Anlage sowie Verfahren zur automatisierten Vorbereitung und Bereitstellung von einzelnen Leitungselementen für einen Kabelsatz

Die Erfindung betrifft eine Anlage sowie ein Verfahren zur automatisierten Vorbereitung und Bereitstellung von einzelnen Leitungselementen für einen Kabelsatz, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Ein Kabelsatz weist allgemein eine Vielzahl von einzelnen Leitungselementen auf, die miteinander verbunden sind. Bei den Leitungselementen handelt es sich insbesondere um Adern, verdrillte Adern (Paare), Lichtwellenleiter oder auch vorgefertigte Teilleitungen, beispielsweise Mantelleitungen. Unter Ader wird allgemein ein von einer Isolierung umgebener Leiter, entweder ein Leiterdraht oder ein Litzenleiter verstanden. Ein jeweiliger Kabelsatz weist dabei eine verzweigte Struktur auf, die einer späteren Verlegestruktur beispielsweise innerhalb eines Kraftfahrzeugs oder in einer sonstigen Anlage entspricht. Unter verzweigter Struktur wird hierbei verstanden, dass einzelne Leitungselemente an unterschiedlichen Positionen des Kabelsatzes von einem Hauptstrang abzweigen. Üblicherweise sind beim fertigen Kabelsatz zumindest an einigen der Leitungselemente endseitig Stecker oder sonstige Kontaktelemente angeschlagen.

Das Herstellen und die Handhabung derartiger Kabelsätze ist aufwendig. Speziell in der Kraftfahrzeugindustrie gibt es - selbst bei einem gleichen Kraftfahrzeug- Modell - aufgrund der unterschiedlichen und vom Kunden individuell vorgebbaren Ausstattungsvarianten eine Vielzahl von unterschiedlichen Kabelsatz-Typen. Üblicherweise wird ein Kabelsatz für ein individuell vom Kunden konfiguriertes Kraftfahrzeug erst nach Bestelleingang des Kunden gefertigt. Aufgrund der gewünsch- ten kurzen Lieferzeiten ist ein möglichst schnelles Herstellen eines individuellen Kabelsatzes angestrebt.

Aufgrund der großen Typen- und Variantenvielfalt dieser individuellen Kabelsätze ist eine Automatisierung der Herstellung derartiger Kabelsätze schwierig, weswegen bis heute bei der Herstellung von Kabelsätzen speziell für die Kraftfahrzeugindustrie weiterhin ein hoher manueller Anteil erforderlich ist. Typischerweise werden die einzelnen Leitungselemente entlang von sogenannten Kabelbrettern entsprechend einer vorgegebenen individuellen verzweigten Struktur manuell verlegt und anschließend werden die einzelnen Leitungselemente beispielsweise durch Bandierungen manuell aneinander fixiert.

Aus der DE 33 27 583 A1 ist ein teilautomatisiertes Verfahren zur Herstellung von Kabelsätzen aus Einzelleitern zu entnehmen. Bei diesem Verfahren werden zunächst die vorgefertigten Einzelleiter mit Hilfe von Kupplungsstücken lösbar miteinander verbunden und zu einer Endlosleitung zusammengefasst, welche beispielsweise auf einer Aufwickelvorrichtung aufgewickelt werden. Anschließend werden die Kupplungsstücke von den Einzelleitern wieder gelöst und in einer weiteren Einrichtung werden an den Enden Steckergehäuse befestigt und anschließend wird der Kabelsatz ausgebildet.

Aus der DE 38 20 638 C2 ist ein weiteres automatisiertes Verfahren zur Herstellung eines Kabelsatzes zu entnehmen. Hierbei werden vorgefertigte Leitungselemente mit Hilfe eines Industrieroboters in Steckergehäuse eingesetzt. Die

Steckergehäuse sind dabei entlang einer Linie an einem vertikal orientierten Verlegebrett angebracht. Die Einzelleitungen zwischen zwei benachbarten Steckergehäusen hängen lose nach Unten herunter. Anschließend erfolgt noch ein Umwickeln, wobei hierzu der Industrieroboter einen Werkzeugwechsel vornimmt. In einer Ausführungsvariante sind die Steckergehäuse auf Drehtellern angeordnet, die entlang einer Linearführung verfahrbar sind. Nach dem Bestücken der Steckergehäuse verfahren die Drehteller mit den darauf angebrachten

Steckergehäusen an eine vorgegebene Position. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage sowie ein Verfahren zur automatisierten Vorbereitung und Bereitstellung von einzelnen Leitungselementen für einen Kabelsatz zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Anlage zur automatisierten Vorbereitung und Bereitstellung von einzelnen Leitungselementen für einen Kabelsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Die im Hinblick auf die Anlage nachfolgend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen und umgekehrt.

Die Anlage weist mehrere erste Bearbeitungstationen auf, die in bevorzugter Ausgestaltung einem modularen Aufbau der Anlage entsprechend unmittelbar nebeneinander angeordet sind. Die Anlage weist dabei mehrere, insbesondere alle der nachfolgenden ersten Bearbeitungsstationen auf:

Eine Schneidstation zum Ablängen der Leitungselemente von einer Spule, eine Abisolierstation zum Abisolieren von Enden der Leitungselemente, wobei diese auch in der Schneidstation integriert sein kann,

eine Kontaktierungsstation zum Anbringen von Kontaktelementen, insbesondere Crimpelemente, an den abisolierten Leitungselementen,

eine Pufferstation zum Zwischenlagern der vorbereiteten Leitungselemente.

Weiterhin weist die Anlage ein erstes Transportsystem auf zum individuellen Zuführen der Leitungselemente zu den einzelnen ersten Bearbeitungsstationen sowie zu deren Transport zwischen den ersten Bearbeitungsstationen. Das erste Transportsystem weist dabei erste Transporter sowie eine Führungsschiene auf. Die Führungsschiene verläuft entlang der ersten Bearbeitungsstationen und auf ihr sind die ersten Transporter insbesondere nach Art von Schlitten schienengeführt verfahrbar. Die ersten Transporter weisen weiterhin zum Zuführen der einzelnen Leitungselemente zu den einzelnen Bearbeitungsstationen zumindest einen Greifer zum Greifen zumindest eines Leitungselements auf. Zur automatisierten, insbesondere vollautomatisierten Bereitstellung einzelner, vorkonfektionierter Leitungselemente für einen komplexen Kabelsatz weist die Anlage daher mehrere, insbesondere alle erforderlichen Bearbeitungsschritte zur automatisierten Vorbereitung der Leitungselemente auf. Diese sind in Form der sogenannten ersten Bearbeitungsstationen ausgebildet. Durch das erste Transportsystem wird individuell ein jeweiliges Leitungselement einzelweise einer jeweiligen Bearbeitungsstation zur Durchführung der dort vorgesehenen Bearbeitungsstufe zugeführt. Die einzelnen Leitungselemente sind dabei jeweils individuell mit Hilfe der Transporter beispielsweise an einer Vorderseite der Bearbeitungsstationen entlang verfahrbar und werden über die Transporter sukzessive den einzelnen Bearbeitungsstationen zugeführt. An einer jeweiligen Bearbeitungsstation werden die in dem jeweiligen Greifer gehaltenen Leitungselemente jeweils einer Bearbeitungseinheit der jeweiligen Bearbeitungsstation zugeführt und anschließend wieder mit Hilfe des ersten Transporters zur nächsten die Bearbeitungsstation weitertransportiert.

Damit ist insgesamt ein vollautomatisiertes Aufbereiten und Konfektionieren der einzelnen Leitungselemente ermöglicht, die für einen Kabelsatz benötigt werden. Durch die einzelweise Zuführung und Bearbeitung, beginnend insbesondere mit einem Ablängen von einer Spule, können daher problemlos unterschiedliche Typen von Leitungselementen für unterschiedliche Typen von Kabelsätzen bereitgestellt werden. Es ist daher eine individuelle Zusammenstellung von einzelnen Leitungselementen möglich, wodurch eine Fertigung von individuellen, unterschiedlichen Kabelsätzen ermöglicht ist.

Bei der hier beschriebenen Anlage handelt es sich um einen ersten Teil einer Gesamtanlage zur vollständigen und automatischen Herstellung eines Kabelsatzes. In diesem ersten Teil der Gesamtanlage werden die einzelnen, für den jeweiligen Kabelsatz benötigten Leitungselemente individuell vorbereitet und in der erwähnten Sammel- oder Pufferstation bereitgestellt. Aus dieser werden sie anschließend entnommen und in einem zweiten Teil der Anlage für einen jeweilig zu fertigenden Kabelsatz zusammengesetzt und in eine gewünschte verzweigte Struktur des Kabelsatzes gebracht. Insgesamt ist durch diese Gesamtanlage eine automatisierte Herstellung eines jeweiligen individuellen Kabelsatzes ermöglicht, wobei für jeden einzelnen Kabelsatz individuell die Anzahl und Art der Leitungselemente sowie die Konfiguration des Kabelsatzes als Solches vorgebbar ist. Über eine Steuereinrichtung wird dabei vorgegeben, wie beispielsweise Leitungselemente konfektioniert werden müssen und wie der jeweilige Kabelsatz zusammengesetzt wird. Insgesamt ist durch diese Maßnahme eine automatische Fertigung des Kabelsatzes bei gleichzeitig hohem Individualisierungsgrad ermöglicht. Durch die Prozessfreiheitsgrade bei der Fertigung ist die Gesamtanlage insgesamt in der Lage, aufeinanderfolgende Kabelsätze, die nacheinander hergestellt werden, in unterschiedlichen Konfigurationen zusammenzustellen und zu fertigen, ohne das ein manueller Eingriff erforderlich ist. Ein manueller Eingriff ist daher insbesondere auch nicht bei dem beschriebenen ersten Teil der Anlage zur Vorbereitung und Bereitstellung der einzelnen Leitungselemente erforderlich und vorgesehen.

Die einzelnen ersten Bearbeitungsstationen sind dabei vorzugsweise durch Gerüste nach Art von Regalen gebildet, welche unmittelbar aneinander anschließen. Diese Gerüste sind dabei insbesondere vertikal aufgestellt und die Führungsschiene verläuft über die einzelnen Gerüste hinweg an einer Vorderseite, so dass die einzelnen Leitungselemente in einfacher Weise von der Vorderseite der Gerüste den einzelnen Bearbeitungseinheiten zugeführt werden. Durch die Gerüste ist insbesondere der gewünschte modulare Aufbau gewährleistet, so dass bei Bedarf unterschiedliche Typen von ersten Bearbeitungsstationen zusammengesetzt werden können oder die Anlage bei Bedarf erweitert werden kann. Durch die vertikale Ausrichtung werden weiterhin die einzelnen Leitungselemente bei ihrem Transport mit Hilfe der ersten Transporter an dem Greifer hängend transportiert.

Zweckdienlicherweise weist jeder der ersten Transporter genau zwei voneinander beabstandete Greifer auf, und im Betrieb hält jeder der Greifer ein Leitungsende eines jeweiligen Leitungselements. An einem jeweiligen Transporter ist daher jeweils genau ein Leitungselement gehalten, und zwar an seinen gegenüberliegenden Leitungsenden, so dass das Leitungselement insgesamt in etwa U-förmig hängend von dem ersten Transporter transportiert wird. Hierdurch ist ein kontrolliertes Zuführen zu den einzelnen Bearbeitungsstationen unabhängig beispielsweise von der jeweiligen Länge der Leitungselemente ermöglicht.

In zweckdienlicher Weiterbildung ist der Greifer zum getrennten Greifen von zwei Adern eines durch ein verdrilltes Aderpaar ausgebildeten Leitungselements ausgebildet. Hierzu weist der Greifer insbesondere zwei voneinander beabstandete Klemmbereiche auf, die beispielsweise lediglich um wenige Zentimeter, beispielsweise um 1 cm bis 5 cm voneinander beabstandet sind. Insgesamt weist daher der Transporter durch die bevorzugte Anordnung zweier voneinander beabstand- eter Greifer vier Klemmbereiche auf. An jedem Greifer werden daher die Enden eines jeweiligen Aderpaares gehalten. Durch diese Maßnahme besteht die besondere Möglichkeit, dass auch verdrillte Leitungselemente, die also durch ein verdrilltes Aderpaar gebildet sind, wie ein einzelnes Leitungselement zu handhaben. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass die einzelnen Aderenden individuell von den Greifern gegriffen werden, so dass sie individuell in den Bearbeitungsstationen behandelt werden können, beispielsweise durch das Befestigen von Kontaktelementen (Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen) an einem jeweiligen Aderende.

In bevorzugter Ausgestaltung ist an zumindest einem Teil der ersten Bearbeitungsstationen und zweckdienlicherweise an jeder der ersten Bearbeitungsstationen zumindest eine Positioniereinheit angeordnet, also individuell der jeweiligen Bearbeitungsstation zugeordnet. Die Positioniereinheit weist dabei zumindest einen Positioniergreifer auf und ist dabei dazu ausgebildet, die von dem Greifer des jeweiligen Transporters bereitgestellten Leitungselements mit Hilfe des Positioniergreifers aufzunehmen, dieses einer Bearbeitungseinheit, beispielsweise einer Schneidmaschine oder eine Crimpmaschine zuzuführen oder in der Pufferstation abzulegen. Die Positioniereinheit dient daher in Ergänzung zu den Greifern der ersten Transporter zur individuellen Handhabung der Leitungselemente. Es ist hierdurch eine automatisierte Aufnahme der Leitungselemente ermöglicht, um diese an einer jeweiligen ersten Bearbeitungsstation der jeweils vorgesehenen Bearbeitung und einer Bearbeitungseinheit zuzuführen und anschließend wieder dem Greifer und damit dem ersten Transporter für den Weitertransport an die nächste Bearbeitungsstation zu übergeben.

Zweckdienlicherweise ist die Positioniereinheit innerhalb einer Verfahrebene an der jeweiligen ersten Bearbeitungsstation verfahrbar. Zweckdienlicherweise erfolgt dies an einer Vorderseite der jeweiligen Bearbeitungsstation, also insbesondere an einer Vorderseite des Gerüstes. Entsprechend der bevorzugten vertikalen Orientierung der Gerüste handelt es sich bei der Verfahrebene um eine Vertikalebene. Die Positioniereinheit ist dabei insbesondere schienengeführt verfahrbar. Ähnlich wie die ersten Transporter ist auch die Positioniereinheit beispielsweise nach Art eines Schlittens entlang einer Schiene geführt.

Zweckdienlicherweise ist dabei die Positioniereinheit mit Hilfe zumindest einer Querschiene und mit Hilfe zumindest einer Vertikalschiene verfahrbar. Insbesondere ist dabei die Positioniereinheit an einer der beiden Schienen nach Art eines Schlittens verfahrbar angeordnet. Diese Schiene ist schließlich zur Verfahrbarkeit in der zweiten Richtung an der anderen Schiene verfahrbar angeordnet. Bei der ersten Schiene, an der die Positioniereinheit verfahrbar angeordnet ist, handelt es sich insbesondere um eine Querschiene, die sich speziell in horizontaler Richtung erstreckt, so dass also die Positioniereinheit an der Vorderseite entlang der Bearbeitungsstation in einer Längsrichtung der Anlage verfahren werden kann. Diese Querschiene ist an einer und vorzugsweise an zwei randseitig der jeweiligen Bearbeitungsstation angeordneten Vertikalschienen in der Höhe verstellbar. Hierdurch ist eine freie Beweglichkeit der Positioniereinheit innerhalb der Vertikalebene ermöglicht. Die Positioniereinheit kann daher individuell zum einen an eine beliebige Position zur Aufnahme der Leitungselemente von dem jeweiligen ersten Transporter verfahren werden und anschließend das gegriffene Leitungselement an eine andere Position innerhalb der Vertikalebene überführen und dort einer Bearbeitungsstation zuführen. Dies ist von besonderem Vorteil, falls in einer Bearbeitungsstation mehrere Bearbeitungseinheiten an unterschiedlichen Orten platziert sind, die dadurch individuell angefahren werden können. Zur Übergabe zwischen Greifer und Positioniergreifer stehen die Leitungselemen- te dabei jeweils an dem Greifer etwas über. In zweckdienlicher Ausgestaltung weist zumindest einer der beiden Greifertypen, also entweder der jeweilige am ersten Transporter befestigte Greifer oder der Positioniergreifer, zwei in Längsrichtung des Leitungselements voneinander beabstandete Greifbereiche auf, wobei der Abstand zwischen den beiden Greifbereichen einen Freiraum definiert, der derart bemessen ist, dass darin der andere Greifer aufgenommen und damit umgriffen werden kann. Speziell ist daher einer dieser Greifertypen von der Seite betrachtet insbesondere nach Art eines U ausgeführt und umgreift somit mit seinen beiden U-Schenkeln den anderen Greifertyp. Dadurch ist jeweils eine zuverlässige und sichere Aufnahme und Übergabe der Leitungselemente zwischen diesen beiden Greifertypen ermöglicht.

Die Positioniereinheit weist dabei allgemein eine insbesondere schienengeführte Basis sowie zumindest einen daran angeordneten und um eine Achse drehbaren Arm auf. An diesem Arm ist der zumindest eine Positioniergreifer angeordnet. Bei dem drehbaren Arm handelt es sich wahlweise um einen Schwenkarm, welcher beispielsweise um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, die vorzugsweise parallel zur Querschiene und damit parallel zur Längsrichtung verläuft. Alternativ handelt es sich um einen Dreharm, welcher um eine insbesondere vertikale Drehachse drehbar ist. Diese erstreckt sich dabei insbesondere in Vertikalrichtung. Durch diese Dreh- oder Schwenkbeweglichkeit ist ein jeweiliges Leitungselement aus der Greiferposition in einfacher Weise in Richtung zu einer jeweiligen Bearbeitungseinheit oder auch in eine Aufbewahrungsposition in der Pufferstation überführbar.

Der Arm ist hierbei insbesondere um zumindest, bevorzugt genau um, 90 Grad dreh- oder schwenkbar, so dass ein am Positioniergreifer gehaltenes Leitungselement um zumindest 90 Grad drehbar ist. Wie zuvor erwähnt, werden die einzelnen Leitungselemente an den ersten Transportern hängend in der Vertikalebene transportiert. Dies gilt insbesondere auch für die jeweiligen Leitungsenden. Diese werden mit Hilfe des Positioniergreifers vorzugsweise aus der Vertikalrichtung in eine Horizontalrichtung überführt und in dieser horizontalen Ausrichtung an die jeweilige Bearbeitungseinheit übergeben, beispielsweise zum Anbringen von Kontaktelementen.

In zweckdienlicher Ausbildung ist weiterhin entweder der Arm oder der

Positioniergreifer selbst ausfahrbar, speziell linear ausfahrbar oder über eine Mehrgelenkbewegung ausfahrbar. Insbesondere ist der Arm oder der

Positioniergreifer teleskopierbar. Allgemein wird dadurch eine Zustellbewegung in Richtung zu einer Bearbeitungsstation ermöglicht, also insbesondere senkrecht zur Verfahrebene. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Abstände des

Positioniergreifers zu den ersten Transportern einerseits und andererseits zu den Bearbeitungseinheiten ausgleichen. Speziell dient diese Ausfahrbarkeit auch dazu, die einzelnen Leitungsenden beispielsweise in eine jeweilige Bearbeitungseinheit einzuführen. Der Positioniergreifer weist daher mehrere überlagerte Bewegungsfreiheitsgrade auf, insbesondere zumindest einen Drehfreiheitsgrad und einen linearen Zustellfreiheitsgrad.

Alternativ zu einer linearen Ausfahrbarkeit weist der Arm eine Art Gelenkarmmechanik auf, so dass durch mehrere Bewegungen der einzelnen Gelenkarme ein Ausfahren und Zustellen zu einer Bearbeitungsstation ermöglicht ist. Eine derartige Gelenkarm-Ausgestaltung ist dabei insbesondere bei der Ausführungsvariante des Arms als Dreharm vorgesehen. Bei dieser ist der Dreharm darüberhinaus auch zweckdienlicherweise um zumindest oder exakt 180 Grad um eine Vertikalachse drehbar. Diese spezielle Ausgestaltung des Dreharms wird dabei insbesondere im Bereich der Pufferstation verwendet, bei der die einzelnen Leitungselemente aus dem Greifer an eine Aufbewahrungsposition innerhalb der Pufferstation übergeben werden. In dieser werden die Leitungselemente hängend angeordnet.

Die Positioniereinheit weist korrespondierend zu den ersten Transportern jeweils genau zwei Positioniergreifer auf. Diese sind dabei zueinander um das gleiche Abstandsmaß voneinander beabstandet wie die beiden Greifer eines jeweiligen ersten Transporters. Hierdurch wird gewährleistet, dass durch einen jeweiligen Positioniergreifer die beiden Leitungsenden des jeweils von dem ersten Transporter bereitgestellten Leitungselements gleichzeitig gegriffen werden können. Zweckdienlicherweise sind dabei die beiden Positioniergreifer individuell und unabhängig voneinander ausfahrbar, insbesondere teleskopartig, so dass die mittels des jeweiligen Positioniergreifers gehaltenen Leitungsenden sukzessiv und individuell einer jeweiligen Bearbeitungseinheit zuführbar sind.

Weiterhin weist ein jeweiliger Positioniergreifer in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Greifer zwei Klemmbereiche auf, so dass die Aderenden eines verdrillten Aderpaares individuell gegriffen werden können.

In Hinblick auf die Führung der ersten Transporter ist die Führungsschiene in bevorzugter Ausgestaltung umlaufend ausgebildet. Im Betrieb werden die ersten Transporter umlaufend geführt. Die einzelnen Transporter werden daher sukzessive von einer anfänglichen ersten Bearbeitungsstation bis zur letzten ersten Bearbeitungsstation, die durch die Pufferstation gebildet ist, verfahren. Von dort werden sie dann anschließend über eine Rückführschiene wieder zurück an die anfängliche erste Bearbeitungsstation verfahren. Die einzelnen ersten Transporter werden daher allgemein umlaufend beispielsweise von der Schneidstation bis zur Pufferstation und wieder zurück verfahren. Die Führungsschiene ist dabei bevorzugt an einer Vorderseite der Bearbeitungsstationen angeordnet, so dass jeweils eine Einzelweise Übergabe und Aufnahme der Leitungselemente in einfacher Weise ermöglicht ist.

In bevorzugter Ausgestaltung sind weiterhin die ersten Transporter jeweils individuell verfahrbar. Sie weisen hierzu zweckdienlicherweise jeweils eine eigene individuelle Antriebseinheit auf. Speziell sind sie elektrisch und/oder magnetisch antreibbar. Der Antrieb erfolgt dabei beispielsweise nach Art eines Linearmotors. Bei einem magnetischen oder elektromagnetischen Antrieb ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die ersten Transporter über wechselnde Magnetfelder beispielsweise nach Art einer Schwebebahn angetrieben werden. Die ersten Transporter werden allgemein nach Art von Schlitten entlang der Führungsschiene geführt. Die individuelle Antriebseinheit eines jeweiligen Transporters besteht im Falle eines elektromagnetischen Antriebs beispielsweise im einfachsten Fall aus ei- nem Permanentmagneten oder auch aus einem Elektromagneten. Entlang der Führungsschiene sind Magnete, insbesondere Elektromagnete verteilt angeordnet. Korrespondierend sind an den ersten Transportern Magnete, insbesondere Permanentmagnete, angeordnet. Durch eine entsprechendes Umpolen der Elektromagnete wird ein fortlaufendes Magnetfeld erzeugt, welches die Transporter antreibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in vereinfachten Darstellungen:

Fig. 1 eine Frontansicht einer Anlage zum automatisierten Herstellen eines

Kabelsatzes mit einem ersten sowie einem zweiten Teil,

Fig. 2 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung der Anlage im

Bereich des ersten Teils zusammen mit einem Warenlager,

Fig. 3 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung der Anlage im

Bereich des zweiten Teils,

Fig. 4 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung im Bereich einer ersten Bearbeitungsstation,

Fig. 5 eine perspektivische vergrößerte Darstellung eines an einer Führungsschiene geführten ersten Transporters mit zwei Greifern,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung einer an einer Querschiene geführten

Positioniereinheit mit zwei Positioniergreifern,

Fig. 7 eine ausschnittsweise Darstellung zur Illustration der Übergabe eines

Leitungselements zwischen Greifer und Positioniergreifer,

Fig. 8 eine ausschnittsweise Darstellung ebenfalls zur Erläuterung der

Übergabe eines Leitungselements von den Greifern zu den

Positioniergreifern,

Fig. 9 eine ausschnittsweise Darstellung einer zweiten Variante der Positioniereinheit bei der Übernahme eines Leitungselements sowie

Fig. 10 eine Darstellung der weiteren Variante der Positioniereinheit nach der Übernahme des Leitungselements.

In den Figuren sind gleichwirkende Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Anlage 2 dient zum automatisierten Herstellen eines Kabelsatzes 3 und ist modular aus einer Vielzahl von einzelnen Bearbeitungsstationen aufgebaut. Die Anlage weist einen ersten Teil 4 mit ersten Bearbeitungsstationen A, B, C, D sowie einen zweiten Teil mit zweiten Bearbeitungsstationen E, F, G, H, I, K auf. Vor dem ersten Teil 4 ist noch ein Warenlager 8, welches nach Art eines Hochlagers ausgebildet ist, angeordnet. Die einzelnen Bearbeitungsstationen A bis K weisen jeweils ein Gerüst 10 auf, welches im Wesentlichen einen Gerüstrahmen definiert, innerhalb dessen im ersten Teil 4 Bearbeitungseinheiten zur Durchführung von unterschiedlichen Arbeitsschritten angeordnet sind. Die Gerüste 10 sind dabei unmittelbar aneinander angrenzend befestigt und bilden eine sich insbesondere linear erstreckende Gerüstanordnung. Die Gerüste 10 sind in einer Längsrichtung 12 aneinander angereiht. Die Gerüste 10 sind nach Art eines Regals aufgestellt. Sie erstrecken sich in die Höhe in einer Vertikalrichtung 14 und haben eine in eine Querrichtung 16 erstreckende Tiefe. Längsrichtung 12 und Vertikalrichtung 14 spannen eine Vertikalebene auf, zu der die Querrichtung 16 senkrecht orientiert ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Warenlager 8 in Querrichtung 16 verlaufend angeordnet. Durch die Ausrichtung der Gerüste 10 in vertikaler Orientierung weist die gesamte Gerüstanordnung eine Vorderseite 18 sowie eine Rückseite 20 auf.

Bei der Fertigung des Kabelsatzes 3 wird die Anlage 2 in Längsrichtung 12 von der ersten Bearbeitungsstation A sukzessive bis zur letzten Bearbeitungsstation L durchlaufen. Im Ausführungsbeispiel der dargestellten modularen Anlage 2 sind dabei folgende Bearbeitungsstationen vorgesehen:

Eine Schneidstation A, eine Abisolierstation B, eine Kontaktierungsstation C, eine Pufferstation D. Der zweite Teil 6 beginnt mit einer Steckerstation E, gefolgt von einer Verteilstation F, einer mehrteiligen Fixierstation G, die im Ausführungsbeispiel drei Teilstationen G1 , G2, G3 aufweist, weiter gefolgt von einer Clipstation H, einer Verpackungsstation I sowie einer End- oder Sammelstation K. Im ersten Teil 4 der Anlage 2 werden zunächst Leitungselemente 22 aufbereitet. Bei diesen handelt es sich insbesondere um Adern oder auch um verdrillte Adern. Sie werden als Meterware über Spulen 24 bereitgestellt. Die Spulen 24 sind im Warenlager 8 bevorratet.

Im zweiten Teil 6 werden die einzelnen vorbereiteten Leitungselemente 22 zum Kabelsatz 3 zusammengestellt. All dies erfolgt vollautomatisiert ohne manuellen Eingriff. Die Leitungselemente 22 in den einzelnen Vorfertigungsstufen werden innerhalb des ersten Teils 4 mit Hilfe eines ersten Transportsystems 26 jeweils zwischen den einzelnen ersten Bearbeitungsstationen A bis D weitergefördert.

Im zweiten Teil 6, in dem die Zusammenstellung des Kabelsatzes 3 aus den einzelnen Leitungselementen 22 erfolgt, werden die jeweiligen Kabelsätze in ihren unterschiedlichen Vorfertigungsstufen mit Hilfe eines zweiten Transportsystems 28 sukzessive den einzelnen Bearbeitungsstationen E bis J des zweiten Teils 6 zugeführt.

Die einzelnen Bearbeitungsschritte im ersten Teil 4 werden mit Hilfe von Bearbeitungseinheiten 30 ausgeführt, die innerhalb des jeweiligen Gerüsts 10 der jeweiligen ersten Bearbeitungsstation A bis D angeordnet sind.

Im zweiten Teil 6 werden die einzelnen erforderlichen Arbeitsschritte durch Manipulatoren 32 durchgeführt, welche im Ausführungsbeispiel als mehrachsige Gelenkarmroboter ausgeführt sind. Hierbei ist jeder einzelnen Bearbeitungsstation E bis I jeweils ein eigener Manipulator 32 zugeordnet. Die einzelnen Manipulatoren 32 sind dabei in Längsrichtung 12 verfahrbar angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind sie hängend an einer hier nicht näher dargestellten Deckenschiene befestigt.

Zur Fertigung des Kabelsatzes 3 wird im zweiten Teil 6 der Kabelsatz 3 entsprechend einer gewünschten späteren verzweigten Struktur aufgespreizt. Der Kabelsatz 3 ist daher in einer zweidimensionalen Ebene aufgespreizt. Diese ist vertikal ausgerichtet, liegt also in der zuvor beschriebenen Vertikalebene. Die Kabelsätze 3 sind dabei an einer Frontseite des Gerüsts 10 angeordnet. Mittels der Manipulatoren 32 erfolgt die Bearbeitung daher an der Vorderseite 18 der Gerüste 10.

Bei der automatisierten Fertigung des Kabelsatzes 3 werden bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Anlage 2 folgende Fertigungsschritte sukzessive und automatisch durchlaufen:

Im Warenlager 8 werden mehrere Spulen 24 bevorratet, auf denen Leitungselemente 22 unterschiedlicher Typen als Endlos-Ware aufgespult sind. Die einzelnen Typen der Leitungselemente 22 unterscheiden sich insbesondere im Hinblick auf ihre Querschnitte, insbesondere Querschnitte der Leiter, Farbe der Aderisolierung oder auch dadurch, ob es sich um eine Einzelader oder ein insbesondere verdrilltes Aderpaar handelt.

Innerhalb der Schneidstation A werden die von den Spulen 24 abgewickelten Leitungselemente 22 unterschiedlichen Typs auf die jeweils für den zu fertigenden Kabelsatz 3 benötigte Länge abgelängt.

In der Abisolierstation B werden anschließend mittels entsprechender Abisoliereinheiten als Bearbeitungseinheiten 30 Leitungsenden der Leitungselemente 22 abisoliert.

In der Kontaktierungsstation C werden Kontaktelemente, beispielsweise Kontaktbuchsen oder Kontaktstifte endseitig an den freigelegten Leitungsenden also am jeweiligen Leiter des Leitungselements 22 befestigt. Dies erfolgt beispielsweise durch einen Crimpprozess.

Die vorbereiteten Leitungselemente 22 werden in der Pufferstation D gesammelt. In der Pufferstation D befindet sich daher nach Art eines Zwischenlagers eine Vielzahl von Leitungselementen 22, die sich im Hinblick auf ihren Typ und/oder ihre Länge unterscheiden. Das erste Transportsystem 26 dient jeweils zum Transportieren der Leitungselemente 22 zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen A bis D. Es weist ein erstes Schienensystem 34 auf. Dieses umfasst dabei eine umlaufende Führungsschiene 36, auf der einzelne, individuell verfahrbare erste Transporter 38 angeordnet sind. Bei diesen ersten Transportern 38 handelt es sich um nach Art von Schlitten entlang der Führungsschiene 36 verfahrbaren Trägereinheiten. Diese sind jeweils zur insbesondere hängenden Aufnahme ein oder mehrere Leitungselemente ausgebildet. Die Übergabe von bzw. an eine jeweilige Bearbeitungsstation A bis D zu diesen ersten Transportern 38 erfolgt mit Hilfe von

Positioniereinheiten 40, die entlang von Querschienen 42 in Längsrichtung 12 verfahrbar sind. Die Querschienen 42 wiederum sind in Vertikalrichtung 14 entlang von Vertikalschienen 44 verschiebbar.

Das erste Schienensystem 34 setzt sich allgemein aus einer Vielzahl von ersten Schienen 46 zusammen. Eine jeweilige erste Schiene 46 ist dabei einem jeweiligen Gerüst 10 zugeordnet und weist insbesondere dessen Länge auf. Das erste Schienensystem 34 ist daher korrespondierend zu der Gerüstanordnung ebenfalls modular aufgebaut. Die ersten Schienen 46 benachbarter Bearbeitungsstationen fluchten miteinander zur Ausbildung der umlaufenden Führungsschiene.

In der Steckerstation E werden zweite Transporter 48 des zweiten Transportsystems 28 mit den Leitungselementen 22 bestückt. Zumindest ein Teil der zweiten Transporter 48 ist hierzu mit Steckergehäusen bestückt. In diese werden die an den Leitungsenden der Leitungselemente 22 angeschlagenen Kontaktelemente eingelegt.

Von besonderer Bedeutung innerhalb der Steckerstation E ist, dass die zweiten Transporter 48 auf mehrere zweite Schienen 50 des zweiten Transportsystems 28 verteilt werden. Die zweiten Schienen 50 sind dabei parallel zueinander angeordnet. Die einzelnen Leitungsenden der Leitungselemente 22 werden in geeigneter Weise an jeweils einem zweiten Transporter 48 fixiert, die verteilt über die zweiten Schienen 50 angeordnet sind. Es werden dabei in der Steckerstation E sämtliche für den zu fertigenden Kabelsatz 3 benötigten Leitungselemente 22 aus der Puf- ferstation D entnommen und an die zweiten Transporter 48 befestigt. Dies erfolgt mit Hilfe des der Steckerstation E zugeordneten Manipulators 32.

Die mit den Leitungselementen 22 bestückten zweiten Transporter 48 werden auf weitere zweite Schienen 50 in der Verteilstation F überführt. In der Verteilstation F erfolgt ein Verteilen der zweiten Transporter 48 und damit der Leitungsenden der Leitungselemente 22 in die durch den Kabelsatz 3 vorgegebene verzweigte Struktur. Die einzelnen zweiten Transporter 48 nehmen daher innerhalb der Vertikalebene eine Verteilstruktur entsprechend der verzweigten Struktur des Kabelsatzes 3 ein. Hierzu werden die zweiten Transporter 48 auf ihrer jeweiligen zweiten Schiene 50 in Längsrichtung 12 an eine vordefinierte Position verfahren. Gleichzeitig werden die parallel zueinander angeordneten zweiten Schienen 50 in Vertikalrichtung 14 auseinandergezogen, so dass sich die gewünschte verzweigte Struktur ergibt. Bei der Darstellung der Fig. 3 ist noch eine Zwischensituation dargestellt, bei der innerhalb der Verteilstation F noch nicht die vollständige Verteilerstruktur eingenommen ist. Die Verteilerstruktur ist an den nachfolgenden Bearbeitungsstationen zu erkennen.

In der Fixierstation G werden die einzelnen Leitungselemente aneinander fixiert, speziell um die vorgegebene verzweigte Struktur zu fixieren, also eine gewisse Stabilität zu verleihen. Hierzu sind zweckdienlicherweise mehrere Teilstationen G1 , G2, G3 vorgesehen, die beispielsweise für unterschiedliche Fixermethoden ausgebildet sind.

Wie anhand der Figen 1 , 3 zu erkennen ist sind die Verteilstation F sowie die erste Fixierstation G1 miteinander kombiniert, teilen sich daher gemeinsam ein Gerüst 10.

In der Clipstation werden bei Bedarf (Befestigungs-) Clips angebracht. Diese werden typischerweise mittels einer Bandierung am Kabelsatz 3 befestigt. Die Verpackungsstation I dient zur Entnahme des endgefertigten Kabelsatzes 3 und zum Weitertransport desselben. Hierzu wird der Kabelsatz 3 mit Hilfe des zugeordneten Manipulators 32 von den zweiten Schienen 50 genommen.

In der Sammelstation K werden die einzelnen zweiten Transporter 48 gesammelt und einer gemeinsamen Rückführschiene 52 zugeführt. Diese verläuft an der Rückseite 20 und erstreckt sich bis zur Steckerstation E. An dieser werden die zweiten Transporter 48 mit Hilfe eines an der Rückseite 20 angeordneten Manipulators 32 wieder in geeigneter weise mit Steckergehäusen bestückt und somit für die Fertigung des nächsten Kabelsatzes 3 vorbereitet.

Das zweite Transportsystem 28 weist die zuvor beschriebenen zweiten Schienen 50 und die zweiten Transporter 48 auf. Die zweiten Transporter 48 sind vergleichbar wie die ersten Transporter 38 nach Art von entlang der Schienen 50 verfahrbaren Schlitten angeordnet. Die einzelnen zweiten Transporter 48 sind individuell verfahrbar und weisen ein elektromagnetisches Antriebssystem auf. Die zweiten Schienen 50 sind jeweils in Vertikalrichtung 40 verfahrbar. Jede Bearbeitungsstation E bis I weist dabei eine Anzahl von zweiten Schienen 50 auf, die parallel zueinander angeordnet sind. Die zweiten Schienen 50 erstrecken sich jeweils lediglich über die Länge eines jeweiligen Gerüsts 10 einer jeweiligen Bearbeitungsstation E bis I. Zur Übergabe der zweiten Transporter 48 zwischen benachbarten Bearbeitungsstationen werden die zweiten Schienen 50 in eine fluchtende Anordnung gebracht.

In der Figur 4 ist ausschnittsweise und vergrößert ein Abschnitt des ersten Teils 4 der Anlage 2 dargestellt, und zwar im Bereich speziell der Schneidstation A. Hieraus ist nochmals der gerüstartige Aufbau der ersten Bearbeitungsstationen zu erkennen. An der Vorderseite 18 des jeweiligen Gerüstes 10 ist die Führungsschiene 36 zu erkennen, die insbesondere in einer festen Höhe als eine umlaufende Führungsschiene 36 ausgebildet ist. Sie ist über aus den Gerüsten 10 herausragende Halter 70 gehalten. An der Vorderseite 18 sind die Vertikalschienen 44 zu erkennen, die sich bevorzugt jeweils über die gesamte Höhe des jeweiligen Gerüstes 10 erstrecken. Entlang dieser Vertikalschiene 44 ist die Querschiene 42 in Vertikalrichtung 14 verfahrbar. Auf der Querschiene 42 ist wiederrum die Positioniereinheit 40 in Längsrichtung 12 verfahrbar angeordnet, und zwar nach Art eines Schlittens. In Figur 4 ist weiterhin ein erster Transporter 38 dargestellt, an dem ein Leitungselement 22 gehalten wird (etwa Bildmitte). Insgesamt sind in der Figur 4 zwei Positioniereinheiten 40 zu erkennen, wobei die etwa in der Bildmitte dargestellt Positioniereinheit 40 im Moment der Übernahme des Leitungselements 22 von einem ersten Transporter 38 dargestellt ist.

In der rechten Bildhälfte ist eine weitere Positioniereinheit 40 zu erkennen, die in einer insbesondere um 90° verschwenkten Position dargestellt ist, in der die Leitungsenden des Leitungselements 22 beispielsweise einer Bearbeitungsstation zugeführt werden kann.

Wie aus der Figur 5 zu erkennen ist, weist ein jeweiliger erster Transporter 38 einen in etwa U-förmigen Schlitten auf, welcher entlang der Führungsschiene 36 individuell antreibbar und verfahrbar ist. Der erste Transporter 38 weist dabei zwei Greifer 72 auf, die auf der Oberseite angeordnet sind. Ein jeweiliger Greifer 72 weist vorzugsweise jeweils zwei Klemmbereiche 74 auf, die zum individuellen Klemmen von Aderenden eines verdrillten Aderpaares ausgebildet sind. Ein jeweiliges Leitungsende wird daher jeweils klemmend von einem Greifer 72 gegriffen. Der Greifer ist beispielsweise pneumatisch, hydraulisch und bevorzugt elektrisch ansteuerbar, so dass die Klemmbereiche 74 in eine geschlossene oder in eine offene Position geführt werden.

Die Klemmbereiche 74 sind dabei jeweils durch Klemmbacken gebildet, wobei die beiden Klemmbereiche 74 eines jeweiligen Greifers 72 eine gemeinsame mittlere Klemmbacke haben. Zumindest ein Teil der Klemmbacken weist dabei wie in der Figur 5 zu erkennen ist eine V-förmige Nut zur sicheren Führung eines jeweiligen Leitungsendes auf. Die beiden Greifer 72 sind zueinander beabstandet, beispielsweise um einige Zentimeter. Die Greifer 72 sind dabei an gegenüberliegenden Endbereichen des jeweiligen ersten Transporters 36 angeordnet.

In Figur 6 ist der bereits in der Figur 4 dargestellte erste Typ der Positioniereinheit 40 dargestellt. Die Positioniereinheit 40 weist eine - ähnlich wie die ersten Transporter 38 - nach Art eines Schlittens verfahrbare Basis 76 auf, an der ein insbesondere als Schwenkarm 78A ausgebildeter Arm schwenkbar befestigt ist. Das Verschwenken erfolgt dabei um eine Horizontalachse, die parallel zur Querschiene 42 verläuft. An dem Schwenkarm 78A sind zwei Positioniergreifer 80 angeordnet, die insgesamt in etwa L-förmig ausgebildet sind. Der eine L-Schenkel ist dabei am Schwenkarm 78A befestigt. Dieser eine L-Schenkel ist zweckdienlicherweise nach Art eines Teleskops linear ausfahrbar. Endseitig an diesem ersten L- Schenkel sind insbesondere senkrecht hierzu orientiert einzelne Greifeinheiten 82 befestigt, die den zweiten L-Schenkel bilden. Eine jeweilige Greifeinheit 82 ist dabei zweckdienlicherweise identisch zu den in Figur 5 dargestellten Greifern 72 ausgebildet. Wie anhand der Figur 6 zu erkennen ist, weist ein jeweiliger

Positioniergreifer 80 zwei voneinander beabstandete Greifeinheiten 82 auf. Die beiden Greifeinheiten 82 sind also jeweils zum klemmenden Greifen eines jeweiligen Leitungsendes des Leitungselements 22 ausgebildet. Die Greifeinheiten 82 sind zueinander bevorzugt um das gleiche Abstandsmaß beabstandet wie auch die Greifer 72.

Der Bewegungsablauf zur Aufnahme und Übergabe eines jeweiligen einzelnen Leitungselements 22 zwischen einem jeweiligen ersten Transporter 38 und der Positioniereinheit 40 geht beispielsweise aus den Figuren 7 und 8 hervor. Anhand der Figur 8 ist die Situation bei der unmittelbaren Übergabe zwischen dem jeweiligen Greifer 72 und den Greifeinheiten 82 dargestellt. Wie gut anhand der vergrößerten Detaildarstellung in der Figur 8 zu erkennen ist, umgreift der

Positioniergreifer 80 mit seinen beiden beabstandeten Greifeinheiten 82 den Greifer 72. Dieser ist daher in einem zwischen den beiden Greifeinheiten ausgebildeten Freiraum 84 aufgenommen. Die einzelnen Klemmbereiche 74 sind bei der Übergabe in Vertikalrichtung 14 zueinander exakt orientiert ausgerichtet, so dass also das jeweilige Leitungsende die insgesamt drei Klemmbereiche 74 durchläuft. Zur Übergabe vom Greifer 72 an den Positioniergreifer 80 fährt dieser also in der in Figur 8 gezeigten Stellung an das Leitungselement 22 heran und greift dies mit seinen Klemmbereichen 74. Anschließend gibt der Greifer 72 seinen Klemmbereich 74 frei und der Positioniergreifer 80 kann das Leitungselement 22 in Richtung zu einer Bearbeitungseinheit 30 verfahren. Dies erfolgt durch das in der Figur 7 dargestellte Verschwenken um die erwähnte Horizontalachse. Ergänzend lassen sich die einzelnen Positioniergreifer 80 individuell teleskopartig ausfahren, so dass sie also in Querrichtung 16 zur Bearbeitungseinheit 30 zugestellt werden können. Durch die Verfahrbarkeit der Positioniereinheit 40 lässt sich diese zudem noch in Vertikalrichtung 14 sowie in Querrichtung 16 verfahren, so dass ein jeweiliges Leitungsende exakt in eine gewünschte Position ausgerichtet werden kann. Durch das Verschwenken des Positioniergreifers 80 um insbesondere exakt 90 Grad wird daher das zunächst vertikal orientierte Leitungsende in eine horizontale Lage überführt.

In den Figuren 9 und 10 ist eine zweite Ausführungsvariante der Positioniereinheit 40 dargestellt. Diese ist speziell im Bereich der Pufferstation D angeordnet und dient dazu, die vorkonfektionierten einzelnen Leitungselemente 22 von den ersten Transportern 38 in eine Aufbewahrungsposition zu überführen.

Hierzu weist die Positioniereinheit 40 einen Dreharm 78B auf, welcher um eine Vertikalachse an einem Drehlager drehbar angeordnet ist. Das Drehlager und damit der Dreharm 78B sind wiederum an einer Basis 76 gehalten. Am Dreharm 78B ist bei dieser Ausführungsvariante ein Gelenkarm 86 befestigt, mit zwei Schwenkachsen. Der Gelenkarm 86 weist dabei insbesondere zwei seitliche Hebel auf, die einerseits schwenkbar an dem Dreharm 78B und andererseits an einem Grundkörper 88 befestigt sind. Am Grundkörper 88 sind wiederum zwei Greifeinheiten 82 angeordnet.

Mit Hilfe dieser in den Figuren 9 und 10 dargestellten zweiten Variante der Positioniereinheit 40 werden zunächst die Leitungsenden von den Greifeinheiten 82 gegriffen. Anschließend erfolgt ein Verdrehen des Dreharms 78B insbesondere um 180 Grad, so dass das jeweilige Leitungselement 22 an eine vorgesehene Aufbewahrungsposition und an einen Sannnnelhalter 90 übergeben werden kann. Die einzelnen Sannnnelhalter 90 können hierbei wiederum individuell angefahren werden. Wie auch die erste Variante der Positioniereinheit 40, so ist auch diese in den Figuren 9 und 10 dargestellte zweite Variante in Längsrichtung 12 entlang der Querschiene 42 und die Querschiene 42 in Vertikalrichtung 14 verfahrbar.

Bezugszeichenliste

2 Anlage

3 Kabelsatz

4 erster Teil

6 zweiter Teil

8 Warenlager

10 Gerüst

12 Längsrichtung

14 Vertikalrichtung

16 Querrichtung

18 Vorderseite

20 Rückseite

22 Leitungselement

24 Spulen

26 erstes Transportsystem

28 zweites Transportsystem

30 Bearbeitungseinheiten

32 Manipulator

34 erstes Schienensystem

36 Führungsschiene

38 erste Transporter

40 Positioniereinheit

42 Querschiene

44 Vertikalschiene

46 erste Schienen

48 zweite Transporter

50 zweite Schienen

52 gemeinsame Rückführschiene

70 Halter

72 Greifer

74 Klemmbereich 76 Basis

78A Schwenkarm

78B Dreharm

80 Positioniergreifer

82 Greifeinheit

84 Freiraum

86 Gelenkarm

88 Grundkörper

90 Sammelhalter

A Schneidstation

B Abisolierstation

C Kontaktierungsstation

D Pufferstation

E Steckerstation

F Verteilstation

G (G1 , G2, G3) Fixierstation

H Clipstation

I Verpackungsstation K Sammelstation