Verfahren zum Verdrahten einer Schaltanlage, Verdrahtstation, Weiche an einer solchen Station, Konfektionierverfahren von Kabeln und Schere an einer Verdrahtstation
[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdrahten einer elektrischen Schaltanlage, eine Verdrahtstation, eine Weiche an einer solchen Station, ein Verfahren zum Konfektionieren von Kabeln und eine Schere an einer Verdrahtstation. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erleichtern des manuellen Verdrahtens einer elektrischen Schaltanlage mit einem vorgegebenen Betriebsmittel-Layout anhand einer Verdrahtungsliste, eine Verdrahtstation mit Arbeitsmitteln zum Verdrahten einer Schaltanlage mit einem vorgegebenen Betriebsmittel- Layout und anhand einer Verdrahtungsliste, eine Weiche an einer Station zum Konfektionieren eines Kabels, eine Verdrahtstation mit Mitteln zum Konfektionieren von Kabeln gemäß einem Routingplan, ein Verfahren zum Konfektionieren von Kabeln von einer Rolle oder Spule zum Verdrahten einer Schaltanlage anhand einer Verdrahtungsliste, eine als Wagen ausgebildete Verdrahtstation mit Arbeitsmitteln zum Verdrahten einer Schaltanlage anhand einer Verdrahtungsliste sowie eine Schere mit einer Schneide an einer Verdrahtstation zum Verdrahten einer Schaltanlage mit von einem Kabelvorrat genommenen und zu konfektionierenden Kabeln.
[02] Bei der Fertigung von Schaltanlagen für die Automatisierungstechnik werden regelmäßig Fertigungsinformationen unter Zuhilfenahme von CAD-Programmen erstellt. Die CAD- Systeme erstellen komplette Fertigungsunterlagen. Diese bestehen aus einem Stromlaufplan, einem Layout, einer Verdrahrungsliste und einem Routingplan. Der Stromlauφlan - auch Schaltplan genannt - beinhaltet alle logischen Verbindungen, welche die Schaltanlage haben soll. Das Layout - auch Aufbauplan genannt - entspricht dem zahlen- und ortmäßigen physischen Aufbau der Schaltanlage, also insbesondere dem Aufbau der Kabelkanäle, der sogenannten Hutschienen und der eigentlichen Betriebsmittel sowie des Gehäuses. Anhand dieser Daten wird die Verdrahtungsliste erstellt. Die Verdrahtungsliste beschreibt die logische Zielverdrah- tung mit sämtlichen Merkmalen der einzusetzenden Kabel, so beispielsweise der Farbe, des Querschnitts und des Kabeltyps. Aus der Kombination des Layouts und der Verdrahtungsliste entsteht der Routingplan. Der Routingplan beschreibt somit in der Regel die ideal kürzesten
Kabelführungswege, um alle Verbindungen zwischen Quell- und Zielpunkten zu ermöglichen, die von der Verdrahtungsliste vorgegeben werden.
[03] Mit den vorstehenden Daten liegen alle erforderlichen Informationen yor, um Kabel bestimmter Arten auf bestimmte Längen zu konfektionieren, damit ein Verdrahter die Schaltan- läge verdrahten, also die Kabel in die Schaltanlage einbauen kann.
[04] Es ist mittlerweile bekannt, ausgehend vom Logikaufbau einer Schaltanlage, also vom Stromlaufplan, den mechanischen Aufbau, also insbesondere die Betriebsmittel, mittels einer Software-Lösung weitgehend zu optimieren. Ein solches Verfahren wird beispielsweise im „Elektro-CAD" ermöglicht. Anhand des Stromlaufplans erstellt die Software eine Verdrah- tungsliste. Die Verdrahtungsliste ist in Kombination mit dem Layout - logisch ausgedrückt - ein Gummibandmodell zwischen den Quell- und Zielanschlüssen der einzelnen einzusetzenden Kabel. Die Verdrahtungsliste führt für jedes einzubauende Kabel einzeln auf, an welchen Quellanschluss und an welchen Zielanschluss es in welcher Stärke mit welchem Anschlusstyp und in welcher Kabelfarbe einzubauen ist. Die Software kann anhand des Layouts sogleich den Kabelverlauf und somit die erforderliche konfektionierte Kabellänge für jedes einzelne Kabel ermitteln. Mit diesen Daten wird sodann von der Software eine Bestelldatei erzeugt. Diese wird an einen Konfektionierbetrieb versendet, und der Konfektionierbetrieb produziert die erforderlichen Kabel mitunter in Bündeln und sendet diese Bündel an den Besteller. Dort nimmt der Verdrahter die Kabelbündel entgegen und baut die Kabel einzeln ein. Dabei hilft ihm eine Be- schriftung auf jedem Kabel, welche exakt vorgibt, an welchen Quellanschluss und an welchen Zielanschluss das Kabel eingebaut zu werden hat.
[05] Begrifflich sei erläutert, dass im Rahmen der vorgestellten Technik jargongemäß zwar häufig von „Verdrahtung", „Draht" oder ähnlichem gesprochen wird. De Facto handelt es sich bei den zu konfektionierenden elektrischen Leitern allerdings um Kabel, genauer um Einzel- ädern, wie sie in ihren verschiedenen üblichen oder denkbaren Ausführungsarten zum Verdrahten von elektrischen Schaltanlagen verwendet werden.
[06] Eine EDV-gestützte Anlage zum vollautomatischen Konfektionieren von Adern zeigt die DE 44 13 577 Al.
[07] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die manuelle Verdrahtung von Schaltanlagen zu erleichtern.
[08] Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe ein Verfahren zum Verdrahten bzw. zum Erleichtern des manuellen Verdrahtens einer Schaltanlage mit einem vorge- gebenen Betriebsmittel-Layout und anhand einer Verdrahtungsliste, wobei zunächst die Verdrahtungsliste anhand eines Sortierkriteriums sortiert wird und anschließend nach der sortierten Liste eine Quelle, ein Ziel und/oder ein Kabelrouting außerhalb der Liste visualisiert wird bzw. werden.
[09] Nach diesem Aspekt der Erfindung erhält der Verdrahter also ein bislang nicht bekann- tes Hilfsmittel zum Einsetzen der jeweiligen Drähte. Sowohl die Verdrahtungslisten als auch die oft recht kryptischen Abkürzungen auf Kabelbeschriftungen sind für einen Verdrahter nur mit höchster Konzentration fehlerfrei in dem physisch vor ihm stehenden Schaltschrank umsetzbar. Die Visualisierung erlaubt es, mit erheblich weniger Anstrengung fehlerfrei arbeiten zu können bzw. auch Fehler gegenüber dem Stand der Technik vermeiden zu können. Dies führt zu einem effizienteren manuellen Verdrahten und somit zu erheblichen Kosteneinsparungen.
[10] Eine Visualisierung kann beispielsweise darin bestehen, dass an dem zu verdrahtenden Schaltschrank die Quell- und Zielanschlüsse für ein bestimmtes Kabel oder eine Gruppe von Kabeln gegenüber den anderen Anschlüssen hervorgehoben werden. Hierzu kann beispielsweise Licht genutzt werden. So ist es denkbar, dass bestimmte Betriebsmittel angeleuchtet werden, zwischen welchen in der abzuarbeitenden Reihenfolge der sortierten Verdrahtungsliste nun ein Kabel oder eine Mehrzahl von Kabeln gelegt werden soll. Eventuell ist sogar der Einsatz eines leichten Laserstrahls denkbar, der die Betriebsmittel für das jeweils nächste Kabel genau ansteuern und somit für den Verdrahter erkennbar machen kann. Bei einem bekannten Layout des Schaltschranks kann ein solcher Laserstrahl automatisch ausgerichtet werden, wenn eine ent- sprechende Software anhand der mechanischen Konturen des Schaltschranks die erforderliche Ausrichtung des Laserstrahls erkennt.
[11] In einer deutlich weniger aufwendigeren Ausführung erfolgt die Visualisierung für den Verdrahter grafisch an einem Bildschirm. Die Visualisierung an einem Bildschirm erfordert
zwar im Gegensatz zur Visualisierung unmittelbar an der Schaltanlage, dass der Verdrahter seinen Blick von der Schaltanlage wendet. Auf dem Bildschirm kann aber vorteilhaft eine grafische Darstellung des Layouts und/oder des Routingplans angezeigt werden, so dass der Verdrahter genau erkennt, wo der Quell- und der Zielanschluss des nächsten nach der sortierten Liste zu verbauenden Kabels liegen. Bevorzugt sind in einem solchen Fall alle mechanischen Aufbauten gemäß dem Layout auf dem Bildschirm dargestellt, während der Quellanschluss, der Zielanschluss und/oder das für das Kabel vorgesehene Routing am Bildschirm in einer anderen Farbe leuchtet bzw. leuchten, beispielsweise in einer Kontrastfarbe, wobei diese Bereiche auch gut blinkend dargestellt sein können. In jedem Falle kann der Verdrahter schnell und fehlerarm ohne große Ermüdung arbeiten.
[12] Die Visualisierung wird dem Verdrahter bevorzugt in Einbau-Echtzeit zur Verfügung gestellt. Dies hat zur Folge, dass der Verdrahter während des gesamten Verdrahtvorgangs immer nur das nächste zu verbauende Kabel angezeigt bekommt, und zwar beispielsweise bis er das Kabel vollständig eingebaut hat, was er beispielsweise durch eine entsprechende Eingabe entsprechend der Visualisierung bestätigen kann, oder zumindest bis er das Kabel von einem bestimmten Platz entnommen hat, wo es ihm zur Verfügung gestellt worden ist. Ein solcher Platz liegt idealerweise direkt an der Verdrahtstation. In jedem Falle kann die Visualisierung für den Verdrahter in einem dynamischen Prozess zu jedem Zeitpunkt sehr präzise erfolgen, was die Fehlerquote nochmals reduziert und somit die Einbaugeschwindigkeit erhöht.
[13] Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum manuellen Verdrahten bzw. zum Erleichtern des manuellen Verdrahtens einer Schaltanlage mit einem vorgegebenen Betriebsmittel-Layout und anhand einer Verdrahtungsliste, wobei zunächst die Verdrahtungsliste anhand eines Sortierkriteriums sortiert wird und anschließend gemäß einem Routingplan Kabel für einen Verdrahter nach der sortierten Liste konfektioniert werden.
[14] Begrifflich sei hierzu erläutert, dass die „Konfektionierung" eines Kabels im Rahmen dieser Anmeldung so verstanden wird, dass zumindest hinsichtlich der Länge ein Kabel mit dem richtigen Querschnitt, in der richtigen Farbe und im richtigen Kabeltyp exakt den Anforderungen gemäß zur Verfügung gestellt wird. Im weiteren Sinne - und besonders bevorzugt -
umfasst das „Konfektionieren" nicht nur das Zurechtschneiden bezüglich der Länge, sondern gleichzeitig auch, dass das Kabel mit den passenden Endhülsen bzw. anderweitigen Endbearbeitungen sowie gegebenenfalls mit einem Kabelaufdruck zur Verfügung gestellt wird. Das „Konfektionieren" bedeutet somit im Idealfall, dass ein einzubauendes Kabel exakt in der Form erstellt wird, wie es in die Schaltanlage eingebaut werden kann.
[15] Vorteilhaft können nach dem nun vorgestellten Aspekt der Erfindung die erforderlichen Kabel direkt vor Ort erstellt werden. Dabei hilft die sortierte Liste, immer genau dasjenige Kabel als nächstes zu konfektionieren, welches auch als nächstes eingebaut werden soll. Da die Liste sortiert ist, werden Umrüstzeiten soweit wie möglich vermieden. Somit wird ein sehr effϊ- zientes Arbeiten ermöglicht.
[16] Das Konfektionieren der Kabel erfolgt bevorzugt halbautomatisch, nämlich nach manuellem Einlegen eines bestimmten Drahts automatisch, bis eine andere Litzenart nach der sortierten Liste zum Konfektionieren des nächsten Kabels erforderlich ist. Nachdem ein Kabel einmal eingelegt worden ist, kann auf diese Weise dieses Kabel mit dem angeschlossenen Kabelvorrat solange in einer Konfektioniereinrichtung verbleiben, bis von diesem Kabel kein weiteres Stück mehr eingebaut werden muss. So kann der Verdrahter - je nach Sortierkriterium der Liste - insbesondere alle Kabel unmittelbar nacheinander einbauen, welche denselben Quellanschluss bzw. dasselbe Quellbetriebmittel, denselben Zielanschluss bzw. dasselbe Zielbetriebsmittel, denselben Kabelquerschnitt, eine bestimmte Kabellänge oder eine bestimmte Drahtfarbe haben.
[17] Wenn die konfektionierten Kabel für den Verdrahter in Einbau-Echtzeit erstellt oder zumindest zur Verfügung gestellt werden, hat der Verdrahter vorteilhaft immer nur ein gerade verfügbares nicht eingebautes Kabel. Auch auf diese Weise können Einbaufehler erheblich reduziert werden.
[18] Es wird vorgeschlagen, dass eine nachfolgende Visualisierung unmittelbar nach einer Kabelentnahme und/oder einer anderweitigen Quittierung erfolgt. Bei der Entnahme eines Kabels aus einer Bereitstellungseinrichtung durch den Verdrahter erkennt ein System, dass der Verdrahter mit diesem Kabel nun den Einbau vornimmt. Die Zeit des Einbaus kann jedoch dazu genutzt werden, bereits den nächsten Einbau vorzubereiten. So kann beispielsweise die nächste
Visualisierung schon intern vorbereitet oder sogleich wiedergegeben werden. Insbesondere kann aber auch die nächste Kabelkonfektionierung bereits anlaufen und idealerweise sogar fertig gestellt werden, so dass jegliche Wartezeit für den Verdrahter auf die nächste Visualisierung bzw. auf die nächste Kabelerstellung entfällt.
[19] Es wurde bereits vorstehend erläutert, dass verschiedene Kabelvorräte nach dem Kabelquerschnitt, der Kabelart oder der Drahtfarbe unterschiedlich sein können. Es wird daher vorgeschlagen, dass die Sortierung der Verdrahtungsliste wahlweise nach einem dieser Kriterien vorgenommen wird. Alternativ kommt auch eine Sortierung nach der Anschlussquelle oder dem Anschlussziel ohne weiteres in Frage, da der Verdrahter bei einer Sortierung nach einem dieser Kriterien beispielsweise ein Betriebsmittel jeweils vollständig verdrahten kann. Gerade bei Betriebsmitteln, um welche herum beengte Platzverhältnisse in der Schaltanlage vorliegen, kann es von Vorteil sein, diese zunächst zu verdrahten. Letztere Verfahrensweise kann jedoch zu nachteiligen Kabelwechseln führen, die sich jedoch durch ein geeignetes Magazin bzw. durch geeignete Weichen oder durch mehrere Konfektioniermittel in ihren Nachteilen beherr- sehen lassen.
[20] Sollte auf einer Vorratsrolle oder Vorratsspule nur noch eine geringe Restlänge eines Kabels vorhanden sein, macht es Sinn, wenn die Sortierung der Verdrahtungsliste auch nach der Kabellänge erfolgen kann. Auf diese Weise können auch Restbestände von Kabelvorräten häufig noch verwendet werden, bevor eine Rolle oder Spule ausgetauscht werden muss.
[21] Je nach der internen Logistik eines Unternehmens kann es von Vorteil sein, die Sortierung der Verdrahtungsliste hierarchisch nach mindestens zwei der vorstehenden Kriterien vorzunehmen. So kann beispielsweise eine erste Sortierungshierarchie im Kabeltyp liegen und eine zweite Hierarchie im zu bestückenden Betriebsmittel. Dies würde es dem Bestücker beispielsweise ermöglichen, zunächst alle Drähte zu legen, die an einem bestimmten Betriebsmittel an- geschlossen sind. Danach würde er sich einem nächsten Betriebsmittel zuwenden können, ohne jedoch den Draht zu wechseln. Es ist von Vorteil, wenn das Sortierkriterium durch den Verdrahter, also den menschlichen Bediener, frei auswählbar und auch während des Verdrahtungsprozesses dynamisch änderbar ist. Auf diese Weise kann die Sortierung der Verdrahtungsliste auch unerwarteten Begebenheiten angepasst werden.
[22] Falls der Verdrahter einen Fehler beim Einbau macht, beispielsweise wenn er ein Kabel versehentlich knickt, ist es von Vorteil, wenn das Verfahren innerhalb der sortierten Liste schrittweise rückgesetzt werden kann. Der Verdrahter kann in einem solchen Falle beispielsweise durch einen einfachen Tastendruck das letzte ihm zur Verfügung gestellte Kabel noch- mals erhalten oder visualisiert bekommen.
[23] Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Verdrahtstation mit Arbeitsmitteln zum Verdrahten einer Schaltanlage mit einem vorgegebenen Betriebsmittel-Layout und anhand einer Verdrahtungsliste, sowie mit Mitteln zum Konfektionieren von Kabeln und Mitteln zum Visualisieren einer Quelle, eines Zieles und/oder eines Routings au- ßerhalb der Liste.
[24] In vorliegendem Zusammenhang sind sämtliche Werkzeuge und technischen Hilfsmittel, die ein Verdrahter zum Verdrahten einer Schaltanlage benötigt, als Arbeitsmittel zum Verdrahten einer Schaltanlage bezeichnet. Diese können einerseits handbetätigte Geräte aber auch elektrische Geräte sowie Visualisierungsmittel sein
[25] Eine solche Verdrahtstation stellt dem Verdrahter sowohl eine Visualisierung zur Verfügung, sodass er fehler- und ermüdungsarm arbeiten kann, als auch Mittel zum Konfektionieren direkt an der Arbeitsstation, so dass er konfektionierte Kabel nicht bestellen muss, sei es extern bei einem Lieferanten oder intern bei einem anderen Bereich seines Unternehmens. Der Verdrahter ist auf diese Weise autark und somit nicht von etwaigen Kapazitätsengpässen in anderen Bereichen des Unternehmens betroffen. Dies sichert die Möglichkeit, Verdrahtungsaufträge schnell und flexibel durchzuführen.
[26] Es wurde bereits erläutert, dass ein Bildschirm ein kostengünstiges, aber dennoch sehr effektives Visualisierungsmittel darstellt.
[27] Ebenso wurde bereits erläutert, dass die Visualisierungsmittel bevorzugt dazu einge- richtet sind, am Bildschirm die Quelle, das Ziel und/oder das Routing anhand einer grafischen Darstellung des Layouts und/oder des Routingplans hervorzuheben.
[28] Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Verdrahtstation mit Arbeitsmitteln zum Verdrahten einer Schaltanlage anhand einer Verdrahtungsliste, mit Mitteln zum Konfektionieren von Kabeln gemäß einem Routingplan, wobei räumlich oberhalb oder unterhalb der Konfektioniermittel ein Kabelvorrat auf einer Rolle oder Spule vorgesehen ist.
[29] Bei einer solchen Anordnung an der Verdrahtstation benötigt diese nur eine recht kleine Stellfläche, so kann die Verdrahtstation beispielsweise höher als breit sein, etwa mit Außenmaßen von nur einem guten Meter Breite und unter einem Meter Tiefe, während die Höhe der Station gut 1,50 m betragen kann. Trotz der geringen Abmaße kann die Verdrahtstation autark arbeiten, weil sie sowohl einen Kabelvorrat als auch Mittel zum Konfektionieren des Kabelvorrats unmittelbar mit sich führt.
[30] Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Verdrahtstation als ein Wagen ausgebildet ist.
[31] Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Weiche an einer Station zum Konfektionieren eines Kabels, wobei die Weiche zwei vollständig getrennte Führungsgänge aufweist.
[32] Üblicherweise kennzeichnet sich eine Weiche dadurch, dass von einem gemeinsamen Beginn eine Verzweigung innerhalb der Weiche hin zu zwei Führungsgängen erfolgt. Hier wird demgegenüber vorgeschlagen, dass die Weiche die beiden Führungsgänge vollständig getrennt hat. Insbesondere kann ein exakt gerader Verlauf zum Durchziehen des Kabels vorgesehen sein, während ein anderer vollständig gekrümmt sein kann, um einen anderen Laufweg des Kabels zu erzeugen. Je nach gewünschtem Weg kann durch die Weiche dann der entsprechende Führungsgang angeboten werden.
[33] Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Weiche wird vorgeschlagen, dass die Weiche als eine einstückige Scheibe ausgeführt ist. Eine Scheibe ist bei geeigneter Ausgestaltung sehr flach und nimmt daher wenig Bauraum ein. Die Verdrahtstation kann mit einer solchen Weiche sehr kompakt bauen, was gerade in den teilweise beengten Arbeitsverhältnissen einer Verdrahtungswerkstatt von Vorteil sein kann.
[34] Die Scheibe hat bevorzugt eine Kreisform, an welcher die Führungsgänge ausschließlich radiale Öffnungen aufweisen. Bei einer solchen Geometrie lässt sich durch einfaches Drehen der Scheibe um ihren Mittelpunkt jede beliebige Öffnung an eine radial angrenzende Kabelzuführung oder Kabelfortführung anstellen. Dies macht vorhandene Kabeltransportmecha- nismen sehr variabel einsetzbar und ermöglicht wiederum ein besonders kompaktes Design der Verdrahtstation.
[35] Es wird vorgeschlagen, dass die beiden Führungsgänge zwei eng benachbarte Eintritts- öffnungen und zwei weiter beabstandete Austrittsöffnungen aufweisen. Bei einer Kreisform der Weichenscheibe mit radialen Öffnungen ergibt sich bei einer solchen Geometrie, dass die bei- den eng benachbarten Öffnungen fast parallel zueinander liegen; bei einem nur geringfügigen Verdrehen der Weichenscheibe kann also ein radial außen an die Weichenscheibe angrenzender Transportweg für Kabel wahlweise an den einen oder den anderen Führungsgang in der Weiche jeweils ohne Verknicken des Weges angestellt werden. Dies ermöglicht ein schnelles Umschalten verschiedener Wege innerhalb des kompakten Systems.
[36] Um ein Kabel möglichst reibungsfrei und somit auch geräuscharm durch die Weiche transportieren zu können, wird vorgeschlagen, dass einer der Führungsgänge gerade und einer gekrümmt ist.
[37] Besonders bevorzugt beträgt die Krümmung eines Führungsgangs 90°, wobei diametral zueinander eine Zuführung und eine Fortführung für Kabel an die Weichenscheibe grenzen. Bei einer solchen Geometrie führt der durch den Mittelpunkt der Scheibe verlaufende Führungsgang in einer geraden Linie von der Kabelzuführung zur Kabelfortführung, was zum Entnehmen und Durchtransportieren von Kabeln von Vorteil ist. Wenn jedoch nur eine der beiden Öffnungen des gekrümmten Führungsgangs an die Kabelzuführung oder die Kabelfortführung angestellt wird, so steht die jeweils andere Öffnung des gekrümmten Führungsgangs zu wahl- weise einer der beiden Normalrichtungen von der geraden Durchtransportrichtung weggerichtet. Durch einfaches Verdrehen der Weichenscheibe kann also ein Transportweg zur einen oder anderen Richtung erstellt werden, jeweils senkrecht zur reinen Durchtransportrichtung. Gerade wenn Transportmittel an der Konfektionierstation, beispielsweise einer Verdrahtstation, vorge-
sehen sind, die ein Kabel auch in entgegengesetzte Richtungen transportieren können, wird mit einer solchen Weiche auf kleinstem Platz eine sehr hohe Arbeitsflexibilität erreicht.
[38] Insbesondere ermöglicht eine solche Weiche ein Verfahren nach einem sechsten Aspekt der Erfindung:
[39] Nach dem sechsten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Konfektionieren von Kabeln von einer Rolle oder Spule zum Verdrahten einer Schaltanlage anhand einer Verdrahtungsliste, wobei ein Kabel mit einem ersten Ende mittels einer ersten Transportvorrichtung zunächst einen ersten Weg entlang vorbei an einem Messer vorwärts zu einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Aderendes, insbesondere zum Ansetzen einer Ader- endhülse, geführt wird. Eine solche wird generell als Endenbearbeitung bezeichnet. Dann soll das Kabel anschließend den ersten Weg entlang rückwärts geführt und dann vorwärts einen zweiten Weg entlang zu einer zweiten Transporteinrichtung geschoben werden. Spätestens dann soll das Vorratskabel vom Messer zu einem konfektionierten Kabel mit einem zweiten Ende durchschnitten werden. Schließlich soll das zweite Ende von der zweiten Transportein- richtung zunächst den zweiten Weg entlang vorwärts gezogen und dann einen dritten Weg entlang rückwärts zu der Krimpe geschoben werden.
[40] Begrifflich sei dies an einem konkreten Ausführungsbeispiel erläutert: Ein Kabel kann beispielsweise von einer Vorratsrolle entnommen und in den folgenden Schritten konfektioniert werden: Mit einem freien Stirnende wird es zuerst in der Vorwärtsrichtung durch die Konfekti- onieranlage geschoben. Hierzu dienen Rollenvortriebe, die das Kabel ergreifen und in der Vorwärtsrichtung durch ihre Rotation vorwärts führen. Dabei wird das Kabel in die Weiche geschoben, die zu diesem Zeitpunkt so gestellt ist, dass die Stirn des Kabels in einen gekrümmten Führungsgang in der Weiche eintritt. Der Führungsgang ist so gekrümmt, dass das Kabel nach einer Umlenkung von 90° aus der ursprünglichen Richtung wieder aus der Weiche austritt. Dort ist eine Krimpe angeordnet. Der „erste Weg" des Kabels führt es somit von der Vorratsrolle zur Krimpe. Dort wird die Stirn des Kabels passend behandelt, beispielsweise kann eine Hülse aufgequetscht werden.
[41] Nachdem die Kabelendenbearbeitung abgeschlossen ist, wird das Kabel mit den Transportrollen nun rückwärts gefahren, also von der Krimpe weg. Es läuft dabei zwangsweise den ersten Weg entlang rückwärts wieder durch die Weiche, bis es die Weiche verlassen hat und die Weiche leer ist.
[42] Wenn die Weiche nun umgestellt wird und das Kabel wieder vorwärts transportiert wird, nimmt es einen anderen Weg durch die Weiche, nämlich den „zweiten Weg". Dieser Weg fuhrt es durch einen geraden Führungsgang an der Weiche, bis die Stirn des Kabels, die bereits eine Behandlung ihres Endes hat, von einer zweiten Transporteinrichtung erfasst wird, beispielsweise wiederum von Rollen, die das Kabel zwischen sich einklemmen und es auf diese Weise transportieren können.
[43] Die Maschine kennt den Abstand zwischen dem Kabelschneidemesser und den Transportrollen, insbesondere den zweiten Transportrollen. Außerdem verfugt die Maschine über die Information, wie lang das nun zu konfektionierende Kabel sein soll. Aus diesen Daten kann die Maschine das Kabel um exakt dasjenige Maß weiter vorwärts transportieren, bis ein Schnitt durch das Messer ein Kabelstück der erforderlichen Länge erzeugt. Hier hält es das Kabel an und führt den Schnitt durch.
[44] Das zweite Ende des Kabels liegt nun noch auf der ursprünglichen Seite der Weiche, also derjenigen Seite der Weiche, auf weicher auch die Vorratsrolle des Kabels liegt. Das zweite Ende des Kabels ist jedoch noch nicht endenbehandelt. Die zweite Transporteinrichtung zieht das Kabel nun vollständig durch die Weiche hindurch, also so weit, dass auch das zweite, noch nicht endenbehandelte Ende des Kabels die Weiche verlassen hat und die Weiche leer ist.
[45] Sodann wird die Weiche wieder umgestellt, und zwar diesmal so, dass ein dritter Transportweg entsteht, nämlich von der Fortführung zu der zweiten Transporteinrichtung hin zu der Krimpe. Hierfür wird wieder der um 90 ° gekrümmte Führungsgang der Weiche verwen- det. Soweit dieser richtig angestellt ist, schiebt die zweite Transporteinrichtung das Kabel mit der zweiten, noch nicht endenbehandelten Stirn voran durch die Weiche und in die Krimpe. Sobald auch das zweite Ende von der Krimpe fertiggestellt ist, zieht die zweite Transportein-
richtung das Kabel entlang des dritten Wegs wieder von der Krimpe fort und aus der Weiche heraus.
[46] Dabei führt die zweite Transporteinrichtung das konfektionierte Kabel bevorzugt anschließend zu einer Entnahmestelle, an welcher der Verdrahter das nun fertige Kabel der Ma- schine entnehmen kann.
[47] Insgesamt lässt sich auch mit den hier vorgestellten Aspekten eine sehr kompakte und dennoch schnell arbeitende Verdrahtstation erzeugen.
[48] Nach einem siebten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe auch eine als Wagen ausgebildete Verdrahtstation mit Arbeitsmitteln zum Verdrahten einer Schaltanlage anhand einer Verdrahtungsliste, wobei am Wagen ein Kabelvorrat auf einer Rolle oder Spule abrollbar bzw. abspulbar vorgehalten ist.
[49] Herkömmliche Verdrahtstationen für einen Verdrahter verfügen demgegenüber nicht über einen eigenen Kabelvorrat, der dazu eingerichtet ist, eine komplette Verdrahtung einer Schaltanlage zu ermöglichen. Verdrahtstationen sind bislang nur in Form von Werkstattwagen anzutreffen. Es sind in der Praxis zwar immer wieder kurze Kabelstücke anzufinden, die auf den Transportwagen mitgeführt werden. Hier wird allerdings vorgeschlagen, dass die Verdrahtstation speziell für den autarken Einsatz eingerichtet sein soll. Um die Verdrahtstation möglichst mobil zu halten, wird daher über die mitgeführten Kabel vermieden, dass eine lange Zuführung der Kabel durch die Werkstatt von einer großen Vorratsrolle zum Wagen hin notwen- dig ist, so wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
[50] Es versteht sich, dass bevorzugt mindestens zwei Rollen oder Spulen mit unterschiedlichen Kabeln am Verdrahtwagen vorgehalten sind. Insbesondere ist auch von Vorteil, wenn der Verdrahtwagen, wie vorstehend bereits angedeutet, eine Schneidevorrichtung, eine Schere und/oder eine Krimpe umfasst, die vorzugsweise als Konfektioniermittel entsprechend zusam- menarbeiten.
[51] Nach einem achten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Schere mit einer Schneide an einer Verdrahtstation zum Verdrahten einer Schaltanlage mit von einem Ka-
belvorrat genommenen und konfektionierten Kabeln, wobei die Schere einen Schneidkrafterzeuger in Form eines elliptischen Körpers mit einem rotatorischen Freiheitsgrad aufweist, bevorzugt mit insgesamt genau diesem einen Freiheitsgrad.
[52] Scheren mit einer Schneide, meist mit zwei Schneiden, an einer Verdrahtstation zum Verdrahten einer Schaltanlage mit von einem Kabelvorrat genommenen und konfektionierten Kabeln dienen dazu, die zu konfektionierenden Kabel auf die gewünschte Länge zu schneiden. Die Kabel sind üblicherweise flexible Litzen (meist des Typs H07V-K) mit Querschnitten von 0,75 mm2 bis 6 mm2. Aufgabe der Schere ist es dabei, das Abschneiden zum Ablängen der Kabel durchzuführen. Auf die abgeschnittenen Enden werden dann in der Krimpe oder anderwei- tig oft Aderendhülsen aufgesetzt. Dabei steht üblicherweise an einer solchen Station eine Stromversorgung mit einer Spannung von 230 V bei 50 Hz zur Verfügung. Angesichts der teilweise recht massiven Kabel und der hohen Präzisionserfordernisse an den Schnitt, insbesondere dann, wenn das Kabel zur Aderkennzeichnung beidseitig mit einer beschrifteten Tülle versehen werden soll, muss die Schere sehr effektiv und präzise arbeiten können.
[53] Der vorgestellte Aspekt der Erfindung schlägt vor, zwei Schneiden über einen Schneidkrafterzeuger zusammenzudrücken, wobei der Schneidkrafterzeuger drehbar ist und eine elliptische Kulissenkontur aufweist Eine elliptische Kontur hat den Vorteil, dass bei einer Drehung des Schneidkrafterzeugers in der Richtung des ursprünglich kleinsten Durchmessers ein absolut stetiger Anstieg des Durchmessers bis hin zum größten Durchmesser erfolgt, und im Idealfall sogar ein linearer Anstieg. Wenn nun an den ursprünglichen kleinen Außendurchmesser des Schneidkrafterzeugers ein Getriebe so angesetzt ist, dass eine Vergrößerung des Querschnittes zu einem Zusammenführen der beiden Schneiden des Messers führt, kann dieses durch bloße Rotation des Schneidkrafterzeugers absolut stufenlos arbeiten. Hierdurch werden sehr präzise Schnitte ermöglicht.
[54] Durch das Zusammenwirken eines Rades mit einer elliptischen Kulisse wird beim Weiterlaufen des Schneidkrafterzeugers eine das Messer öffnende Kraft erzeugt.
[55] Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Schere zwei Schneidenhalter mit jeweils nur einem translatorischen Freiheitsgrad aufweist, die mit dem Schneidkrafterzeuger als Getriebe
zusammenwirken. So kann eine vom gedrehten Schneidkrafterzeuger aufgebaute Druckkraft als zwei linear gegeneinander gerichtete Druckkräfte der beiden Schneiden am Kabel umgesetzt werden. Dies unterstützt einen besonders sauberen Schnitt.
[56] Es versteht sich, dass sämtliche vorgeschlagenen Verfahren an einer Verdrahtstation durchgeführt werden können, wenn diese mit entsprechenden Mitteln ausgestattet ist.
[57] Es können sämtliche Aspekte der Erfindung auch miteinander kombiniert werden.
[58] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Funktional gleiche oder identische Bauteile in unterschiedlichen Figuren können identische Bezugsziffern tragen. Es zeigen: Figur 1 schematisch den Kabellauf bei einer Konfektionierstation,
Figur 2 schematisch eine Draufsicht auf eine Transport- und Krimpeinrichtung mit einer scheibenförmigen Weiche,
Figur 3 die Einrichtung aus Figur 2 in einer Seitenansicht gemäß dortiger Kennzeichnung m-m.
Figur 4 eine Draufsicht auf die Station aus Figur 2 mit einigen halbtransparent dargestellten Bauelementen,
Figur 5 die Seitenansicht aus Figur 3 mit ebenfalls halbtransparenter Darstellung von Bauteilen,
Figur 6 in einer halbtransparenten Seitenansicht eine Schere für eine Konfektionierstation,
Figur 7 die Schere aus Figur 6 in einer Draufsicht gemäß dortiger Kennzeichnung VII- vπ,
Figur 8 die Schere aus den Figuren 6 und 7 in einer Stirnansicht gemäß Kennzeichnung Vm-Vm in Figur 6,
Figur 9 einen Ablaufplan zum Fertigen einer elektrotechnischen Schaltanlage, ausgehend von einem Pflichtenheft,
Figur 10 einen Ablaufplan zur Werkstattfertigung mit einer automatischen Aderfertigung als Detail zu Figur 9 gemäß dortiger Kennzeichnung X und
Figur 11 eine Bildschirmansicht zum Visualisieren einer Verdrahtung an einer Verdrahtstation.
[59] An der Konfektionierstation 1 in Figur 1 liegt ein Kabelvorrat 2 auf einer Rolle 3 vor. Optional ist ein weiterer Kabelvorrat 4 auf einer zweiten Rolle oder Spule 5 an der Station vor- handen.
[60] Um Kabel von einer der Vorratsrollen 3, 5 zu konfektionieren, hat die Station 1 eine Zuführtransporteinrichtung 6 mit Richtrollen (exemplarisch mit 7 gekennzeichnet) und einer ersten Transportrolleneinheit 8. Ein Zuführtransportpfad 9 führt durch eine maschinelle Schere 10 mit zwei Schneiden 11, 12, welche entlang einer Schneidrichtung 13 gegeneinander transla- torisch bewegbar sind.
[61] Die Konfektionierstation 1 kann über die Richtrollen 7 und die Transportrollen 8 Kabel 2 von der Vorratsrolle 3 beliebig entlang einer Vorwärtsrichtung 14 oder einer Rückwärtsrichtung 15 durch die Schere 10 hin zu einer Weiche 16 transportieren. An einer Einscherstelle 17 kann die Station 1 alternativ Kabel 4 von der zweiten Vorratsrolle 5 auf den Zuführtransport- pfad 9 und hin zur Weiche 16 fädeln.
[62] Die Weiche 16 ist eine kreisförmige Scheibe mit einem geraden ersten Führungspfad 18 und einem zweiten gekrümmten Führungspfad 19. Beide Pfade 18, 19 sind an ihre Öffnungen am Rand der Scheibe 16 radial angeschlossen. Der Zuführtransportpfad 9 mündet ebenfalls radial auf die Weichenscheibe 16.
[63] Seitlich der Weiche 16 ist eine Krimpeinrichtung 20 vorgesehen, in welche ein Draht von einer Einstoßseite 21 eingeführt werden kann, wobei die Krimpeinrichtung 20 dem Draht dort mit einer Endenbearbeitung versehen kann.
[64] In gerader Verlängerung des Zuführtransportpfades 9 ist jenseits der Weiche 16 ein Fortführtransportpfad 22 durch eine zweite Transportrolleneinheit 23 eingerichtet. Der Fort- führtransportpfad 22 führt durch einen Kabeldrucker 24 und hin zu einer Entnahmestelle 25.
[65] Im Betrieb der Konfektionierstation 1 wird zunächst Kabel 2 entlang des Zuführtransportpfades 9 zur Krimpe 20 geführt. Hierzu werden die Rollen der ersten Transportrolleneinheit
8 in einer Vorwärtsrichtung 14 betrieben. Der Draht 2 passiert dabei die Schere 10 mit geöffneten Schneiden 11, 12 und tritt in den gekrümmten Führungspfad 19 der Weiche 16 ein. An einem seitlichen Austritt 26 ver lässt das Kabel 2 die Weiche 16 und wird mit seiner Stirn in die Krimpe 20 eingeführt. Dort nimmt die Krimpe 20 eine Kabelendenbearbeitung gemäß der gera- de benötigten Anforderung vor.
[66] Die dargestellte Stellung der Weiche 16 fuhrt also dazu, dass ein von den Vorratsrollen 3, 5 stammendes Kabel in Vorwärtsrichtung entlang eines ersten Weges 9, 19, 26 seitlich zur Krimpe geführt wird.
[67] Nach der Endenbehandlung des Kabels 2, während welcher die erste Transportrollen- einheit still stand, laufen nun die Transportrollen 8 in Rückwärtsrichtung 15 an und ziehen das Kabel 2 somit aus der Krimpe 20 durch den seitlichen Austritt 26 und den gekrümmten Führungspfad 19 der Weiche 16 zurück aus der Weiche 16 heraus. Die Weiche 16 wird dadurch frei drehbar.
[68] Nun wird die Weiche 16 um einen ersten Schaltwinkel 27 von etwa 20 ° im Uhrzeiger- sinn gedreht, so dass der gerade Führungspfad 18 der Weiche 16 eine winkelfreie gerade Verbindung zwischen dem Zuführungspfad 9 und dem Fortführungspfad 22 bildet. Sobald die Weiche 16 in dieser Schaltstellung liegt, transportieren die Transportrollen 8 das Kabel 2 entlang der Vorwärtsrichtung 14 wieder den Zuführungstransportpfad 9 entlang und in die Weiche 16 hinein. Diesmal verläset das Kabel 2 die Weiche 16 an einer jenseitigen Austrittsstelle 28 und wird dort von der zweiten Transportrolleneinheit 23 ergriffen. Diese transportiert gemeinsam mit der ersten Transportrolleneinheit 8 das Kabel 2 so weit in der Vorwärtsrichtung 14 entlang des nun gebildeten zweiten Weges 9, 18, 22, bis die gewünschte Kabellänge für die Konfektionierung durch einen Schnitt an der Schere 10 erzielt werden kann. Sodann halten die Transportrolleneinheiten 8, 23 das Kabel 2 an, und die beiden Schneiden 11, 12 werden zusammengefah- ren.
[69] Das nun in der gewünschten Länge vorliegende Kabelstück 29 wird dann von den Rollen der zweiten Transporteinheit 23 in der Vorwärtsrichtung 14' entlang des Fortführtransport-
pfades 22 gezogen, so dass es mit seinem zweiten zu diesem Zeitpunkt noch nicht endenbearbeiteten Kabelende die Weiche 16 vollständig durchläuft und anschließend verlässt.
[70] Sobald das Kabel an der jenseitigen Austrittsstelle 28 ausgetreten ist und die Weiche 16 frei gemacht hat, wird diese um einen zweiten Schaltwinkel 30 weiter im Uhrzeigersinn ge- dreht, so dass diejenige Öffnung des gekrümmten Führungspfades 19 nun am Fortführungspfad 22 anliegt, welche in der ursprünglichen Stellung zum seitlichen Austritt 26 zeigte. Da die Öffnungen des gekrümmten Führungspfades 19 genau an zwei benachbarten Quadrantenpunkten an den Rand der Weichenscheibe stoßen, führt der zweite Führungspfad 19 nun vom Fortführtransportpfad 22 zum seitlichen Austritt 26.
[71] Die Transportrollen 23, die während des Weichenstellens stillgestanden haben, transportieren das in der Länge wie erforderlich vorliegende Kabel nun entlang einer Rückwärtsrichtung 15' den Fortführungspfad 22 zurück mit dem unbearbeiteten Ende vorneweg in die Weiche 16 hinein, so dass das unbearbeitete Ende des Kabelstücks 29 den gekrümmten Führungspfad 19 der Weiche 16 an der seitlichen Austrittsstelle 26 verlässt und nun in die Krimpe 20 einge- führt wird. Dort wird es endenbearbeitet und liegt danach fertig konfektioniert vor.
[72] Die zweite Transportrolleneinheit 23 zieht das Kabelstück 29 dann wieder entlang der Vorwärtsrichtung 14' aus der Krimpe 20 heraus und durch den gekrümmten Führungspfad 19 entlang des dritten Weges 26, 19, 22 durch die Weiche 16 hindurch. Sie schiebt das Kabelstück 29 anschließend vorwärts zu der Entnahmestelle 25. Dort kann der Verdrahter das fertig kon- fektionierte und bei Bedarf vom Kabeldrucker 24 beschriftete Kabelstück 29 entnehmen und unmittelbar einbauen.
[73] Die Konfektionierstation 40 in den Figuren 2 bis 5 ist eine konstruktive Umsetzung des Kabelführungsschemas aus Figur 1. Abweichend vom Schema der Anlage in Figur 1 ist lediglich die Weiche 16 geometrisch anders gestaltet: So sind im konstruktiven Ausführungsbeispiel der erste Schaltwinkel 27 und der zweite Schaltwinkel 30 mit jeweils 45 ° gleich groß.
[74] Zur Geometrie sei erläutert, dass es von Vorteil ist, wenn der gekrümmte Führungspfad 19 genau an zwei Quadrantenpunkten der Weichenscheibe 16 anliegt, da er in diesem Falle einen Schaltwinkel von 90 ° zwischen seinen beiden Öffnungen aufweist. Bei einem solchen
rechten Winkel kann - ausgehend von einem ansonsten geraden Durchführungstransportpfad 9, 22 - eine Krimpe 20 genau seitlich der Weiche 16 angeordnet werden, und der gekrümmte Führungspfad 19 kann sowohl vom Zuführpfad 9 als auch vom Fortführpfad 22 je nach Stellung der Weiche 16 einen Weg zum seitlichen Austritt 26 und somit zur Krimpe 20 bilden.
[75] Da der gerade Führungspfad 18 radial an den Rand der Weichenscheibe 16 anstößt und somit zwangsweise durch den Mittelpunkt der Scheibe verläuft, beträgt die Summe aus dem ersten Schaltwinkel 27, dem rechten Winkel des gekrümmten Pfades 19 und dem zweiten Schaltwinkel 30 exakt 180°. Wenn - wie in der konstruktiven Ausführung der Figuren 2 bis 6 - der gekrümmte Führungspfad 19 so zum geraden Führungspfad 18 angeordnet ist, dass sich eine spiegelsymmetrische Weiche 16 ergibt, haben die beiden Schaltwinkel 27, 30 zwangsweise jeweils eine Öffnung von 45°.
[76] Die Schere 60 in den Figuren 6 bis 8 ist zumindest im Wesentlichen baugleich mit der Schere 10 aus den übrigen Figuren.
[77] Am Zuführtransportpfad 9 sind die beiden Schneiden 11, 12 angeordnet, so dass es bei einem Verfahren zweier Schneidenhalter 61, 62 in einer Schneidverfahrrichtung 13 zum Einklemmen und somit zum Durchschneiden eines im Zuführtransportpfad 9 befindlichen Kabels kommt.
[78] Die beiden Schneidenhalter 61, 62 sind jeweils mit genau einem Freiheitsgrad gelagert, nämlich translatorisch entlang der Schneidrichtung 13. Hierzu weisen sie zwei Gleitlager 63, 64 auf.
[79] Um die beiden Schneidenhalter 61, 62 in der Schneidrichtung 13 mit der erforderlichen Schneidkraft zu verfahren, ist jeder Schneidenhalter 61, 62 über ein Rad 65 bzw. 66 an einen elliptischen Innenkörper 67 angelagert. Der elliptische Innenkörper 67 ist durch eine Schneidwelle 68 mit einem regulierbaren Moment um eine Wellenachse 69 drehbar, so dass der Ab- stand zwischen den beiden Rädern 65, 66 der beiden Schneidenhalter 61, 62 durch Drehen der Schneidwelle 68 um jeweils 90 ° zwischen einem kleinsten Abstand und einem größten Abstand stufenlos geregelt werden kann. Der kleinste Abstand entspricht dabei dem kleinen Durchmesser des elliptischen Innenkörpers 61 der elliptischen Kulisse. Der größte Abstand
(dargestellt in den Figuren) entspricht dem großen Durchmesser des elliptischen Innenkörpers 67.
[80] Die Schere 60 ist in der Lage, auch mit einer für maschinelle Verhältnisse schwachen Energieversorgung von 230 V - bereitgestellt durch einen Motor 70 - recht große Schneidkräf- te aufzubringen, so dass die Schneiden 11, 12 problemlos auch Drähte von 6 mm2 Querschnitt sauber schneiden können.
[81] Die Schere 60 ist über eine Sockelflansch 71 auf die Arbeitsfläche einer Verdrahtstation aufschraubbar.
[82] In der Praxis läuft die Kabelkonfektionierung dann beispielsweise wie folgt ab:
[83] Zunächst wird im technischen Büro des Schaltschrankbauunternehmens eine Konstruktion bzw. eine Planung hierfür erstellt. Die Fertigungsdaten werden der Werkstatt digital zur Verfügung gestellt, wo die Fertigung den mechanischen sowie den elektrotechnischen Aufbau der Schaltanlage vornimmt.
[84] Ein Bearbeitungszentrum führt die Blechverarbeiτung aus, also insbesondere das Boh- ren, Gewindeschneiden und Fräsen. Die dortigen Maschinen können aus dem digitalen Layout des Schaltschranks ihre Programmierung selbsttätig erstellen.
[85] Die Werkstatt komplettiert anschließend den Schrank: Hierzu werden die Kabelkanäle und Tragschienen montiert, die Betriebsmittel nach den Vorgaben des Layouts montiert und bezeichnet. Der Schrank wird dann bis auf die Verkabelung fertig dem Verdrahter zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt.
[86] Der Verdrahter erhält die Fertigungsinformationen für die Verdrahtung des Schaltschranks als digital gespeicherte Liste für die Kabelkonfektionierung, Es werden die Informationen der Kabellängen mit den dazugehörigen Qualitätsinformationen über die Art des Kabels in der Liste übergeben, also Kabeltyp, Kabelfarbe, Kabelquerschnitt, vorgesehene Endenbearbei- tung, Quellenanschluss und Zielanschluss.
[87] Weiter wird eine Datei übergeben, die den Schaltschrankaufbau grafisch beschreibt. Diese Datei ermöglicht eine virtuelle Ansicht auf den zu verdrahtenden Schaltschrank. Es werden jeweils das Quellbetriebsmittel, der Weg durch die Kabelkanäle und das Zielbetriebsmittel deutlich hervorgehoben für den Verarbeiter dargestellt.
[88] Die Verdrahterstation ist dabei wie vorstehend mehrfach beschrieben ausgeführt, also insbesondere mit einer Mechanik zur Verarbeitung des Kabels, einem PC oder einem anderen Rechner mit einem Bildschirm sowie mit einer Software, die den Ablauf steuert und Visualisierung und/oder Benutzerführung vornimmt.
[89] Die Bedienerführung der Kabelkonfektionierung gibt dem Verdrahter zunächst die Anweisung, einen Draht bestimmter Qualität in das Gerät einzulegen, also beispielsweise einen Draht der Qualität H07V-K 0,75 mm2 mit rotem Mantel. Die Station fertigt dann die erste Ader der eingelegten Kabelqualität und stellt auf dem Bildschirm den Verlegeweg, die Quelle und das Ziel grafisch und textlich dar.
[90] Der Verdrahter entnimmt den gefertigten Draht und quittiert die Entnahme der konfek- tionierten Ader am Gerät. Der entnommene Draht wird danach gemäß den am Bildschirm dargestellten Arbeitsanweisungen vom Verdrahter in den Schrank eingebaut.
[91] Bereits während der Montage dieses Drahts fertigt die Maschine den nächsten Draht, der gemäß der sortierten Verdrahtungsliste einzubauen ist. Dieser steht dem Verdrahter somit sofort zur Verfügung, wenn der erste Draht in den Schrank eingebaut ist.
[92] Der zweite Draht wird dann ebenfalls der Maschine entnommen, die Entnahme quittiert, und die Maschine fertigt den nächsten Draht. Im Verlauf der Arbeitsschritte werden Anweisungen zum Wechsel des Kabels am Bildschirm dargestellt, wenn alle Adern einer bestimmten Qualität gefertigt worden sind.
[93] Vorteilhaft leitet eine solche Bedienerführung den Verdrahter sicher durch das Projekt. Der Verdrahter erhält eindeutige Anweisungen über die Verlegung und den Anschluss jeder
Ader. Dabei ist nicht nur eine deutliche Zeitersparnis bei der Fertigung des Schaltschranks möglich, indem qualifiziertes Personal schneller verdrahten kann. Auch ist es möglich, dass
weniger qualifiziertes Personal als bisher die Verdrahtungsarbeiten durchfuhrt. Außerdem entfällt die Interpretation der Schaltpläne. Der Verdrahter muss nicht mehr den logischen Plan in einen Verdrahtungsaufbau übertragen. Auch dies reduziert Fehlerquellen. Es kann sogar auf eine Beschriftung der konfektionierten Kabel verzichtet werden. Eine Beschriftung ist relativ kostenintensiv. Andererseits kann die Verdrahtstation auch eine Beschriftungseinrichtung aufweisen.
[94] Die Software kann wie folgt gestaltet sein:
[95] Zunächst ist eine Dateien-Schnittstelle erforderlich, welche Daten von der CAD- gestützten Planung für die PC-Software an der Verdrahterstation bereitstellt. Erforderlich für die Übergabe der Fertigungsdaten sind zwei Dateisätze, nämlich einmal eine Datei für die Beschreibung der Kabel und einmal eine Datei für die Beschreibung des Schranklayouts. Die Daten der Kabel werden bevorzugt in einer Datei als Tabelle übergeben, in welcher die einzelnen Daten durch Kommazeichen separiert sind. Es bietet sich eine Spaltendefinition wie folgt an: Zunächst soll der Quellanschluss vorgegeben sein. Hier sind bevorzugt Angaben zur Anlage, zum Ort, zum Betriebsmittel und zum Anschluss enthalten. In einer zweiten Spalte werden der erforderliche Hülsentyp oder eine hiervon abweichende Endenbearbeitung vorgegeben. In einer dritten Spalte wird der Typ des Geräts vorgegeben. Dabei beziehen sich die ersten drei Spalten auf die Quelle im Schaltschrank.
[96] Die drei nächsten Spalten beziehen sich auf das Ziel im Schaltschrank und beinhalten jeweils die gleichen Angaben wie die ersten drei Spalten.
[97] In fünf weiteren Spalten sind der Querschnitt des Drahts, die erforderliche Farbe, die Länge und der Kabeltyp sowie eine für das Projekt eindeutige laufende Kabelnummer enthalten.
[98] Zur Übergabe derjenigen Informationen, die grafisch angezeigt werden sollen, wird vorgeschlagen, diese in einem CAD-Datenformat zur Verfügung zu stellen. Hier bietet sich das DXF-Datenformat an. Obwohl DXF als Standard nicht eindeutig definiert ist, ist dieses Dateiformat sehr verbreitet, sodass wohl alle Softwarehersteller über eine Schnittstelle zum Generie-
ren von DXF-Dateien verfügen. Eine Implementierung ist damit bei allen Herstellern von CAD- Lösungen ohne weiteres möglich und kann mit geringem Aurwand installiert werden.
[99] In die DXF-Datei wird eine Angabe geschrieben, die Auskunft über die Längenausdehnung der Zeichnung in einem zweidimensionalen Koordinatensystem gibt. Hierdurch wird das Vergrößern und das Skalieren der grafischen Darstellung am Bildschirm erleichtert.
[100] Die DXF-Datei gibt den mechanischen Aufbauplan des Schaltschranks wieder, wie er dem CAD-Anwender am Bildschirm zur Verfugung steht. Die Grafik zeigt die Betriebsmittel mit der Betriebsmittelkennzeichnung, die Kabelkanäle und evtl. die Hutschienen als Objekte oder als logisch ungruppierte Zeichnungselemente. Die Betriebsmittel mit ihren grafischen Elementen und der Bezeichnung haben nicht notwendigerweise Objekteigenschaften.
[101] Die Verbindung zwischen den Betriebsmitteln, also die Kabelverbindungen, werden als Polygonzüge übergeben. Diese können auf einem vorgegebenen Layer mit festgelegtem Layer- namen abgelegt werden. Jeder Polygonzug gibt eine Ader eindeutig wieder und mit der laufenden Drahtnummer eindeutig bezeichnet. Die Drahtnummer wird in der softwaremäßig zur Ver- fugung gestellten Elementreferenz des Polygonzuges hinterlegt.
[102] Wenn die vorgeschaltete CAD-Software die Betriebsmittel für Quelle und Ziel der Verdrahtung als einzelne Blöcke, also als Objekte, übergibt, können diese einzeln selektiert werden, das heißt sie können visuell hervorgehoben werden. Dies unterstützt die Benutzerführung.
[103] Die PC-Software an der Verdrahterstation ist im Wesentlichen eine Bedienerführung für den Verdrahter. Die Software hat mehrere Teilblöcke, nämlich zur grafischen Darstellung der eingelesenen DXF-Daten, zur tabellarischen Auflistung der Kabellisten, zum Filtern von relevanten Daten aus der Kabelliste nach den Wünschen des Verdrahters, zur Übergabe von variablen Werten an eine elektronisch angesteuerte Maschine (alternativ und kumulativ mit einer Bedienungsoberfläche für eine manuelle Bedienung der Station) und zum Zugriff auf eine Datenbank, in welcher die Aufträge aus der Arbeitsvorbereitung bzw. aus der CAD- Vorbereitung eingelesen werden und abgelegt werden können.
[104] Die grafische Darstellung erfolgt beispielsweise auf einem Flachbildschirm mit bevorzugt 17" oder 19" Bildschirmdiagonale. Gegebenenfalls kann ein Touchscreen-Bildschirm zum Einsatz kommen. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass der Einsatz der Geräte im rauhen Werkstattbetrieb stattfindet. Es ist daher von Vorteil, wenn die Verdrahtstation einen Touchscreen aufweist, aber auch alternativ zum Touchscreen vollständig bedienbar ist. Beispielsweise kann eine Sondertastatur an der Station verfügbar sein.
[105] In der visuellen Bedienerführung ist die Software bevorzugt zwischen verschiedenen Detailtreuegraden einstellbar. Die Darstellung in einer vereinfachten Art ist eventuell schneller visuell für den Verdrahter zu erfassen und somit zur Bedienerführung besser geeignet.
[106] Beim Verdrahten bestimmt dann die Reihenfolge der sortierten Kabelliste die Reihenfolge der Kabelfertigung bzw. des Einbaus in den Schaltschrank. Wenn eine Ader gefertigt oder eingebaut worden ist, wird diese als „verarbeitet" gekennzeichnet. Dieses Kennzeichen kann vorzugsweise vom Verdrahter einzeln oder gruppenweise gesetzt oder gelöscht werden. Wenn der Verdrahter die Sortierung der Liste ändert, bleibt dieses Kennzeichen erhalten. Dabei er- möglicht die Software es insbesondere, bereits verarbeitete Kabel in der Darstellung der Liste auszublenden.
[107] Während der Verarbeitung werden die Daten der Kabelliste in einer Datenbank in Echtzeit protokolliert, damit es jederzeit möglich ist, einen laufenden Auftrag zu unterbrechen und später fortzuführen. In der Praxis kommt es durchaus häufig vor, dass während der Ver- drahtungstätigkeit in der Werkstatt die Stromlaufpläne geändert werden. Die Software begegnet diesem Problem mit einer Abgleichmöglichkeit von verschiedenen Revisionsständen eines Verdrahtungsprojektes. Wenn von der CAD-Software an die Verdrahtungsstation eine neue Kabelliste übergeben wird, führt die Software der Verdrahtstation vorzugsweise einen Abgleich der beiden Verdrahtungslisten über ein Erkennen identischer Drähte durch. Dies erfolgt über die Gleichheit einiger Felder, nämlich quellenseitig und zielseitig den dortigen Anschlüssen und den Hülsentypen bzw. der anderweitigen Endbearbeitung, sowie hinsichtlich des Querschnitts, der Drahtfarbe, der Kabellänge und des Kabeltyps.
[108] Der Ablauf der Fertigung einer Schaltanlage ausgehend von einem Pflichtenheft kann beispielsweise wie folgt sein (vgl. Figuren 9 und 10):
[109] Zu Beginn 100 wird in einem ersten Schritt 101 das Pflichtenheft gesichtet. Im Pflichtenheft gibt der Auftraggeber alle technischen Anforderungen an, die die Schaltanlage erfüllen soll.
[110] Als erster gedanklicher Schritt 102 hinsichtlich der Fertigung der Schaltanlage wird ein Stromlaufplan erstellt. In einem nächsten Schritt 103 wird das mechanische Layout der Schaltanlage entworfen und festgelegt.
[111] Mit Hilfe einer elektronischen Datenverarbeitung werden zahlreiche Auswertungen 104 erstellt, hierunter insbesondere Klemmenpläne 105, Kabelpläne 106, Aderlisten 107, Routinglisten 108, Layoutdateien 109 und Stromlaufpläne 110.
[112] Sodann beginnt die eigentliche Fertigung 111 in der Werkstatt:
[113] Dort werden zu Beginn 112 in einem ersten Schritt 113 die Plan- und Fertigungsunterlagen gesichtet. Aus einem Datenspeicher 114, beispielsweise einem Server eines elektroni- sehen CAD-Systems, werden in einem nächsten Schritt 115 die Ader- und Layoutdaten geladen. Sodann wird zwischen einem Dialogbeginn 116 und einem Dialogende 117 ein Dialog zwischen dem Verdrahter in der Werkstatt und der Verdrahtstation durchgeführt, um das Verdrahten möglichst fehlerfrei und schnell ablaufen zu lassen.
[114] Logischer Ausgangspunkt für die EDV-gestützte Benutzerführung ist ein Startpunkt 118. Von dort kann der Verdrahter in einen Setupbereich 119 oder wahlweise in einem Fertigungsbereich 120 gelangen.
[115] Innerhalb des Setup-Bereichs 119, welcher als Startpunkt ein Menü 121 zur Setupauswahl verwendet, kann von dort aus zunächst gewählt werden, ob ein Untermenüpunkt ausgewählt werden soll. Im Nein-Fall (dargestellt durch die „Minus"-Kennzeichnung im Ablaufplan) gelangt der Verdrahter zurück zur Benutzerführung 118.
[116] Im Ja-Falle hingegen (gekennzeichnet durch den „Plus"- Ast im Ablaufplan) gelangt der Verdrahter zu Untermenüpunkten „Sortierung, Aderfertigung" 122, „Datenbank verändern" 123, „Krimpensetup" 124, „Drucker-Setup" 125, „Anlagen-Setup" 126 oder zurück zur Benutzerführung 118. Innerhalb dieser Untermenüs können beliebige Operationen ausgeführt werden, so insbesondere hinsichtlich der Datenbank sämtliche möglichen Manipulationen, die allerdings auch durch eine Vorgabe eingeschränkt sein können, und diverse technische Parameter hinsichtlich der Krimpe, der Bedruckung oder der Anlage insgesamt. So sei insbesondere daran gedacht, dass die Anlage für bestimmte Drahtstärken eingestellt werden kann oder dass sich ein Verdrahter an der Verdrahtstation anmelden muss, bevor er in den Fertigungsbereich 120 ein- treten kann.
[117] Wenn alle Einstellungen korrekt sind, kann der Verdrahter zu einem Hauptmenü „Fertigung-Auswahl" 127 innerhalb des logischen Fertigungsbereichs 120 gelangen. Wenn er dort bestätigt, dass er die Fertigung beginnen will („Plus"-Kennzeichnung), so gelangt er in die Ver- arbeirungsführung der Verdrahtstation. Ansonsten gelangt er zurück zur Benutzerführung 118.
[118] Innerhalb der Verarbeitungsschritte kann in einem ersten Eingabebereich 128 die Ader hinsichtlich ihrer Qualität, ihres Querschnitt und/oder ihrer Farbe gewechselt werden. Dies kann sowohl vom Verdrahter manuell eingestellt werden als auch automatisch an Hand der vorhandenen Daten von der Verdrahtstation durchgeführt werden.
[119] In einem anschließenden Verarbeitungsschritt 129 wird die Ader gefertigt. Sie wird hierzu insbesondere vom Vorrat entnommen und abgelängt. Wenn dies gewünscht und eingestellt ist, werden die Enden bearbeitet, beispielsweise gekrimpt. Auch kann die Ader an der Ader selbst oder an der Krimpe beschriftet werden.
[120] Dem Verdrahter steht hierdurch die einbaufertige Ader greifbar zur Verfügung. Damit er diese fehlerfrei und schnell verlegen kann, wird in einem folgenden Schritt 130 der Verlege- weg optisch dargestellt. Hierzu kann es ausreichen, im mechanischen Layout das Quell- und/oder Zielbetriebsmittel optisch zu kennzeichnen, dies kann beispielsweise darüber erfolgen, dass an einem Benutzerführungsbildschirm die entsprechenden Betriebsmittel farbig leuchten oder blinken.
[121] Bevorzugt ist es, wenn beide Betriebsmittel optisch gekennzeichnet werden und wenn zusätzlich der vorermittelte Verlegeweg der Ader am Bildschirm eingeblendet wird.
[122] Wenn die gefertigte Ader nach Meinung des Verdrahters die qualitativen Anforderungen erfüllt und sie ordnungsgemäß eingebaut ist, bestätigt der Verdrahter dies in einer Quittie- rungsmöglichkeit 131 gegenüber der Verdrahtstation.
[123] Im Nein-Falle wird der Verdrahter in einem Dialog 132 gefragt, ob die Ader nochmals gefertigt werden soll. Wenn dies bejaht wird, gelangt der Verdrahter zurück zum ersten Schritt 128 des Verdrahtvorgangs. Wenn er hingegen verneint, gelangt er zurück zur Benutzerführung 118.
[124] Wenn hingegen in der Quittierung 131 bereits bestätigt wird, dass die Ader ordnungsgemäß eingebaut ist, wird in einem für diese Ader abschließenden Schritt 133 die Datenbank aktualisiert und die Ader hierin als „fertig" gekennzeichnet.
[125] Die Benutzerführung an der Verdrahtstation springt anschließend -je nach Einstellung - entweder zurück zum Hauptmenü 127 im Fertigungsbereich 120 oder unmittelbar zum nächs- ten Fertigungsschritt 128, sofern an Hand der Datenbank erkennbar ist, dass die Verdrahtung noch nicht zu Ende durchgeführt ist.
[126] Wenn die Verdrahtung innerhalb der Werkstatt abgeschlossen ist, ist das Ende 134 des Dialogs zwischen dem Verdrahter und der Verdrahtstation erreicht. In einem nächsten Schritt 135, der auch außerhalb der Werkstatt selbst erfolgen kann, wird die Schaltanlage geprüft, an- schließend erfolgt die Lieferung 136 zum Besteller, wo die Schaltanlage in einer Montage und Inbetriebnahme 137 für den Kunden betriebsfertig gemacht wird. Sodann ist das Ende 138 des Fertigungsablaufs erreicht.
[127] In der beispielhaften Bildschirmdarstellung 200 in Figur 11 sind innerhalb eines EDV- typischen Fensters 201 sämtliche Betriebsmittel (exemplarisch gekennzeichnet durch 202, 203, 204) als Umrisskanten auf einem Bildschirm grafisch dargestellt. Für ein gerade einzubauendes Kabel sind das Quellbetriebsmittel 202 sowie das Zielbetriebsmittel 204 jeweils rot umrandet und weiß ausgefüllt, sodass sich gegenüber einem grauen Bildschirmhintergrund ein starker
Kontrast ergibt, zudem ist der physische Verlegeweg für das Kabel als rote Linie 205 dargestellt.
[128] In einer Text-Anzeige 206 werden dem Verdrahter zusätzlich Kenndaten zum Quellbetriebsmittel 202, zum Zielbetriebsmittel 204 sowie zum Durchmesser, zur Farbe und zur Länge des Kabels angezeigt.
[129] In einem Listenausschnittbereich 207 sieht der Verdrahter außerdem sämtliche einzubauenden Kabel in der vorgesehenen Reihenfolge. Diese Reihenfolge kann der Verdrahter auf Wunsch manipulieren.
[130] Insgesamt ist das vorgestellte System sehr flexibel einsetzbar. Dabei liegt weiteres Ver- besserungspotential im Bedrucken der Kabel bzw. im Beschriften der Kabel. Bislang wird meist pigmentierte Tinte verwendet. Diese ist allerdings lösungsmittelhaltig. Teilweise wird auch ein doppeltes Bedrucken mit Tintenstrahldruckern vorgeschlagen.
[131] Verbesserungsansätze hierzu liegen darin, dass einfache Klebeetiketten bedruckt und die Kabel mit den Etiketten umwickelt werden. Ebenfalls können Ringe bedruckt und um die Kabel gelegt werden. Auch ist es möglich, einen Schrumpfschlauch zu bedrucken, wobei dieser anschließend nicht notwendigerweise geschrumpft zu werden braucht. Als weitere Lösung wird vorgeschlagen, einen Chlorophenschlauch zu bedrucken, weil hierfür keine pigmentierte Tinte notwendig ist.
Bezugszeichenliste:
1 Konfektionierstation
2 Kabel
3 Rolle
4 Kabel
5 Rolle
6 Zuführeinheit
7 Richtrollen δ erste Transportrolleneinheit
9 Zuführtransportpfad
10 Schere
11, 12 Schneiden
13 Schneidvorrichtung
14, 14' Vorwärtsrichtung
15 Rückwärtsrichtung
16 Weiche
17 Einscherstelle
18 erster Führungspfad
19 zweiter Führungspfad
20 Krimpeinrichtung
21 Einstoßseite
22 Fortführtransportpfad
23 zweite Transportrolleneinheit
24 Kabeldrucker
25 Entnahmestelle
26 seitlicher Austritt
27 erster Schaltwinkel
28 jenseitige Austrittsstelle
29 Kabelstück
30 zweiter Schaltwinkel
40 Konfektionierstation
Schere ,62 Schneidenhalter ,64 Gleitlager ,66 Räder elliptischer Innenkörper
Schneidwelle
Wellenachse
Motor
Sockelflansch