WO2023213549A1 - Method for the automated wrapping of a wrapper part onto a workpiece and automated winding machine - Google Patents

Method for the automated wrapping of a wrapper part onto a workpiece and automated winding machine Download PDF

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WO2023213549A1
WO2023213549A1 PCT/EP2023/060218 EP2023060218W WO2023213549A1 WO 2023213549 A1 WO2023213549 A1 WO 2023213549A1 EP 2023060218 W EP2023060218 W EP 2023060218W WO 2023213549 A1 WO2023213549 A1 WO 2023213549A1
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WO
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winding
workpiece
wing
tape
wrapping
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Application number
PCT/EP2023/060218
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German (de)
French (fr)
Inventor
Patrick Neuhaus
Sebastian ZELLHUBER
Original Assignee
Lisa Dräxlmaier GmbH
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Publication date
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/581—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using sheets or strips consisting principally of plastics material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/583—Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/02—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material
    • B29C63/04—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like
    • B29C63/08—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like by winding helically
    • B29C63/10—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like by winding helically around tubular articles

Definitions

  • the present invention relates to a method for automatically winding a winding part onto a workpiece and to an automatic winding machine.
  • the present invention is described below primarily in connection with cable harnesses for vehicles.
  • a vehicle's wiring harness can be protected by wrapping it with wrapping tape.
  • the wrapping tape can be wrapped around the cables of the cable set using an automatic winding machine.
  • the wrapping tape is stored on a roll of tape.
  • the automatic winding machine guides the roll of tape in a circular motion around the cables to be wrapped.
  • the wrapping tape is unwound from the tape roll and wrapped around the cables.
  • the automatic wrapper and the cable set are moved relative to one another along the area while the tape roll circles around the cables of the area. This creates a spiral wrap around the area.
  • Holding parts can be used to attach the cable set to the vehicle.
  • the cable set can be attached to holes, sheet metal edges or protruding pins in a vehicle body.
  • the holding parts can be attached to the cable set using cable ties, for example.
  • the holding parts can also be attached to the cable set manually using wrapping tape.
  • An object of the invention is therefore to provide an improved method for automatically winding a winding part onto a workpiece and an improved winding machine using means that are as structurally simple as possible.
  • An improvement here can, for example, relate to the ability to automate a manufacturing process of a cable set and consequently a time saving in the production of the cable set.
  • an automatic winding machine which has a winding head that can be pivoted about at least one axis in order to wind winding parts onto a cable set using winding tape.
  • a method for automatically winding a winding part onto a workpiece wherein a first windable wing and a second windable wing of the winding part are placed on the workpiece and a winding tape is wrapped using a winding head of an automatic winding machine that is movable relative to the workpiece the workpiece and the first wing are wound, the winding head being moved in the direction of a middle piece of the winding part arranged between the wings along the first wing and from an initial position into one first inclined position is pivoted obliquely to the first wing, the winding is interrupted and the winding head is pivoted from the first inclined position over the middle piece into an opposite second inclined position obliquely to the second wing, with the winding continuing and the winding tape around the workpiece and the second Wing is wound, with the winding head being moved away from the center piece along the second wing and being pivoted from the second inclined position back into the starting position.
  • a winding machine for automatically wrapping a workpiece with a winding tape, the winding machine being designed to carry out the method according to the first aspect of the invention.
  • a wrapping tape can be an adhesive tape.
  • the wrapping tape can be, for example, a PVC adhesive tape, a fabric tape or a non-woven adhesive tape.
  • the wrapping tape can be rolled up on a roll of tape and stored.
  • the roll of tape can be moved around a workpiece by an automatic winding machine, whereby the wrapping tape is wound onto the workpiece.
  • the automatic winding machine can have a motor-driven winding head that is movable relative to a workpiece and has a recess for passing the workpiece through.
  • the automatic winding machine can also have a rotor for the tape roll that can be rotated by a motor around the recess.
  • the winding head can be pivoted about at least one axis.
  • the winding head can be attached to a robot arm, for example, and can be moved freely by the robot arm.
  • the workpiece can in particular be a cable set for a vehicle.
  • a wrapping part may be suitable for being connected to the workpiece using the wrapping tape.
  • the winding part can in particular form an attachment point for attaching the workpiece to an installation location.
  • the attachment point can be arranged on a middle piece of the winding part.
  • the winding part can then be referred to as a holding part.
  • the winding part can have at least one wing or extensions that can be applied to the workpiece essentially parallel to the workpiece.
  • the wrapping tape can then be wound onto the wings.
  • the center piece can be arranged between the wings.
  • the workpiece and the first wing can be arranged in the area of a pivot point of the rotor.
  • the pivot point of the rotor can be called the winding center.
  • the rotor with the tape roll can be moved with a winding movement in the circumferential direction and/or radially around the winding center.
  • the winding movement allows the wrapping tape to be unwound from the tape roll and wound onto the workpiece and the wing.
  • the winding head can be guided axially along the workpiece and the wing towards the center piece in order to produce a spiral winding on the workpiece and the wing.
  • the winding head can be positioned at an angle to the workpiece and the wing. Leading and hiring can take place independently or simultaneously.
  • the winding movement can be interrupted and the winding head can be swiveled over the middle piece.
  • the winding head can be moved away from the center piece along the second wing and the workpiece.
  • the winding head can be straightened again. Moving and straightening can occur independently or simultaneously.
  • the tape roll with stored wrapping tape can be mounted so that it can move angularly relative to the winding head.
  • the tape roll can be mounted so that it can be angularly movable and rotatable about at least one axis.
  • the winding tape can be unrolled from the tape roll, which is angularly movable relative to the winding head.
  • the roll of tape can be aligned using a pulling force on the wrapping tape. Due to the angular mobility, the tape roll can move independently into an angular position in which the wrapping tape is just unrolled from the tape roll. Thanks to the angular mobility, the wrapping can be wound with a variable pitch.
  • the angular mobility allows the wrapping to be wound in both directions along the workpiece.
  • the tape roll can also be mounted on a gimbal.
  • the gimbal bearing enables angular mobility around two axes.
  • the tape roll can be mounted using a ball joint.
  • the ball joint can be arranged in a center of gravity of the tape roll.
  • the ball joint has degrees of freedom around several axes.
  • the ball joint can also be used as a bearing for a rotational movement of the tape roll.
  • the ball joint means there is no need for a separate bearing for angular mobility.
  • the winding head can be moved along the first wing and pivoted obliquely to the first wing until the middle piece is arranged in the winding center of the winding head. If the center piece is arranged in the winding center, the wrapping tape can be guided behind the center piece over the workpiece to the second wing.
  • the winding head can be swiveled around the winding center when pivoting over the center piece. By pivoting around the winding center, only a minimal amount of wrapping tape is unwound from the tape roll during pivoting. This prevents the wrapping tape from slackening when pivoting.
  • the winding part can be temporarily fixed during winding using a holder connected to the center piece.
  • the holder can be guided through the recess in the winding head when pivoting the winding head over the middle piece.
  • a holder may be connected to a frame for holding the workpiece.
  • the frame can be called a building board.
  • the holder allows the winding part to be arranged on the workpiece without pre-fixing it.
  • the winding part can be arranged automatically on the holder before winding.
  • the winding part can be inserted onto or into the holder using a robot gripper, for example.
  • Several holders can also be automatically equipped with holding parts.
  • the building board can therefore be populated automatically.
  • the holder can be equipped immediately before winding.
  • the holder can be equipped when the workpiece is prepared for the winding process.
  • the rotor of the winding head can be stopped in a pivoting position before pivoting the winding head over the center piece.
  • a position of the recess of the rotor can in the pivot position essentially correspond to a position of the recess in the winding head.
  • the holder can be guided through both recesses.
  • the wrapping tape can be wound onto the workpiece before the winding part is wound on and can be guided from the workpiece directly onto the first wing. Alternatively or additionally, after the winding part has been wound on, the wrapping tape can be guided from the second wing directly onto the workpiece and further wound onto the workpiece.
  • the winding of the winding part can be seamlessly integrated into winding of the workpiece before and/or after the winding part. In particular, the winding of the winding part can take place without prior and/or subsequent cutting of the winding tape.
  • FIG. 1 shows a representation of an automatic winding machine according to an exemplary embodiment
  • Fig. 2 shows a sequence of a method according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 1 shows a representation of an automatic winding machine 100 according to an exemplary embodiment.
  • the automatic winding machine 100 is designed to fully automatically wind a winding tape 102 onto a workpiece 104 and a winding part 106.
  • the workpiece 104 here is a cable set for a vehicle.
  • the winding part 106 is a holding part for the cable set.
  • the automatic winding machine 100 is used to wrap at least a portion of the workpiece 104 with a spiral wrap 108.
  • the winding part 106 is inside of the section is wound onto the workpiece 104.
  • the winding part 106 is at least partially wrapped together with the workpiece 104 in order to connect the winding part 106 to the workpiece 104.
  • the wrapping tape 102 is an adhesive tape and is glued to the workpiece 104 and the wrapping part 106 during wrapping.
  • the workpiece 104 is wound before and after the winding part 106.
  • the workpiece 104 runs through a winding center 110 of a winding head 112 of the winding machine 100.
  • the workpiece 104 and the winding head 112 carry out a relative movement that runs axially along the workpiece 104.
  • the workpiece 104 and/or the winding head 112 can be moved for the relative movement.
  • the winding head 112 is attached to a robot arm and is moved by the robot arm. So that the workpiece 104 can be arranged in the winding center 110, the winding head 112 has a recess 114 to an interior space.
  • the winding head 112 has a movably mounted rotor 116.
  • the rotor 116 has a tape roll holder 118 for a tape roll 120 with stored wrapping tape 102.
  • the rotor 116 also has a recess 114.
  • the rotor 116 is driven by a drive of the winding head 112 and carries out a tangential or circular movement along a circumference around the winding center 110 with the workpiece 104 arranged there. Due to the movement running along a circumference, the rotor 116 with the tape roll 120 is also moved over the recess 114 of the winding head 112.
  • the wrapping tape 102 is unwound from the tape roll 120 and wound onto the workpiece 104.
  • the combination of the axial and circumferential movements results in the spiral wrap 108.
  • the band roll 120 is mounted so that it can move angularly relative to the rotor 116.
  • the tape roll holder 118 has a pivot axis.
  • the pivot axis is in particular aligned tangentially to the rotor 116. Due to the angular mobility, the wrapping tape 102 can always run straight off the tape roll 120.
  • the tape roll 120 can thus adapt to a current gradient of the wrapping 108 and the wrapping tape 102 can run straight off the tape roll 120. This allows the wrapping tape to be wound onto the workpiece 104 with a variable pitch or with a variable overlap. Likewise, the pitch of the wrapping 108 can be reversed, the wrapping tape 102 can therefore be wound back in the other direction or on the wrapping 108, for example to create a thickening in the wrapping 108.
  • the tape roll holder 118 has a ball joint 122.
  • the ball joint 122 allows the tape roll holder 118 to move angularly in two degrees of freedom.
  • the tape roll holder 118 can rotate around the ball joint 122 when the wrapping tape 102 is unrolled from the tape roll 120.
  • the winding part 106 is arranged on the workpiece 104 using a holder 124.
  • the holder 124 is attached to a frame 126 or building board, which also positions the workpiece 102.
  • the holder 124 provides the winding part 106 at its position for winding.
  • Fig. 2 shows a representation of a sequence of a method according to an exemplary embodiment.
  • the process is carried out using a winding machine 100 as shown in FIG.
  • the winding part 106 is attached to the workpiece 104, wrapped together with the workpiece 104 at least partially and connected to the workpiece 104 by the wrapping 108.
  • the workpiece 104 here is a cable set and the winding part 106 is a holding element for attaching the cable set.
  • the winding part 106 has two wings 200.
  • the wings 200 protrude from a center piece 202 of the winding part 106 on opposite sides.
  • the wings 200 are wrapped on the workpiece 104, thus holding the centerpiece 202 in position.
  • the two wings 200 are aligned essentially parallel to the workpiece 104 and placed against the workpiece 104.
  • the wrapping of the wrapping part 106 begins at an outer end of the first wing 200.
  • the first wing 200 and the workpiece 104 are wrapped from the outer end towards the center piece 202.
  • the winding head 112 is moved towards the center piece 202 and is positioned from an initial position at an angle a to the wing 200 and workpiece 104.
  • the winding movement is interrupted and the winding head 112 is pivoted over the middle piece 202 to the second wing 200.
  • the winding head 112 is pivoted back by the angle a+ß and is therefore at the angle -ß diagonally to the second wing 200.
  • the angles a and ß can be the same or different.
  • the angles ⁇ and ⁇ can be of different sizes, for example due to an asymmetrical winding head 112.
  • the winding movement is started again on the second wing 200 and the winding head 112 is moved away from the middle piece 202 towards the outer end of the second wing 200.
  • the winding head is adjusted again by the angle a until it is back in the starting position.
  • the winding head 112 can be turned on while the winding head 112 is moved towards or away from the middle piece 202.
  • the movements of the winding head 112 can therefore be superimposed.
  • the movements can also be carried out one after the other.
  • the movements can also be carried out in several steps.
  • the rotor of the winding head 112 is stopped for pivoting over the center piece so that the recess of the rotor and the recess of the winding head essentially coincide.
  • the holder of the winding part 106 not shown here, is then guided through the recess without collision.
  • the workpiece 104 is wrapped with the wrapping tape 202 in front of the winding part 106.
  • the winding head 112 is moved along the workpiece 104 in order to produce the wrapping 108.
  • the winding part 106 is arranged on the workpiece 104.
  • the wrapping 108 is now wound onto the first wing 200 and the workpiece 104 without interruption.
  • the wrapping band 102 is guided from the wing onto the workpiece 104 at the outer end of the second wing 200 and the wrapping 108 on the workpiece 104 continues without interruption.
  • the winding head 112 is adjusted and moved along the first wing 200 until the winding center is in the area of the middle piece 202 is arranged.
  • the winding movement is interrupted when the winding tape leads from the tape roll to a side of the workpiece 104 facing away from the winding part 106.
  • the winding head 112 is pivoted over the middle piece 202 so that the winding center remains arranged in the area of the middle piece 202.
  • the winding head 112 is pivoted about a neutral position and the winding tape is kept taut.
  • wrapping wrap clips with a wrap appliqué is presented.
  • Wrapping wrapping clips is a very complex and time-consuming process. This step has so far been carried out manually by a worker.
  • An automated solution for winding wrapping clips is presented here. The approach presented here results in reduced system costs and thus increased overall economic efficiency when winding winding clips.
  • the holding parts can be wrapped at the same time with the wrapping application, which is used to bandage the cable set. This means that reduced investment costs are required, as no separate system station is required for winding.
  • the throughput time on the wrapping application is increased by an estimated two to three seconds per holding part, this is much more efficient than an independent holding part application with a cycle time of approx. 14 seconds per holding part.
  • the approach presented here means that a stand-alone holding part application can be dispensed with. This results in savings in the holding part cell, the holding part application including robots, as well as the resulting space savings. Furthermore, the cycle time per holding part is significantly optimized by eliminating the sub-processes of cutting adhesive tape, creating flags and the robot travel time. In addition, the overall throughput time of the product is optimized due to the lower cycle time and the savings by eliminating an entry/exit process from the product carrier into the cell. This means that holding parts can be attached economically. In the wrapping application presented here for bandaging cable sets and for wrapping double-leaf holding parts, the processes of winding and attaching holding parts are combined in one cell and with one application.
  • the wrapping application Before a position for a holding part is reached, the wrapping application wraps the cable set. As soon as a holding part is to be attached, it is provided either via the building board or via an external feed (e.g. robot with star gripper). Subsequently, the wrapping application is tilted at an angle during bandaging so that the wing of the holding part can be wound on without the rotor colliding with the holding part receptacle. In the fourth step, the winder swings forward in the opposite direction with the rotor at a standstill and opening, so that collision-free movement via the holding part holder is possible. The rotor then positions itself perpendicular to the winding section again and winds it completely or up to the next holding part.
  • an external feed e.g. robot with star gripper
  • FIG. 1 Successive steps of an exemplary embodiment are shown in FIG. First, a stretch is wrapped. Then the holding part is fed and the winding head is brought closer to the holding part. The winder is tilted and the right wing of the holding part is wound. Then the winder is moved with the opening to the front over the holding part pin and then the left holding part wing is wound on. The rotor is then positioned perpendicular to the winding section again and the section continues to be wound until the section is completely wound.
  • the usual adhesive tape holder with a fixed angle of attack is replaced by a holder that can change its angle of attack depending on the robot position.
  • a holder mounted on a ball head is used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for the automated wrapping of a wrapper part (106) onto a workpiece (104), wherein a first wrappable projection (200) and a second wrappable projection (200) of the wrapper part (106) are placed onto the workpiece (104) and a wrapping tape (102) is wrapped around the workpiece (104) and the first projection (200) using a winding head (112) of an automated winding machine (100), said winding head being movable relative to the workpiece (104), wherein the winding head (112) is moved along the first projection (200) in the direction of a centre piece (202) of the wrapper part (106) arranged between the projections (200) and is pivoted from a starting position into a first angled position at an angle to the first projection (200), the wrapping is interrupted and the winding head (112) is pivoted from the angled position over the centre piece (202) into an opposite second angled position at an angle to the second projection (200), wherein the wrapping is continued and the wrapping tape (102) is wrapped around the workpiece (104) and the second projection (200), wherein the winding head (112) is moved away from the centre piece (202) along the second projection (200) and is pivoted from the second angled position back to the starting position.

Description

VERFAHREN ZUM AUTOMATISIERTEN ANWICKELN EINES ANWICKELTEILS AN EIN WERKSTÜCK UND WICKELAUTOMAT METHOD FOR THE AUTOMATED WINDING OF A WINDING PART ON A WORKPIECE AND AUTOMATIC WRAPPING MACHINE
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Anwickeln eines Anwickelteils an ein Werkstück und einen Wickelautomat. The present invention relates to a method for automatically winding a winding part onto a workpiece and to an automatic winding machine.
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Kabelsätzen für Fahrzeuge beschrieben. The present invention is described below primarily in connection with cable harnesses for vehicles.
Der Kabelsatz eines Fahrzeugs kann durch eine Umwicklung mit einem Wickelband geschützt werden. Das Wickelband kann unter Verwendung eines Wickelautomaten um die Kabel des Kabelsatzes gewickelt werden. Das Wickelband ist auf einer Bandrolle bevorratet. Der Wickelautomat führt die Bandrolle auf einer kreisenden Bewegung um die zu umwickelnden Kabel. Dabei wird das Wickelband von der Bandrolle abgewickelt und um die Kabel herumgewickelt. Damit ein Bereich des Kabelsatzes umwickelt werden kann, werden der Wickelautomat und der Kabelsatz relativ zueinander entlang des Bereichs bewegt, während die Bandrolle um die Kabel des Bereichs kreist. So entsteht eine spiralförmige Umwicklung des Bereichs. A vehicle's wiring harness can be protected by wrapping it with wrapping tape. The wrapping tape can be wrapped around the cables of the cable set using an automatic winding machine. The wrapping tape is stored on a roll of tape. The automatic winding machine guides the roll of tape in a circular motion around the cables to be wrapped. The wrapping tape is unwound from the tape roll and wrapped around the cables. In order for an area of the cable set to be wrapped, the automatic wrapper and the cable set are moved relative to one another along the area while the tape roll circles around the cables of the area. This creates a spiral wrap around the area.
Beispielsweise beschreibt die DE 102017 108 819 B4 das Umwickeln eines Leitungssatzes mit Band. Um den Kabelsatz am Fahrzeug zu befestigen, können Halteteile verwendet werden. Unter Verwendung der Halteteile kann der Kabelsatz an Bohrungen, Blechkanten oder hervorstehenden Stiften einer Karosserie des Fahrzeugs befestigt werden. Die Halteteile können beispielsweise mittels Kabelbindern am Kabelsatz befestigt werden. Die Halteteile können auch manuell mittels Wickelband am Kabelsatz befestigt werden. For example, DE 102017 108 819 B4 describes wrapping a cable set with tape. Holding parts can be used to attach the cable set to the vehicle. Using the holding parts, the cable set can be attached to holes, sheet metal edges or protruding pins in a vehicle body. The holding parts can be attached to the cable set using cable ties, for example. The holding parts can also be attached to the cable set manually using wrapping tape.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel ein verbessertes Verfahren zum automatisierten Anwickeln eines Anwickelteils an ein Werkstück und einen verbesserten Wickelautomat bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine Automatisierbarkeit eines Herstellungsprozesses eines Kabelsatzes und folglich eine Zeitersparnis bei der Herstellung des Kabelsatzes betreffen. An object of the invention is therefore to provide an improved method for automatically winding a winding part onto a workpiece and an improved winding machine using means that are as structurally simple as possible. An improvement here can, for example, relate to the ability to automate a manufacturing process of a cable set and consequently a time saving in the production of the cable set.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. The task is solved by the subjects of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein Wickelautomat verwendet, der einen zumindest um eine Achse schwenkbaren Wickelkopf aufweist, um Anwickelteile mittels Wickelband an einen Kabelsatz anzuwickeln. In the approach presented here, an automatic winding machine is used which has a winding head that can be pivoted about at least one axis in order to wind winding parts onto a cable set using winding tape.
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann ein Wickelvorgang automatisiert werden, der bisher manuell ausgeführt worden ist. Bei dem Wickelvorgang werden zwei durch eine Umwicklung miteinander zu verbindende Gegenstände gemeinsam maschinell umwickelt. The approach presented here makes it possible to automate a winding process that was previously carried out manually. During the wrapping process, two objects that are to be connected to each other by wrapping are wrapped together by machine.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum automatisierten Anwickeln eines Anwickelteils an ein Werkstück vorgestellt, wobei ein erster anwickelbarer Flügel und ein zweiter anwickelbarer Flügel des Anwickelteils an das Werkstück angelegt werden und ein Wickelband unter Verwendung eines relativ zum Werkstück beweglichen Wickelkopfs eines Wickelautomaten um das Werkstück und den ersten Flügel gewickelt wird, wobei der Wickelkopf in Richtung eines zwischen den Flügeln angeordneten Mittelstücks des Anwickelteils entlang des ersten Flügels bewegt wird und aus einer Ausgangslage in eine erste Schräglage schräg zum ersten Flügel geschwenkt wird, das Wickeln unterbrochen wird und der Wickelkopf aus der ersten Schräglage über das Mittel stück in eine entgegengesetzte zweite Schräglage schräg zum zweiten Flügel geschwenkt wird, wobei das Wickeln fortgesetzt wird und das Wickelband um das Werkstück und den zweiten Flügel gewickelt wird, wobei der Wickelkopf von dem Mittelstück weg entlang des zweiten Flügels bewegt wird und aus der zweiten Schräglage zurück in die Ausgangslage geschwenkt wird. According to a first aspect of the invention, a method for automatically winding a winding part onto a workpiece is presented, wherein a first windable wing and a second windable wing of the winding part are placed on the workpiece and a winding tape is wrapped using a winding head of an automatic winding machine that is movable relative to the workpiece the workpiece and the first wing are wound, the winding head being moved in the direction of a middle piece of the winding part arranged between the wings along the first wing and from an initial position into one first inclined position is pivoted obliquely to the first wing, the winding is interrupted and the winding head is pivoted from the first inclined position over the middle piece into an opposite second inclined position obliquely to the second wing, with the winding continuing and the winding tape around the workpiece and the second Wing is wound, with the winding head being moved away from the center piece along the second wing and being pivoted from the second inclined position back into the starting position.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Wickelautomat zum automatisierten Bewickeln eines Werkstücks mit einem Wickelband vorgestellt, wobei der Wickelautomat dazu ausgebildet ist, das Verfahren dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen. According to a second aspect of the invention, a winding machine is presented for automatically wrapping a workpiece with a winding tape, the winding machine being designed to carry out the method according to the first aspect of the invention.
Ein Wickelband kann ein Klebeband sein. Das Wickelband kann beispielsweise ein PVC- Klebeband, ein Gewebeband oder ein Vlies-Klebeband sein. Das Wickelband kann auf einer Bandrolle aufgerollt und bevorratet sein. Die Bandrolle kann durch einen Wickelautomat um ein Werkstück herumbewegt werden, wobei das Wickelband auf das Werkstück gewickelt wird. Der Wickelautomat kann einen motorisch relativ zu einem Werkstück beweglichen Wickelkopf mit einer Aussparung zur Durchführung des Werkstücks aufweisen. Der Wickelautomat kann ferner einen motorisch um die Aussparung herum drehbaren Rotor für die Bandrolle aufweisen. Der Wickelkopf kann um zumindest eine Achse geschwenkt werden. Der Wickelkopf kann beispielsweise an einem Roboterarm befestigt sein und durch den Roboterarm frei bewegt werden. Das Werkstück kann insbesondere ein Kabelsatz für ein Fahrzeug sein. A wrapping tape can be an adhesive tape. The wrapping tape can be, for example, a PVC adhesive tape, a fabric tape or a non-woven adhesive tape. The wrapping tape can be rolled up on a roll of tape and stored. The roll of tape can be moved around a workpiece by an automatic winding machine, whereby the wrapping tape is wound onto the workpiece. The automatic winding machine can have a motor-driven winding head that is movable relative to a workpiece and has a recess for passing the workpiece through. The automatic winding machine can also have a rotor for the tape roll that can be rotated by a motor around the recess. The winding head can be pivoted about at least one axis. The winding head can be attached to a robot arm, for example, and can be moved freely by the robot arm. The workpiece can in particular be a cable set for a vehicle.
Ein Anwickelteil kann dazu geeignet sein, unter Verwendung des Wickelbands mit dem Werkstück verbunden zu werden. Das Anwickelteil kann insbesondere einen Befestigungspunkt zum Befestigen des Werkstücks an einem Einbauort ausbilden. Der Befestigungspunkt kann an einem Mittelstück des Anwickelteils angeordnet sein. Das Anwickelteil kann dann als Halteteil bezeichnet werden. Das Anwickelteil kann mindestens einen Flügel oder Fortsätze aufweisen, die im Wesentlichen parallel zum Werkstück an das Werkstück angelegt werden können. Auf die angelegten Flügel kann dann das Wickelband aufgewickelt werden. Das Mittelstück kann zwischen den Flügeln angeordnet sein. A wrapping part may be suitable for being connected to the workpiece using the wrapping tape. The winding part can in particular form an attachment point for attaching the workpiece to an installation location. The attachment point can be arranged on a middle piece of the winding part. The winding part can then be referred to as a holding part. The winding part can have at least one wing or extensions that can be applied to the workpiece essentially parallel to the workpiece. The wrapping tape can then be wound onto the wings. The center piece can be arranged between the wings.
Das Werkstück und der erste Flügel können im Bereich eines Drehpunkts des Rotors angeordnet werden. Der Drehpunkt des Rotors kann als Wickelzentrum bezeichnet werden. Der Rotor mit der Bandrolle kann mit einer Wickelbewegung in Umfangsrichtung und/oder radial um das Wickelzentrum bewegt werden. Durch die Wickelbewegung kann das Wickelband von der Bandrolle abgewickelt und auf das Werkstück und den Flügel aufgewickelt werden. Der Wickelkopf kann axial entlang des Werkstücks und des Flügels auf das Mittelstück zu geführt werden, um eine spiralförmige Bewicklung auf dem Werkstück und dem Flügel herzustellen. Der Wickelkopf kann schräg zum Werkstück und dem Flügel angestellt werden. Das Führen und Anstellen können unabhängig voneinander oder simultan erfolgen. Wenn die Bewicklung bis an das Mittelstück reicht, kann die Wickel beweg ung unterbrochen werden und der Wickelkopf über das Mittelstück geschwenkt werden. Entlang des zweiten Flügels und des Werkstücks kann der Wickelkopf von dem Mittelstück wegbewegt werden. Der Wickelkopf kann wieder geradegestellt werden. Das Bewegen und Geradestellen können unabhängig voneinander oder simultan erfolgen. The workpiece and the first wing can be arranged in the area of a pivot point of the rotor. The pivot point of the rotor can be called the winding center. The rotor with the tape roll can be moved with a winding movement in the circumferential direction and/or radially around the winding center. The winding movement allows the wrapping tape to be unwound from the tape roll and wound onto the workpiece and the wing. The winding head can be guided axially along the workpiece and the wing towards the center piece in order to produce a spiral winding on the workpiece and the wing. The winding head can be positioned at an angle to the workpiece and the wing. Leading and hiring can take place independently or simultaneously. If the winding reaches up to the middle piece, the winding movement can be interrupted and the winding head can be swiveled over the middle piece. The winding head can be moved away from the center piece along the second wing and the workpiece. The winding head can be straightened again. Moving and straightening can occur independently or simultaneously.
Durch das Schrägstellen und Weiterbewegen des Rotors entlang des Flügels werden auf dem Flügel mehrere Bahnen des Wickelbands in Lagen übereinander gewickelt, während auf eine von dem Anwickelteil abgewandte Seite des Werkstücks die Bahnen im Wesentlichen nebeneinander beziehungsweise mit einer vorgegebenen Überlappung aufgewickelt werden. Dabei kann das Wickelband auch auf von dem Anwickelteil abgewandte Bereiche im Bereich des Mittelstücks gewickelt werden. Durch das Schwenken von dem ersten Flügel zum zweiten Flügel wird das Mittelstück freigehalten. Im Bereich des Mittelstücks entsteht so eine Aussparung in der Bewicklung. By tilting and further moving the rotor along the wing, several webs of the winding tape are wound on the wing in layers one above the other, while the webs are wound essentially next to one another or with a predetermined overlap on a side of the workpiece facing away from the winding part. The wrapping tape can also be wound onto areas in the area of the center piece that are remote from the winding part. By pivoting from the first wing to the second wing, the middle piece is kept clear. This creates a recess in the wrapping in the middle section.
Die Bandrolle mit bevorratetem Wickelband kann relativ zum Wickelkopf winkelbeweglich gelagert sein. Die Bandrolle kann zumindest um eine Achse winkelbeweglich und drehbar gelagert sein. Das Wickelband kann von der relativ zum Wickelkopf winkelbeweglichen Bandrolle abgerollt werden. Die Bandrolle kann durch eine Zugkraft am Wickelband ausgerichtet werden. Durch die Winkelbeweglichkeit kann sich die Bandrolle selbstständig in eine Winkelposition bewegen, in der das Wickelband gerade von der Bandrolle abgerollt wird. Durch die Winkel beweglichkeit kann die Bewicklung mit variabler Steigung gewickelt werden. Durch die Winkelbeweglichkeit kann die Bewicklung in beide Richtungen entlang des Werkstücks gewickelt werden. Die Bandrolle kann auch kardanisch gelagert sein. Die kardanische Lagerung ermöglicht eine Winkelbeweglichkeit um zwei Achsen. Die Bandrolle kann unter Verwendung eines Kugelgelenks gelagert sein. Das Kugelgelenk kann in einem Schwerpunkt der Bandrolle angeordnet sein. Das Kugelgelenk weist Freiheitsgrade um mehrere Achsen auf. Das Kugelgelenk kann ferner als Lager für eine Drehbewegung der Bandrolle verwendet werden. Durch das Kugelgelenk kann auf eine separate Lagerung für die Winkelbeweglichkeit verzichtet werden. The tape roll with stored wrapping tape can be mounted so that it can move angularly relative to the winding head. The tape roll can be mounted so that it can be angularly movable and rotatable about at least one axis. The winding tape can be unrolled from the tape roll, which is angularly movable relative to the winding head. The roll of tape can be aligned using a pulling force on the wrapping tape. Due to the angular mobility, the tape roll can move independently into an angular position in which the wrapping tape is just unrolled from the tape roll. Thanks to the angular mobility, the wrapping can be wound with a variable pitch. The angular mobility allows the wrapping to be wound in both directions along the workpiece. The tape roll can also be mounted on a gimbal. The gimbal bearing enables angular mobility around two axes. The tape roll can be mounted using a ball joint. The ball joint can be arranged in a center of gravity of the tape roll. The ball joint has degrees of freedom around several axes. The ball joint can also be used as a bearing for a rotational movement of the tape roll. The ball joint means there is no need for a separate bearing for angular mobility.
Der Wickelkopf kann entlang des ersten Flügels bewegt und schräg zum ersten Flügel geschwenkt werden, bis das Mittelstück im Wickelzentrum des Wickelkopfs angeordnet ist. Wenn das Mittelstück im Wickelzentrum angeordnet ist, kann das Wickelband hinter dem Mittelstück über das Werkstück zum zweiten Flügel geführt werden. The winding head can be moved along the first wing and pivoted obliquely to the first wing until the middle piece is arranged in the winding center of the winding head. If the center piece is arranged in the winding center, the wrapping tape can be guided behind the center piece over the workpiece to the second wing.
Der Wickelkopf kann beim Schwenken über das Mittelstück um das Wickelzentrum geschwenkt werden. Durch das Schwenken um das Wickelzentrum wird während des Schwenkens nur eine minimale Menge an Wickelband von der Bandrolle abgewickelt. So kann ein Erschlaffen des Wickelbands beim Schwenken vermieden werden. The winding head can be swiveled around the winding center when pivoting over the center piece. By pivoting around the winding center, only a minimal amount of wrapping tape is unwound from the tape roll during pivoting. This prevents the wrapping tape from slackening when pivoting.
Das Anwickelteil kann während des Anwickelns unter Verwendung einer mit dem Mittelstück verbundenen Halterung temporär fixiert werden. Die Halterung kann beim Schwenken des Wickelkopfs über das Mittelstück durch die Aussparung des Wickelkopfs geführt werden. Eine Halterung kann mit einem Gestell zum Halten des Werkstücks verbunden sein. Das Gestell kann als Baubrett bezeichnet werden. Durch die Halterung kann das Anwickelteil ohne Vorfixierung an dem Werkstück angeordnet werden. The winding part can be temporarily fixed during winding using a holder connected to the center piece. The holder can be guided through the recess in the winding head when pivoting the winding head over the middle piece. A holder may be connected to a frame for holding the workpiece. The frame can be called a building board. The holder allows the winding part to be arranged on the workpiece without pre-fixing it.
Das Anwickelteil kann vor dem Anwickeln automatisiert an der Halterung angeordnet werden. Das Anwickelteil kann durch einen Robotergreifer beispielsweise auf die Halterung oder in die Halterung gesteckt werden. Es können auch mehrere Halterungen automatisiert mit Halteteilen bestückt werden. Das Baubrett kann also automatisiert bestückt werden. Die Halterung kann unmittelbar vor dem Anwickeln bestückt werden. Alternativ kann die Halterung bestückt werden, wenn das Werkstück für den Wickelvorgang bereitgestellt wird. The winding part can be arranged automatically on the holder before winding. The winding part can be inserted onto or into the holder using a robot gripper, for example. Several holders can also be automatically equipped with holding parts. The building board can therefore be populated automatically. The holder can be equipped immediately before winding. Alternatively, the holder can be equipped when the workpiece is prepared for the winding process.
Der Rotor des Wickelkopfs kann vor dem Schwenken des Wickelkopfs über das Mittelstück in einer Schwenkposition angehalten werden. Eine Position der Aussparung des Rotors kann in der Schwenkposition im Wesentlichen einer Position der Aussparung des Wickelkopfs entsprechen. Die Halterung kann durch beide Aussparungen geführt werden. The rotor of the winding head can be stopped in a pivoting position before pivoting the winding head over the center piece. A position of the recess of the rotor can in the pivot position essentially correspond to a position of the recess in the winding head. The holder can be guided through both recesses.
Das Wickelband kann vor dem Anwickeln des Anwickelteils auf das Werkstück gewickelt werden und von dem Werkstück direkt auf den ersten Flügel geführt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Wickelband nach dem Anwickeln des Anwickelteils von dem zweiten Flügel direkt auf das Werkstück geführt werden und weiter auf das Werkstück gewickelt werden. Das Anwickeln des Anwickelteils kann nahtlos in ein Bewickeln des Werkstücks vor und/oder nach dem Anwickelteil integriert werden. Insbesondere kann das Anwickeln des Anwickelteils ohne vorheriges und/oder nachfolgendes Abschneiden des Wickelbands erfolgen. The wrapping tape can be wound onto the workpiece before the winding part is wound on and can be guided from the workpiece directly onto the first wing. Alternatively or additionally, after the winding part has been wound on, the wrapping tape can be guided from the second wing directly onto the workpiece and further wound onto the workpiece. The winding of the winding part can be seamlessly integrated into winding of the workpiece before and/or after the winding part. In particular, the winding of the winding part can take place without prior and/or subsequent cutting of the winding tape.
Kurze Figurenbeschreibung Short character description
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen: An advantageous embodiment of the invention is explained below with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 eine Darstellung eines Wickelautomaten gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 shows a representation of an automatic winding machine according to an exemplary embodiment;
Fig. 2 eine Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 2 shows a sequence of a method according to an exemplary embodiment.
Die Figuren sind schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The figures are schematic representations and only serve to explain the invention. Elements that are the same or have the same effect are consistently provided with the same reference numerals.
Detaillierte Beschreibung Detailed description
Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Wickelautomaten 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wickelautomat 100 ist dazu ausgebildet, vollautomatisch ein Wickelband 102 auf ein Werkstück 104 und ein Anwickelteil 106 zu wickeln. Das Werkstück 104 ist hier ein Kabelsatz für ein Fahrzeug. Das Anwickelteil 106 ist ein Halteteil für den Kabelsatz. Der Wickelautomat 100 wird verwendet, um zumindest einen Teilabschnitt des Werkstücks 104 mit einer spiralförmigen Umwicklung 108 zu bewickeln. Das Anwickelteil 106 wird innerhalb des Teilabschnitts an das Werkstück 104 angewickelt. Das Anwickelteil 106 wird zusammen mit dem Werkstück 104 zumindest teilweise umwickelt, um das Anwickelteil 106 mit dem Werkstück 104 zu verbinden. Das Wickelband 102 ist ein Klebeband und wird beim Bewickeln auf das Werkstück 104 und das Anwickelteil 106 geklebt. Hier wird das Werkstück 104 vor und nach dem Anwickelteil 106 bewickelt. Fig. 1 shows a representation of an automatic winding machine 100 according to an exemplary embodiment. The automatic winding machine 100 is designed to fully automatically wind a winding tape 102 onto a workpiece 104 and a winding part 106. The workpiece 104 here is a cable set for a vehicle. The winding part 106 is a holding part for the cable set. The automatic winding machine 100 is used to wrap at least a portion of the workpiece 104 with a spiral wrap 108. The winding part 106 is inside of the section is wound onto the workpiece 104. The winding part 106 is at least partially wrapped together with the workpiece 104 in order to connect the winding part 106 to the workpiece 104. The wrapping tape 102 is an adhesive tape and is glued to the workpiece 104 and the wrapping part 106 during wrapping. Here the workpiece 104 is wound before and after the winding part 106.
Das Werkstück 104 verläuft durch ein Wickelzentrum 110 eines Wickelkopfs 112 des Wickelautomaten 100. Zum Bewickeln führen das Werkstück 104 und der Wickelkopf 112 eine axial entlang des Werkstücks 104 verlaufende Relativbewegung aus. Für die Relativbewegung kann das Werkstück 104 und/oder der Wickelkopf 112 bewegt werden. Hier ist der Wickelkopf 112 an einem Roboterarm befestigt und wird von dem Roboterarm bewegt. Damit das Werkstück 104 im Wickelzentrum 110 angeordnet werden kann, weist der Wickelkopf 112 eine Aussparung 114 zu einem Innenraum auf. The workpiece 104 runs through a winding center 110 of a winding head 112 of the winding machine 100. For winding, the workpiece 104 and the winding head 112 carry out a relative movement that runs axially along the workpiece 104. The workpiece 104 and/or the winding head 112 can be moved for the relative movement. Here the winding head 112 is attached to a robot arm and is moved by the robot arm. So that the workpiece 104 can be arranged in the winding center 110, the winding head 112 has a recess 114 to an interior space.
Der Wickelkopf 112 weist einen beweglich gelagerten Rotor 116 auf. Der Rotor 116 weist einen Bandrollenhalter 118 für eine Bandrolle 120 mit bevorratetem Wickelband 102 auf. Der Rotor 116 weist ebenfalls eine Aussparung 114 auf. Der Rotor 116 wird durch einen Antrieb des Wickelkopfs 112 angetrieben und führt eine entlang eines Umfangs verlaufende, tangentiale beziehungsweise kreisförmige Bewegung um das Wickelzentrum 110 mit dem dort angeordneten Werkstück 104 aus. Durch die entlang eines Umfangs verlaufende Bewegung wird der Rotor 116 mit der Bandrolle 120 auch über die Aussparung 114 des Wickelkopfs 112 hinwegbewegt. Dabei wird das Wickelband 102 von der Bandrolle 120 abgewickelt und auf das Werkstück 104 aufgewickelt. Die Kombination der axialen und der entlang eines Umfangs verlaufende Bewegungen führt zu der spiralförmigen Umwicklung 108. The winding head 112 has a movably mounted rotor 116. The rotor 116 has a tape roll holder 118 for a tape roll 120 with stored wrapping tape 102. The rotor 116 also has a recess 114. The rotor 116 is driven by a drive of the winding head 112 and carries out a tangential or circular movement along a circumference around the winding center 110 with the workpiece 104 arranged there. Due to the movement running along a circumference, the rotor 116 with the tape roll 120 is also moved over the recess 114 of the winding head 112. The wrapping tape 102 is unwound from the tape roll 120 and wound onto the workpiece 104. The combination of the axial and circumferential movements results in the spiral wrap 108.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Bandrolle 120 relativ zum Rotor 116 winkelbeweglich gelagert. Dazu weist der Bandrollenhalter 118 eine Schwenkachse auf. Die Schwenkachse ist insbesondere tangential zum Rotor 116 ausgerichtet. Durch die Winkelbeweglichkeit kann das Wickelband 102 immer gerade von der Bandrolle 120 ablaufen. Die Bandrolle 120 kann sich so an eine momentane Steigung der Umwicklung 108 anpassen und das Wickelband 102 gerade von der Bandrolle 120 ablaufen. Dadurch kann das Wickelband mit variabler Steigung beziehungsweise auch mit variabler Überlappung auf das Werkstück 104 gewickelt werden. Ebenso kann die Steigung der Umwicklung 108 umgekehrt werden, das Wickelband 102 kann also in die andere Richtung beziehungsweise auf der Umwicklung 108 zurück aufgewickelt werden, um beispielsweise eine Verdickung in der Umwicklung 108 zu erzeugen. In one exemplary embodiment, the band roll 120 is mounted so that it can move angularly relative to the rotor 116. For this purpose, the tape roll holder 118 has a pivot axis. The pivot axis is in particular aligned tangentially to the rotor 116. Due to the angular mobility, the wrapping tape 102 can always run straight off the tape roll 120. The tape roll 120 can thus adapt to a current gradient of the wrapping 108 and the wrapping tape 102 can run straight off the tape roll 120. This allows the wrapping tape to be wound onto the workpiece 104 with a variable pitch or with a variable overlap. Likewise, the pitch of the wrapping 108 can be reversed, the wrapping tape 102 can therefore be wound back in the other direction or on the wrapping 108, for example to create a thickening in the wrapping 108.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Bandrollenhalter 118 ein Kugelgelenk 122 auf. Das Kugelgelenk 122 ermöglicht eine Winkelbeweglichkeit des Bandrollenhalters 118 in zwei Freiheitsgraden. Zusätzlich kann sich der Bandrollenhalter 118 beim Abrollen des Wickelbands 102 von der Bandrolle 120 um das Kugelgelenk 122 drehen. In one embodiment, the tape roll holder 118 has a ball joint 122. The ball joint 122 allows the tape roll holder 118 to move angularly in two degrees of freedom. In addition, the tape roll holder 118 can rotate around the ball joint 122 when the wrapping tape 102 is unrolled from the tape roll 120.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Anwickelteil 106 unter Verwendung einer Halterung 124 an dem Werkstück 104 angeordnet. Die Halterung 124 ist an einem Gestell 126 beziehungsweise Baubrett befestigt, das auch das Werkstück 102 positioniert. Durch die Halterung 124 ist das Anwickelteil 106 an seiner Position zum Anwickeln bereitgestellt. In one embodiment, the winding part 106 is arranged on the workpiece 104 using a holder 124. The holder 124 is attached to a frame 126 or building board, which also positions the workpiece 102. The holder 124 provides the winding part 106 at its position for winding.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren wird unter Verwendung einer Wickel maschine 100 wie in Fig. 1 ausgeführt. Das Anwickelteil 106 wird an das Werkstück 104 angesetzt, zusammen mit dem Werkstück 104 zumindest bereichsweise umwickelt und durch die Umwicklung 108 mit dem Werkstück 104 verbunden. Das Werkstück 104 ist hier ein Kabelsatz und das Anwickelteil 106 ist ein Halteelement zum Befestigen des Kabelsatzes. Fig. 2 shows a representation of a sequence of a method according to an exemplary embodiment. The process is carried out using a winding machine 100 as shown in FIG. The winding part 106 is attached to the workpiece 104, wrapped together with the workpiece 104 at least partially and connected to the workpiece 104 by the wrapping 108. The workpiece 104 here is a cable set and the winding part 106 is a holding element for attaching the cable set.
Das Anwickelteil 106 weist zwei Flügel 200 auf. Die Flügel 200 stehen auf entgegengesetzten Seiten von einem Mittelstück 202 des Anwickelteils 106 ab. Die Flügel 200 werden an das Werkstück 104 gewickelt und halten so das Mittelstück 202 in Position. Zum Anwickeln werden die zwei Flügel 200 im Wesentlichen parallel zum Werkstück 104 ausgerichtet und an das Werkstück 104 angelegt. Das Umwickeln des Anwickelteils 106 beginnt an einem äußeren Ende des ersten Flügels 200. Der erste Flügel 200 und das Werkstück 104 werden von dem äußeren Ende in Richtung des Mittelstücks 202 umwickelt. Dazu wird der Wickelkopf 112 auf das Mittelstück 202 zu bewegt und aus einer Ausgangsstellung um einen Winkel a schräg zum Flügel 200 und Werkstück 104 angestellt. The winding part 106 has two wings 200. The wings 200 protrude from a center piece 202 of the winding part 106 on opposite sides. The wings 200 are wrapped on the workpiece 104, thus holding the centerpiece 202 in position. For winding, the two wings 200 are aligned essentially parallel to the workpiece 104 and placed against the workpiece 104. The wrapping of the wrapping part 106 begins at an outer end of the first wing 200. The first wing 200 and the workpiece 104 are wrapped from the outer end towards the center piece 202. For this purpose, the winding head 112 is moved towards the center piece 202 and is positioned from an initial position at an angle a to the wing 200 and workpiece 104.
Wenn der erste Flügel 200 umwickelt ist, wird die Wickelbewegung unterbrochen und der Wickelkopf 112 über das Mittelstück 202 zum zweiten Flügel 200 geschwenkt. Dabei wird der Wickelkopf 112 um den Winkel a+ß zurückgeschwenkt und steht somit um den Winkel -ß schräg zum zweiten Flügel 200. Die Winkel a und ß können dabei gleich oder verschieden sein. Die Winkel a und ß können beispielsweise aufgrund eines asymmetrischen Wickelkopfs 112 unterschiedlich groß sein. When the first wing 200 is wrapped, the winding movement is interrupted and the winding head 112 is pivoted over the middle piece 202 to the second wing 200. The winding head 112 is pivoted back by the angle a+ß and is therefore at the angle -ß diagonally to the second wing 200. The angles a and ß can be the same or different. The angles α and β can be of different sizes, for example due to an asymmetrical winding head 112.
Auf dem zweiten Flügel 200 wird die Wickelbewegung wieder begonnen und der Wickelkopf 112 von dem Mittelstück 202 weg in Richtung des äußeren Endes des zweiten Flügels 200 bewegt. Der Wickelkopf wird erneut um den Winkel a angestellt, bis er wieder in der Ausgangsstellung steht. The winding movement is started again on the second wing 200 and the winding head 112 is moved away from the middle piece 202 towards the outer end of the second wing 200. The winding head is adjusted again by the angle a until it is back in the starting position.
Das Anstellen des Wickelkopfs 112 kann erfolgen, während der Wickelkopf 112 auf das Mittelstück 202 zu beziehungsweise von dem Mittelstück 202 weg bewegt wird. Die Bewegungen des Wickelkopfs 112 können also überlagert werden. Ebenso können die Bewegungen nacheinander ausgeführt werden. Die Bewegungen können auch in mehreren Schritten ausgeführt werden. The winding head 112 can be turned on while the winding head 112 is moved towards or away from the middle piece 202. The movements of the winding head 112 can therefore be superimposed. The movements can also be carried out one after the other. The movements can also be carried out in several steps.
In einem Ausführungsbeispiel wird der Rotor des Wickelkopfs 112 zum Schwenken über das Mittelstück so angehalten, dass die Aussparung des Rotors und die Aussparung des Wickelkopfs im Wesentlichen übereinstimmen. Während des Schwenkens wird dann die hier nicht dargestellte Halterung des Anwickelteils 106 kollisionsfrei durch die Aussparung geführt. In one embodiment, the rotor of the winding head 112 is stopped for pivoting over the center piece so that the recess of the rotor and the recess of the winding head essentially coincide. During pivoting, the holder of the winding part 106, not shown here, is then guided through the recess without collision.
In einem Ausführungsbeispiel wird das Werkstück 104 vor dem Anwickelteil 106 mit dem Wickelband 202 bewickelt. Dabei wird der Wickelkopf 112 entlang des Werkstücks 104 bewegt, um die Umwicklung 108 herzustellen. Bevor der Wickelkopf 112 eine Position des Anwickelteils 106 erreicht, wird das Anwickelteil 106 am Werkstück 104 angeordnet. Die Umwicklung 108 wird nun ohne Unterbrechung auf den ersten Flügel 200 und das Werkstück 104 aufgewickelt. In one exemplary embodiment, the workpiece 104 is wrapped with the wrapping tape 202 in front of the winding part 106. The winding head 112 is moved along the workpiece 104 in order to produce the wrapping 108. Before the winding head 112 reaches a position of the winding part 106, the winding part 106 is arranged on the workpiece 104. The wrapping 108 is now wound onto the first wing 200 and the workpiece 104 without interruption.
In einem Ausführungsbeispiel wird das Wickelband 102 am äußeren Ende des zweiten Flügels 200 von dem Flügel auf das Werkstück 104 geführt und die Umwicklung 108 auf dem Werkstück 104 ohne Unterbrechung fortgeführt. In one embodiment, the wrapping band 102 is guided from the wing onto the workpiece 104 at the outer end of the second wing 200 and the wrapping 108 on the workpiece 104 continues without interruption.
In einem Ausführungsbeispiel wird der Wickelkopf 112 so weit angestellt und entlang des ersten Flügels 200 bewegt, bis das Wickelzentrum im Bereich des Mittelstücks 202 angeordnet ist. Die Wickel beweg ung wird unterbrochen, wenn das Wickelband von der Bandrolle zu einer von dem Anwickelteil 106 abgewandten Seite des Werkstücks 104 führt. Beim Schwenken wird der Wickelkopf 112 so über das Mittelstück 202 geschwenkt, dass das Wickelzentrum im Bereich des Mittelstücks 202 angeordnet bleibt. Dadurch wird der Wickelkopf 112 um eine neutrale Position geschwenkt und das Wickelband straff gehalten. In one exemplary embodiment, the winding head 112 is adjusted and moved along the first wing 200 until the winding center is in the area of the middle piece 202 is arranged. The winding movement is interrupted when the winding tape leads from the tape roll to a side of the workpiece 104 facing away from the winding part 106. When pivoting, the winding head 112 is pivoted over the middle piece 202 so that the winding center remains arranged in the area of the middle piece 202. As a result, the winding head 112 is pivoted about a neutral position and the winding tape is kept taut.
Mit anderen Worten wird das Anwickeln von Wickelclips mit einer Wickelapplikation vorgestellt. In other words, wrapping wrap clips with a wrap appliqué is presented.
Das Anwickeln von Wickelclips ist ein sehr aufwendiger und zeitintensiver Prozess. Dieser Arbeitsschritt wird bisher manuell durch einen Werker ausgeführt. Hier wird eine automatisierte Lösung zum Anwickeln von Wickelclips vorgestellt. Durch den hier vorgestellten Ansatz ergeben sich verringerte Anlagenkosten und somit eine erhöhte Gesamtwirtschaftlichkeit des Anwickeln von Wickelclips. Wrapping wrapping clips is a very complex and time-consuming process. This step has so far been carried out manually by a worker. An automated solution for winding wrapping clips is presented here. The approach presented here results in reduced system costs and thus increased overall economic efficiency when winding winding clips.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz können mit der Wickelapplikation, welche zum Bandagieren des Leitungssatzes verwendet wird, zugleich die Halteteile angewickelt werden. Dadurch sind reduzierte Investkosten erforderlich, da keine separate Anlagenstation zum Anwickeln benötigt wird. Die Durchlaufzeit an der Wickelapplikation wird zwar um schätzungsweise zwei bis drei Sekunden pro Halteteil erhöht, dies ist jedoch viel effizienter als eine eigenständige Halteteilapplikation mit ca. 14 Sekunden Taktzeit pro Halteteil. With the approach presented here, the holding parts can be wrapped at the same time with the wrapping application, which is used to bandage the cable set. This means that reduced investment costs are required, as no separate system station is required for winding. Although the throughput time on the wrapping application is increased by an estimated two to three seconds per holding part, this is much more efficient than an independent holding part application with a cycle time of approx. 14 seconds per holding part.
Durch das Anwickeln der Halteteile unter Verwendung der Wickelapplikation kann ein weiterer, essenzieller Schritt in Richtung automatisierte Fertigung und höherer Fertigungseffizienz getan werden. By wrapping the holding parts using the wrapping application, a further, essential step towards automated production and higher manufacturing efficiency can be taken.
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann auf eine alleinstehende Halteteilapplikation verzichtet werden. Daraus ergibt sich die Einsparung der Halteteilzelle, der Halteteilapplikation inkl. Roboter, sowie die daraus resultierende Flächeneinsparung. Desweiteren wird die Taktzeit pro Halteteil durch das Entfallen der Teilprozesse Klebeband abschneiden, Fähnchen anlegen und der Roboterverfahrzeit deutlich optimiert. Zudem wird die Gesamtdurchlaufzeit des Produkts durch die geringere Taktzeit und der Einsparung durch Wegfällen eines Ein-/Ausfahr-Prozesses vom Produktträger in die Zelle optimiert. Dadurch lassen sich Halteteile wirtschaftlich anbringen. Bei der hier vorgestellten Wickelapplikation zum Bandagieren von Leitungssätzen und zum Anwickeln von zweiflügligen Halteteilen werden die Prozesse Wickeln und Halteteile Anbringen in einer Zelle und mit einer Applikation kombiniert. The approach presented here means that a stand-alone holding part application can be dispensed with. This results in savings in the holding part cell, the holding part application including robots, as well as the resulting space savings. Furthermore, the cycle time per holding part is significantly optimized by eliminating the sub-processes of cutting adhesive tape, creating flags and the robot travel time. In addition, the overall throughput time of the product is optimized due to the lower cycle time and the savings by eliminating an entry/exit process from the product carrier into the cell. This means that holding parts can be attached economically. In the wrapping application presented here for bandaging cable sets and for wrapping double-leaf holding parts, the processes of winding and attaching holding parts are combined in one cell and with one application.
Bevor eine Position für ein Halteteil erreicht wird, wickelt die Wickelapplikation den Leitungssatz. Sobald ein Halteteil angebracht werden soll, wird dieses entweder über das Baubrett oder über eine externe Zuführung (bspw. Roboter mit Sterngreifer) bereitgestellt. Im Nachgang wird die Wickelapplikation während des Bandagierens um einen Winkel schräg gestellt, sodass der Flügel des Halteteils angewickelt werden kann, ohne dass eine Kollision des Rotors mit der Halteteilaufnahme stattfindet. Im vierten Schritt schwenkt der Wickler mit stillstehendem Rotor und Öffnung nach vorne in die entgegengesetzte Richtung, sodass eine kollisionsfreie Bewegung über die Halteteilaufnahme möglich ist. Darauffolgend stellt sich der Rotor wieder lotrecht zur Wickelstrecke und wickelt diese fertig bzw. bis zum nächsten Halteteil. Before a position for a holding part is reached, the wrapping application wraps the cable set. As soon as a holding part is to be attached, it is provided either via the building board or via an external feed (e.g. robot with star gripper). Subsequently, the wrapping application is tilted at an angle during bandaging so that the wing of the holding part can be wound on without the rotor colliding with the holding part receptacle. In the fourth step, the winder swings forward in the opposite direction with the rotor at a standstill and opening, so that collision-free movement via the holding part holder is possible. The rotor then positions itself perpendicular to the winding section again and winds it completely or up to the next holding part.
In Fig. 2 sind aufeinander abfolgende Schritte eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Dabei wird zuerst eine Strecke gewickelt. Dann wird das Halteteil zugeführt und der Wickelkopf an das Halteteil angenähert. Der Wickler wird schräg gestellt und der rechte Halteteilflügel angewickelt. Dann wird der Wickler mit der Öffnung nach vorne über den Halteteilzapfen bewegt und anschließen der linke Halteteilflügel angewickelt. Anschließend wird der Rotor wieder lotrecht zur Wickelstrecke positioniert und die Strecke weitergewickelt, bis die Strecke fertig gewickelt ist. Successive steps of an exemplary embodiment are shown in FIG. First, a stretch is wrapped. Then the holding part is fed and the winding head is brought closer to the holding part. The winder is tilted and the right wing of the holding part is wound. Then the winder is moved with the opening to the front over the holding part pin and then the left holding part wing is wound on. The rotor is then positioned perpendicular to the winding section again and the section continues to be wound until the section is completely wound.
Damit der Prozess so ablaufen kann, wird die gewöhnliche Klebebandaufnahme mit festem Anstellwinkel durch eine Aufnahme ausgetauscht, welche ihren Anstellwinkel je nach Roboterposition verändern kann. Beispielsweise wird eine Kugelkopf-gelagerte Klebebandaufnahme verwendet. In order for the process to work like this, the usual adhesive tape holder with a fixed angle of attack is replaced by a holder that can change its angle of attack depending on the robot position. For example, an adhesive tape holder mounted on a ball head is used.
Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft Since the devices and methods described in detail above are exemplary embodiments, they can usually be modified to a wide extent by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular are the mechanical arrangements and the size relationships of the individual elements to one another are only examples
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE SYMBOL LIST
100 Wickelautomat100 changing machines
102 Wickelband 102 wrapping tape
104 Werkstück 104 workpiece
106 Anwickelteil106 winding part
108 Umwicklung108 wrap
110 Wickelzentrum110 changing center
112 Wickelkopf 112 winding head
114 Aussparung114 recess
116 Rotor 116 rotor
118 Bandrollenhalter118 tape roll holder
120 Bandrolle 120 roll of tape
122 Kugelgelenk122 ball joint
124 Halterung 124 bracket
126 Gestell 126 frame
200 Flügel 200 wings
202 Mittelstück 202 centerpiece

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Verfahren zum automatisierten Anwickeln eines Anwickelteils (106) an ein Werkstück (104), wobei ein erster anwickelbarer Flügel (200) und ein zweiter anwickelbarer Flügel (200) des Anwickelteils (106) an das Werkstück (104) angelegt werden und ein Wickelband (102) unter Verwendung eines relativ zum Werkstück (104) beweglichen Wickelkopfs (112) eines Wickelautomaten (100) um das Werkstück (104) und den ersten Flügel (200) gewickelt wird, wobei der Wickelkopf (112) in Richtung eines zwischen den Flügeln (200) angeordneten Mittelstücks (202) des Anwickelteils (106) entlang des ersten Flügels (200) bewegt wird und aus einer Ausgangslage in eine erste Schräglage schräg zum ersten Flügel (200) geschwenkt wird, dann das Wickeln unterbrochen wird und der Wickelkopf (112) aus der ersten Schräglage über das Mittelstück (202) in eine entgegengesetzte zweite Schräglage schräg zum zweiten Flügel (200) geschwenkt wird, wobei dann das Wickeln fortgesetzt wird und das Wickelband (102) um das Werkstück (104) und den zweiten Flügel (200) gewickelt wird, wobei der Wickelkopf (112) von dem Mittelstück (202) weg entlang des zweiten Flügels (200) bewegt wird und aus der zweiten Schräglage zurück in die Ausgangslage geschwenkt wird. 1. Method for automatically winding a winding part (106) onto a workpiece (104), wherein a first windable wing (200) and a second windable wing (200) of the winding part (106) are placed on the workpiece (104) and a winding tape (102) is wound around the workpiece (104) and the first wing (200) using a winding head (112) of an automatic winding machine (100) that is movable relative to the workpiece (104), the winding head (112) moving in the direction of between the wings (200) arranged middle piece (202) of the winding part (106) is moved along the first wing (200) and is pivoted from an initial position into a first inclined position obliquely to the first wing (200), then the winding is interrupted and the winding head (112 ) is pivoted from the first inclined position over the middle piece (202) into an opposite second inclined position obliquely to the second wing (200), the winding then continuing and the wrapping tape (102) around the workpiece (104) and the second wing (200 ) is wound, the winding head (112) being moved away from the center piece (202) along the second wing (200) and being pivoted from the second inclined position back into the starting position.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , bei dem das Wickelband (102) von einer relativ zum Wickelkopf (112) winkelbeweglichen Bandrolle (120) abgerollt wird. 2. The method according to claim 1, in which the winding tape (102) is unrolled from a tape roll (120) which is angularly movable relative to the winding head (112).
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Wickelkopf (112) entlang des ersten Flügels (200) bewegt und schräg zum ersten Flügel (200) geschwenkt wird, bis das Mittelstück (202) in einem Wickelzentrum (110) des Wickelkopfs (112) angeordnet ist. 3. Method according to one of the preceding claims, in which the winding head (112) is moved along the first wing (200) and pivoted obliquely to the first wing (200) until the middle piece (202) is in a winding center (110) of the winding head ( 112) is arranged.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem der Wickelkopf (112) beim Schwenken über das Mittelstück (202) um das Wickelzentrum (110) geschwenkt wird. 4. The method according to claim 3, in which the winding head (112) is pivoted about the winding center (110) when pivoting over the middle piece (202).
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Anwickelteil (106) während des Anwickelns unter Verwendung einer mit dem Mittelstück (202) verbundenen Halterung (124) temporär fixiert wird, wobei die Halterung (124) beim Schwenken des Wickelkopfs (112) über das Mittelstück (202) durch eine Aussparung (114) des Wickelkopfs (112) geführt wird. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das Anwickelteil (106) vor dem Anwickeln automatisiert an der Halterung (124) angeordnet wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, bei dem ein Rotor (116) des Wickelkopfs (112) vor dem Schwenken des Wickelkopfs (112) über das Mittelstück (202) in einer Schwenkposition angehalten wird, wobei eine Position einer Aussparung (114) des Rotors (116) in der Schwenkposition im Wesentlichen einer Position der Aussparung (114) des Wickelkopfs (112) entspricht. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Wickelband (102) vor dem Anwickeln des Anwickelteils (106) auf das Werkstück (104) gewickelt wird und von dem Werkstück (104) direkt auf den ersten Flügel (200) geführt wird. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Wickelband (102) nach dem Anwickeln des Anwickelteils (106) von dem zweiten Flügel (200) direkt auf das Werkstück (104) geführt wird und weiter auf das Werkstück (104) gewickelt wird. Wickelautomat (100) zum automatisierten Bewickeln eines Werkstücks (104) mit einem Wickelband (102), wobei der Wickelautomat (100) dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. Wickelautomat (100), insbesondere gemäß Anspruch 10, wobei der Wickelautomat (100) einen relativ zu einem Werkstück (104) beweglichen und um zumindest eine Achse schwenkbaren Wickelkopf (112) zum Erstellen einer Umwicklung (108) des Werkstücks aufweist. Wickelautomat (100) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11, bei dem eine Bandrolle (120) mit bevorratetem Wickelband (102) relativ zum Wickelkopf (112) winkelbeweglich gelagert ist. Wickelautomat (100) gemäß Anspruch 12, bei dem die Bandrolle (120) unter Verwendung eines Kugelgelenks (122) gelagert ist, wobei das Kugelgelenk (122) in einem Schwerpunkt der Bandrolle (120) angeordnet ist. 5. The method according to any one of the preceding claims, in which the winding part (106) is temporarily fixed during winding using a holder (124) connected to the middle piece (202), the holder (124) being during Pivoting the winding head (112) over the middle piece (202) is guided through a recess (114) in the winding head (112). Method according to claim 5, in which the winding part (106) is automatically arranged on the holder (124) before winding. Method according to one of claims 5 to 6, in which a rotor (116) of the winding head (112) is stopped in a pivoting position before pivoting the winding head (112) over the middle piece (202), a position of a recess (114) of the Rotor (116) in the pivot position essentially corresponds to a position of the recess (114) of the winding head (112). Method according to one of the preceding claims, in which the wrapping tape (102) is wound onto the workpiece (104) before the winding part (106) is wound on and is guided from the workpiece (104) directly onto the first wing (200). Method according to one of the preceding claims, in which the wrapping tape (102) is guided from the second wing (200) directly onto the workpiece (104) after the winding part (106) has been wound on and is further wound onto the workpiece (104). Automatic winding machine (100) for automatically wrapping a workpiece (104) with a winding tape (102), the automatic winding machine (100) being designed to carry out the method according to one of the preceding claims. Automatic winding machine (100), in particular according to claim 10, wherein the automatic winding machine (100) has a winding head (112) which is movable relative to a workpiece (104) and pivotable about at least one axis for creating a wrap (108) of the workpiece. Automatic winding machine (100) according to one of claims 10 to 11, in which a band roll (120) with stored winding band (102) is mounted so that it can move angularly relative to the winding head (112). Automatic winding machine (100) according to claim 12, in which the tape roll (120) is mounted using a ball joint (122), the ball joint (122) being arranged at a center of gravity of the tape roll (120).
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