WO2010057769A1 - Vorrichtung zur automatisierten montage von anreihbaren geräten auf einer montagebasis - Google Patents

Vorrichtung zur automatisierten montage von anreihbaren geräten auf einer montagebasis Download PDF

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Armin Herzog
Genadi Neumann
Jörg Diekmann
Marco Waldhoff
Michael Gockel
Lars HÜSEMANN
Peter Meyer
Walter Althaus
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Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
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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
    • H01R43/26—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for engaging or disengaging the two parts of a coupling device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/04—Mounting thereon of switches or of other devices in general, the switch or device having, or being without, casing
    • H02B1/052—Mounting on rails
    • H02B1/0523—Mounting on rails locked into position by a sliding member

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the automated assembly of attachable devices, in particular terminal blocks, on a mounting base, in particular on a mounting rail.
  • FIGS. 2a, b, 3, 4 are perspective views of further gripper sections and corresponding terminal blocks
  • Fig. 5 is another perspective view of the arrangement of Fig. 5;
  • FIG. 1 shows a terminal 1 with a housing 2 made of insulating material, which is provided with a mounting base 3 for mounting, in particular for snapping, on a mounting base, in particular a hat-shaped support rail (not shown here) and the connections (of which only conductor insertion 12 to be recognized) for connecting electrical and / or optical conductors.
  • terminal block is not too narrow. On the one hand, it can be a pure feed-through terminal, but it can also be an electrical device having an electronic circuit. Essential is the alignability of the housings directly next to each other on a mounting base, e.g. on a DIN rail, as used to configure control cabinets. In any case, a part of the attachable housing has one or more of the conductor terminals.
  • the terminal block 1 is designed to be gripped by means of a movable gripper 4 or gripper 4 and placed and latched on the mounting rail.
  • the gripper 4 is designed according to a preferred embodiment as a gripper tongs and preferably forms part of a mounting robot, which is designed to the gripper 4 in space to move to grab the terminal blocks 1 successively and put on the mounting base.
  • the terminal blocks 1 are snapped onto the mounting rail "from above” during assembly with the gripper 4.
  • the gripper tongs 4 preferably have - but not necessarily - two gripping jaws 5, 6 movable relative to one another.
  • the gripper 4 and the terminal 1, in particular their housing 2 are provided with corresponding receiving and mounting contours 7 which cooperate positively and / or non-positively To provide 8, which can be configured in various ways.
  • the corresponding receiving contours 7, 8 are formed as sixteen ⁇ or nestable projections 7 on the gripper 4 and the housing 2 and as recesses 8 in the housing 2 of the terminal block 1 and in the gripper 4.
  • Fig. Ia discloses a variant in which the corresponding, positively and / or non-positively cooperating receiving and mounting contours 7, 8 are formed as pins 7 on the gripping jaws 5, 6 and as blind holes 8 in the housing 2 of the terminal 1.
  • the pins 7 are formed according to the variant of Fig. Ia on the mutually facing inner sides of the gripper jaws 5, 6 and the recesses 8 on opposite outer side of the housing, so that this terminal 1 by a movement to move the gripper jaws 5, 6 of can be gripped outside to put them on the mounting rail.
  • the number and geometry of the jumps and recesses 7, 8 can be varied almost arbitrarily. In particular, they may have a corresponding tapered geometry.
  • Fig. I a two cylindrical cross-section pin 7 and recesses 8 are provided.
  • FIG. 1c shows a variant with only one trapezoidal pin 7 on the two gripper jaws 5, 6 and one corresponding blind hole 8 of a trapezoidal configuration in the housing 2 of the terminal block 1.
  • the holes or grooves 8 may also be formed on the gripper 4 and the pins 7 on the housing 2 of the terminal block 1 (Fig. Ib).
  • FIG. 2a shows a variant in which the gripper 4 and the terminal block 1 again have corresponding pins 7 and bores 8, but these are designed such that the gripper 4 engages the terminal block 1 quasi in the "arrangement direction".
  • Fig. 2b shows a variant in which the gripper and the terminal have corresponding pins 7 and 8 holes, but these are designed such that the gripper 4, the terminal 1 from above -. from the side facing away from the locking foot - preferably slightly clamped attacks.
  • Fig. 3 shows an arrangement of gripper 4 and terminal 1, whose function corresponds to that of Fig. Ib.
  • Fig. 4 corresponds to the Fig. Ic functionally, in which case the recess 8, the housing 2 of the terminal block in the mounting direction in the manner of grooves on the opposite sides of the terminal block 1 can completely enforce.
  • contours 10, 11 form on the housings 2 and on the rail-like magazines 9, where the housing 2 are guided in the magazines 9 slidably.
  • contours 10, 11 may e.g. schwalbenschanzartige grooves and webs on the terminal blocks 1 and the magazines 9 be.
  • the terminal blocks both the receiving and mounting contours 7, 8 for the gripper 4 of the assembly robot and the contours 10, 11 for insertion into the rail-like magazine 9.
  • terminal block in the sense of the present application also end plates, end brackets and / or other housing - including electronics housing - are to be understood, which are to be mounted on the mounting rail.

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur automatisierten Montage von anreihbaren Geräten, insbesondere Reihenklemmen (1), auf einer Montagesbasis, insbesondere auf einer Tragschiene, mit einem Montageroboter, der einen beweglichen Greifer (4) zum Greifen von jeweils wenigstens einem der anreihbaren Geräte aufweist, wobei der Greifer (4) und das gerät, insbesondere die Reihenklemme (1), mit korrespondierenden form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkenden Aufnahme- und Montagekonturen (7, 8) versehen sind.

Description

Vorrichtung zur automatisierten Montage von anreihbaren Geräten auf einer Montagebasis
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Montage von anreihbaren Geräten, insbesondere Reihenklemmen, auf einer Montagebasis, insbesondere auf einer Tragschiene.
Um neben der Handmontage von anreihbaren Geräten auch eine automatisierte der- artige Geräte mit Hilfe von Montagerobotern vorzunehmen, bedarf es einer Weiterentwicklung sowohl der elektrischen Geräte an sich als auch der Montagewerkzeuge.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Ver- fahren und die gattungsgemäße Vorrichtung weiterzuentwickeln.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entneh- men.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. la- c perspektivische Darstellungen verschiedener Greiferabschnitte und korrespondierender Reihenklemmen;
Fig. 2a,b, 3, 4 perspektivische Darstellungen weiterer Greiferabschnitte und korrespondierender Reihenklemmen;
Fig. 4, 5 mehrere Reihenklemmen vor und nach dem Einsetzen in ein Auf- nahmemagazin;
Fig. 5 eine weitere perspektivische Ansicht der Anordnung aus Fig. 5; und
Fig. 6 verschiedene Reihenklemmenanordnungen. Fig. 1 zeigt eine Reihenklemme 1 mit einem Gehäuse 2 aus Isolierstoff , welches mit einem Montagefuß 3 zur Montage, insbesondere zum Aufrasten, auf eine Montagebasis, insbesondere eine hutförmige Tragschiene (hier nicht dargestellt) versehen ist und das Anschlüsse (von denen hier nur Leitereinführöffnungen 12 zu er- kennen sind) zum Anschluss elektrischer und/oder optischer Leiter aufweist.
Der Begriff der Reihenklemme ist nicht zu eng zu fassen. Es kann sich einerseits um eine reine Durchgangsklemme handeln, aber auch um ein eine Elektronikschaltung aufweisendes elektrisches Gerät. Wesentlich ist die Anreihbarkeit der Gehäuse direkt nebeneinander auf einer Montagebasis, z.B. auf einer Tragschiene, wie sie zur Konfiguration von Schaltschränken verwendet wird. Jedenfalls ein Teil der anreihbaren Gehäuse weist dabei einen oder mehrere der Leiteranschlüsse auf.
Die Reihenklemme 1 ist dazu ausgelegt, mittels eines beweglichen ein- oder mehr- teiligen Greifers 4 gegriffen und auf die Tragschiene aufgesetzt und -gerastet zu werden.
Der Greifer 4 ist nach einer bevorzugten Ausführung als Greiferzange ausgebildet und bildet vorzugsweise einen Bestandteil eines Montageroboters, der dazu ausge- legt ist, den Greifer 4 im Raum zu beweglich, um die Reihenklemmen 1 nacheinander zu greifen und auf die Montagebasis aufzusetzen.
Vorzugsweise werden die Reihenklemmen 1 bei der Montage mit dem Greifer 4 „von oben" auf die Tragschiene aufgerastet.
Die Greiferzange 4 weist vorzugsweise - aber nicht zwingend - zwei relativ zueinander bewegliche Greifbacken 5, 6 auf.
Um mit dem Greifer 4 anreihbare Bausteine, insbesondere Reihenklemmen, ver- schiedenster Ausgestaltung greifen zu können, ist vorgesehen, den Greifer 4 und die Reihenklemme 1, insbesondere deren Gehäuse 2, mit korrespondierenden, form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkenden Aufnahme- und Montagekonturen 7, 8 zu versehen, die in verschiedenster Art und Weise ausgestaltet sein können. Besonders bevorzugt werden die korrespondierenden Aufnahmekonturen 7, 8 als zusammen- bzw. ineinandersteckbare Vorsprünge 7 an dem Greifer 4 bzw. den Gehäuse 2 und als Ausnehmungen 8 in dem Gehäuse 2 der Reihenklemme 1 bzw. in dem Greifer 4 ausgebildet.
Es bietet sich an, die Vorsprünge als Zapfen 7 und die Ausnehmungen als korrespondierende Durchgangslöcher, Sacklöcher oder Nuten 8 auszubilden, derart, dass die Zapfen 7 und die Durchgangslöcher, Sacklöcher oder Nuten 8 miteinander in Eingriff bringbar sind.
Fig. Ia offenbart eine Variante, bei welcher die korrespondierenden, form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkenden Aufnahme- und Montagekonturen 7, 8 als Zapfen 7 an den Greifbacken 5, 6 und als Sacklöcher 8 in dem Gehäuse 2 der Reihenklemme 1 ausgebildet sind.
Die Zapfen 7 sind nach der Variante der Fig. Ia an den aufeinander zu gerichteten Innenseiten der Greiferbacken 5, 6 und die Ausnehmungen 8 an voneinander abgewandten Außenseite der Gehäuse ausgebildet, so dass diese Reihenklemme 1 durch ein Aufeinander zu Bewegen der Greiferbacken 5, 6 von außen gegriffen werden kann, um sie auf die Tragschiene aufzusetzen.
Die Anzahl und Geometrie der Vor Sprünge und Ausnehmungen 7, 8 ist nahezu beliebig variierbar. Insbesondere können sie eine korrespondierende sich verjüngende Geometrie aufweisen.
Nach Fig. Ia sind zwei im Querschnitt zylindrische Zapfen 7 und Ausnehmungen 8 vorgesehen.
Fig. Ic zeigt dagegen eine Variante mit nur jeweils einem trapezförmigen Zapfen 7 an den beiden Greiferbacken 5, 6 und jeweils einem korrespondierenden Sackloch 8 trapezförmiger Ausgestaltung im Gehäuse 2 der Reihenklemme 1. Alternativ können die Löcher oder Nuten 8 auch an dem Greifer 4 und die Zapfen 7 am Gehäuse 2 der Reihenklemme 1 ausgebildet sein (Fig. Ib).
Fig. 2a zeigt eine Variante, bei welcher der Greifer 4 und die Reihenklemme 1 wie- derum korrespondierende Zapfen 7 und Bohrungen 8 aufweisen, wobei diese aber derart ausgestaltet sind, dass der Greifer 4 die Reihenklemme 1 quasi in „Anreihrichtung" greift.
Auch Fig. 2b zeigt eine Variante, bei welcher der Greifer und die Reihenklemme korrespondierende Zapfen 7 und Bohrungen 8 aufweisen, wobei diese aber derart ausgestaltet sind, dass der Greifer 4 die Reihenklemme 1 von oben - d.h. von der von dem Rastfuß abgewandten Seite her - vorzugsweise leicht klemmend greift.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung aus Greifer 4 und Reihenklemme 1, deren Funktion der der Fig. Ib entspricht.
Analoges gilt für Fig. 4, die der Fig. Ic funktional entspricht, wobei hier die Ausnehmung 8 das Gehäuse 2 der Reihenklemme in Anreihrichtung nach Art von Nuten an den voneinander abgewandten Seiten der Reihenklemme 1 vollständig durch- setzen kann.
Nach einer Variante der Erfindung ist es vorteilhaft, die Reihenklemmen 1 vor der Montage in Magazinen 9 zusammenzustellen, aus welchen sie der Greifer 4 des Montageroboters entnehmen kann.
Es ist ferner vorteilhaft, auch zur Lagerung der Reihenklemmen 1 in den Magazinen 9 korrespondierende Konturen 10, 11 an den Gehäusen 2 und an den schienenartigen Magazinen 9 auszubilden, an denen die Gehäuse 2 in den Magazinen 9 verschieblich geführt sind. Diese Konturen 10, 11 können z.B. schwalbenschanzartige Nuten und Stege an den Reihenklemmen 1 bzw. den Magazinen 9 sein.
Um auch Reihenklemmen 1 verschiedener Breite senkrecht bzw. beidseits der Tragschiene mit Magazinen 9 verarbeiten zu können, empfiehlt es sich, diese wiederum in Magazinen verschiedener Breite zusammenzustellen. Vorteilhaft wird hierzu die Anzahl an verschiedenen Baubreiten senkrecht zur Trag schiene auf nur wenige Baubreiten, z.B. auf drei verschiedene Baubreiten, beschränkt (Fig. 7).
Nach einer besonders bevorzugten Variante weisen die Reihenklemmen sowohl die Aufnahme- und Montagekonturen 7, 8 für die Greifer 4 des Montageroboters als auch die Konturen 10, 11 zum Einschieben in das schienenartige Magazin 9 auf.
Es sei noch darauf verwiesen, dass unter den Begriff der „Reihenklemme" im Sinne der vorliegenden Anmeldung auch Abschlussplatten, Endwinkel und/oder sonstige Gehäuse - so auch Elektronikgehäuse - zu verstehen sind, die auf der Tragschiene zu montieren sind.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur automatisierten Montage von anreihbaren Geräten, insbesondere Reihenklemmen (1), auf einer Montagesbasis, insbesondere auf ei- ner Tragschiene, mit einem Montageroboter, der einen beweglichen Greifer
(4) zum Greifen von jeweils wenigstens einem der anreihbaren Geräte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (4) und das gerät, insbesondere die Reihenklemme (1), mit korrespondierenden form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkenden Aufnahme- und Montagekonturen (7, 8) ver- sehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (84) zangenartig ausgestaltet ist und zwei relativ zueinander bewegliche Greifbacken (5, 6) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierenden Aufnahme- und Montagekonturen (7, 8) als zusammen- bzw. ineinandersteckbare
Vorsprünge (7) an dem Greifer (4) oder den zu montierenden Reihen- klemmen, und als Ausnehmungen (8) in den zu montierenden Reihenklemmen (2) oder in dem Greifer (4) ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als Zapfen (7) und die Ausnehmungen als korrespondierende Durchgangslöcher, Sacklöcher oder Nuten (8) ausgebildet sind, derart, dass die Zapfen (7) und die Durchgangslöcher, Sacklöcher oder Nuten (8) miteinander in Eingriff bringbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierenden, form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkenden Aufnahme- und Montagekonturen (7, 8) als Zapfen (7) an den Greifbacken (5, 6) oder den Gehäusen (2) Reihenklemmen (1) und als Sacklöcher (8) in den Gehäusen (2) der Reihenklemme (1) oder in den Greifbacken (5, 6) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen (7) an den aufeinander zu gerichteten Innenseiten der Greiferbacken (5, 6) und die Ausnehmungen an den voneinander abgewandten Außenseiten der anreihbaren Gehäuse (2) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen (7) und die korrespondierenden Löcher (8) derart ausgestaltet sind, dass der Greifer (4) die Reihenklemmen (1) in der Anreihrichtung der Gehäuse (2) greift.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen (7) und die korrespondierenden Löcher (8) derart ausgestaltet sind, dass der Greifer (4) die Gehäuse (2) der Reihenklemmen (1) von der von der Tragschiene abgewandten Seite her greift.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anreihbaren Gehäuse in Magazinen (9) zusammengestellt sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass korrespondierende Konturen (10, 11) an den Gehäusen (2) und an den Magazinen (9) ausgebildet sind, an denen die Gehäuse in den Magazinen
(9) verschieblich geführt sind.
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