EP0343178A1 - Vorrichtung zur montage von kontaktteilen mit daran angebrachten leitungen in steckergehäusen - Google Patents

Vorrichtung zur montage von kontaktteilen mit daran angebrachten leitungen in steckergehäusen

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Publication number
EP0343178A1
EP0343178A1 EP19880901226 EP88901226A EP0343178A1 EP 0343178 A1 EP0343178 A1 EP 0343178A1 EP 19880901226 EP19880901226 EP 19880901226 EP 88901226 A EP88901226 A EP 88901226A EP 0343178 A1 EP0343178 A1 EP 0343178A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gripper
base part
contact part
parts
joining
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19880901226
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Schlaich
Ulrich Zeile
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP0343178A1 publication Critical patent/EP0343178A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve

Definitions

  • the invention relates to a device for Monta ⁇ ge of contact parts with attached lines in k S tec erge h äusen according to the preamble of the patent claim,
  • a device according to the preamble of patent claim 1 is known for example from DE-OS 27 40 377.
  • This known device is a so-called rigidly linked system, ie the gripper, the holder for the connector housing and thus the connector housing as well as the other functional elements are in a rigid relationship, which is given by the geometry of the device.
  • This known device thus does not allow the flexible assembly of plug parts or contact parts in any plug housing.
  • the invention has for its object to provide a device for mounting contact parts with cables attached to them in connector housings, which allows flexible and automatic assembly of any connector housings, in particular in connection with an industrial robot or a handling unit.
  • the device for assembling contact parts with cables attached to them in plug housings has a base part which is at least in the joining or.
  • the direction of insertion can be positioned relative to the nominal position of the connector housing. This positioning can be done by a separate drive, but preferably according to claim 4 by a handling or. Positioning device and in particular an industrial robot.
  • the gripper is fastened to this base part by means of elements which are elastic at least in one plane perpendicular to the joining direction, so that the gripper is elastically suspended in the plane perpendicular to the joining direction.
  • a vibration exciter (vibrator) generates vibrations of the gripper in the plane perpendicular to the joining direction relative to the base part.
  • This structure of the device according to the invention allows the following mode of operation:
  • the device flanged to an industrial robot is guided by it in front of the opening of the corresponding connector housing to be equipped; the vibration exciter is then activated, so that the gripper with the line gripped therein, together with the contact part, executes vibrations in the plane perpendicular to the joining direction. These vibrations can compensate for any tolerances that may occur between the contact part and the connector housing in the subsequent joining process. To do this, the industrial robot moves at a slower rate. Speed in the direction of the opening of the connector housing ⁇ and thus engages the contact part in the connector housing.
  • a simple parallel jaw gripper can be used as the gripper (claim 5).
  • the jaws of the gripper can grip the contact part, in particular in the crimping area; it is advantageous here if the jaws of the gripper are adapted to the shape of the contact part in the crimping area, so that a pre-centered gripping of the contact part is possible not only with regard to the position but also with regard to the rotational orientation. This provides a particularly good spatial relationship between the contact part and the axes of the handling device.
  • the jaws of the gripper take the line. In this case, no special adaptation of the gripper shape is necessary, but a special design of the gripper jaws also enables the cable to be gripped precentered (not against rotation). By gripping the line, the vibrations which the contact part carries out are substantially greater than the vibrations of the gripper, so that particularly large tolerances can also be compensated for.
  • the development characterized in claim 2 makes it possible to check whether the contact part is securely engaged in the connector housing.
  • the industrial robot moves in the opposite direction after the contact part has been inserted into the plug housing. If the contact part is snapped into the connector housing, the two parts of the base part move against each other. If, on the other hand, the contact part is not properly engaged, there is no displacement of the two parts of the base part against the joining direction when the industrial robot is moved.
  • a sensor that detects the movements of the two parts of the base part against each other (claim 3), for example a potentiometer connected in parallel, can be used to determine whether the joining process has ended properly with the engagement of the contact part in the plug housing.
  • FIG. 1 a and 1 b show a side view and a front view of a device according to the invention
  • 3 a to 3 c show the workflow of a further embodiment of the device according to the invention.
  • the device for mounting contact parts shown in FIGS. 1 a and 1 b has a base part 1, with which it can be flanged to a handling device, not shown, for example an industrial robot or the like.
  • the base part is formed in two parts and consists of the actual flange 11 and a part 12 which is guided in a linearly displaceable manner relative to the part 11 by means of a guide 2 against the force of a spring 21.
  • a plate 4 is fastened to the part 12 by means of elastic elements 3. On the plate 4, a vibration exciter or a vibrator 5 is attached, which the plate 4 to
  • the plate 4 is at "a Parallelbackengrei he fastened 6 is formed so that the may take a not shown in Fig. 1 contact part in the crimping region or on the line.
  • the Paralllelbacken can be adapted to the gripper design of Crimp Siemens ⁇ or several tines 61 which pre-center the cable when picking it up.
  • FIGS. 2 and 3 show the embodiment shown in FIG. 1 in several working positions
  • FIG. 3 shows a slightly different embodiment in which a plurality of linear guides 2 are present.
  • a further difference between the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and the embodiment shown in FIG. 3 is that the parts 11 and 12 are not positively connected to one another during the joining movement, but against the force of the springs on the Linear guides are slidably mounted so that the joining process is "elastic".
  • the device according to the invention grasps a contact part 16 provided in a preparation station 15.
  • the contact part is gripped in the crimp area, while in the version according to FIG. 3 it is gripped on the line.
  • the jaws of the parallel jaw gripper consist of several fork-like parts or have tines 61 which are adapted, for example, to the shape of the crimping area, not only is a good longitudinal guidance of the cable achieved, but also a centering in the center of the gripper.
  • Part b shows that the industrial robot moves the device with the pre-assembled cable in front of the opening of the connector housing.
  • the vibration exciter is then activated. Due to the vibrations of the contact part, it automatically centers itself in the opening of the connector housing. Particularly when the contact part is gripped on the line, large vibration amplitudes are reached at the tip of the contact part, since the cable also vibrates as a limp part, so that even large positioning errors can be compensated for.
  • the industrial robot moves the device in the opposite direction (partial image c).
  • the part 12 slides on the linear guide 2 against the direction of travel when the joining process has been carried out properly.
  • a sensor for example a potentiometer, a proximity switch or the like, can be connected, which detects whether a relative movement occurs between the parts 11 and 12. If this is not the case, it means that the contact part in the plug housing is not engaged.
  • the device according to the invention is used in the assembly of any size plug housing with plug parts and contact parts by means of flexible assembly.

Description

Vorrichtung zur Montage von Kontaktteilen mit daran angebrachten Leitungen in Steckergehäusen
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Monta¬ ge von Kontaktteilen mit daran angebrachten Leitungen in Steckergehäusen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ,
Stand der Technik
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 Steckergehäuse≤ ein automatisches Bestücken des Steckergehäuses mit Kon¬ takt/teilen nicht mit der nötigen Sicherheit erlauben.
Darstellung der Erfindung
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.
ERSATZB ATT 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 Steckergehäuse≤ 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 uncLden 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 parallelge≤chaltetes 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. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs¬ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung .näher be¬ schrieben, in der zeigen:
Figur 1 a und 1 b eine Seitenansicht und eine Vorderan¬ sicht einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung, und
Figur 2 a bis 2 c den Arbeitsablauf der in Figur 1 darge¬ stellten Vorrichtung, und
Figur 3 a bis 3 c den Arbeitsablauf einer weiteren Aus¬ führungsform der er indungsgemäßen Vor¬ richtung.
Beste Wege zur Ausführung der Erfindung
Die in den Fig. 1 a 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 Parallelbackengrei er 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 Paralllelbacken des Greifers der Gestaltung des Crimpbereich≤ 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 guten 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 werden. Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spieleπ ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan¬ kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ¬ lich die verschiedensten Modifikationen möglich sind.
Gewerbliche Verwertbαrkeit
Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet Anwendung bei der Bestückung von beliebig großen Steckergehäuseπ mit Steckerteilen und Kontaktteilen mittels flexibler Montage.

Claims

Patentansprüche
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 wengistens 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 anflan≤chbar ist,
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer ein Parallelbak- kengreifer 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.
EP19880901226 1987-02-02 1988-02-01 Vorrichtung zur montage von kontaktteilen mit daran angebrachten leitungen in steckergehäusen Withdrawn EP0343178A1 (de)

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DE3703009 1987-02-02

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