DE102022110738B3 - METHOD FOR THE AUTOMATED WINDING OF A WINDING PART ON A WORKPIECE AND AUTOMATIC WRAPPING MACHINE - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein 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, 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 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.The present invention relates to a 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) to the workpiece (104) are applied 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) being in Direction of a middle piece (202) of the winding part (106) arranged between the wings (200) 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), 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), whereby the winding continues and the winding 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.
Description
Technisches GebietTechnical 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 TechnikState 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
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.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.
Die
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Beschreibung der ErfindungDescription 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 Mittelstück 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, wherein the winding head is moved in the direction of a middle piece of the winding part arranged between the wings along the first wing and is pivoted from a starting position into a first inclined position 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, whereby the winding continues and the wrapping tape is wound around the workpiece and the second wing, the winding head being moved away from the middle piece along the second wing and is pivoted from the second inclined position back to 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 Wickelbewegung 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 Winkelbeweglichkeit 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.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. Due 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.
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 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 in the pivoting position can essentially correspond to a position of the recess of 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 FigurenbeschreibungShort character description
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Darstellung eines Wickelautomaten gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 eine Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 a representation of an automatic winding machine according to an exemplary embodiment; -
2 a representation of 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 BeschreibungDetailed description
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
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
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
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
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 α schräg zum Flügel 200 und Werkstück 104 angestellt.The winding
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+β zurückgeschwenkt und steht somit um den Winkel -β schräg zum zweiten Flügel 200. Die Winkel α und β können dabei gleich oder verschieden sein. Die Winkel α und β können beispielsweise aufgrund eines asymmetrischen Wickelkopfs 112 unterschiedlich groß sein.When the
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 α angestellt, bis er wieder in der Ausgangsstellung steht.The winding movement is started again on the
Das Anstellen des Wickelkopfs 112 kann erfolgen, während der Wickelkopf 112 auf das Mittelstück 202 zu beziehungsweise von dem Mittelstück 202 wegbewegt 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
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
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
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
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 Wickelbewegung 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
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. 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.
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 Wegfallen eines Ein-/Ausfahr-Prozesses vom Produktträger in die Zelle optimiert. Dadurch lassen sich Halteteile wirtschaftlich anbringen.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 due to the elimination of an entry/exit process from the product carrier into the cell. This means that holding parts can be attached economically.
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.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
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.
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 100100
- WickelautomatChanging machine
- 102102
- Wickelbandwrapping tape
- 104104
- Werkstückworkpiece
- 106106
- AnwickelteilWinding part
- 108108
- Umwicklungwrapping
- 110110
- Wickelzentrumchanging center
- 112112
- Wickelkopfwinding head
- 114114
- Aussparungrecess
- 116116
- Rotorrotor
- 118118
- BandrollenhalterTape roll holder
- 120120
- BandrolleRoll of tape
- 122122
- KugelgelenkBall joint
- 124124
- Halterungbracket
- 126126
- Gestell frame
- 200200
- Flügelwing
- 202202
- MittelstückCenterpiece
Claims (13)
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- 2022-05-02 DE DE102022110738.8A patent/DE102022110738B3/en active Active
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- 2023-04-20 WO PCT/EP2023/060218 patent/WO2023213549A1/en unknown
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WO2023213549A1 (en) | 2023-11-09 |
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