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    公开号:WO1989012900A1
    申请号:PCT/DE1989/000395
    申请日:1989-06-16
    公开日:1989-12-28
    发明作者:Gerd Schlaich；Herbert Emmerich
    申请人:Merz Metall- Und Kunststoffverarbeitungs Gmbh；
    IPC主号:H01R43-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kabel- bäumen
    [0002] B e s c h r e i b u n g
    [0003] Technisches Gebiet
    [0004] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel¬ lung von Kabelbäumen insbesondere in Crimptechnik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vor¬ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
    [0005] Stand der Technik
    [0006] Bei der Kabelbaum ontage werden derzeit auch bei der in¬ dustriellen 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 Her¬ stellung von Kabelbäumen in der sogenannten Crimptechnik ist jedoch kein System bekannt, bei dem sämtliche Arbeits¬ vorgänge zumindest prinzipiell automatisierbar sind:
    [0007] 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 Arbeits¬ gänge werden jedoch in der Regel manuell durchgeführt.
    [0008] 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 ver¬ legt, wobei die Kontakte in das Steckergehäuse eingeführt werden.
    [0009] Darstellung der Erfindung
    [0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen insbesondere in Crimp¬ technik, d. h. von Kabelbäumen, die wenigstens teilweise mit sogenannten Crimpkontakten versehen sind, anzugeben, bei dem bei hoher Verfügbarkeit sämtliche Arbeitsschritte automatisierbar sind.
    [0011] 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 Aufnahmevorrichtun¬ gen für die Steckergehäuse nicht auf der eigentlichen Arbeitsfläche des Verlegebretts anzuordnen, sondern auf einer Begrenzungsfläche. Auf der eigentlichen Arbeitsflä¬ che 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 soge¬ nannte Anschlagvorrichtung "ortsfest" anzuordnen und die einzelnen Kabel in den Bereich der Anschlagvorrichtung jeweils durch eine Bewegung des Verlegebrettes zu überfüh¬ ren. Durch den erfindungsgemäßen Grundgedanken, gemäß dem sich die verschiedenen Einrichtungen in "einer Flcuht" befinden, ist keine mehrachsige Positioniereinrichtung erforderlich. Damit ist es* insbesondere nicht erforder¬ lich, das beispielsweise ein Industrieroboter die An¬ schlagvorrichtung führt, so daß aufgrund des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens bei einer entsprechenden arbeitenden Vorrichtung (Ansprüche 8 ff.) auf einen aufwendigen In¬ dustrieroboter, der schwere Werkzeuge positionieren kann, verzichtet werden kann.
    [0012] Dabei ist es insbesondere möglich, für das Verlegen der Kabel vollständig auf die Mitwirkung eines Industriero¬ boters (d.h. einer mehrachsigen Positioniereinrichtung) zu verzichten und bei ortsfsester Abisolier- und Anschlag- maschine die Kabel mit einem in zwei Richtungen beweg¬ lichen Verlegewerkzeug, beispielsweise einer sogenannten Verlegedüse und einer Bewegung des Verlegebretts in zwei Richtungen zu verlegen (Anspruch 2) .
    [0013] 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.
    [0014] Selbstverständlich ist es aber sowohl bei Verwendung eines ortsfesten Verlegewerkzeuges, wie einer Verlegedüse, als auch bei Verwendung eines von einem Industrieroboter ge¬ führten 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 Anschlagvor¬ richtung zu überführen. Das mit einem Kontakt versehene Kabel wird dann durch Zurückziehen in den Stecker "einge¬ steckt" . Auch das Abbinden der Kabel auf dem Verlegebrett kann mit einem ortsfest angeordneten Abbindewerkzeug oder mit einem von einem Industrieroboter geführten Verlegewerkzeug er¬ folgen.
    [0015] Kurze Beschreibung der Zeichnung
    [0016] Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausfüh- rungsbeispielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfin- dungsgedankens unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:
    [0017] Fig. la und 1b eine Seitenansicht bzw. eine Frontansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, und
    [0018] Fig. 2a und 2b eine Aufsicht bzw. eine Ansicht bei A-A in Fig. 2a eines zweiten Ausführungsbeispiels.
    [0019] Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
    [0020] 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 Ξrfindungsgedankens die von der x- und der y-Richtung aufgespannten Ebene eine bezogen auf ein ortsfestes System vertikale Ebene.
    [0021] Abweichend von der bekannten Vorgehensweise sind die Auf¬ nahmevorrichtungen 2 für Steckergehäuse des Kabelbaums nicht auf der eigentlichen Arbeitsfläche des Verlegebretts 1, sondern auf einer Schmalseite angeordnet. Auf der Ar¬ beitsfläche befinden sich lediglich die sogenannten Ver¬ legehilfen 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 Lei- / tungen mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder Farbe eine Reihe von Verlegedüsen vorzusehen. An der Verlegedüse 6 ist eine Leitungs-Fördereinheit 4 angebracht. Die Ein¬ heit 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.
    [0022] Hinter dem Verlegebrett sind verschiedene Einheiten 5 vorgesehen, die Kabel abisolieren sowie die benötigten Stecker an den Kabeln anschlagen müssen.
    [0023] In Figur lb sind diese Einheiten versetzt zur eigentlichen Verlegeeinheit 6 dargestellt, selbstverständlich können diese Einheiten aber auch fluchtend und/oder in x-Richtung verschiebbar ausgebildet sein.
    [0024] Weiterhin ist im Bereich des Verlegebretts eine automa¬ tische Teilebereitstellungseinrichtung für Steckverbinder, Kabelabbinder etc. angebracht, die in Figur 1 nicht einge¬ zeichnet ist.
    [0025] Aus dieser Bereitstellungsanlage können die Aufnahmevor¬ richtungen 2 auf der Oberseite des Verlegebretts 1 mit entsprechenden Steckern bestückt werden.
    [0026] Die Handhabungsbewegung zwischen Teilebereitstellungs- system und Verlegebrett 1 kann entweder durch einen se¬ paraten Industrieroboter (ebenfalls nicht dargestellt) oder durch pneumatische, hydraulische oder elektrische Handhabungsmodule erfolgen.
    [0027] Im folgenden soll die Arbeitsweise der vorstehend be¬ schriebenen Vorrichtung erläutert werden: Zunächst werden die Vorrichtungen 2 auf der Oberseite des senkrecht angebrachten Verlegebretts mit entsprechenden Steckergehäusen bestückt. Anschließend wird das Verlege¬ brett vor einer Verlegedüse positioniert, die eine Leitung von der Verlegedüse durch eine Kontaktkammer eines Steckergehäuses durchschießt (durchsteckt) . Die durchge¬ schossene 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 Anschiagvorrichtungen 5 ortsfest oder in x-Richtung beweg¬ lich 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.
    [0028] 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. Nun¬ mehr erfolgt das Verlegen der Leitung durch eine zweiach¬ sige x-y-Bewegung des Verlegebretts. Nach dem Verlegen der Leitung wird das Leitungsende in der Verlegedüse abge¬ schnitten 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 Abbinde¬ pistole zu verwenden.
    [0029] Wenn nur eine Kontaktart verarbeitet werden soll, wird die Verlegedüse vorteilhafter Weise direkt vor der zugehörigen Anschlagmaschine angebracht. In diesem Fall muß die Ver¬ legedüse nur in einer Achse die senkrecht zu den beiden Achsen des Verlegebretts beweglich ist, bewegt werden.
    [0030] Sollen mehrere Kontaktarten verarbeitet werden, so werden entweder die Verlegedüsen oder die Anschlagmaschinen auf einer in x-Richtung beweglichen Achse angebracht, um be¬ liebige Leitungen mit beliebigen Kontakten zu kombinieren. Auch diesem Falle sind die Verlegedüsen in z-Richtung beweglich, um entsprechende Ausweichbewegungen durchführen zu können.
    [0031] Darüberhinaus hat die Fördereinrichtung 4 noch die Funk¬ tion, die Leitung während des Anschlagvorgangs festzuklem¬ men. 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.
    [0032] In jedem Falle hat die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das mit dieser Vorrichtung realisierbare Verfahren den Vorteil, das Leitungen nicht nur automatisch vorkonfek¬ tioniert, sondern auch vollautomatisch verlegbar sind.
    [0033] Die Figuren 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführu'ngsbei- spiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche Teile wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel mit den selben Bezugszeichen versehen.
    [0034] Im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungs- beispiel ist bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungs¬ beispiel keine Verlegedüse, sondern ein Industrieroboter 11 mit dem Arbeitsbereich 11' vorgesehen. Der Industriero¬ boter 11 entnimmt Werkzeuge 14, wie beispielsweise Verle¬ gewerkzeuge aus einem entsprechendem Magazin 14' und ver¬ legt mit diesen Werkzeugen 14 wiederum das aus einer Ka¬ beltrommel 7 entnommene Kabel 8.
    [0035] Im folgenden soll die abweichende Arbeitsweise dieser Vorrichtung beschrieben werden:
    [0036] Zur Vorbereitung kann beispielsweise in einem CAD-Arbeits¬ platz die Konfiguration des herzustellenden Kabelbaums eingegeben und mittels eines Berechnungsprogramms derart umgewandelt werden, daß sämtliche Steckergehäuse in einer Linie zu liegen kommen.
    [0037] Die mehrachsige Positioniereinrichtung (Industrieroboter) 11 positioniert die in einem entsprechenden Magazin 2' bereitgestellten Steckergehäuse-Aufnahmevorriclitungen 2 auf der Oberkante des wiederum senkrecht angeordneten Verlegebretts 1. Anschließend positioniert der Industrie¬ roboter die aus einem Magazin 3' entnommenen Verlegehilfen 3 auf der eigentlichen Arbeitsfläche.
    [0038] Nach Abschluß dieser vorbereitenden Schritte beschickt der Industrieroboter 11 mit einem Greifer 14 aus dem entspre¬ chenden Bereitstellungsmagazin die Aufnahmevorrichtungen 2 auf dem Verlegebrett 1 mit Steckergehäusen, die in einem Magazin 10 bereitgestellt werden. Daraufhin wechselt der Industrierobter 11 ein Verlegewerk¬ zeug aus dem Magazin 14' ein, fährt zur Abisoliervorrich¬ tung 5', so daß das mit dem Verlegewerkzeug geführte Ka¬ belende abisoliert wird. Im nächsten Schritt fährt der Industrieroboter zu einer Anschlagvorrichtung 5, die an dem abisolierten Kabelende einen Crimpkontakt anbringt.
    [0039] Der Roboter fügt nun mit dem Verlegewerkzeug das ange¬ schlagene 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.
    [0040] 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 festinstal¬ lierten Anschlagvorrichtungen 5 aus.
    [0041] Je nach Ausführung des Steckergehäuses wird dabei zuerst das Kabel an der Anschlagmaschine mit einem Kontakt ver¬ sehen 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" .
    [0042] Im Verlegewerkzeug wird ein Kabel nachgeschoben, der Ver¬ lege- und Kontaktiervorgang für die weiteren Kabel läuft wie bereits beschrieben ab.
    [0043] Nach dem Verlegen sämtlicher Kabel holt sich der Roboter aus dem/Werkzeugwechselmagazin 14' ein Abbindewerkzeug. Der Kabelbaum wird an den von der Steuerung vorgegebenen S eilen abgebunden, die Kabelbinder werden durch ein be¬ reitstehendes Kabelbinder-Zuführgerät 19 dem Abbindewerk¬ zeug zur Verfügung gestellt.
    [0044] Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan¬ kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ¬ lich die verschiedensten Modifikationen möglich sind.
    [0045] 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 ent¬ sprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist. Dabei ist es lediglich erforderlich, das zweite Ausfüh¬ rungsbeispiel derart abzuwandeln, daß die Kabel nicht einem Kabelfaß entnommen werden, sondern daß das Verlege¬ werkzeug die freien Kabelenden.ergreift und ansonsten entsprechend verfährt.
    [0046] Hierzu ist es beispielsweise möglich, das Verlegebrett auf einem Förderband 20 anzuordnen, das das Verlegebrett zwi¬ schen den einzelnen BearbeitungsStationen transportiert.
    [0047] 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-Aufnahmevorrichtun¬ gen angeordnet sind, den Vorteil, daß beide Kabelenden mit Crimpkontakten versehen und in Steckergehäuse, ohne daß eine vorkonfektioniertes Kabel zwischengelagert oder er- zeugt wird, dadurch eingefügt werden können, daß durch die "stehende" Anordnung des Verlegebretts der Arbeitsabstand Verlegewerkzeug-Stecker-Anschlagvorrichtung minimiert ist.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Verfahren zur Herstellung von Kabelbäumen insbesondere in Crimptechnik, bei dem auf einem Verlegebrett Steckergehäuse-Aufnahmevor¬ richtungen angeordnet sind, zwischen denen die einzelnen Kabel unter Verwendung von sog. Verlegehilfen verlegt werde , gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    - die Steckergehäuse-Aufnahmevorrichtungen werden auf einer Kantenfläche des Verlegebrettes in einer Linie und die Verlegehilfen auf der eigentlichen Arbeitsfläche des Verlegebrettes angeordnet, das Verlegebrett wird wenigstens in einer Richtung bewegt,
    - das Anschl gen wenigstens eines Kabelendes an den Kon¬ takten erfolgt durch Bewegen des Kabelendes zusammen mit dem Verlegebrett zu einer ortsfest angeordneten Anschlag¬ vorrichtung.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verlegebrett ein Ver¬ legewerkzeug und hinter oder über dem Verlegebrett eine Abisoliervorrichtung und wenigstens eine Anschlagvorrich¬ tung angeordnet sind, und daß das Verlegen der Kabel durch die einzelnen Anschlüsse der in den Aufnahmevorrichtungen angeordneten Steckergehäuse und über die Verlegehilfen durch Bewegen des Verlegebrettes in zwei Richtungen er¬ folgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlegen der Kabel mittels einer mehrachsigen Positioniereinrichtung erfolgt, die ein Verlegewerkzeug führt.
    4. Verf hren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel vor dem Einführen in das Steckergehäuse durch eine Bewegung des Industrierobo¬ ters zur Anschlagmaschine mit einem Kontakt versehen wird.
    5. Verf hren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel durch den Anschluß des Steckergehäuses gesteckt und anschließend abisoliert und kontaktiert wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kabelende nach dem Verlegen der Leitung ebenfalls abisoliert, angeschlagen und in das Steckergehäuse eingesteckt wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel auf dem Verlegebrett abgebunden werden.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel an von einer Steuer¬ einheit vorgegebenen Stellen abgebunden werden.
    9. Vorrichtung zur Durchführung des Verf hrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein in wenigstens einer Richtung bewegbares Verlegebrett, dessen Verschiebung eine Steuer¬ einheit steuert.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlegebrett senkrecht
    ("stehend") angeordnet ist.
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    1989-12-28| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1990-12-12| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989906723 Country of ref document: EP |
    1991-09-04| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989906723 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DEP3820637.4||1988-06-18||
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