DE3703009A1 - Vorrichtung zur montage von kontaktteilen mit daran angebrachten leistungen in steckergehaeusen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Monta­ ge von Kontaktteilen mit daran angebrachten Leitungen in Steckergehäusen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 ist beispielsweise aus der DE-OS 27 40 377 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung ist ein sogenanntes starr verkettetes System, d.h. der Greifer, die Halterung für das Steckergehäuse und damit das Steckergehäuse sowie die weiteren Funktionselemente stehen in einer starren Beziehung, die durch die Geometrie der Vorrichtung vorge­ geben ist.

Diese bekannte Vorrichtung erlaubt damit nicht die flexib­ le Montage von Steckerteilen bzw. Kontaktteilen in belie­ bige Steckergehäuse. Auch eine Übertragung der dieser Offenlegungsschrift entnehmbaren Grundgedanken auf ein mit einem Industrieroboter oder einem sonstigen Handhabungsge­ rät arbeitendes System scheitert, da die beim Arbeiten mit einem Industrieroboter unvermeidbaren Positionierungsfeh­ ler bzw. die Herstellungstoleranzen des Steckergehäuses ein automatisches Bestücken des Steckergehäuses mit Kon­ taktteilen nicht mit der nötigen Sicherheit erlauben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Montage von Kontaktteilen mit daran angebrachten Leitungen in Steckergehäusen anzugeben, die insbesondere in Verbindung mit einem Industrieroboter oder einer Hand­ habungseinheit ein flexibles und automatisches Bestücken von beliebigen Steckergehäusen ermöglicht.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Montage von Kontaktteilen mit daran angebrachten Leitungen in Stecker­ gehäusen einen Grundteil auf, der wenigstens in Füge-bzw. Einsetzrichtung relativ zur Sollposition des Steckergehäu­ ses positionierbar ist. Diese Positionierung kann durch einen eigenen Antrieb, bevorzugt jedoch gemäß Anspruch 4 durch eine Handhabungs-bzw. Positioniereinrichtung und insbesondere einen Industrieroboter erfolgen.

An diesem Grundteil ist der Greifer mittels Elementen befestigt, die wenigstens in einer Ebene senkrecht zur Fügerichtung elastisch sind, so daß der Greifer in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung elastisch beweglich aufgehängt ist. Ein Schwingungserreger (Vibrator) erzeugt Schwingungen des Greifers in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung relativ zum Grundteil.

Dieser Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt folgende Arbeitsweise:

Die an einem Industrieroboter angeflanschte Vorrichtung wird von diesem vor die zu bestückende Öffnung des ent­ sprechenden Steckergehäuses geführt; anschließend wird der Schwingungserreger aktiviert, sodaß der Greifer mit der darin gegriffenen Leitung nebst Kontaktteil Schwingungen in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung ausführt. Durch diese Schwingungen können beim folgenden Fügevorgang eventuell auftretende Toleranzen zwischen Kontaktteil und Steckergehäuse ausgeglichen werden. Hierzu verfährt der Industrieroboter mit verlangsamter Geschwindigkeit in Richtung der Öffnung des Steckergehäuses und rastet so das Kontaktteil im Steckergehäuse ein.

Als Greifer kann dabei ein einfacher Parallelbackengreifer verwendet werden (Anspruch 5). Die Backen des Greifers können das Kontaktteil insbesondere im Crimpbereich er­ greifen; hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Backen des Greifers der Form des Kontaktteils im Crimpbereich ange­ paßt sind, so daß ein vorzentriertes Greifen des Kontakt­ teils nicht nur hinsichtlich der Lage, sondern auch hin­ sichtlich der Drehorientierung möglich wird. Hierdurch ist eine besonders gute Ortsbeziehung zwischen dem Kontaktteil und den Achsen der Handhabungseinrichtung gegeben.

Natürlich ist es gemäß Anspruch 7 auch möglich, daß die Backen des Greifers die Leitung ergreifen. In diesem Falle ist keine besondere Anpassung der Greiferform erforder­ lich, durch eine besondere Ausbildung der Greiferbacken ist jedoch auch ein (nicht gegen Drehungen) vorzentriertes Ergreifen der Leitung möglich. Durch das Ergreifen an der Leitung werden die Schwingungen, die das Kontaktteil ausführt, wesentlich größer als die Schwingungen des Greifers, so daß auch besonders große Toleranzen ausgegli­ chen werden können.

Durch die im Anspruch 2 gekennzeichnete Weiterbildung ist es möglich, zu überprüfen, ob das Kontaktteil sicher im Steckergehäuse eingerastet ist. Hierzu verfährt der Indu­ strieroboter nach dem Einsetzen des Kontaktteils in das Steckergehäuse in Gegenrichtung. Ist das Kontaktteil im Steckergehäuse eingerastet, so verschieben sich die beiden Teile des Grundteils gegeneinander. Ist das Kontaktteil dagegen nicht ordnungsgemäß eingerastet, so erfolgt beim Verfahren des Industrieroboters entgegen der Fügerichtung keine Verschiebung der beiden Teile des Grundteils. Durch einen Sensor, der die Bewegungen der beiden Teile des Grundteils gegeneinander erfaßt (Anspruch 3), beispiels­ weise ein parallelgeschaltetes Potentiometer läßt sich erfassen, ob der Fügevorgang ordnungsgemäß mit dem Ein­ rasten des Kontaktteils im Steckergehäuse beendet worden ist.

Ist das Kontaktteil nicht eingerastet, so kann ein erneu­ ter Fügeversuch erfolgen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben, in der zeigen:

Fig. 1a und 1b eine Seitenansicht und eine Vorderan­ sicht einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, und

Fig. 2a bis 2c den Arbeitsablauf der in Fig. 1 darge­ stellten Vorrichtung, und

Fig. 3a bis 3c den Arbeitsablauf einer weiteren Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung.

Die in den Fig. 1a und 1b dargestellte Vorrichtung zur Montage von Kontaktteilen weist einen Grundteil 1 auf, mit dem sie an eine nicht näher dargestellte Handhabungsein­ richtung, beispielsweise einen Industrieroboter oder dgl. anflanschbar ist. Der Grundteil ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus dem eigentlichen Flansch 11 und einem Teil 12, der gegenüber dem Teil 11 mittels einer Führung 2 gegen die Kraft einer Feder 21 linearverschiebbar geführt ist.

An dem Teil 12 ist mittels elastischer Elemente 3 eine Platte 4 befestigt. An der Platte 4 ist ein Schwingungser­ reger bzw. ein Vibrator 5 befestigt, der die Platte 4 zu Schwingungen in der Ebene senkrecht zur Verschieberichtung des Teils 12 anregen kann. Ferner ist an der Platte 4 ein Parallelbackengreifer 6 befestigt, der so ausgebildet ist, daß der ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Kontaktteil im Crimpbereich oder an der Leitung ergreifen kann. Hierzu können die Parallelbacken des Greifers der Gestaltung des Crimpbereichs angepaßt sein oder mehrere Zinken 61 aufwei­ sen, die das Kabel beim Aufnehmen vorzentrieren.

Im folgenden soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert werden. Dabei ist in Fig. 2 das in Fig. 1 darge­ stellte Ausführungsbeispiel in mehreren Arbeitsstellungen gezeigt, während Fig. 3 ein geringfügig abweichendes Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem mehrere Linearführungen 2 vorhanden sind. Ein weiterer Unterschied zwischen dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel und dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Teile 11 und 12 bei der Fügebewegung nicht form­ schlüssig miteinander verbunden sind, sondern gegen die Kraft der Federn auf den Linearführungen verschiebbar gelagert sind, so daß der Fügevorgang "elastisch" ver­ läuft.

Die prinzipielle Arbeitsweise der beiden Ausführungsbei­ spiele stimmt jedoch überein, so daß bei der folgenden Beschreibung ihrer Arbeitsweisen nicht differenziert wird.

In Teilbild a ergreift die erfindungsgemäße Vorrichtung ein in einer Bereitstellungs-Station 15 bereitgestelltes Kontaktteil 16. Bei der Version gemäß Fig. 2 wird das Kontaktteil im Crimpbereich ergriffen, während es bei der Version gemäß Fig. 3 an der Leitung ergriffen wird.

Wenn die Backen des Parallelbackengreifers aus mehreren gabelartigen Teilen bestehen oder Zinken 61 aufweisen, die beispielsweise der Formgebung des Crimpbereichs angepaßt sind, wird nicht nur eine gute Längsführung des Kabels erreicht, sondern auch eine Zentrierung in der Mitte des Greifers.

Teilbild b zeigt, daß der Industrieroboter die Vorrichtung mit dem vorkonfektionierten Kabel vor die Öffnung des Steckergehäuses verfährt. Anschließend wird der Schwin­ gungserreger aktiviert. Aufgrund der Schwingungen des Kontaktteils zentriert sich dieses selbsttätig in die Öffnung des Steckergehäuses hinein. Insbesondere dann, wenn das Kontaktteil an der Leitung ergriffen wird, werden große Schwingungsamplituden an der Kontaktteilspitze erreicht, da das Kabel als biegeschlaffes Teil mit­ schwingt, so daß auch große Positionierungsfehler aus­ gleichbar sind.

Dadurch endet der Fügevorgang ordnungsgemäß mit dem Einrasten des Kontaktteils in das Steckergehäuse.

Zur Überprüfung des Fügevorgangs verfährt der Industriero­ boter die Vorrichtung in Gegenrichtung (Teilbild c). Hierbei gleitet das Teil 12 auf der Linearführung 2 entge­ gen der Verfahrrichtung, wenn der Fügevorgang ordnungsge­ mäß abgelaufen ist. Parallel zur Linearführung kann ein Sensor, beispielsweise ein Potentiometer, ein Näherungs­ schalter oder dgl. geschaltet werden, der erfaßt, ob eine Relativbewegung zwischen den Teilen 11 und 12 auftritt. Ist dies nicht der Fall, so bedeutet das, daß das Kontakt­ teil im Steckergehäuse nicht eingerastet ist.

Der Fügevorgang kann dann wiederholt herden.

Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ­ lich die verschiedensten Modifikationen möglich sind.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Montage von Kontaktteilen mit daran angebrachten Leitungen in Steckergehäusen, mit einem Greifer, der wenigstens ein Kontaktteil mit angebrachter Leitung ergreift und durch dessen Bewegung relativ zum Steckergehäuse das Kontaktteil in das Steckergehäuse eingesetzt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - die Vorrichtung weist einen Grundteil (1) auf, der wenigstens in Füge- bzw. Einsetzrichtung relativ zur Sollposition des Steckergehäuses positionierbar ist,
• - der Greifer (6) ist an dem Grundteil mittels Elementen (3) befestigt, die wenigstens in einer Ebene senkrecht zur Fügerichtung elastisch sind,
• - ein Schwingungserreger (5) erzeugt Schwingungen des Greifers in der Ebene senkrecht zur Fügerichtung relativ zum Grundteil.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundteil zwei Teile (11, 12) aufweist, die bei Bewegungen in Fügerichtung form­ schlüssig oder kraftschlüssig miteinander verbunden und bei Bewegungen entgegen der Fügerichtung gegen die Kraft einer Feder in Fügerichtung verschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor Bewegungen der bei­ den Teile des Grundteils gegeneinander erfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Flansch aufweist, mit dem sie zur Positionierung relativ zum Steckergehäuse an einer Positioniereinrichtung und insbe­ sondere einem Industrieroboter anflanschbar ist,

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer ein Parallelba­ ckengreifer ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen des Greifers zum Greifen des Kontaktteils mit angebrachter Leitung insbe­ sondere im Crimpbereich optimiert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen des Greifers die Leitung ergreifen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen des Greifers zur Vorzentrierung des Kontaktteils bzw. der Leitung mehrere Zinken (61) aufweisen.