DE102012001988A1 - Method for manufacturing line arrangement used for providing electrical connections between multiple spatially separated modules of electric system, involves determining fault in line arrangement, and rectifying determined fault - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung und eine Bestückungsmaschine zur Ausführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for producing a line arrangement and a placement machine for carrying out such a method.
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.Electrical systems include conduit arrangements to provide electrical connections between a plurality of spatially separated modules of the system. The modules may each comprise complex electrical circuits connected to other modules via a plurality of leads. In other cases, modules are comparatively simple components, such as connectors, which themselves do not contain an electrical circuit and merely make the electrical contact between other, electrical circuit-containing modules on the one hand and the modules interconnecting lines.
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.A simple module, such as a connector, on the one hand comprises contacts with which leads are brought into contact, and on the other hand contacts which contact contacts of other components of the system in order to connect them to the leads.
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.Line arrangements are made by passing electrical leads with their ends to contacts of the modules of the lead arrangement and bringing them into permanent contact. Here, the line ends can be pretreated before contacting with the contacts of the module, for example, by stripping, provided with a spout or tinned. The feeding and contacting of the line ends with the contacts of the modules is time-consuming and error-prone, since on the one hand a certain line end must be brought into contact with a predetermined contact of a module. With a large number of contacts and modules, there is a possibility of errors due to confusion. On the other hand, errors can occur during the pretreatment of the line end, so that, for example, a grommet is not completely applied to the line end and therefore can not be correctly connected to a contact of the module.
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.Previously, line arrangements were made exclusively by hand. Meanwhile, automatic placement machines are available in which the modules are supported on a module carrier and cables are automatically pulled from a line supply, deflected, preprocessed and fed to contacts of the modules and brought into contact with them. Such automatic placement machines increase the processing speed compared to manual work and also reduce the susceptibility to errors. In particular errors due to confusion can be greatly reduced, and the quality can be significantly improved by the automatic pre-processing of the line ends. However, automatic pick and place machines for making line assemblies are not perfect, because in the pre-processing of the line ends failure possibilities continue to exist and for other reasons completed line arrangements of a desired specification does not correspond and remain as scrap.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Herstellen einer Leitungsanordnung vorzuschlagen, welches höheren Qualitätsanforderungen genügt.Accordingly, it is an object of the present invention to propose a method and system for producing a conduit arrangement which satisfies higher quality requirements.
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.According to embodiments of the invention, a method for producing a line arrangement is proposed, which comprises a plurality of modules and first contacts of the modules electrically interconnecting lines, the method comprising: loading at least one module receptacle with the modules such that provided on the at least one module receptacle first contacts electrically connected to second contacts of the modules; Relocating the at least one module recording together with the modules in an automatic placement machine such that the modules are arranged in a loading position of the placement machine; and supplying ends of the leads with the first contacts of the modules through the automatic placement machine to form the lead assembly; measuring at least one electrical property between at least one selected pair of first contacts of the at least one module receptacle; Determining a fault in the conduit arrangement; and fixing the detected error in the line arrangement.
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.The modules may be simple plugs which themselves do not contain electrical circuits and whose contacts are to be brought into contact with the ends of the leads, or they may themselves comprise electrical circuits or comprise a large proportion of the circuit complexity of a larger electrical system, with contacts of the modules are also to be brought into contact with ends of electrical lines.
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.The module receptacle serves as a support of the modules during feeding and bringing the line ends with the first contacts of the modules, when the modules are arranged in the loading position of the placement machine. In this case, it is helpful if, for the production of a plurality of line arrangements on the same module receptacle successively several modules such can be attached, that corresponding contacts of the modules in the loading position of the placement machine are always located in the same places, so that the automatic feeding of the line ends to the contacts can be made reproducible.
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.Nevertheless, it is possible that the feeding and bringing into contact of the line ends with the first contacts of the modules does not occur according to specification. To verify the result of the feeding and contacting, the method includes measuring at least one electrical characteristic between at least one selected pair of first contacts of the module receptacle. The first contacts of the module receptacle are connected to the module after its insertion of the module receptacle with its second contacts, which in turn are connected to the first contacts of the module, which in turn are connected to the line ends. By measuring electrical properties between a selected pair of second contacts of the module receptacle, it is thus possible to measure electrical properties of the line connection between two first contacts of the modules via an electrical line interconnecting these two contacts. In this case, for example, a resistance, a capacitance and / or an inductance or other electrical properties can be measured, from which it is possible to deduce the quality of the electrical connection between the two first contacts of the modules. This measurement can be automated and integrated into a control program of the automatic placement machine.
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.The measurement of the electrical property between the selected pair of first contacts of the module receptacles may occur at several times: for example, the measurement may be made immediately if the second lead end of one electrical lead has been brought into contact with a first contact of the module and before another End of the line is brought into contact with another first contact of the module. This is possibly a point in time when a gripper of the automatic placement machine which feeds the line end to the first contact of the module still holds the line end, so that it would be possible to release this line end again from the first contact of the module, if the result of the measurement of the electrical property indicates the presence of a fault in the established line connection. However, the measurement can also be done later, so after more line ends were brought into contact with the first contacts of the module.
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.According to embodiments, the automatic placement machine comprises a module receiving carrier, on which the module holders, which finally support the modules in the loading position of the automatic placement machine, are held. In this case, the module receptacles can be attached to selectable positions on the module receiving carrier. This is helpful because the automatic pick and place machine is to be used to make a variety of different types of line assemblies. Therefore, it must be possible to attach a plurality of different types of modules, which differ in geometry and arrangement from their second contacts, to specialized module receptacles. The specialized module receptacles are selected from the available module receptacles prior to commencing manufacture of a particular type of lead assembly and attached to the module receptacle support. In order to provide flexibility in the number and geometry of module receptacles to be used to make a particular type of lead arrangement, the module receptacle provides a plurality of positions to which module receptacles can be attached thereto. However, this flexibility leads to a susceptibility to errors. An operator setting up the automatic pick and place machine to make a particular type of conduit arrangement may secure the module seats to various positions of the module receiving carrier. If a wrong position is selected here, the module supported on the module holder, if it is arranged in the equipping position of the placement machine, will also be arranged in the wrong place, so that the feeding and contacting of the line ends to this module will only take place faulty or not at all.
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.According to embodiments of the invention, it is provided here that the positions of the module receptacles on the module receiving carrier are automatically determined and the feeding and bringing into contact of the ends of the lines with the first contacts of the modules is effected by the automatic loading machine in dependence on the determined positions.
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.According to embodiments herein, coordinates of the first contacts of the modules, when located in the mounting position of the mounting machine, are determined in a coordinate system of the mounting machine depending on the determined positions, and the feeding of the ends of the lines to the first contacts of the modules is dependent from these particular coordinates. This means that the module receptacles do not necessarily have to be respectively attached to a single predetermined position on the module receiving carrier, and that the operator has certain degrees of freedom the position in the mounting of the module receptacles on the module receiving carrier, since the finally used in supplying and contacting the line ends to the first contacts of the modules by the automatic placement machine coordinates depending on the position at which the module recording is actually attached to the module receiving carrier.
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.According to embodiments, the module receptacle comprises a memory circuit which has a memory content which identifies the module receptacle and differentiates it from other module receptacles. Determining the position of the module receptacle attached to the module receptacle carrier then comprises applying a memory interrogation signal to the memory circuit for different positions of the module receptacle on the module receptacle carrier and based on the response signal of the memory circuit obtained from the memory circuit and output in response to the memory interrogation signal ,
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.For this purpose, the module receiving carrier itself may have a multiplicity of electrical contacts, the module holder having at least two second electrical contacts which are in contact with two electrical contacts of the module receiving carrier when the module holder is attached to the module receiving carrier at the selectable position. The memory interrogation signals may then be sequentially applied to various combinations of electrical contacts of the module receiving carrier so that the location of the module receiving attached to the module receiving carrier is also determined by the combination of electrical contacts of the module receiving carrier to which the memory interrogation signal corresponding to the corresponding one of the module interrogation carriers Answer was created.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to drawings. Hereby shows:
Die automatische Bestückungsmaschine
Der Modulaufnahmeträger
Die Platte
In dem dargestellten Beispiel sind die Module
Die Modulaufnahmen
An dem Gehäuse
Die Modulaufnahme
Die Modulaufnahme
Die beiden zweiten elektrischen Kontakte
Da die Geometrie der bestimmten Modulaufnahme
Wie in
Die Schaltung
In dem anhand der
In den vorangehend erläuterten Beispielen weisen die Modulaufnahmen
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