-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Positionieren von elektrischen Leitern, beispielsweise von Anschlüssen elektrischer Wicklungen, insbesondere zum automatisierten Einclipsen von elektrischen Leitern in einem Halteelement, aufweisend eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen von mindestens einem elektrischen Leiter und eine mit der Aufnahmeeinheit verbundene Bewegungseinheit zum Ausrichten und Positionieren der Aufnahmeeinheit. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufnehmen und Positionieren von elektrischen Leitern.
-
Bei der Herstellung von elektrischen Komponenten, wie beispielsweise Statoren von Elektromotoren, werden elektrische Leiter zu Spulen gewickelt und anschließend in den Stator eingesetzt bzw. eingezogen. Diese Schritte können automatisiert durchgeführt werden. Ein derartiger Stator ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 208 127 A1 bekannt. Dabei wird ein Statorkörper mit Hilfe eines rotierenden Wickelarms mit einem elektrischen Leiter bewickelt und stirnseitig am Statorkörper umgelegt.
-
Abhängig von der Ausgestaltung des Stators müssen die aus dem Stator hinausragenden elektrischen Leiter der eingesetzten Spulen insbesondere bei leistungsfähigeren Statoren anschließend manuell durch Personal isoliert und entlang von Halteelementen verlegt werden. Hierzu werden die elektrischen Leiter in die Halteelemente formschlüssig eingerastet.
-
Mit zunehmendem Bedarf an elektrischen Antrieben, und damit auch an Statoren, können sich derartige manuell durchgeführte Arbeitsschritte nachteilig auf die Fertigungsgeschwindigkeit auswirken.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatisierten Verlegen von elektrischen Leitern, insbesondere entlang von Halteelementen, zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 und Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Positionieren von elektrischen Leitern, beispielsweise von Anschlüssen elektrischer Wicklungen, insbesondere zum automatisierten Einclipsen von elektrischen Leitern in einem Halteelement, bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen von mindestens einem elektrischen Leiter und eine mit der Aufnahmeeinheit verbundene Bewegungseinheit zum Ausrichten, Bewegen und Positionieren der Aufnahmeeinheit auf. Die Aufnahmeeinheit weist zwei voneinander beabstandete und parallel zueinander ausgerichtete Greifer auf, wobei der mindestens eine elektrische Leiter an zwei voneinander beabstandeten Positionen durch die Greifer der Aufnahmeeinheit aufnehmbar ist.
-
Die zwei Greifer sind insbesondere dazu eingerichtet, mindestens einen elektrischen Leiter an zwei Positionen aufzunehmen. Der elektrische Leiter kann hierbei derart ortsfest aufgenommen werden, dass ein Verrutschen des elektrischen Leiters in Ausdehnungsrichtung des elektrischen Leiters verhindert wird.
-
Durch die Vorrichtung können die aus dem Stator hinausragenden elektrischen Leiter einzeln gegriffen und in an einem Werkstück angeordnete Halteelemente hineingesetzt werden. Durch das Aufspannen der elektrischen Leiter zwischen zwei Greifern kann der elektrische Leiter auch unter Krafteinwirkung in das entsprechende Halteelement eingesetzt werden. Insbesondere können die Halteelemente in einem Umfeld neben dem Stator an einem Werkstück oder an einer Abstellfläche des Stators angeordnet sein.
-
Der mindestens eine elektrische Leiter kann als ein separater Leiter oder als ein Drahtbündel mit einer Vielzahl an elektrischen Drähten oder Litzen ausgeführt sein. Die jeweiligen Leitungen oder Drähte können mantelseitig vorzugsweise isoliert sein.
-
Die Vorrichtung kann in Form eines Industrieroboters ausgeführt sein. Die Bewegungseinrichtung kann hierbei als ein Roboterarm und die Aufnahmeeinheit als ein Manipulator bzw. ein Werkzeug des Industrieroboters ausgestaltet sein. Hierdurch kann der bisher manuell durchgeführte Schritt, die elektrischen Leiter in die Halteelemente des Werkstücks hineinzusetzen, automatisiert werden. kann die Vorrichtung bei allen elektrischen Antriebskomponenten und auch bei der Herstellung von Transformatoren für das sogenannte Einclipsen der elektrischen Leiter eingesetzt werden.
-
Die Aufnahmeeinheit der Vorrichtung weist vorzugsweise neben den beiden Greifern auch einen Antrieb für die Greifer auf. Jeder Greifer kann vorzugweise aus mindestens zwei Greiferfingern bestehen, die gegenläufig durch den Antrieb aufeinander zu bewegbar oder voneinander weg bewegbar sind. Der mindestens eine Antrieb kann direkt auf die Greiferfinger einwirken oder indirekt über Pressflächen auf Bereiche der Greiferfinger einwirken. Die Greifer der Aufnahmeeinheit sind vorzugsweise derart zueinander ausgerichtet, dass der mindestens eine elektrische Leiter im von der Aufnahmeeinheit aufgenommenen Zustand sich von einem geschlossenen Greifer geradlinig zum zweiten geschlossenen Greifer erstrecken kann.
-
Die Vorrichtung ist nicht auf die Herstellung von elektrischen Komponenten beschränkt. Insbesondere kann die Vorrichtung auch dazu eingesetzt werden, elektrische Leiter und Kabel bei einer Montage von elektrischen Komponenten oder von Schläuchen entlang den vorgesehenen Halteelementen zu verlegen und somit Personalkosten und Zeit einzusparen.
-
Gemäß einer Ausführungsform sind die Greifer als Scherengreifer oder als Lineargreifer ausgestaltet. Hierdurch können die Greifer an die jeweilige Anwendung angepasst eingesetzt werden.
-
Mittels eines Scherengreifers können auch auseinander stehende elektrische Leiter automatisiert gegriffen bzw. aufgenommen und über das Zusammenführen der Greiferfinger gebündelt werden. Dabei können die Greifer auch mit kleinen Greiferhüben Ungenauigkeiten der Positionen der elektrischen Leiter in allen Koordinatenrichtungen ausgleichen. Die Scherengreifer sind vorzugsweise entlang einer Rotationsachse durch den Antrieb der Aufnahmeeinheit in einen geöffneten oder einen geschlossenen Zustand versetzbar. Hierbei können die beiden Scherengreifer vorzugsweise eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen, wobei die beiden Greifer gleichzeitig oder unabhängig voneinander durch den Antrieb betätigbar sind. Hierzu kann die Aufnahmeeinheit auch mehrere Antriebe zum Ansteuern der jeweiligen Greifer aufweisen.
-
Alternativ können die Greifer als Lineargreifer ausgeprägt sein. Dabei kann der mindestens eine Antrieb der Aufnahmeeinheit die Greifer linear voneinander beabstanden und linear aufeinander zu bewegen. Hierdurch sind größere Greiferhübe realisierbar, durch welche auch auseinander stehende oder mehrere ungebündelte elektrische Leiter gegriffen und ortsfest gebündelt werden können.
-
Der mindestens eine elektrische Leiter kann besonders effizient durch die Aufnahmeeinheit ortsfest aufgenommen werden, wenn die Greifer Aufnahmeflächen aufweisen, wobei in einem geschlossenen Zustand der Greifer jeweils mindestens zwei Aufnahmeflächen eines Greifers einen Aufnahmeabschnitt zum ortsfesten Aufnehmen von elektrischen Leitern ausbilden. Insbesondere kann der elektrische Leiter im Bereich des jeweiligen Aufnahmeabschnitts durch die Aufnahmeflächen reibschlüssig oder kraftschlüssig zusammengedrückt und somit arretiert werden. Ein derart zwischen zwei Greifern aufgespannter elektrischer Leiter kann auch unter Krafteinwirkung der Bewegungseinheit schnell und effizient in ein Haltelement eingesetzt werden. Ein Verrutschen des elektrischen Leiters während eines derartigen „Verclipsens“ kann vermieden werden.
-
Durch das Zusammenführen der Greiferfinger wird der jeweilige Greifer der Aufnahmeeinheit in einen geschlossenen Zustand versetzt. Ein Öffnen der Greiferfinger bzw. ein Auseinanderführen der Greiferfinger versetzt den jeweiligen Greifer in einen geöffneten Zustand.
-
Bevorzugterweise können die Aufnahmeflächen bzw. Kontaktfläche abgerundet sein, sodass aus Sicht des elektrischen Leiters eine geringere Variation des Scherenwinkels resultiert. Der mindestens eine elektrische Leiter kann vorzugsweise zwischen den beiden Greifern mittig in das Halteelement hineingesetzt werden.
-
Der mindestens eine elektrische Leiter kann flexibel aufgenommen werden, wenn die Greifer der Aufnahmeeinheit gleichzeitig oder nacheinander in einen geschlossenen und/oder in einen geöffneten Zustand versetzbar sind. Die Aufnahmeeinheit kann technisch einfach ausgestaltet sein, wenn beide Greifer gleichzeitig durch den Antrieb angesteuert werden.
-
Alternativ oder zusätzlich können die Greifer unabhängig voneinander bzw. nacheinander in einen geschlossenen oder geöffneten Zustand versetzt werden. Hierdurch kann der elektrische Leiter an einem Greifpunkt von einem ersten Greifer aufgenommen und anschließend in einem zweiten Schritt von einem zweiten Greifer an einem zweiten Greifpunkt aufgenommen und fixiert werden. Vor dem Aufnehmen des elektrischen Leiters durch den zweiten Greifer kann die Aufnahmeeinheit zum Spannen des elektrischen Leiters zwischen den Greifern bewegt werden. Durch die Bewegung können auch abgeknickte elektrische Leiter an zwei Greifpunkten ortsfest durch die Greifer aufgenommen werden. Hierzu kann die Bewegung auch Drehbewegungen der Aufnahmeeinheit aufweisen.
-
Der mindestens eine durch die Aufnahmeeinheit aufgenommene elektrische Leiter kann besonders fest zwischen den beiden Greifern positioniert werden, wenn die Aufnahmeeinheit Anschläge zum Arretieren der Greifer in dem geschlossenen Zustand aufweist. Insbesondere können die Anschläge die Greiferfinger aufeinander pressen und somit den Greifer nach dem Schließen festhalten. Die Anschläge können als Bestandteil des mindestens einen Antriebs der Aufnahmeeinheit ausgeführt sein.
-
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen die Greifer der Aufnahmeeinheit jeweils mindestens zwei Ausrichtungsflächen auf, wobei die Ausrichtungsflächen dazu eingerichtet sind, elektrische Leiter bei einem Versetzen der Greifer von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand auf die Aufnahmeflächen zu verschieben. Beispielsweise können die Ausrichtungsflächen aus einer oder mehreren geraden Flächenabschnitten bestehen, welche in den Aufnahmeflächen münden. Jeder Greiferfinger kann vorzugsweise mindestens eine Ausrichtungsfläche aufweisen. Die Ausrichtungsfläche kann mehrere unterschiedlich stark angewinkelte Abschnitte aufweisen oder eine gerundete Form aufweisen. Beispielsweise kann ein Greiferfinger mindestens eine Ausrichtungsfläche oberhalb der Aufnahmefläche und mindestens eine Ausrichtungsfläche unterhalb der Aufnahmefläche aufweisen. Die oberhalb der Aufnahmefläche angeordnete Ausrichtungsfläche verläuft in einem dem Antrieb der Aufnahmeeinheit zugewandten Abschnitt des Greiferfingers. Die jeweiligen Ausrichtungsflächen können unterschiedliche oder gleiche Winkel aufweisen. Insbesondere können mehrere ineinander übergehende Ausrichtungsflächen vorgesehen sein, die unterschiedliche Winkel aufweisen.
-
Ein elektrischer Leiter kann somit durch eine erste Ausrichtungsfläche aufgesammelt werden, wobei durch einen geringen Winkel der Ausrichtungsfläche der elektrische Leiter nur geringfügig vertikal abgelenkt wird. Der elektrische Leiter kann anschließend an eine zweite Ausrichtungsfläche übergeben werden, die einen größeren Anstellwinkel gegenüber der ersten Ausrichtungsfläche aufweist. Hierbei kann der elektrische Leiter vertikal bis in den Aufnahmeabschnitt der Greifer versetzt werden. Die Greiferfinger eines Greifers können hierbei identische gespiegelte oder voneinander unterschiedliche Formen aufweisen, die durch die Aufnahmeflächen und die mindestens eine Ausrichtungsfläche geprägt sind.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Aufnehmen und Positionieren von elektrischen Leitern, insbesondere durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bereitgestellt.
-
In einem Schritt werden Messdaten von mindestens einem elektrischen Leiter eines Stators durch mindestens einen optischen Sensor ermittelt. Der mindestens eine optische Sensor ist vorzugsweise datenleitend mit einer Steuereinheit verbunden. Durch eine Steuereinheit können die ermittelten Messdaten ausgewertet und Verläufe der elektrischen Leiter in den Messdaten identifiziert werden. Der mindestens eine optische Sensor kann auf einer Halterung oder auf der Vorrichtung angeordnet sein.
-
An jedem elektrischen Leiter wird mindestens ein Greifpunkt bestimmt. Die Koordinaten des mindestens einen Greifpunkts werden durch die Steuereinheit an die Vorrichtung übertragen. Insbesondere können die Greifpunkte derart abhängig von einer Anordnung von Halteelementen bestimmt werden, dass die Aufnahmeeinheit den mindestens einen elektrischen Leiter mittig zwischen den beiden Greifern in ein Halteelement einsetzen kann.
-
Die Aufnahmeeinheit der Vorrichtung wird mit in einen geöffneten Zustand versetzten Greifern durch eine Bewegungseinheit an den mindestens einen Greifpunkt angeordnet und der mindestens eine elektrische Leiter durch Versetzen der Greifer in einen geschlossenen Zustand ortsfest aufgenommen. Anschließend wird der mindestens eine durch die Greifer der Aufnahmeeinheit an zwei Positionen ortsfest aufgenommene elektrische Leiter durch die Vorrichtung in einem Abschnitt des elektrischen Leiters zwischen den Greifern in das Halteelement eingesetzt.
-
Durch das Verfahren kann ein sogenanntes Verclipsen von elektrischen Leitungen eines Stators automatisiert durch die Vorrichtung ausgeführt werden. Hierfür können zunächst die als Kupferdrähte ausgeführten elektrischen Leitungen digital erfasst werden. Das Erfassen der elektrischen Leitungen kann einen oder mehrere Filter-Schritte und Verarbeitungsschritte durch die Steuereinheit aufweisen, die dazu dienen, die elektrischen Leiter aus den Messdaten zu extrahieren. Es werden an den extrahierten elektrischen Leitern Greifpunkte für die Ansteuerung der Vorrichtung durch die Steuereinheit bestimmt. Diese Positionen der Greifpunkte können in ein Koordinatensystem der Vorrichtung transformiert und über eine Schnittstelle an die Vorrichtung übertragen werden. Die Vorrichtung kann mit Hilfe der empfangenen Koordinaten den elektrischen Leiter an zwei Punkten ortsfest aufnehmen und zwischen den beiden Greifpunkten in die Halteelemente bzw. sogenannte Clipse des Stators oder eines Werkstückträgers einsetzen.
-
Nach dem Einsetzen des elektrischen Leiters können die Greifer erneut geöffnet und ein weiterer elektrischer Greifer durch die Bewegungseinheit angesteuert werden. Somit können alle elektrischen Leiter des Stators durch die Vorrichtung nacheinander in den Halteelementen positioniert werden. Die optische Erkennung der elektrischen Leiter kann hierbei im Vorfeld erfolgen. Ein erneutes Erfassen der elektrischen Leiter kann bei Bedarf oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen wiederholt werden.
-
Nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden die Messdaten der elektrischen Leiter der Komponente durch einen Kamerasensor und/oder einen optischen Liniensensor und/oder einen optischen Punktsensor ermittelt. Die digitale Erfassung der elektrischen Leiter kann hierdurch mittels einer 2D oder 3D-Kamera oder eines Lasersensors erfolgen. Der Lasersensor kann als ein Punktlaser oder Linienlaser ausgestaltet sein und Strahlen beispielsweise im infraroten oder ultravioletten Wellenlängenbereich emittieren. Der als Lasersensor ausgestaltete optische Sensor kann vorzugsweise auf der Vorrichtung angeordnet sein und den Weg der Aufnahmeeinheit abtasten. Der als Kamerasensor ausgeführte optische Sensor kann hierbei den Stator mit den elektrischen Leitungen ortsfest überwachen und beispielsweise an einer erhöhten Position ortsfest angeordnet sein.
-
Die Ansteuerung der Vorrichtung kann technisch besonders einfach ausgestaltet sein, wenn der mindestens eine Greifpunkt anhand eines Abstands von einem Mittelpunkt des Stators bestimmt wird. Der Abstand kann derart bemessen sein, dass der elektrische Leiter in einem durch zwei Greifer aufgenommenen Zustand zwischen den Greifern in das Halteelement einsetzbar ist.
-
Der mindestens eine elektrische Leiter kann besonders effizient in das Halteelement eingesetzt werden, wenn der mindestens eine elektrische Leiter zwischen den Greifern der Aufnahmeeinheit gespannt aufgenommen wird. Hierdurch kann insbesondere ein vertikaler Versatz bei einem Einsetzen des elektrischen Leiters in das Halteelement verhindert und der vertikale Weg der Bewegungseinheit verringert werden.
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform,
- 2a, 2b perspektivische Darstellungen einer Aufnahmeeinheit gemäß einer Ausführungsform,
- 3a, 3b perspektivische Darstellungen eines Greifers einer Aufnahmeeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
- 4a-d ermittelte Messdaten eines optischen Sensors in Form von Bildern zum Veranschaulichen einer Auswertung der Messdaten durch eine Steuereinheit.
-
In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
-
In der 1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung 100 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Die Anordnung 100 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet, einen Stator 20 eines elektrischen Antriebs mit einer Vielzahl von elektrischen Leitungen 21, 22 aufzunehmen.
-
Die Vorrichtung 10 ist als ein Industrieroboter ausgestaltet und weist eine Bewegungseinheit 11 in Form eines Roboterarms und eine endseitig an der Bewegungseinheit 11 angeordnete Aufnahmeeinheit 12 auf. Die Aufnahmeeinheit 12 weist zwei voneinander beabstandete Greifer 13 auf.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Greifer 13 als Scherengreifer ausgeführt, die in einem geschlossenen Zustand einen elektrischen Leiter 22 ortsfest aufgenommen haben und in einem Halteelement 50 positionieren.
-
Die Greifer 13 der Aufnahmeeinheit 12 werden durch einen gemeinsamen Antrieb 15 in einen geöffneten Zustand oder einen geschlossenen Zustand versetzt.
-
Des Weiteren weist die Anordnung 100 einen optischen Sensor 30 auf, welcher in Form einer 2D-Kamera ausgeführt ist. Der optische Sensor 30 ist an einer erhöhten Position an einem Profil 40 befestigt. Hierdurch kann der optische Sensor 30 alle elektrischen Leiter 21, 22 des Stators 20 aufzeichnen. Der mindestens eine optische Sensor 30 kann alternativ oder zusätzlich als eine 3D-Kamera und/oder als ein Linienscanner ausgestaltet sein.
-
Eine Steuereinheit 60 ist mit dem optischen Sensor 30 datenleitend verbunden. Hierdurch können die ermittelten Messdaten des optischen Sensors 30 von der Steuereinheit 60 empfangen und ausgewertet werden.
-
Des Weiteren kann die Steuereinheit 60 über eine Schnittstelle 61 mit der Vorrichtung 10 kommunizieren. Insbesondere können Koordinaten zum Ansteuern der Vorrichtung 10 über die Schnittstelle 61 übertragen werden. Die Übertragung von Koordinaten und Steuerbefehlen kann beispielsweise über eine TCP-Verbindung erfolgen.
-
Zum Steigern der Genauigkeit der Vorrichtung 10 kann diese einen zusätzlichen optischen Sensor 31 aufweisen, welcher in Form eines Lasersensors ausgeführt ist. Der Lasersensor 31 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel am Antrieb 15 der Aufnahmeeinheit 12 positioniert. Hierdurch kann beispielsweise eine Höhe der Greifer 13 ermittelt und zum Regeln des Betriebs der Vorrichtung 10 eingesetzt werden. Hierzu ist die Steuereinheit 60 auch mit dem zweiten optischen Sensor 31 datenleitend verbunden.
-
Die 2a und 2b zeigen perspektivische Darstellungen einer Aufnahmeeinheit 12 gemäß einer Ausführungsform. Die Greifer 13 der Aufnahmeeinheit 12 sind hier ebenfalls als Scherengreifer ausgeführt. In der 2a sind die Greifer 13 in einem geöffneten Zustand und in der 2b in einem geschlossenen Zustand dargestellt.
-
Die Greifer 13 werden durch den Antrieb 15 geöffnet und geschlossen. Der Antrieb 15 ist ein Linearantrieb, welcher die jeweiligen Greiferfinger 16, 17 endseitig auslenken kann. Es sind jeweils zwei Greiferfinger 16, 17 über eine Rotationsachse R miteinander drehbar verbunden. Somit werden die Greiferfinger 16, 17 durch Betätigen des Antriebs 15 geöffnet oder geschlossen. Jeder Greifer 13 weist jeweils zwei Greiferfinger 16, 17 auf, die über die Rotationsachse R miteinander drehbar verbunden sind.
-
Die Greiferfinger 16, 17 weisen Aufnahmeflächen 70 auf, welche im geschlossenen Zustand der Greiferfinger 16, 17 einen Aufnahmebereich 71 zum ortsfesten Aufnehmen von elektrischen Leitern 22 ausbilden. Die Aufnahmeflächen 70 sind im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet. Im geschlossenen Zustand der Greifer 13 wird ein Aufnahmebereich 71 ausgebildet, welcher kleiner ist der aufzunehmende elektrische Leiter 22, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 22 und dem Aufnahmebereich 71 entsteht.
-
Im geschlossenen Zustand der Greifer 13 werden Anschläge 80, 81 des Antriebs 15 gegen die Greiferfinger 16, 17 gepresst, um ein Lösen der Greiferfinger 16, 17 zu verhindern. Die Anschläge 80, 81 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel an jedem Greiferfinger 16, 17 angeordnet.
-
Die 3 zeigt perspektivische Darstellungen von zwei miteinander gekoppelten Greifern 14 einer Aufnahmeeinheit 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Greifer 14 weisen jeweils zwei Greiferfinger 18, 19 auf. Die Greiferfinger 18, 19 können linear voneinander beabstandet werden, sodass gegenüber den Scherengreifern 13 größere Greiferhübe H möglich sind. Im Unterschied zu den bereits dargestellten Greiferfingern 16, 17, weisen die Greiferfinger 18, 19 hier Ausrichtungsflächen auf, welche in die Aufnahmeflächen 70 übergehen. Jeder Greiferfinger 18, 19 weist eine in vertikaler Richtung V unterhalb der Aufnahmefläche 70 angeordnete erste Ausrichtungsfläche 72 auf. In vertikaler Richtung V oberhalb der Aufnahmefläche 70 erstreckt sich eine zweite Ausrichtungsfläche 73, welche in eine dritte Ausrichtungsfläche 74 übergeht. Die erste Ausrichtungsfläche 72 und die dritte Ausrichtungsfläche 74 erstrecken sich gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem kleineren Winkel A als ein Winkel B der zweiten Ausrichtungsfläche 73. Hierdurch kann ein elektrischer Leiter 22 durch die erste Ausrichtungsfläche 72 aufgenommen werden, wobei eine kontinuierliche Auslenkung des elektrischen Leiters 22 in vertikaler Richtung V bei einem Schließen der Greifer 14 umgesetzt wird. Mit zunehmend verringertem Greiferhub H wird der elektrische Leiter 22 in den Aufnahmebereich 71 ausgelenkt.
-
Analog verhält es sich mit elektrischen Leitern 22, welche von der dritten Ausrichtungsfläche 74 initial kontaktiert werden. Hier wird der elektrische Leiter 22 geringfügig ausgelenkt, sodass die Greifer 14 schließen können, bevor der elektrische Leiter 22 an die zweite Ausrichtungsfläche 73 übergeben wird, um eine stärkere vertikale Verschiebung des elektrischen Leiters 22 in den Aufnahmeabschnitt 71 zu ermöglichen.
-
In der 4a bis 4d sind ermittelte Messdaten des optischen Sensors 30 in Form von Bildern zum Veranschaulichen einer Auswertung der Messdaten durch die Steuereinheit 60 veranschaulicht. Hierbei wird insbesondere die Erkennung der elektrischen Leiter 21, 22 sowie die Festlegung von Greifpunkten G verdeutlicht.
-
Die 4a zeigt eine aufgezeichnete Sequenz bzw. ein Bild von dem in 1 gezeigten Stator 20 mit den aus dem Stator 20 hinausragenden elektrischen Leitern 21, 22. Das Bild liegt in Form von Messdaten vor und wird an die Steuereinheit 60 übergeben, welche eine Auswertung durchführt.
-
Die Messdaten werden in einen HSV-Farbraum zur optimierten Farbunterscheidung umgewandelt. Dieser Schritt ist in der 4b gezeigt. Anschließend werden nicht relevante Pixel aus den Messdaten entfernt und ein Schwarz-Weiß-Abbild erstellt, welches in der 4c dargestellt ist.
-
In dem in 4d dargestellten Abbild wurde der Stator 20 aus den Messdaten entfernt, sodass lediglich die elektrischen Leiter 21, 22 verbleiben. Anschließend wird ein Algorithmus zur Durchführung einer Clustererkennung, wie beispielsweise DBSCAN, ausgeführt, welche alle Pixel in Form einer Hauptschleife scannt. Wird ein weißer Pixel detektiert, so wird der jeweilige weiße Pixel markiert und anschließend die Nachbarpixel analog verarbeitet. Hierdurch werden alle miteinander verbundenen weißen Pixel zu zusammenhängenden Clustern geformt, welche jeweils einen elektrischen Leiter 21, 22 repräsentieren.
-
Anschließend wird ausgehend von einem Mittelpunkt M des Stators 20 ein Abstand C bestimmt, an welchem ein erster Greifer 13, 14 ansetzen muss, um den elektrischen Leiter 22 in einem Halteelement 50 positionieren zu können. Dieser Punkt ist der Greifpunkt G. Anhand der Anordnung des Mittelpunkts M und des Greifpunkts G wird auch ein Winkel der Aufnahmeeinheit 12 berechnet. Der Winkel wird zusammen mit den Koordinaten des Greifpunkts vom Koordinatensystem des optischen Sensors in ein Koordinatensystem der Vorrichtung 10 durch die Steuereinheit 60 transformiert und anschließend über die Schnittstelle 61 an die Vorrichtung 10 übertragen. Dieser Vorgang kann nacheinander für alle elektrischen Leiter 21, 22 und alle Halteelemente 50 ausgeführt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Anordnung
- 10
- Vorrichtung
- 11
- Bewegungseinheit
- 12
- Aufnahmeeinheit
- 13
- Greifer / Scherengreifer
- 14
- Greifer / Lineargreifer
- 15
- Antrieb der Greifer
- 16
- erster Greiferfinger
- 17
- zweiter Greiferfinger
- 18
- dritter Greiferfinger
- 19
- vierter Greiferfinger
- 20
- Stator
- 21
- elektrische Leitungen
- 22
- von der Aufnahmeeinheit aufgenommene elektrische Leitung
- 30
- erster optischer Sensor / Kamerasensor
- 31
- zweiter optischer Sensor / Lasersensor
- 40
- Halteprofil
- 50
- Halteelement
- 60
- Steuereinheit
- 61
- Schnittstelle
- 70
- Aufnahmefläche
- 71
- Aufnahmeabschnitt
- 72
- erste Ausrichtungsfläche
- 73
- zweite Ausrichtungsfläche
- 74
- dritte Ausrichtungsfläche
- 80
- Anschlag eines ersten Greifers
- 80
- Anschlag eines zweiten Greifers
- A
- kleiner Winkel einer Ausrichtungsfläche
- B
- großer Winkel einer Ausrichtungsfläche
- C
- Abstand vom Mittelpunkt
- G
- Greifpunkt / Greifposition
- H
- Greiferhub
- M
- Mittelpunkt des Stators
- R
- Rotationsachse der Scherengreifer
- V
- vertikale Richtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012208127 A1 [0002]
