DE102012001988A1

DE102012001988A1 - Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung und Bestückungsmaschine hierfür

Info

Publication number: DE102012001988A1
Application number: DE102012001988A
Authority: DE
Inventors: Uwe Engberts
Original assignee: ENGBERTS MESS STEUER und REGELSYSTEME GmbH; ENGBERTS MESS- STEUER- und REGELSYSTEME GmbH
Current assignee: Komax Holding AG
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-08

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung, umfasst:
Bestücken wenigstens einer Modulaufnahme 5 mit Modulen 7 derart, dass an der wenigstens einen Modulaufnahme 5 vorgesehene erste Kontakte mit zweiten Kontakten der Module 7 elektrisch verbunden sind;
Verlagern der wenigstens einen Modulaufnahme 5 mitsamt den Modulen 7 in einer automatischen Bestückungsmaschine 1 derart, dass die Module 7 in einer Bestückungsposition 11 der Bestückungsmaschine 1 angeordnet sind;
Zuführen und In-Kontakt-Bringen von Enden der Leitungen mit den ersten Kontakten 9 der Module 7 durch die automatische Bestückungsmaschine 1, um die Leitungsanordnung zu bilden;
Messen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft zwischen wenigstens einem ausgewählten Paar von ersten Kontakten der wenigstens einen Modulaufnahme 5;
Ermitteln eines Fehlers in der Leitungsanordnung; und
Beheben des ermittelten Fehlers in der Leitungsanordnung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung und eine Bestückungsmaschine zur Ausführung eines solchen Verfahrens.
Elektrische Systeme umfassen Leitungsanordnungen, um elektrische Verbindungen zwischen mehreren räumlich voneinander getrennten Modulen des Systems bereitzustellen. Die Module können jeweils komplexe elektrische Schaltungen umfassen, welche über eine Vielzahl von Leitungen mit anderen Modulen verbunden sind. In anderen Fällen sind Module vergleichsweise einfache Komponenten, wie beispielsweise Steckverbinder, welche selbst keine elektrische Schaltung enthalten und lediglich den elektrischen Kontakt zwischen anderen, elektrische Schaltungen enthaltenden Modulen einerseits und den die Module miteinander verbindenden Leitungen herstellen.
Ein einfaches Modul, wie beispielsweise ein Steckverbinder, umfasst einerseits Kontakte, mit welchen Leitungen in Kontakt gebracht werden, und andererseits Kontakte, welche mit Kontakten anderer Komponenten des Systems in Kontakt treten, um diese mit den Leitungen zu verbinden.
Leitungsanordnungen werden hergestellt, indem elektrische Leitungen mit ihren Enden zu Kontakten der Module der Leitungsanordnung geführt werden und mit diesen dauerhaft in Kontakt gebracht werden. Hierbei können die Leitungsenden vor dem In-Kontakt-Bringen mit den Kontakten des Moduls vorbehandelt werden, indem sie beispielsweise abisoliert, mit einer Tülle versehen oder verzinnt werden. Das Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Leitungsenden mit den Kontakten der Module ist zeitaufwändig und fehleranfällig, da zum einen ein bestimmtes Leitungsende mit einem vorbestimmten Kontakt eines Moduls in Kontakt gebracht werden muss. Bei einer großen Anzahl von Kontakten und Modulen bestehen hier Fehlermöglichkeiten durch Verwechselung. Zum anderen können bei der Vorbehandlung des Leitungsendes Fehler unterlaufen, so dass beispielsweise eine Tülle nicht vollständig auf das Leitungsende aufgebracht ist und deshalb nicht korrekt mit einem Kontakt des Moduls verbunden werden kann.
Früher wurden Leitungsanordnungen ausschließlich von Hand gefertigt. Mittlerweile sind automatische Bestückungsmaschinen verfügbar, bei welchen die Module an einem Modulträger gehaltert werden und Leitungen automatisch von einem Leitungsvorrat gezogen, abgelenkt, vorbearbeitet und Kontakten der Module zugeführt und mit diesen in Kontakt gebracht werden. Solche automatische Bestückungsmaschinen erhöhen im Vergleich zur Handarbeit die Bearbeitungsgeschwindigkeit und reduzieren auch die Fehleranfälligkeit. Insbesondere Fehler durch Verwechselung können stark reduziert werden, und durch die automatische Vorbearbeitung der Leitungsenden kann auch deren Qualität wesentlich verbessert werden. Gleichwohl sind automatische Bestückungsmaschinen zum Herstellen von Leitungsanordnungen nicht perfekt, da bei der Vorbearbeitung der Leitungsenden Fehlermöglichkeiten weiterhin bestehen und auch aus anderen Gründen fertiggestellte Leitungsanordnungen einer gewünschten Spezifikation nicht entsprechen und als Ausschuss verbleiben.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Herstellen einer Leitungsanordnung vorzuschlagen, welches höheren Qualitätsanforderungen genügt.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung vorgeschlagen, welche mehrere Module und erste Kontakte der Module miteinander elektrisch verbindende Leitungen umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Bestücken wenigstens einer Modulaufnahme mit den Modulen derart, dass an der wenigstens einen Modulaufnahme vorgesehene erste Kontakte mit zweiten Kontakten der Module elektrisch verbunden sind; Verlagern der wenigstens einen Modulaufnahme mitsamt den Modulen in einer automatischen Bestückungsmaschine derart, dass die Module in einer Bestückungsposition der Bestückungsmaschine angeordnet sind; und Zuführen In-Kontakt-Bringen von Enden der Leitungen mit den ersten Kontakten der Module durch die automatische Bestückungsmaschine, um die Leitungsanordnung zu bilden; messen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft zwischen wenigstens einem ausgewählten Paar von ersten Kontakten der wenigstens einen Modulaufnahme; Ermitteln eines Fehlers in der Leitungsanordnung; und Beheben des ermittelten Fehlers in der Leitungsanordnung.
Die Module können einfache Stecker sein, welche selbst keine elektrischen Schaltungen enthalten und deren Kontakte mit den Enden der Leitungen in Kontakt zu bringen sind, oder sie können selbst elektrische Schaltungen umfassen oder einen großen Anteil der Schaltungskomplexität eines größeren elektrischen Systems umfassen, wobei Kontakte der Module ebenfalls mit Enden von elektrischen Leitungen in Kontakt zu bringen sind.
Die Modulaufnahme dient als Halterung der Module während dem Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Leitungsenden mit den ersten Kontakten der Module, wenn die Module in der Bestückungsposition der Bestückungsmaschine angeordnet sind. Hierbei ist es hilfreich, wenn zur Herstellung einer Vielzahl von Leitungsanordnungen an derselben Modulaufnahme nacheinander mehrere Module derart angebracht werden können, dass einander entsprechende Kontakte der Module in der Bestückungsposition der Bestückungsmaschine immer wieder an gleichen Orten lokalisiert sind, so dass das automatische Zuführen der Leitungsenden zu den Kontakten reproduzierbar erfolgen kann.
Dennoch ist es möglich, dass das Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Leitungsenden mit den ersten Kontakten der Module nicht gemäß Spezifikation erfolgt. Um das Ergebnis des Zuführens und In-Kontakt-Bringen zu verifizieren, umfasst das Verfahren das Messen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft zwischen wenigstens einem ausgewählten Paar von ersten Kontakten der Modulaufnahme. Die ersten Kontakte der Modulaufnahme sind nach dem Bestücken der Modulaufnahme mit dem Modul mit dessen zweiten Kontakten verbunden, welche wiederum mit den ersten Kontakten des Moduls verbunden sind, wobei diese wiederum mit den Leitungsenden verbunden sind. Durch das Messen von elektrischen Eigenschaften zwischen einem ausgewählten Paar von zweiten Kontakten der Modulaufnahme ist es somit möglich, elektrische Eigenschaften der Leitungsverbindung zwischen zwei ersten Kontakten der Module über eine diese beiden Kontakte miteinander verbindende elektrische Leitung zu messen. Hierbei können beispielsweise ein Widerstand, eine Kapazität und/oder eine Induktivität oder andere elektrische Eigenschaften gemessen werden, aus welchen sich auf die Qualität der elektrischen Verbindung zwischen den beiden ersten Kontakten der Module schließen lässt. Diese Messung kann automatisiert erfolgen und in ein Steuerprogramm der automatischen Bestückungsmaschine integriert sein.
Die Messung der elektrischen Eigenschaft zwischen dem ausgewählten Paar von ersten Kontakten der Modulaufnahmen kann zu mehreren Zeitpunkten erfolgen: zum Beispiel kann die Messung unmittelbar dann erfolgen, wenn das zweite Leitungsende einer elektrischen Leitung mit einem ersten Kontakt des Moduls in Kontakt gebracht wurde und bevor ein nächstes Leitungsende mit einem weiteren ersten Kontakt des Moduls in Kontakt gebracht wird. Dies ist möglicherweise ein Zeitpunkt, zu dem ein das Leitungsende dem ersten Kontakt des Moduls zuführender Greifer der automatischen Bestückungsmaschine das Leitungsende noch festhält, so dass es möglich wäre, dieses Leitungsende wieder von dem ersten Kontakt des Moduls zu lösen, falls das Ergebnis der Messung der elektrischen Eigenschaft das Vorliegen eines Fehlers in der hergestellten Leitungsverbindung erkennen lässt. Die Messung kann allerdings auch später erfolgen, also nachdem noch weitere Leitungsenden mit ersten Kontakten des Moduls in Kontakt gebracht wurden.
Gemäß Ausführungsformen umfasst die automatische Bestückungsmaschine einen Modulaufnahmeträger, an welchem die Modulaufnahmen, welche schließlich die Module in der Bestückungsposition der automatischen Bestückungsmaschine haltern, gehaltert werden. Hierbei können die Modulaufnahmen an auswählbaren Positionen an dem Modulaufnahmeträger angebracht werden. Dies ist hilfreich, da die automatische Bestückungsmaschine zur Herstellung einer Vielzahl von verschiedenen Typen von Leitungsanordnungen eingesetzt werden soll. Deshalb muss es möglich sein, eine Vielzahl von verschiedenen Typen von Modulen, die sich hinsichtlich ihrer Geometrie und Anordnung von deren zweiten Kontakten unterscheiden, an spezialisierten Modulaufnahmen zu befestigen. Die spezialisierten Modulaufnahmen werden vor dem Beginn der Herstellung eines bestimmten Typs von Leitungsanordnung aus zur Verfügung stehenden Modulaufnahmen ausgewählt und an dem Modulaufnahmeträger befestigt. Um eine Flexibilität hinsichtlich der Anzahl und Geometrie der für die Herstellung eines bestimmten Typs von Leitungsanordnung zu verwendenden Modulaufnahmen bereitzustellen, stellt der Modulaufnahmeträger eine Vielzahl von Positionen bereit, an welchen Modulaufnahmen an diesem befestigt werden können. Diese Flexibilität führt allerdings zu einer Fehleranfälligkeit. Eine Bedienperson, welche die automatische Bestückungsmaschine zur Herstellung eines bestimmten Typs von Leitungsanordnung herrichtet, kann die Modulaufnahmen an verschiedenen Positionen des Modulaufnahmeträgers befestigen. Wird hierbei eine falsche Position gewählt, wird auch das an der Modulaufnahme gehalterte Modul dann, wenn es in der Bestückungsposition der Bestückungsmaschine angeordnet ist, an einem falschen Ort angeordnet sein, so dass das Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Leitungsenden zu diesem Modul nur fehlerhaft oder gar nicht erfolgen kann.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist hierbei vorgesehen, dass die Positionen der Modulaufnahmen an dem Modulaufnahmeträger automatisch bestimmt werden und das Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Enden der Leitungen mit den ersten Kontakten der Module durch die automatische Bestückungsmaschine in Abhängigkeit von den bestimmten Positionen erfolgt.
Gemäß Ausführungsformen hierin werden Koordinaten der ersten Kontakte der Module, wenn diese in der Bestückungsposition der Bestückungsmaschine angeordnet sind, in einem Koordinatensystem der Bestückungsmaschine in Abhängigkeit von den bestimmten Positionen bestimmt, und das Zuführen der Enden der Leitungen zu den ersten Kontakten der Module erfolgt in Abhängigkeit von diesen bestimmten Koordinaten. Dies bedeutet, dass die Modulaufnahmen nicht unbedingt jeweils an einer einzigen vorbestimmten Position an dem Modulaufnahmeträger angebracht werden müssen, und dass für die Bedienperson gewisse Freiheitsgrade hinsichtlich der Position bei der Anbringung der Modulaufnahmen an dem Modulaufnahmeträger bestehen, da die schließlich die beim Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Leitungsenden zu den ersten Kontakten der Module durch die automatische Bestückungsmaschine verwendeten Koordinaten in Abhängigkeit von der Position bestimmt werden, an welcher die Modulaufnahme tatsächlich an dem Modulaufnahmeträger angebracht ist.
Gemäß Ausführungsformen umfasst die Modulaufnahme eine Speicherschaltung, welche einen Speicherinhalt aufweist, der die Modulaufnahme identifiziert und von anderen Modulaufnahmen unterscheidet. Das Bestimmen der Position der an dem Modulaufnahmeträger angebrachten Modulaufnahme umfasst dann ein Anlegen eines Speicherabfragesignals an die Speicherschaltung für jeweils verschiedene Positionen der Modulaufnahme an dem Modulaufnahmeträger und basiert auf dem in Abhängigkeit von einem von der Speicherschaltung erhaltenen und in Antwort auf das Speicherabfragesignal ausgegebenen Antwortsignal der Speicherschaltung.
Hierzu kann der Modulaufnahmeträger selbst eine Vielzahl von elektrischen Kontakten aufweisen, wobei die Modulaufnahme wenigstens zwei zweite elektrische Kontakte aufweist, welche mit zwei elektrischen Kontakten des Modulaufnahmeträgers in Kontakt stehen, wenn die Modulaufnahme an dem Modulaufnahmeträger an der auswählbaren Position angebracht ist. Die Speicherabfragesignale können dann nacheinander an verschiedene Kombinationen von elektrischen Kontakten des Modulaufnahmeträgers angelegt werden, so dass das Bestimmen der Position der an dem Modulaufnahmeträger angebrachten Modulaufnahme ebenfalls in Abhängigkeit von der Kombination von elektrischen Kontakten des Modulaufnahmeträgers erfolgt, an welche das Speicherabfragesignal, welches zu der entsprechenden Antwort geführt hat, angelegt wurde.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 einen Teil einer automatischen Bestückungsmaschine mit einem Modulaufnahmeträger in Draufsicht,
2 ein Paar von Modulaufnahmen und Modulen im Querschnitt,
3 eine in der Modulaufnahme der 2 enthaltene elektrische Schaltung, und
4 eine in dem Modulaufnahmeträger der 1 enthaltene elektrische Schaltung.
1 zeigt einen Teil einer automatischen Bestückungsmaschine 1 zum Herstellen einer Leitungsanordnung. Die automatische Bestückungsmaschine kann beispielsweise einen Aufbau haben, wie er in der EP 1 251 605 A1 beschrieben ist, deren Offenbarung durch Inbezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Allerdings können die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Prinzipien auch im Zusammenhang mit anderen automatischen Bestückungsmaschinen eingesetzt werden.
Die automatische Bestückungsmaschine 1 umfasst einen Modulaufnahmeträger 3, welcher mit Modulaufnahmen 5 bestückt werden kann, wobei in 1 zwei Modulaufnahmen 5 exemplarisch dargestellt sind. Die Modulaufnahmen 5 können wiederum mit Modulen 7 bestückt werden, welche erste elektrische Kontakte 9 aufweisen, welche durch elektrische Leitungen miteinander zu verbinden sind. Hierzu führt die automatische Bestückungsmaschine Enden der Leitungen den ersten Kontakten 9 zu und bringt sie mit diesen dauerhaft in Kontakt. Das Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Leitungsenden durch die automatische Bestückungsmaschine erfolgt in einer Bestückungsposition 11, zu welcher die Module 7 mitsamt den Modulaufnahmen 5 durch den Modulaufnahmeträger 3 transportiert werden, nachdem der Modulaufnahmeträger 3 mit den Modulaufnahmen 5 bestückt wurde, und die Modulaufnahmen 5 mit den Modulen 7 beladen wurden. Das Beladen des Modulaufnahmeträgers 3 mit Modulaufnahmen 5 und das Beladen der Modulaufnahmen 5 mit Modulen 7 erfolgt in einer Beladeposition 13, welche in 1 links in durchgezogenen Linien dargestellt ist. Der in der Bestückungsposition der Bestückungsmaschine angeordnete Modulaufnahmeträger 3 ist in 1 rechts mit unterbrochenen Linien dargestellt. Der Modulaufnahmeträger 3 kann zwischen der Beladeposition 13 und der Bestückungsposition 11 beispielsweise entlang von mechanischen Führungsschienen 15 hin- und herverlagert werden, wie dies durch einen Pfeil 17 in 1 angedeutet ist. Das Hin- und Herverlagern zwischen der Beladeposition 13 und der Bestückungsposition 11 kann mittels eines in 1 nicht dargestellten motorisierten Antriebs erfolgen. Auch Details der Bestückungsmaschine, welche das Zuführen und in Kontakt bringen von Enden von Leitungen mit den ersten Kontakten 9 der Module 7 betreffen und welche beispielsweise Leitungsvorräte, Einrichtungen zur Bearbeitung von Leitungsenden und Greifeinrichtungen zum Fassen der Leitungsenden und zum Zuführen derselben zu den ersten Kontakten 9 der Module 7 betreffen, sind in 1 nicht dargestellt. Diese Einrichtungen können allerdings in einer Weise ausgestaltet sein, wie sie in der EP 1 251 605 A1 beschrieben sind.
Der Modulaufnahmeträger 3 umfasst in dem dargestellten Beispiel eine Halteplatte 21, welche eine Mehrzahl von Ausnehmungen 23 aufweist, in welche entsprechende Zapfen der Modulaufnahmen 5 eingesteckt werden können, um die Modulaufnahmen 5 an der Platte 21 des Modulaufnahmeträgers 3 zu haltern. Die Ausnehmungen 23 sind in dem dargestellten Beispiel als ein regelmäßiges Gitter in der Platte 21 angeordnet, so dass Modulaufnahmen wahlweise an mehreren Positionen der Platte 21 angebracht werden können. In 1 ist eine Situation dargestellt, in der eine Modulaufnahme 5 links oben an der Platte 21 befestigt ist und eine andere Modulaufnahme 5 rechts unten an der Platte 21 angeordnet ist.
Die Platte 21 trägt ferner Paare von elektrischen Kontakten 25, wobei ein jedes Paar von elektrischen Kontakten 25 einer Ausnehmung 23 und damit einer Position der Modulaufnahme 5 an dem Modulaufnahmeträger 3 zugeordnet ist. Die Modulaufnahmen 5 umfassen Kontakte, welche mit den Kontakten 25 des Modulsaufnahmeträgers 3 in Kontakt stehen, wenn der an der Modulaufnahme 5 vorgesehene Zapfen in eine Ausnehmung 23 der Platte 21 eingreift, wie dies nachfolgend noch detaillierter erläutert wird.
2 zeigt die beiden in 1 dargestellten Modulaufnahmen 5 und die an diesen angebrachten beiden Module 7 im Querschnitt, wobei in 1 auch exemplarisch eine zwei erste Kontakte 9 der Module 7 miteinander elektrisch verbindende Leitung 29 zeigt. Die Leitung 29 steht mit ihren beiden Leitungsenden 31 jeweils mit einem ersten Kontakt 9 eines Moduls 7 in Kontakt. Im Allgemeinen umfasst die Leitung 29 einen elektrisch leitenden Kern und eine diesen umgebende Isolierung. An den Leitungsenden 31 ist die Isolierung entfernt, so dass der elektrisch leitende Kern direkt mit den ersten Kontakten 9 der Module 7 in Kontakt stehen kann. Hierzu kann der leitende Kern, welcher auch eine Vielzahl von Einzelleitern umfassen kann, mit einer Tülle versehen sein oder verzinnt sein. Die Module 7 sind in 2 vereinfacht und schematisch dargestellt, indem das in 2 obere Modul fünf erste Kontakte 9 und das in 2 untere Modul sechs Kontakte 9 umfasst. Diese Zahl von Kontakten ist exemplarisch, und in der Praxis können die Module wesentlich mehr oder auch weniger erste Kontakte 9 umfassen. Auch ist in 2 lediglich eine Leitung 29 dargestellt, während in der Praxis eine Leitungsanordnung eine wesentlich größere Zahl von Leitungen umfasst, welche auch nicht nur zwei Module 7 sondern eine Vielzahl von Modulen 7 verbinden können.
In dem dargestellten Beispiel sind die Module 7 Steckverbinder, welche ein die ersten Kontakte 9 halterndes Gehäuse 33 und zweite Kontakte 35 aufweisen, welche den ersten Kontakten 9 bezüglich des Gehäuses 33 gegenüberliegen und wobei jeder zweite Kontakt 35 mit genau einem ersten Kontakt 9 elektrisch verbunden ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Module 7 komplizierter aufgebaut sind als Steckverbinder und selbst elektrische Schaltungen umfassen und dass eine Zahl der zweiten Kontakte 35 der Module 7 von der Zahl der ersten Kontakte 9 verschieden ist und nicht ein jeder zweite Kontakt 35 mit genau einem ersten Kontakt 9 verbunden ist.
Die Modulaufnahmen 5 umfassen ein Gehäuse 37, welches eine Ausnehmung 39 aufweist, um jeweils ein Modul 7 aufzunehmen. Hierbei können Möglichkeiten vorgesehen sein, um das an der Modulaufnahme 37 aufgenommene Modul 7 an dem Gehäuse 37 zu fixieren, wozu beispielsweise lösbare Schnappelemente oder dergleichen zum Einsatz kommen können.
An dem Gehäuse 37 der Modulaufnahme 5 sind zwei Zapfen 41 vorgesehen, deren Durchmesser und Abstand auf den Durchmesser der Ausnehmungen 23 an der Platte 21 des Modulträgers 3 und deren Abstand voneinander abgestimmt sind, so dass die Zapfen 41 in die Ausnehmungen 23 gesteckt werden können, um die Modulaufnahme 37 an der auswählbaren Position des Modulaufnahmeträgers 3 anzubringen und dort zu haltern. Hierzu können Einrichtungen vorgesehen sein, um die Modulaufnahmen 5 an dem Modulaufnahmeträger zu fixieren. Beispielsweise können die Zapfen 41 Elemente aufweisen, welche sich in den Ausnehmungen 23 verspreizen. Auch ist der Einsatz von Ausnehmungen 23 an dem Modulaufnahmeträger 3 und korrespondieren Zapfen 41 an den Modulaufnahmen 5 lediglich eine Möglichkeit, um Modulaufnahmen 5 an dem Modulaufnahmeträger 3 zu haltern. Es gibt eine Vielzahl von anderen Möglichkeiten, um Modulaufnahmen 5 an auswählbaren Positionen des Modulaufnahmeträgers 3 zuverlässig anzubringen.
Die Modulaufnahme 5 umfasst ferner eine Mehrzahl von ersten elektrischen Kontakten 45, welche mit den zweiten Kontakten 35 der Module 7 in Kontakt stehen, wenn das Modul 7 an der Modulaufnahme 5 aufgenommen ist.
Die Modulaufnahme 5 umfasst ferner eine elektrische Schaltung 47, um einen oder beide von zwei zweiten elektrischen Kontakten 49 der Modulaufnahme 5 wahlweise mit einem der ersten elektrischen Kontakte 45 der Modulaufnahme 5 elektrisch zu verbinden, wie dies nachfolgend noch detaillierter erläutert wird.
Die beiden zweiten elektrischen Kontakte 49 der Modulaufnahme 5 sind relativ zu den beiden Zapfen 41 so positioniert und konfiguriert, dass sie mit genau einem Paar von elektrischen Kontakten 25 des Modulaufnahmeträgers 3 in elektrischen Kontakt kommen, wenn die Modulaufnahme 5 in einer der auswählbaren Positionen an dem Modulaufnahmeträger 3 angebracht ist. Von einer zentralen Steuerung 51 (siehe 1) können elektrische Signale an die Paare von elektrischen Kontakten 25 des Modulaufnahmeträgers 3 angelegt werden, um zum einen festzustellen, an welcher der auswählbaren Positionen eine bestimmte Modulaufnahme 5 an dem Modulaufnahmeträger 3 angebracht ist, und welche elektrischen Eigenschaften zwischen Paaren von ersten Kontakten 45 der Modulaufnahmen 5 vorliegen, um Fehler in der hergestellten Leitungsanordnung zu ermitteln, wie dies nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird.
3 zeigt einen elektrischen inneren Aufbau, der in 2 gezeigten Modulaufnahmen 5. Die Modulaufnahme 5 umfasst einerseits erste Kontakte 45, welche mit zweiten Kontakten 35 der Module 7 in Kontakt treten, und ein Paar von zweiten Kontakten 49, welche mit den elektrischen Kontakten 25 des Modulaufnahmeträgers in Kontakt treten. Die zentrale Steuerung 41 kann über die zweiten Kontakte 49 der Modulaufnahme 5 Steuersignale und Messsignale an die in der Modulaufnahme 5 vorgesehene Steuerschaltung 47 senden. Die Steuerschaltung 47 umfasst eine Speicherschaltung 55, welche einen Speicherinhalt aufweist, der von Modulaufnahme zu Modulaufnahme verschieden ist, so dass der Speicherinhalt der Speicherschaltung 55 für verschiedene Modulaufnahmen oder für verschiedene Typen von Modulaufnahmen 5 verschieden ist. Die Speicherschaltung 55 kann durch geeignete Abfragesignale, welche von der Steuerschaltung 47 über die zweiten Anschlüsse 49 der Modulaufnahme 5 erhalten werden, so abgefragt werden, dass die Steuerschaltung 47 den Speicherinhalt in geeigneter elektronisch kodierter Form über die beiden zweiten Anschlüsse 49 der Modulaufnahme 5 an die zentrale Steuerung 51 sendet. Die zentrale Steuerung 51 hat somit die Möglichkeit, Speicherabfragesignale an ausgewählte Paare von elektrischen Kontakte 25 des Modulaufnahmeträgers zu senden. Wenn an der der Position des Paars von elektrischen Kontakten 25 entsprechenden Position an dem Modulaufnahmeträger 3 eine Modulaufnahme 5 gehaltert ist, wird die Steuerschaltung 47 dieser Modulaufnahme den Speicherinhalt der Speicherschaltung 55 an die zentrale Steuerung 51 übermitteln, so dass diese die Position einer bestimmten Modulaufnahme 5 an dem Modulaufnahmeträger 3 ermitteln kann.
Da die Geometrie der bestimmten Modulaufnahme 5 vorab bekannt ist, die Geometrie des an der bestimmten Modulaufnahme 5 aufgenommenen Moduls 7 ebenfalls vorher bekannt ist und die Positionen der ersten Kontakte 9 der Module 7 relativ zu deren Gehäuse ebenfalls bekannt ist, kann die zentrale Steuerung 51 die Koordinaten der ersten Kontakte 9 relativ zu dem Modulaufnahmeträger 3 ermitteln. Somit sind die Koordinaten der ersten Kontakte 9 der Module 7 in einem Koordinatensystem der Bestückungsmaschine 1 auch dann bekannt, wenn der Modulaufnahmeträger 3 in der vorbestimmten Bestückungsposition 11 der Bestückungsmaschine 1 angeordnet ist. Die Bestückungsmaschine 1 ist dann in der Lage, Kabelenden 31 an die jeweiligen Positionen der ersten Kontakte 9 der Module 7 zuzuführen und die Kabelenden mit diesen Kontakten in Kontakt zu bringen, wobei eine Fehleranfälligkeit, welche dadurch entstehen kann, dass eine Bedienperson eine Modulaufnahme 5 an einer nicht vorgesehenen Position an dem Modulaufnahmeträger 3 anbringt, deutlich reduziert ist.
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst die Modulaufnahme 5 ferner eine Schaltmatrix 57 mit einer Vielzahl einzelner Schalter 59, welche von der Steuerschaltung 47 der Modulaufnahme 5 kontrolliert werden, um wahlweise einen der ersten Kontakte 45 der Modulaufnahme 5 mit einem der zweiten Kontakte 49 der Modulaufnahme 5 zu verbinden. Dies beinhaltet auch, dass ein jeder der beiden zweiten Kontakte 49 mit einem ausgewählten ersten Kontakt 45 verbunden ist, dass lediglich einer der beiden zweiten Kontakte 49 mit einem der ersten Kontakte 45 verbunden ist, oder dass keiner der beiden zweiten Kontakte 49 mit einem der ersten Kontakte 45 verbunden ist. Die Steuerschaltung 47 kontrolliert die Schaltmatrix in Abhängigkeit von einem Steuersignal, welches die Steuerschaltung 47 von der zentralen Steuerung 51 über die beiden zweiten Kontakte 49 der Modulaufnahme 5 erhält. Damit ist die zentrale Steuerung 51 in der Lage, über ein entsprechendes Steuersignal zuerst eine gewünschte Stellung der Schaltmatrix 57 herzustellen, so dass ein ausgewählter erster Kontakt 45 der Modulaufnahme 5 mit einem der zweiten Kontakte 49 der Modulaufnahme 5 verbunden ist, und dann über diese zu dem ersten Kontakt 45 der Modulaufnahme 5 hergestellte elektrische Verbindung eine Messung elektrischer Eigenschaften der Leitungsanordnung vorzunehmen.
4 zeigt eine Steuerschaltung 63, wie sie an dem Modulaufnahmeträger 3 vorgesehen sein kann. Die Steuerschaltung 53 ist mit der zentralen Steuerung 51 über eine flexible Leitung 65 verbunden, die es erlaubt, dass die Schaltung 63 zusammen mit den Modulaufnahmen 5 zwischen der Beladeposition 13 und der Bestückungsposition 11 hin- und herbewegt werden kann, ohne die zentrale Steuerung 51 der Bestückungsmaschine 1 selbst bewegen zu müssen.
Die Schaltung 63 umfasst, ähnlich wie die in der 3 dargestellte Schaltung der Modulaufnahme, eine Schaltmatrix 67, welche von einer Steuerung 69 kontrolliert wird, um wahlweise einen der elektrischen Kontakte 25 des Modulaufnahmeträgers mit der zentralen Steuerung 51 zu verbinden, wobei entsprechende Kommandos durch die Steuerung 69 von der zentralen Steuerung 51 über die Leitung 65 erhalten werden. Die zentrale Steuerung 51 ist somit in der Lage, durch Ansteuerung de Schaltmatrix 67 eine elektrische Verbindung zu ausgewählten Kontakten 25 des Modulaufnahmeträgers 3 herzustellen, um über diese Kontakte 25 Speicherabfragesignale an eventuell an dem Modulaufnahmeträger vorgesehene Modulaufnahmen 5 zu senden, um deren Position relativ zu dem Modulaufnahmeträger 3 zu ermitteln, und um eine elektrische Verbindung zu ausgewählten ersten Kontakten 45 von Modulaufnahmen 5 herzustellen, um über diese elektrische Eigenschaften der Leitungsanordnung zu messen. Hierzu umfasst die zentrale Steuerung eine Messvorrichtung 71, die beispielsweise einen elektrischen Wiederstand, eine Kapazität oder eine Induktivität messen kann. Die gemessene elektrische Eigenschaft lässt Rückschlüsse auf die Qualität der zwischen zwei ersten Kontakten 9 der Module 7 über eine Leitung 29 hergestellte elektrische Verbindung zu. Ist beispielsweise der gemessene Widerstand größer als ein vorbestimmter Grenzwert, so kann auf einen Fehler der Leitungsanordnung geschlossen werden. Dieser Fehler kann behoben werden. Die Behebung des Fehlers kann durch eine automatische Manipulation durch die automatische Bestückungsmaschine unmittelbar nach Feststellung des Fehlers erfolgen, oder die zentrale Steuerung 51 kann ein Messprotokoll ausgeben, welches es einer Bedienperson erlaubt, nach Fertigstellung der Bearbeitung durch die automatische Bestückungsmaschine den Fehler von Hand oder unter Zuhilfenahme einer weiteren Maschine zu beheben.
In dem anhand der 4 erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Messvorrichtung 71 in der zentralen Steuerung 51 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, die Messvorrichtung in der Schaltung 63 an dem Modulaufnahmeträger 3 vorzusehen, wodurch die Messvorrichtung näher an den Modulen angeordnet ist und ein das Messergebnis möglicherweise verfälschender zusätzlicher Leitungsweg vermieden ist. Die Steuerung 69 der Schaltung 63 würde dann die in der Schaltung 63 angeordnete Messvorrichtung kontrollieren und entsprechende Messergebnisse in elektronisch kodierter Form an die zentrale Steuerung 51 übermitteln.
In den vorangehend erläuterten Beispielen weisen die Modulaufnahmen 5 zwei zweite Kontakte 49 auf, welche mit entsprechenden elektrischen Kontakten 25 des Modulaufnahmeträgers 3 in Kontakt treten, sobald die Modulaufnahme 5 an einer der auswählbaren Positionen an dem Modulaufnahmeträger 3 angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, hier eine andere Zahl von zweiten elektrischen Kontakten an der Modulaufnahme 5 vorzusehen. Beispielsweise können vier zweite elektrische Kontakte 49 vorgesehen sein, wobei zwei Kontakte zur Übertragung von Steuersignalen für die Abfrage der Speicherschaltung 55 und die Ansteuerung der Schaltmatrix 57 verwendet werden und für die Übertragung digitaler Daten optimiert sind, während zwei andere der zweiten Kontakte 49 für die Messung der elektrischen Eigenschaften verwendet werden und für die störungsfreie Übertragung analoger Strom- oder Spannungswerte optimiert sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1251605 A1 [0022, 0023]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung, welche mehrere Module und erste Kontakte (9) der Module (7) miteinander elektrisch verbindende Leitungen (29) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Bestücken wenigstens einer Modulaufnahme (5) mit den Modulen (7) derart, dass an der wenigstens einen Modulaufnahme (5) vorgesehene erste Kontakte (45) mit zweiten Kontakten (35) der Module (7) elektrisch verbunden sind; Verlagern der wenigstens einen Modulaufnahme (5) mitsamt den Modulen (7) in einer automatischen Bestückungsmaschine (1) derart, dass die Module (7) in einer Bestückungsposition (11) der Bestückungsmaschine (1) angeordnet sind; und Zuführen und In-Kontakt-Bringen von Enden (31) der Leitungen (29) mit den ersten Kontakten (9) der Module (7) durch die automatische Bestückungsmaschine (1), um die Leitungsanordnung zu bilden; gekennzeichnet durch Messen wenigstens einer elektrischen Eigenschaft zwischen wenigstens einem ausgewählten Paar von ersten Kontakten (45) der wenigstens einen Modulaufnahme (5); Ermitteln eines Fehlers in der Leitungsanordnung; und Beheben des ermittelten Fehlers in der Leitungsanordnung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das ausgewählte Paar von ersten Kontakten (45) der wenigsten einen Modulaufnahme (5) derart ausgewählt wird, dass die beiden ersten Kontakte (45) des Paars mir einem Paar von zweiten Kontakten (35) des Moduls (7) in Kontakt stehen, welche mit einem Paar von ersten Kontakten (9) der Module (7) verbunden sind, welche mit zwei Enden (31) einer selben Leitung (29) in Kontakt stehen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Messen der wenigstens einen elektrischen Eigenschaft zwischen dem ausgewählten Paar von ersten Kontakten der Modulaufnahme erfolgt, nachdem die zwei Enden der selben Leitung mit dem Paar von ersten Kontakten der Module in Kontakt gebracht wurden und bevor Enden weiterer Leitungen mit den ersten Kontakten der Module in Kontakt gebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder dem Oberbegriff von Anspruch 1, ferner umfassend: Anbringen der wenigstens einen Modulaufnahme (5) in einer auswählbaren Position an einem Modulaufnahmeträger (3); und Bestimmen der Position der an dem Modulaufnahmeträger (3) angebrachten wenigstens einen Modulaufnahme (5) relativ zu dem Modulaufnahmeträger (3); wobei das Zuführen und In-Kontakt-Bringen der Enden (31) der Leitungen (29) mit den ersten Kontakten (9) der Module (7) durch die automatische Bestückungsmaschine (1) in Abhängigkeit von der bestimmten Position erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend Bestimmen von Koordinaten der ersten Kontakte (9) der Module (7), wenn diese in der Bestückungsposition (11) der Bestückungsmaschine (1) angeordnet sind, in einem Koordinatensystem der Bestückungsmaschine in Abhängigkeit von den bestimmten Positionen und Zuführen der Enden (31) der Leitungen (29) zu den ersten Kontakten (9) der Module (7) in Abhängigkeit von den bestimmten Koordinaten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Modulaufnahmeträger (3) eine Vielzahl von elektrischen Kontakten (25) aufweist, wobei eine jede Modulaufnahme (5) wenigstens zwei zweite elektrische Kontakte (49) aufweist, welche mit zwei elektrischen Kontakten (25) des Modulaufnahmeträgers (3) in Kontakt stehen, wenn die Modulaufnahme (5) an dem Modulaufnahmeträger (3) an der auswählbaren Position angebracht ist, wobei die Modulaufnahme (5) eine Speicherschaltung (55) umfasst, welche einen die Modulaufnahme (5) identifizierenden und von den anderen Modulaufnahmen (5) unterscheidenden Speicherinhalt aufweist, und wobei das Verfahren ferner umfasst: Anlegen von Speicherabfragesignalen nacheinander an verschiedene Kombinationen von elektrischen Kontakten (25) des Modulaufnahmeträgers (3); und Bestimmen der Position der an dem Modulaufnahmeträger (3) angebrachten Modulaufnahme (5) basierend auf einem von der Speicherschaltung (55) der Modulaufnahme (5) erhaltenen und in Antwort auf das Speicherabfragesignal ausgegebenen Antwortsignal der Speicherschaltung und der auf Kombination von elektrischen Kontakten (25) des Modulaufnahmeträgers (3), an welche das Speicherabfragesignal angelegt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Modulaufnahme eine Steuerschaltung (47) umfasst, welche wahlweise einen der zweiten Kontakte (49) der Modulaufnahme (5) mit einem der ersten Kontakte (45) der Modulaufnahme (5) elektrisch verbindet, und wobei das Verfahren ferner umfasst: Senden eines Befehls an die Steuerschaltung (47) der Modulaufnahme (5), um diese zu veranlassen, einen der zweiten Kontakte (49) der Modulaufnahme (5) mit einem in Abhängigkeit von dem Befehl ausgewählten ersten Kontakt (45) der Modulaufnahme (5) elektrisch zu verbinden.
Bestückungsmaschine, welche dazu konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.