DE69015672T2

DE69015672T2 - Einrichtung zum Verifizieren der Verbindungen von Leiterenden in einem Stecker sowie automatische Verbindungsvorrichtung unter Verwendung dieser Einrichtung.

Info

Publication number: DE69015672T2
Application number: DE69015672T
Authority: DE
Inventors: Leon Germain Cerda
Original assignee: Eurocopter France SA
Current assignee: Airbus Helicopters SAS
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2010-02-20
Also published as: CA2010845C; JP2801060B2; FR2643721B1; FR2643721A1; DE69015672D1; EP0389312A2; CA2010845A1; EP0389312B1; US5083863A; EP0389312A3; JPH02273485A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein System, das den Anschluß von Enden elektrischer Leiter in den entsprechenden Klemmen eines Steckverbinders ermöglicht, sowie auf eine automatische Anschlußanlage, die dieses System umfaßt.
Generell hat ein Steckverbinder eine Vielzahl von Klemmen, die jeweils aus einer durch den Steckverbinder verlaufenden Bohrung bestehen. Dabei wird das Ende des anzuschließenden Leiters an der Rückseite des Steckverbinders eingeführt. Bei einer einwandfreien Ausführung des Anschlusses muß das Ende des Leiters in die entsprechende Klemme vollständig in dieselbe eingeführt werden.
Bis jetzt erfolgt eine solche Überprüfung visuell durch den Bediener. Das stellt einen Zeitverlust und eine Fehlerquelle dar, da die Genauigkeit dieser Prüfung von der Sehschärfe des Bedieners und/oder dem Grad seiner Ermüdung abhängig ist.
Der Bediener kann bei dieser Überprüfung durch ein punktuelles Lichtbündel unterstützt werden, das von ihm so ausgerichtet wird, daß es durch die Klemme verläuft, die einen bestimmten Leiter aufnehmen soll. Diese Beleuchtung ergibt jedoch nur eine Art "Alles- oder-Nichts-Information", mit der bestimmt werden kann, ob das Ende eines bestimmten Leiters in die entsprechende Klemme eingeführt wurde. Sie sagt jedoch nichts darüber aus, ob der Anschluß einwandfrei ausgeführt wurde, d.h. ob das Ende des Leiters, wie bereits angegeben, vollständig in die Klemme eingeführt wurde.
Diese Erfindung, deren Ziel es ist, diese Nachteile zu vermeiden, bezieht sich auf ein System, durch das nicht nur bestimmt werden kann, ob das Ende eines speziellen Leiters in die ihm entsprechende Klemme eingeführt wurde, sondern durch das auch überprüft werden kann, ob das Ende sich in der richtigen Lage befindet, mit anderen Worten, ob es vollständig in die Klemme eingeführt wurde.
Damit können die Nachteile der früheren, nach dem Alles-oder- Nichts-Prinzip Funktionierenden Systeme vermieden werden.
Dazu ist das erfindungsgemäße System, mit dem der Anschluß erster Enden elektrischer Leiter in den entsprechenden Klemmen eines Steckverbinders überprüft werden kann, der eine Rückseite zur Einführung der Leiterenden und eine Vorderseite hat, wobei jede Klemme ein Durchgangsloch des Steckverbinders darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß es erste Beleuchtungsmittel, mit denen die Vorderseite des Steckverbinders schräg beleuchtet werden kann, wobei die ersten Beleuchtungsmittel die Form eines Ringes oder Kranzes haben, dessen innere Beleuchtungsseite nach der Vorderseite des angebrachten Steckverbinders geneigt ist, und elektronische Mittel zur Beobachtung und Darstellung der Vorderseite hat, so daß aus den Kontraständerungen an der Vorderseite des Steckverbinders bestimmt werden kann, ob ein spezielles Leiterende in die entsprechende Klemme des Steckverbinders eingeführt wurde und die Lage des Leiterendes einwandfrei ist.
Damit kann fehlerfrei bestimmt werden, ob jeder der Leiter einwandfrei am Steckverbinder angeschlossen wurde, ohne daß der Bediener dabei Zeit verliert.
Es ist festzustellen, daß in Patent EP-A-0194104 ein Gerät zur automatischen Überprüfung elektrischer Anschlußklemmen mit dem Ziel beschrieben wird, Steckverbinder mit fehlerhaften Klemmen auszusondern. Dazu wird der Steckverbinder unter einer Fernsehkamera angebracht, die mit einer Abtastschaltung verbunden ist, durch die das von der Kamera erhaltene Bild zerlegt und mit vorgegebenen Toleranzen verglichen wird.
Andererseits wird in Dokument US-A-4 162 126 ein Gerät beschrieben, mit dem Oberflächenfehler an einem Gegenstand verdeutlicht werden können und das Beleuchtungsmittel, mit denen die Oberfläche aus symmetrischen Richtungen beleuchtet werden kann, und einen Sensor mit einer TV-Kamera oder ähnlichem hat, mit dem das von der Oberfläche des Gegenstandes reflektierte Licht erfaßt und der Fehler analysiert werden kann.
Im vorliegenden erfindungsgemäßen System umfassen die Beobachtungsmittel vorzugsweise eine CCD-Kamera (ladungsgekoppelte Dioden).
Diese Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine automatische Anlage zum Anschluß erster Enden elektrischer Leiter an die entsprechenden Klemmen eines Steckverbinders, die eine elektronische Steuervorrichtung umfaßt und dadurch bemerkenswert ist, daß sie ein System, wie oben dargelegt, zur Überprüfung des Anschlusses der ersten Leiterenden, das durch die Informatikvorrichtung gesteuert wird, enthält.
Zur weiteren Erhöhung der Zuverlässigkeit der Anlage umfaßt diese vorteilhafterweise mechanische Halte- und Erkennungsmittel des Steckverbinders.
Insbesondere können die mechanischen Halte- und Erkennungsmittel mehrere Zentrierstifte haben, die sich radial gegenüber dem Steckverbinder verschieben können, wobei wenigstens ein Zentrierstift mit einem Verriegelungsorgan von entsprechender Form am Steckverbinder zusammenwirkt.
Jeder der Zentrierstifte ist vorzugsweise am freien Ende eines Arms angebracht, dessen anderes Ende mit einer spiralförmigen Steigung an einer drehbaren Unterlage verbunden ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Anlage zweite punktuelle Beleuchtungsmittel haben, die nach einem Ox-Oy-Koordinatensystem parallel zur Vorderseite des Steckverbinders verschoben werden können, so daß eine vorbestimmte Klemme desselben beleuchtet wird.
Die Anlage hat vorteilhafterweise einen Strichcodeleser zur Identifizierung der elektrischen Leiter und/oder eine Vielzahl von agerungen zur Zusammenfassung der zweiten Enden der elektrischen Leiter.
Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung verwirklicht werden kann.
Figur 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht der automatischen Anschlußanlage der Erfindung mit dem Anschluß-Überprüfungssystem der Erfindung.
Figur 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils der Anlage von Figur 1 im Teilschnitt.
Figur 3 ist eine schematische Draufsicht der zur Anlage der Erfindung gehörenden mechanischen Halte- und Erkennungsmittel des Steckverbinders.
Die Figuren 4a und 4b zeigen, wie ein Steckverbinder mittels der Haltemittel von Figur 4 in seiner Lage gehalten werden kann.
Figur 5 zeigt schematisch die Verbindungen des Steuer-Mikrocomputers mit den verschiedenen Elementen der Anlage der Erfindung.
Figur 6 veranschaulicht die Anwendung der Schrägbeleuchtungsmittel und der Beobachtungsmittel der Anlage der Erfindung.
Figur 7 ist eine Einzelheit eines Bildschirms.
Entsprechend Figur 1 hat die Anlage 1 der Erfindung mechanische Halte- und Erkennungsmittel 2 eines Steckverbinders 3 (in diesem Beispiel von runder Form), die im weiteren im einzelnen beschrieben werden. Wie in Figur 2 besser zu sehen ist, hat der Steckverbinder 3 eine Vielzahl von Klemmen 4 jeweils für den Anschluß von Ende 5 eines elektrischen Leiters 6, das auf der Rückseite 3a von Steckverbinder 3 eingeführt wird.
Eine Lichtleitfaser 7 an einem Tisch 8, mit dem deren Bewegung nach einem Ox-Oy-Koordinatensystem gesteuert werden kann, kann parallel zur Vorderseite 3b von Steckverbinder 3 verschoben werden, so daß eine ausgewählte Klemme 4 beleuchtet wird, in die das Ende 5 des entsprechenden Leiters 6 eingeführt wird (Figur 2).
Andererseits sind Mittel 9 zur Schrägbeleuchtung der Vorderseite 3b des Steckverbinders 3 vorgesehen. Diese Mittel 9 haben die Form eines Ringes oder Kranzes, der koaxial zur Achse 10 des an der Anlage 1 angebrachten Steckverbinders 3 angeordnet ist, wobei die Beleuchtungsseite 9a von Ring 9 innerhalb desselben nach der Vorderseite 3b des Steckverbinders 3 geneigt ist.
Die Lichtleitfaser 7 und der Ring 9 sind über die entsprechenden Verbindungen 11 und 12 mit einer Vorrichtung 13 zur Erzeugung von Licht veränderlicher Stärke verbunden.
Unter der Vorderseite 3b von Steckverbinder 3 sind außerdem elektronische Mittel 14 zur Beobachtung und Darstellung derselben, wie eine CCD-Kamera (ladungsgekoppelte Dioden), vorgesehen.
Anlage 1 enthält außerdem einen Strichcodeleser 16, mit dem der Code 6a eines speziellen Leiters 6 abgelesen werden kann, und eine Vielzahl von Leiterlagerungen 17, die durch Lumineszenzdioden 17a identifiziert werden und in denen die nicht an den Steckverbinder 3 angeschlossenen Enden der Leiter 6 mit gleicher Bestimmung zusammengefaßt werden können.
Die Gesamtheit der beschriebenen Elemente von Anlage 1 wird von einem Mikrocomputer 15, wie im weiteren beschrieben, gesteuert.
Wie schematisch in Figur 3 gezeigt, haben die mechanischen Halte- und Erkennungsmittel 2 eines Steckverbinders bei einem runden Steckverbinder eine ringförmige Unterlage 20, die durch einen Schrittmotor 21 um ihre Achse 27 in Drehung versetzt werden kann.
Die Unterlage 20 hat an ihrer Oberseite spiralförmige Steigungen 22 (drei im dargestellten Fall) für die radiale Verschiebung (wie durch die Doppelpfeile 23 gezeigt) eines Verriegelungsnockens 24 und von Zentrierstiften 25 des Steckverbinders, die sich jeweils am freien Ende eines Arms 26 befinden, dessen anderes Ende mit der entsprechenden Steigung 22 verbunden ist. Der Verriegelungsnocken 24 und die Zentrierstifte 25 haben einen gleichen Winkelabstand α = 120º.
Entsprechend dem Typ des runden Steckverbinders 3 kann es, wie in Figur 4a und 4b gezeigt, zwei unterschiedliche Fälle geben. Der Verriegelungsnocken 24 und die Zentrierstifte 25 können innerhalb des Steckverbinders 3 angeordnet sein (Figur 4a), wobei der Verriegelungsnocken 24 mit einem Hohlelement 30a von entsprechender Form innerhalb des Steckverbinders 3 zusammenwirkt, oder der Verriegelungsnocken 24 und die Zentrierstifte 25 können außerhalb des Steckverbinders 3 angeordnet sein (Figur 4b), wobei dann der Verriegelungsnocken 24 mit einem überstehenden Element 30b von entsprechender Form außerhalb des Steckverbinders 3 zusammenwirkt.
Rechteckige Steckverbinder können in Backen befestigt werden. Dabei haben die Steckverbinder ebenfalls ein Verriegelungsorgan.
Entsprechend Figur 5 ist der Mikrocomputer 15 durch Verbindung 31 und Schnittstelle 30 mit einem Zentralrechner (nicht dargestellt) verbunden, in dem sich die technische Datenbank befindet. Außerdem ist der Mikrocomputer 15 verbunden:
- über Verbindung 33 und Schnittstelle 32 mit dem Strichcodeleser 16,
- über Verbindung 35 und Schnittstelle 34 mit dem Schrittmotor 21,
- über Verbindung 27 und Schnittstelle 36 mit Tisch 8 zur Verschiebung der Lichtleitfaser,
- über Verbindung 39 und Schnittstelle 38 mit der CCD-Kamera 14,
- über Verbindung 41 und Schnittstelle 40 mit dem Lichterzeuger 13,
- über Verbindung 43 und Schnittstelle 42 mit den Lumineszenzdioden 17a.
Anlage 1 dieser Erfindung wird folgendermaßen eingesetzt.
Zunächst wird der Steckverbinder 3 in den mechanischen Halte- und Erkennungsmitteln 2 angebracht. Dazu steuert der Mikrocomputer 15 entsprechend der Art des eingesetzten Steckverbinders 3 den Schrittmotor 21, so daß sich die Unterlage 20 dreht und der Verriegelungsnocken 24 und die Zentrierstifte 25 durch die spiralförmigen Steigungen 22 radial gesteuert verschoben werden und die Stellung von Verriegelungsnocken 24 und der Zentrierstifte 25 dem speziellen Durchmesser des Steckverbinders angepaßt wird.
Der Steckverbinder 3 wird damit fest in seiner Lage verriegelt. Außerdem spielen diese Mittel 2 dabei ebenfalls eine Rolle zur Erkennung des Steckverbinders 3, da durch den Verriegelungsnocken 24 und die Zentrierstifte 25 der Durchmesser des Steckverbinders sozusagen "vermessen" wird.
Nach der Anbringung des Steckverbinders 3 kann jeder elektrische Leiter 6 durch Lesen seines Strichcodes mit Hilfe von Leser 16, der mit dem Mikrocomputer 15 verbunden ist, identifiziert werden.
Dann kann der Mikrocomputer die Verschiebung der Lichtleitfaser 7 auf dem Tisch 8 steuern, so daß durch das Lichtbündel 7a derselben die Klemme 4 von Steckverbinder 3 bezeichnet wird, in die das Ende 5 des identifizierten Leiters 6 vorzugsweise mit einem spezifischen Werkzeug eingeführt werden soll. Die Einführung von Ende 5 erfolgt auf der Rückseite 3a des Steckverbinders 3, die der der Lichtleitfaser 7 gegenüberliegenden Vorderseite 3b entgegengesetzt ist.
Figur 6 veranschaulicht die Anwendung der Schrägbeleuchtungsmittel 9 der Vorderseite 3b des Steckverbinders 3 und der Beobachtungsmittel 14. Die letzteren, die insbesondere eine CCD-Kamera enthalten, haben mehrere Aufgaben:
- Überprüfung der Form des angebrachten Steckverbinders und der Anordnung seiner Klenimen und damit Bestätigung, daß es sich bei dem angebrachten Steckverbinder um denjenigen handelt, der bearbeitet werden soll,
- automatische Rückstellung des Tischs zur Verschiebung der Lichtleitfaser auf Null,
- Kontrolle, daß das Ende des Leiters einwandfrei in die entsprechende Klemme eingesteckt wurde.
Diese letzte Aufgabe wird jetzt im einzelnen entsprechend Figur 6 erklärt (in diesem Augenblick befindet sich Tisch 8 zur Verschiebung der Lichtleitfaser 7 natürlich in Ruhestellung außerhalb des Sehfelds von Kamera 14).
Bei Austritt aus der geneigten ringförmigen Seite 9a des Beleuchtungskranzes 9, die auf die Vorderseite 3b von Steckverbinder 3 gerichtet ist, beleuchtet das Lichtbündel 50 diese Vorderseite und vor allem die Bohrungen der Klemmen 4 schräg. Wie in Figur 6 gezeigt, können drei unterschiedliche Fälle eintreten:
1) bei allen Klemmen 4 (von denen eine rechts in Figur 6 dargestellt ist), in die noch kein Ende 5 eines elektrischen Leiters 6 gesteckt wurde, wird das Licht in der Bohrung wie in einer "Falle gefangen", so daß diese für die Kamera 14 dunkel erscheint, wie in Einzelheit 51 eines Anzeigeschirms von Figur 7 gezeigt wird,
2) wenn das Ende 5 von Leiter 6 einwandfrei in die Klemme 4 eingesteckt wurde (links in Figur 6), wird das Licht 50 von der Endfläche 5a des Leiters 6 reflektiert, und die "Bohrung" erscheint auf dem Bildschirm 51 hell,
3) wenn das Ende 5 von Leiter 6 nicht einwandfrei in die Klemme 4 eingesteckt wurde (in der Mitte von Figur 6), weist die Bohrung für Kamera 14 je nachdem, wie tief das Ende 5 in die Klemme 4 eingesteckt wurde, einen bestimmten Grauton auf.
Durch die von der Kamera 14 beobachteten und am Bildschirm 51 abgelesenen Kontraständerungen kann so bestimmt werden, welche Klemme(n) mit einem Leiter versehen ist (sind) und ob die Steckverbindung in jeder Klemme einwandfrei hergestellt wurde.
Außerdem können die nicht angeschlossenen Enden der Leiter 6 entsprechend ihrer Bestimmung in den Lagerungen 17 angebracht werden, die jeweils durch eine Lumineszenzdiode 17a identifiziert werden, wobei die Dioden durch den Mikrocomputer 15 gesteuert werden.

Claims

1. System zur Überprüfung des Anschlusses erster Enden elektrischer Leiter in den entsprechenden Klemmen eines Steckverbinders mit einer Rückseite zur Einführung der Leiterenden und einer Vorderseite, wobei jede Klemme aus einer durchgehend durch den Steckverbinder verlaufenden Bohrung besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß es erste Beleuchtungsmittel (9) zur Schräglichtbeleuchtung der Vorderseite (3b) des Steckverbinders (3), wobei die ersten Beleuchtungsmittel die Form eines Ringes oder Kranzes (9) haben, dessen innere Beleuchtungsseite (9a) nach der Vorderseite (3b) des Steckverbinders (3), wenn dieser montiert ist, geneigt ist, und elektronische Mittel (14) zur Beobachtung und Sichtbarmachung der Vorderseite (3b) hat, so daß durch Kontraständerungen an der Vorderseite (3b) des Steckverbinders (3) bestimmt werden kann, ob ein Ende (5) eines speziellen Leiters (6) in die geeignete Klemme (4) des Steckverbinders (3) eingeführt und die Positionierung des Leiterendes (5) richtig ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungsmittel eine CCD-Kamera (ladungsgekoppelte Dioden) (14) haben.

3. Automatische Anlage zum Anschluß erster Enden elektrischer Leiter in den entsprechenden Klemmen eines Steckverbinders mit einer Informatikvorrichtung zur Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes System zur Überprüfung des Anschlusses der ersten Enden nach einem der Ansprüche 1 oder 2 umfaßt, das durch die Informatikvorrichtung (15) gesteuert wird.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mechanische Mittel (2) umfaßt, mit denen der Steckverbinder gehalten und erkannt werden kann.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Halte- und Erkennungsmittel (2) mehrere Zentrierstifte (24,25) haben, die radial aegenüber dem Steckverbinder (3) verschoben werden können, wobei mindestens einer (24) der Zentrierstifte mit einem Verriegelungsorgan (30a,30b) geeigneter Form am Steckverbinder (3) zusammenwirken soll.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Zentrierstifte (24,25) am freien Ende eines Arms (26) angebracht ist, dessen anderes Ende mit einer spiralförmigen Steigung (22) an einer drehbaren Unterlage (20) verbunden ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zweite Mittel (7) zur punktförmigen Beleuchtung hat, die entsprechend einem Koordinatensystem Ox,Oy parallel zur Vorderseite (3b) des Steckverbinders (3) verschoben werden können, so daß eine vorbestimmte Klemme (4) desselben beleuchtet wird.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Strichcodeleser (16) zur Identifizierung der elektrischen Leiter (6) hat.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von Lagerungen (17) zur Zusammenfassung der zweiten Enden der elektrischen Leiter hat.