Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen, insbesondere in Crimptechnik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-A-36 08 243 bekannt. Aus der EP-A-8155 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welchen da Verlegebrett drehbar ist, wobei die Drehbewegung dem Abwurf eines fertiggestellten Kabelbaumes und entsprechender Verlegehilfen dient.
Bei der Kabelbaummontage werden derzeit auch bei der industriellen Fertigung die meisten Arbeitsgänge manuell durchgeführt. Zwar sind vereinzelt Pilotanlagen bekannt geworden, bei denen die Verlegung der Kabel mit Hilfe eines Industrieroboters erfolgt; insbesondere zur Herstellung von Kabelbäumen in der sogenannten Crimptechnik ist jedoch kein System bekannt, bei dem sämtliche Arbeitsvorgänge zumindest prinzipiell automatisierbar sind:
Zwar gibt es starr automatisierte Konfektioniermaschinen bzw. Anschlagvorrichtungen, mit denen Kabel abgelängt und ein- oder beidseitig mit Crimpkontakten versehen werden können. Alle auf die Konfektionierung folgenden Arbeitsgänge werden jedoch in der Regel manuell durchgeführt.
Bei den vereinzelt bekannt gewordenen Pilotanlagen ist insbesondere die Steckermontage sehr zeitintensiv, wobei die Verfügbarkeit gering ist. Insbesondere wird bei diesen Pilotanlagen zuerst der Kontakt (ein- oder beidseitig)
angeschlagen und dann erst die Leitung automatisch verlegt, wobei die Kontakte in das Steckergehäuse eingeführt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen insbesondere in Crimptechnik, d. h. von Kabelbäumen, die wenigstens teilweise mit sogenannten Crimpkontakten versehen sind, anzugeben, bei dem bei hoher Verfügbarkeit sämtliche Arbeitsschritte automatisierbar sind.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet. Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, abweichend von der bisherigen Vorgehensweise die Aufnahmevorrichtungen für die Steckergehäuse nicht auf der eigentlichen Arbeitsfläche des Verlegebretts anzuordnen, sondern auf einer Begrenzungsfläche. Auf der eigentlichen Arbeitsfläche des Verlegebretts werden lediglich die in bekannter Weise ausgebildeten Verlegehilfen angeordnet. Aufgrund dieses Grundgedankens der Erfindung ist es möglich, die für eine vollautomatisierte Herstellung eines Kabelbaums unbedingt erforderliche Vorrichtung, nämlich die sogenannte Anschlagvorrichtung "ortsfest" anzuordnen und die einzelnen Kabel in den Bereich der Anschlagvorrichtung jeweils durch eine Bewegung des Verlegebrettes zu überführen. Durch den erfindungsgemäßen Grundgedanken, gemäß dem sich die verschiedenen Einrichtungen in "einer Flucht" befinden, ist keine mehrachsige Positioniereinrichtung erforderlich. Damit ist es insbesondere nicht erforderlich, daß beispielsweise ein Industrieroboter die Anschlagvorrichtung führt, so daß aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer entsprechenden arbeitenden Vorrichtung (Ansprüche 9 ff.) auf einen aufwendigen Industrieroboter, der schwere Werkzeuge positionieren kann, verzichtet werden kann.
Dabei ist es insbesondere möglich, für das Verlegen der Kabel vollständig auf die Mitwirkung eines Industrieroboters (d.h. einer mehrachsigen Positioniereinrichtung) zu verzichten und bei ortsfsester Abisolier- und Anschlagmaschine die Kabel mit einem in zwei Richtungen beweglichen Verlegewerkzeug, beispielsweise einer sogenannten Verlegedüse und einer Bewegung des Verlegebretts in zwei Richtungen zu verlegen (Anspruch 2).
Lediglich bei Verwendung von Steckertypen, bei denen ein Einschieben des mit einem Kontakt versehenen Kabels in das Steckergehäuse aus nur einer Richtung möglich ist, kann es erforderlich sein, ein Verlegewerkzeug zu verwenden, das von einer mehrachsigen Positioniereinrichtung geführt wird. Diese Positioniereinrichtung überführt das Kabel zunächst in den Bereich der Anschlagmaschine (Anspruch 4) und steckt anschließend das mit einem Kontakt versehene Kabel in das Steckergehäuse ein.
Selbstverständlich ist es aber sowohl bei Verwendung eines ortsfesten Verlegewerkzeuges, wie einer Verlegedüse, als auch bei Verwendung eines von einem Industrieroboter geführten Verlegewerkzeugs und entsprechender Steckertypen möglich, das Kabel zunächst durch den Anschluß des Steckergehäuses zu stecken und anschließend in den Bereich einer ortsfest angeordneten Abisolier- und Anschlagvorrichtung zu überführen. Das mit einem Kontakt versehene Kabel wird dann durch Zurückziehen in den Stecker "eingesteckt".
Auch das Abbinden der Kabel auf dem Verlegebrett kann mit einem ortsfest angeordneten Abbindewerkzeug oder mit einem von einem Industrieroboter geführten Verlegewerkzeug erfolgen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:
Bei dem in den Figuren 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Verlegebrett 1 in x- und y-Richtung beweglich angeordnet. Dabei ist ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens die von der x- und der y-Richtung aufgespannten Ebene eine bezogen auf ein ortsfestes System vertikale Ebene.
Abweichend von der bekannten Vorgehensweise sind die Aufnahmevorrichtungen 2 für Steckergehäuse des Kabelbaums nicht auf der eigentlichen Arbeitsfläche des Verlegebretts 1, sondern auf einer Schmalseite angeordnet. Auf der Arbeitsfläche befinden sich lediglich die sogenannten Verlegehilfen 3 für die Führung der Leitungen 8. Vor dem Verlegebrett ist eine senkrecht zu den Bewegungsrichtungen des Verlegebretts bewegliche Verlegedüse 6 vorgesehen. Selbstverständlich ist es möglich, zum Verlegen von Leitungen mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder Farbe eine Reihe von Verlegedüsen vorzusehen. An der Verlegedüse 6 ist eine Leitungs-Fördereinheit 4 angebracht. Die Einheit 4 kann eine aus einem Kabelfaß 7 entnommene Leitung 8 sowohl vorwärts als auch rückwärts, d. h. in die beiden Richtungen des Doppelpfeils z fördern.
Hinter dem Verlegebrett sind verschiedene Einheiten 5 vorgesehen, die Kabel abisolieren sowie die benötigten Stecker an den Kabeln anschlagen müssen.
In Figur 1b sind diese Einheiten versetzt zur eigentlichen Verlegeeinheit 6 dargestellt, selbstverständlich können diese Einheiten aber auch fluchtend und/oder in x-Richtung verschiebbar ausgebildet sein.
Weiterhin ist im Bereich des Verlegebretts eine automatische Teilebereitstellungseinrichtung für Steckverbinder, Kabelabbinder etc. angebracht, die in Figur 1 nicht eingezeichnet ist.
Aus dieser Bereitstellungsanlage können die Aufnahmevorrichtungen 2 auf der Oberseite des Verlegebretts 1 mit entsprechenden Steckern bestückt werden.
Die Handhabungsbewegung zwischen Teilebereitstellungssystem und Verlegebrett 1 kann entweder durch einen separaten Industrieroboter (ebenfalls nicht dargestellt) oder durch pneumatische, hydraulische oder elektrische Handhabungsmodule erfolgen.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erläutert werden:
Zunächst werden die Vorrichtungen 2 auf der Oberseite des senkrecht angebrachten Verlegebretts mit entsprechenden Steckergehäusen bestückt. Anschließend wird das Verlegebrett vor einer Verlegedüse positioniert, die eine Leitung von der Verlegedüse durch eine Kontaktkammer eines Steckergehäuses durchschießt (durchsteckt). Die durchgeschossene Leitung wird in einer der oberhalb und hinter dem beweglichen Verlegebrett angebrachten Abisolier- und Anschlagvorrichtungen 5 abisoliert und mit einem Stecker versehen. Hierzu befinden sich diese in gleicher Höhe wie die in den Aufnahmen befindlichen Steckverbinder. Da die Anschlagvorrichtungen 5 ortsfest oder in x-Richtung beweglich angebracht sind, kann das Verlegebrett sowohl durch eine eigenständige Bewegung als auch durch eine Bewegung der Anschlagvorrichtungen so positioniert werden, daß die nötigen Raumpunkte zum Abisolieren und Anschlagen der Leitungen 8 angefahren werden.
Nach dem Anbringen der Kontakte wird die so einseitig vorkonfektionierte Leitung mit Hilfe der im Bereich der (in zwei Richtungen beweglichen) Verlegedüse angebrachten Fördereinheit zurückgezogen, so daß der angeschlagene Kontakt automatisch in dem Steckergehäuse einrastet. Nunmehr erfolgt das Verlegen der Leitung durch eine zweiachsige x-y-Bewegung des Verlegebretts. Nach dem Verlegen der Leitung wird das Leitungsende in der Verlegedüse abgeschnitten und das zweite Leitungsende auf dem Verlegebrett befestigt. Nach der Durchführung dieses automatischen Arbeitsschrittes werden die zweiten Leitungsenden entweder manuell abisoliert und mit Kontakten versehen oder mit Hilfe eines Industrieroboters abisoliert und angeschlagen. Die Bündelung des Kabelbaums kann sowohl manuell als auch vollautomatisch, beispielsweise mit einer automatisch handhabbaren Abbindepistole durchgeführt werden. Ferner ist es auch möglich, eine ortsfest angeordnete Abbindepistole zu verwenden.
Wenn nur eine Kontaktart verarbeitet werden soll, wird die Verlegedüse vorteilhafter Weise direkt vor der zugehörigen Anschlagmaschine angebracht. In diesem Fall muß die Verlegedüse nur in einer Achse die senkrecht zu den beiden Achsen des Verlegebretts beweglich ist, bewegt werden.
Sollen mehrere Kontaktarten verarbeitet werden, so werden entweder die Verlegedüsen oder die Anschlagmaschinen auf einer in x-Richtung beweglichen Achse angebracht, um beliebige Leitungen mit beliebigen Kontakten zu kombinieren. Auch diesem Falle sind die Verlegedüsen in z-Richtung beweglich, um entsprechende Ausweichbewegungen durchführen zu können.
Darüberhinaus hat die Fördereinrichtung 4 noch die Funktion, die Leitung während des Anschlagvorgangs festzuklemmen. Ferner wird durch die Beweglichkeit in z-Richtung der Einheit 4 bzw. 6 sichergestellt, daß beim Einfädeln der Leitung in die Steckverbindung zwischen den einzelnen Elementen der geringstmögliche Abstand eingehalten wird. Durch den Leitungsvorschub in z-Richtung erfolgt dagegen die Förderung der Leitung durch Steckverbinder in die entsprechende Abisolier- oder Anschlagmaschine.
In jedem Falle hat die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das mit dieser Vorrichtung realisierbare Verfahren den Vorteil, das Leitungen nicht nur automatisch vorkonfektioniert, sondern auch vollautomatisch verlegbar sind.
Die Figuren 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche Teile wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit den selben Bezugszeichen versehen.
Im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel keine Verlegedüse, sondern ein Industrieroboter 11 mit dem Arbeitsbereich 11' vorgesehen. Der Industrieroboter 11 entnimmt Werkzeuge 14, wie beispielsweise Verlegewerkzeuge aus einem entsprechendem Magazin 14' und verlegt mit diesen Werkzeugen 14 wiederum das aus einer Kabeltrommel 7 entnommene Kabel 8.
Im folgenden soll die abweichende Arbeitsweise dieser Vorrichtung beschrieben werden:
Zur Vorbereitung kann beispielsweise in einem CAD-Arbeitsplatz die Konfiguration des herzustellenden Kabelbaums eingegeben und mittels eines Berechnungsprogramms derart umgewandelt werden, daß sämtliche Steckergehäuse in einer Linie zu liegen kommen.
Die mehrachsige Positioniereinrichtung (Industrieroboter) 11 positioniert die in einem entsprechenden Magazin 2' bereitgestellten Steckergehäuse-Aufnahmevorrichtungen 2 auf der Oberkante des wiederum senkrecht angeordneten Verlegebretts 1. Anschließend positioniert der Industrieroboter die aus einem Magazin 3' entnommenen Verlegehilfen 3 auf der eigentlichen Arbeitsfläche.
Nach Abschluß dieser vorbereitenden Schritte beschickt der Industrieroboter 11 mit einem Greifer 14 aus dem entsprechenden Bereitstellungsmagazin die Aufnahmevorrichtungen 2 auf dem Verlegebrett 1 mit Steckergehäusen, die in einem Magazin 10 bereitgestellt werden.
Daraufhin wechselt der Industrierobter 11 ein Verlegewerkzeug aus dem Magazin 14' ein, fährt zur Abisoliervorrichtung 5', so daß das mit dem Verlegewerkzeug geführte Kabelende abisoliert wird. Im nächsten Schritt fährt der Industrieroboter zu einer Anschlagvorrichtung 5, die an dem abisolierten Kabelende einen Crimpkontakt anbringt.
Der Roboter fügt nun mit dem Verlegewerkzeug das angeschlagene Kabelende und verlegt das Kabel entsprechend der durch die Steuerung vorgegebenen Bahn. Das Kabel 8 wird dabei durch das Verlegewerkzeug hindurch aus dem Kabelfaß 7 gezogen.
Nach dem Erreichen des zweiten Steckergehäuses wird das Kabel im Werkzeug abgeschnitten. Der Industrieroboter 11 und das Verlegebrett 1 führen eine synchrone Bewegung zur Abisoliervorrichtung 5' und danach zu den festinstallierten Anschlagvorrichtungen 5 aus.
Je nach Ausführung des Steckergehäuses wird dabei zuerst das Kabel an der Anschlagmaschine mit einem Kontakt versehen und danach mit Hilfe des Industrieroboters gefügt, oder das Kabel wird durch das Steckergehäuse hindurch geschoben, mit einem Kontakt versehen und dann in das Steckergehäuse "zurückgezogen".
Im Verlegewerkzeug wird ein Kabel nachgeschoben, der Verlege- und Kontaktiervorgang für die weiteren Kabel läuft wie bereits beschrieben ab.
Nach dem Verlegen sämtlicher Kabel holt sich der Roboter aus dem Werkzeugwechselmagazin 14' ein Abbindewerkzeug. Der Kabelbaum wird an den von der Steuerung vorgegebenen Stellen abgebunden, die Kabelbinder werden durch ein bereitstehendes Kabelbinder-Zuführgerät 19 dem Abbindewerkzeug zur Verfügung gestellt.
Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich sind.
Beispielsweise ist es möglich, Grundgedanken des ersten Ausführungsbeispiels - eine feste Verlegedüse zu verwenden - mit Grundgedanken des zweiten Ausführungsbeispiels - Verlegung der Kabel mit Hilfe eines Industrieroboters - zu kombinieren. Insbesondere können dabei die beim ersten Ausführungsbeispiel entstehenden freien Kabelenden durch eine Vorrichtung automatisch verlegt werden, die entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist. Dabei ist es lediglich erforderlich, das zweite Ausführungsbeispiel derart abzuwandeln, daß die Kabel nicht einem Kabelfaß entnommen werden, sondern daß das Verlegewerkzeug die freien Kabelenden ergreift und ansonsten entsprechend verfährt.
Hierzu ist es beispielsweise möglich, das Verlegebrett auf einem Förderband 20 anzuordnen, das das Verlegebrett zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen transportiert.
In jedem Falle haben das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Verwendung eines in zwei Richtungen beweglichen Verlegebretts, auf dessen Schmalseite die Steckergehäuse-Aufnahmevorrichtungen angeordnet sind, den Vorteil, daß beide Kabelenden mit Crimpkontakten versehen und in Steckergehäuse, ohne daß eine vorkonfektioniertes Kabel zwischengelagert oder erzeugt wird, dadurch eingefügt werden können, daß durch die "stehende" Anordnung des Verlegebretts der Arbeitsabstand Verlegewerkzeug-Stecker-Anschlagvorrichtung minimiert ist.