DE3820636A1 - Vorrichtung zum kontaktieren und verlegen von leitungen - Google Patents

Description

Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von Leitungen mittels einer mehrachsigen Positio­ niereinheit, bei der das Kabel in einem Verlegerohr ge­ führt ist, und von einer Vorschubeinheit vorgeschoben wird.

Bislang ist keine praxisgerechte Vorrichtung zum automati­ sierten Kontaktieren und Verlegen von Leitungen insbeson­ dere mit sog. Crimpkontakten bekannt. Lediglich Pilotan­ lagen sind vereinzelt bekannt geworden, die sich jedoch in der industriellen Praxis nicht durchgesetzt haben.

Bei den Pilotanlagen der Firmen UNIMATION und VEKTRONICs treten insbesondere Probleme beim Speichern der Kabel mit angeschlagenem Crimpkontakt und im Handhaben der (biege­ schlaffen) Kabel auf.

Lediglich für die Herstellung von Kabelbäumen mit "Schneid/Klemm-Verbindern" unter Verwendung von Kabel­ trommeln sind praxisgerechte Lösungen durch Anmeldungen dieser Anmelderin bekannt geworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine praxisge­ rechte Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von Lei­ tungen mittels einer mehrachsigen Positioniereinheit anzu­ geben, bei der keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der Kabelkontakte gegeben sind, d.h. eine Vorrichtung, die nicht nur die Herstellung von Kabelbäumen mit sog. Schneid/Klemm-Verbindern, sondern auch die Herstellung von Kabelbäumen beispielsweise mit sog. Crimpkontakten erlaubt. Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Überraschenderweise gelingt eine Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß von einer Vorrichtung ausgegangen wird, wie sie in Anmeldungen der selben Anmelderin, in denen die Herstellung von Kabelbäumen in Schneid/Klemmtechnik im Vordergrund steht, beschrieben sind, und diese gattungsge­ mäße Vorrichtung durch die Kombination folgender Merkmale weitergebildet wird:

• - die Vorrichtung weist einen Backengreifer auf, dessen Greiferbacken in der Backenebene verlaufende Ausnehmungen aufweisen, die das Verlegerohr bilden,
• - die Vorschubeinheit ist in die Greiferbacken inte­ griert und umsteuerbar,
• - an den Enden des Verlegerohrs sind Formelemente vorge­ sehen, die beim Einziehen des Kabels in das Verlegerohr einen Kontakt zentrieren.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet:

Beispielsweise kann gemäß Anspruch 2 das Verlegerohr eine Aufweitung aufweisen, die zur Wirrgut-Speicherung des Kabels dient. Diese Aufweitung ist bevorzugt "birnenför­ mig" ausgebildet.

Ferner sind gemäß Anspruch 4 beidseits der Aufweitung je eine Vorschubeinheit vorgesehen.

Weiterhin kann nach Anspruch 5 in Vorschubrichtung des Kabels vor dem Verlegerohr eine weitere Einheit mit einer weiteren Vorschubeinheit und einer Kabel-Ablängeinheit vorgesehen, und der Backengreifer gegenüber der weiteren Einheit schwenkbar sein (Anspruch 5).

Diese weitere Einheit kann gemäß Anspruch 6 zusätzlich eine Kabel-Klemmeinheit aufweisen.

Ferner können die Vorschubeinheiten ein Reibrad und ein angetriebenes Rad aufweisen, das mittels einer Beaufschla­ gungseinheit in Richtung auf das Reibrad beaufschlagbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:

Fig. 1a und 1b verschiedene Ansichten eines ersten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 2a und 2b verschiedene Ansichten eines zweiten Aus­ führungsbeispiels.

Beide Ausführungsbeispiele weisen übereinstimmend einen Werkzeugwechselflansch 1 und einen Parallelbackengreifer 5 auf.

Der Werkzeugwechselflansch 1 ist in an sich bekannter Weise die Schnittstelle zwischen einer Handhabungs- bzw. Positioniereinrichtung, beispielsweise einem Industriero­ boter, und dem eigentlichen Werkzeug und sorgt für die Übertragung der (elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen) Energie sowie für die Übertragung der ver­ schiedenen Steuersignale von der Steuerung zum Werkzeug bzw. der Sensorsignale vom Werkzeug zur Steuerung.

Der Parallelbackengreifer 5 weist zwei Greiferbacken 5′ und 5′′ auf, die bei an einem Zwischenflansch 51 angelenkt sind. Jeder Greiferbacken weist eine "senkrecht zur Bewe­ gungsrichtung" der Backen verlaufende Ausnehmung 52′ bzw. 52′′ auf, die ein Verlegerohr 520 bilden, dessen Durch­ messer größer als der Durchmesser des größten zu verlegen­ den Kabels ist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Ausnehmungen 52 etwa mittig eine "birnenförmige" Auf­ weitung 53, deren Funktion noch erläutert wird. Beidseits der Aufweitung 53 sind Kabel-Vorschubeinheiten 54 (mit ′ und ′′ bezeichnet) vorgesehen, die jeweils aus einem in einem Greiferbacken angeordneten Reibrad 55 und einem von einem umsteuerbaren Elektromotor 56 angetriebenen An­ triebsrad 57 bestehen, das von einem Pneumatikzylinder 58 in Richtung auf das "Verlegerohr" vorspannbar ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Vorschubeinheit 54 vorgesehen, bei der exemplarisch als Verbindung zwischen dem Motor 56 und dem Antriebsrad 57 ein Keilriemen 59 dargestellt ist.

Ferner sind bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs­ beispiel eine weitere Einheit mit einem Kabelführungsrohr 20 vorgesehen, die aus einer Kabel-Klemmeinheit 2 mit einem Klemmelement 21, einer weiteren Kabel-Vorschubein­ heit 3, die ebenfalls Elemente 55 bis 59 aufweisen kann, und einer Ablängeinheit 4 mit einem beispielsweise von einer Pneumatikeinheit 41 betätigbaren Ablängelement 42 mit einem Gegenelement 43 besteht.

Die Kabel-Klemmeinheit 2 dient zum Festklemmen eines nicht dargestellten Kabels, so daß dieses nicht durch die Bewe­ gung des Werkzeugs herausgezogen werden kann.

Die Ablängeinheit 4 dient zum Abschneiden des Kabels an einer definierten Stelle, während die Vorschubeinheit 3 zum Fördern des Kabels in der weiteren Einheit dient.

Der Parallelbackengreifer 5 ist bei dem in Fig. 2 gezeig­ ten Ausführungsbeispiel mittels eines Hubzylinders 7 ge­ genüber der weiteren Einheit um wenigstens 90° schwenkbar.

Die Enden des Verlegerohrs 520 weisen bei beiden Ausfüh­ rungsbeispielen (teilbare) Formelemente 8 auf, die das "zentrierte" Einziehen eines Kontakts, beispielsweise eines Crimpkontakts erlauben. Die Formelemente 8 können beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanzführung aus­ tauschbar sein, um durch das Einwechseln entsprechender "kontaktspezifischer Formelemente" auch Kabelbäume mit unterschiedlichen Kontaktelementen montieren zu können. Durch entsprechende Gestaltung der Formelemente 8, die insbesondere über die Kontur der Greifer vorspringen kön­ nen, ist es möglich, auch komplizierte mehrpolige Stecker ohne Kollisionsprobleme zu bestücken.

Im folgenden soll zunächst ein Verlegevorgang mit dem in Fig. 1 dargestellten Werkzeug und dann mit dem in Fig. 2 dargestellten Werkzeug beschrieben werden:

Dabei soll bei beiden Werkzeugen davon ausgegangen werden, daß ein Industrieroboter, ein Werkzeugmagazin mit Werkzeu­ gen, ein Verlegebrett mit Verlegehilfen und Steckergehäu­ sen sowie eine Anschlagmaschine mit an sich bekannter Aus­ bildung zur Verfügung stehen.

1. Ausführungsbeispiel

Der Roboter wechselt das Werkzeug über den Wechselflansch 1 aus einem Magazin ein und positioniert dieses vor einer Kabelzuführungseinheit mit an sich bekannter Ausbildung.

Bei geschlossenem Parallelbackengreifer 5 wird das Kabel in das gebildete Verlegerohr 520 eingeführt. Durch Betäti­ gung des Pneumatikzylinders 58 wird das Kabel zwischen Reibrad 55′ und Gegenrolle 57 eingeklemmt. Bei nicht ein­ geschaltetem Motor 56′′ ist das Kabel hierdurch in seiner Lage fixiert.

Über den in der Zeichnung rechts befindlichen nicht näher dargestellten Elektromotor 56′ wird das Kabel von der Speicherspitze her in den Speicher 57 eingelagert. Dies geschieht dadurch, daß der Pneumatikzylinder 58 die An­ triebsrolle 57 gegen das Reibrad 55 preßt und der Elektro­ motor 56 zugeschaltet wird.

Bedingt durch die Form der "birnenförmigen" Aufweitung legt sich das vorgeschobene Kabel an die Wandung der Auf­ weitung an. Wenn sich die gewünschte Kabellänge in dem Werkzeug befindet, wird das Kabel in der nicht gezeigten Kabelbereitstellungseinrichtung abgeschnitten.

Anschließend wird das Kabel noch so weit gefördert, daß es noch ein definiertes Stück aus dem Werkzeug herausragt.

Die Positioniereinheit verfährt nun mit dem Werkzeug und dem in dem Werkzeug gespeicherten Kabel zu einer Abiso­ liermaschine, die die beiden aus dem Verlegerohr heraus­ ragenden Kabelenden abisoliert. Die abisolierten Kabelen­ den werden anschließend mit Kontakten, insbesondere Crimp­ kontakten versehen.

Nun werden die beiden Elektromotore 56 der Vorschubeinhei­ ten 54 zugeschaltet und die beiden Kabelenden mit den Crimpkontakten in die Formelemente 8 an den Enden des Verlegerohrs hineingezogen.

Der Roboter verfährt nun zum ersten Steckergehäuse und fügt den zentrierten Kontakt. Durch den auf dieser Seite angeordneten Elektromotor wird der Kontakt vollständig eingeschoben. Um sicherzustellen, daß der Kontakt im Stek­ kergehäuse eingerastet ist, wird die Drehrichtung des Motors umgesteuert, so daß eine Zugkraft auf das Kabel wirkt. Beispielsweise durch die Stromaufnahme des Motors kann erkannt werden, ob der Kontakt im Steckergehäuse eingerastet ist.

Der Roboter verlegt nun das Kabel entsprechend der ihm vorgegebenen Bahn. Zum Verlegen kann das Werkzeug von dem Roboter um 90° gekippt werden, so daß das Verlegerohr senkrecht zum Verlegebrett steht.

Während des Verlegevorgangs wird der zugeordnete Förderme­ chanismus entspannt, so daß das Kabel aus dem Speicher herausgezogen wird.

Der Fügevorgang beim zweiten Kabelende erfolgt dann wie vorstehend beschrieben.

Nach dem Fügen beider Kontakte wird der Greifer geöffnet, so daß sich das Verlegerohr entlang seiner Längsachse öffnet und das Kabel freigibt.

Der Roboter kann nun ein neues Kabel aufnehmen oder ein neues gleichartiges Werkzeug einwechseln, in dem in dem Bereitstellungsmagazin bereits ein Kabel eingezogen worden ist.

2. Ausführungsbeispiel

Zuerst wechselt der Roboter das Werkzeug ein, bei dem sich bereits ein Kabel im Kabelschacht der "weiteren Einheit" befindet, das durch die Kabelklemmeinheit 2 am Herausrut­ schen aus dem Schacht gehindert wird.

Nun wird der Pneumatikzylinder der Kabelvorschubeinheit 3 betätigt, so daß das Antriebsrad an das Reibrad angepreßt wird. Durch Ansteuern des Elektromotors wird das Kabel durch die Ablängeinheit in das Verlegerohr des Greifers 5 gefördert. Der Durchmesser des Verlegerohrs ist so bemes­ sen, daß das Kabel im Verlegerohr Spiel hat.

Nachdem das Kabel ein definierte Stück gefördert worden ist, erreicht das vordere Kabelende die Vorschubeinheit im Parallelbackengreifer, die das Kabel so weit vorschiebt, daß es ein definiertes Stück aus dem Verlegerohr ragt.

Der Roboter verfährt nun zu einer Abisolier- und Anschlag­ maschine, die das überstehende Kabelende mit einem Kontakt versieht. Durch Umsteuern des Elektromotors wird der Kon­ takt in das Formelement eingezogen und zentriert.

Anschließend verfährt der Roboter zu einem ersten Stecker­ gehäuse und fügt den zentrierten Kontakt. Durch den auf dieser Seite angeordneten Elektromotor wird der Kontakt vollständig eingeschoben. Um sicherzustellen, daß der Kontakt im Steckergehäuse eingerastet ist, wird die Dreh­ richtung des Motors umgesteuert, so daß eine Zugkraft auf das Kabel wirkt. Beispielsweise durch die Stromaufnahme des Motors kann erkannt werden, ob der Kontakt im Stecker­ gehäuse eingerastet ist.

Der Fügevorgang kann sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Lage des Verlegevorgangs durchgeführt werden. Dabei ist es möglich, den Greifer gegenüber der weiteren Einheit entsprechend zu "kippen".

Der Roboter verlegt nun das Kabel entsprechend der ihm vorgegebenen Bahn. Dabei wird das Kabel durch das Werkzeug "durchgezogen".

Nach dem Verlegen wird das Kabel durch den Klemmechanismus 2 festgeklemmt und durch die Ablängeinrichtung 3 abge­ schnitten.

Das Kabel ist dabei durch die Vorschubeinheit 4 in dem Greifer in seiner Lage gesichert und wird soweit geför­ dert, daß es ein definiertes Stück aus dem Verlegerohr herausragt. Das Kabel wird nun wie zuvor beschrieben mit einem Kontakt versehen; dieser Kontakt wird anschließend durch Umsteuern des Elektromotors wiederum "zentriert".

Der sich anschießende Fügevorgang wird ebenfalls mit einem "Zugtest" abgeschlossen. Nach Beendigung des Fügevorgangs wird der Greifer geöffnet und so das Kabel freigegeben.

Anschließend kann das nächste Kabel in gleicher Weise verlegt werden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Kontaktieren und Verlegen von Leitun­ gen mittels einer mehrachsigen Positioniereinheit, bei der das Kabel in einem Verlegerohr geführt ist und von einer Vorschubeinheit vorgeschoben wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• - die Vorrichtung weist einen Backengreifer auf, dessen Greiferbacken in der Backenebene verlaufende Ausnehmungen aufweisen, die das Verlegerohr bilden,
• - die Vorschubeinheit ist in die Greiferbacken inte­ griert und umsteuerbar,
• - an den Enden des Verlegerohrs sind Formelemente vorge­ sehen, die beim Einziehen des Kabels in das Verlegerohr einen Kontakt zentrieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlegerohr eine Aufwei­ tung aufweist, die zur Wirrgut-Speicherung des Kabels dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitung "birnenförmig" ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits der Aufweitung eine Vorschubeinheit vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Vorschubrichtung des Kabels vor dem Verlegerohr eine weitere Einheit mit einer weite­ ren Vorschubeinheit und einer Kabel-Ablängeinheit vorge­ sehen ist, und daß der Backengreifer gegenüber der weiteren Einheit schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einheit zusätzlich eine Kabel-Klemmeinheit aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinheiten ein Reibrad und ein angetriebenes Rad aufweisen, das mittels einer Beaufschlagungseinheit in Richtung auf das Reibrad vorspannbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungseinheit ein Pneumatikzylinder ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein umsteuerbarer Elektromotor das angetriebene Rad antreibt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Backengreifer ein Paral­ lelbackengreifer ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des durch die Greiferbacken gebildeten Verlegerohrs Formelemente zur Zentrierung der Kontakte vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente austauschbar sind.