Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
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AuCA - Automated Cable Assembly

Motivation

Das Handling und die automatisierte Montage eines Leitungssatzes, bestehend aus mehreren Kabeln mit unterschiedlichen Längen, Querschnitten und Endkontakten, ist für ein Robotersystem äußerst schwierig zu handhaben. Aus diesem Grund sind die Lösungen in der Regel mit einem sehr hohen Aufwand an Kameras, Software und Verarbeitung verbunden.

Im AuCA-System wurde das Kabelablegen daher komplett neu gedacht und mit der 3D-Druck-Technologie kombiniert, so dass die biegeschlaffen Kabel nicht mehr »gegriffen« werden müssen, sondern aus einem Endlosreservoir abgelegt werden.

Technologiebeschreibung

Das AuCA-System besteht aus zwei Werkzeugen (Kabelablage und Kontaktierung), die an kollaborierenden Robotern geführt werden können. Der Endeffektor »Cabel Depostion« ermöglicht eine Kabelzuführung von Endlosrolle, automatische Konfektion, Positionierung und mechanische Anbindung (Thermoplastextrusion) auf dem Bauteil. Es können 4 Kabel gleichzeitig verlegt werden. Der Endeffektor »Contacting« ermöglicht ein selbstständiges Greifen, Abisolieren, Crimpen und Stecken der abgelegten Kabelenden im Steckergehäuse.

Das System verfügt über eine automatische Wechselmöglichkeit von Crimp-Applikatoren, wodurch unterschiedliche Crimp-Elemente von Endlosrolle DIN-Norm-gerecht befestigt werden können. Die Technologie ermöglicht es, flexibel unterschiedliche Kabelbäume vollautomatisch auf dem Werkstück zu fertigen.

Cable Deposition

  • 185 x 136 x 290; 5 kg für die Anwendung mit Cobots
  • gleichzeitige Ablage von 4 Drähten mit 0,35 mm² (kundenspezifische Anpassung möglich)
  • Drähte werden in definierten Linien platziert
  • individuelle Befestigungspunkte für jeden Draht mit einem Punkt aus thermoplastischem Material wie PA6 (Material kann je nach Bedarf gewählt werden)
  • günstige Rohstoffe (FLRY-Kabel von der Spule und Standard-Polymere)
  • 15 mm/s TCP-Geschwindigkeit beim Extrudieren eines Befestigungspunktes, bis zu 50 mm/s beim Platzieren der Kabel
  • geringes Gewicht (5 kg) des Ablegewerkzeugkopfes für den Einsatz mit Cobots
  • Die gesamte Bahnplanung kann innerhalb des Roboters durch Teachen erfolgen, wobei die wichtigen Punkte, Befestigungspunkte und Vorschubgeschwindigkeiten automatisch berechnet werden

Contacting

  • 450 x 500 x 660 mm; 18 kg, Arbeit an stationären Punkten
  • Crimpwerkzeugkopf mit zertifizierten Standard-Crimpwerkzeugen
  • abgelegte Drähte werden an der letzten Befestigungsstelle vom Teil aufgenommen und im Werkzeugkopf verarbeitet
  • das Crimpen erfolgt kraftgesteuert mit einem elektrischen Hubzylinder
  • die gecrimpten Kontakte können in verschiedenen Ausrichtungen in Steckergehäuse gesteckt werden
  • im Werkzeugkopf sind mehrere Steckergehäuse für unterschiedliche Verbindungen hinterlegt
  • die Crimpwerkzeuge können an einer Rampe innerhalb eines Werkstücks automatisch gewechselt werden
  • fertige Steckergehäuse werden auf das Werkstück abgesetzt

Unser Leistungsangebot

  • Fertigung von Musterteilen oder Kleinserien mit dem AuCA-System
  • Entwicklung von Integrationskonzepten entsprechend Ihrem Anwendungsfall und Bedarf
  • Erprobung von Konzepten oder Fertigungslayouts im Labor
  • Entwicklung von speziellen AuCA-Werkzeugköpfen und Prozessschritten für Ihre Anwendung
  • Technologietransfer/Implementierung der AuCA-Technologie
  • Beratung oder Optimierung Ihrer Prozesskette hin zur vollautomatischen Anwendung oder Integration von elektrischen Funktionen an oder in Ihren Bauteilen