CA2134002C - Dispositif et machine pour brancher des elements de connexion dans des connecteurs - Google Patents

Abstract

- L'invention concerne un dispositif et une machine pour brancher des éléments de connexion dans des logements de connecteurs. - Le dispositif comporte: .cndot. un corps (17) déplaçable en direction dudit connecteur ; .cndot. un outil d'insertion (18) associé, par des moyens de liaison amovibles (22), audit corps et pourvu de moyens de préhension (23) dudit élément de connexion à intro duire ; et .cndot. des moyens (26) pour commander l'ouverture ou la ferme-ture desdits moyens de préhension. - Selon l'invention, il comprend des moyens élastiques (24) disposés entre ledit outil et ses moyens de préhension, et susceptibles d'agir selon l'axe longitudinal d'insertion dudit élément de connexion dans ledit logement du connec-teur, lesdits moyens de liaison amovibles (22) sont définis par une articulation à centre de rotation (22A), qui relie ledit outil audit corps et dont le centre de rotation est confondu avec ledit axe longitudinal, et des moyens d'indexage (25) sont associés audit corps pour agir sur ladite articulation de façon à aligner ledit outil (18) sur ledit corps.

Description

21~~~ON
Dispositif et machine pour brancher des élements de connexion dans des La présente invention concerne un dispositif pour brancher des éléments de connexion dans des logements de connecteurs, et une machine pour brancher automatiquement lesdits élé-ments de connexiün.
plus particulièrement, le dispositif conforme à l'invention est destiné à l'enfichage de broches mâles ou femelles, qui sont préalablement montées, gënêralement par sertissage, sur les extrémités des conducteurs de câbles électriques, dans les logements de réception correspondants de connecteurs qui peuvent être de diverses formes telles que circulaire, rectangulaire ou autre, et dont l'opêration d'enfichage ou d'insertion des broches s'effectue usuellement par leur face transversale arrière.
Le domaine aéronautique constitue une application prëfëren-tielle du dispositif de branchement et de la machine automa-tique de l'invention. En effet, la multitude de câbles électriques, destinés à relier, par l'intermëdiaïre de connecteurs spécifiques, les différents appareils et équipe-ments de l'aéronef pour en assurer le bon fonctionnement, implique de nombreuses opérations prêalables de branchement des broches, terminant les conducteurs desdits câbles, dans les logements correspondants des connecteurs spécifiques afin de constituer, par la suite, des faisceaux ou des harnais de câblage. Les connecteurs de chaque faisceau, équipés des broches, sont ensuite engagés dans des connec-teurs complémentaires prévus sur les équipements ou sur d'autres faisceaux.
Bien entendu, le dispositif et la machine de branchement selon l'invention pourraient s'appliquer à d'autres domaines industriels, par exemple automobile, dès l'instant où de 213~~0~
nombreux branchements entre des éléments de connexion et des connecteurs sont à réaliser.
On connaît déjà, notamment par la publication du brevet français 2 681 987 de la demanderesse, un tel dispositif pour brancher des broches, serties aux extrémitës dênudées de câbles électriqués, dans les logements correspondants de connecteurs. Ce dispositif et la machine qui en est êquipêe permettent en particulier de réduire les interventions manuelles, d'éviter les risques d'erreurs dans le choix entre les différentes broches, les outils d'insertion à
disposition et les branchements dans les logements de connecteurs. Pour cela, le dispositif comprend - un corps dëplaçable en direction dudit connecteur ;
- un outil d'insertion associé, par des moyens de liaison amovibles, audit corps et pourvu de moyens de préhension dudit ëlêment de connexion à introduire dans le logement correspondant du connecteur ; et - des moyens pour commander l'ouverture ou la fermeture des moyens de préhension, associés audit corps et permettant, respectivement, le montage de l'élêment de connexion à
brancher dans ledit outil puis le retrait dudit outil aprês branchement dudit élêment dans le logement du connecteur, ou le maintien dudit élément durant son insertion dans ledit logement.
Ce dispositif décrit dans la demande de brevet précitée donne des résultats satisfaisants et même excellents, comparës notamment aux outils d'insertion antérieurs ma-nuels, mais, toutefois, il peut se produire, là encore à
cause du nombre considérable de branchements à réaliser (plusieurs milliers sur un hëlicoptère, par exemple), des connexions difficiles, voire dêfectueuses, dues essentielle-ment à des erreurs géomëtriques entre la broche et le logement.

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En effet, une première erreur d'orientation peut apparaître lorsque l'axe longitudinal de la broche, correspondant â
celui de l'outil, est angulairement décalé par rapport à
l'axe du logement, de sorte que la broche est introduite légêrement en biais dans le logement, en risquant de venir en butée dans un épaulement interne de celui-ci, ou de se déformer exagérément. Une seconde erreur de positionnement peut également provenir du fait que l'axe de la broche est alors décalé parallèlement de l'axe dudit logement, de sorte que son extrémité bute contre le bord d' entrée du logement empêchant la connexion, ou alors parvient, dans le meilleur des cas, à la suite de l' ef fort d' insertion, à se déformer pour s'engager dans le logement.
Il convient en outre de mentionner, du fait que la connexion s' effectue de façon non guidée (absence notamment de chan-frein dans le bord d'entrëe des logements), les risques de blocage de la broche en différents endroits, par exemple au niveau de l' épaulement interne qui est prévu dans le loge-ment et contre lequel vient s'appliquer, de façon usuelle, la collerette de la broche après avoir franchi une douille élastique permettant de la maintenir axialement en position connectée. De tels risques de blocage, correspondant â des points durs rencontrés lors de l'introduction de la broche, conduisent bien souvent à un échec d'insertion.
La présente invention a pour but de remëdier à ces inconvé-nients et concerne un dispositif et une machine de branche-ment permettant de tenir compte de çes éventuels risques d'erreur.
A cet effet, le dispositif de branchement du type décrit ci-dessus est remarquable, selon l'invention, en ce qu'il comprend des moyens élastiques disposés entre ledit outil et ses moyens de préhension, pour être susceptibles d'agir selon l'axe longitudinal d'insertion dudit élément de

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connexion dans ledit logement du connecteur, en ce que lesdits moyens de liaison amovibles sont dëfinis par une articulation à centre de rotation, qui relie ledit outil audit corps et dont le centre de rotation est sensiblement confondu avec ledit axe longitudinal de l'êlément de cannexion, et en ce que des moyens d'indexage sont associés audit corps pour agir sur ladite articulation de façon à
aligner ledit outil sur ledit corps, parallèlement audit logement.
Ainsi, grâce à l'invention, l'insertion des broches dans les logements respectifs des connecteurs s'effectue sans diffi-culté pour la totalité des branchements à réaliser, même lorsque des erreurs géométriques peuvent apparaître, pour quelques connexions, initialement avant l'introduction de la broche. En effet, par l'intermédiaire de l'articulation à
centre de rotation et aux moyens d'indexage associés, l'outil d'insertion et, donc, la broche saisie par les moyens de prêhension, sont automatiquement recalês au moins parallèlement à l'axe dudit logement. Aussi, même dans le cas où, après ce recalage, l'outil est lêgèrement décalé
parallëlement à l'axe du logement, la broche peut malgrê
tout "s'autocentrer" dans ledit logement, grâce à la liberté
de mouvement offerte par l'articulation à centre de rota-tion, lesdits moyens d'indexage étant effacés. Par ailleurs, même lorsque des points durs sont rencontrés par la broche lors de son insertion dans le logement, les moyens élasti-ques permettent de les déceler pour reculer le dispositif puis le réintroduire différemment, afin d'insérer 1a broche sans déformations de celle-ci.
En conséquence, grâce aux moyens élastiques axiaux et à
l'articulation à centre de rotation, la liaison entre l'outil d'insertion et le corps du dispositif est souple et non plus rigide comme prëcëdemment, de sorte que les broches s'engagent et s'insèrent convenablement dans les logements ~:13~:~~>
des connecteurs, garantissant des branchements fiables à
l'usage.
Avantageusement, le dispositif comprend, de plus, des moyens de détection et d'analyse des efforts lors de l'insertion 5 desdites broches dans les logements respectifs desdits connecteurs, lesdits mayens étant associés audit corps déplaçable. Ainsi, on peut contrôler en permanence l'effort d'insertion de 1a broche dans le logement et détecter une ëventuelle anomalie durant l'insertion, telle qu'un point dur, par l'intermédiaire des moyens élastiques axiaux.
De préférence, ledit corps est creux et, à l'intérieur de celui-ci, est logé et maintenu l'outil d'insertion par lesdits moyens de liaison amovibles à articulation, lesdits moyens de préhension dudit outil faisant saillie par rapport 1.5 audit corps. Le dispositif présente alors une compacité
appréciable.
Dans un mode préfêré de rêalisation, ladite articulation à
centre de rotation est sphërique et comprend une rotule liée coaxialement audit outil, à l'opposé de ses moyens de prêhension, et montëe dans une bague correspondante fixée audit corps. On remarque ainsi la simplicité de réalisation et la fiabilité de fonctionnement des moyens de liaison. Par exemple, lesdits moyens d'indexage peuvent être dëfinis par un vêrin ou analogue, porté coaxialement par ledit corps et susceptible d'agir sur la rotule de ladite articulation pour aligner ledit outil, susceptible de maintenir une broche par ses moyens de prêhension, coaxialement à celui-ci.
Dans ce cas, 1a liaison entre ledit vérin et ladite rotule peut êtré réalisée par l'intermédiaire d'une empreinte conique, qui est ménagée dans la rotule et avec laquelle peut coopêrer l'extrémitê, de forme complémentaire, de la tige dudit vérin.

~~3~OQ~' Dans un mode préféré de réalisation, lesdits moyens élasti-ques comprennent des ressorts qua sont associés audit outil, au voisinage de sa face transversale d'extrémité tournée vers lesdits moyens de préhension, et avec lesquels coopè-rent ces derniers pour être susceptibles de coulisser axialement entre deux positions extrêmes correspondant à la course desdits ressorts. Ainsi, par cette réalisation simple, les ressorts permettent, lorsqu'ils se compriment à
la suite d'une anomalie durant l'insertion, d'emmagasiner de l'ênergie qu'ils restituent à la broche si celle-ci parvient à se débloquer, par l'intermédiaire des moyens de préhen ~sion, pour la forcer, en souplesse, à continuer sa progres sion dans le logement du connecteur. Dans le cas contraire, si l'effort atteint un seuil prédéterminé, le dispositif est retiré pour effectuer les contrôles nécessaires.
Par exemple, lesdits moyens de préhension sont définis par deux mâchoires relativement déplaçables angulairement 1°une par rapport à l'autre sous l'action desdits moyens de commande.
Dans ce Cas, lesdits ressorts sont disposés dans des loge-ments dudit outil, débouchant de sa face transversale d'extrémité, et lesdites mâchoires sont munies de tiges s'engageant respectivement dans lesdits logements en traver-sant axialement lesdits ressorts, et comportant des ëpaule°
2S ments externes contre lesquels vient en appui l'une des extrémités desdits ressorts, tandis que leur autre extrémité
s'applique contre. une butée desdits logements.
En outre, l'une desdites mâchoires est montée sur un bras pivotant dudit outil, auquel sont associés lesdits ressorts correspondants. Les moyens de commande desdits moyens de préhension sont définis par un vérin ou analogue lié audit corps déplaçable et susceptible d'agir alors~sur ledit bras pivotant dudit outil pour ouvrir au moins ladite mâchoire . '~ ~~~=~~Ja>

mobile desdits moyens de prëhension. La mâchoire mobile revient en position de fermeture, par exemple par un rappel élastique du bras pivotant pour s'appliquer contre l'autre mâchoire en maintenant éventuellement une broche.
S Avantageusement, ledit outil d'insertion est pourvu d'une fente longitudinale qui débouche de sa face transversale, en direction desdits moyens de prëhension, et dans laquelle est apte à être reçue l'extrëmité dudit câble à brancher, de façon à la guider jusqu'auxdits moyens de préhension saisis-sant la broche. De plus, un vérin ou analogue est prévu sur ledit corps déplaçable pour traverser, lorsqu'il est action-në, radialement la fente longitudinale dudit outil et maintenir l'extrêmité dudit câble dans ladite fente durant l'insertion de la broche.
Par ailleurs, audit corps peut être associé un vérin ou analogue qui est susceptible de bloquer ledit câble dans ledit outil d'insertion, afin d'effectuer un test de réten-tion dudit câble pour contrôler 1e verrouillage de la broche dans le logement du connecteur.
L'invention concerne également une machine pour brancher automatiquement des élêments de connexion, tels que des broches êquipant les extrémités de câbles électriques, dans des logements de connecteurs, du type comportant - un bâti, sur lequel sont aptes à être reçus lesdits connecteurs ;
- un équipage.mobile lié audit bâti et susceptible de se déplacer selon les trois axes d'un repère orthonormé ;
- au moins un dispositif de branchement qui comprend un corps portë par ledit ëquipage mobile, et un outil d' in sertion associé, de façon amovible, audit corps ;
- une zone de changement desdits outils, choisis en fonction des caractéristiques géométriques desdits ëléments à
brancher ; et -~.' ~13~~~
- une unité de pilotage programmable, contenant les informa tions relatives aux différents branchements à réaliser en fonction des êlêments de connexion et des logements des connecteurs, et susceptible de commander ledit équipage mobile et ledit dispositif de branchement.
Avantageusement, ce dernier est du type spëcifiê ci-dessus.
Lesdits moyens de dëtection et d'analyse des efforts, associés audit dispositif de branchement, sont alors reliés à ladite unité de pilotage programmable et sont dëfinis par IO une jauge de contrainte rapportëe sur le corps dudit dispo-sitif .
Selon, une autre caractéristique, la machine comprend, de plus, des moyens de visualisation qui sont montés sur ledit équipage mobile pour identifier les connecteurs à brancher et déterminer les coordonnées des différents logements de réception, et qui sont définis par au moins une caméra reliée â ladite unité de pilotage programmable.
Plus particulièrement, ledit équipage mobile peut se compo-ser - d'une téte montée coulissante le long de l'axe OZ dudit repère, parallèle auxdits logements desdits connecteurs, et portant, dans son prolongement, ledit dispositif de branchement ;
- d'un chariot sur lequel est disposée ladite tête et qui est monté coulissant le long de l'axe OY dudit repère ; et - d'une poutre sur laquelle peut se dëplacer ledit chariot et qui est montée coulissante le long de l'axe OX dudit repère sur deux rails de guidage fixés audit bâti.
Ainsi, cet équipage mobile joue le rôle d'un robot trois axes, dont les déplacements sont commandés à partir de l'unité de pilotage.

~~~~0 ~, En outre, il est prévu un mécanisme pour ëcarter les câbles déjà branchés et guider le câble à brancher dans le logement correspondant du connecteur choisi, ledit mëcanisme étant monté, de façon coulissante, sur ledit équipage mobile et présentant un organe en forme d'entonnoir, qui est sensible-ment coaxial audit dispositif de branchement et qui est susceptible d'étre traversé par la broche portée par les moyens de prëhension.
De préférence, la machine comprend une zone de prédestina-fion des câbles après branchement, qui est située sur ledit bâti et qui comprend une pluralité de pinces élastiques aptes â recevoir lesdits câbles par l'intermédiaire de mécanismes de préhension. associés respectivement auxdites pinces. Ainsi, les câbles sont dirigés selon le cheminement du faisceau â obtenir, au fur et à mesure de leur branche-ment.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l' invention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfé-rences identiques désignent des éléments semblables.
La figure 1 montre en perspective schématique une machine de branchement automatique munie d'un dispositif de branchement conforme â l'invention.
La figure 2 représente un dispositif de branchement tel qu'il est agencé sur la machine.
Les figures 3A et 3B sont respectivement des vues latérales opposées de l'outil d'insertion dudit dispositif.
Les figures 4A et 4B montrent l'alignement de l'outil par rapport audit corps, grâce aux moyens de liaison amovibles.

Les figures 5A et 5B illustrent les deux positions extrêmes susceptibles d'être occupées par les moyens de préhension, grâce aux moyens élastiques axiaux.
Les figures 6A et 6B illustrent le fonctionnement des moyens de préhension sous l'action des moyens de commande.
Les figures 7A, 7B, 7C, 7D, 7E et 7F montrent schématique-ment les principales phases de fonctionnement de ladite machine pour procéder à l'insertion d'une broche dans le logement du connecteur.
Les figures 8A et 8B montrent plus particulièrement et à une échelle agrandie, l'insertion de broches, respectivement mâle et femelle, au moyen du dispositif, dans des logements correspondants de connecteurs.
La figure 9 reprësente un faisceau ou harnais de câblage I5 obtenu .
La figure 10 est un diagramme représentant l'effort à
exercer durant l'insertion d'une broche dans le logement et illustre les deux courbes obtenues respectivement avec un dispositif usuel et le dispositif selon l'invention.
La figure 11 reprësente des exemples d'anomalies pouvant survenir lors de l'insertion d'une broche, qui apparaissent sur ladite courbe obtenue et qui sont corrigées par ladite machine.
La machine de branchement 1, montrée sur la figure 1, a pour objet le montage automatique d'êléments de connexion, tels que des broches prévues aux extrémitës des câbles électri-ques, dans des logements de connecteurs électriques. Les broches 2 des câbles électriques 3 et les logements 4 des ~~~-~~dw connecteurs 5 sont plus particulièrement représentés en regard des figures 8A et 8B.
Dans cet exemple de réalisation, la machine 1 comprend notamment un bâtï 6, un ëquipage mobile 7, un dispositif de branchement 8 et une unité de pilotage programmable intégrée â un pupitre de commànde 9 symbolisé en traits mixtes sur la figure 1 et regroupant le matériel informatique nécessaire (écrans, imprimante, micro-ordinateurs) au fonctionnement de la machine. Plus particulièrement, l'équipage mobile 7 est monté sur le bâtî 6 et porte le dispositiï de branchement 8.
w Cet équipage est susceptible de se déplacer selon les trois axes OX, OY et OZ d'un repère orthonormé de rëférence lié au bâti.de la machine. Pour cela, il se compose d'une tête 10 qui est montée coulissante par rapport à un chariot 11, selon l'axe OZ correspondant, dans cet exemple, à la verti-cale et au bout de laquelle est situë le dispositif de branchement 8. Le chariot 11 est, quant à lui, montê coulis-sant, selon l'axe OY du repère, sur une poutre 12 alors horizontale dont les extrémités sont portées par deux rails de guidage parallèles et opposêes 14, selon l' axe OX dudit repère. Ces rails 14 sont fixês au bâti de la machine.
Ainsi, la poutre 12, le chariot 11 et la tête 10 forment l'équipage mobile 7, qui correspond ainsi à un robot trois axes.
Sur la table 6A du bâti 6, sont agencës des supports 15 pour la réception et la fixation des connecteurs 5 â brancher dont les dimensions et formes sont diverses et dont la disposition sur les supgorts est tel que les logements de réception 4 sont parallèles à l'axe OZ dudit repère, c'est-à-dire parallèles au dispositif de branchement porté par la téte 10 dudit équipage mobile 7. Les faces transversales arrière 5A des connecteurs, par lesquelles s'effectuent les insertions, sont êvidemment tournëes vers l'extérieur, dans le plan XOY. Par ailleurs, comme le montre cette figure 1, ' ~~3~00 des mayens de visualisation 16 sont prévus sur le chariot 11 de l'ëquipage. Tls sont constitués par une caméra vidéo 16A
qui permet d'identifier notamment les différents connecteurs à brancher et de déterminer, par des déplacements OX et OY, les coordonnêes exactes des logements prévus dans chaque connecteur. Bien ëvidemment, les diffêrentes informations sur ces connecteurs et logements sont saisies et intégrées dans ladite unité de pilotage, ce qui permet de constituer une banque de données des connecteurs, constamment rëactuali-sée à chaque nouveau connecteur, différent de ceux dêjà
mémorisês.
Le dispositif de branchement 8 comprend, comme le montre la figure 2, un corps 17 qui est fixé, par tout moyen appro-priê, à la tête 10 de l'équipage mobile, et un outil d'in-sertion 18 rapportë, de façon amovible, dans le corps 17 et destiné à assurer le montage des broches 2 dans les loge-ments 4 des connecteurs. Aussi, en raison des nombreuses caractéristiques dimensionnelles et de forme desdites broches, une pluralité d'outils d'insertion 18 adaptês à
chaque type de broches doit être prévue. Par conséquent, la machine 1 comprend une zone 19 équipée des diffërents outils d'insertion nêcessaires. On a représenté, sur la figure 1, à
titre d'exemple, deux outils d'insertion 18 maintenus respectivement par des potences 19A par l'intermédiaire d'éléments de maintien appropriés 19B, tandis qu'un outil d'insertion 18 est dêjà monté dans le corps du dispositif de branchement 8 situé en bout de la tête 10 dudit équipage mobile 7.
En outre, la machine 1 est munie d'un mécanisme 20 pour faciliter le montage des broches dans les logements des connecteurs et d'une zone 21 de prëdestination des câbles branchés. Ce mécanisme 20 et cette zone 21 seront décrits plus particulièrement lors du fonctionnement de la machine.

Le corps 17 du dispositif montrê sur la figure 2 est creux et prësente, par exemple, une section polygonale, telle que carrée, bien que tout autre forme de section soit structu-rellement possible. L'outil d'insertion 18 a une forme gênérale parallëlëpipédique et il est monté â l'intérieur du corps creux 17 en y étant associë par des moyens de liaison amovibles 22. Il est par ailleurs muni de moyens de prëhen-sion commandables 23 permettant de saisir la broche du câble à brancher. Par rapport au repëre orthonormë de la machine, le corps creux 17 est aligné selon l'axe OZ, le long duquel peut coulisser la tête 10 de l'équipage 7 et sur lequel sont ~êgalement alignés parallèlement lesdits logements 4 des connecteurs. Les moyens de prêhension 23 font saillie par rapport à l'extrémité ouverte 17A du corps, et les moyens de liaison amovibles 22, disposés du côté de la face transver-sale 18A opposée à celle 18B de l'outil prolongé par les moyens de prêhension, sont tournés vers le fond 17B du corps, qui obture l'autre extrëmitê du corps.
Le dispositif de branchement 8 comprend, selon l'invention, des moyens êlastiques 24 disposês entre l'outil 18 et ses moyens de prëhension 23, dont le but est d'agir selon l'axe longitudinal d'insertion de la broche dans le logement du connecteur, et les moyens de liaison amovibles 22 sont avantageusement définis par une articulation 22A à centre de rotation C, qui relie l'outil 18 au corps 17 et dont le centre C est confondu avec l'axe longitudinal d'insertion, comme on le verra ultérieurement. Des moyens d'indexage 25 sont alors associês au corps 17 pour agir sur l'artïculation 22A de. façon à permettre l'alignement dudit outil d'inser-tion selon l'axe du corps 17, c'est-à-dire selon OZ. Plus particuliêrement, l'articulation 22A est sphérique, de sorte qu'elle se compose d'une rotule 22B située dans le prolonge-ment axial de l'outil 18 et issue de sa face transversale 18A, et d'une bague 22C fixée à la paroi latërale 17C du corps et présentant une surface annulaire interne 22D en V

recevant ladite rotule. Le centre de celle-ci définit le centre de rotation C de l'articulation. La bague 22C peut être réalisée en une matière dêformable élastiquement de façon à permettre, lorsque l'outil doit être changé, le désengagement de la rotule du corps 17 solidaire de la tête 20 de l'équipage mobile. Par exemple, l'opëration de change-ment d'outil peut s'éffectuer automatiquement. Dans ce cas, l'outil s'engage dans les éléments de maintien 19B de la potence correspondante 19, puis le corps 17 du dispositif est dêplacé par l'équipage mobile 7 pour libérer la rotule 22B de la bague 22C et laisser ledit outil d'insertion sur sa potence. A ce moment, l'équipage mobile est amenë en regard d'un autre outil à utiliser, de façon que la bague 22C du corps 17 engage l'outil sélectionnê par coopération de sa rotule avec la bague, et dësengage ledit outil des élêments de liaison I9B par un déplacement approprié de l'équipage mobile 7.
Bien évidemment, l'opération de changement d'outil peut également s'effectuer manuellement.
Aussi, cette articulation à rotule reliant l'outil au corps du dispositif de branchement permet d'aligner, avant chaque branchement, l'outil d'insertion 18 dans l'axe longitudinal du corps 17, c'est-à-dire selon l'axe OZ. Pour cela, on a représenté, sur la figure 4A, le cas où l'outil est décalë
angulairement d'un angle A par rapport â l'axe longitudinal du corps du dispositif, correspondant â l'axe OZ. Afin d'éviter cette erreur de décalage angulaire mentionnée préalablement, des moyens d'indexage 25 sont prévus et ils sont constitués par un vérin 25A lië au fond 17B du corps et disposê selon l'axe longitudinal. Ainsi, lorsque le vérin est actionné, commandé à partir dudit pupitre avant chaque branchement à effectuer, l'extrémité conique 25C de sa tige 25B s'engage dans une empreinte analogue 22E ménagée dans la rotule sphérique 22B, de façon â recaler automatiquement 1 ° outil d' insertion 18 selon ledit axe, comme le montre la figure 4B. Ainsi, par la combinaison des moyens de liaison amovibles 22 à articulation sphêrique et des moyens d'in-dexage 25, l'outil du dispositif est parfaitement aligné par rapport à l'axe longitudinal d'insertion. Avant chaque branchement, la tige 25B du vérin est rentrée de sorte que l'outil alignë présente avantageusement des degrês de liberté autour du centre C, nécessaires à la progression de la broche dans le logement du connecteur.
Par ailleurs, les moyens élastiques axiaux 24 du dispositif -permettent de participer avantageusement à l'insertion des broches dans les logements, notamment lorsqu'elles rencon-trent des points durs, tels que mentionnés préalablement.
Dans cet exemple de réalisation illustré sur la figure 5A, les moyens ëlastiques 24 sont définis par des ressorts de compression 24A qui sont reçus dans des logements 18C prëvus dans l'outil d'insertion 18 et débouchant de sa face trans-versale 18B, vers les moyens de préhension 23, en coopérant avec ceux-ci. En effet, les moyens de préhension sont dêfinis par deux mâchoires 23A,23B relativement déplaçables angulairement l'une par rapport à l'autre pour saisir la broche â insérer et elles sont issues de tiges parallèles 23C, par exemple deux par mâchoires, qui s'engagent alors dans les logements respectifs 18C de l'outil. Chaque tige, qui est entourëe par le ressort 24A, est munie d'un épaule-ment externe 23D qui est pressé élastiquement par le ressort contre une plaque 18D, terminant la face transversale 18B de l'outil et traversëe par les tiges correspondantes. Les ressorts 24A sont initialement en position détendue en prenant appui, d'un côté, sur les épaulements externes des tiges et, de l'autre côté, sur des butées internes 18E
prëvues dans les logements, de sorte que les moyens de préhension 23 et, donc, la broche 2 peuvent coulisser coaxialement sur une course C, comme le montre Ia figure 5B, entre la position détendue et 2a position comprimée des ~~.3~~~~

ressorts 24A. Ainsi, dans le cas où la broche rencontre un point dur lors de son insertion, ces derniers se compriment et emmagasinent de l'énergie, qu'ils peuvent restituer si la broche parvient à se débloquer, permettant ainsi son inser-tion en douceur et de supprimer les efforts d'insertion saccadês qui apparaissent bien souvent. Si la broche reste bloquée, les ressorts se compriment jusqu'à un seuil d'ef-fort maximal, qui stoppe la progression du dispositif, comme on 1e verra ultérieurement.
Concernant les moyens de préhension 23, l'une des mâchoires, par exemgle la mâchoire 23A, est montée sur un bras pivotant 18F intëgré à l'outil et portant alors les deux ressorts 24A
correspondant qui entourent les tiges 23C de ladite mâ-choire. Le bras 18F est monté sur un axe 18G orthogonal à
l'axe longitudinal du dispositif et il est mobile angulai-rement autour de cet axe sous l'action de moyens de commande 26, de façon â ouvrir ou fermer 1a mâchoire mobile 23A par rapport à la mâchoire 23B, comme le montrent les figures 6A
et 6B. Les moyens de commande 26 sont définis par un vêrin 26A qui est fixé perpendiculairement à la paroi latérale 17C
du corps et dont la tige 268, traversant un passage radial 18H dudit outil, peut agir sur le bras 18F pour le faire pivoter autour de l'axe 18G et ouvrir dans ce cas les moyens de préhension. Les mâchoires 23A et 23B étant écartëes l'une de l'autre, l'extrëmité 3A d'un câble 3 à brancher peut alors être disposée dans ledit outil 18 et, plus parti-culièrement, dans une fente médiane longitudinale 18I
ménagée dans l'outil et débouchant de la face transversale 18B. Ainsi, l'extrémité du câble est guidëe de façon à
prësenter la broche 2 dans l'axe des moyens de préhension. A
ce moment, comme le montre la figure 6B, la tige 26B du vérin 26 est rentrëe et la mâchoire mobile 23A est ramenée vers sa position initiale, par exemple au moyen d'un ressort de rappel non reprësenté prévu dans l'axe d'articulation 18G
du bras 18F, de sorte que les deux mâchoires saisissent la ~~~~~Q

broche 2. Pour maintenir l'extrémité du câble dans la fente longitudinale 18I dudit outil, un vérin 27 est fixé radiale-ment à la paroi latêrale 17C du corps, de façon que sa tige 27A, lorsqu'elle est actionnée, traverse un passage radial 18J de l'outil pour s'engager dans la fente et empêcher l'extrëmité 3A du câble de sortir de celle-ci.
En outre, on remarque que, en plus des vérins 26A et 27, un autre vérin 28 est fixé radialement â la paroi latérale 17C
du corps 17. Ce vérin 28 a pour but de bloquer l'extrémitê
du câble dans l'outil pour effectuer, après l'insertion de ~la broche dans le logement du connecteur, un test de réten-tion et vêrifier si le branchement broche-logement est correct. Pour cela, comme le montre la figure 6B, la tige 28A du vërin traverse un passage radial 18K de l'outil pour dêboucher dans la fente longitudinale I8I et bloquer le câble dans celle-ci.
Les figures 3A et 3B permettent notamment de mettre en évidence le profil de la fente 18I, les différents passages radiaux 18H, 18J et 18K, et l'axe d'articulation 18G du bras pivotant 18F dudit outil 18.
Le fonctionnement de la machine de branchement automatique 1, équipée du dispositif de branchement 8 conforme à l' in-vention, se dëroule de la façon suivante.
Tout d'abord, on suppose que, comme le montre la figure 7A, des câbles 3 sont dêjà branchës dans les logements d'un connecteur 5 fixë à son support 15 lié à la table 6A du bâti. Ces câbles 3 sont dirigés vers la zone de prédestina-tion 21 qui consiste â acheminer les câbles selon la confi-guration du faisceau à réaliser pour donner ainsi une ébauche à ladite configuration finale. Ces câbles sont alors prësentës au-dessus de pinces élastiques 2IA et introduits dans celles-ci par un mécanisme à vérin 21B qui engage le ~~~!~:~~,â

câble à l'intérieur de la pince, comme le montrent les figures 7E et 7F. Par ailleurs, on remarque sur la figure 7A
le mécanisme 20, facilitant l'insertion des broches à monter et protégeant les câbles dêjâ branchés, qui gênent le passage de l'outil d'insertion vers le connecteur. Dans un exemple de réalisation, le mécanisme 20 comprend un organe évasé 20A en forme d'entonnoir, qui est disposé sensiblement coaxialement au dispositif 8 pour être traversê par la broche maintenue par les moyens de prêhension 23 de l'outil d'insertion 18. La forme ëvasée de l'organe 20A contribue ainsi à ëcarter, en douceur, les câbles 3 déjà branchés et à
~affrir de plus un passage idéal à la broche 2 du câble à
brancher. Cet organe 20A est prévu en bout d'un bras coudê
20B susceptible de coulisser, selon l'axe OZ du repère, par rapport au chariot 11 dudit êquipage mobile 7.
Avantageusement, des moyens 30 pour détecter et analyser Ies efforts lors de l'insertion des broches dans les logements respectifs des connecteurs sont agencés entre le fond 17B du corps et la tête 10 de l'êquipage mobile et ils sont définis par une jauge de contrainte reliée, par une liaison 30A, à
l'unité de commande programmable dudit pupitre 9 de 1a machine.
Avant de dëbuter un cycle de fonctionnement, on contrôle les caractêristiques de la broche du nouveau câble à brancher.
Si cette broche requiert l'utilisation d'un outil d'inser-tion 18, notamment ses moyens de prëhension, différent du précédent, on procède à son changement de la façon indiquée précëdemment. Dans le cas contraire, l'outil 18 est maintenu dans le corps 17 du dispositif par la liaison 22. La tête 20 de l'êquipage mobile est alors en position haute et l'opéra-teur peut alors effectuer le montage de la broche 2 dans l'outil d'insertion 18. Pour cela, le vérin 26A est actionné
de sorte que sa tige 26B fait pivoter le bras.l8F de l'outil et déplace angulairement la mâchoire mobile 23A, ouvrant les moyens de préhension 23. L'opérateur place alors la broche contre la mâchoire fixe 23B en prenant soin de guider l'extrémitë 3A du câble dans 1a fente longitudinale 18I de l'outil et commande le vérin pour rentrer la tige 268, ce qui entraîne la fermeture de la mâchoire mobile 23A.
Comme on le voit notamment sur la figure 8A, les mâchoires saisissent la partie arrière 2A de la broche 2, derriëre sa collerette 2B, de façon à présenter au mieux sa partie active 2C pour le branchement.
Puis, l'équipage mobile 7 est déplacé pour amener le dispo-sitif de branchement 8 selon les coordonnëes du logement correspondant 4 du connecteur et on procède au rêalignement angulaire automatique de l'outil d'insertion 18 par rapport à l'axe longitudinal du corps 17 aligné sur OZ, par l'action du vérin d'indexage 25A qui agit sur la rotule 22B de l'articulation 22A. Comme le montre la figure 7A, l'outil 18 est alors convenablement aligné. Entre-temgs, la tige 27A du vérin 27 est actionnée pour maintenir l'extrémité 3A du câble dans la fente longitudinale 18I de l'outil 18.
A ce moment, la phase d'insertion proprement dite peut commencer. Pour cela, le mécanisme 20 est commandé pour amener l'organe évasé 20A dans l'axe du logement choisi, à
proximité de la face transversale arrière 5A du connecteur, permettant de dégager les câbles déjâ branchés, comme le montre la figure 7B. Puis, après une course rapide selon l'axe. OZ, de la tête 10 amenant la broche 2 jusqu'au voisi-nage de l'organe évasé 20A, l'insertion intervient selon une course lente de la tête portant le dispositif de branchement 8. Durant toute cette course d'insertion, les efforts de réaction sur l'outil sont analysés, en temps réel, par l'intermédiaire de la jauge de contrainte 30 reliée à
l'unité de pilotage, afin de détecter le verrouillage de la ~, ~~3~~?~
broche dans son logement ou de déceler toute anomalie, comme on le verra ultérieurement en regard des figures 10 et 11.
Pour en revenir â la phase d'insertion représentée sur la figure 7C et en dêtail sur la figure 8A, on voit la colle-s rette 2B de la broche mâle 2 franchir et écarter, de façon usuelle, les pattes élastiques 4A d'une douille 4B située dans le logement 4. Le branchement est définitivement établi lorsque la collerette 2B de la broche a franchi les pattes 4A pour venir en butée contre un épaulement 4C dudit loge-10 ment, lesdites pattes revenant ensuite spontanément en wposition pour s'appliquer derrière 1a collerette et l'immo biliser alors axialement en position contre l'épaulement 4C, garantissant le branchement. La figure 8B montre l'insertion d'une broche femelle 2.1 dans le logement 4.1 d°un autre 15 connecteur 5.1.
Lorsque Ia connexion est établie, un test de rétention est effectué. Pour cela, la tige 28A du vérin 28 est commandée pour bloquer l'extrémitê 3A du câble dans la fente longitu-dinale 18I de l'outil 18. Puis, on procède à un lêger recul 20 axial de l'outil via le corps 17 du dispositif et la tête 10 de l'équipage mobile. Si le test s'avère concluant, c'est-à-dire si la broche reste verrouillée, l'outil 18 est dégagé
par le retour en position haute de la tête 10 dudit équipage mobile, les mâchoires desdits moyens de préhension glissant sur la partie arrière 2A de la broche, sinon l'opérateur est prévenu par l'intermédiaire d'un signal apparaissant sur le pupitre de commande pour, qu'il intervienne. Lorsque la tête 10 se trouve en position haute, la tige 27A du vérin 27 est rétractée et la mâchoire mobile 23A est ouverte pour dégager le câble 3 de la fente longitudinale 18I dudit outil et, au moyen de l'organe évasé 20A du mécanisme, à travers lequel passe le câble, ce dernier est amené vers la zone de prédes-tination pour être introduit dans la pince.élastique 21A
choisie, via le vérin 21B.

~~.3~D~w Le cycle de branchement étant terminé en ce qui Concerne la première extrémité de ce câble 3, l'équipage mobile 7 effectue si nécessaire un changement d'outil et, ensuite, l'opérateur met en place la broche de la seconde extrémitë
du câble et démarre un nouveau cycle. Lorsque tous les câbles ont êté traités, leurs broches ayant été insérées dans les connecteurs, on obtient après prédestination et cheminement définitif des câbles selon l'agencement souhai-té, un faisceau ou harnais de câblage 31 prêt à raccorder entre eux les différents équipements ou des connecteurs d'autres faisceaux, tel que celui illustrë à titre d'exemple sur la figure 9.
Le diagramme représenté sur la figure 10 montre l'effort exercé, exprimé en newtons, en fonction du déplacement, exprimé en millimètres, lors de l'insertion d'une broche dans le logement du connecteur, jusqu°à son verrouillage. La courbe C, en trait épais, correspond à celle obtenue par 1e dispositif de branchement 8 de l'invention montë sur la machine 1, tandis que la courbe C1 correspond à celle obtenue par un dispositif de branchement antérieur. On constate que la courbe C1 présente un profil saccadê rêsul-tant essentiellement du fait que la liaison entre l'outil d' insertion et le corps du dispositif est rigide. L' inser-tion s'effectue alors continuellement par à-coups à cause des différentes erreurs de positionnement et des points durs rencontrés. L'un de ceux-ci F' a été représenté à titre d'exemple, sur cette courbe C1. En revanche, le dispositif de branchement de l'invention permet, grâce à une liaison souple (moyens élastiques axiaux 24 et articulation à rotule 22A) entre l'outil 18 et le corps 17 du dispositif, de "lisser" la courbe pour obtenir la courbe C où l'on constate que l'effort varie rëgulïèrement, sans changement brusque, durant l'insertion de la broche.

~~~~!~a;~

En effet, selon l'invention, on parvïent à reproduire une insertion faite manuellement par un opérateur gui modifie les efforts qu'il transmet à l'outil ainsi que son orienta-tion, en fonction de ses propres sensations.
Par ailleurs, les courbes obtenues peuvent être dëcoupées en trois zones afin de les interpréter. Une première zone I, dêlimitêe par les points 0, DO et F1, correspond au début de l'insertion et permet de dëceler une anomalie provenant du positionnement de la broche par rapport au logement, et notamment un décalage parallèle de celle-ci. Une deuxième zone II, délimitée par les points DO, D1 et F1, correspond â
l'insertion de la broche dans le logement et permet de déceler un éventuel blocage de celle-ci pendant sa progres-sion, dû à un point dur représenté par exemple sur la courbe C1 de la figure 10 et nécessitant un effort élevé pour le surpasser, pouvant entraîner une détérioration de la broche.
Enfin, une troisième zone III, dëlimitée par les points D1, D2 et F2, correspond au verrouillage de la broche dans le logement par la douille ëlastique et permet de déceler la fin de l'insertion.
On a reprêsenté sur la courbe C de la figure 11, analogue à
celle illustrée sur la figure 10, des anomalies susceptibles d'apparaître lors de l'insertion dans les zones I et TI. Par exemple, dans la zone I, la broche peut s'appliquer sur la face transversale arrière 5A du connecteur et, plus parti-culièrement, sur un joint en élastomêre fixé à celle-ci, dans le cas d'un dêcalage parallèle de celle-ci par rapport au logement que ne permet pas de compenser l'articulation à
rotule pour "recaler" la broche vers son logement. Dans ce cas, les ressorts axiaux 24A se compriment par l'avance de l'outil d'insertion, jusqu'à ce que les efforts mesurës par l'intermédiaire de la jauge 30 atteignent, selon la droite D
reprësentêe, le seuil d'effort admissible F1. L'équipage mobile 7 stoppe alors immédiatement sa progression puis rte., s, recule, de sorte que l'opérateur est ainsi prévenu de l'anomalie et procède aux corrections nécessaires avant de relancer le cycle de branchement.
Dans la zone II, la broche en cours d'insertion peut se bloquer à cause d'un point dur P1. Les ressorts axiaux 24A
se compriment, jusqn°à ce que les efforts mesurês par la jauge atteignent le seuil F1. L'équipage mobile cesse sa progression, puis le dispositif effectue une rotation autour de l'axe d'insertion (rotation par rapport à la rotule 22B
de l'articulation). Si la broche parvient à se dégager, 1'ënergie mécanique emmagasinée par les ressorts est resti-tuée, de sorte que la broche s'insère alors dans le loge-ment. Les efforts mesurés redevenant inférieurs au seuil Fl, la tête de l'équipage mobile reprend sa progression normale suivant l'axe d'insertion OZ. Si, aprês cette première rotation, la broche n'est toujours pas dêgagëe, correspon-dant alors à un nouveau point dur P2, la tête effectue un lêger recul axial pour diminuer l'énergie emmagasinée par les ressorts, et on effectue ensuite une nouvelle rotation, jusqu'au moment où la bxoche parvient à franchir le point dur. Puis, lorsque la broche entre en contact avec l'épaule-ment interne du logement, les ressorts élastiques se compri-ment et, dès que Ies efforts mesurés via la jauge atteignent le seuil F2, la tête de l'ëquipage mobile stoppe sa propres-lion puis dégage l'outil par un recul axial. A ce moment, le test de rétention précité est effectué.

Claims (14)

REVENDICATIONS

LES RÉALISATIONS DE L'INVENTION AU SUJET DESQUELLES UN DROIT EXCLUSIF DE
PROPRIÉTÉ OU DE PRIVILEGE EST REVENDIQUÉ, SONT DÉFINIES COMME SUIT :

1. Dispositif pour insérer des éléments de connexion, dans des boîtiers de connecteurs, ledit dispositif comprenant :
- un corps déplaçable en une direction d'insertion;
- un outil d'insertion relié par des moyens de liaison amovibles, audit corps, ledit outil d'insertion pourvu de moyens de préhension d'un élément de connexion à
introduire dans un boîtier de connecteur selon ladite direction d'insertion, lesdits moyens de préhension pouvant être ouvert et fermé;
- des moyens pour commander l'ouverture et la fermeture desdits moyens de préhension:
- des moyens élastiques disposés entre ledit outil d'insertion et lesdits moyens de préhension, lesdits moyens élastiques procurant de l'élasticité entre ledit outil d'insertion et lesdits moyens de préhension selon une direction sensiblement parallèle à ladite direction d'insertion;
lesdits moyens de liaison amovibles comprenant des moyens d'articulation rotative à centre de rotation; et des moyens d'indexage associés audit corps pour agir sur lesdits moyens d'articulation, de façon à aligner ledit outil d'insertion par rapport audit corps par rotation desdits moyens d'articulation rotative de sorte ledit outil d'insertion soit aligné
sensiblement dans ladite direction d'insertion.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, des moyens de détection et d'analyse des efforts lors de l'insertion dudit élément de connexion dans ledit boîtier de connecteur, lesdits moyens étant associés audit corps déplaçable.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps est creux et, à l'intérieur de celui-ci, est logé et maintenu l'outil d'insertion par lesdits moyens de liaison amovibles, lesdits moyens de préhension dudit outil faisant saillie par rapport audit corps.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdit moyens d'articulation sont sphériques et comprennent une rotule liée coaxialement audit outil, à
l'opposé desdits moyens de préhension, et montée dans une bague fixée audit corps.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'indexage sont définis par un vérin, porté
coaxialement par ledit corps et susceptible d'agir sur la rotule desdits moyens d'articulation pour aligner ledit outil.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite rotule comporte une cavité conique et en ce que ledit vérin comporte un organe conique qui peut être placé à l'intérieur de ladite cavité
conique.

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques comprennent des ressorts qui sont associés audit outil, au voisinage d'une face transversale d'extrémité tournée vers lesdits moyens de préhension, et avec lesquels coopèrent lesdits moyens de préhension pour être susceptibles de coulisser axialement entre deux positions extrêmes correspondant à la course desdits ressorts.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits ressorts sont placés dans des boîtiers dudit outil, faisant saillie de sa face d'extrémité
transversale, et en ce que lesdites mâchoires sont équipées de tiges pénétrant respectivement dans lesdits boîtiers, passant axialement au travers desdits ressorts, et comprenant des épaulements externes contre lesquels l'une des extrémités desdits ressorts vient s'appuyer, alors que leur autre extrémité est appliquée contre une butée limite desdits boîtiers.

9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension comprennent deux mâchoires relativement déplaçables angulairement l'une par rapport à l'autre sous l'action desdits moyens de commande.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'une desdites mâchoires est montée sur un bras pivotant dudit outil, auquel sont associés lesdits ressorts.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de commande desdits moyens de préhension sont définis par un vérin lié audit corps déplaçable et susceptible d'agir alors sur ledit bras pivotant dudit outil pour ouvrir au moins ladite mâchoire mobile desdits moyens de préhension.

12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit outil d'insertion est pourvu d'une fente longitudinale qui débouche de sa face transversale, en direction desdits moyens de préhension, et dans laquelle est apte à être reçue l'extrémité dudit câble à brancher, de façon à
la guider jusqu'auxdits moyens de préhension.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un vérin est prévu sur ledit corps déplaçable pour traverser, lorsqu'il est actionné, radialement la fente longitudinale dudit outil et maintenir l'extrémité dudit câble dans ladite fente durant l'insertion dudit élément de connexion.

14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, audit corps est associé un vérin qui est susceptible de bloquer un câble dans ledit outil d'insertion, afin d'effectuer un test de rétention dudit câble pour contrôler le verrouillage de l'élément de connexion dans le boîtier du connecteur.