DE102007045279B4

DE102007045279B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen

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Publication number: DE102007045279B4
Application number: DE102007045279A
Authority: DE
Inventors: Barbara Dohmen; Jürgen Dommel; Michael Gerst; Horst Knapp; Martin Lipp; Klaus Traiser; Jörg Vesper; Selcuk Yaman; Matthias GÖTZ
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-09-22
Also published as: EP2201653B1; EP2201653A1; US20100186212A1; WO2009036979A1; CN101803129A; CN101803129B; RU2483405C2; US8082664B2; DE102007045279A1; PL2201653T3; RU2010113727A

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen (1) die wenigstens zwei Aufnahmeeinrichtungen (7, 9) zur Aufnahme je einer Verbindungseinrichtung (2, 3), wobei die Verbindungseinrichtung (2, 3) jeweils vorgesehen ist, wenigstens einen Endabschnitt des wenigstens einen Kabels mit wenigstens einem Verbinder (4, 5) zu verbinden; wenigstens eine Schwenkgreifeinrichtung (6), die in einer festen Position zwischen den Verbindungseinrichtungen (2, 3) angeordnet ist und die eingerichtet ist, um wenigstens einer Verbindungseinrichtung (2, 3) wenigstens einen Endabschnitt des wenigstens einen Kabels zuzuführen; wenigstens einer Kabelbereitstellungseinrichtung (10) zur Bereitstellung wenigstens eines Kabels unter Bildung einer Kabelschlaufe; und wenigstens eine Kabeltransfereinrichtung (8) aufweist, die eingerichtet ist, um das wenigstens eine Kabel von der Kabelbereitstellungseinrichtung (10) aufzunehmen und an die Schwenkgreifeinrichtung (6) zu transferieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen, eine Schwenkgreifeinrichtung und eine Kabelbereitstellungseinrichtung zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen.
Vorrichtungen zur automatischen Erstellung von Kabelbäumen, wie sie beispielsweise in "weißer Ware" verwendet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. In solchen Vorrichtung werden von einem Roboterarm Kabel in einer gewünschten Länge aus einem Vorrat entnommen und Verbindungseinrichtungen zugeführt, in denen sie mit Kabelverbindern verbunden werden. Da der Roboterarm für seinen Betrieb einen erheblichen Raumbedarf hat, können mehrere Verbindungseinrichtungen nicht nah beieinander liegend angeordnet werden. Daher können die bekannten Vorrichtungen im Allgemeinen keine Kabelbäume mit besonders kurzen Leitungslängen herstellen.
CH 663 308 A5 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen und Verarbeiten von Drahtstücken mit einer Zubringereinrichtung für den Vorschub eines Drahtstranges entlang einer bestimmten Bahn, mit einer Vorwähleinrichtung zum Ausrichten der freien Enden einer Vielzahl von Drahtsträngen in einer vorbestimmten Reihenfolge auf die Zubringereinrichtung für den Vorschub entlang der genannten Bahn, mit einer Schneideinrichtung zum Abschneiden jedes Drahtstranges an der Ausgangsseite der Zubringereinrichtung nach dem Vorschub eines Teiles desselben entlang der genannten Bahn zur Gewinnung jeweils eines Drahtstückes, mit einer Transporteinrichtung mit zur Freigabe betätigbaren Klemmeinrichtungen für die Aufnahme eines entlang der genannten Bahn vorgeschoben Drahtstranges und für den Transport eines davon abgeschnittenen Drahtstückes, wobei die Klemmeinrichtungen ein Paar in gegenseitigem Abstand angeordneter Halteklemmen zum Ergreifen eines Drahtstückes nahe seiner beiden Enden aufweisen und mit längs der Transporteinrichtung angeordneten Bearbeitungseinrichtungen zum Bearbeiten der Drahtstücke.
DE 197 56 750 C1 zeigt eine Vorrichtung zum Verdrahten von Anschlussstellen von Komponenten elektrischer Geräte oder Anlagen, mittels gesteuerter Leitungsverlegemittel, die nacheinander mit den einzelnen Komponenten in Position gebracht werden und die jeweils ein abisoliertes Leitereinsteckende der Leitung in eine Anschlussstelle einstecken, wobei in einem im wesentlichen dem Leitungsverlegeweg zwischen zwei Anschlussstellen jeweils entsprechenden Abstand die endlos zugeführte Leitung abschnittsweise von ihrer Isolierumhüllung befreit ist. Die Leitungsverlegemittel weisen eine Schneidvorrichtung zum Durchtrennen der Leitung im Bereich des abisolierten Abschnitts der Leitung unter gleichzeitiger Bildung zweier Leitereinsteckenden und einen Leiterverlegekopf auf, der eine Austrittsmündung für die Leitung sowie einen Greifer zum Erfassen des jeweiligen Leitereinsteckendes umfasst. Die Austrittsmündung für die Leitung ist an der schlanken Stirnseite des die Leitung aus der Stirnfläche spendenden Leiterverlegekopfes angeordnet und einer Leiterwendeeinrichtung zugeordnet, mittels der die Richtung jedes Leitereinsteckendes unabhängig von der Stellung des Leiterverlegekopfes bedarfsweise orientierbar ist.
DE 197 50 690 A1 zeigt Vorrichtung zum Verdrahten von Anschlussstellen von Komponenten elektrischer Geräte, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Leitungs-Verlegewerkzeug, das eine Leitungszuführung für die einem Vorrat entnommene Leitung sowie ein Manipulationsglied zum Erfassen und Bereithalten eines mit abisoliertem Ende versehenen Leitungsabschnitts für das Einstecken in eine Steck-Anschlussstelle der jeweiligen Komponente umfasst. Dabei ist an der Austrittsseite des bereitgehaltenen Leitungsabschnitts aus dem Manipulationsglied ein verstellbares Biegewerkzeug angeordnet, mittels dessen der Leitungsabschnitt aus seiner bereitgehaltenen Erstreckungsrichtung abbiegbar ist.
DE 44 31 254 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Verdrahtung von Komponenten elektrischer Geräte, z. B. der Fassungen, Vorschaltgeräte, Klemmen u. dgl. bei Leuchtstofflampen. Die Komponenten weisen standardmäßige Anschlußstellen auf, die als schraubenlose Anschlußklemmen nach dem Prinzip des Einsteckens abisolierter Leiterenden ausgeführt sind. Die Vorrichtung konfektioniert die jeweils benötigten Leitungsabschnitte mit jeweils zwei abisolierten Leitereinsteckenden während der automatischen Verdrahtung selbst. Den Verlegemitteln wird dabei in vorbestimmten Abständen von Isolierung freigeschnittener Draht endlos zugeführt. Ein Trennschnitt der Leitung im Arbeitsbereich des Verlegewerkzeugs schafft jeweils ein zweites Einsteckende für den gerade in Bearbeitung befindlichen sowie zugleich ein erstes Einsteckende für den folgenden zu verarbeitenden Leitungsstrang. Als Maniputationsglied zum Kontaktieren der Einsteckenden mit den Anschlußstellen der Komponenten dient ein steuerbarer Greifer als Bestandteil der Leitungs-Verlegemittel.
DE 29 42 444 C2 zeigt eine Vorrichtung zum Einstecken der Enden elektrischer Leiter oder entsprechender Elemente in ein Gehäuse mit einem ortsfesten Beschickungskanal, durch den geeignet ausgerichtete Gehäuse der Reihe nach zuführbar sind und mit einer Transporteinrichtung für Leiter oder Drähte, durch die wenigstens ein freies Ende aufweisende Leiter nacheinander in einer bestimmten Ordnung zuführbar sind, wobei das freie Ende jedes der aufeinanderfolgenden Leiter eine genau festgelegte Stellung einnimmt, mit einem Gehäusehalter, mit einer Einrichtung zur Aufnahme eines Gehäuses aus dem Beschickungskanal und mit einer Einrichtung zum Überführen dieses Gehäuses in eine vorbestimmte Reihe genau festgelegter ortsfester Stellungen, in deren jeder eine genau bestimmte Ausnehmung oder Steckerbuchse dieses Gehäuses eine ortsfeste Stellung einnimmt, sowie einer Einrichtung zum Freigeben des mit seinen Leitern bestückten Gehäuses und mit einer Zuführungs- und Einsteckeinrichtung für die aufeinanderfolgenden Leiter oder Drähte mit einer Greifeinrichtung, durch die ein Leiter ergreifbar und freigebbar ist, mit einer Einrichtung zum Führen der Greifeinrichtung Q in Gegenüberstellung zum durch die Transporteinrichtung in Stellung gebrachten Leiter, mit einer Einrichtung zur Steuerung des ergriffenen Leiters mittels der Greifeinrichtung einer Einrichtung durch die die Greifeinrichtung zusammen mit dem ergriffenen Leiter in Gegenüberstellung zur von der genau bestimmten Ausnehmung des Gehäuses eingenommenen ortsfesten Stellung bringbar ist, mit einer Einrichtung zur Stellungsänderung der Greifeinrichtung zum Zwecke des Einsteckens des freien Endes des ergriffenen Leiters in die Ausnehmung und Herstellen des Verrastens dieses Endes in der Steckerbuchse und mit einer Einrichtung zum Freigeben dieses Leiters aus der Greifeinrichtung, wenn diese sich in einer vorbestimmten Stellung befindet.
DE 92 04 203 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Anschlagen von Kontaktelementen an die beiden Enden isolierter elektrischer Leiter, die in vorgewählten Längen zugeschnitten sind, bestehend aus einer Bearbeitungsstraße mit mehreren Bearbeitungsstationen zum Abisolieren und Kontaktieren der beiden Enden des jeweiligen Leiters und aus einer mit Transfermodulen ausgerüsteten Transporteinrichtungen, welche die Leiter schrittweise von der einen zur nächsten Bearbeitungsstation transferiert, wobei die untereinander starr gekoppelten Transfermodule an einer Transferschiene verschiebbar gelagert und mit einem festen Takthub vor- und rückwärts bewegbar sind und wobei der Transportvorrichtung ein nach oben offener Transportkanal zur Aufnahme und zum Transport des zwischen den beiden Enden des jeweiligen Leiters vorhandenen Leiterabschnittes zugeordnet ist. Die Transferschiene ragt am ausgabeseitigen Ende der Transportvorrichtung um die Länge wenigstens eines Takthubes der Transporteinrichtung über das Ende des Kanals hinaus und der letzte Transfermodul ist mit den übrigen Transfermodulen über einen pneumatischen Antrieb verkoppelt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen zur Verfügung zu stellen, mit der Kabelbäume mit besonders kurzen Leitungslängen hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen gemäß Patentanspruch 21. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schwenkgreifeinrichtung gemäß Patentanspruch 15 und eine Kabelbereitstellungseinrichtung gemäß Patentanspruch 20 zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung zum Herstellen von Kabelbäumen.
Dadurch, dass die Schwenkgreifeinrichtung in einer Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 in einer festen Position zwischen zwei Aufnah meeinrichtungen für je wenigstens eine Verbindungseinrichtung angeordnet ist und die Kabel der Schwenkgreifeinrichtung von einer Kabeltransfereinrichtung zugeführt werden, weist die Schwenkgreifeinrichtung einen geringen seitlichen Raumbedarf auf, so dass wenigstens zwei Aufnahmeeinrichtungen in einem geringen Abstand einander gegenüberliegend angeordnet werden können. Dadurch ist es möglich, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Kabelbäume mit besonders kurzer Leitungslänge herzustellen.
In einer Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen den Aufnahmeeinrichtungen nicht mehr als 150 mm, vorzugsweise nicht mehr als 140 mm.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Herstellung von Steckverbindungen, insbesondere zur Herstellung von IDC-Verbindungen eingerichtet, wie sie häufig in Kabelbäumen verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindungseinrichtung so eingerichtet, dass der/die verwendeten Verbinder in einer Ebene bewegt werden können, die senkrecht auf dem Endabschnitt des Kabels steht, so dass der Endabschnitt des Kabels wahlweise vor einer von mehreren Aufnahmepositionen des Verbinders positionierbar ist. Dadurch ist es möglich, auf einfache Art und Weise verschiedene Kabelbäume mit unterschiedlichen Verdrahtungsschemata herzustellen.
In einer möglichen Ausführungsform weist die Schwenkgreifeinrichtung wenigstens einen Greifarm auf, der wiederum einen Mitnehmer aufweist, wobei der Greifarm durch Betätigen des Mitnehmers von einer der Verbindungseinrichtungen bewegbar ist. Der Greifarm kann somit durch die Verbindungseinrichtung bewegt werden, ohne dass die Schwenkgreifeinrichtung einen eigenen Antrieb zum Bewegen des Greifarmes aufweisen muss.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Greifarm in einer Ebene drehbar, die parallel zu dem Endabschnitt des Kabels liegt. Dadurch können beide Enden des Kabels unter Benutzung einer Verbindungseinrichtung mit demselben Verbinder verbunden werden.
In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung derart eingerichtet, dass das Zuführen und Verbinden wenigstens eines Endabschnittes eines ersten Kabels gleichzeitig mit dem Transferieren eines zweiten Kabels und gleichzeitig mit dem Bereitstellen eines dritten Kabels ausführbar sind. Dadurch kann die Vorrichtung besonders effizient betrieben werden und eine Vielzahl von Kabelbäumen pro Zeiteinheit herstellen.
Die Erfindung umfasst auch eine Schwenkgreifeinrichtung zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Kabelbäumen, die einen ersten Servomotor, um den wenigstens einen Greifarm parallel zu dem Endabschnitt des Kabels zu bewegen, sowie einen Schwenkantrieb umfasst, um die Schwenkgreifeinrichtung zu drehen. Dabei ist der Schwenkantrieb vertikal oberhalb oder unterhalb des Servomotors angebracht. Dadurch kann die Schwenkgreifeinrichtung besonders kompakt, das heißt mit einer geringen Breite hergestellt werden, so dass die Aufnahmeeinrichtungen eng beieinander stehen können, was die Herstellung von Kabelbäumen mit besonders kurzen Leitungslängen ermöglicht.
Die Erfindung umfasst auch eine Kabelbereitstellungseinrichtung zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen Schlaufenleger zum Abmessen der gewünschten Kabellänge aufweist.
In einer Ausführungsform weist der Schlaufenleger einen Kabelniederhalter auf, um das Kabel beim Legen der Schlaufe niederzuhalten. Dadurch wird erreicht, dass sich die Schlaufe in einer definierten Richtung bildet, wodurch die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit des Schlaufenlegers erhöht wird.
Weitere Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen gemäß der Erfindung in der Draufsicht;
2 eine perspektivische Ansicht einer Schwenkgreifeinrichtung zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen;
3 eine perspektivische Ansicht einer Kabeltransfereinrichtung zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen;
4 eine perspektivische Ansicht eines Schlaufenlegers zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen.
Die 5 bis 12 zeigen Verfahrensschritte zur Herstellung von Kabelbäumen; und
13 zeigt beispielhafte Verbindungsschemata für verschiedene Kabelbäume.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen 1 in der Draufsicht.
Im oberen Bereich der 1 ist schematisch eine Anordnung von vier Kabelfässern 40 gezeigt, aus denen die zur Herstellung der Kabelbäume verwendeten Kabel 32 von einer darunter angeordneten Kabelbereitstellungseinrichtung 10 entnommen werden. Die Kabelbereitstellungseinrichtung 10 weist einen Schlaufenleger 12 auf, durch den ein Kabelabschnitt in der gewünschten Länge hergestellt und eine Kabelschlaufe gebildet wird. Das so bereitgestellte Kabel 32 wird von der links von dem Schlaufenleger 12 angebrachten, horizontal verlaufenden Kabeltransfereinrichtung 8 übernommen und an die Schwenkgreifeinrichtung 6 übertragen. Auf beiden Seiten der Schwenkgreifeinrichtung 6 (in der in 1 dargestellten Draufsicht oberhalb und unterhalb der Schwenkgreifeinrichtung 6) ist je eine Aufnahmeeinrichtung 7, 9 mit je einer Verbindungseinrichtung 2, 3 mit jeweils einem Verbinder 4, 5 angeordnet.
Die Schwenkgreifeinrichtung 6 positioniert die beiden Enden des von der Kabeltransfereinrichtung 8 übergebenen Kabels 32 so vor den gewünschten Auf nahmepositionen der Verbinder 4, 5, dass die Enden des Kabels von der Verbindungseinrichtung 2, 3 mit der gewünschten Aufnahmeposition des Verbinders 4, 5 verbunden werden.
Der Abstand zwischen den beiden Verbindern, das heißt die Kabellänge des hergestellten Kabelbaumes, beträgt in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel 140 mm.
Der soeben beschriebene Vorgang des Bereitstellens eines Kabels 32 durch die Kabelbereitstellungseinrichtung 10, des Übergebens des bereitgestellten Kabels 32 durch die Kabeltransfereinrichtung 8 an die Schwenkgreifeinrichtung 6 und des Positionierens der Enden des Kabels 32 vor den Aufnahmepositionen der Verbinder 4, 5 durch die Schwenkgreifeinrichtung 6 sowie des Verbindens der Enden des Kabels 32 mit den Verbindern 4, 5 durch die Verbindungseinrichtungen 2, 3 wird so oft wiederholt, bis ein Kabelbaum mit der gewünschten Anzahl von Kabeln 32 hergestellt ist. Danach wird der hergestellte Kabelbaum in den Kabelbaumauslauf 42 ausgegeben.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schwenkgreifeinrichtung 6 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen 1.
In der 2 unten dargestellten Bereich weist die Schwenkgreifeinrichtung 6 zwei Greifarme 14, 16 zum Greifen jeweils eines Kabelendes auf. Die Greifarme sind in vertikaler Richtung bewegbar. In ihrem mittleren Bereich weisen die Greifarme 14, 16 Mitnehmer 18, 20 auf, an denen jeweils die (in 2 nicht gezeigte) Verbindungseinrichtung 2, 3 angreifen kann, um den Greifarm 14, 16 in vertikaler Richtung zu bewegen. An ihrem oberen Ende sind die Greifarme 14, 16 seitlich verschiebbar an einer Halteplatte 44 befestigt. Auf der Halteplatte 44 befinden sich zwei erste Servomotoren 36, 37, von denen jeweils einer zum Bewegen jeweils eines Greifarmes 14, 16 vorgesehen ist.
Auf der Halteplatte 44 ist ein Rahmen 46 montiert, der drehbar mit einem Schwenkantrieb 38 verbunden, der oberhalb des Rahmens 46 angeordnet ist. Oberhalb des Schwenkantriebes 38 ist ein zweiter Servomotor 48 angeordnet, um den Schwenkantrieb 38 anzutreiben und so den Rahmen 46 gemeinsam mit dem ersten Servomotor 36, der Halteplatte 44 und den Greifarmen 14 und 16 zu drehen.
An dem zweiten Servomotor 48 sind Steuer- und Versorgungsleitungen 49 angebracht, um die Schwenkgreifeinrichtung 6 mit Strom und Steuersignalen zu versorgen.
Durch den in 2 gezeigten vertikalen Aufbau, bei dem die Greifarme 14, 16, die ersten Servomotoren 36, 37, der Schwenkantrieb 38 und der zweite Servomotor 48 vertikal zueinander angeordnet sind, weist die Schwenkgreifeinrichtung 6 eine geringe Breite auf, so dass sie auch zwischen eng aneinander angeordneten Aufnahmeeinrichtungen 7, 9 eingesetzt werden kann.
3 zeigt eine Kabeltransfereinrichtung 8 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen 1.
Im in der 3 links unten gezeigten Bereich weist die Kabeltransfereinrichtung 8 vier Kabeltransfergreifer 22 auf, die ein Kabel 32 mit einer Schlaufe 34 halten. Die Kabeltransfergreifer 22 sind an einem darüber angeordneten Kabeltransferschlitten 50 befestigt. Der Kabeltransferschlitten 50 wird von einer nach schräg oben verlaufenden Kabeltransferschiene 52 gehalten, auf der er verschiebbar ist. Oberhalb der Kabeltransferschiene 52 ist an ihrem linken Ende ein dritter Servomotor 44 angeordnet, der den Kabeltransferschlitten 50 zum Beispiel über einen nicht gezeigten Zahnriemen entlang der Kabeltransferschiene 52 bewegt, um das Kabel 32 von dem in 3 nicht gezeigten Schlaufenleger 12 an die in 3 nicht gezeigte Schwenkgreifeinrichtung 6 zu transferieren.
An dem dritten Servomotor 54 sind Steuer- und Versorgungsleitungen 55 angebracht, um die Kabeltransfereinrichtung 8 mit Strom und Steuersignalen zu versorgen.
4 zeigt einen Schlaufenleger 12 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Kabelbäumen 1.
Im in der 4 links dargestellten Bereich weist der Schlaufenleger 12 einen feststehenden Greifer 26 und rechts davon einen beweglichen Greifer 28 auf. Die beiden Greifer 26, 28 halten ein Kabel 32 mit einer Schlaufe 34. Der feststehende Greifer 26 ist fest auf der Schiene 58 des Schlaufenlegers 12 montiert. Der bewegliche Greifer 28 ist auf einem Schlitten 56 montiert, der auf der Schiene 58 montiert und entlang dieser bewegbar ist. Am rechten Ende der Schiene 58 ist unterhalb der Schiene 58 ein vierter Servomotor 60 angeordnet, der den Schlitten 56, zum Beispiel über einen nicht gezeigten Zahnriemen, antreibt. Durch Öffnen und Schließen der Greifer 26, 28 und Bewegen des beweglichen Greifers 28 wird die gewünschte Länge des Kabels 32 abgemessen und eine Schlaufe 34 gelegt.
An dem vierten Servomotor 60 sind Steuer- und Versorgungsleitungen 61 angebracht, um die den Schlaufenleger 12 mit Strom und Steuersignalen zu versorgen. Unterhalb der Schiene 58 ist eine Befestigungseinrichtung 59 vorgesehen, um den Schlaufenleger z. B. an einem Rahmen zu befestigen.
Die 5 bis 12 zeigen Verfahrensschritte zur Herstellung von Kabelbäumen.
5 zeigt in den Schritten 1 bis 4 das Abmessen der gewünschten Kabellänge und das Legen der Schlaufe 34 in dem Schlaufenleger 12. Im ersten Schritt ist der bewegliche Greifer 28 an den feststehenden Greifer 26 heran gefahren. Der Schlaufenleger 12 ist so positioniert, dass er an einem Schneidmesser 62 anliegt. Durch die Kabelbereitstellungseinrichtung 10 wird ein Kabel 32 zwischen Klingen eines Schneidmessers 62 hindurch in die geöffneten Greifer 26, 28 des Schlaufenlegers 12 eingeführt.
Im zweiten Schritt ist der bewegliche Greifer 28 geschlossen und gemäß der gewünschten Kabellänge von dem feststehenden Greifer 26 entfernt worden. Der feststehende Greifer 26 ist weiterhin geöffnet. Darüber hinaus ist der Schlaufenleger 12 ein Stück von dem Schneidmesser 62 entfernt worden, so dass ein Stück des Kabels zwischen dem Schneidmesser 62 und dem feststehenden Greifer 26 verbleibt.
Im dritten Schritt wurde das Kabel 32 durch Schließen des feststehenden Greifers 20 fixiert. Durch Schließen der Klingen des Schneidmessers 62 wurde das Kabel 32 auf der gewünschten Länge durchtrennt. Zusätzlich wurde ein Kabelniederhalter 30 in den Bereich zwischen dem feststehenden Greifer 26 und dem beweglichen Greifer 28 eingeführt, um das Kabel niederzuhalten.
Im vierten Schritt wird der bewegliche Greifer 28 auf den feststehenden Greifer 26 zu bewegt, wobei beide Greifer 26, 28 geschlossen sind. Dadurch bildet das Kabel 32 in Zusammenwirkung mit dem Kabelniederhalter 30 eine Schlaufe 34.
Im fünften Schritt werden jeweils zwei Kabeltransfergreifer 22 auf beide Seiten des beweglichen Greifers 28 und des feststehenden Greifers 26 verfahren. Der Abstand der Kabeltransfergreifer 22 voneinander ist dabei so dimensioniert, dass der bewegliche Greifer 28 und der feststehende Greife 26 jeweils zwischen zwei Kabeltransfergreifer 22 passt.
6 zeigt in den Schritten 6 bis 8 das Transferieren eines von dem Schlaufenleger 12 bereitgestellten Kabels durch die Kabeltransfereinrichtung 8.
Im sechsten Schritt werden die Greifarme der Transfergreifer 22 geschlossen und der feststehende Greifer 26 sowie der bewegliche Greifer 28 des Schlaufenlegers 12 geöffnet.
Im siebten Schritt wird das Kabel 32 durch die Kabeltransfergreifer 22 aus dem Schlaufenleger 12 in Richtung der (nicht gezeigten) Verbindungseinrichtungen 2, 3 transferiert.
Im achten Schritt haben die Kabeltransfergreifer 22 das Kabel 32 in den noch geöffneten Greifarmen 14, 16 der Schwenkgreifeinrichtung 6 zwischen den Aufnahmeeinrichtungen 7, 9 positioniert. Der Abstand der Kabeltransfergreifer 22 voneinander ist dabei so dimensioniert, dass jeweils ein Greifarm 14, 16 der Schwenkgreifeinrichtung 6 zwischen zwei Kabeltransfergreifer 22 passt.
Im neunten Schritt werden die Greifarme 14, 16 der Schwenkgreifeinrichtung 6 geschlossen, um das Kabel 32 zu halten, und die Kabeltransfergreifer 22 geöffnet, um das Kabel 32 freizugeben. Die Kabeltransfergreifer 22 werden aus dem Bereich der Schwenkgreifeinrichtung 6 verfahren.
7 zeigt das Verbinden der beiden Enden des Kabels 32 mit den Verbindern 4, 5 in den Verbindungseinrichtungen 2, 3 zur Herstellung einer so genannten Jumperverbindung.
Im zehnten Schritt sind die Verbinder 4, 5 in den Verbindungseinrichtungen 2, 3 so angeordnet, dass ihre ersten Verbindungspositionen 4a, 5a den Enden des Kabels 32 gegenüberliegen. Die Greifarme 14, 16 werden in Richtung der Verbindungseinrichtungen 2, 3 verfahren, so dass die Kabelenden 32a, 32b in die Verbinder 4, 5 eingeführt werden. In einem in 7 nicht gezeigten Schritt werden die Kabelenden 32a, 32b mit den Verbindern 4, 5 verbunden.
Im elften Schritt werden die Greifarme 14, 16 der Schwenkgreifeinrichtung 6 geöffnet, um das Kabel 32 freizugeben, und in die Ausgangsposition zurückgefahren, um dort ein weiteres Kabel 32 aufzunehmen. Die Verbinder 4, 5 werden innerhalb der Verbindungseinrichtungen 2, 3 senkrecht zum Verlauf des Kabels 32 verschoben, so dass in einem nächsten Schritt die Enden des Kabels 32 gegenüber zweiten Aufnahmepositionen 4b und 5b angeordnet sind. Somit werden jeweils gegenüberliegende Verbindungspositionen der Verbinder 4, 5 durch ein Kabel 32 verbunden.
Das in 8 dargestellte Verfahren schließt an den in 6 gezeigten neunten Schritt an und zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Brückenverbindung.
Im zehnten Schritt wird nur der erste Greifarm 14 in Richtung der ersten Verbindungseinrichtung 2 verschoben, so dass das erste Ende 32a des Kabels 32 in eine erste Verbindungsposition 4a des ersten Verbinders 4 eingeführt und mit diesem verbunden wird.
Der zweite Greifarm 16 verbleibt in seiner Ausgangsposition.
Im elften Schritt wird der erste Greifarm 14 gelöst und in seine Ausgangsposition verfahren, während der zweite Greifarm 16 geschlossen bleibt.
Im zwölften Schritt führen die Greifarme 14, 16 gemeinsam eine 180°-Drehung um eine zwischen ihnen liegende Achse A durch, so dass sie ihre Position vertauschen. Gleichzeitig wird der erste Verbinder 4 durch die erste Verbindungseinrichtung 2 in einer Ebene senkrecht zu dem Kabel 32 verschoben, so dass das zweite Ende 32b des Kabels 32 gegenüber eine zweiten Aufnahmeposition 4b des ersten Verbinders 4 positioniert wird.
Im dreizehnten Schritt wird der zweite Greifarm 16 in Richtung auf die erste Verbindungseinrichtung 2 verfahren, so dass das zweite Ende 32b des Kabels 32 in die zweite Aufnahmeposition 4b des ersten Verbinders 4 eingeführt wird. Das zweite Ende 32b des Kabels 32 wird durch die erste Verbindungseinrichtung 2 mit der zweiten Aufnahmeposition 4b des ersten Verbinders 4 verbunden, um so eine Brückenverbindung an dem ersten Verbinder 4 auszubilden.
Im vierzehnten Schritt wird der zweite Greifarm 16 geöffnet und die beiden Greifer werden erneut um 180° um die gemeinsame Achse A gedreht, um so die Ausgangsposition wiederherzustellen.
9 schließt ebenfalls an den in 6 gezeigten neunten Schritt an und zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Kreuzungsverbindungen.
Im zehnten Schritt wird der zweite Verbinder 5 von der zweiten Verbindungseinrichtung 3 so nach links verfahren, dass das zweite Kabelende 32b gegenüber einer zweiten Aufnahmeposition 5b des zweiten Verbinders 5 positioniert ist.
Im elften Schritt werden die Greifarme 14, 16 jeweils in Richtung der Verbindungseinrichtungen 2, 3 verfahren, so dass das erste Kabelende 32a in die erste Aufnahmeposition 4a des ersten Verbinders 4 und das zweite Kabelende 32b in die zweite Aufnahmeposition 5b des zweiten Verbinders 5 eingeführt wird. Daraufhin wird das erste Kabelende 32a mit der ersten Aufnahmeposition 4a des ersten Verbinders 4 und das zweite Kabelende 32b mit der zweiten Aufnahmeposition 5b des zweiten Verbinders 5 verbunden.
Im zwölften Schritt werden die Greifarme 14, 16 der Schwenkgreifeinrichtung 6 geöffnet, so dass sie das Kabel 32 freigeben, und in die Ausgangsposition verfahren.
Der erste Verbinder 4 wird von der ersten Verbindungseinrichtung 2 nach links verfahren, so dass eine zweite Aufnahmeposition 4b des ersten Verbinders 4 vor dem ersten Greifarm 14 positioniert wird. Der zweite Verbinder 5 wird von der zweiten Verbindungseinrichtung 3 nach rechts verfahren, so dass die erste Aufnahmeposition 5a des zweiten Verbinders 5 vor dem zweiten Greifarm 16 positioniert wird.
Die nächste Figur zum dreizehnten Schritt zeigt den Zustand nachdem ein zweites Kabel 32 zwischen der zweiten Aufnahmeposition 4b des ersten Verbinders 4 und der ersten Aufnahmeposition 5a des zweiten Verbinders 5 verbunden worden ist, so dass ein Kabelbaum mit einer Kreuzung hergestellt worden ist.
Das in 10 dargestellte Verfahren schließt ebenfalls an den in 6 gezeigten neunten Schritt an und zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaumes mit einem losen Ende.
Solche Kabelbäume können mit kurzen Kabellängen von nicht mehr als 60 mm, vorzugsweise von nicht mehr als 50 mm hergestellt werden.
Im zehnten Schritt wird der erste Greifarm 14 in Richtung auf die erste Verbindungseinrichtung 2 verfahren, so dass das erste Kabelende 32a in eine erste Aufnahmeposition 4a des ersten Verbinders 4 eingeführt und dort befestigt wird. Der zweite Greifarm 16 verbleibt in seiner Ausgangsposition.
Im elften Schritt werden die Greifarme 14 und 16 geöffnet, so dass sie das Kabel 32 freigeben. Insbesondere lässt der zweite Greifarm 16 das lose Ende 32b des Kabels 32 fallen.
Durch Verschieben des Verbinders 4 durch die Verbindungseinrichtung 2 und Wiederholen der Schritte 10 und 11 wird ein Kabelbaum mit einem Verbinder 4 und losen Kabelenden 32b hergestellt.
Ein solcher Kabelbaum kann alternativ auch unter Benutzung der zweiten Verbindungseinrichtung 3 hergestellt werden.
Das in 11 gezeigte Verfahren schließt ebenfalls an den in 6 gezeigten neunten Schritt an und zeigt ein Verfahren zum Befestigen einer kurzen Leitung mit einem losen Ende.
Im zehnten Schritt wird das kurze Kabel 32 nur von dem ersten Greifarm 14 gehalten. Gegenüber dem ersten Ende 32a des kurzen Kabels 32 ist eine erste Aufnahmeposition 4a des ersten Verbinders 4 angeordnet.
Im elften Schritt wird der erste Greifarm 14 in Richtung auf die erste Verbindungseinrichtung 2 bewegt, so dass das erste Kabelende 32a in die erste Aufnahmeposition 4a des ersten Verbinders 4 eingeführt und dort befestigt wird.
Im zwölften Schritt wird der erste Greifarm 14 geöffnet und in die Ausgangsposition verfahren. Insbesondere wird das zweite Ende 32b des kurzen Kabels 32 fallen gelassen.
12 zeigt ein alternatives Verfahren zum Verbinden einer kurzen Leitung 32 mit losem Ende, das ebenfalls an den in 6 gezeigten neunten Schritt anschließt.
Im zehnten Schritt wird die kurze Leitung 32 nur von dem ersten Greifarm 14 gehalten.
Im elften Schritt werden der erste und der zweite Greifarm 14, 16 gemeinsam um 180° um eine zwischen ihnen liegende Achse A gedreht, so dass sie ihre Positionen vertauschen. Das erste Kabelende 32a wird somit gegenüber einer ersten Aufnahmeposition 5a eines zweiten Verbinders 5 in der zweiten Verbindungseinrichtung 3 positioniert. Der erste Greifarm 14 wird in Richtung der zweiten Verbindungseinrichtung 3 verfahren, so dass das erste Kabelende 32a in die erste Aufnahmeposition 5a des zweiten Verbinders 5 eingeführt und dort verbunden wird.
Im zwölften Schritt wird der erste Greifarm 14 geöffnet. Insbesondere wird das lose zweite Ende 32b des Kabels 32 fallen gelassen. Der erste und der zweite Greifarm 14, 16 werden um ihre gemeinsame Achse A zurück in die Ausgangsposition rotiert.
13 zeigt drei verschiedene Beispiele für Kabelbäume.
In 13a sind Kabelbäume mit einseitiger Kontaktierung, das heißt losen Enden und Brücken gezeigt. Der erste Verbinder 4 auf der linken Seite weist eine Brücke 63 zwischen den Aufnahmepositionen 4b und 4c auf. In der Aufnahmeposition 4a sind zwei Kabel 32 mit losen Enden befestigt. In der Position 4d ist ein Kabel 32 mit einem losen Ende befestigt.
Der auf der rechten Seite gezeigte zweite Verbinder 5 weist jeweils ein Kabel 32 mit einem losen Ende in den Aufnahmepositionen 5a, 5c und 5d auf. Zusätzlich ist eine Brücke 63 zwischen den Aufnahmepositionen 5b und 5c gebildet.
Der in 13b gezeigte Kabelbaum weist eine Jumperverbindung zwischen den Aufnahmepositionen 4e und 5e auf. Die Aufnahmepositionen 4c und 5d sowie 4d und 5c sind durch eine Kreuzung miteinander verbunden. Die Aufnahmeposition 4b ist mit der Aufnahmeposition 5a verbunden.
Die Aufnahmepositionen 4a und 5b weisen jeweils Kabel 32 mit einem losen Ende auf.
In 13c ist ein Kabelbaum mit beidseitiger Kontaktierung und Brückenverbindungen gezeigt.
Die Aufnahmeposition 4a ist durch ein Kabel 32 mit der Aufnahmeposition 5d verbunden. Die Aufnahmeposition 4b ist durch ein Kabel 32 mit der Aufnahmeposition 5f verbunden. Der erste Verbinder 4 weist darüber hinaus jeweils eine Brückenverbindung zwischen den Aufnahmepositionen 4c und 4d bzw. 4e und 4f auf. Der zweite Verbinder 5 weist eine Brückenverbindung zwischen den Aufnahmepositionen 5a und 5b und eine Brückenverbindung zwischen den Aufnahmepositionen 5c und 5e auf.

1: Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen
2, 3: Verbindungseinrichtung
4, 5: Verbinder
7, 9: Aufnahmeeinrichtung
6: Schwenkgreifeinrichtung
8: Kabeltransfereinrichtung
10: Kabelbereitstellungseinrichtung
12: Schlaufenleger
14, 16: Greifarm
18, 20: Mitnehmer
22: Kabeltransfergreifer
26: fest stehenden Greifer
28: beweglicher Greifer
30: Kabelniederhalter
32: Kabel
32a: erste Ende des Kabels
32b: zweites Ende des Kabels
34: Schlaufe
36, 37: erster Servomotor
38: Schwenkantrieb
40: Kabelfässer
42: Kabelbaumauslauf
44: Halteplatte
46: Rahmen
48: zweiter Servomotor
48: Steuer- und Versorgungsleitungen
50: Kabeltransferschlitten
52: Kabeltransferschiene
54: dritter Servomotor
55: Steuer- und Versorgungsleitungen
56: Schlaufenlegerschlitten
58: Schlaufenlegerschiene
59: Befestigungseinrichtung
60: vierte Servomotor
61: Steuer- und Versorgungsleitungen
62: Schneidmesser
63: Brücke

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Kabelbäumen (1), umfassend wenigstens zwei Aufnahmeeinrichtungen (7, 9) zur Aufnahme jeweils wenigstens einer Verbindungseinrichtung (2, 3), wobei die Verbindungseinrichtung (2, 3) jeweils eingerichtet ist, wenigstens einen Endabschnitt wenigstens einen Kabels mit wenigstens einem Verbinder (4, 5) zu verbinden; wenigstens eine Schwenkgreifeinrichtung (6) mit wenigstens einem Greifarm (14, 16), der in einer Ebene drehbar ist, die parallel zu dem Endabschnitt des Kabels liegt, wobei die Schwenkgreifeinrichtung (6) in einer festen Position zwischen den Aufnahmeeinrichtungen (7, 9) angeordnet und eingerichtet ist, um wenigstens einer Verbindungseinrichtung (2, 3) wenigstens einen Endabschnitt des wenigstens einen Kabels zuzuführen; wenigstens eine Kabelbereitstellungseinrichtung (10) zur Bereitstellung wenigstens eines Kabels unter Bildung einer Kabelschlaufe; und wenigstens eine Kabeltransfereinrichtung (8), die eingerichtet ist, um das wenigstens eine Kabel von der Kabelbereitstellungseinrichtung (10) aufzunehmen und an die Schwenkgreifeinrichtung (6) zu transferieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen den Aufnahmeeinrichtungen (7, 9) nicht mehr als 150 mm, vorzugsweise nicht mehr als 140 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zur Herstellung von Steckverbindungen, insbesondere von IDC-Verbindungen eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungseinrichtung (2, 3) eingerichtet ist, den Verbinder (4, 5) in einer Ebene zu bewegen, die senkrecht auf dem Endabschnitt des Kabels steht, so dass der Endabschnitt des Kabels wahlweise vor einer von mehreren Aufnahmepositionen des Verbinders positionierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Greifarm (14, 16) der Schwenkgreifeinrichtung (6) parallel zu dem Endabschnitt des Kabels in Richtung eines der Verbinder (4, 5) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der wenigstens eine Greifarm (14, 16) in einer Richtung senkrecht zu dem Endabschnitt des Kabels bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der wenigstens eine Greifarm (14, 16) wenigstens einen Mitnehmer (18, 20) aufweist und durch Betätigen des Mitnehmers (18, 20) von einer der Verbindungseinrichtungen (2, 3) bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kabeltransfereinrichtung (8) wenigstens einen Kabeltransfergreifer (22) aufweist, der zwischen der Kabelbereitstellungseinrichtung (10) und der Schwenkgreifeinrichtung (6) bewegbar ist, wobei der Kabeltransfergreifer (22) insbesondere geradlinig bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kabeltransfereinrichtung (8) wenigstens zwei Kabeltransfergreifer (22) umfasst, wobei der Abstand zwischen den beiden Kabeltransfergreifern (22) größer als die Breite des Greifarms (14, 16) der Schwenkgreifeinrichtung (6) ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kabelbereitstellungseinrichtung (10) wenigstens einen Schlaufenleger (12) zum Abmessen einer gewünschten Kabellänge umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Schlaufenleger einen fest stehenden Greifer (26) und einen beweglichen Greifer (28) zum Greifen des Kabels umfasst, wobei durch Bewegen des beweglichen Greifers (28) relativ zu dem fest stehenden Greifer (26) eine Schlaufe eines Kabels gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der bewegliche Greifer (28) geradlinig bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei der Schlaufenleger (12) einen Kabelniederhalter (30) zum Niederhalten des Kabels (32) während des Bildens der Schlaufe (34) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die derart eingerichtet ist, dass das Zuführen und Verbinden des wenigstens einen Endabschnitts eines ersten Kabels (32) simultan mit dem Transferieren eines zweiten Kabels (32) und parallel zu dem Bereitstellen eines dritten Kabels (32) ausführbar ist.
Schwenkgreifeinrichtung (6) zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem Greifarm (14, 16), der einen ersten Servomotor (36) umfasst, um den Greifarm (14, 16) in einer Richtung parallel zu dem Endabschnitt des Kabels (32) zu bewegen.
Schwenkgreifeinrichtung (6) nach Anspruch 15, wobei die Schwenkgreifeinrichtung einen Schwenkantrieb (38) umfasst, um die Schwenkgreifeinrichtung zu drehen.
Schwenkgreifeinrichtung (6) nach Anspruch 16, wobei der Schwenkantrieb (38) oberhalb des ersten Servomotors (36) angebracht ist.
Schwenkgreifeinrichtung (6) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Schwenkgreifeinrichtung (6) zwei Greifarme (14, 16) umfasst, die eingerichtet sind, um jeweils einen Endabschnitt des Kabels (32) auf jeweils eine der Verbindungseinrichtungen (2, 3) zuzubewegen.
Schwenkgreifeinrichtung (6) nach Anspruch 18, wobei die beiden Greifarme (14, 16) gemeinsam um eine Achse drehbar sind, die zwischen den beiden Greifarmen (14, 16) angeordnet ist.
Kabelbereitstellungseinrichtung (10) zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die einen Schlaufenleger (12) zum Abmessen der gewünschten Kabellänge umfasst.
Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Kabels durch die wenigstens eine Kabelbereitstellungseinrichtung (10); Transferieren des Kabels zu der wenigstens einen Schwenkgreifeinrichtung (6) durch die wenigstens eine Kabeltransfereinrichtung (8); Zuführen wenigstens eines Endabschnitts des Kabels (32) zu wenigstens einer Verbindungseinrichtung (2, 3) durch die Schwenkgreifeinrichtung (6); Verbinden des wenigstens einen Endabschnitts des Kabels (32) mit einer ersten Aufnahmeposition eines ersten Verbinders (4, 5).
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Verfahren zusätzlich den Schritt des Verbindens eines zweiten Endabschnitts des Kabels (32) mit einer Aufnahmeposition eines zweiten Verbinders (4, 5) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, wobei das Verfahren zusätzlich den Schritt des Verbindens eines zweiten Endabschnitts des Kabels (32) mit einer zweiten Aufnahmeposition des ersten Verbinders (4, 5) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, wobei das Verfahren vor dem Schritt des Verbindens des zweiten Endabschnitts des Kabels (32) ein Drehen der Schwenkgreifeinrichtung (6) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Schwenkgreifeinrichtung (6) um 180° gedreht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei das Verfahren vor dem Schritt des Verbindens des zweiten Endabschnitts des Kabels (32) ein Verschieben des Verbinders (4, 5) in Richtung senkrecht zu dem Endabschnitt des Kabels (32) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei der Schritt Zuführen und Verbinden wenigstens eines Endabschnitts eines ersten Kabels (32) parallel zu dem Schritt Transferieren eines zweiten Kabels (32) und parallel zu dem Schritt Bereitstellen eines dritten Kabels (32), durchgeführt wird.