用于以粘性带全自动缠绕导线束的缠绕设备和方法与流程

本发明涉及用于以粘性带全自动缠绕导线束的缠绕设备和方法。

背景技术：

例如在制造用于车辆的电缆束时使用的导线束通常由粘性带缠绕，以一方面固定导线束的各个导线且另一方面也通过缠绕的粘性带部分地保护导线束不受机械影响。

de102013205509a1示出了用于以带缠绕电缆束的设备。设备包括两个半圆形的引导部，所述引导部的开口侧相互面对。相应的接合元件以可移动的方式支承到引导部上。通过接合元件沿引导部的移动，可使得其上缠绕了带的滚子形的带存储器围绕电缆束运动。由此将带从带存储器展开，且将带围绕电缆束缠绕。设备此外包括可相对于电缆束运动的切割装置，所述切割装置带有用于切断从带存储器展开的带的切割元件。圆柱形的止挡部也属于切割装置，所述止挡部用作用于在通过切割装置将带切断之后仍与带存储器连接的带部分的保持器。

de19614622a1示出了用于缠绕导线束的设备。设备包括缠绕工具，所述缠绕工具可借助机器臂沿待缠绕的导线束运动。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够以特别简单且可靠的方式以粘性带全自动地缠绕导线束的技术方案。

此技术问题通过带有独立权利要求的特征的用于以粘性带全自动地缠绕导线束的缠绕设备和方法解决。带有合适的和实质性的本发明的改进方案的有利的构造在从属权利要求中给出。

根据本发明的用于以粘性带全自动地缠绕导线束的缠绕设备包括带有一侧开放的外圈的缠绕单元，在所述外圈的内侧以可围绕沿缠绕设备的纵向方向走向的旋转轴线相对于外圈旋转地布置了一侧开放的环形的缠绕转子，其中，在缠绕转子上以可旋转的方式固定用于接收粘性带卷的保持部。缠绕设备此外包括用于沿缠绕设备的纵向方向张紧导线束的张紧装置。此外，缠绕设备具有调节单元，缠绕单元可借助所述调节单元横向于缠绕设备的纵向方向在工作位置和回复位置之间运动，在所述工作位置中缠绕单元包围被张紧的导线束，在所述回复位置中被张紧的导线束布置在缠绕单元外侧。此外，缠绕设备具有进给单元，缠绕单元能够借助所述进给单元沿缠绕设备的纵向方向运动。最后，缠绕设备包括控制装置，能够通过所述控制装置控制缠绕单元、张紧装置、调节单元和进给单元，以全自动地缠绕导线束。

一侧开放的外圈因此设计为准c形，其中，这同样适用于一侧开放的缠绕转子。缠绕转子在内侧插入到外圈里，其中，所述缠绕转子能够通过由控制装置进行的相应控制相对于外圈旋转。为全自动地缠绕导线束，缠绕单元通过调节单元被置于所述工作位置，在所述工作位置中缠绕单元包围通过张紧装置张紧的导线束。然后，控制装置相互协调地控制缠绕单元和进给单元，使得缠绕单元同时实施沿缠绕设备的纵向方向且因此沿被张紧的导线束的进给运动和缠绕转子的旋转运动，且由此以粘性带按预先给定的升程缠绕导线束。

特别地，通过缠绕设备可将待缠绕的导线束或待缠绕的导线组保持在所谓的搭建板上，所述搭建板用作导线组或待缠绕的导线束的功能支架。外圈和一侧开放的缠绕转子可因此彼此相对旋转，使得所述外圈和缠绕转子分别在周侧部分地打开的区域重合地布置。在此位置中，待以粘性带缠绕的导线束可以以简单的方式被引入到环形的缠绕转子内，这通过借助调节单元相应地移动缠绕单元而实现。环形的缠绕转子可任意频繁地相对于打开的外圈围绕旋转轴线旋转。在同时实施整个缠绕单元沿待缠绕的导线束的所述进给运动、即沿缠绕方向的纵向方向时，实现了以粘性带全自动地缠绕导线束。通过将用于接收粘性带卷的保持部以可旋转的方式固定在缠绕转子上，在缠绕转子的旋转运动和整个缠绕单元的进给运动期间，接收在粘性带卷上的粘性带可以被以简单的方式从粘性带卷展开，因为将所述粘性带安装在以可旋转的方式固定在缠绕转子上的所述保持部上。

在此借助张紧装置实现将待缠绕的导线束沿限定的缠绕行程预张紧，且将将待缠绕的导线束整齐地沿缠绕设备的纵向方向定向。如果导线束还布置在前述搭建板或功能支架内，则这也有利于导线束的缠绕。

通过根据本发明的缠绕设备，可以以简单的方式以粘性带全自动地缠绕导线束，例如在制造汽车领域内的电缆束时使用的导线束，且在缠绕期间将所涉及的导线束保持在所谓的搭建板上，这对于随后的制造过程具有有利的影响。通过根据本发明的缠绕设备，可完全无人为干预地以粘性带缠绕导线束。

本发明的有利的实施形式建议，张紧装置具有用于固定导线束的固定抓持器和用于预张紧导线束的张紧单元。优选地，张紧单元包括可沿缠绕设备的纵向方向运动的张紧抓持器以用于预张紧导线束。使用固定抓持器，可以以简单的方式在限定的位置处抓紧待缠绕的导线束，例如在插接器壳体附近。固定抓持器可夹紧导线束，其中张紧单元的张紧抓持器首先仅包围导线束而不夹紧导线束。张紧单元还可例如包括直线驱动器，借助所述直线驱动器可接着使张紧单元的张紧抓持器运动到直至缠绕行程的希望的结束位置。张紧单元的张紧抓持器在此夹紧电缆束，且张紧抓持器然后对应于缠绕设备的纵向方向运动到直至希望的缠绕行程的所述的结束位置，由此以限定的张紧力张紧导线束。因此，通过张紧装置可以以可靠的方式在对应于预先给定的缠绕行程的一定的长度上特别地部分地将导线束定向和预张紧。这对于以粘性带全自动地进行的缠绕过程的质量具有特别有利的影响。

本发明的另外的有利的实施形式建议，缠绕设备具有切割单元，通过所述切割单元可切断粘性带且可固定粘性带卷的自由端。在以粘性带全自动缠绕导线束时也可全自动地切断粘性带，其中可通过切割单元固定仍悬挂在粘性带卷上的粘性带的自由端。切割单元可具有例如一个或多个可回缩和伸出的伸缩缸，通过所述伸缩缸可使刃部和夹紧区域相应地运动，以切断粘性带且将粘性带卷的自由端固定在切割单元上。因为在切断粘性带之后粘性带卷的自由端固定在切割单元上，所以缠绕在粘性带卷上的粘性带在下一个方法步骤中以特别简单的方式再次被放到导线束或另外的导线束上，以又全自动地缠绕所述导线束或另外的导线束。

本发明的另外的有利实施形式建议，切割单元可在回缩的基本位置、固定位置和切割位置之间运动，在所述切割位置中切割单元定位在粘性带卷和导线束之间。在需要时，切割单元因此可伸出到所述切割位置中，以切断粘性带且将粘性带卷的自由端固定在切割单元上。固定位置可然后也用作靠放点或靠放位置，以在下一个缠绕行程处将粘性带的自由端或将粘性带固定在待缠绕的导线束上。在回缩的基本位置中则可保证，切割单元不影响或不干扰实际的以粘性带全自动地执行的缠绕过程。

本发明的另外的有利实施形式建议，缠绕设备具有定心装置，通过所述定心装置可将导线束至少局部地相对于缠绕转子同心地布置。特别地，如果缠绕行程要略更长，则通过定心装置可实现将导线束精确地向着缠绕转子定向，以至少将导线束的目前借助缠绕转子缠绕的区域相对于缠绕转子定心。由此，特别地在缠绕行程较长的情况下可保证实现以粘性带整齐且精确地缠绕导线束。

在本发明的另外的有利的构造中建议，定心装置具有带有两个定心臂的定心单元，所述定心臂分别包括用于接收导线束的相应的凹陷，所述凹陷在定心单元的定心位置中共同包围导线束，且由此相对于缠绕转子同心地布置。通过两个定心臂及其各自的凹陷，可以以简单的方式使得定心臂包围导线束，因此导线束至少在此区域内相对于缠绕转子同心地布置。优选地，定心臂通过四连杆机构支承在缠绕单元的外圈上，且与可伸出的伸缩缸连接以打开和关闭定心臂。定心臂的部分，即用于接收导线束的相应凹陷的部分，可如剪刀的方式开合运动，其中伸缩缸可回缩和伸出，以对应地进行四连杆机构上的调整，因此使定心臂相互离开和相互朝向地运动。四连杆机构的铰链在此支承在缠绕单元的外圈上，因此定心臂对应地固定在缠绕单元的外圈上。由此可保证定心臂距待定心的导线束的部分的距离总是匹配，因为定心臂距缠绕转子的旋转轴线的距离不变。

在本发明的另外的有利的构造中建议，定心装置具有另外的定心单元以将导线束相对于缠绕转子同心地布置，其中缠绕转子在纵向方向上布置在两个定心单元之间。由此，以简单的方式可实现将导线束的恰好布置在两个定心单元之间的部分以可靠的方式至少基本上与缠绕转子的旋转轴线同心地布置。

本发明的另外的有利的构造中建议，在缠绕单元的外圈上布置另外的可伸出的伸缩缸，借助所述伸缩缸可将另外的定心单元移动到定心位置中，其中此定心单元将导线束相对于缠绕转子同心地布置。例如，另外的定心单元可具有两个叉尖，所述叉尖在定心位置中包围导线束，且由此相对于缠绕转子同心地布置。通过另外的可伸出的伸缩缸，可以以简单的方式在需要时使另外的定心单元运动到所述定心位置中。

根据本发明的另外的有利的实施形式建议，缠绕设备具有接口，缠绕设备可通过所述接口固定在机器人上，特别地固定在铰接臂机器人上。接口可例如设计为法兰形等，使得缠绕设备能以简单的方式固定在机器人的匹配的接口上。以此方式，缠绕设备可特别容易地安装在机器人上。通过机器人，可全自动地将整个缠绕设备精准地定位在待缠绕的导线束上，特别在导线束布置在前述搭建板或功能支架上时。

在本发明的另外的有利的构造中建议，缠绕转子具有外齿形，可由驱动单元驱动的齿带啮合到所述外齿形内。以此方式，以特别简单的方式可使缠绕转子围绕旋转轴线相对于缠绕单元的外圈旋转。

本发明的另外的有利的实施形式建议，在缠绕转子上布置多个在周向方向上分布的支承滚子，所述支承滚子在缠绕转子旋转时在外圈的至少一个内轨道上滚动。以此方式可保证，在缠绕转子被驱动且因此相对于外圈旋转时，缠绕转子毫无困难地回转。换言之，支承滚子与外圈的至少一个内轨道组合起来负责精确引导缠绕转子相对于外圈的旋转运动。

根据本发明的另外的有利的实施形式建议，保持部的旋转轴线相对于缠绕转子的旋转轴线倾斜，使得在导线束被张紧时保持部的旋转轴线也相对于导线束倾斜。通过用以可旋转地保持粘性带卷的保持部的旋转轴线的这种倾斜位置补偿了在自动化的缠绕过程中缠绕单元的进给运动时的倾斜拉力。因此，实现了特别好的缠绕结果。

在根据本发明的通过根据本发明的缠绕设备或根据本发明的缠绕设备的有利实施形式的用于以粘性带全自动地缠绕导线束的方法中，通过缠绕单元同时实施沿缠绕设备的纵向方向的进给运动和缠绕转子的旋转运动，且因此以粘性带以预先给定的升程缠绕导线束。根据本发明的缠绕设备的有利的构造视作根据本发明的方法的有利构造且反之亦然，其中缠绕设备特别地具有用于执行方法步骤的装置。

本发明的另外的优点、特征和细节从如下对于优选实施例的描述以及根据附图得到。在描述中的前述特征和特征组合以及如下在附图描述中和/或图中单独地示出的特征和特征组合不仅可使用在各给出的组合中，而且可使用在另外的组合中或单独地使用，而不偏离本发明的范围。

附图说明

在附图中：

图1示出了工业机器人的透视图，在所述工业机器人上安装了缠绕设备以用于以粘性带全自动地缠绕导线束；

图2示出了缠绕设备的透视后视图；

图3示出了缠绕设备的另外的透视图，图中示出了要通过所述缠绕设备将待缠绕的导线束张紧时的情况；

图4示出了缠绕设备的另外的透视图，图中示出了要通过所述缠绕设备将缠绕在粘性带卷上的粘性带恰好靠放到被张紧的导线束上时的情况；

图5示出了缠绕设备的另外的透视图，图中示出了通过所述缠绕设备全自动地缠绕和定心地保持被张紧的导线束时的情况；和

图6示出了在自动化的缠绕过程结束之后的缠绕设备的另外的透视图，其中通过缠绕设备的切割单元切断粘性带。

在图中，相同的或功能相同的元件被赋予相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中在透视图中示出了机器人1，在所述机器人1上安装了用于以粘性带全自动地缠绕导线束的缠绕设备2。机器人1是具有铰接臂机器人的形式的工业机器人。缠绕设备2包括接口3，在所述接口3上将缠绕设备2固定在机器人1上。机器人1又具有在此未详细绘出的接口，所述接口与缠绕设备2的接口3兼容。以机器人1可以以简单的方式使整个缠绕设备2运动到待缠绕的导线束处。

在图2中在透视后视图中示出了缠绕设备2。缠绕设备2包括带有一侧开放的外圈5的缠绕单元4，在所述外圈5的内侧以可相对于外圈围绕沿缠绕设备2的纵向方向x走向的旋转轴线旋转的方式布置了一侧开放的环形的缠绕转子6。在缠绕转子6上此外以可旋转的方式固定了用于接收粘性带卷8的保持部7。

此外，缠绕设备2包括用于固定在此未示出的导线束的固定抓持器9和总体上以10标记的用于预张紧导线束的张紧单元。张紧单元10具有张紧抓持器11，所述张紧抓持器11可通过直线驱动器12沿缠绕设备2的纵向方向x运动。固定抓持器9和带有张紧抓持器11以及直线驱动器12的的张紧单元10一起形成了缠绕设备2的张紧装置，通过所述张紧装置可将待缠绕的导线束定向且沿缠绕设备2的纵向方向x预张紧。

缠绕设备2此外包括调节单元13，缠绕单元4可借助所述调节单元13横向于缠绕设备2的纵向方向x在工作位置和回复位置之间运动，在所述工作位置中所述缠绕单元4包围在此未示出的导线束，在所述回复位置中在此未示出的导线束布置在所述缠绕单元4外侧。缠绕单元4在此以托架14的形式以可平动的方式支承在调节单元13上。调节单元13可具有在此未详细描绘的直线驱动器，通过所述直线驱动器可使托架14且因此整个缠绕单元4横向于缠绕设备2的纵向方向x回缩和伸出。

此外，缠绕设备2还包括进给单元15，缠绕单元4可通过所述进给单元15沿缠绕设备2的纵向方向x运动。调节单元13在此以可平动的方式布置在两个导轨16上，所述导轨的一个装配有直线驱动器，使得缠绕单元4可沿缠绕设备2的纵向方向x运动。

此外，缠绕设备2可具有在此未详细图示的控制装置，借助所述控制装置可控制缠绕单元4、包括固定抓持器9和张紧抓持器11的张紧装置、调节单元13和进给单元15，以用于全自动地缠绕导线束。根据随后的附图描述了通过缠绕设备2以缠绕在粘性带卷8上的粘性带全自动地缠绕导线束的各个方法步骤。

在图3中以另一透视示出了缠绕设备2，其中现在图示了前文中已多次提及的导线束17，且所述导线束17正通过固定抓持器9和张紧抓持器11被张紧。在此图中很好地可见缠绕转子6具有外齿形18，例如可由驱动单元驱动的在此未示出的齿带可啮合到所述外齿形18内，以相对于外圈5旋转所述缠绕转子6。此外，在缠绕转子6上例如可布置在周向方向上分布的多个在此未示出且标记的支承滚子，所述支承滚子在缠绕转子6旋转时可在外圈5的至少一个内轨道上滚动。

整个缠绕设备2首先通过机器人1定位在导线束17上，所述导线束17例如可安装在此处未示出的搭建板或功能支架上。缠绕设备2在此被定位为使得导线束17可以以限定的方式与固定抓持器9接合，例如在此处未示出的插接器壳体附近。固定抓持器9然后夹紧导线束17，其中张紧抓持器11首先仅包围导线束17，而不夹紧导线束17。在此未详细标记的张紧单元10的直线驱动器12然后使张紧抓持器11运动直至缠绕行程的希望的结束位置。张紧抓持器11在此期间至少从确定的时刻起夹紧导线束17，因此直线驱动器12以限定的张紧力拉伸导线束17，且因此将导线束17平行于缠绕设备2的纵向方向x定向。

在图4中在另外的透视图中示出了缠绕设备2，其中，已借助调节单元13将缠绕单元4移动到工作位置中，其中被张紧的导线束17与缠绕转子6且因此与缠绕转子6的旋转轴线同心地布置。通过使得外圈5和缠绕转子6在一侧开放，在缠绕单元4的调节运动期间可以以简单的方式将被张紧的导线束17穿入到缠绕单元4的内部内。在此图中，初次可见从粘性带卷8展开的粘性带19的部分。缠绕设备2包括切割单元20，通过所述切割单元20可切断粘性带19且可固定在此所图示的已从粘性带卷8又展开一段的粘性带19的自由端。

在此很好地可见，用以接收粘性带卷8的保持部7的旋转轴线相对于缠绕头6的旋转轴线倾斜，且因此也相对于被张紧的导线束17倾斜。由此，补偿了在缠绕过程期间由于缠绕单元4的进给运动导致的倾斜拉力。因此，可实现很好的缠绕结果。

在此处图示的缠绕单元4的工作位置中，已部分地展开的粘性带19因此被夹紧在切割单元20内，且随着缠绕转子6的相对于外圈5的转动固定在被张紧的导线束17上。然后，打开切割单元20，且移动到在随后的附图中示出的基本位置中。在图4中，切割单元则伸出到固定位置中，其中切割单元20从粘性带卷8观察时处于被张紧的导线束17后方。在通过缠绕转子6的转动将粘性带19固定在导线束17上且然后已将切割单元20打开之后，在随后的缠绕单元4的进给运动中将仍伸出的粘性带19缠绕在导线束17上或围绕导线束17缠绕。

在图5中在另外的透视图中示出了缠绕设备2，其中缠绕单元4同时以其缠绕转子6完成旋转运动且作为整体完成沿缠绕设备2的纵向轴线x的进给运动。因此，通过粘性带19全自动地缠绕了被张紧的导线束17。缠绕转子6的进给运动和旋转运动在此相互协调地进行，使得在以粘性带19缠绕导线束17时实现了预先给定的升程。

为特别地在缠绕行程较长时保证将导线束17至少基本上相对于缠绕转子6的旋转轴线同心地定位，将分别具有凹陷23的两个定心臂22移近被张紧的导线束17，使得两个定心臂22各自以其相应的凹陷23将导线束17相对于缠绕转子6同心地定位。两个定心臂22在此通过四连杆机构24支承在缠绕单元4的外圈5上，其中，为打开和关闭以及为移近或移开定心臂22，将所述定心臂22通过四连杆机构24还与可伸出的伸缩缸25连接。通过借助于四连杆机构24的旋转铰链21将两个定心臂22固定在外圈5上，在伸缩缸25伸出和回缩时仅打开或关闭定心臂22，而不使定心臂22相对于缠绕单元4平动运动。凹陷23在此根据定心臂22的长度和通过旋转铰链21的固定来协调地定位和选择，使得通过凹陷23总是将导线束17相对于缠绕转子6至少基本上同心地布置。

两个定心臂22与四连杆机构24和伸缩缸25一起形成未详细示出的第一定心单元，以用于将导线束17相对于缠绕转子6同心地布置。缠绕设备2还包括用于将导线束17相对于缠绕转子6同心地布置的另外的定心单元26。另外的定心单元26可例如具有叉形附件，在所述叉形附件的叉齿之间布置导线束17，且由此可将导线束17相对于缠绕转子6同心地布置。此外，另外的定心单元26可具有在此未示出的另外的可回缩和可伸出的伸缩缸，定心单元26又可通过所述伸缩缸运动到定心位置中，在所述定心位置中所示定心单元26将导线束17相对于缠绕转子6同心地布置。此伸缩缸可例如固定在外圈5的在此不可见的侧上。

如可见，定心臂22和另外的定心单元26布置为使得缠绕转子6沿纵向方向x布置在定心臂22和另外的定心单元26之间。随着缠绕单元4的进给运动，因此定心臂22和另外的定心单元26随同迁移，因此至少将被张紧的导线束17的处于缠绕单元4的区域内的部分总是相对于缠绕转子6同心地定向或布置。

在图6中在另外的透视图中示出了缠绕设备2，且示出了在沿预先给定的缠绕行程完成了导线束17的缠绕之后的情况。在缠绕行程的端部处将切割单元20定位在粘性带卷8和导线束17之间。然后，将切割单元20的切割伸缩缸27关闭或回缩。从粘性带卷8展开的粘性带19由此被切断，且粘性带19的自由端在此通过切割单元20被夹紧在其上。

然后将切割单元20移开，使得粘性带10的固定在切割单元20上的自由端侧向地(即横向于纵向方向x)在导线束17后方运动到固定位置中。与切割单元20的此运动同时地，也可通过调节单元13的对应的控制将缠绕单元4横向于纵向方向x移回。粘性带19的自由端的此定位然后作为靠放位置用于下一个缠绕行程。在缠绕单元4已通过调节单元13的相应运动从被缠绕的导线束17移开之后，也就是使得导线束17处于缠绕单元4外侧之后，可通过相应地控制进给单元15根据此图又将缠绕单元4向右后方运动。在此之前或在此之后，将固定抓持器9和张紧抓持器11打开，且机器人1将整个缠绕设备2从导线束17移开。然后，可移动导线束17的在此未示出的另外的部分且以已描述的方式以粘性带19全自动地缠绕所述另外的部分。

附图标记列表

1机器人

2缠绕设备

3接口

4缠绕单元

5一侧开放的外圈

6一侧开放的缠绕转子

7保持部

8粘性带卷

9固定抓持器

10张紧单元

11张紧单元的张紧抓持器

12用于调节张紧抓持器的直线驱动器

13调节单元

14托架

15进给单元

16引导部

17导线束

18外齿形

19粘性带

20切割单元

21旋转铰链

22定心臂

23凹陷

24四连杆机构

25伸缩缸

26定心单元

27切割伸缩缸

x纵向方向