EP0552144A1 - Vorrichtung zum zuführen und wechseln einer mehrzahl von kabeln. - Google Patents

Vorrichtung zum zuführen und wechseln einer mehrzahl von kabeln.

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EP0552144A1
EP0552144A1 EP90914677A EP90914677A EP0552144A1 EP 0552144 A1 EP0552144 A1 EP 0552144A1 EP 90914677 A EP90914677 A EP 90914677A EP 90914677 A EP90914677 A EP 90914677A EP 0552144 A1 EP0552144 A1 EP 0552144A1
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EP
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cable
unit
cables
feeding
laying tool
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Herbert Emmerich
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for wire processing before connecting to contact members, not provided for in groups H01R43/02 - H01R43/26
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/889—Tool with either work holder or means to hold work supply
    • Y10T83/896—Rotatable wound package supply
    • Y10T83/902—Plural supply sources

Definitions

  • the invention relates to a device for feeding and changing a plurality of cables according to the preamble of claim 1.
  • the weight of the unit to be positioned by the industrial robot is comparatively large, a comparatively large and therefore expensive industrial robot is required for the positioning.
  • the movement sequence is hindered by the known device, since all cables run continuously from the cable storage to the robot hand. This means, for example, that the industrial robot cannot make 360 ° rotations, as this would "twist" the cables together.
  • a device of another type is known from US Pat. No. 4,363,165.
  • a so-called "capstan” drive is provided for each cable, in which the drive roller is detachably connected to a drive motor.
  • This design of the feed unit means that the weight and the volume of this device are even greater than the weight and volume of the device known from DE-A-37 03 011.
  • Feeding a plurality of cables is known, in which a separate feed device is provided for each cable. Accordingly, this device is not for the
  • Suitable for operation with an industrial robot but has its own two-axis positioning unit.
  • the invention is based on the object type Anlagen ⁇ a device for introducing and changing a plurality of cables, which can be used in conjunction ⁇ with a relatively small and therefore inexpensive positioning unit.
  • An inventive solution to this problem is specified in claim 1. Developments of the invention are characterized in the subclaims.
  • the object according to the invention can be achieved in that a device for feeding and changing a plurality of cables according to the preamble of claim 1 is also assumed.
  • the cable changing and supply unit is arranged in a stationary manner and only the laying tool is positioned.
  • the cable changing and feeding unit is connected to the laying tool via a flexible pipe.
  • a cable is conveyed from the cable changing and supply unit to the laying tool and back.
  • the cable storage device which can be a commercially available cable drum, for example, there is an intermediate storage device between the cable storage device and the cable changing unit for those cut in the laying tool and by means of the drive roller to the cable changing unit returned cable provided.
  • the flexible tube that connects the cable change and feed unit with the actual laying tool is a hose that is flexible to different diameters of the advanced cables. This means that cables of different diameters can be laid with the device according to the invention without the risk that a cut cable end "gets caught" in the connecting tube.
  • the intermediate store is a random material store in which, for example, the returned cable simply "hangs freely”.
  • a monitoring unit is provided for the feed of the cable in the cable change and feed unit (claim 5), which for example in a manner known per se by detecting the number of revolutions of the drive or Counter roller measures the feed of the cable.
  • the monitoring unit has two spaced-apart light barriers which check whether a cable is present or not. This makes it possible to pull the cut cable back so far that the cable end is positioned between the two light barriers.
  • Fig. 1 shows a cross section through an inventive
  • Fig. 2 is a plan view of the cable change and feed unit.
  • the laying tool (1) which can be attached to a multi-axis positioning unit (not shown), for example an industrial robot, by means of an interchangeable flange, not shown in detail, and with a stationary cable interchangeable and Feed unit (2) is connected via a flexible hose (3).
  • the laying tool (1) is a contacting tool which, in addition to guide and feed rollers, has a cutting or cutting unit (1.1) which is designed, for example, in accordance with the cutting unit described in DE-A-37 03 011 can be.
  • the fixedly arranged cable changing and feeding unit (2) which is shown in top view in FIG. 2, consists of a base part (2.2) on which a drive unit (2.1) in the direction of an arrow (2.3) (see FIG. 2 ) by means of a linear displacement unit (11).
  • the drive unit (2.1) has a drive roller (4.1) driven by a motor (4), which is driven by a Pneumatic cylinder (5) can be acted upon in the direction of the cable (6) to be conveyed.
  • the illustrated embodiment of a device according to the invention also has a straightening unit (8), which has a plurality of “straightening rollers”, for each cable, between the actual cable changing and feeding unit (2) and a cable store (12), for example designed as a cable barrel. is arranged.
  • a cable (6) which is located in the laying or contacting tool (1), is laid and another cable is to be laid in the next laying process, the cable in the tool with the cutting unit provided for this purpose ( 1.1) cut off.
  • the cable is then conveyed back against the normal conveying direction by means of suitable control of the motor (4) by means of the conveying device formed by the rollers (4.1) and (7).
  • the conveyor roller (4.1) is placed against the cable (6) by means of the pneumatic cylinder (5).
  • the returned cable (6) forms a loop (6.1) between the cable changing and feeding unit (2) and the straightening unit (8), so that it is temporarily stored for later use.
  • the return path of the cable (6) is controlled on the one hand via a rotary encoder attached to the rotating wheel (7) or on the conveyor roller (4.1) and on the other hand via two light barriers (9).
  • the motor (4) is switched off. This ensures that the cable (6) is no longer in the supply hose (3), but completely within the cable changing and supply unit (2).
  • the locking mechanism (10) also ensures that the cable cannot slip out of the provision in the cable changing and supply unit (2).
  • the movable drive unit (2.1) with the electric motor (4) and the feed wheel (4.1) is moved linearly with the help of the linear unit (11) to the place where the desired cable is to be made available.
  • the driven conveyor wheel (4.1) is lowered onto the provided cable with the aid of the pneumatic cylinder (5).
  • the electric motor (4) By suitably activating the electric motor (4), the cable is pushed into the laying tool (1 /) after the locking cylinder (10) has been unlocked through the hose (3).
  • a cable change process is then carried out as described above.
  • the device according to the invention can be designed such that it can be controlled via the control of the industrial strieroboters or a special programmable logic controller can be fully automatically integrated into an automated harness production.
  • the structure can differ from that of the exemplary embodiment described in individual cases. It is thus possible, for example, to provide a rotary unit instead of the linear unit 11 for moving the drive unit 4.1.
  • the device for feeding and changing a plurality of cables can be used in connection with a relatively small and therefore inexpensive positioning unit.

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Description

Vorrich ung sum Zu ühren und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln
B e s c h r e i b u n g Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zufüh¬ ren und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln gemäß dem Ober¬ begriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-A-37 03 011 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Kabel- Wechsel- und Zuführeinheit und das Verlegewerkzeug zu einer Einheit zusammengefaßt, die von einer mehrachsigen Positioniereinheit, beispielsweise einem Industrieroboter positioniert wird. Da durch die Zusammenfassung der Kabel-
Wechsel- und Zuführeinheit und des Verlegewerkzeugs das Gewicht der von dem Industrieroboter zu positionierenden Einheit vergleichsweise groß ist, ist für die Positionie¬ rung ein vergleichsweise großer und damit teurer Indu¬ strieroboter erforderlich. Darüberhinaus ist der Bewe¬ gungsablauf durch die bekannte Vorrichtung behindert, da laufend sämtliche Kabel vom Kabelspeicher zur Roboterhand verlaufen. Damit kann beispielsweise der Industrieroboter keine 360°-Drehungen ausführen, da sich hierdurch die Kabel "miteinander verdrillen" würden.
Eine Vorrichtung anderer Gattung ist aus der US-PS 4 363 165 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist für jedes Kabel ein sogenannter "Capstan"-Antrieb vorgesehen, bei dem die Antriebsrolle lösbar mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Durch diese Ausbildung der Vorschubeinheit ist das .Gewicht und das Bauvolumen dieser Vorrichtung noch größer als das Gewicht und das Bauvolumen der aus der DE-A-37 03 011 bekannten Vorrichtung.
Ferner ist aus der DE-AS 1 299 336 eine Vorrichtung zum
Zuführen einer Mehrzahl von Kabeln bekannt, bei der für jedes Kabel eine eigene Vorschubeinrichtung vorgesehen ist. Dementsprechend ist diese Vorrichtung nicht für den
Betrieb mit einem Industrieroboter geeignet, sondern weist eine eigene Zwei-Achsen-Positioniereinheit auf.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln anzu¬ geben, die in Verbindung^mit einer relativ kleinen und damit kostengünstigen Positioniereinheit verwendbar ist. Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent¬ anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Überraschenderweise kann die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, daß weiterhin von einer Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausge¬ gangen wird. Erfindungsgemäß ist jedoch erkannt worden, daß es nicht erforderlich ist, die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit gemeinsam mit dem eigentlichen Verlegewerk¬ zeug mittels der mehrachsigen Positioniereinheit zu posi¬ tionieren. Erfindungsgemäß wird vielmehr die Kabel-Wech¬ sel- und Zuführeinheit stationär angeordnet und nur das Verlegewerkzeug positioniert. Um einen ordnungsgemäßen Vorschub von der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit zum Verlegewerkzeug bzw. nach Beendigung des Verlegevorgangs zurück bei beliebigen Stellungen dieser beiden Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu gewährleisten, ist die Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit mit dem Verlegewerkzeug über ein flexibles Rohr verbunden. In diesem Rohr wird ein Kabel von der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit zum Verle¬ gewerkzeug und zurück gefördert. Um das zurückgeförderte Kabel nicht wieder in den Kabelspeicher, der beispielswei¬ se eine handelsübliche Kabeltrommel sein kann, überführen zu müssen, ist zwischen dem Kabelspeicher und der Kabel- Wechseleinheit ein Zwischenspeicher für die im Verlege¬ werkzeug abgeschnittenen und mittels der Antriebsrolle zur Kabel-Wechseleinheit zurückgeförderten Kabel vorgesehen.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ist ein ungestör¬ tes Zuführen, Verlegen und anschließendes Wechseln der Kabel möglich. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 2 das flexible Rohr, das die Kabel-Wechsel- und Zuführein¬ heit mit dem eigentlichen Verlegewerkzeug verbindet, ein Schlauch ist, der flexibel auf unterschiedliche Durchmes¬ ser der vorgeschobenen Kabel ist. Damit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Kabel unterschiedlichen Durchmessers verlegt werden, ohne daß die Gefahr bestünde, daß sich ein abgeschnittenes Kabelende in dem Verbindungs¬ rohr "verfängt" .
Eine besonders einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält man gemäß Anspruch 3 dadurch, daß der Zwischenspeicher ein Wirrgutspeicher ist, in dem beispiels¬ weise das zurückgeförderte Kabel einfach "frei durchhängt".
Die im Anspruch 4 gekennzeichnete Weiterbildung, gemäß der zwischen Kabelspeicher und Kabel-Wechsel- und Zuführein¬ heit eine Richteinheit vorgesehen ist, hat den Vorteil, daß durch den Richtvorgang das beispielsweise von einer Kabeltrommel abgerollte Kabel problemlos durch das flexi¬ ble Rohr vorgeschoben werden kann.
In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn eine Überwachungs¬ einheit für den Vorschub des Kabels in der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit vorgesehen ist (Anspruch 5) , die bei¬ spielsweise in an sich bekannter Weise durch Erfassen der Umdrehungszahl der Antriebs- oder Gegenrolle den Vorschub des Kabels mißt. Darüberhinaus ist es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 6 die Überwachungseinheit zwei voneinander beabstandete Lichtschranken aufweist, die überprüfen, ob ein Kabel vorhanden ist oder nicht. Hierdurch ist es mög¬ lich, das abgeschnitte Kabel so weit zurückzuziehen, daß das Kabelende zwischen den beiden Lichtschranken positio¬ niert ist. Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all¬ gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Aus ührungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen
Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen: Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehr¬ zahl von Kabel, und
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Kabel-Wechsel- und Zuführ¬ einheit.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Fig. 1 zeigt ein Verlegewerkzeug (1) , das mittels eines nicht im einzelnen dargestellten Wechselflansches an einer nicht gezeigten mehrachsigen Positioniereinheit, bei¬ spielsweise einem Industrieroboter, anbringbar ist, und das mit einer stationären Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) über einen flexiblen Schlauch (3) verbunden ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verlegewerkzeug (1) ein Kontaktierwerkzeug, das neben Führungs- und Vor¬ schubrollen eine Abläng- bzw. Schneideinheit (1.1) auf¬ weist, die beispielsweise entsprechend der in der DE-A-37 03 011 beschriebenen Ablängeinheit ausgebildet sein kann.
Die ortsfest angeordnete Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) , die in Fig. 2 in Aufsicht dargestellt ist, besteht aus einem Grundteil (2.2), auf dem eine Antriebseinheit (2.1) in Richtung eines Pfeils (2.3) (siehe Fig. 2) mit¬ tels einer LinearverSchiebeeinheit (11) verschiebbar ist. Die Antriebseinheit (2.1) weist eine von einem Motor (4) angetriebene Antriebsrolle (4.1) auf, die durch einen Pneumatikzylinder (5) in Richtung auf das zu fördernde Kabel (6) beaufschlagbar ist.
In dem stationären Grundteil (2.2) der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) ist für jedes der zu fördernden Kabel
(6) eine mitlaufende Gegenrolle bzw. ein mitlaufendes Rad
(7) vorgesehen. Ferner sind für jedes Kabel zwei Licht¬ schranken (9) und ein Feststellmechanismus (10) vorgese¬ hen, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung weist ferner für jedes Kabel eine mehrere "Richtrollen" aufweisende Richteinheit (8) auf, die zwi¬ schen der eigentlichen Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) und einem beispielsweise als Kabelfaß ausgebildeten Kabelspeicher (12) angeordnet ist.
Im folgenden soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden:
Wenn ein Kabel (6) , das sich im Verlege- bzw. Kontaktier¬ werkzeug (1) befindet, verlegt ist, und im nächsten Verle¬ gevorgang ein anderes Kabel verlegt werden soll, wird zunächst das Kabel im Werkzeug mit der dafür vorgesehenen Ablängeinheit (1.1) abgeschnitten. Anschließend wird das Kabel mittels der Fördereinrichtung, die von den Rollen (4.1) und (7) gebildet wird, durch geeignetes Ansteuern des Motors (4) entgegen der normalen Förderrichtung zu¬ rückgefördert. Hierzu wird die Fδrderrolle (4.1) mittels des Pneumatikzylinders (5) an das Kabel (6) angestellt. Das zurückgeförderte Kabel (6) bildet zwischen Kabel- Wechsel- und Zuführeinheit (2) und der Richteinheit (8) eine Schlaufe (6.1), so daß es für einen späteren Einsatz zwischengelagert wird. Die Rückförderstrecke des Kabels (6) wird zum einen über einen am mitlaufenden Rad (7) oder an der Förderrolle (4.1) angebrachten Drehgeber und zum anderen über zwei Lichtschranken (9) kontrolliert. Sobald die auf der Seite des Verlegewerkzeugs (1) angeordnete Lichtschranke (9) durch das zurückgezogene Kabel (6) nicht mehr gedämpft wird, wird der Motor (4) abgeschaltet. Hierdurch ist si¬ chergestellt, daß sich das Kabel (6) nicht mehr im Zu¬ führschlauch (3) , sondern vollständig innerhalb der Kabel- Wechsel- und Zuführeinheit (2) befindet. Durch den Fest¬ stellmechanismus (10) ist ferner sichergestellt, daß das Kabel nicht aus der Bereitstellung in der Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) herausrutschen kann.
Zum Einwechseln eines neuen Kabels in das Verlegewerkzeug (1) wird die bewegbare Antriebseinheit (2.1) mit dem Elek¬ tromotor (4) und dem Förderrad (4.1) mit Hilfe der Linear¬ einheit (11) zum Bereitstellungsort des gewünschten Kabels linear verfahren. Nach dem Erreichen der Position wird mit Hilfe des Pneumatikzylinders (5) das angetriebene Förder¬ rad (4.1) auf das bereitgestellte Kabel abgesenkt. Durch geeignetes Ansteuern des Elektromotors (4) wird das Kabel nach der Entriegelung des Feststellzylinders (10) durch den Schlauch (3) in das Verlegewerkzeug (1/ eingeschoben. Nach dem Verlegevorgang erfolgt dann ein Kabel-Wechselvor¬ gang entsprechend der vorstehenden Beschreibung.
Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan¬ kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ¬ lich die verschiedensten Modifikationen möglich sind. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgelegt werden, daß sie über die Steuerung des Indu- strieroboters oder eine spezielle speicherprogrammierbare Steuerung vollautomatisch in eine automatisierte Kabel¬ baum-Herstellung integriert werden kann.
Selbstverständlich kann dabei im Einzelfall der Aufbau von dem des beschriebenen Ausführungsbeispiels abweichen. So ist es möglich, anstelle der Lineareinheit 11 zum Verfah¬ ren der Antriebseinheit 4.1 beispielsweise eine rot- atorische Einheit vorzusehen.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Die Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln kann in Verbindung mit einer relativ kleinen und damit kostengünstigen Positioniereinheit angewandt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum Zuführen und Wechseln einer Mehrzahl von Kabeln, mit einer Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) , die orts¬ fest angeordnete Gegenrollen (7) als Führungen für die einzelnen aus einem Kabelspeicher (12) geförderten Kabel (6) und den einzelnen Kabeln zugeordnete entarretierbare Klemmelemente (10) sowie eine bewegbare Antriebseinheit (2.1) mit einer Antriebsrolle (4.1) aufweist, und mit einem Verlegewerkzeug (1) , das von einer mehr¬ achsigen Positioniereinheit positionierbar ist und eine Ablängeinheit (1.1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel-Wechsel- und Zuführ¬ einheit (2) stationär angeordnet und mit dem Verlegewerk¬ zeug (1) über ein flexibles Rohr (3) verbunden ist, und daß zwischen dem Kabelspeicher (12) und der Kabel-Wechsel¬ einheit ein Zwischenspeicher (9) für die im Verlegewerk¬ zeug abgeschnittenen und mittels der Antriebsrolle (4.1) zur Kabelwechseleinheit zurückgeförderten Kabel (6) vorge¬ sehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Rohr ein Schlauch (3) ist, der flexibel auf unterschiedliche Durchmesser der vorgeschobenen Kabel ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher ein Wirrgutspeicher (6.1) ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kabelspeicher (12) und Kabel-Wechsel- und Zuführeinheit (2) eine Richteinheit (8) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine ύberwachungseinheit für den Vorschub des Kabels in der Kabel-Wechsel- und Zuführ¬ einheit vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinheit zwei voneinander beabstandete Lichtschranken aufweist.
EP19900914677 1990-10-10 1990-10-10 Vorrichtung zum zuführen und wechseln einer mehrzahl von kabeln Expired - Lifetime EP0552144B1 (de)

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EP (1) EP0552144B1 (de)
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WO (1) WO1992007399A1 (de)

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