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(11) | EP 0 123 574 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif pour la connexion automatique de conducteurs électriques sur un organe de regroupement |
| (57) Dispositif pour la connexion automatique de nombreux conducteurs électriques 35 sur
un organe de regroupement 39. Selon l'invention, le dispositif comporte un patron d'adressage 10, disposé à poste fixe et comportant une pluralité d'organes d'activation 10a, commandables individuellement et répartis selon une disposition semblable à celle desdits emplacements de connexion, des moyens de commande 47, 49 des organes d'activation individuels 10a, un élément mobile 26 portant, d'une part, un capteur 27 sensible auxdits organes d'activation 108 du patron d'adressage 10 et, d'autre part, ledit organe de regroupement 39, des moyens de déplacements 5 à 8, 11, 30 pour actionner ledit élément mobile 26 et des moyens de commande 17 dudit outil de connexion 44 actionnés directement ou indirectement par ledit capteur 27. |
[0001] La présente invention concerne un dispositif de connexion automatique de conducteurs électriques sur un organe de regroupement, par exemple un connecteur ou une partie de connecteur, et plus particulièrement, une machine pour le câblage des prises électriques dites "à haute densité", c'est-à-dire comportant une pluralité de broches mâles ou femelles peu espacées les unes des autres.
[0002] Le problème soulevé par la connexion automatique de conducteurs sur un organe de regroupement se ramène toujours à une opération qui peut être explicitée simplement : tout conducteur, dûment identifié, doit en effet être amené en regard d'un emplacement de connexion, également identifié spatialement, de l'organe de regroupement, puis connecté audit emplacement et enfin, contrôlé pour vérifier que la connexion est bien réalisée.
[0003] Bien entendu, la séquence de connexion des conducteurs peut s'inscrire dans un cycle plus complet comportant des étapes antérieures plus ou moins automatisées de débit de câble, de dénudage d'extrémité, de repérage et de pose de broches d'enfichage, ainsi que des étapes postérieures pour la constitution de faisceaux entre lesdits conducteurs.
[0004] On connait de nombreux dispositifs de pose automatique, mais ceux-ci, essentiellement applicables aux organes de regroupement de type "grand public", sont inadaptés à des matériels sophistiqués tels que ceux utilisés en aéronautique, comportant une densité de broches élevée et devant présenter une haute sécurité de fonctionnement.
[0005] L'invention a pour objet une machine pour la connexion automatique de conducteurs permettant de résoudre très simplement les problèmes posés et d'apporter une solution en ce qui concerne la très grande densité de broches dans la diversité des matériels rencontrés.
[0006] A cette fin, selon l'invention, le dispositif pour la connexion automatique de nombreux conducteurs électriques sur un organe de regroupement comportant une pluralité d'emplacements de connexion pour les extrémités desdits conducteurs, lesdits emplacements de connexion étant répartis selon une disposition régulière et chacun desdits conducteurs étant affecté d'un code d'identification et devant être connecté à un emplacement de connexion spécifique choisi parmi ladite pluralité, le dispositif comportant un outil pour connecter une à une lesdites extrémités desdits conducteurs auxdits emplacements de connexion spécifiques, est remarquable en ce qu'il comprend :
- un patron d'adressage disposé à poste fixe et comportant une pluralité d'organes d'activation, commandables individuellement et répartis selon une disposition semblable à celle desdits emplacements de connexion de l'organe de regroupement, de façon que chacun desdits organes d'activation corresponde à un emplacement de connexion et à un seul ;
- des moyens de commande des organes d'activation individuels du patron d'adressage, recevant le code d'identification du conducteur en cours de connexion sur l'organe de regroupement et activant l'organe d'activation correspondant du patron d'adressage ;
- un élément mobile portant, d'une part, un capteur sensible auxdits organes d'activation du patron d'adressage et, d'autre part, ledit organe de regroupement
- des moyens de déplacement pour actionner ledit élément mobile de sorte que ledit capteur explore successivement tous les organes d'activation du patron d'adressage et que simultanément les emplacements de connexion de l'organe de regroupement se présentent successivement devant l'outil de connexion, de façon que, à chaque fois, l'organe d'activation exploré par le capteur et l'emplacement de connexion en regard de l'outil soient ceux qui se correspondent ; et
- des moyens de commande dudit outil de connexion actionnés directement ou indirectement par ledit capteur.
[0007] Ainsi, le code du conducteur électrique à brancher étant transmis aux moyens de commande des organes d'activation individuels du patron d'adressage, ces moyens activent celui desdits organes d'activation dont la position, dans le patron d'adressage, correspond à la position, dans l'organe de regroupement, de l'emplacement de connexion auquel doit être adressé ledit conducteur. Au cours de son exploration successive des organes d'activation individuels du patron d'adressage, le capteur passe sans s'arrêter les organes d'activation non activés, mais s'arrête devant celui desdits organes d'activation qui est activé.
[0008] A ce moment, l'outil de connexion et l'extrémité du conducteur électrique à brancher se trouvent en regard de l'emplacement de connexion adéquat pour les connexions. Les moyens de commande de l'outil de connexion reçoivent alors, soit directement dudit capteur, soit d'un détecteur d'arrêt du mouvement du capteur, les ordres nécessaires à la connexion du conducteur audit emplacement.
[0009] On remarquera que le dispositif selon l'invention, de par sa structure, se prête particulièrement bien à être piloté par un processeur auquel on indique les codes d'identification des conducteurs, des codes d'identification des emplacements de connexion de l'organe de regroupement et la table de correspondance entre les codes des conducteurs et les codes des emplacements de connexion.
[0010] Dans un mode de réalisation particulièrement simple et avantageux, la pluralité des emplacements de connexion et la pluralité des organes d'activation du patron d'adressage sont disposées en lignes et en colonnes formant des réseaux rectangulaires ou carrés identiques, l'organe de regroupement et le patron d'adressage sont parallèles l'un à l'autre, l'élément mobile est un chariot mobile en coulissement parallèlement auxdites lignes et auxdites colonnes desdits réseaux et le capteur et l'organe de regroupement sont opposés l'un à l'autre sur ledit chariot.
[0011] Ainsi, pour le déplacement dudit chariot, on peut prévoir deux jeux de glissières orthogonaux, dont l'un est mobile par rapport à l'autre sous l'action d'un premier moteur, alors que ledit chariot est monté coulissant sur le jeu des glissières mobiles sous l'action d'un second moteur.
[0012] Chaque organe d'activation du patron d'adressage peut être un point lumineux, par exemple l'extrémité d'un faisceau de fibres optiques, une diode électroluminescente, une trace magnétique, un plot de contact électrique, un bossage saillant, etc... et en fonction de la nature desdits organes d'activation, ledit capteur peut être un capteur photoélectrique , une tête de lecture magnétique, un frotteur, un palpeur, etc...
[0013] De préférence, l'outil de connexion, disposé à poste fixe, est monté mobile entre une première position, correspondant à sa position de départ et de retour pour l'opération de connexion qu'il est chargé d'effectuer, et une seconde position, correspondant à la prise en charge d'un conducteur à connecter. Avantageusement, ladite première position est définie par un appui fixe contre lequel ledit outil de connexion vient en butée.
[0014] Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une vue de profil, partiellement en coupe, de la machine de connexion automatique de conducteurs conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe partielle d'un connecteur connu, pouvant être câblé par la machine conforme à l'invention.
La figure 3 représente, en perspective partielle, le détail de la phase d'enfichage du conducteur.
La figure 4 illustre schématiquement la face avant du patron d'adressage et son mode d'exploration.
La figure 5 est une vue schématique montrant l'ensemble des circuits de commande mis en oeuvre dans la machine conforme à l'invention.
[0015] La machine conforme à l'invention et représentée schématiquement sur la figure 1, comporte un bâti fixe 1 et une partie mobile 2 susceptible de se déplacer par rapport audit bâti fixe.
[0016] Dans la forme de réalisation représentée, le bâti fixe 1 comporte deux flasques 3 et 4 en regard l'un de l'autre, portant des glissières 5, 6, 7 et 9 et une partie de pivotement 9, décrite plus en détail ci-après.
[0017] Sur l'ensemble fixe 1, est fixé de plus un patron d'adressage 10 et un moteur 11 destiné à assurer le déplacement de la partie mobile 2 selon l'axe des X.
[0018] La partie de pivotement 9 comporte une première partie pivotante 12, sur laquelle est articulée une deuxième partie mobile 13. La partie mobile 13 est assujettie à un déplacement angulaire dont le rôle sera exposé ci-après, sous l'action d'un vérin 14 à double effet pourvu de deux arrivées 15 (à pousser) et 16 (à tirer) de fluide sous pression.
[0019] La partie 13 supporte un deuxième vérin 17 également à double effet et pourvu des arrivées 18 (à pousser) et 19 (à tirer) de fluide sous pression : le vérin 17 est destiné à l'enfichage de broches solidarisées des extrémités de conducteurs et sa tige porte un outil 44, destiné à cet effet. Les vérins 14 et 17 peuvent être de type pneumatique.
[0020] La partie mobile 2 comporte deux guides 20, 21 coulissant sur les glissières 5, 6, 7 et 8, parallèles à l'axe X et assujettis entre eux par une série d'autres guides 22-23 et 24-25, parallèles à l'axe des Y et sur lesquels peut coulisser un plateau 26 portant d'un côté un capteur 27 et de l'autre côté un support 28.
[0021] Le plateau 26 est mft le long des glissières 22 à 25 par un moteur 30 actionnant une vis 29 se vissant dans un écrou 29a solidaire du plateau 26.
[0022] On voit de la sorte que les mouvements selon les axes X et Y du plateau 26 sont assurés par les jeux de glissières 5 à 8 et 22 à 25 et par les moteurs 11 et 30 alimentés par les liaisons lla et 30a, respectivement.
[0023] Sur la figure 2, on a représenté, en coupe schématique, un connecteur, de type connu, pourvu de broches mâles et de broches femelles et pouvant être câblé par une machine conforme à l'invention.
[0024] Chaque broche mâle 32 ou femelle 33 du connecteur est sertie à l'extrémité d'un câble dénudé 34 ou 35 par l'intermédiaire d'un manchon de sertissage 36 ou 37 et ces broches sont encliquetées dans des logements 31 prévus dans les corps de la partie mâle 38 et de la partie femelle 39 du connecteur complet.
[0025] Des zones d'étanchéité 40 ou 41 complètent le connecteur, et on prévoit un système de verrouillage de broche 42 ou 43 qui assure la fixation de chaque broche en évitant son extraction accidentelle.
[0026] La figure 3 illustre le fonctionnement de la machine conforme à l'invention au câblage de la partie femelle 39 du connecteur maintenue solidaire du plateau 26 par le support 28, de toute façon connue.
[0027] L'enfichage de chaque conducteur 35, pourvu de sa broche 33 et de son système de verrouillage 42, dans le logement 31 correspondant, s'effectue à l'aide de l'outil d'enfichage 44, disposé sur la partie mobile du vérin 17.
[0028] Comme cela ressort de la disposition des éléments représentés sur la figure 1, l'outil d'enfichage 44 va se trouver, pour chaque mise en place de chacune des broches 33, en regard d'un logement 31 dûment repéré sur le patron d'adressage 10.
[0029] Celui-ci est constitué, dans l'exemple représenté, d'une pluralité de points lumineux 10a répartis selon une disposition en réseau d'axes X et Y, identique à celle des logements 31 dans la partie de connecteur 39 et sélectivement allumés par un sélecteur d'adressage 49 (non représenté) par l'intermédiaire de faisceaux de fibres optiques 47.
[0030] On explore toute la zone dudit patron d'adressage 10 par balayage successif des lignes de points lumineux 10a , dans le but de rencontrer chaque point d'intersection activé du réseau, apte à déclencher le mouvement de mise en place de la broche correspondante.
[0031] Ainsi, selon les figures 1 et 4, le capteur 27 (photoélectrique dans l'exemple) explore successivement chaque ligne de points lumineux 10a par va et vient du plateau 26 entre deux interrupteurs de fin de course 45 et 46 produisant, de manière connue, le décalage d'une ligne pour explorer dans le sens inverse la ligne suivante.
[0033] A chaque point d'allumage 10a rencontré par le capteur 27 dans son balayage, correspond une position possible d'immobilisation de l'outil 44 en regard d'un logement 31 pour une broche 33.
[0034] Lorsque le capteur 27 passe devant un point 10a non allumé, le plateau 26 continue son exploration sans s'arrêter. En revanche, lorsque le capteur 27 atteint un point 10a allumé, le plateau 26 s'arrête.
[0035] La broche correspondante 33 fixée à son conducteur 35 et disposée sur ledit outil 44 va alors selon un mouvement d'axe z produit par le vérin 17, venir s'encliqueter correctement dans son logement 31 correspondant de la prise 39.
[0036] Ceci est obtenu par le fait d'un bloc de commande séquentiel 50 fournissant les ordres aux moteurs 11 et 30 par les conducteurs lla et 30a, ainsi qu'aux vérins 14 et 17 par les électrovannes 51, 52 et 53, 54 alimentant les arrivées d'air comprimé 15, 16 et 18,19. Ce bloc 50 reçoit également les ordres de fin de course pour le balayage à partir des interrupteurs de fin de course de lignes 45, 46 et d'interrupteurs de fin de course de colonnes 57 et 58 et son alimentation est assurée en 55 à travers un interrupteur 56.
[0037] Dans l'exemple représenté sur les figures 4 et 5, seul le point 10a de coordonnées X10, Y6 est allumé. La tête de lecture 27 (dont le point de repos est situé en A) effectue successivement l'exploration des lignes jusqu'à rencontrer le point allumé 10a de coordonnées X10, Y6, ce qui provoque l'immobilisation de l'outil d'enfichage 44 en regard du logement 31 ayant la position correspondante sur la prise 39 et le déclenchement de la séquence d'enfichage proprement dite par le bloc de commande séquentielle 50.
[0038] Il doit être noté, en se reportant à la figure 1, que la position en relevage (représentée en trait mixte) du vérin 17 est mise à profit pour effectuer automatiquement la mise en place de la broche 33 munie de son conducteur 35 sur l'outil d'enfichage 44 (un tel dispositif ne sera toutefois pas présentement plus explicitement décrit).
[0039] Cette position de relevage est réalisée par l'action du vérin 14. Une mise en butée positive par coopération de l'outil 44 avec un pylône 59 est assurée avant la phase d'enfichage.
[0040] Toutes ces séquences sont assurées par ailleurs par le bloc de commande séquentielle 50 qui est programmé pour ce faire.
[0041] Ainsi, l'invention permet la réalisation d'une machine de connexion automatique de conducteurs résolvant simplement tous les problèmes rencontrés antérieurement dans ce genre d'activé.
[0042] Cette machine de connexion automatique de conducteurs comporte donc :
- un bâti fixai portant le patron d'adressage 10, le moteur 11 et la partie de pivotement 9 ;
- une partie mobile 2 assurant les déplacements orthogonaux en X et Y du plateau 26 portant, d'une part le capteur 27 en regard du patron d'adressage 10 et d'autre part un support 28 lié audit plateau 26 et destiné à fixer la prise 38 (ou 39) audit plateau 26 ;
- un moyen de déplacement linéaire alternatif 17 lié à un élément 13 de la partie de pivotement 9 et portant l'outil d'enfichage 44 recevant une broche mâle 32 (ou femelle 33) sertie par un manchon 36-37 à l'extrémité du conducteur à connecter 35 ;
- un moyen de pivotement 14 de l'élément pivotant 13 ;
- des moyens 5,6,7,8,11 pour assurer les déplacements de la partie mobile 2 ;
- un bloc de commande séquentielle 50 pour fournir les ordres aux moyens de déplacement, ainsi que de détection pour l'immobilisation spatiale de la partie mobile 2
- des moyens d'interruption de fin de course et de décalage de lignes 45, 46, 57, 58 permettant l'exploration séquentielle du patron d'adressage 10 par le détecteur 27 ;
- ces bâtis, parties mobiles, moyens et bloc de commande séquentielle étant agencés de telle sorte que soit assurée la séquence complète de connexion à savoir : le déplacement selon l'axe des X et des Y de chaque prise 38-39 en regard du patron d'adressage 10, puis l'immobilisation de ladite prise en correspondance avec ledit point caractéristique 10a allumé, le pivotement de l'outil d'enfichage 44 en position d'enfichage de la broche 32-33 fixée sur le conducteur à brancher 35 selon l'axe des Z orthogonal aux axes X et Y et éventuellement le contrôle de la sécurité d'enfichage en position de réception d'un nouveau câble à enficher conjointement avec la recherche par balayage séquentiel de rencontre des points caractéristiques.
[0043] La machine selon l'invention est simple à mettre en oeuvre, l'adaptation d'un patron d'adressage 10 en fonction de la carte de connexion d'une prise 38 ou 39 déterminée est immédiate et peut également être programmés (film se déroulant par exemple où n'apparaissent lumineux que les points caractéristiques), le contrôle de la non - extraction accidentelle des broches peut être résolu aisément à travers le bloc de commande séquentielle également programmé, les commandes sont simples de type soit électromécanique, soit pneumatique et enfin la séquence complète peut être entièrement automatisée par alimentation automatique des prises et des câbles sur l'outil d'enfichage des broches.
caractérisé en ce qu'il comprend
- un patron d'adressage 10, disposé à poste fixe et comportant une pluralité d'organes d'activation 10a, commandables individuellement et répartis selon une disposition semblable à celle desdits emplacements de connexion 31 de l'organe de regroupement 39, de façon que chacun desdits organes d'activation 10a corresponde à un emplacement de connexion 31 et à un seul ;
- des moyens de commande 47,49 des organes d'activation individuels 10a du patron d'adressage 10, recevant le code d'identification du conducteur en cours de connexion sur l'organe de regroupement et activant l'organe d'activation correspondant du patron d'adressage ;
- un élément mobile 26 portant, d'une part, un capteur 27 sensible auxdits organes d'activation 10a du patron d'adressage 10 et, d'autre part, ledit organe de regroupement 39 ;
- des moyens de déplacements 5 à 8, 11, 30 pour actionner ledit élément mobile 26 de sorte que ledit capteur 27 explore successivement tous les organes d'activation du patron d'adressage et que simultanément les emplacements de connexion de l'organe de regroupement se présentent successivement devant ledit outil de connexion, de façon que, à chaque fois,l'organe d'activation exploré par le capteur et l'emplacement de connexion en regard de l'outil soient ceux qui se correspondent ; et
- des moyens de commande 17 dudit outil de connexion 44 actionnés directement ou indirectement par ledit capteur 27 .
caractérisé en ce que la pluralité des emplacements de connexion 31 et la pluralité des organes d'activation 10a du patron d'adressage 10 sont disposées en lignes et colonnes formant des réseaux rectangulaires ou carrés identiques, en ce que l'organe de regroupement 39 et le patron d'adressage 10 sont parallèles l'un à l'autre, en ce que l'élément mobile 26 est un chariot mobile en coulissement parallèlement auxdites lignes et auxdites colonnes desdits réseaux et en ce que le capteur 27 et l'organe de regroupement 39 sont opposés l'un de l'autre sur ledit chariot.
caractérisé en ce qu'il comporte deux jeux de glissières orthogonaux 5 à 8 et 22 à 25, dont l'un 22 à 25 est mobile par rapport à l'autre 5 à 8 sous l'action d'un premier moteur 11, tandis que ledit chariot 26 est monté coulissant sur le jeux des glissières mobiles 22 à 25 sous l'action d'un second moteur 30.
caractérisé en ce que lesdits organes d'activation 10a du patron d'adressage 10 sont lumineux, magnétiques, électriques et/ou mécaniques.
caractérisé en ce que l'outil de connexion 44, disposé à poste fixe, est monté mobile'entre une première position, correspondant à sa position de départ et de retour pour l'opération de connexion, et une seconde position, correspondant à la prise en charge d'un conducteur 35 à connecter.
caractérisé en ce que ladite première position est définie par un appui fixe 59, contre lequel ledit outil de connexion 44 vient en butée.
caractérisé en ce que lesdits organes d'activation 10a du patron d'adressage 10 sont constitués par les sections d'extrémité de faisceaux de fibres optiques et en ce que le capteur 27 est du type photoélectrique.