения и введения в контакт кабелей в вертикальном направлении по отношению к плоскости монтажа монтажной платы, в горизонтальном направлении, то есть параллельно плоскости монтажа монтажной платы, или даже под любым углом наклона между обоими, названными перед этим направлениями, то есть, например, в угловом диапазоне от 1° до 89° по отношению к плоскости монтажа монтажной платы. Робот с сочлененной рукой может быть одноруким или двуруким роботом с сочлененными руками, причем двурукий робот с сочлененными руками может быть реализован в виде двух отдельных роботов или может быть единственным, имеющим две руки роботом.

Обеспечение проекта коммутационного устройства может содержать получение соответствующего набора данных о проекте из системы ECAD. В предшествии проводного монтажа способ при необходимости может содержать, помимо этого, также автоматизированный процесс комплектации, при котором монтажная плата комплектуется подлежащими проводному монтажу электрическими компонентами соответственно проекту коммутационного устройства, прежде всего соответственно набору данных из системы ECAD.

Помимо этого, способ может содержать выдачу по меньшей мере одного указания по проводному монтажу, причем это указание по проводному монтажу является указанием по проведению проводимого вручную шага проводного монтажа, который при применении программы контроля к информации о проводном монтаже была идентифицирован как шаг проводного монтажа, который не является автоматизируемым. Проводимый вручную шаг проводного монтажа может выполняться с компьютерной поддержкой, как это описано в ЕР 3392987 А1.

Автоматизированный проводной монтаж может содержать последовательное изготовление индивидуально предварительно подготовленных кабелей в последовательности проводного монтажа, с помощью которых соединяются электрические компоненты, и обеспечение индивидуально предварительно подготовленных кабелей через передаточное переходное устройство для обработки предварительно подготовленных кабелей. Преимущественным образом, способ может содержать изготовление и обеспечение предварительно подготовленных кабелей в такт, так что складское хранение кабельных жгутов и других кабельных цепочек, а также манипулирование таковыми у изготовителя этих жгутов, а также в определенных случаях транспортировка к изготовителю коммутационных устройств не требуется.

Так, например, может быть предусмотрено, что одновременно с первым шагом проводного монтажа, на котором первым, индивидуально предварительно подготовленным кабелем выполняется первое электрическое соединение между двумя электрическими компонентами, изготавливается второй, индивидуально предварительно подготовленный кабель для следующего непосредственно после первого, второго шага проводного монтажа и обеспечивается через передаточное переходное устройство.

Передаточное переходное устройство может быть, например, выводом устройства для подготовки кабеля. Тем не менее, передаточное переходное устройство может быть также отдельным держателем для предварительно подготовленных кабелей, в который предварительно подготовленные кабели обеспечиваются по рядам и с определенной ориентацией и позицией извлечения, например для робота с сочлененной рукой, согласно соответствующему заготовительному производству.

Извлечение может содержать захватывание с помощью робота первого, предварительно подготовленного конца кабеля предварительно подготовленного кабеля, и подведение, а также введение первого, предварительно подготовленного конца кабеля в электрический контакт с местом подключения кабеля первого из электрических компонентов. Для этого робот может иметь многофункциональный конечный исполнительный орган с захватом, который имеет, например, геометрическую форму приемного гнезда, которая адаптирована к внешней геометрической форме гильзы для оконцевания жилы или к внешней геометрической форме подобного элемента предварительного подготовленного кабеля и имеет, помимо того, вспомогательное средство введения, например конус, с помощью которого конец кабеля вводится во втулку места подключения кабеля в этом электрическом компоненте.

После введения в контакт первого, предварительно подготовленного конца кабеля, второй, предварительно подготовленный конец кабеля этого кабеля может быть подведен к месту подключения кабеля второго из электрических компонентов и введен в контакт с ним.

Подведение и введение в контакт первого и второго конца кабеля может выполняться с помощью одного и того же робота, для чего робот после того, как первый конец кабеля был введен в контакт, освобождает или отпускает предварительно подготовленный кабель в захвате, которым он захватил первый конец кабеля этого кабеля, чтобы вслед за этим перемещать предварительно подготовленный кабель сквозь захват от первого ко второму концу кабеля, чтобы затем захватывать второй, предварительно подготовленный конец кабеля и вслед за этим подводить, например, к другому электрическому компоненту с целью введения в контакт.

Последовательное изготовление индивидуально предварительно подготовленных кабелей в последовательности проводного монтажа может содержать изготовление индивидуально предварительно подготовленных кабелей с помощью по меньшей мере одного автомата для подготовки кабеля. При этом индивидуально предварительно подготовленные кабели могут последовательно передаваться через передаточное переходное устройство по меньшей мере на один робот, преимущественным образом по меньшей мере на один робот с сочлененной рукой.

Автоматизированный проводной монтаж может содержать предварительную подготовку кабелей в последовательности проводного монтажа и согласно информации о проводном монтаже, для чего робот, преимущественным образом робот с сочлененной рукой, захватывает неподготовленный или лишь частично предварительно подготовленный первый конец кабеля, подводит первый конец кабеля к автомату для подготовки кабеля, после чего первый конец кабеля подвергается подготовке, преимущественным образом обработке конца жилы, и причем вслед за этим робот подводит подготовленный первый конец кабеля к первому из электрических компонентов и вводит в электрический контакт с ним.

После предварительной подготовки первого конца кабеля и перед подведением и введением в контакт первого конца кабеля робот может захватывать второй конец кабеля и подводить к автомату для подготовки кабеля, после чего второй конец кабеля подвергается подготовке, преимущественным образом обработке конца жилы.

Извлечение предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля с помощью робота может содержать извлечение первого конца кабеля этого кабеля с помощью первого робота и извлечение второго конца кабеля этого кабеля с помощью второго робота, так что кабель удерживается на его обоих концах с помощью разных роботов.

Оба робота, которые, преимущественным образом, снова являются роботами с сочлененной рукой, вплоть до приведения в контакт одного из обоих концов кабеля могут эксплуатироваться в режиме "ведущий-ведомый", причем ведущий робот подводит к одному из электрических компонентов подлежащий монтажу сначала, перед другим концом кабеля, конец кабеля, в то время как ведомый робот затем подводит подлежащий монтажу в последующем конец кабеля. Оба робота могут быть реализованы в виде единственного двуручного робота или в виде двух отдельных роботов.

Последующее подведение может содержать удержание подлежащего монтажу в последующем конца кабеля с соблюдением минимального расстояния до плоскости монтажа монтажной платы, и/или натяжение подлежащего монтажу в последующем конца кабеля, если этот кабель является провисшим с изгибом, и/или удержание подлежащего монтажу в последующем конца кабеля с предварительным механическим напряжением.

После того, как конец кабеля был подведен к электрическому компоненту и введен в электрический контакт с ним, автоматизированный проводной монтаж может содержать проведение контроля на вытягивание. Для этого робот с развивающим силу натяжения захватом, который реализован, например, в наборе функций многофункционального конечного исполнительного органа робота с сочлененной рукой, может захватывать контактирующий конец кабеля и нагружать этот конец кабеля заданной силой вытягивания против направления введения конца кабеля в контакт, причем контактирование конца кабеля признается надлежащим в том случае, если это контактирование выдерживает заданную силу вытягивания. Развивающий силу натяжения захват может быть закреплен на руке робота через фланец, причем фланец имеет датчик силы или момента. Альтернативно, робот может иметь по меньшей мере в одном шарнире руки робота датчик момента вращения.

Информация о проводном монтаже может содержать на каждый проводной монтаж двух электрических компонентов по меньшей мере одну трассировку кабеля, включая координаты источника кабеля, координаты цели кабеля и путь прокладки между координатами источника кабеля и координатами цели кабеля, и по меньшей мере одну характеристику кабеля, преимущественным образом длину кабеля, поперечное сечение кабеля, цвет кабеля, обработку концов жил и/или маркировку кабеля или подобное.

При обеспечении проекта коммутационного устройства, помимо этого, может обеспечиваться информация о компонентах из проекта, преимущественным образом по меньшей мере один габаритный размер монтажной платы, тип по меньшей мере одного электрического компонента или другого компонента электрического коммутационного устройства, по меньшей мере один тип присоединения по меньшей мере одного электрического компонента, координаты присоединения по меньшей мере одного электрического компонента или геометрическая форма по меньшей мере одного электрического компонента.

Другие подробности изобретения разъяснены с помощью приведенных далее фигур. При этом показано на:

Фиг. 1 схематически структурная схема одной формы выполнения способа согласно изобретению,

Фиг. 2 первая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 3 вторая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 4 третья форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 5 четвертая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 6 пятая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 7 шестая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 8 седьмая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 9 восьмая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 10 девятая форма выполнения примерного устройства для осуществления способа согласно изобретению.

В способе согласно изобретению согласно фиг. 1 на первом шаге 100 обеспечивают проект коммутационного устройства, который содержит, по меньшей мере, информацию о местоположении и информацию об ориентации для нескольких электрических компонентов коммутационного устройства на монтажной плате и информацию о проводном монтаже для нескольких электрических проводных монтажей между соответственно двумя из электрических компонентов.

На следующем шаге 200 применяют программу контроля к информации о проводном монтаже, чтобы, например, с учетом набора функций находящегося в распоряжении устройства для осуществления способа проводного монтажа определять максимально реализуемую степень автоматизации проводного монтажа. Вслед за этим информация о проводном монтаже при необходимости может адаптироваться, чтобы, например, с учетом находящегося в распоряжении устройства для осуществления способа проводного монтажа достигать максимизации степени автоматизации. Адаптация информации о проводном монтаже описана на шаге 300. Неавтоматизируемые шаги проводного монтажа могут обособляться для ручного проводного монтажа 310, так что они остаются неучтенными в автоматизированном проводном монтаже. Шаг 310 ручного проводного монтажа может осуществляться с компьютерной поддержкой, как это описано в ЕР 3392987 А1. Ручной проводной монтаж 310 может выполняться после проведения контроля 700 на вытягивание или же после того, как проводной монтаж, насколько он является автоматизируемым, полностью завершен.

Помимо этого, способ может содержать оптическую регистрацию 400 фактического расположения электрических компонентов на обеспеченной для проводного монтажа монтажной плате с помощью смонтированной на роботе 8 или над монтажной платой 1 камеры 13 и приведение 500 информации о местоположении и информации об ориентации в соответствие с фактическим расположением. Оптическая регистрация 400 может содержать сканирование плоскости монтажа монтажной платы лазерной системой измерения профиля и/или применение распространенных способов распознавания изображения. Помимо этого, способ может содержать выполнение по меньшей мере одного кода или же по меньшей мере одного устройства управления роботом или машиной для выполнения проводного монтажа.

Вслед за этим на шаге 600 может выполняться автоматизированный проводной монтаж электрических компонентов в заданной последовательности проводного монтажа и с соблюдением адаптированной при необходимости информации о проводном монтаже и приведенной в соответствие информации о местоположении и информации об ориентации. Проводной монтаж 600 может содержать извлечение 610 с помощью робота, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля из передаточного переходного устройства. Альтернативно или дополнительно, проводной монтаж 600 может содержать последовательное изготовление 620 нескольких индивидуально предварительно подготовленных кабелей в последовательности проводного монтажа, при необходимости в такт с проводным монтажом 600, так что в передаточном переходном устройстве всегда обеспечен для извлечения именно подлежащий монтажу следующим кабель.

Автоматизированный проводной монтаж 600 может содержать извлечение 610, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля с помощью робота, преимущественным образом робота с сочлененной рукой, из передаточного переходного устройства для передачи, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля.

Извлечение 610, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного кабеля может содержать извлечение отрезанного на заданную длину кабеля из передаточного переходного устройства автомата для мерной отрезки кабеля.

После извлечения 610 кабеля из передаточного переходного устройства способ может содержать, помимо этого, подготовку 611 по меньшей мере одного, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного конца кабеля, для чего этот конец кабеля подводится с помощью робота к автомату для обработки конца кабеля и после выполнения обработки конца кабеля снова извлекается из него.

Извлечение 610 может содержать захватывание 630 первого, предварительно подготовленного конца кабеля предварительно подготовленного кабеля, и подведение 640, а также введение 650 первого предварительно подготовленного конца кабеля в электрический контакт с местом подключения кабеля в первом электрическом компоненте.

Способ может содержать, помимо этого, последовательную передачу 622 нескольких индивидуально предварительно подготовленных кабелей через передаточное переходное устройство по меньшей мере на один робот, который, преимущественным образом, выполнен в виде робота с сочлененной рукой.

Точно так же автоматизированный проводной монтаж 600 может содержать предварительную подготовку 601 несколько кабелей в последовательности проводного монтажа, а также с учетом информации о проводном монтаже. Информация о проводном монтаже может содержать, например, для каждого проводного монтажа двух электрических компонентов по меньшей мере одну трассировку кабеля и по меньшей мере одну характеристику кабеля, преимущественным образом длину кабеля, поперечное сечение кабеля, цвет кабеля, обработку концов жил и/или маркировку кабеля.

После того как конец кабеля был подведен к электрическому компоненту и введен в электрический контакт с ним, способ может содержать проведение контроля 700 на вытягивание, для чего робот, например, развивающим силу натяжения захватом захватывает контактирующий конец кабеля и нагружает этот конец кабеля заданной силой вытягивания против направления введения конца кабеля в контакт. Контактирование конца кабеля может признаваться надлежащим в том случае, если это контактирование выдерживает заданную силу вытягивания и, прежде всего, нарушение контактирования не происходит. Помимо этого, на шаге 700 или на отдельном шаге способ, наряду с контролем на вытягивание, может содержать электрических контроль одного из полученных соединений проводов. Это может содержать определение электрического контактного сопротивления.

Извлечение 610 предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля с помощью робота может содержать извлечение 610 первого конца кабеля этого кабеля с помощью первого робота и извлечение 610 второго конца кабеля этого кабеля с помощью второго робота. Следовательно, кабель удерживается на своих обоих концах разными роботами. При этой форме выполнения оба робота вплоть до приведения в контакт одного из обоих концов кабеля могут эксплуатироваться в режиме "ведущий-ведомый", в рамках которого ведущий робот подводит к одному из электрических компонентов подлежащий монтажу сначала, перед другим концом кабеля, конец кабеля, в то время как ведомый робот в выполняемой в это же время шага 621 подводит подлежащий монтажу в последующем кабель.

Последующее подведение 621 может содержать удержание подлежащего монтажу в последующем конца кабеля с соблюдением минимального расстояния до плоскости монтажа монтажной платы, и/или натяжение подлежащего монтажу в последующем конца кабеля, если этот кабель провис с изгибом, и/или удержание подлежащего монтажу в последующем конца кабеля с предварительным механическим напряжением.

На фиг. 2-10 показаны примеры форм выполнения устройств для осуществления способа согласно изобретению проводного монтажа электрических компонентов 3 подлежащего образованию на монтажной плате 1 электрического коммутационного устройства 2. Монтажная плата 1 удерживается, например, в горизонтальной ориентации на тележке 12 для манипулирования монтажной платой, так что с помощью робота 8 можно иметь сверху доступ к компонентам 3 с целью подведения кабеля и присоединения кабеля. В зависимости от формы выполнения монтажная плата 1 альтернативно может быть расположена под углом к горизонтали.

Описанные в виде примера устройства для осуществления способа согласно изобретению могут состоять в соединении с системой ECAD, через которую обеспечивается проект коммутационного устройства, при необходимости к информации о проводном монтаже применяется программа контроля и вслед за этим информация о проводном монтаже адаптируется для максимизации степени автоматизации. Применение программы контроля к информации о проводном монтаже, а также адаптация информации о проводном монтаже для максимизации степени автоматизации могут осуществляться также независимо от системы ECAD в отдельной компьютерной системе, которая имеет интерфейс как к системе ECAD, так и к устройству для проводного монтажа электрических компонентов. Эта компьютерная система может тогда получать от системы ECAD проект коммутационного устройства, применять программу контроля к информации о проводном монтаже и при необходимости предпринимать адаптацию информации о проводном монтаже.

Устройство для осуществления процесса проводного монтажа может иметь многофункциональный конечный исполнительный орган с блоком оптической регистрации для оптической регистрации фактического расположения электрических компонентов на монтажной плате. После того как с помощью блока оптической регистрации, находящегося в многофункциональном конечном исполнительном органе, было зарегистрировано фактическое расположение электрических компонентов, эта информация может использоваться для того, чтобы при необходимости с помощью компьютерной системы осуществлять приведение информации о местоположении и информации об ориентации в соответствие с фактическим расположением. После этого компьютерная система отправляет соответственно адаптированный проект коммутационного устройства или же полученную на этом основании программу управления машиной на устройство для проводного монтажа электрических компонентов, так что это устройство может осуществлять автоматизированный проводной монтаж электрических компонентов в заданной последовательности проводного монтажа, которая при необходимости была переработана компьютерной системой в рамках адаптации информации о проводном монтаже для максимизации степени автоматизации.

В показанной на фиг. 2 форме выполнения устройства несколькими автоматами 9.1 для мерной отрезки кабеля обеспечиваются соответственно кабели определенного типа A-D и определенной длины. Типы A-D кабеля могут различаться, например, по поперечному сечению кабеля, по цвету кабеля или по другому признаку кабеля. Изобретение принципиально не ограничено определенным количеством типов кабеля. Тем не менее, преимущественным образом, должно быть предусмотрено по меньшей мере два различающихся по меньшей мере по одному признаку кабеля типа кабеля. Все признаки кабеля, включая длину кабеля, могут браться из проекта коммутационного устройства, например, в виде обеспеченного системой ECAD проектного файла.

Однорукий робот 8 с сочлененной рукой извлекает непосредственно из передаточного переходного устройства 6 в обеспечивающем кабель 5 необходимого типа автомате 9 для мерной отрезки кабеля, чтобы последовательно обоими концами 7 подводить отрезанный кабель 5 соответствующего назначению типа для обработки конца жилы к автомату 9.2 для обработки конца жилы для соответственно необходимой последующей обработки. Последующая обработка может содержать, прежде всего, снятие изоляции, нанесение гильзы для оконцевания жилы и обжим гильзы для оконцевания жилы.

После обработки концов жил однорукий робот 8 с сочлененной рукой может описанным со ссылкой на фиг. 1 способом обрабатывать полученный таким образом, предварительно подготовленный кабель 5 на монтажной плате 1 соответственно проекту коммутационного устройства 2, прежде всего выполнять проводной монтаж компонентов 3 коммутационного устройства 2 соответственно проекту коммутационного устройства 2.

Показанная на фиг. 3 форма выполнения отличается от показанной на фиг. 2 формы выполнения тем, что вместо однорукого робота 8 с сочлененной рукой применяется двурукий робот 8 с сочлененной рукой. Как изображено, двурукий робот 8 с сочлененной рукой может быть реализован в виде двух отдельных роботов или единственного, имеющего две руки робота. Если в настоящей заявке говорится о первом и втором роботе, прежде всего о первом и втором роботе 8 с сочлененной рукой, это может быть реализовано также показанным на фиг. 3 двуруким роботом 8 с сочлененными руками. Обе руки робота(-ов) 8 с сочлененными руками могут действовать сообща, как это описано со ссылкой на фиг. 1. Прежде всего, так, что обе руки робота эксплуатируются в режиме "ведущий-ведомый", при котором ведущая рука робота 8 предназначена для проводного монтажа первого конца 7 кабеля, в то время как ведомая рука робота 8 предназначена для последующего подведения противоположного конца 7 кабеля, например, таким образом, что выдерживается определенное минимальное расстояние от противоположного конца 7 кабеля до монтажной платы 1, чтобы предотвращать спутывание кабеля 5 с расположенными на монтажной плате 1 электрическими компонентами 3 или чтобы содействовать укладке кабеля 5 в кабельный канал во время выполняемой с помощью роботов проводки кабеля между обоими, подлежащими введению в электрический контакт друг с другом компонентами 3.

Показанная на фиг. 4 форма выполнения отличается от показанной на фиг. 3 формы выполнения тем, что в дополнение к этому предусмотрен еще один робот 8 с сочлененной рукой, чтобы с помощью автоматов 9.1, 9.2 для подготовки кабеля описанным перед этим способом в такт формировать предварительно подготовленные кабели и передавать на двурукий робот 8 с сочлененными руками.

Показанная на фиг. 5 форма выполнения изображает применение механизма 10 смены провода, с помощью которого на единственный автомат 9.1 для мерной отрезки кабеля согласно потребности подаются разные по типу кабели типов А-D. которые извлекаются из разных источников, например из изображенных емкостей для кабеля. Транспортировочная система 11 автомата 9.1 для мерной отрезки кабеля принимает из механизма 10 смены провода соответственно обеспеченный согласно потребности на механизме 10 смены провода конец провода. Механизм 10 смены провода является подвижным относительно транспортировочной системы 11 между своими разными местами отбора (разъяснено с помощью сдвоенной вертикальной стрелки), так что на автомат 9.1 для мерной отрезки кабеля может подаваться согласно потребности необходимый тип A-D провода.

В форме выполнения согласно фиг. 6 показан вариант формы выполнения согласно фиг. 5, в котором вместо одного однорукого робот 8 с сочлененной рукой применен/применены один двурукий робот 8 с сочлененными руками или же два одноруких робота 8. Подведение концов кабеля может осуществляться при условиях, которые были описаны со ссылкой на фиг. 3.

На фиг. 7 показан вариант формы выполнения согласно фиг. 6, в котором для отбора отрезанных кабелей 5 из автомата 9.1 для мерной отрезки кабеля и для обработки конца жилы отрезанных кабелей 5 с помощью автомата 9.2 для обработки конца жилы предусмотрен отдельный однорукий робот 8 с сочлененной рукой. Он передает кабели 5 с обработанными концами жил далее на два других, используемых для проводного монтажа одноруких робота 8 с сочлененной рукой. Использующий их процесс проводного монтажа был описан со ссылкой на фиг. 3.

На фиг. 8 показана другая форма выполнения устройства согласно изобретению, в котором однорукий робот 8 с сочлененной рукой получает обеспеченные, предварительно подготовленные кабели 5 через установку 9 для подготовки кабеля. Установка 9 для подготовки кабеля имеет автомат 9.1 для мерной отрезки кабеля, к которому через механизм 10 смены провода подводится по выбору кабель 5 типа A-D. Отрезанный кусок кабеля 5 подводится к автомату 9.2 для обработки конца жилы, который имеет вывод через который предварительно полностью подготовленные кабели 5 выводятся по одному, то есть один за другим в заданной последовательности прокладывания. Предварительно подготовленные кабели 5 являются провисшими с изгибом и обеспечиваются установкой 9 для подготовки кабеля на переходное устройство 6 в U-образной геометрической форме. Кабели 5 удерживаются на своих концах 7, так что робот 8 с сочлененной рукой может снимать подготовленный кабель 5 с установки 9 для подготовки кабеля за концы 7 кабеля при определенном расположении концов 7 кабеля.

Показанная на фиг. 9 форма выполнения отличается от показанной на фиг. 8 формы выполнения тем, что установка 9 для подготовки кабеля обеспечена отдельно от устройства для осуществления способа. Таким образом, установка 9 для подготовки кабеля обеспечивает выполненное в виде магазина передаточное переходное устройство 6 с несколькими, предварительно подготовленными кабелями 5, которые расположены в передаточном переходном устройстве 6 в заданной последовательности проводного монтажа относительно друг друга и с заданной ориентацией, так что робот 8 с сочлененной рукой может заданным образом извлекать отдельные провода 5 из магазина, для чего магазин устанавливается в определенном расположении и определенной ориентации по отношению к роботу 8 с сочлененной рукой. Помимо этого, робот 8 с сочлененной рукой может иметь блок распознавания, например оптический блок распознавания, чтобы различать в магазине отдельные кабеля 5.

В отличие от показанной на фиг. 9 формы выполнения, показанная на фиг. 10 форма выполнения имеет установку 9 для подготовки кабеля, в которой кабель 5 удерживается в выполненном в виде магазина передаточном переходном устройстве 6 на своих обоих противоположных концах 7 и, тем самым, расположен определенным образом, за счет чего облегчается извлечение кабеля 5 с помощью робота 8 с сочлененной рукой.

Разглашенные в предшествующем описании, в чертежах, а также в формуле изобретения признаки изобретения могут быть существенными для реализации изобретения как по отдельности, так и в любой комбинации.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 монтажная плата

2 коммутационное устройство

3 электрический компонент

5 кабель

6 передаточное переходное устройство

7 конец кабеля

8 робот

9 автомат для подготовки кабеля

9.1 автомат для мерной отрезки кабеля

9.2 автомат для обработки конца жилы

10 механизм смены провода

11 транспортировочная система

12 тележка для манипулирования монтажной платой

13 камера

100 обеспечение

200 применение

300 адаптация

310 ручной проводной монтаж

400 оптическая регистрация

500 приведение в соответствие

600 автоматизированный проводной монтаж

601 предварительная подготовка

610 извлечение

611 подготовка

620 изготовление

621 последующее подведение

622 последовательная передача 630 захватывание

640 подведение

650 введение в контакт

700 проведение контроля на вытягивание и/или электрический контроль

Claims (25)

1. Способ проводного монтажа электрических компонентов (3) расположенного на монтажной плате (1) электрического коммутационного устройства (2), причем способ содержит следующие шаги:

- обеспечение (100) проекта коммутационного устройства (2), который содержит, по меньшей мере, информацию о местоположении и информацию об ориентации для электрических компонентов (3) коммутационного устройства (2) на монтажной плате (1), а также информацию о проводном монтаже для электрических проводных монтажей между соответственно двумя из электрических компонентов (3),

- применение (200) программы контроля к информации о проводном монтаже для определения степени автоматизации проводных монтажей,

- адаптация (300) информации о проводном монтаже для максимизации степени автоматизации,

- обособление неавтоматизируемых шагов проводного монтажа для ручного проводного монтажа (310), так что они остаются неучтенными в автоматизированном проводном монтаже,

- оптическая регистрация (400) фактического расположения электрических компонентов (3) на монтажной плате (1) и приведение (500) информации о местоположении и информации об ориентации в соответствие с фактическим расположением, и

- автоматизированный проводной монтаж (600) электрических компонентов (3), выполняемый в последовательности проводного монтажа и согласно адаптированной информации о проводном монтаже и приведенной в соответствие информации о местоположении и информации об ориентации,

причем оптическая регистрация (400) содержит проверку наличия электрических компонентов (3) коммутационного устройства, выполняемую путем распознавания компонентов в фактическом расположении электрических компонентов (3) и сравнения распознанных компонентов (3) с электрическими компонентами (3) коммутационного устройства согласно проекту коммутационного устройства (2).

2. Способ по п. 1, в котором автоматизированный проводной монтаж (600) содержит извлечение (610), по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля (5) с помощью робота (8), преимущественным образом робота с сочлененной рукой, из передаточного переходного устройства (6) для передачи, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля (5).

3. Способ по п. 2, в котором извлечение (610), по меньшей мере, частично предварительно подготовленного кабеля (5) содержит извлечение отрезанного на заданную длину кабеля (5) из передаточного переходного устройства (6) автомата (9.1) для мерной отрезки кабеля.

4. Способ по п. 2 или 3, в котором после извлечения (610) кабеля (5) из передаточного переходного устройства (6) способ, помимо этого, содержит подготовку (611) по меньшей мере одного, по меньшей мере, частично предварительно подготовленного или неподготовленного конца (7) кабеля (5), для чего этот конец (7) кабеля подводят с помощью робота (8) к автомату (9.2) для обработки конца кабеля и после выполнения обработки конца кабеля снова извлекают из него.

5. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором автоматизированный проводной монтаж (600) содержит последовательное изготовление (620) индивидуально предварительно подготовленных кабелей в последовательности проводного монтажа, с помощью которых соединяются электрические компоненты (3), и обеспечение (100) индивидуально предварительно подготовленных кабелей (5) через передаточное переходное устройство (6) для обеспечения предварительно подготовленных кабелей (5).

6. Способ по п. 5, в котором одновременно с первым шагом проводного монтажа, на котором первым индивидуально предварительно подготовленным кабелем выполняют первое электрическое соединение между двумя электрическими компонентами (3), изготавливают второй индивидуально предварительно подготовленный кабель (5) для следующего непосредственно после первого второго шага проводного монтажа и обеспечивают через передаточное переходное устройство (6).

7. Способ по одному из пп. 2-4, в котором извлечение (610) содержит захватывание (630) первого предварительно подготовленного конца (7) кабеля предварительно подготовленного кабеля (5) с помощью робота (8), и подведение (640), а также введение (650) первого предварительно подготовленного конца (7) кабеля в электрический контакт с местом подключения кабеля первого из электрических компонентов (3).

8. Способ по п. 7, в котором после введения (650) в контакт первого предварительно подготовленного конца (7) кабеля второй предварительно подготовленный конец (7) кабеля (5) подводят к месту подключения кабеля второго из электрических компонентов (3) и вводят в контакт с ним.

9. Способ по п. 7, в котором подведение (640) и введение (650) в контакт первого и второго конца (7) кабеля выполняют с помощью одного и того же робота (8), для чего робот (8), после того, как первый конец (7) кабеля был введен в контакт, освобождает или отпускает предварительно подготовленный кабель (5) в захвате, с помощью которого роботом был захвачен первый конец кабеля (5), чтобы вслед за этим перемещать предварительно подготовленный кабель (5) сквозь захват от первого ко второму концу (7) кабеля, чтобы затем захватывать (630) второй, предварительно подготовленный конец кабеля.

10. Способ по п. 5, в котором последовательное изготовление (620) индивидуально предварительно подготовленных кабелей (5) в последовательности проводного монтажа содержит изготовление (620) индивидуально предварительно подготовленных кабелей (5) с помощью по меньшей мере одного автомата (9) для подготовки кабеля, причем способ, помимо этого, содержит последовательную передачу (622) индивидуально предварительно подготовленных кабелей через передаточное переходное устройство (6) по меньшей мере на один робот (8), преимущественным образом по меньшей мере на один робот с сочлененной рукой.

11. Способ по п. 1, в котором автоматизированный проводной монтаж (600) содержит предварительную подготовку (601) кабелей (5) в последовательности проводного монтажа и согласно информации о проводном монтаже, для чего с помощью робота (8), преимущественным образом робота с сочлененной рукой, захватывают неподготовленный или лишь частично предварительно подготовленный первый конец (7) кабеля, подводят первый конец кабеля к автомату (9) для подготовки кабеля, после чего первый конец (7) кабеля подвергают подготовке, преимущественным образом обработке конца жилы, и причем вслед за этим с помощью робота подводят подготовленный первый конец (7) кабеля к первому из электрических компонентов (3) и вводят в электрический контакт с ним.

12. Способ по п. 10, в котором после предварительной подготовки (601) первого конца (7) кабеля и перед подведением (640) и введением (650) в контакт первого конца (7) кабеля с помощью робота (8) захватывают второй конец (7) кабеля и подводят к автомату (9) для подготовки кабеля, после чего второй конец (7) кабеля подвергают подготовке, преимущественным образом обработке конца жилы.

13. Способ по одному из пп. 2-12, в котором извлечение (610) предварительно подготовленного или неподготовленного кабеля (5) с помощью робота (8) содержит извлечение (610) первого конца (7) кабеля (5) с помощью первого робота (8) и извлечение (610) второго конца (7) кабеля (5) с помощью второго робота (8), так что кабель (5) удерживается на его обоих концах с помощью разных роботов (8).

14. Способ по п. 13, в котором оба робота (8) вплоть до приведения в контакт одного из обоих концов кабеля эксплуатируют в режиме "ведущий-ведомый", из которых с помощью ведущего робота (8) подводят к одному из электрических компонентов (3) подлежащий монтажу сначала, перед другим концом (7) кабеля, конец (7) кабеля, в то время как с помощью ведомого робота (8) подводят (621) вслед за этим подлежащий монтажу в последующем конец (7) кабеля.

15. Способ по п. 14, в котором последующее подведение (621) содержит удержание подлежащего монтажу в последующем конца (7) кабеля с соблюдением минимального расстояния до плоскости монтажа монтажной платы (1), и/или натяжение подлежащего монтажу в последующем конца (7) кабеля, если этот кабель является провисшим с изгибом, и/или удержание подлежащего монтажу в последующем конца (7) кабеля с предварительным механическим напряжением.

16. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором автоматизированный проводной монтаж (600), после того, как конец (7) кабеля был подведен к электрическому компоненту (3) и введен в электрический контакт с ним, содержит проведение контроля (700) на вытягивание, для чего с помощью робота (8) с развивающим силу натяжения захватом захватывают контактирующий конец (7) кабеля и нагружают этот конец (7) кабеля заданной силой вытягивания против направления введения в контакт конца (7) кабеля, причем контактирование конца (7) кабеля признают надлежащим в том случае, если это контактирование выдерживает заданную силу вытягивания.

17. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором информация о проводном монтаже содержит на каждый проводной монтаж двух электрических компонентов (3) по меньшей мере одну трассировку кабеля, включая координаты источника кабеля, координаты цели кабеля и путь прокладки между координатами источника кабеля и координатами цели кабеля, и по меньшей мере одну характеристику кабеля, преимущественным образом длину кабеля, поперечное сечение кабеля, цвет кабеля, обработку концов жил и/или маркировку кабеля.

18. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором при обеспечении (100) проекта коммутационного устройства (2) обеспечивают, помимо этого, информацию о компонентах из проекта, преимущественным образом по меньшей мере один габаритный размер и/или контур монтажной платы (1), тип по меньшей мере одного электрического компонента (3) или другого компонента электрического коммутационного устройства (2), тип присоединения по меньшей мере одного электрического компонента (3), координаты присоединения по меньшей мере одного электрического компонента (3) или геометрическую форму по меньшей мере одного электрического компонента (3).

Images