EP3785337B1 - Verfahren zum automatisierten montieren oder einstecken - Google Patents

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EP3785337B1
EP3785337B1 EP19718295.9A EP19718295A EP3785337B1 EP 3785337 B1 EP3785337 B1 EP 3785337B1 EP 19718295 A EP19718295 A EP 19718295A EP 3785337 B1 EP3785337 B1 EP 3785337B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact element
gripping
gripping device
mounting opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP19718295.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3785337A1 (de
Inventor
Daniel BECHSTEIN
Dominik MURNBERGER
Harald STÄRK
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.)
Kromberg and Schubert Automotive GmbH and Co KG
Original Assignee
Kromberg and Schubert Automotive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kromberg and Schubert Automotive GmbH and Co KG filed Critical Kromberg and Schubert Automotive GmbH and Co KG
Publication of EP3785337A1 publication Critical patent/EP3785337A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3785337B1 publication Critical patent/EP3785337B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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 method for the automated assembly or insertion of at least two contact elements, each connected to a wire, into a contact chamber of a contact carrier.
  • U.S. 2018/097328 A1 discloses a method for inserting contact elements into contact chambers of a contact carrier according to the preamble of claim 1.
  • the orientations and positions of the contact elements of the wires can change in relation to one another, so that the contact elements are no longer guided directly and are no longer necessarily parallel to one another or parallel to the plug-in direction , along which they are inserted into the contact chambers are.
  • the contact elements are no longer aligned with one another or with the direction of insertion, they can no longer be inserted into the associated contact chambers, since these extend parallel to the direction of insertion.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and providing a method with which a plurality of contact elements can be inserted into contact chambers of a contact carrier at the same time in a process-reliable manner.
  • a method for the automated assembly or insertion of at least one first contact element connected to a first wire and one second contact element connected to a second wire in contact chambers arranged next to one another through a mounting opening in a contact carrier.
  • a gripping device grips the first and second wire in a first step in such a way that one of the two contact elements protrudes in relation to the other contact element in the insertion direction and is therefore ahead of the curve during assembly.
  • the first and the second wire preferably belong to a line and are also preferably each sheathed with insulation.
  • the contact chambers extend parallel to one another in the contact carrier from the mounting openings and have several sections along their longitudinal direction, which lies parallel to the plug-in direction. Latching and guiding means can extend along the sections of the contact chambers.
  • a mating contact element extends into the contact chamber from a side of the contact chamber opposite the mounting opening.
  • the two contact elements By gripping the wires to inserting the contact elements and that Simultaneously advancing a contact element, the two contact elements can be inserted or mounted in the contact carrier.
  • the misalignment of the contact elements in the contact chambers is initially harmless and is corrected in a later process step. After or at the same time as the correction of the offset, the contact elements are also moved in a later method step into an end latching position in the contact chambers, in which they are each contacted with a mating contact element.
  • first contact element the protruding or leading contact element
  • second contact element the other non-leading, ie lagging, contact element
  • the leading contact element is thus fixed orthogonally to the plug-in direction by the contact carrier, while a deviation or offset of the lagging contact element orthogonal to the plug-in direction can be compensated for by the movement of the gripper.
  • the insertion of the leading contact element and the subsequent insertion of the lagging contact element can be monitored by a position detection device which determines or indirectly controls the orientation or position of the contact elements relative to the contact carrier.
  • the position detection device can be an optical detection system, such as a camera system or a 3D scanner, or preferably a mechanically working system, with the aid of a moment-of-force sensor. Alternatively, detection systems such as LIDAR or LADAR can also be used.
  • both contact elements are inserted into the contact carrier or into the respective contact chamber, they can each be moved through the contact chamber in the insertion direction, but are offset from one another by the offset distance in the longitudinal direction, so that the first contact element protrudes further into its contact chamber by the offset distance than the second contact element into his contact chamber. Since the gripping device grips the respective core of the contact elements and causes the movement of the contact elements via the movement of the cores, the contact elements can be inserted deeper into the respective contact chamber by an insertion movement of the gripping device.
  • the plug-in movement preferably has a component in the plug-in direction, by which the contact elements are pushed further into the respective contact chamber, and a movement component orthogonal to the plug-in direction.
  • the gripping device can also be rotated through an angle.
  • the gripping device Due to the rotation of the gripping device and/or the orthogonal movement component, the gripping device performs a compensating or wobbling movement during the insertion movement, through which the offset of the contact elements by the offset distance is compensated. By compensating for the offset between the contact elements, these are brought to the same end position by the insertion movement, so that they can each be contacted with a mating contact element, for example, with the mating contact elements being arranged at the same height in the respective contact chamber.
  • the gripping device grips the first wire at a first predetermined distance from the first contact element on a first gripping section of the first wire and at the same time the second wire at a second predetermined distance from the second contact element at a second gripping portion of the second wire.
  • the gripping device grips the first and second wire in such a way that the first contact element protrudes offset by an offset distance relative to the second contact element on its plug-in sides pointing away from the respective wire.
  • the first gripping section of the first wire and the first gripping section of the second wire can be at the same level and parallel to one another.
  • first and the second contact element are guided by the gripping device and moved to the contact carrier, the first contact element is guided by the gripping device and inserted into a first assembly opening or through the first assembly opening into the first contact chamber and then the second contact element is inserted into a second assembly opening or through the second assembly opening into the second contact chamber.
  • the first mounting opening belongs to the first contact chamber and the second mounting opening to the second contact chamber, with the mounting openings and the contact chambers preferably being separated by a web of the contact carrier and being directly adjacent to one another.
  • the method provides that the gripping device, after inserting or inserting at least one contact element section of the first contact element into the first assembly opening or through the first assembly opening into the first contact chamber, for inserting the second contact element into the second assembly opening or is moved through the second mounting opening into the second contact chamber according to a predetermined search pattern until the gripping device is in a position in which the second contact element can be inserted or inserted into the second mounting opening or is inserted or inserted.
  • the movement according to the search pattern can also be referred to as a search movement.
  • the search pattern preferably contains both a movement of the second contact element, guided by the gripping device, in the direction of insertion and also orthogonally to the direction of insertion.
  • the second contact element can be moved away from its original position, starting from its original position after the first contact element has been inserted, with a helical movement orthogonal to the insertion direction, after a predetermined distance of the helical movement an insertion movement towards the contact carrier and, if not leads to insertion, is carried out away from it again.
  • the distances between the plug-in movements are preferably a fraction of the dimensions of a contact chamber z. B. 0.5 mm with a contact chamber opening of 2mm.
  • a method according to a grid is also possible, in which, for example, evenly distributed resting points are approached on a square surface.
  • the search movement can also be carried out when the first contact element is mounted or plugged into the first contact chamber.
  • the gripping device therefore moves the second contact element during the movement according to the predetermined search pattern, repeatedly executing a plug-in movement towards the contact carrier and away from the contact carrier. Between two plug-in movements, the second contact element is offset orthogonally with respect to the plug-in movement according to the predetermined search pattern.
  • the gripping device has a moment-of-force sensor for the force-displacement-guided plug.
  • the moment-of-force sensor is arranged between a robot arm, to which the gripping device is attached, and a gripper of the gripping device, so that the moment-of-force sensor is designed to measure forces and moments that act on the gripper.
  • the moment-of-force sensor determines a first course of force and moment on the gripping device when the first contact element is inserted or plugged into the first assembly opening.
  • Predetermined limit values are used to determine whether the first contact element is inserted into the first assembly opening or into the first contact chamber located behind it. If, for example, when the first contact element is inserted into the first assembly opening, too much force is applied in the direction of insertion, the contact element will hit something (e.g. on a web between two contact chambers or on a specially provided coding rib, which will be described in more detail later becomes) so that the contact element has to be moved.
  • the contact element If there is a moment in one direction when plugging in, the contact element is not parallel to the plugging direction and not parallel to the contact cavity, meaning that the position must be corrected. If the contact element is inserted into the contact chamber parallel to the longitudinal direction of the contact chamber, the measured course of force follows a previously known pattern or course, since an outer surface of the contact element bears against an inner surface of the contact chamber. The contact element can only be moved in the contact chamber with a predetermined force due to the surfaces lying against one another, so that it can be determined on the basis of the force curve whether and how far the contact element has been pushed into the contact chamber. If the first contact element already touches the first contact chamber when it is inserted, a search movement with a search pattern can also be carried out during the first insertion process. Through projections along the inner surface, predetermined points can also be approached with the force moment sensor or the respective contact element can only be inserted up to a certain point.
  • the second contact element is introduced or plugged into the second assembly opening or into the second contact chamber lying behind it, after it has passed through the torque sensor it has been determined that the first contact element is inserted or plugged into the first assembly opening or the first contact chamber.
  • whether the first contact element has been inserted into the first contact chamber can be detected, for example, when the first contact element moves with a previously known force over a predetermined distance or via a jump in the force curve, which occurs when the first contact element reaches a predetermined position at a reached into the contact chamber protruding projection.
  • the force moment sensor determines a second course of force and moment on the gripping device. Predetermined limit values are used to determine whether the second contact element is inserted into the second assembly opening or into the second contact chamber.
  • the insertion path is also determined both when inserting the first contact element and when inserting the second contact element, so that it can be determined over what distance the first and/or second contact element was moved with what force.
  • the distance or the plug-in path can be determined, for example, via a path measuring device or a position detection device of a robot, by which the gripping device is moved.
  • the first distance between the first gripping section and the first contact element is greater than the second distance between the second gripping section and the second contact element and the first contact element is offset relative to the second contact element.
  • the offset distance is between 1 and 20 mm.
  • the first and second gripping portions are in a variant embodiment arranged parallel and adjacent to each other when gripped by the gripping device.
  • first and the second wire are twisted together in a section which is arranged on a side of the gripping sections which is remote from the contact elements.
  • the gripping device has a servo-electrically driven parallel gripper with two driven gripping fingers and a central web extending between the gripping fingers.
  • a wire i.e. the first or second wire, is gripped by one gripper finger and the middle bar when gripping.
  • the gripping device In order to be able to move the gripping device, it is fastened to an articulated-arm robot and can be moved by it in an advantageous embodiment variant.
  • the search movement with the search pattern is carried out by the articulated arm robot, with the path measuring system of the articulated arm robot also measuring the distances covered during the plugging process.
  • the distances measured by the articulated-arm robot and the forces and moments determined by the force-moment sensor are transmitted to a controller, which in turn controls the articulated-arm robot.
  • the first and second contact element can each have a coding or locking means that corresponds to a counter-coding means or counter-locking means of the contact chamber. Due to the small dimensions of the contact chamber, it preferably has no insertion bevel.
  • the mating contact element is arranged in the contact chamber on a side of the contact chamber facing away from the assembly opening.
  • the counter-coding of the contact chamber can also only extend over part of the contact chamber, so that, for example, a resiliently designed coding of the contact element can engage behind the counter-coding of the contact chamber and is thus permanently fixed in the contact chamber or can only be disengaged from the contact chamber with great effort.
  • the contact elements In a cross section orthogonal to their longitudinal direction, the contact elements have a width and a height of between 1 and 2 mm, the width and height of the mounting openings corresponding thereto.
  • a coding rib for example, can be formed in the contact chambers as counter-coding means, as a result of which the square cross section of the contact chamber is asymmetrical, so that the contact elements can only be inserted in the contact chamber in a predetermined position and with a recess or sliding surface corresponding to the coding rib.
  • a pre-locking means can also be formed in the contact chamber, which exerts pressure on the contact element, so that the contact element can only be inserted into the contact chamber by applying an increased force or can be unplugged from the contact chamber with an increased tensile force.
  • the pre-locking means can determine a predetermined position and define a pre-locking position. If there is a pre-locking means and a counter-locking means or a counter-coding means, this is located in front of them in the contact chamber when viewed from the assembly opening.
  • the pre-locking means can be, for example, a projection protruding into the contact chamber or some other means for narrowing the contact chamber.
  • the Figures 1 to 4 each show the contact carrier 30 with a multiplicity of contact chambers, which are each delimited or opened on one side by a mounting opening.
  • the first and second contact elements 11, 21 are to be inserted into two immediately adjacent contact chambers separated only by a web, the first contact chamber 31 with the first assembly opening 33 and the second contact chamber 32 with the second assembly opening 34. Since the large number of contact chambers are located directly next to one another, the contact elements cannot be gripped directly, since the gripper gripping the contact elements would otherwise damage or unplug other contact elements already inserted into surrounding contact chambers.
  • the contact carrier 30 is shown in section, so that the contact chambers and in particular the first and second contact chambers 31, 32 are visible.
  • Counter-contact elements (not shown) for the contact elements are arranged in the contact chambers on the side facing away from the assembly opening.
  • the contact carrier 30 preferably has the contact cavities not only in one plane, but also orthogonally thereto, so that there is a grid of contact cavities, as illustrated in FIG. 5, for example.
  • the first and second cores 12, 22 are aligned with one another in a straightening device (not shown) in such a way that the first and second cores 12, 22 are parallel at least in a section on their side containing the contact elements 11, 21 and the contact elements 11, 21 um the offset distance X are offset to one another.
  • a gripper grips the first and second cores 12, 22 simultaneously on the first gripping section 13 the first vein 12 and the second gripping portion 23 of the second vein 22, which are shown hatched (not sectioned).
  • the gripper moves the first and second wire 12, 22 from the straightening device to an initial assembly position in front of the contact carrier, so that the first contact element 11 can be moved based on the measured distances between the straightening device and the initial assembly position and the known position of the first contact element 11, which is determined by the straightening device , is arranged in front of the first mounting opening 33 of the first contact chamber 31 .
  • the first contact element 11 and/or the second contact element 21 with their respective longitudinal axis represented by a dash-dot line, is no longer parallel to the Dash-dot line shown longitudinal axes of the contact chambers 31, 32 are. If the gripper were to move the wires 12, 22 onto the contact carrier 30 with their longitudinal axes not aligned in the insertion direction S, the contact elements 11, 21 would hit the webs between the contact chambers and could not be inserted.
  • the longitudinal axis of the first contact element 11 is still aligned parallel to the longitudinal axes of the contact chambers 31, 32.
  • the gripper guides the cores 12 , 22 in the insertion direction S to the assembly openings 33 , 34 and inserts the first contact element 11 through the first assembly opening 33 into the first contact cavity 31 . If the first contact element 11 were no longer aligned and would abut against one of the webs between two assembly openings, a moment-of-force sensor connected to the gripper would measure a force in the insertion direction. If the measured force exceeds a predetermined limit value, a controller to which the force torque sensor is connected recognizes that the first contact element 11 is hitting and cannot be inserted.
  • the contact element is new aligned and a search movement performed with a search pattern.
  • the first contact element 11 slides through the first assembly opening 33 into the first contact chamber 31.
  • An outer surface of the first contact element 11 bears against an inner surface of the first contact chamber 31 pointing towards its longitudinal axis. Due to the fact that the surfaces are in contact with one another, a force below the predetermined limit value is measured by the force moment sensor, so that the controller determines that the first contact element 11 has been inserted into the first contact chamber 33 .
  • the distance covered by the gripper in the insertion direction is measured, so that it is known how far the first contact element 11 has been inserted into the first contact chamber 31 .
  • a further movement of the first and second wire 12, 22 by means of the gripper in the insertion direction S causes the first contact element 11 to be inserted further into the first contact chamber 31 until the second contact element 21 rests against the contact carrier 30. If the second contact element 21 is still aligned, it is inserted through the second assembly opening 34 into the second contact chamber 32 by the movement in the insertion direction S, with an outer surface of the second contact element 21 again bearing against an inner surface of the second contact chamber 32, so that it can be determined by the torque sensor is that the second contact element 21 is inserted into the second contact chamber 32 .
  • the second contact element 21 abuts a web or a wall delimiting the second contact chamber 32 .
  • the force measured as a result in the insertion direction S by the moment-of-force sensor thus rises above the predetermined limit value, so that the controller recognizes that the second contact element 21 is not aligned with the second contact cavity 32 .
  • the gripper is repositioned, with the gripper displacing the first and second wires 12, 22 in the process. Since the repositioning takes place in a very small range of sizes, the first contact element 11 is thereby not pulled out of the first contact chamber 31. After the realignment as shown in figure 3 is shown, a further insertion movement in the insertion direction S is performed.
  • the gripper moves the contact elements 11, 21 together through the wires 12, 22 deeper into the respective contact chambers 31, 32 until the Contact elements 11, 21 in a predetermined mounting position, as in figure 4 shown are.
  • the gripper then releases its grip on the first and second wire 12, 22 on the first and second gripping section 13, 23.
  • the contact elements 11, 21 are pushed further into the contact chambers 31, 32 until they contact the mating contact elements (not shown). are in contact.
  • the gripper performs a search movement using a predetermined search pattern, with the first insertion movement in Insertion direction can be seen as belonging to the search movement or the search pattern after aligning the gripper.
  • FIG 5 a detail of the contact carrier 30 is shown from a view in the insertion direction.
  • the contact carrier 30 has a multiplicity of assembly openings which are arranged next to and one above the other in the form of a grid, the first contact element 11 shown in section being inserted into the first assembly opening 33 .
  • the second contact element 21 is already aligned with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the second contact chamber, but offset orthogonally thereto, so that the cross section of the second contact element 21 is not congruent with the second mounting opening 34 but protrudes beyond it by the area 41 shown in black.
  • the gripper Since the second contact element 21 in a plug-in movement cannot be inserted into the second contact chamber in the direction of insertion, the gripper performs a search movement using search pattern 42, in which the first contact element 21 is fixed by the first contact chamber in a direction orthogonal to the insertion movement and the second contact element 21 is fixed along path 42 is displaced by the gripping device.
  • the search movement follows the spiral route 42, with a plug-in movement being carried out after each predetermined route. If the second contact element 21 is introduced into the second contact chamber, the search movement is interrupted and the insertion of the first and second contact elements 11, 21 is continued in the insertion direction.
  • the positions at which an insertion movement is carried out are marked by the points on the path, the insertion movement being a movement in the insertion direction towards the contact carrier 30 and, if the second contact element 21 is not inserted into the second contact chamber was included from the contact carrier 40 away. It should be pointed out again that the search movement can also already be carried out when the first contact element 11 is inserted into the first contact chamber, when the first contact element 11 is no longer aligned.
  • the gripping device can release its grip from the leading contact element so that the gripping device only holds the lagging contact element, which is then inserted into the respective contact chamber of the contact carrier according to the method according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Montieren oder Einstecken von zumindest zwei jeweils mit einer Ader verbundenen Kontaktelementen in jeweils eine Kontaktkammer eines Kontaktträgers.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Verfahren zum automatisierten Montieren oder Einstecken von Kontaktelementen in Kontaktkammern eines Kontaktträgers bekannt. In den Kontaktträger bzw. in die Kontaktkammern des Kontaktträgers müssen zumeist eine Vielzahl von Kontaktelementen eingesteckt werden, die dicht aneinander angeordnet sind. Durch die dichte Anordnung der Kontaktelemente und der mit ihnen verbundenen Adern in dem Kontaktträger bzw. durch die dichte Anordnung der Kontaktkammern in dem Kontaktträger, in welche jeweils ein Kontaktelement eingesteckt wird, ist es in der Praxis jedoch oft nicht möglich ein automatisiertes Montieren oder Einstecken zu realisieren. Sind die Kontaktkammern nah aneinander angeordnet, wie es bei einer großen Anzahl von einzusteckenden Kontaktelementen zwangsläufig der Fall ist, berührt ein Greifer, der unmittelbar das Kontaktelement greift, beim Einstecken eines Kontaktelements in eine Kontaktkammer umliegende Adern bzw. deren Kontaktelemente und verschiebt oder deformiert diese, sodass nicht ausgeschlossen werden kann, dass ein bereits eingestecktes Kontaktelement herausgezogen oder deformiert wird. US 2018/097328 A1 offenbart ein Verfahren zum Einstecken von Kontaktelementen in Kontaktkammern eines Kontaktträgers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Hinzukommt, dass oft nicht nur einzelne Kontaktelemente, sondern mehrere mit jeweils einer Ader verbundene Kontaktelemente montiert werden sollen, da die Adern zu einer gemeinsamen Leitung gehören. Die Adern einer Leitung können beispielsweise miteinander verbunden oder miteinander verdrillt sein. Problematisch ist hierbei, dass die Adern bzw. die zugehörigen Kontaktelemente nicht einzeln gesteckt werden können, da es nicht oder nur sehr aufwändig möglich ist, ein zweites Kontaktelement einer zweiten Ader der gleichen Leitung nach dem Einstecken eines ersten Kontaktelements einer ersten Ader sicher zu Greifen und Einzustecken. Die Kontaktelemente von Adern einer Leitung müssen daher gemeinsam eingesteckt werden.
  • Werden die Kontaktelemente dazu nicht unmittelbar gegriffen, sondern beispielsweise an den zugehörigen, jedoch flexiblen Adern, können sich die Orientierungen und Lagen der Kontaktelemente der Adern zueinander verändern, sodass die Kontaktelemente nicht mehr unmittelbar geführt sind und nicht mehr zwangsweise parallel zueinander oder parallel zu der Steckrichtung, entlang derer sie in die Kontaktkammern eingesteckt werden, liegen.
  • Sind die Kontaktelemente nicht mehr zueinander bzw. zu der Steckrichtung ausgerichtet, sind sie dadurch nicht mehr in die zugehörigen Kontaktkammern einsteckbar, da diese sich parallel zu der Steckrichtung erstrecken.
  • Die im Stand der Technik bekannten Verfahren sind daher ungeeignet mehrere Kontaktelemente und insbesondere mehrere Kontaktelemente von Adern einer Leitung in einen Kontaktträger automatisiert oder mittels einer Montagevorrichtung einzustecken.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem prozesssicher zugleich mehrere Kontaktelemente in Kontaktkammern eines Kontaktträger eingesteckt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum automatisierten Montieren oder Einstecken von zumindest einem ersten mit einer ersten Ader verbundenen und einem zweiten mit einer zweiten Ader verbundenen Kontaktelement in nebeneinander angeordnete Kontaktkammern durch jeweils eine Montageöffnung eines Kontaktträgers vorgeschlagen. Dafür greift eine Greifvorrichtung die erste und zweite Ader in einem ersten Schritt so, dass eines der beiden Kontaktelemente gegenüber dem anderen Kontaktelement in Steckrichtung hervorsteht und dadurch bei der Montage voreilt.
  • Die erste und die zweite Ader gehören vorzugsweise zu einer Leitung und sind ferner vorzugsweise jeweils mit einer Isolation ummantelt. Die Kontaktkammern erstrecken sich von den Montageöffnungen parallel zueinander in dem Kontaktträger und weisen entlang ihrer Längsrichtung, die parallel zu der Steckrichtung liegt, mehrere Abschnitte auf. Entlang der Abschnitte der Kontaktkammern können sich Rast- und Führungsmittel erstrecken. Ein Gegenkontaktelement erstreckt sich von einer der Montageöffnung gegenüberliegenden Seite der Kontaktkammer in die Kontaktkammer hinein.
  • Durch das Greifen der Adern zum Einstecken der Kontaktelemente und das gleichzeitige Voreilen eines Kontaktelements können die zwei Kontaktelemente in den Kontaktträger eingesteckt bzw. montiert werden. Dabei ist der Versatz der Kontaktelemente in den Kontaktkammern zunächst unschädlich und wird in einem späteren Verfahrensschritt korrigiert. Nach oder gleichzeitig zu der Korrektur des Versatzes werden die Kontaktelemente in einem späteren Verfahrensschritt zudem in eine Endrastposition in den Kontaktkammern bewegt, in welcher sie jeweils mit einem Gegenkontaktelement kontaktiert sind.
  • Ein grundlegender Gedanke ist, dass zunächst das hervorstehende bzw. voreilende Kontaktelement (erstes Kontaktelement) in die zugehörige Kontaktkammer des Kontaktträgers eingesteckt und dadurch orthogonal zur Steckrichtung vorfixiert wird. Das andere nicht voreilende, also nacheilende Kontaktelement (zweites Kontaktelement) ist sowohl in Steckrichtung als auch orthogonal zur Steckrichtung durch den Greifer noch bewegbar. Durch ein Bewegen des Greifers in Steckrichtung und ein vorhergehendes oder gleichzeitiges Ausführen einer Bewegung orthogonal zur Steckrichtung kann anschließend das nacheilende Kontaktelement eingesteckt werden, wobei das voreilende Kontaktelement eingesteckt bleibt. Das voreilende Kontaktelement wird durch den Kontaktträger dadurch orthogonal zur Steckrichtung fixiert, während eine Abweichung oder Versatz des nacheilenden Kontaktelements orthogonal zur Steckrichtung durch die Bewegung des Greifers ausgleichbar ist. Das Einstecken des voreilenden Kontaktelements und das anschließende Einstecken des nacheilenden Kontaktelements können von einer Positionserfassungseinrichtung überwacht werden, welche die Orientierung oder Position der Kontaktelemente gegenüber dem Kontaktträger ermittelt oder indirekt steuert. Die Positionserfassungseinrichtung kann ein optisches Erfassungssystem, wie z.B. ein Kamerasystem oder ein 3D-Scanner sein oder vorzugsweise ein mechanisch arbeitendes System, unter Zuhilfenahme eines Kraftmomentensensors. Alternativ können auch Erfassungssysteme wie LIDAR oder LADAR eingesetzt werden.
  • Sind beide Kontaktelemente in den Kontaktträger bzw. in die jeweilige Kontaktkammer eingesteckt, sind diese jeweils durch die Kontaktkammer in Steckrichtung geführt bewegbar, jedoch zueinander um die Versatzstrecke in Längsrichtung versetzt, sodass das erste Kontaktelement um die Versatzstrecke weiter in seine Kontaktkammer hineinragt als das zweite Kontaktelement in seine Kontaktkammer. Da die Greifvorrichtung die jeweilige Ader der Kontaktelemente greift und die Bewegung der Kontaktelemente über die Bewegung der Adern bewirkt, können die Kontaktelemente durch eine Einsteckbewegung der Greifvorrichtung tiefer in die jeweilige Kontaktkammer eingeführt werden. Die Greifvorrichtung greift bei der Einsteckbewegung weiterhin die Adern, wobei nach dem Einführen der Kontaktelemente in die jeweilige Kontaktkammer auch ein Umgreifen der Greifvorrichtung an den Adern möglich ist, bei dem die Greifvorrichtung sich von den Adern löst, neu positioniert wird und dann erneut die Adern greift. Die Einsteckbewegung hat vorzugsweise eine Komponente in Steckrichtung, durch welche die Kontaktelemente weiter in die jeweilige Kontaktkammer geschoben werden und eine Bewegungskomponente orthogonal zu der Steckrichtung. Die Greifvorrichtung kann dabei auch um einen Winkel gedreht werden. Durch die Drehung der Greifvorrichtung und/oder die orthogonale Bewegungskomponente führt die Greifvorrichtung bei der Einsteckbewegung eine Ausgleichs- bzw. Taumelbewegung aus, durch welche der Versatz der Kontaktelemente um die Versatzstrecke ausgeglichen wird. Durch den Ausgleich des Versatzes zwischen den Kontaktelementen werden diese durch die Einsteckbewegung auf die gleiche Endposition gebracht, sodass diese beispielsweise jeweils mit einem Gegenkontaktelement kontaktiert werden können, wobei die Gegenkontaktelemente auf gleicher Höhe in der jeweiligen Kontaktkammer angeordnet sind.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Greifvorrichtung die erste Ader in einem ersten vorbestimmten Abstand zu dem ersten Kontaktelement an einem ersten Greifabschnitt der ersten Ader greift und zeitgleich die zweite Ader in einem zweiten vorbestimmten Abstand zu dem zweiten Kontaktelement an einem zweiten Greifabschnitt der zweiten Ader. Dabei greift die Greifvorrichtung die erste und zweite Ader derart, dass das erste Kontaktelement gegenüber dem zweiten Kontaktelement an ihren von der jeweiligen Ader weg weisenden Steckseiten um eine Versatzstrecke versetzt hervorsteht. Der erste Greifabschnitt der ersten Ader und der erste Greifabschnitt der zweiten Ader können dabei auf gleicher Höhe und parallel zueinander liegen.
  • Vorteilhaft ist ferner eine Variante des Verfahrens, bei dem das erste und das zweite Kontaktelement durch die Greifvorrichtung geführt zu dem Kontaktträger bewegt werden, das erste Kontaktelement durch die Greifvorrichtung geführt in eine erste Montageöffnung bzw. durch die erste Montageöffnung in die erste Kontaktkammer eingeführt wird und anschließend das zweite Kontaktelement in eine zweite Montageöffnung bzw. durch die zweite Montageöffnung in die zweite Kontaktkammer eingeführt wird. Die erste Montageöffnung gehört zu der ersten Kontaktkammer und die zweite Montageöffnung zu der zweiten Kontaktkammer, wobei die Montageöffnungen und die Kontaktkammern vorzugsweise von einem Steg des Kontaktträgers getrennt und unmittelbar zueinander benachbart sind.
  • Das Verfahren sieht nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung vor, dass die Greifvorrichtung, nach dem Einführen oder Einstecken zumindest eines Kontaktelementabschnittes des ersten Kontaktelements in die erste Montageöffnung bzw. durch die erste Montageöffnung in die erste Kontaktkammer, zum Einführen des zweiten Kontaktelements in die zweite Montageöffnung bzw. durch die zweite Montageöffnung in die zweite Kontaktkammer solange nach einem vorbestimmten Suchmuster bewegt wird, bis sich die Greifvorrichtung in einer Position befindet, in der das zweite Kontaktelement in die zweite Montageöffnung eingeführt bzw. eingesteckt werden kann oder eingeführt bzw. eingesteckt ist. Die Bewegung nach dem Suchmuster kann auch als Suchbewegung bezeichnet werden. Das Suchmuster enthält dabei vorzugsweise sowohl eine von der Greifvorrichtung geführte Bewegung des zweiten Kontaktelements in Steckrichtung als auch orthogonal zu der Steckrichtung. Beispielsweise kann das zweite Kontaktelement ausgehend von seiner Ursprungsposition nach dem Einstecken des ersten Kontaktelements mit einer spiralförmigen und zu der Steckrichtung orthogonalen Bewegung von seiner Ursprungsposition weg bewegt werden, wobei nach einer vorbestimmten Strecke der spiralförmigen Bewegung eine Steckbewegung zu dem Kontaktträger hin und, falls das nicht zum Einstecken führt, wieder von ihm weg durchgeführt wird. Die Strecken zwischen den Steckbewegungen betragen dabei vorzugsweise einen Bruchteil der Abmessung einer Kontaktkammer z. B. 0,5 mm bei einer Kontaktkammeröffnung von 2mm. Statt einer spiralförmigen Bewegung ist auch ein Verfahren nach einem Raster möglich, bei dem beispielsweise gleichmäßig verteilte Rastpunkte auf einer quadratischen Fläche angefahren werden. Hinzukommt, dass die Suchbewegung auch beim Montieren bzw. Einstecken des ersten Kontaktelements in die erste Kontaktkammer ausgeführt werden kann.
  • Die Greifvorrichtung bewegt das zweite Kontaktelement daher bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens bei der Bewegung nach dem vorbestimmten Suchmuster wiederholt eine Steckbewegung ausführend zu dem Kontaktträger hin und von dem Kontaktträger weg. Zwischen zwei Steckbewegungen wird das zweite Kontaktelement gegenüber der Steckbewegung nach dem vorbestimmten Suchmuster orthogonal versetzt.
  • Vorteilhaft ist dabei ferner eine Verfahrensvariante, bei der die Greifvorrichtung einen Kraftmomentsensor zum Kraft-Weg geführten Stecken aufweist. Der Kraftmomentsensor ist zwischen einem Roboterarm, an dem die Greifvorrichtung befestigt ist und einem Greifer der Greifvorrichtung angeordnet, sodass der Kraftmomentensensor ausgebildet ist Kräfte und Momente, die an dem Greifer angreifen, zu messen.
  • Das Verfahren nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sieht vor, dass der Kraftmomentsensor beim Einführen bzw. Einstecken des ersten Kontaktelements in die erste Montageöffnung einen ersten Kraft- und Momentenverlauf an der Greifvorrichtung ermittelt. Anhand vorbestimmter Grenzwerte wird bestimmt, ob das erste Kontaktelement in die erste Montageöffnung bzw. in die dahinter liegende erste Kontaktkammer eingeführt ist. Liegt beispielsweise bei einem Steckvorgang des ersten Kontaktelements in die erste Montageöffnung eine zu hohe Kraft in Steckrichtung an, stößt das Kontaktelement an etwas an (z. B. an einem zwischen zwei Kontaktkammern liegenden Steg oder einer eigens dazu vorgesehenen Kodierungsrippe, die später noch genauer beschrieben wird), sodass das Kontaktelement versetzt werden muss. Liegt beim Stecken ein Moment in eine Richtung an, ist das Kontaktelement nicht parallel zur Steckrichtung und nicht parallel zur Kontaktkammer, sodass die Lage korrigiert werden muss. Wird das Kontaktelement parallel zur Längsrichtung der Kontaktkammer in die Kontaktkammer eingeführt, folgt der gemessene Kraftverlauf einem vorbekannten Muster bzw. Verlauf, da eine Außenfläche des Kontaktelements an einer Innenfläche der Kontaktkammer anliegt. Durch die aneinander anliegenden Flächen lässt sich das Kontaktelement nur mit einer vorbestimmten Kraft in der Kontaktkammer verschieben, sodass anhand des Kraftverlaufs bestimmbar ist, ob und wie weit das Kontaktelement in die Kontaktkammer eingeschoben ist. Stößt das erste Kontaktelement bereits beim Einstecken in die erste Kontaktkammer an, kann auch bei dem ersten Steckvorgang eine Suchbewegung mit einem Suchmuster ausgeführt werden. Durch Vorsprünge entlang der Innenfläche können mit dem Kraftmomentsensor auch vorbestimmte Punkte angefahren bzw. das jeweilige Kontaktelement nur bis zu einem bestimmten Punkt eingesteckt werden.
  • Vorteilhaft ist bei einer Fortbildung des Verfahrens, dass das zweite Kontaktelement in die zweite Montageöffnung bzw. in die dahinter liegende zweite Kontaktkammer eingeführt bzw. eingesteckt wird, nachdem durch den Kraftmomentsensor bestimmt wurde, dass das erste Kontaktelement in die erste Montageöffnung bzw. die erste Kontaktkammer eingeführt bzw. eingesteckt ist. Ob das erste Kontaktelement in die erste Kontaktkammer eingeführt ist, ist wie bereits beschrieben beispielsweise bei einer Bewegung des ersten Kontaktelements mit einer vorbekannten Kraft über eine vorbestimmte Strecke oder über einen Sprung im Kraftverlauf erfassbar, der Auftritt, wenn das erste Kontaktelement eine vorbestimmte Position an einem in die Kontaktkammer hineinragenden Vorsprung erreicht. Der Kraftmomentsensor ermittelt beim Einführen bzw. Einstecken des zweiten Kontaktelements in die zweite Montageöffnung bzw. in die zweite Kontaktkammer einen zweiten Kraft- und Momentenverlauf an der Greifvorrichtung. Anhand vorbestimmter Grenzwerte wird bestimmt, ob das zweite Kontaktelement in die zweite Montageöffnung bzw. in die zweite Kontaktkammer eingeführt ist. Zusätzlich zu dem Kraft- und Momentenverlauf wird sowohl beim Einstecken des ersten Kontaktelements als auch beim Einstecken des zweiten Kontaktelements ferner der Steckweg ermittelt, sodass bestimmbar ist, über welche Strecke das erste und/oder zweite Kontaktelement mit welcher Kraft bewegt wurde. Die Strecke bzw. der Steckweg kann dabei beispielsweise über eine Wegmessvorrichtung bzw. eine Positionserfassungsvorrichtung eines Roboters ermittelt werden, von dem die Greifvorrichtung bewegt wird.
  • Bei dem Verfahren ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erste Abstand zwischen dem ersten Greifabschnitt und dem ersten Kontaktelement größer ist als der zweite Abstand zwischen dem zweiten Greifabschnitt und dem zweiten Kontaktelement und das erste Kontaktelement gegenüber dem zweiten Kontaktelement versetzt.
  • Die Versatzstrecke beträgt bei einer vorteilhaften Verfahrensvariante zwischen 1 und 20 mm.
  • Der erste und der zweite Greifabschnitt sind bei einer Ausführungsvariante beim Greifen durch die Greifvorrichtung zueinander parallel und benachbart angeordnet.
  • Die erste und die zweite Ader sind bei einer Weiterbildung in einem Abschnitt, der auf einer von den Kontaktelementen abgewandten Seite der Greifabschnitte angeordnet ist, miteinander verdrillt.
  • Die Greifvorrichtung weist erfindungsgemäß einen servoelektrisch angetriebenen Parallelgreifer mit zwei angetriebenen Greiffingern und einen sich zwischen den Greiffingern erstreckenden Mittelsteg auf. Eine Ader, also die erste oder zweite Ader, wird beim Greifen durch jeweils einen Greiffinger und den Mittelsteg gegriffen.
  • Um die Greifvorrichtung bewegen zu können ist diese bei einer vorteilhaften Ausbildungsvariante an einem Gelenkarmroboter befestigt und von diesem bewegbar. Die Suchbewegung mit dem Suchmuster wird über den Gelenkarmroboter ausgeführt, wobei auch das Wegmesssystem des Gelenkarmroboters die bei dem Steckvorgang zurückgelegten Strecken misst. Die von dem Gelenkarmroboter gemessenen Strecken sowie die von dem Kraftmomentensensor ermittelten Kräfte und Momente werden an eine Steuerung übertragen, welche wiederum den Gelenkarmroboter steuert.
  • Das erste und zweite Kontaktelement können jeweils ein Kodier- oder ein Rastmittel aufweisen, dass zu einem Gegenkodiermittel oder Gegenrastmittel der Kontaktkammer korrespondiert. Aufgrund der kleinen Abmessungen der Kontaktkammer weist diese vorzugsweise keine Einführschräge auf. An einer von der Montageöffnung abgewandten Seite der Kontaktkammer ist in der Kontaktkammer das Gegenkontaktelement angeordnet. Das Gegenkodiermittel der Kontaktkammer kann sich auch nur über einen Teil der Kontaktkammer erstrecken, sodass beispielsweise ein federnd ausgebildetes Kodiermittel des Kontaktelements hinter das Gegenkodiermittel der Kontaktkammer einrasten kann und so dauerhaft in der Kontaktkammer fixiert ist oder nur mit großem Kraftaufwand aus der Kontaktkammer ausgerastet werden kann. Die Kontaktelemente weisen in einem zu ihrer Längsrichtung orthogonalen Querschnitt eine Breite und eine Höhe zwischen 1 und 2 mm auf, wobei die Montageöffnungen in ihrer Breite und Höhe dazu korrespondieren. Als Gegenkodiermittel kann in den Kontaktkammern beispielsweise jeweils eine Kodierrippe ausgebildet sein, durch welche der quadratische Querschnitt der Kontaktkammer asymmetrisch ist, sodass die Kontaktelemente nur in einer vorbestimmten Lage und mit einem zu der Kodierrippe korrespondierenden Ausnehmung oder Gleitfläche in die Kontaktkammer eingesteckt werden können.
  • In der Kontaktkammer kann auch ein Vorrastmittel ausgebildet sein, das einen Druck auf das Kontaktelement ausübt, sodass das Kontaktelement nur unter Aufwendung einer erhöhten Kraft in die Kontaktkammer eingesteckt oder mit einer erhöhten Zugkraft aus der Kontaktkammer ausgesteckt werden kann. Das Vorrastmittel kann eine vorbestimmte Position bestimmen und eine Vorraststellung definieren. Ist ein Vorrastmittel und ein Gegenrastmittel oder ein Gegenkodiermittel vorhanden, liegt dieses von der Montageöffnung aus betrachtet in der Kontaktkammer vor diesen. Das Vorrastmittel kann beispielsweise ein in die Kontaktkammer hineinragender Vorsprung oder eine anderes Mittel zur Verengung der Kontaktkammer sein.
  • Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 bis 4
    Aufsicht bei einem Verfahren zum Einstecken;
    Fig. 5
    Vorderansicht eines Kontaktträgers.
  • Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
  • Die Figuren 1 bis 4 zeigen jeweils den Kontaktträger 30 mit einer Vielzahl von Kontaktkammern, welche auf einer Seite jeweils von einer Montageöffnung begrenzt werden bzw. geöffnet sind. In zwei unmittelbar benachbarte und nur von einem Steg getrennte Kontaktkammern, die erste Kontaktkammer 31 mit der ersten Montageöffnung 33 und die zweite Kontaktkammer 32 mit der zweiten Montageöffnung 34, sollen das erste und zweite Kontaktelement 11, 21 eingeführt werden. Da die Vielzahl von Kontaktkammern unmittelbar nebeneinander liegen, können die Kontaktelemente nicht unmittelbar gegriffen werden, da der die Kontaktelemente greifende Greifer andere, bereits in umliegende Kontaktkammern eingesteckte Kontaktelemente, sonst beschädigen oder ausstecken würde. Zur besseren Veranschaulichung ist der Kontaktträger 30 geschnitten dargestellt, sodass die Kontaktkammern und insbesondere die erste und zweite Kontaktkammer 31, 32 sichtbar sind. In den Kontaktkammern sind jeweils auf der von der Montageöffnung abgewandten Seite nicht dargestellte Gegenkontaktelemente zu den Kontaktelementen angeordnet. Der Kontaktträger 30 weist die Kontaktkammern vorzugsweise nicht nur in einer Ebene, sondern auch orthogonal dazu auf, sodass sich ein Raster von Kontaktkammern gibt, wie es beispielsweise in Figur 5 dargestellt ist.
  • Die erste und die zweite Ader 12, 22 werden in einer nicht gezeigten Richtvorrichtung so zueinander ausgerichtet, dass die erste und zweite Ader 12, 22 zumindest in einem Abschnitt auf ihrer die Kontaktelemente 11, 21 aufweisenden Seite parallel liegen und die Kontaktelemente 11, 21 um die Versatzstrecke X zueinander versetzt sind. Ein nicht dargestellter Greifer greift die erste und zweite Ader 12, 22 gleichzeitig an dem ersten Greifabschnitt 13 der ersten Ader 12 und dem zweiten Greifabschnitt 23 der zweiten Ader 22, welche schraffiert (nicht geschnitten) dargestellt sind. Der Greifer bewegt die erste und zweite Ader 12, 22 von der Richtvorrichtung in eine Montageausgangsposition vor dem Kontaktträger, sodass das erste Kontaktelement 11 anhand der gemessenen Wegstrecken zwischen Richtvorrichtung und Montageausgangsposition sowie durch die bekannte Position des ersten Kontaktelements 11, welche durch die Richtvorrichtung bestimmt ist, vor der ersten Montageöffnung 33 der ersten Kontaktkammer 31 angeordnet ist. Beispielsweise durch mechanische Zugkräfte auf die erste und zweite Ader 12, 22 kann es dazu kommen, dass das erste Kontaktelement 11 und/oder das zweite Kontaktelement 21 mit ihrer jeweiligen durch eine Strich-Punkt-Linie dargestellte Längsachse nicht mehr parallel zu den ebenfalls durch eine Strich-Punkt-Linie dargestellten Längsachsen der Kontaktkammern 31, 32 liegen. Würde der Greifer die Adern 12, 22 mit nicht ausgerichteten Längsachsen in Steckrichtung S auf den Kontaktträger 30 zu bewegen, würden die Kontaktelemente 11, 21 an die Stege zwischen den Kontaktkammern stoßen und könnten nicht eingeführt werden.
  • Bei dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Beispiel ist die Längsachse des ersten Kontaktelements 11 noch parallel zu den Längsachsen der Kontaktkammern 31, 32 ausgerichtet. Der Greifer führt die Adern 12, 22 in Steckrichtung S an die Montageöffnungen 33, 34 heran und das erste Kontaktelement 11 durch die erste Montageöffnung 33 in die erste Kontaktkammer 31 ein. Wäre das erste Kontaktelement 11 nicht mehr ausgerichtet und würde an einen der Stege zwischen zwei Montageöffnungen anstoßen, würde ein mit dem Greifer verbundener Kraftmomentensensor eine Kraft in Steckrichtung messen. Übersteigt die gemessene Kraft einen vorbestimmten Grenzwert wird von einer Steuerung, mit welcher der Kraftmomentensensor verbunden ist, erkannt, dass das erste Kontaktelement 11 anstößt und nicht eingeführt werden kann. Basierend auf der gemessenen Kraft und auf von dem Kraftmomentensensor gemessenen Momenten wird das Kontaktelement neu ausgerichtet und eine Suchbewegung mit einem Suchmuster durchgeführt. In dem gezeigten Fall gleitet das erste Kontaktelement 11 durch die erste Montageöffnung 33 in die erste Kontaktkammer 31. Dabei liegt eine Außenfläche des ersten Kontaktelements 11 an einer zu ihrer Längsachse weisenden Innenfläche der ersten Kontaktkammer 31 an. Durch das Anliegen der Flächen aneinander wird eine von dem Kraftmomentensensor eine Kraft unterhalb des vorbestimmten Grenzwertes gemessen, sodass von der Steuerung bestimmt wird, dass das erste Kontaktelement 11 in die erste Kontaktkammer 33 eingeführt wurde. Zugleich wird die in Steckrichtung zurückgelegte Strecke des Greifers gemessen, sodass bekannt ist, wie weit das erste Kontaktelement 11 in die erste Kontaktkammer 31 eingeführt ist.
  • Durch eine weitere Bewegung der ersten und zweiten Ader 12, 22 mittels des Greifers in Steckrichtung S wird das erste Kontaktelement 11 weiter in die erste Kontaktkammer 31 eingeführt, bis das zweite Kontaktelement 21 an dem Kontaktträger 30 anliegt. Ist das zweite Kontaktelement 21 noch ausgerichtet, wird es durch die Bewegung in Steckrichtung S durch die zweite Montageöffnung 34 in die zweite Kontaktkammer 32 eingeführt, wobei wiederum eine Außenfläche des zweiten Kontaktelements 21 an einer Innenfläche der zweiten Kontaktkammer 32 anliegt, sodass durch den Kraftmomentensensor ermittelbar ist, dass das zweite Kontaktelement 21 in die zweite Kontaktkammer 32 eingeführt ist. In dem in Figur 2 gezeigten Fall stößt das zweite Kontaktelement 21 jedoch an einen Steg bzw. an eine die zweite Kontaktkammer 32 begrenzende Wandung an. Die dadurch in Steckrichtung S von dem Kraftmomentsensor gemessene Kraft steigt somit über den vorbestimmten Grenzwert, sodass von der Steuerung erkannt wird, dass das zweite Kontaktelement 21 nicht zu der zweiten Kontaktkammer ausgerichtet 32 ist. Basierend auf den von dem Kraftmomentsensor gemessenen Kräften und Momenten wird der Greifer neu positioniert, wobei der Greifer dabei die erste und zweite Ader 12, 22 verschiebt. Da die neu Positionierung in einem sehr kleinen Größenbereich stattfindet, wird das erste Kontaktelement 11 dabei nicht aus der ersten Kontaktkammer 31 gezogen. Nach der Neuausrichtung, wie sie in Figur 3 gezeigt ist, wird eine weitere Steckbewegung in Steckrichtung S durchgeführt. Wird anhand der gemessenen Kräfte und Momente ermittelt, dass das zweite Kontaktelement 21 nun in die zweite Kontaktkammer 32 eingeführt ist, bewegt der Greifer die Kontaktelemente 11, 21 durch die Adern 12, 22 gemeinsam tiefer in die jeweiligen Kontaktkammern 31, 32 hinein, bis die Kontaktelemente 11, 21 in einer vorbestimmten Montageposition, wie in Figur 4 dargestellt, sind. Danach löst der Greifer seinen Griff der ersten und zweiten Ader 12, 22 an dem ersten und zweiten Greifabschnitt 13, 23. Die Kontaktelemente 11, 21 werden in einem nachfolgendem Schritt weiter in die Kontaktkammern 31, 32 geschoben, bis diese mit den nicht dargestellten Gegenkontaktelementen in Kontakt sind.
  • Ist das zweite Kontaktelement 22 mit seiner Längsachse parallel zu der Längsachse der zweiten Kontaktkammer 32 jedoch dazu verschoben, was durch die von dem Kraftmomentsensor ermittelten Kräfte und Momente bestimmbar ist, führt der Greifer eine Suchbewegung anhand eines vorbestimmten Suchmusters durch, wobei bereits die erste Steckbewegung in Steckrichtung nach dem Ausrichten des Greifers als zu der Suchbewegung bzw. dem Suchmuster gehörend gesehen werden kann.
  • In Figur 5 ist ein Ausschnitt des Kontaktträgers 30 aus einer Ansicht in Steckrichtung dargestellt. Dabei weist der Kontaktträger 30 eine Vielzahl von Montageöffnungen auf, welche rasterförmig neben- und übereinander angeordnet sind, wobei in die erste Montageöffnung 33 das geschnitten dargestellte erste Kontaktelement 11 eingeführt ist. Das zweite Kontaktelement 21 ist bereits mit seiner Längsachse parallel zu der Längsachse der zweiten Kontaktkammer ausgerichtet, jedoch dazu orthogonal versetzt, sodass der Querschnitt des zweiten Kontaktelements 21 nicht mit der zweiten Montageöffnung 34 deckungsgleich ist sondern um den schwarz dargestellten Bereich 41 darüber hinaus ragt. Da das zweite Kontaktelement 21 bei einer Steckbewegung in Steckrichtung nicht in die zweite Kontaktkammer eingeführt werden kann, wird von dem Greifer eine Suchbewegung anhand des Suchmusters 42 ausgeführt, bei dem das erste Kontaktelement 21 durch die erste Kontaktkammer in zu der Steckbewegung orthogonaler Richtung fixiert wird und das zweite Kontaktelemente 21 entlang der Strecke 42 von der Greifvorrichtung versetzt wird. Die Suchbewegung folgt der spiralförmigen Strecke 42 wobei bei nach einer vorbestimmten Strecke jeweils eine Steckbewegung ausgeführt wird. Wird dabei das zweite Kontaktelement 21 in die zweite Kontaktkammer eingeführt, wird die Suchbewegung abgebrochen und das Einstecken des ersten und zweiten Kontaktelements 11, 21 in Steckrichtung fortgesetzt. Entlang der spiralförmigen Strecke 42 sind die Positionen an denen jeweils eine Steckbewegung durchgeführt ist durch die Punkte auf der Strecke markiert, wobei die Steckbewegung jeweils eine Bewegung in Steckrichtung zu dem Kontaktträger 30 hin und, wenn das zweite Kontaktelement 21 dabei nicht in die zweite Kontaktkammer eingeführt wurde, von dem Kontaktträger 40 weg umfasst. Es sei nochmals darauf verwiesen, dass die Suchbewegung auch bereits beim Einführen des ersten Kontaktelements 11 in die erste Kontaktkammer ausgeführt werden kann, wenn das erste Kontaktelement 11 nicht mehr ausgerichtet ist.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann die Greifvorrichtung nach dem Einstecken des voreilenden Kontaktelements ihren Griff von dem voreilenden Kontaktelement lösen, sodass die Greifvorrichtung nur noch das nacheilende Kontaktelement hält, welches dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in die jeweilige Kontaktkammer des Kontaktträgers eingesteckt wird.

Claims (12)

  1. Verfahren zum automatisierten Montieren oder Einstecken von zumindest einem ersten mit einer ersten Ader (12) verbundenen und einem zweiten mit einer zweiten Ader (22) verbundenen Kontaktelement (11, 21), umfassend folgende Schritte:
    - Greifen der ersten und zweiten Ader (12, 22) mit einer Greifvorrichtung, so dass eines der beiden Kontaktelemente (11, 21) gegenüber dem anderen Kontaktelement (21, 11) in Steckrichtung (S) hervorsteht und
    - Einstecken der beiden Kontaktelemente (11, 21) in nebeneinander angeordnete Kontaktkammern (31, 32) durch jeweils eine Montageöffnung (33, 34) eines Kontaktträgers (30), wobei das eine der beiden Kontaktelemente (11, 21) durch das Hervorstehen gegenüber dem anderen Kontaktelement (21, 11) in Steckrichtung (S) voreilt, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung einen servoelektrisch angetriebenen Parallelgreifer mit zwei angetriebenen Greiffingern und einen sich zwischen den Greiffingern erstreckenden Mittelsteg aufweist und eine Ader (12, 22) beim Greifen durch jeweils einen Greiffinger und den Mittelsteg gegriffen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Greifvorrichtung die erste Ader (12) in einem ersten vorbestimmten Abstand zu dem ersten Kontaktelement (11) an einem ersten Greifabschnitt (13) der ersten Ader (12) greift und zeitgleich die zweite Ader (22) in einem zweiten vorbestimmten Abstand zu dem zweiten Kontaktelement (21) an einem zweiten Greifabschnitt (23) der zweiten Ader derart greift, dass das erste Kontaktelement (11) gegenüber dem zweiten Kontaktelement (21) an ihren von der jeweiligen Ader (12, 22) weg weisenden Steckseite um eine Versatzstrecke (X) versetzt hervorsteht.
  3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
    das erste und das zweite Kontaktelement (11, 21) durch die Greifvorrichtung geführt zu dem Kontaktträger (30) bewegt werden,
    das erste Kontaktelement (11) durch die Greifvorrichtung geführt in eine erste Montageöffnung (33) eingeführt wird und
    anschließend das zweite Kontaktelement (21) in eine zweite Montageöffnung (34) eingeführt wird.
  4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
    nach dem Einführen zumindest eines Kontaktelementabschnittes des ersten Kontaktelements (11) in die erste Montageöffnung (33) zum Einführen des zweiten Kontaktelements (21) in die zweite Montageöffnung (34) die Greifvorrichtung solange nach einem vorbestimmten Suchmuster bewegt wird, bis sich die Greifvorrichtung in einer Position befindet, in der das zweite Kontaktelement (21) in die zweite Montageöffnung (34) eingeführt werden kann oder eingeführt ist.
  5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
    die Greifvorrichtung das zweite Kontaktelement (21) bei der Bewegung nach dem vorbestimmten Suchmuster wiederholt eine Steckbewegung ausführend zu dem Kontaktträger (30) hin und von dem Kontaktträger (30) weg bewegt und
    zwischen zwei Steckbewegungen das zweite Kontaktelement (21) gegenüber der Steckbewegung nach dem vorbestimmten Suchmuster orthogonal versetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    die Greifvorrichtung einen Kraftmomentsensor zum Kraft-Weg geführten Stecken aufweist.
  7. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 3 und 6, wobei
    der Kraftmomentsensor beim Einführen des ersten Kontaktelements (11) in die erste Montageöffnung (33) einen ersten Kraft- und Momentenverlauf an der Greifvorrichtung ermittelt und anhand vorbestimmter Grenzwerte bestimmt wird, ob das erste Kontaktelement (11) in die erste Montageöffnung (33) eingeführt ist.
  8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
    das zweite Kontaktelement (21) in die zweite Montageöffnung (34) eingeführt wird, nachdem durch den Kraftmomentsensor bestimmt wurde, dass das erste Kontaktelement (11) in die erste Montageöffnung (33) eingeführt ist, und
    der Kraftmomentsensor beim Einführen des zweiten Kontaktelements (21) in die zweite Montageöffnung (34) einen zweiten Kraft- und Momentenverlauf an der Greifvorrichtung ermittelt und anhand vorbestimmter Grenzwerte bestimmt wird, ob das zweite Kontaktelement (21) in die zweite Montageöffnung (34) eingeführt ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    die Versatzstrecke (X) zwischen 1 und 20 mm beträgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    der erste und der zweite Greifabschnitt (13, 23) beim Greifen durch die Greifvorrichtung zueinander parallel und benachbart angeordnet sind.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 10, wobei
    die erste und die zweite Ader (12, 22) in einem Abschnitt, der auf einer von den Kontaktelementen (11, 21) abgewandten Seite der Greifabschnitte (13, 23) angeordnet ist, miteinander verdrillt sind.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    die Greifvorrichtung an einem Gelenkarmroboter befestigt und von diesem bewegbar ist.
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