Brevet FR2542934A1 — publié le 19840921

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. Le problème soulevé par la connexion automatique de conduc- teurs 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. 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. On connaît 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. 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. 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 spéci- fique choisi parmi ladite pluralité, le dispositif compor- tant 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 individuel- lement et répartis selon une disposition semblable à celle desdits emplacements de connexion de l'organe de regrou- pement, 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 regrou- pement 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'acti- vation 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. 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. A ce moment, l'outil de connexion et l'extrémité du conduc- teur électrique à brancher se trouvent en regard de l'empla- cement 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. 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'identifi- cation des conducteurs, des codes d'identification des emplacements de connexion de l'organe de regroupement et la table de correspondance entre les codes des conduc- teurs et les codes des emplacements de connexion. 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. 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. 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 or- ganes d'activation, ledit capteur peut être un capteur photoélectrique, une tête de lecture magnétique, un frotteur, un palpeur, etc De préférence, l'outil de connexion, disposé à poste fixe, est monté mobile entre une première position, cor- respondant 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. 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. La machine conforme à l'invention et représentée schémati- quement sur la figure 1, comporte un bâti fixe 1 et une partie mobile 2 susceptible de se déplacer par rapport audit bâti fixe. 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 pivo- tement 9, décrite plus en détail ci-après. Sur l'ensemble fixe 1, est fixé de plus un patron d'adres- sage 10 et un moteur 11 destiné à assurer le déplacement de la partie mobile 2 selon l'axe des X. 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. 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 extré- mités de conducteurs et sa tige porte un outil 44, destiné à cet effet Les vérins 14 et 17 peuvent être de type pneumatique. 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. Le plateau 26 est mû le long des glissières 22 à 25 par un moteur 30 actionnant une vis 29 se vissant dans un écrou 29 asolidaire du plateau 26. On voit de la sorte que les mouvements selon les axes X et Y du plateau 26 sont assurés par les jeux de glissières à 8 et 22 à 25 et par les moteurs Il et 30 alimentés par les liaisons lla et 30 a, respectivement. Sur la figure 2, on a représenté, en coupe schématique, un connecteur, de type connu, pourvu de broches males et de broches femelles et pouvant être câblé par une machine conforme à l'invention. 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. 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. 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. 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. Comme cela ressort de la disposition des éléments représen- tés 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 dément repéré sur le patron d'adres- sage 10. Celui-ci est constitué, dans l'exemple représenté, d'une pluralité de points lumineux i Qa 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. On explore toute la zone dudit patron d'adressage 10 par balayage successif des lignes de points lumineux 10 a, 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. Ainsi, selon les figures 1 et 4, le capteur 27 (photo- électrique dans l'exemple) explore successivement chaque ligne de points lumineux l Oa 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. Le schéma de la figure 5 permet de comprendre le cycle complet de l'opération. A chaque point d'allumage l Oa 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. Lorsque le capteur 27 passe devant un point l Oa non allumé, le plateau 26 continue son exploration sans s'arrêter En revanche, lorsque le capteur 27 atteint un point l Oa allumé, le plateau 26 s'arrête. La broche correspondante 33 fixée à son conducteur 35 et disposée sur ledit outil 44 va alors selon un mouvement d'axezproduit par le vérin 17, venir s'encliqueter correctement dans son logement 31 correspondant de la prise 39. Ceci est obtenu par le fait d'un bloc de commande séquen- tiel 50 fournissant les ordres aux moteurs Il et 30 par les conducteurs lla et 30 a, ainsi qu'aux vérins 14 et 17 par les électrovannes 51, 52 et 53, 54 alimentant les arri- vées 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 inter- rupteur 56. Dans l'exemple représenté sur les figures 4 et 5, seul le point l Oa de coordonnées X 10, Y 6 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 i Qa de coordonnées X 10, Y 6, 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. 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 sur l'outil d'enfichage 44 (un tel dispositif ne sera toutefois pas présentement plus explicitement décrit). 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 pylone 59 est assurée avant la phase d'enfichage. Toutes ces séquences sont assurées par ailleurs par le bloc de commande séquentielle 50 qui est programmé pour ce faire. Ainsi, l'invention permet la réalisation d'une machine de connexion automatique de conducteurs résolvant sim- plement tous les problèmes rencontrés antérieurement dans ce genre d'activé. Cette machine de connexion automatique de conducteurs comporte donc -un bâti fixe 1 portant le patron d'adressage 10, le moteur 11 et la partie de pivotement 9; une partie mobile 2 assurant les déplacements ortho- gonaux 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 déca- lage 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 l Oa 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. La machine selon l'invention est simple à mettre en oeuvre, l'adaptation d'un patron d'adressage 10 en fonc- tion de la carte de connexion d'une prise 38 ou 39 déterminée est immédiate et peut également être programme (film se déroulant par exemple o 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. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour la connexion automatique de nombreux conducteurs électriques 35 sur un organe de regroupement 39 comportant une pluralité d'emplacements de connexion 31 pour les extrémités desdits conducteurs, lesdits emplacements de connexion 31 étant répartis selon une disposition régulière et chacun desdits conducteurs 35 étant affecté d'un code d'identification et devant être connecté à un emplacement de connexion 31 spécifique choisi parmi ladite pluralité, le dispositif comportant un outil 44 pour connecter une à une lesdites extrémités desdits conducteurs 35 auxdits emplacements de connexion spécifiques 31, caractérisé en ce qu'il comprend un patron d'adressage 10, disposé à poste fixe et comportant une pluralité d'organes d'activation lia, 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 i Qa corresponde à un emplacement de connexion 31 et à un seul; des moyens de commande 47,49 des organes d'activation individuels l Oa *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 l Oa du patron d'adressage 10 et, d'autre part, ledit organe de regrou- pement 39; 13 2542934 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 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pluralité des emplacements de connexion 31 et la pluralité des organes d'activation l Oa 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. 3 Dispositif selon la revendication 2, 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. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits organes d'activation i Qa du patron d'adressage 10 sont lumineux, magnétiques, électriques et/ou mécaniques. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 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. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite première position est définie par un appui fixe 59, contre lequel ledit outil de connexion 44 vient en butée. 7 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits organes d'activation i Qa 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. 8 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'outil de connexion 44 est actionné pneumatiquement.