WO2018189103A1

WO2018189103A1 - Bearbeitungskopf sowie anlage und verfahren zum automatisierten bestücken von steckergehäusen mit leitungselementen

Info

Publication number: WO2018189103A1
Application number: PCT/EP2018/059017
Authority: WO
Inventors: Fabian Dietlein; Christian Guni; Paul Heisler; Roland Jaecklein; Paulo MARTINS; Onur Tavsel
Original assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH; Friedrich Alexander Universitaet Erlangen Nuernberg
Current assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH; Friedrich Alexander Universitaet Erlangen Nuernberg
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2019-10-10
Also published as: DE102017206142A1

Abstract

Die Anlage (2) dient zum automatischen Bestücken von Steckergehäusen (4) mit einem Leitungselement (8), welches zwei Leitungsenden (6) aufweist. Hierzu wird ein Manipulator (24) eingesetzt, welcher insbesondere als herkömmlicher Industrieroboter ausgebildet ist. Dieser weist einen Bearbeitungskopf (30) auf, der einen Träger (32) sowie zumindest zwei am Träger (32) befestigte Positioniergreifer (34) aufweist. Jeder der Positioniergreifer (34) weist jeweils eine Greifeinheit (38) zum Greifen eines jeweiligen Leitungsendes (6) des jeweiligen Leitungselements (8) auf. Hierdurch wird ein Bestücken von Steckergehäusen (4) mit hoher Prozessgeschwindigkeit erreicht.

Description

BEARBEITUNGSKOPF SOWIE ANLAGE UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISIERTEN BESTÜCKEN VON STECKERGEHÄUSEN MIT LEITUNGSELEMENTEN

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anlage sowie ein Verfahren zum automatisierten Bestücken von Steckergehäusen mit Leitungselementen.

Die Anlage dient zum Bestücken von Steckergehäusen mit Leitungselementen, insbesondere bei der Fertigung von Kabelsätzen, speziell für Kraftfahrzeuge. Sie ist bevorzugt Teil einer Gesamtanlage zum vollständig automatisierten Herstellen von Kabelsätzen.

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 sind 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 gewünschten 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 zum prozesssicheren und zügigen automatisierten Bestücken von Steckergehäusen mit Leitungselementen anzugeben.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Anlage zum automatischen Bestücken von Steckergehäusen mit einem Leitungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein entsprechendes Verfahren zum automatischen Bestücken mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Die im Hinblick auf die Anlage nachfolgend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren und umgekehrt zu übertragen.

Die Anlage weist einen Manipulator auf, der mehrere Bewegungsfreiheitsgrade aufweist und zur Aufnahme eines jeweiligen Leitungselements aus einer Bereitstellungsposition und zur Überführung des Leitungselements zu in einer

Steckerstation bereitgestellten Steckergehäusen ausgebildet ist.

Der Manipulator weist eine Basis sowie einen an der Basis befestigten Bearbeitungskopf auf. Der Bearbeitungskopf umfasst wiederum einen Träger sowie zumindest zwei am Träger befestigte Positioniergreifer mit jeweils zumindest einer Greifeinheit zum Greifen der Leitungsenden eines jeweiligen einzelnen Leitungselements.

Die Anlage ist dabei insbesondere Teil einer Gesamtanlage zur vollständig automatisierten Herstellung eines Kabelsatzes. Dieser besteht aus einer Mehrzahl von einzelnen Leitungselementen, die individuell für einen jeweiligen Kabelsatz zusammengesetzt werden. Bei der Konfiguration des Kabelsatzes werden vorkonfektionierte Leitungselemente endseitig an Steckergehäusen angeschlagen. Unter vorkonfektionierte Leitungselemente werden hierbei sowohl einzelne Adern als auch ein verdrilltes Aderpaar verstanden, wobei diese jeweils auf eine erforderliche Länge zugeschnitten sind, beispielsweise auch einen gewünschten Leiter- durchmesser aufweisen und insbesondere an ihren Leitungselementen mit Kontaktelementen bestückt sind. Bei diesen Kontaktelementen handelt es sich beispielsweise um Kontaktbuchsen oder Kontaktstifte. Diese sind beispielsweise aufgekrimmt oder auch in sonstiger Weise beispielsweise stoffflüssig mit dem Leiter verbunden.

Der besondere Aspekt insbesondere des speziell ausgebildeten Bearbeitungskopfes mit den zumindest zwei angeordneten Positioniergreifern ist darin zu sehen, dass im Betrieb die beiden Leitungsenden eines einzelnen Leitungselements parallel durch die beiden Positioniergreifer gegriffen werden und individuell einem jeweiligen Steckergehäuse zugeführt werden. Das eine Leitungsende wird also einem ersten Steckergehäuse und das andere Leitungsende einem zweiten Steckergehäuse zugeführt. Durch die Anordnung von zwei Positioniergreifern an dem einen Bearbeitungskopf wird eine hohe Prozessgeschwindigkeit erreicht. Der Manipulator muss zwischen der Bereitstellungsstation, in der die einzelnen Leitungselemente bereitgestellt werden, und der Steckerstation, an der die Bestückung der Steckergehäuse mit den Leitungselementen erfolgt, verfahren werden.

Zweckdienlicherweise sind die Positioniergreifer bezüglich der Basis verstellbar angeordnet. Insbesondere ist der Träger verstellbar zusammen mit den Positioniergreifern. Durch diese Maßnahme ist daher eine Verfahrbarkeit der

Positioniergreifer sowohl an der Bereitstellungsstation als auch an der

Steckerstation zur individuellen Aufnahme der einzelnen Leitungsenden sowie für das individuelle Einstecken in die Steckergehäuse ermöglicht. Ein weiteres Verfahren des Manipulators ist nicht erforderlich beziehungsweise Verstellbewegungen des Manipulators sind reduziert.

Zweckdienlicherweise handelt es sich bei dem Träger um einen Drehträger, der um eine Drehachse rotierbar ist. An dem Drehträger sind die Positioniergreifer bevorzugt ortsfest angeordnet. Die Positioniergreifer werden daher jeweils durch eine Drehbewegung in eine gewünschte Arbeitsposition gebracht, in der sie ein jeweiliges Leitungsende aufnehmen beziehungsweise in das Steckergehäuse einstecken. Zweckdienlicherweise sind dabei die Positioniergreifer gleich verteilt am Träger angeordnet, insbesondere gleich verteilt um den Umfang des Trägers positioniert. Gemäß einer Ausführungsvariante sind am Träger genau zwei Positioniergreifer angeordnet, die also insbesondere um 180 Grad zueinander versetzt angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind insgesamt drei Positioniergreifer am Träger, insbesondere am Drehträger angeordnet. Der dritte Positioniergreifer dient zum einen als redundante Absicherung, falls ein Positioniergreifer in seiner Funktion beeinträchtigt ist. Es ist daher keine Unterbrechung des Prozesses erforderlich, falls einer der Positioniergreifer ausfällt. Zudem besteht auch die Möglichkeit, die Taktraten zu reduzieren, da durch geeignete Ansteuerung jeweils der nächstgelegenen Positioniergreifer zum Aufnehmen beziehungsweise Einstecken der Leitungsenden herangezogen werden kann. Bei einer Gleichverteilung erfolgt lediglich eine 120 Grad-Drehung, um den jeweiligen Positioniergreifer in die Arbeitsposition zu bringen, wenn der benachbarte Positioniergreifer seinen Arbeitsschritt beendet hat.

In bevorzugter Ausgestaltung ist jede Greifeinheit des Positioniergreifers zum getrennten Greifen von zwei Adern eines durch ein verdrilltes Aderpaar ausgebildeten Leitungselementes ausgebildet. Hierzu weist jede Greifeinheit zwei Klemmbereiche auf. Durch diese Maßnahme werden daher die beiden gemeinsam an einer Seite angeordneten Aderenden eines verdrillten Aderpaares individuell durch jeweils einen Klemmbereich geklemmt, so dass ein gemeinsames Handhaben auch von verdrillten Leitungen ermöglicht ist.

In bevorzugter Weiterbildung sind dabei die beiden Klemmbereiche um ein Rastermaß zueinander beabstandet. Dieses Rastermaß entspricht dabei zugleich einem Rastermaß von benachbarten Steckpositionen im jeweiligen Steckergehäuse. Durch diese Maßnahme ist daher ein gleichzeitiges Einstecken der beiden Aderenden ermöglicht. Insgesamt ist die automatisierte Handhabung sowohl von einzelnen Adern als auch von verdrillten Adern ermöglicht. Vorzugsweise weist jeder Positioniergreifer zwei voneinander beabstandete Greifeinheiten auf, sodass im Betrieb ein jeweiliges Leitungselement an zwei voneinander beabstandeten Bereichen von der Greifeinheit greifbar ist. Durch diese Maßnahme wird das jeweilige Leitungselement im Bereich der Leitungsenden zuverlässig und sicher geführt.

Insbesondere ist der Positioniergreifer mit den beiden Greifeinheiten U-förmig mit einem Freiraum zwischen den beiden Greifeinheiten ausgebildet. Dieser Freiraum dient dabei insbesondere zum Umgreifen eines Halters, in dem die Leitungselemente insbesondere in der Bereitstellungsstation gehalten sind. Der Halter weist dabei zweckdienlicherweise eine beispielsweise nach Art der Greifeinheit ausgebildete Einheit auf, die in dem Freiraum aufgenommen werden kann zur Übergabe des Leitungsendes vom Halter an den Positioniergreifer.

In bevorzugter Weiterbildung weist der Manipulator, insbesondere der Träger und speziell ein jeweiliger Positioniergreifer, eine Sensoreinheit zur Überwachung des Steckvorgangs auf. Die Sensoreinheit weist dabei insbesondere einen Drucksensor und / oder einen Positionssensor zur Überwachung des Steckvorgangs beim Einstecken des Leitungsendes in das Steckergehäuse auf. Die Kontaktelement der vorkonfektionierten Leitungselemente müssen an einer vordefinierten Position und mit einer vorbestimmten Kraft in das Steckergehäuse eingeführt werden.

Durch die entsprechende Sensoreinheit wird dies prozesssicher überwacht. Hierdurch sind fehlerhafte Bestückungen des Steckergehäuses, wie dies bei manueller Bestückung der Fall sein kann, vermieden.

Der Manipulator ist dabei insbesondere als ein mehrachsiger Gelenkarmroboter ausgebildet. Speziell als ein üblicher Industrieroboter mit mehreren rotatorischen sowie translatorischen Bewegungsfreiheitsgraden. Beispielsweise ist er als sechs- achsiger Industrieroboter ausgebildet. Die Basis des Manipulators ist dabei insbesondere die sogenannte Roboterhand, an der der Bearbeitungskopf als auswechselbares Werkzeug nach Art eines Moduls austauschbar befestigt werden kann. In zweckdienlicher Ausgestaltung ist der Manipulator selbst zwischen der Bereitstellungsstation und der Steckerstation verfahrbar. Der Manipulator weist hierbei einen Grundkörper auf, mit dem er insgesamt verfahren werden kann. Der Manipulator ist also nicht ortsfest innerhalb der Anlage angeordnet. Beispielsweise ist er schienengeführt zwischen der Bereitstellungsstation und der Steckerstation verfahrbar. Alternativ ist er ortsfest fixiert.

Für eine Bestückung der Steckergehäuse mit möglichst hoher Prozessgeschwindigkeit sind an der Steckerstation die Steckergehäuse auf Transporter befestigt, die verteilt auf mehreren Schienen angeordnet sind und jeweils individuell entlang der Schienen verfahrbar sind. Die Transporter mit den darauf angebrachten Steckergehäusen sind dabei in einer möglichst kompakten, engen Position zueinander angeordnet, insbesondere unmittelbar nebeneinander. Dadurch werden die Verfahrwege beim Bestücken der Steckergehäuse den Leitungselementen reduziert.

Aus der Steckerstation werden dann die einzelnen Steckergehäuse mit den darin befestigten Leitungsenden in zweckdienlicher Weiterbildung in eine verzweigte, zweidimensionale Struktur des Kabelsatzes verfahren. Neben der Verfahrbarkeit der Transporter auf den Schienen sind weiterhin vorzugsweise auch die Schienen relativ zueinander verfahrbar, sodass also die Schienen auseinander gefahren werden können. Insgesamt ist durch diese doppelte Beweglichkeit einerseits der Transporter in Längsrichtung der Schienen und andererseits der Schienen untereinander in Querrichtung hierzu ein zweidimensionales Aufspreizen der

Steckergehäuse ermöglicht. In dieser aufgezweigten oder verzweigten Struktur werden dann innerhalb der Gesamtanlage zweckdienlicherweise weitere Schritte zur Ausbildung des Kabelsatzes wie beispielsweise eine Bandierung etc. durchgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen teilweise in vereinfachten Darstellungen: Fig. 1 eine ausschnittsweise Darstellung der Anlage im Bereich einer

Steckerstation mit einem Manipulator zum Bestücken von

Steckergehäusen mit Leitungselementen,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Manipulators im Bereich eines Bearbeitungskopfes,

Fig. 3 eine vergrößerte weitere Darstellung des Bearbeitungskopfes beim Bestücken eines Steckergehäuses mit einem Leitungsende eines Leitungselements sowie

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Figur 3 im Bereich des Steckergehäuses.

In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung einer Anlage 2, die zum vollautomatischen Bestücken von Steckergehäusen 4 mit Leitungsenden 6 von Leitungselementen 8 (in Fig. 3, 4 dargestellt) ausgebildet ist. Die Anlage 2 ist dabei insbesondere Teil einer Gesamtanlage zur vollständig automatisierten Herstellung eines Kabelsatzes speziell für ein Kraftfahrzeug. Die Gesamtanlage weist dabei insbesondere einen ersten Teil zur automatisierten Vorkonfektionierung der Leitungselemente sowie einen zweiten Teil zur Zusammenstellung der vorkonfektionierten Leitungselemente zu jeweils einem individuellen Kabelsatz auf. In der Fig. 1 ist eine Steckerstation 10 dargestellt, die insbesondere die erste Bearbeitungsstation im zweiten Teil der Anlage ist. Die vorkonfektionierten Leitungselemente 8 werden in einer vorhergehenden Bereitstellungsstation, auch als Pufferstation bezeichnet bereitgestellt. Diese ist vorliegend nicht dargestellt. In dieser Bereitstellungsstation werden die einzelnen vorkonfektionierten Leitungselemente 8 an Haltern insbesondere hängend bereitgestellt. Dabei sind die einzelnen Leitungsenden 6 eines jeweiligen Leitungselements 8 nebeneinander angeordnet.

Die einzelnen Bearbeitungsstationen sind dabei nach Art von regalartigen Gerüsten ausgebildet, die typischerweise in einer Vertikalrichtung 12 orientiert sind. Die gesamte Anlage 2 erstreckt sich weiterhin typischerweise in eine Längsrichtung 14, in der die einzelnen Gerüste unmittelbar aneinander angereiht sind. Die Bearbeitungsstationen erstrecken sich weiterhin in eine Querrichtung 16.

In der in der Fig. 1 dargestellten Steckerstation 10 werden die Steckergehäuse 4 auf Transportern 18 bereitgestellt, die nach Art von Schlitten auf schienen 20 verfahrbar angeordnet sind. Wie in der Fig. 1 zu erkennen ist, sind die einzelnen Transporter 18 dabei auf mehrere parallel zueinander angeordnete Schienen 20 verteilt. Einige der Transporter 18 sind auch mit Umlenkelementen 22 bestückt. Diese dienen beispielsweise zum Umlenken einzelner Leitungselemente 8 an Verzweigungsstellen des Kabelsatzes.

Die einzelnen Transporter 18 sind individuell und unabhängig voneinander entlang der jeweiligen Schiene 20 verfahrbar angeordnet. Die einzelnen Schienen 20 können darüber hinaus in Vertikalrichtung 12 verfahren werden. Nach dem Bestücken der einzelnen Transporter 18 werden diese in hier nicht näher dargestellter Weise in eine definierte zweidimensionale verteilte Struktur überführt, die der verzweigten Struktur des zu fertigenden Kabelsatzes entspricht.

Zum Bestücken der Steckergehäuse 4 mit den Leitungsenden 6 (vgl. hierzu insbesondere auch Fig. 3, 4) ist insgesamt ein Manipulator 24 vorgesehen, welcher speziell ein mehrachsiger Industrieroboter ist. Dieser ist beispielsweise im Bereich einer Vorderseite der Steckerstation 10 insbesondere verfahrbar angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist eine hängende Befestigung dargestellt.

Der Manipulator 24 weist in an sich bekannter Weise einen Grundkörper 26 auf, welcher bereits mehrere Bewegungsfreiheitsgrade bereitstellt. Am Grundkörper 26 ist eine üblicherweise als Roboterhand bezeichnete Basis 28 ausgebildet, welche die Schnittstelle zu einem austauschbaren Werkzeug- oder Bearbeitungskopf 30 darstellt.

Der Bearbeitungskopf 30 weist im Ausführungsbeispiel einen Drehträger 32 auf, welcher um eine Handachse A der Roboterhand und damit der Basis 28 drehbar angeordnet ist. Wie insbesondere auch aus den Figuren 2 und 3 gut zu erkennen ist, sind am Drehträger 32 mehrere Positioniergreifer 34 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind genau drei Positioniergreifer 34 angeordnet. Diese sind gleichverteilt um den Umfang des Drehträgers 32 befestigt, weisen zueinander also einen Winkelabstand von 120° auf. Der Drehträger 32 weist insbesondere einen Drehteller auf, an dem eine dreiarmige Trageinheit 36 befestigt ist. An einem jeweiligen Arm der dreiarmigen Trageinheit 36 ist dabei jeweils ein Positioniergreifer 34 befestigt. Die einzelnen Arme sind dabei bezüglich des Drehtellers und damit auch bezüglich der Handachse A winklig angeordnet, und zwar insbesondere unter einem Winkel von 45°.

Ein jeweiliger Positioniergreifer 34 weist einen Hauptkörper auf, mit dem er am Drehträger 32 und insbesondere an einem jeweiligen Arm der Trageinheit 36 befestigt ist. Am vorderen Ende des Hauptkörpers weist der Positioniergreifer 34 einen Greifer zum Greifen von Leitungselementen 8 auf. Diese weist zumindest eine Greifeinheit 38 auf. Im Ausführungsbeispiel weist dieser Greifer dabei zwei Greifeinheiten 38 auf, die in Erstreckungsrichtung des jeweils zu greifenden Leitungselements 8 voneinander beabstandet sind und zwischen sich einen Freiraum 40 einschließen. Der Greifer weist bevorzugt eine in etwa U-förmige Ausgestaltung auf, wobei die beiden gegenüberliegenden U-Schenkel durch die beiden Greifeinheiten 38 gebildet sind. Eine jeweilige Greifeinheit 38 weist dabei zumindest einen und vorzugsweise zwei Klemmbereiche 42 auf, in denen das jeweilige Leitungselement 8 geklemmt wird. Die Klemmbereiche 42 sind dabei nebeneinander angeordnet, so dass gleichzeitig zwei nebeneinander angeordnete Leitungsenden gegriffen werden können. Dies dient insbesondere zum Greifen der Aderenden eines verdrillten Aderpaares. Der Positioniergreifer 34 ist daher insgesamt dazu ausgebildet sowohl eine einzelne Ader als auch die Adern eines verdrillten Aderpaars separat zu greifen.

Die Klemmbereiche 42 zeigen dabei jeweils eine V-förmige Nut, in die ein jeweiliges Ader- oder Leitungsende 6 eingelegt ist zur klemmenden Fixierung.

In der speziell in der Fig. 4 sehr gut zu erkennenden Ausführungsvariante ist der gesamte Greifer gebildet durch drei nebeneinander angeordnete U-förmige Greiferelemente, die in Querhchtung zueinander verfahrbar sind, um die Leitungsenden 6 zwischen sich zu klemmen und freizugeben. Das Auf- bzw. Zufahren der einzelnen Teile der Greifeinheiten 38 erfolgt dabei gesteuert beispielsweise pneumatisch, hydraulisch oder auch elektromotorisch. Vorzugsweise erfolgt dies elektromotorisch, da hierdurch keine Versorgungsleitungen erforderlich sind. Es ist lediglich eine elektrische Versorgung für den Positioniergreifer 34 erforderlich.

Die beiden nebeneinander angeordneten Klemmbereiche 42 sind dabei um ein Rastermaß a voneinander beabstandet. Dieses Rastermaß entspricht zugleich einem Rastermaß a zweier benachbarter Steckpositionen am Steckergehäuse 4.

Die Positioniergreifer 34 bilden im Ausführungsbeispiel insgesamt starre Einheiten, weisen selbst also vorzugsweise keine Bewegungsfreiheitsgrade auf - abgesehen von der erforderliche Bewegung der Greifeinheiten 38 zum Greifen und Freigeben der Leitungsenden 6. Die Bewegungsfreiheitsgrade werden ausschließlich durch den Manipulator 24 bereitgestellt.

Der Ablaufprozess zum Bestücken der jeweiligen Steckergehäuse 4 mit den Leitungsenden 6 ist wie folgt:

Zunächst nimmt der Manipulator 24 in der Bereitstellungsstation ein erstes Leitungsende 6 eines ersten Leitungselements 8 auf. Hierzu fährt einer der

Positioniergreifer 34 an den entsprechenden Halter in der Bereitstellungsstation. Er umgreift den Halter mit dem Freiraum 40 und umklemmt das bereitgestellte Leitungsende 6. Gleichzeitigt gibt der Halter das Leitungsende 6 frei. Anschließend verfährt der Manipulator 24, insbesondere dreht der Drehträger 32 um 120°, so dass der nächste, zweite Positioniergreifer 34 zum Greifen des zweiten Leitungsendes des Leitungselements 8 an die entsprechende Bereitstellungsposition geführt ist. Das zweite Leitungsende 6 wird vom zweiten Positioniergreifer 34 gegriffen. Das eine Leitungselement 8 wird dann von der Bereitstellungsposition zu der Steckerstation 10 mit Hilfe des Manipulators 24 verbracht. Typischerweise sind die beiden Stationen unmittelbar nebeneinander angeordnet, so dass die Verfahrwege kurz sind und beispielsweise weniger als einen Meter betragen. Das Leitungsele- ment 8 wird dabei insbesondere hängend transportiert, d.h. das Leitungselement 8 hängt in Vertikalrichtung 12 nach unten und ist lediglich an den beiden

Positioniergreifern 34 mit den Leitungsenden 6 gehalten.

Im Bereich der Steckerstation 10 nimmt der Manipulator die in Fig. 1 dargestellte Position ein. Durch entsprechende Bewegung des Manipulators 24 sind die Leitungsenden 6 aus der ursprünglichen Orientierung in Vertikalrichtung 12 in eine Orientierung in die Horizontalrichtung 16 überführt. Speziell wird der Drehträger 32 hierbei unter einem Winkel von 45° zu einer Vertikalebene positioniert, welche durch die Vertikalrichtung 12 und Längsrichtung 14 aufgespannt ist. Durch die Anordnung der Positioniergreifer 34 unter 45° zu der Handachse A werden die Leitungsenden 6 in Horizontalrichtung 16 ausgerichtet.

Anschließend erfolgt das Einstecken der Leitungsenden 6 in eine jeweilige Steckaufnahme des Steckergehäuses 4. Hierzu verfährt der Manipulator 24 in Querrichtung in Richtung zum Steckergehäuse 4. Alternativ ist der Positioniergreifer 34 für eine derartige Zustellbewegung ausgebildet, beispielsweise teleskopartig ausfahrbar.

Zur Überprüfung der Bestückung des Steckergehäuses 4 mit dem jeweiligen Leitungsende 6 ist insbesondere eine Sensoreinheit 46 vorgesehen, die bevorzugt in den Hauptkörper des Positioniergreifers 34 integriert ist. Diese Sensoreinheit 46 weist dabei insbesondere einen Sensor zur Positionsüberwachung auf, beispielsweise ein optisches, kamerabasiertes System. Ergänzend oder alternativ weist sie vorzugsweise einen Kraftsensor auf, mit dem die bei der Einsteckoperation ausgeübte Kraft erfasst wird. Hierdurch ist ein prozesssicheres Bestücken der

Steckergehäuse 4 mit den Leitungsenden 6 gewährleistet, so dass die endseitig an den Leitungsenden 6 angeschlagenen Kontaktelemente an der definierten, vorgesehenen Position und mit der vorgesehenen Kraft in das Steckergehäuse 4 eingesetzt werden.

Nach Einstecken des ersten Leitungsendes gibt die Greifeinheit 38 das Leitungsende 6 frei. Anschließend rotiert der Drehträger 32 insbesondere um 120°, so dass das zweite Leitungsende 6 in die horizontale Orientierung gebracht wird. Parallel hierzu verfährt der Manipulator 24 an ein zweites Steckergehäuse 4, welches mit dem zweiten Leitungsende 6 zu bestücken ist. Das Einstecken des Leitungsendes 6 erfolgt wie zuvor beschrieben.

Anschließend verfährt der Manipulator 24 wieder zurück zur Bereitstellungsstation und nimmt die Leitungsenden 6 eines weiteren Leitungselements 8 auf und steckt diese an dafür vorgesehene Steckpositionen zweier Steckergehäuse 4 ein.

Bezugszeichenliste

2 Anlage

4 Steckergehäuse

6 Leitungsende

8 Leitungselement

10 Steckerstation

12 Vertikalrichtung

14 Längsrichtung

16 Horizontalrichtung

18 Transporter

20 Schiene

22 Umlenkelement

24 Manipulator

26 Grundkörper

28 Basis

30 Bearbeitungskopf

32 Drehträger

34 Positioniergreifer

36 Trageinheit

38 Greifeinheit

40 Freiraum

42 Klemmbereich

46 Sensoreinheit

A Handachse a Rastermaß

Claims

Ansprüche

1 . Anlage (2) zum automatischen Bestücken von Steckergehäusen (4) mit einem Leitungselement (8), welches zwei Leitungsenden (6) aufweist, mit einem Manipulator (24), der mehrere Bewegungsfreiheitsgrade aufweist zur Aufnahme eines jeweiligen Leitungselements (8) aus einer Bereitstellungsstation und zur Überführung des Leitungselements (8) zu den in einer Steckerstation (10) bereitgestellten Steckergehäusen (4), wobei der Manipulator (24) eine Basis (28) sowie einen an der Basis (28) befestigten Bearbeitungskopf (30) aufweist und der Bearbeitungskopf (30) einen Träger sowie zumindest zwei am Träger befestigte Positioniergreifer (34) mit jeweils zumindest einer Greifeinheit (38) zum Greifen eines jeweiligen Leitungsendes (6) des jeweiligen Leitungselements (8) aufweisen.

2. Anlage (2) nach Anspruch 1 , bei der die Positioniergreifer (34) bezüglich der Basis (28) verstellbar angeordnet sind.

3. Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Träger als ein Drehträger (32) ausgebildet ist, der um eine Drehachse rotierbar ist.

4. Anlage (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der drei Positioniergreifer (34) am Drehträger (32) angeordnet sind.

5. Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Greifeinheit (38) zum getrennten Greifen von zwei Adern eines durch ein verdrilltes Aderpaar ausgebildeten Leitungselements (8) ausgebildet ist und hierzu zwei Klemmbereiche (42) aufweist.

6. Anlage (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Klemmbereiche (42) um ein Rastermaß (a) zueinander beabstandet sind, welches dem Rastermaß (a) von benachbarten Steckpositionen im Steckergehäuse (4) entspricht.

7. Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jeder

Positioniergreifer (34) zwei voneinander beabstandete Greifeinheiten (38) aufweist, so dass im Betrieb ein jeweiliges Leitungselement (8) an zwei voneinander beabstandeten Bereichen von der Greifeinheit (38) greifbar ist.

8. Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der

Positioniergreifer (34) U-förmig mit einem Freiraum (40) zwischen den Greifeinheiten (38) ausgebildet ist.

9. Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Sensoreinheit (46) zur Überwachung des Steckvorgangs vorgesehen ist.

10. Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Manipulator (24) als ein mehrachsiger Gelenkarmroboter ausgebildet ist.

1 1 . Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Manipulator (24) zwischen der Bereitstellungsstation und der Steckerstation (10) verfahrbar ist.

12. Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an der

Steckerstation (10) die Steckergehäuse (4) auf Transporter (18) befestigt sind, die verteilt auf mehreren Schienen (20) angeordnet sind und jeweils individuell entlang der Schienen (20) verfahrbar sind und bevorzugt die Schienen (20) relativ zueinander verfahrbar sind.

13. Bearbeitungskopf (30) zum Befestigen an einen Manipulator (24) für eine Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bearbeitungskopf (30) einen Träger sowie zumindest zwei am Träger befestigte

Positioniergreifer (34) mit jeweils zumindest einer Greifeinheit (38) zum Greifen von Leitungsenden (6) eines jeweiligen Leitungselements (8) aufweist.

14. Verfahren zum automatischen Bestücken von Steckergehäusen (4) mit einem Leitungselement (8), welches zwei Leitungsenden (6) aufweist, mit Hilfe eines Manipulators (24), wobei der Manipulator (24) zumindest zwei

Positioniergreifer (34) mit jeweils zumindest einer Greifeinheit (38) aufweist, wobei

- ein jeweiliger Positioniergreifer (34) jeweils ein Leitungsende (6) des Leitungselements (8) greift

- mit Hilfe des einen Positioniergreifers (34) ein erstes Steckergehäuse (4) mit dem einen Leitungsende (6) bestückt wird und anschließend

- mit Hilfe des anderen Positioniergreifers (34) ein zweites Steckergehäuse (4) mit dem anderen Leitungsende (6) bestückt wird