用于自动化地制造电缆束的设施和方法与流程

本发明涉及用于自动化地制造电缆束，特别是用于机动车的电缆束的设施和方法。

背景技术：

电缆束通常具有相互连接的多个单个的线路元件。这些线路元件尤其是芯线、扭绞的芯线(对)、光波导体或也是预制的部分线路，例如护套线路。芯线通常被理解为被绝缘部包围的导体，导体要么是导体线材或绞合导体。各自的电缆束在此具有分支结构，其相应于例如在机动车或在其他的设施内的随后的布线结构。分支结构在此被理解为各个线路元件在电缆束的不同的定位处从主路分支出去。通常，在制成的电缆束中，至少在其中一个线路元件上单侧地定固有插塞器或其他的接触元件。

对此类电缆束的制造和操作是高花费的。特别是在机动车行业中，(即使在相同的机动车车型中)由于不同的并且能由客户单独地预先给定的装备变体，存在有大量不同的电缆束类型。通常，针对单独地由客户配置的机动车的电缆束仅根据客户的订单来制成。由于希望短的交货期，使得力求对单独的电缆束进行尽可能快的制造。

由于这些单独的电缆束的大量的类型和变体多样性，使得对此类电缆束的制造的自动化是困难的，因此截至目前在制造特别是用于机动车行业的电缆束时仍需要高的人工份额。典型地，将各个线路元件沿所谓的电缆滑板根据预先给定的单独的分支结构地进行人工敷设，并且随后例如通过捆扎人工地将各个线路元件相互紧靠地固定。

由de3327583a1得知了一种用于制造由若干单个导体构成的电缆束的半自动化的方法。在此方法中，首先借助耦合件将预制的单个导体以能松开的方式相互连接并且组合为连续线路，将这些连续线路例如缠绕在缠绕设备上。随后，又将耦合件从单个导体松开并且在另一装置上将插塞器壳体紧固到端部上，并且随后形成电缆束。

由de3820638c2得知了一种用于制造电缆束的另外的自动化的方法。在此，借助于工业机器人将预制的线路元件置入到插塞器壳体内。在此，插塞器壳体沿着一条线被安置在竖直定向的敷设滑板上。将若干单个线路在两个相邻的插塞器壳体之间向下松弛悬垂。随后还进行捆绕，其中，为此工业机器人进行工具更换。在实施变型方案中，将插塞器壳体布置在转动盘上，该转动盘能沿直线引导部移动。在装载插塞器壳体之后，将旋转盘连同安置在其上的插塞器壳体一起移动到预先给定的定位处。

技术实现要素：

基于此，本发明的任务是，能够实现用于自动化地制造具有分支结构的此类电缆束的设施和方法。

此任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的用于自动化地制造电缆束的设施来解决。该任务此外还通过具有权利要求15的特征的用于自动化地制造此类电缆束的方法来解决。在设施方面阐述的优点和优选的设计方案按意义地也被转移到方法上。

该设施用于自动化地制造电缆束，电缆束具有由多个单个的线路元件构成的分支结构。设施包括用于控制设施的各个处理流程的控制单元、用于根据电缆束的分支结构将线路元件分布到预先给定的分布结构中的分布站、以及第二运输系统。第二运输系统在此包括第二轨道系统，第二轨道系统具有多个相互平行定向的第二轨道，第二轨道在第一方向上相互独立并且能取决于电缆束的预先给定的分支结构地被调节。第二运输系统此外还具有多个第二运输器，这些第二运输器分别被构造成用于接收各线路元件的线路端部。第二运输器能沿着第二轨道在第二方向上移动。在运行中，以如下方式驱控第二运输器以及第二轨道，即，通过第二轨道沿第一方向的移动并且通过第二运输器沿第二轨道的移动和因此在第二方向上的移动产生了所希望的分布结构。因为将各个线路元件的各自的线路端部布置到第二运输器上，所以以此通过第二轨道和第二运输器的自动移动在一定程度上将由各个线路元件组成的电缆束展开。由此不需要将各个线路元件沿预先给定的走向进行单独敷设。因此自动地借助于分布站之内的单独的第二运输系统进行对电缆束的展开并且得到了电缆束的分支结构。

一般地，通过第二运输器和第二轨道的移动撑出二维的平面，在其中，各个运输器在其结束定位中具有希望的分布结构。

在优选的设计方案中，该二维的平面指的是竖直平面，也就是说第一方向和第二方向撑出的竖直平面。第一方向在此尤其是竖直的方向，也就是说，第二轨道能沿竖直的方向移动地布置。对应地，第二方向是纵向方向，该纵向方向特别地沿水平的方向延伸。待制造的电缆束因此总体上“悬挂”地构成。

该设施总体上用于全自动地制造电缆束。在制造时，为此在分布站内被展开的电缆束经过多个依次排列的另外的第二加工站。在这些加工站的每个内实施过程步骤或制造步骤，从而使得根据流水线的类型逐步地构成电缆束。该设施在此优选地被分成两个部分，其中，在设施的第一部分中，将各自的电缆束所需的各个线路元件单独地准备，并且特别地提供在收集站或缓冲站内。然后从此处取出线路元件，并且组成用于各自地待制造的电缆束，并且置于希望的分支结构中。对单独的线路元件的编排和电缆束的构成在设施的第二部分内进行。

设施的特别的优点在于，通过自动化地制造各自的单独的电缆束，能为每个单个的电缆束单独地预先给定线路元件的数量和类型以及电缆束本身的配置。然后第二运输器根据各自的单独的电缆束在分布站处占据分布结构。在此，经由控制装置分别预先给定了其中哪个第二运输器针对各自的单独的电缆束如何被装载。通过此措施，能够实现堆电缆束的自动制造，同时能够实现各自的电缆束的高的个性化程度。通过在制造时的许多过程自由度，因此使设施总体上能够将相继制造的、互相跟随的电缆束以不同的配置编排和制造，而不需要人工干预。

在适宜的构造方案中，设施具有操作器，操作器被构造成用于尤其单个地接收特别是来自缓冲站的线路元件，并且被构造成用于将所接收的线路元件装载给第二运输器。操作器尤其是机器人，特别是工业机器人，并且通常是多轴线的铰接臂机器人。该操作器典型地具有在多个自由度中的，尤其是在多个直线自由度以及多个旋转自由度中的调节可能性。操作器总体上具有机器人手，其合适地被构造成用于从提供站(缓冲站)获取各个线路元件，并且将它们固定到第二运输器上。

适宜地，能给第二运输器的至少一个部分装载插塞器壳体。插塞器壳体在此被设置成用于接收线路元件的线路端部。这些插塞器壳体是成品的电缆束的插塞器壳体。就此而言，在此已实现了预组装级。经由操作器将通常以接触元件准备的线路端部插入或放入到插塞器壳体内。通过使用操作器的装载，在此得到了高的过程安全性。特别设置的是，在装载时构成过程监测，例如定位监测和/或对插入力的力监测。

除插塞器壳体外，第二运输器适宜地也构造有或装载有偏转元件或另外的保持部。偏转元件例如用于将各个线路元件在分支的结构的限定的定位变弯，例如在分支处。

另外的保持部例如用于接收尤其相互材料锁合地(stoffschlüssig)连接的两个线路元件的线路端部。在电缆束中，部分地需要将线路元件置于相同的参考电势上，并且为此例如通过焊接将线路元件相互连接起来。这些保持部用于接收如此连接的线路端部。适宜地，能给第二运输器分别装载以插塞器壳体和/或偏转元件或保持部。这意味着，它们可以被临时固定到第二运输器上。为了给各个第二运输器装载以插塞器壳体、偏转元件或保持部，适宜地布置有另外的操作器，其合适地被构造成用于此装载。

第二运输器优选地通常沿第二轨道系统循环引导。首先，第二运输器被装载以对于各自的电缆束所需的插塞器壳体等，然后将线路元件单独地紧固到运输器上，并且随后将待制造的电缆束展开成分支结构，并且自动完成制造。最终，从第二运输器取出成品的电缆束，并且将这些第二运输器又返回引导并且重新装载以插塞器壳体、偏转元件等，以用于下一个电缆束。

在此，为第二运输器装载以线路元件的线路端部尤其是在所谓的插塞器站的区域内进行。在该插塞器站处布置有已提及的操作器，并且将第二运输器提供到该插塞器站的第二轨道上。针对该插塞器站，在此取决于待制造的电缆束地，恰好将限定数量的、预先给定地装载以插塞器壳体、偏转元件或保持部的第二运输器提供到第二轨道上。在此，在插塞器站上构造有多个相互平行布置的第二轨道。在此，将具有根据电缆束而特定装载的各个第二运输器分布在这些多个第二轨道上地布置。对于每个单独地待制造的电缆束，因此在通过第二加工站形成的制造流水线的开始处第二运输器就为待制造的电缆束进行单独提供。

鉴于尽可能高的过程速度，在此以如下方式构造设施和控制装置，即，使得在运行中，尤其是在插塞器站处提供处于汇集的状态的第二运输器以用于装载以线路元件，并且从此状态移动到分布结构中。因此，第二运输器尽可能紧凑地集合以用于装载。这意味着，处在相同的轨道上的第二运输器很大程度上被一起地推动。补充地，第二轨道也尽可能紧凑地汇集。然后在装载之后，使第二运输器占据分布结构。

为了制造电缆束，典型地需要多个加工步骤。尤其地，线路元件必须相互紧靠地固定。通常，因此在优选的设计方案中，设施具有相互紧邻地布置的多个第二加工站。这些第二加工站中的每个优选具有多个第二轨道，这些第二轨道分别沿第一方向、即尤其是沿竖直方向单独地能移动。在每个第二加工站中，因此可以具有分布结构。特别是为了使线路元件相互紧靠地固定而有利的是，使线路元件布置在分布结构中，从而例如可以在分支位置上以合适的方式进行固定，从而尤其构成形状稳定的分支部。

在适宜的设计方案中，在此，控制装置还以如下方式构造，即，使彼此相邻的第二加工站的第二轨道取决于分布结构地相互齐平地取向。相邻的加工站的第二轨道在此直接交错过渡，从而使第二运输器可以从一个第二轨道被转运到另一个第二轨道。

在优选的设计方案中，在此，第二运输器在维持所占据的分布结构的情况下从一个加工站移动到下一个加工站。被展开的电缆束在此在加工站之间以这种展开的定位被移动。

在合适的设计方案中，第二运输器通常能单独地移动，并且能单独地被驱动。由此保证，经由第二运输器可以分别单独地占据希望的分布结构。

适宜地，在此，第二运输器能以电或磁的方式驱动。驱动在此例如根据直线马达的形式进行。在磁的或电磁的驱动的情况中，在此尤其设置的是，第二运输器经由交变磁场例如根据磁悬浮列车的形式被驱动。第二运输器通常根据滑座的形式沿第二轨道引导。各个第二运输器在此几乎分别具有自己的驱动单元。在磁驱动的情况中，该驱动单元在最简单的情况中包括永磁体或也包括电磁体。因而沿第二轨道分布有磁体，尤其是电磁体。与此相对应地也在第二运输器上布置有磁体，尤其是永磁体。通过电磁体的相应地换极产生了驱动运输器的连续的磁场。

此外，如已提及的那样，设施被构造成用于将线路元件彼此固定。为了固定，为此尤其提供另外的操作器。控制装置和设施现在以如下方式构造，即，使得在展开到分布结构中期间进行对线路元件的固定。以此能够实现高的工作节奏。相应的操作器在此以适宜的方式能移动地布置，从而使其尤其能够跟随展开运动。

替选地或补充地，在展开到分布结构中之后还进行对线路元件的固定或另外的固定。

附图说明

在下文中根据附图详细解释本发明的实施例。这些附图以部分明显简化的图示分别示出：

图1示出具有第一以及第二部分的用于自动化地制造电缆束的设施的前视图；

图2示出设施在第一部分的区域内的设施的截段的透视图，连带货库一起示出；

图3示出在第二部分的区域内的设施的截段的透视图；

图4示出在插塞器站的区域内的截段的视图，在插塞器站处提供多个第二运输器；

图5示出在插塞器站与分布站之间的过渡区域内的放大的截段的图示，在分布站中，第二运输器转移到分布结构中；

图6示出第二运输器和安置在其上的线路元件的明显简化的图示；和

图7示出另外的第二加工站的前视图，在第二加工站内，第二运输器布置为分布的结构并且保持电缆束。

在附图中，作用相同的部分设有相同的附图标号。

具体实施方式

在图1至3中所示的设施2用于自动化地制造电缆束3，并且由多个单个的加工站以模块化方式构建而成。该设施具有带第一加工站a、b、c、d的第一部分4和带第二加工站e、f、g、h、i、k的第二部分。在第一部分4前还布置有货库8，该货库根据高架库的类型构造。各个加工站a至k分别具有支架10，支架基本上限定是支架框架，在支架框架之内在第一部分4中布置有加工单元以用于执行不同的工作步骤。支架10在此相互直接邻接地紧固，并且形成尤其是直线延伸的支架结构。支架10沿纵向方向12相互紧靠地排列。支架10根据货架的类型竖立。它们在高度上沿竖直方向14延伸，并且具有沿横向方向16延伸的深度。纵向方向12和竖直方向14张成竖直平面，横向方向16垂直于该竖直平面地定向。在实施例中，货库8沿横向方向16延伸地布置。通过支架10的沿竖直定向地取向，使得整个支架结构具有前侧18和后侧20。

在制造电缆束3时，设施2沿纵向方向12从第一加工站a连续地经过直至最后的加工站l。在实施例中，所示的模块化的设施2在此设有如下加工站。

切割站a、去绝缘站b、接触站c、缓冲站d。第二部分以插塞器站e开始，然后是分布站f、在实施例中具有三个子站g1、g2、g3的多部分的固定站g、夹紧站h、包装站i和结束或收集站k。

在设施2的第一部分4中，首先对线路元件22进行制备。该线路元件尤其是芯线或扭绞芯线。它们作为按米量货物经由线轴24提供。线轴24存储在货库8内。

在第二部分6中，将各个准备好的线路元件22编排成电缆束3。所有这些都全自动化地无需人工干预地进行。在第一部分4内部，在各个预制级中的线路元件22借助于第一运输系统26分别在各个第一加工站a至d之间被转运。

在其中进行由各个线路元件22编排成电缆束3的第二部分6内，借助于第二运输系统28将各自的电缆束在其不同的预制级中连续地输送给第二部分6的各个加工站e至j。

在第一部分4中的各个加工步骤借助于加工单元30来实施，该加工单元布置在各自的第一加工站a至d的各自的支架10之内。

在第二部分6中，通过操作器32执行各个所需的工作步骤，操作器在实施例中实施为多轴线的铰接臂机器人。在此，每个单个的加工站e至i分别配属有自己的操作器32。各个操作器32在此沿纵向方向12能移动地布置。在实施例中，操作器悬挂地被紧固在此处未详细示出的顶部轨道上。

如在下文中还将详细描述地，为了制造电缆束3，在第二部分6中根据随后希望的分支结构将电缆束3展开。电缆束3因此在二维的平面内被展开。该二维的平面竖直取向，即位于前述竖直平面中。电缆束3在此被布置在支架10的前侧上。因此，借助操作器32使加工在支架10的前侧18上进行。

在自动化制造电缆束3时，在实施例中所示的设施2内相继跟随的制造步骤逐步地并且自动地进行：

在货库8内存储有多个线轴24，作为连续货物的不同类型的线路元件22被卷绕其上。线路元件22的各个类型尤其在如下方面有区别：线路元件的横截面、尤其是导体的横截面、芯线绝缘部的颜色、或区别在于线路元件是单一芯线还是尤其是扭绞的芯线对。

在切割站a内部，从线轴24退卷的不同类型的线路元件22分别被截长到用于制造电缆束3所需的长度。

随后在去绝缘站b中，借助相应的作为加工单元30的去绝缘单元将线路元件22的线路端部去绝缘。

在接触站c中，将例如是接触套筒或接触销的接触元件在端部侧紧固在被暴露的线路端部上，即紧固在线路元件22的各自的导体上。这例如通过卷压过程进行。

在缓冲站d中，收集准备好的线路元件22。因此在缓冲站d中，按照缓存库的类型存在有多个线路元件22，它们在其类型和/或长度方面有区别。

第一运输系统26分别用于将线路元件22在各个加工站a至d之间运输。第一运输系统具有第一轨道系统34。该第一轨道系统在此包括环绕的导轨36，在其上布置有单个的、能单独移动的第一运输器38。第一运输器38是指按照滑座的类型的能沿导轨36移动的载体单元。这些载体单元分别被构造成用于尤其以悬挂形式接收一个或多个线路元件。从各加工站a至d或在各加工站上到这些第一运输器38的传递借助于定位单元40进行，该定位单元40能沿在纵向方向12上的横向轨道42移动。横向轨道42又能沿垂直方向顺着竖直轨道44移动。

第一轨道系统34通常由多个第一轨道46组成。各自的第一轨道46在此配属于各自的支架10，并且尤其具有支架的长度。第一轨道系统34因此对应于支架系统地也以模块化方式构建而成。相邻的加工站的第一轨道46相互齐平以用于构成环绕的导轨。

在插塞器站e中，为第二运输系统28的第二运输器48装载以线路元件22。为此，为第二运输器48的至少一个部分装载以插塞器壳体60(参见图4)。将定固到线路元件22的线路端部上的接触元件放入到插塞器壳体内。其中一些第二运输器48也可以设有或装载有保持器，以用于接收两个线路元件22的相互连接的线路端部。最后，其中一些第二运输器被构造成用于引导或偏转线路元件22，或装载有相应的偏转元件或保持器。

在插塞器站e内部特别有意义的是，将第二运输器48分布到第二运输系统28的多个第二轨道50上。第二轨道50在此相互平行地布置。线路元件22的各个线路端部以合适的方式分别固定在第二运输器48上，第二运输器48在第二轨道50上分布布置。在此，在插塞器站e中将制造电缆束3所需的全部线路元件22从缓冲站d取出，并且将其紧固到第二运输器48上。这借助于配属于插塞器站e的操作器32进行。

插塞器站e是相对窄的站。第二运输器48优选分别相互紧靠地布置在插塞器站上。相互平行布置的第二轨道50优选直接并列布置。

装载有线路元件22的第二运输器48被转移到分布站f中的另外的第二轨道50上。在分布站f中，第二运输器48进而是线路元件22的线路端部被分布到通过电缆束3预先给定的分支结构中。因此，各个第二运输器48根据电缆束3的分支结构地在竖直平面之内占据分布结构。为此，第二运输器48在其各自的第二轨道50上沿纵向方向12移动到预先限定的定位上。同时，相互平行布置的第二轨道50沿竖直方向14彼此拉开，从而得到了希望的分支结构。在图3的图示中还示出了中间站，其中，在分布站f之内尚未占据完全的分布结构。该分布结构在随后的加工站中可见。

第二轨道50的展开以及第二运输器48的沿纵向方向到其预先给定的纵向定位的移动并非强制地必须在分布站f内进行。这可以例如也还至少部分地在随后的固定站g中进行。

在固定站g中，将各个线路元件相互紧靠地固定，以便特别地将预先给定的分支结构固定，即赋予一定的稳定性。为此，适宜地设置有多个子站g1、g2、g3，它们例如被构造成用于不同的固定措施。

如根据图1、图3可见，将分布站f以及第一固定站g1相互组合，因此其共享一个共同的支架10。

在夹紧站中，在需要时安装(紧固)夹具。该夹具典型地借助捆扎来紧固在电缆束3上。

包装站i用于取出成品的电缆束3并且用于进一步运输该电缆束。为此，借助于所配属的操作器32从第二轨道50接收电缆束3。

在收集站k中，收集各个第二运输器48，并且将其输送给共同的返回轨道52。该返回轨道52在后侧20上延伸并且延伸直至插塞器站e。在该插塞器站e上借助于布置在后侧20上的操作器32又将第二运输器48以合适的方式装载以插塞器壳体60，并且因此准备用于制造下一个电缆束3。

第二运输器系统28具有前述的第二轨道50和第二运输器48。第二运输器48与第一运输器38类似地按照沿轨道50布置的能移动的滑座的类型布置。各个第二运输器48能单独地移动，并且具有电磁驱动系统。第二轨道50分别能沿竖直方向40移动。每个加工站e至i在此具有多个相互平行布置的第二轨道50。第二轨道50分别仅在各自的加工站e至i的各自的支架10的长度上延伸。为在相邻的加工站之间转移第二运输器48，第二轨道50被齐平地布置。

图4示出了在插塞器站e与分布站f之间的过渡区域内的放大图。在此分别可见插塞器站e的和分布站f的第二轨道50。第二轨道50在此分别相互齐平。在所示的实施例中，总计每个加工站e、f布置有四个第二轨道50。这些第二轨道分别顺着竖直轨道44地能沿竖直方向14单独移动地布置。

在此，在第二轨道50上布置有多个第二运输器48，它们在多个第二轨道50上分布地布置。

在此，各个第二运输器48被装载以不同的元件，尤其是装载以插塞器壳体60以及偏转元件62。各个第二运输器48在此总体上以尽可能密集的布置方式相互布置。一方面，第二轨道50就此尽可能汇集。同时，各个第二输送器48在各自的第二轨道50上以低间距或甚至无间距地相互布置。在图4中所示的此定位中，第二运输器48，尤其是被紧固在其上的插塞器壳体60以及偏转元件62，被装载以线路元件22。为此考虑使用配属于插塞器站e的操作器32。将已准备的线路元件22的线路端部导入到插塞器壳体60中。线路端部在此典型地被预组装以接触元件，例如卷压元件。

随后将第二运输器48从插塞器站e转移到随后的分布站f的第二轨道50上。在分布站f中，然后将电缆束“展开”到希望的分布结构中。在此，各个第二运输器48沿纵向方向12地顺着第二运输器的各自的第二轨道50相互拉开。同时，也使第二轨道50沿竖直方向14相互拉开。在结束时，第二运输器48例如占据了在图5中所示的分布结构。图5在此示出了例如固定站g1、g2、g3中的一个的视图，或也示出了分布站f/固定站g1的组合的视图。在图4以及图5中未示出线路元件22。

线路元件22示例性地仅在图6中示出。在此很好地可见，各个线路元件22以其线路端部分别被紧固到第二运输器48上。由于整个设施和支架10的竖直布置，使得各个线路元件22悬挂到第二运输器48上。因为线路元件分别以其线路端部被保持，所以其中每个线路元件在此以大致呈u形的方式布置。图6在此示出了在插塞器站e的区域内的情况，因此在该情况下，各个第二运输器48相互紧靠地布置，并且尚未布置成所力求的分布结构。

图7示出了第二加工站的视图，例如具有处于分支结构中的电缆束3的固定站g1、g2、g3中的一个。很好地可见的是，当前其中保持有电缆束3的加工站的和随后的加工站(左半图)的第二轨道50齐平取向。只要电缆束3在加工站中被加工，则电缆束3以展开的结构的形式，即以第二运输器48的分布结构的形式被传递到随后的第二加工站上，例如另一固定站g2，而维持了分支结构。

在此所述的设施2的特别的意义在于如下事实，即，各个第二运输器48是能被单独驱动的，并且因此第二运输器可以分别在各自的第二轨道上占据单独的定位。同时，每个第二加工站的其中每个第二轨道50也能单独地移动，从而使两个沿竖直方向14相邻的第二轨道50之间的间距能自由调节。

以此存在的可能性是，针对每个待制造的电缆束预先给定了单独的分布结构，并且使之相应地占据该单独的分布结构。总之，由此实现了对具有不同的分支结构的单独的电缆束的自动化的制造。经由在此未详细阐述的控制装置预先给定了希望的分布结构以及对所需的线路元件、插塞器壳体等的选出。

附图标号列表

2设施

3电缆束

4第一部分

6第二部分

8货库

10支架

12纵向方向

14竖直方向

16横向方向

18前侧

20后侧

22线路元件

24线轴

26第一运输系统

28第二运输系统

30加工单元

32操作器

34第一轨道系统

36导轨

38第一运输器

40定位器单元

42横向轨道

44竖直轨道

46第一轨道

48第二运输器

50第二轨道

52共同的返回轨道

60插塞器壳体

62偏转元件

a切割站

b去绝缘站

c接触站

d缓冲站

e插塞器站

f分布站

g(g1、g2、g3)固定站

h夹紧站

i包装站

k收集站