PT92011A - Processo automatizado para a fabricacao de uma armacao de fios electricos - Google Patents

Description

Descrição referente a patente de invenção de AMP Incorporated,norte-americana, industrial e comercial, estabelecida em 470 Frien-dship Road, Harrisburg, Penney1-vania, Estados Unidos da America (inventores:Kenneth Foster Folk e Francis Eugene Polliard, Residentes nos E.U.A·) para ^PROCESSO AUTOMATIZADO PARA A FABRICACÃC DE UMA ARMAÇÃO DE FIOS ELÉCTRI-CQS*.

DESCRIÇÃO A presente invenção re£ere-se a ura processo automático para a fabricação de uma armação de fios electricos do tipo que possui vários fios individuais, com um conector numa das suas extremidades·

Na patente US 4 628 600 de Gordon et al, publicada em 16·12.1986 estã indicada uma máquina para a fabricação de armações de fios deste tipo. Essa patente e aqui incorporada por referência como se fosse reproduzida textualmente· A máquina de Gordon fornece um fio único, retirado de uma denominada “fonte sem fim", tal como uma bobina de fio, para uma estação de corte para cortar o fio em segmentos. Cada segmento recebe um terminal numa das extremidades que ê aplicada por estampagem, em vez de pelo processo usual, sendo a outra extremidade introduzida numa cavidade num alojamento do conector. Quando estiver preparado o numero desejado de segmentos de fio individuais e introduzidos no alojamento do conector, ejecta-se o conjunto completo e repete-se o processo o número de vezes desejado· as máquinas deste tipo podem fornecer apenas - 1 -

um fio único e não são capazes de escolher um fio de um tipo particular de um certo número de fios disponíveis e fornecer o fio escolhido. O pedido de patente US 107 147/ depositado em 8 de Outubro de 1987 e concedida ao cessionário da presente in* venção, que aqui se incorpora por referência como se fosse reproduzida textualmente, descreve um dispositivo deste género que fornece um fio seleccionado. 0 dispositivo de alimentação acomoda seis ffos diferentes, qualquer deles podendo ser seleccionado e fornecido por um mecanismo transportador de correia, o fio fornecido passa através de uma passagem única dos fios para uma máquina de fabricação da armação de fios elêctricos, para processamento. Quando se cortar um segmento de fio com o comprimento desejado a ponta que fica do lado da fonte do fio é recolhida para o interior da passagem única do fio de modo que um dos outros fios pode depois ser seleccionado e fornecido. Nenhuma destas referências apresenta um processo automático para a fabricação de uma armação de fios elêctricos no qual cada um dos fios da armação ê escolhida automaticamente de um certo número de fios disponíveis. A presente invenção apresenta um tal processo automático. A presente invenção refere-se a um processo automático para a fabricação de uma armação de fios elêctricos, no qual um fio do tipo desejado é soluccionado automaticamente a partir de fios de tipos diferentes disponíveis para ser usados. O fio recebe numa das extremidades terminais apropriados introduzidos na cavidade apropriada de um alojamento do conector escolhido. O processo inclui as fases de escolher um fio dos vários disponíveis e o fornecimento do fio selecciona-do. Completa-se depois o fio fixando no mesmo um terminal/ cortando-se o fio fornecido para formar um segmento com um comprimento pré-determinado e completando-se o segmento do fio com um segundo terminai. Desloca-se então o segundo terminal e a extremidade do fio para uma zona de earga de um conector e introduz-se numa cavidade seleccionada de um alojamento do conector.

Descreve-se agora, a título de exem- — 2 —

pio, a presente invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, uma representação esquemática dos componentes funcionais raais importantes de uma maquina para a fabricação de uma armação de fios elêctrlcos que iius tra o principio da presente invenção, na qual foi preparado um fio seleccionado; A fig· 2, um esquema semelhante ao da fig· 1, que mostra o segmento de fio cortado, com as terminações nas duas extremidades: A fig. 3, um esquema semelhante ao da fig· 1 mostrando um alojamento de um conector com uma extremidade do fio escolhido nele introduzida;

As fig* 4, 5 e 6, esquemas semelhantes aos da fig· 1, 2 e 3, mostrando respectivamente outra forma de realização da presente invenção; e A fig· 7, um esquema de blocos que mostra a função de controlo das maquinas para a fabricação de uma armação de fios das fig· 1 a 4,

Os elementos funcionais mais importantes de uma máquina (10) para a fabricação de uma armação de fios necessários para essa fabricação, de acordo com os princípios da presente invenção, estio ilustrados esquematicamente nas fig· 1, 2 e 3, Na fig, IA estã representada um exemplo de armação de fios (11) feita pelo processo segundo a presente invenção· Um certo numero de segmentos individuais de fio (12), incluindo um segmento individual de fio (14) que é de um tipo diferente, por exemplo com uma cor, um calibre ou um isolamento diferentes dos dos fios (12|, estã inserido nas cavidades (16) do alojamento de um conector (18) . Cada um dos segmentos individuais de fio (12) e (14) têm um terminal seleccionado (20) nele cravado por estampagem numa primeira extremidade e um terminal seleccionado (22) fixado por estampagem numa segunda extremidade. Os terminais (22) e as segundas extremidades dos segmentos de fio estão introduzidas em cavidades (18) apropriadas, como estã representado. Ê conhecido na técnica um tal - 3 -

_ tipo de armação de fios eléctricos.

Ha prática da presente invenção,um certo número de fios individuais (24), alguns dos quais são de tipos diferentes dos dos outros, é dirigido por una unidade (26) de selecção e fornecimento de fios. Cada u» dos fios (24) é puxado de uma fonte substancialmente sen fim, tal como um cilindro ou bobina (28). Compreender-se-ã que os fios (24) foram previamente fornecidos ã unidade deselecção (26) em preparação para a produção da armação de fios· Inicialmente, a primeira vez que qualquer dos grupos de fios e seleccionado, a sua extra midade e desnudada, como for necessário para os terminais usados. Depois, quando se cortar um segmento de fio, desnuda-se o restante do fio e recolhe-se no interior da unidade de se-lecção de fios (26), evitando a necessidade de desnudar o fio depois da selecção·

Para iniciar o funcionamento,oftpri melro fio (30) a ser processado é escolhido pela unidade de selecção dos fios (26) e fornecido para fora através de una passagem (32) do fio até uma distancia especificada. Faz-se depoii rodar a unidade (26) de selecção dos fios em torno de um eixo (24) até que a extremidade do primeiro fio (36) seja paresenta-da a uma das* prensas de aplicação de terminais (36,38) · A unidade (26) de selecção de fios está representada na sua posição rodada a tracejado os (B) na fig. 1. As prensas (36) e (38) estão dispostas por forma a aplicar por estampagem terminais (40) e (42), respectivanente, os quais são distribuídos a partir das bobines (44) sob a forma de uma tira. A prensa selecelona-daJ corresponde ao terminal desejado. A prensa seleceionada, (38) no exemplo, aplica por estampagem um terminal (42) na extremidade do fio (36) · A unidade (26) de selecção de fios é depois rodada em torno do ponto (34) em sentido contrário para regressar a sua posição inicial representada a cheio e indicada em (A) na fig. 1. O fio (36) é depois fornecido ao longo do trajecto (56) do fio, representado na fig. 1, para uma posição estendida. Notar que o fio (36) passou através de . uma estação de corte e desnudamento (52). O fio (36) é esten- - 4 -

dido ao longo de um trajecto (50) do fio até uma distância predeterminada. λ estação de corte e desnudamento (52) é depois actuada para assim cortar um segmento de fio (31) do fio (30)· Durante o processo de corte, ê removido o isolamento, quer da extremidade cortada do segmento (31) quer da ponta do fio (30) como se mostra na flg. 2. & extremidade do segmento do fio (31) que te» nele fixado o terminal (42) será referida cosio primeira extremidade, enquanto a extremidade que se acaba de cortar será designada por segunda extremidade. Um grampo (54) retém a segunda extremidade do - segmento de fio (31) na sua posição no trajecto (50) do fio durante as operações de corte e des-nudamento. 0 segmento de fim (31) é depois fornecido ao longo do trajecto (50) do fio, da esquerda para a direita, como se vi na flg. 2, até que a segunda extremidade seja apre sentada a uma das prensas de aplicação de terminais (60) e (62). As prensas (60) e (62) são semelhantes âs prensas (36) e (38), na medida em que distribuem terminais sob a forma de una fita, neste caso terminais (64) e (66), a partir de bobines (44), para aplicar por estampagem na segunda extremidade dos segmentos de fios. No presente exemplo, a segunda extremidade do segmento de fio (31) é apresentada â prensa (60) onde é aplicado um terminal (64) por estampagem. O segmento de fio (31) é depois deslocado nais ao longo do trajecto (50) do fio, da esquerda para a direita, na fig. 3, até qué a segunda extremidade e o terminal (64) nela fixado entrem na estação (68) de carga de cone-ctores e sejam apresentados a uma cavidade escolhida de um alojamento (70) de um conector previamente escolhido. O terminal é então introduzido na cavidade escolhida. Dois tabuleiros (72) e (74) contendo um aprovisionamento de alojamentos de conecto-res (70) e (76), respectivamente, estão dispostos de maneira apropriada de modo que pode escolher-se um alojamento de conector de cada um dos tabuleiros e carregados num robô X-Y (80) por um carregador (82). Isso faz-se de preferência antes de o primeiro segmento de fio (31) ser deslocado para o interior da estação de carga de conectores, ou simultaneamente com isso.

Para continuar o funcionamento, es- - 5 -

colhe-se um outro fio (30) peia unidade (26) de seleeção de fios do grupo de fios (24), o qual ê fornecido para fora através da passagem (32) do fio* Notar que este fio (36) seleccionado pode ser ou não de tipo diferente do fio (30) seleccionado an-teriormente. O presente fio (30) é apresentado a uma das prensas (36) e (38) para receber um terminal (40) ou (42) seleceio-nado, e estendido ate ao comprimento desejado e cortado num segmento de fio* A extremidade cortada recebe então um terminal desejado a partir de uma das prensas (60) e (62), que ê depois deslocado para a estagio de carga de conectores e introduzido numa cavidade seleccionada do alojamento (70) do conector. Este processo é repetido até que estejam acabados de maneira apropriada todos os segmentos de fio (31) desejados, e introduzidos nas cavidades apropriadas no alojamento seleccionado· O alojamento do conector (70) é depois ejactado do robô X-Y (80) e a armação de fios completa (90) colocada no tabuleiro colector (84).

Pode repetir-se este processo para produzir qualquer número desejado de armação de fios (90) · Compreender-se-á que pode utilizar-se qualquer número desejado de prensas de terminais (36,38) e (60,62) para nos adptarmos ãs diferentes terminações necessárias, sem nos afastarmos do espirito e dos objectivos da presente invenção.

Como se mostra nas fig. 1, 2 e 3, o movimento do segmento de fio (31) ê feito ao longo do trajeeto (50) do fio que está substancialmente no alinhamento do eixo longitudinal do segmento (31) · Porem, a maquina (10) para a fabricação de armação de fios eléctricos das fig. 1 e 2 e 3 pode estar disposta para deslocar o segmento de fio (31) numa dire-cção que não a axial. Ver, por exemplo, as fig. 4, 5 e 6, que representam esquematicamente uma maquina (100) para a fabricação de armações de fios eléctricos (90) de acordo com os princípios da presente invenção·

Os elementos da maquina (100) que têm as mesmas referências que elementos da maquina (10), têm uma * forma e um funcionamento substancialmente idênticos. Como se . mostra nas fig· 4, 5 e 6, a maquina (100) inclui uma unidade

putanacssc»* $5.* (26) de selecção e fornecimento de fios e «a par de prensas adjacentes (36) e (38)· Uma estação (68) de carga de conectores um robô X-Y (80), um carregador (82), tabuleiros de alojamento de conectores (72) e (74) e um tabuleiro colector (84) estão colocados do lado direito da máquina (100), nas fig. 4, 5 e 6. U» par de prensas de terminais (60) e (62) esta colocado entre a unidade (26) e a estação de carga de conectores (63) . Notar que nesta disposição a unidade (26) de selecção e fornecimento dos fios está orientada de modo que a passagem (32) para o fio dirige o fio seleecionado (30) para baixo, nas fig. 4, 5 e 6, ao longo do trajecto (30) do fio que passa através da estação (52) de corte e desnudamento (52) · Gomo atrás se desereveu para a máquina (1)), o fio (30) e terminado com um terminal se-leccionado (42), depois estendido ao longo do trajecto (50) do fio e cortado e desnudado para formar um segmento de fio (31) com um comprimento desejado. 0 segmento de fio (31), que e retirado pelo grampo (54), e depois deslocado lateralmente numa direcção indicada pela seta (C), como se mostra na fig. 5, para apresentar a extremidade cortada, ou segunda extremidade, ã prensa (60) para aplicar por prensagem um terminal (64) no mesmo, sendo o segmento de fio (31) depois de novo deslocado lateralmente para a estação de carga de conectores (68) onde o terminal (64) ê introduzido numa cavidade seleccionada do alojamento (70) do conector (fig. 6).

As fases anteriores são repetidas ate que todos os segmentos de fio (31) desejados tenham sido adequadamente providos de terminais e introduzidos nas cavida-desrespectivaa na caixa ou alojamento (70) do conector. A armação de fios (90) completa e depois ejectada para o interior do tabuleiro colector (84) como se mostra na fig. 6· Vê-se portanto que o processo segundo a presente invenção pode ser realizado na prática de modo que o segmento de fio (31) ê deslocado de várias maneiras. O que § importante ê que o fio (30) seja seleecionado automaticamente de um certo numero de fios (24) que são usualmente de tipos diferentes, por exemplo na côr, no calibre ou no tipo de isolamento «Embora uma armação de [ fios particular possa ser constituída por segmentos de fio (31) - 7 -

* κ do mesmo tipo de fio, o processo segundo a presente invenção permite a fabricação de uma armação de fios ou segmentos individuais de fios de vários tipos e com vários géneros de terminais nas suas extremidades. Além disso, o processo segundo a presente invenção permite a selecção automática dos terminais e da caixa de conector desejados. O mecanismo utilizado para realizar praticamente os prlneipios da presente invenção são conhecidos na técnica mas, até aqui não tinham sido reunidos para formar uma máquina para a fabricação de armações de fios eléctricos capaz de realização do processo segundo a presente invenção. A disposição gearal da máquina pode ser de acordo com a descrita na patente us 4 628 600 atrás referida, que descreve as funções de fornecimento, corte e desnudamento e terminação de segmentos individuais de fios. Os mecanismos nela descritos ou quaisquer mecanismos semelhantes apropriados conhecidos na industria podem ser usados pára realizar tais funções. O pedido de patente US 107 147 atrás referido apresenta uma unidade de selecção e fornecimento de fios, que pode ser utilisada para as funções de selecção e fornecimento de fios da presente invenção. Este pedido da patente descreve um dispositivo para fornecer selectivamente um certo numero de fios dispostos aos pares, tendo cada par um primeiro e um segundos fios. Cda par de fios tem com ele associada uma unidade de fornecimento que compreende uma correia de accionamento e duas correias soltas. As correias soltas podem mover-se entre uma posição de alimentação e uma posição de não alimentação. Um fio especifico ã fornecido movendo a sua correia de alimentação associada para a sua posição de alimentação e actando na correia accionada de modo que o fio seja fornecido pelas duas correias «Proporciona-se um guia do fio que tem passagens convergentes que se estendem para us» saída do fio. Depois de cortado um segmento de fio, pode recolher-se a ponta do fio invertendo o sentido da correia accionada. Uma leitura do pedido de patente US 184 147 proporcionará uma explicação mais pormenorizada da construção e do funcionamento da unidade de selecção e de fomecimen-* to dos fios. - a -

κ

Os dispositivos carregadores de caixas de conectores para apanhar nata caixa ou alojamento de conector de u» tabuleiro ou outro distribuidor de tais caixas e para transferir e colocar a caixa de conector num suporte robô X-Y são conhecidos eomummente na industria· Ver, por exemplo, a patente US 4 650 391, publicada em 17 de Março de 1987 e concedida a Adlon et al e a patente US 4 611 846, de Feiber et al publicada em 16 de Setembro de 1986. Adlon e Feiber descrevem dispositivos que pegam num conector de um tabuleiro e colocam-* -no numa peça em curso de fabrico. Para um exemplo de um dispositivo de robô que pode ser utilizado apropriadamente na prã tica da presente invenção, ver a patente US 3 042 171, de Rose publicada em 3 de Julho de 1962. Todos estes dispositivos sio bem conhecidos na técnica imo sendo pois necessário descreve--los aqui. Um aparelho para a introdução de terminais (64) e segundas extremidades dos segmentos de fio (31) nas cavidades da caixa (70) de um conector está ilustrado no pedido de patente US 154 745, depositado em 10 de Fevereiro de 1988 e incorpora-se aqui por referência, tendo sido concedido ao cessionário da presente invenção.

Este aparelho de inserção compreende dois conjuntos de maxilas susceptiveis de se fechar, que estão noxmalmente no alinhamento mutuo e são móveis uma em relação ã outra. Sm funcionamento, o primeiro conjunto de garras feâha-se sobre o fio adjacente ao terminal e o segundo conjunto ê fechado numa relação de envolvimento e limitação com o terminal. O segundo conjunto de garras não prende o terminal. Então, o primeiro conjunto de garras desloca-se para a caixa do conector, introduzindo desse modo o terminal na cavidade utilizando o segundo conjunto de garras como guia. Embora este aparelho de inserção possa ser vantajosamente usado na prática da presente invenção, podem também usarrse outros aparelhos de inserção apropriados.

Na fig. 7 está ilustrado um sistema de controlo (108) típico para a máquina para a fabricação de . armações de fios eléctricos aqui exemplificada. Um computador \ (110) que, no exemplo dado, ê um IBM PC XP, inclui uma memória - 9 -

Claims (1)

1. *

   (112) para armazenar a informação para a fabricação das armações de fios* Uma unidade de entrada e de visualização (114) ê a interface primária entre o operador e o sistema de controlo (108). O computador (110) inclui uma série de canais de salda (116) que se ligam e accoinam vários instrumentos (118) das máquinas (10) e (100) para a fabricação de armações de fios· Como tais sistemas de controlo são bem conhecidos na técnica dos computadores, não vão aqui dar-se mais pormenores deste sistema. Compreender-se-á que cada um dos instrumentos (118), embora representados sob uma forma funcional, inclui os circuitos de acclonamento e os dispositivos de controlo associados para permitir o seu funcionamento e o seu controlo* Por exemplo, a função (120) de seleeção e fornecimento de fios inclui os mecanismos de seleeção e fornecimento de fios atras descritos bem como os servomotores, circuitos âe controlo e alimentação e interruptores sensores necessários para realizar o con* trolo passivo dos mecanismos pelo computador. O operador, manipulando a unidade de entrada e visualização (114), define na memória do computador os parâmetros da armação de fios elé-ctricos desejada. Sao igualmente definidos os tipos de fios que estão disponíveis para a unidade de seleeção de fornecimento de fios (26), os tipos de terminais em cada uma das prensas (36), (37), (60) e (62) e os tipos de caixas de conector em cada um dos tabuleiros (72) e (74). Vm programa de controlo contido na memória do computador inicia a operação e mantém o controlo dos vários instrumentos (118) para a fabricação de armações de fios pelo processo segundo a presente invenção. Compreender-se-â que o sistema de controlo (108) atrás referido é apenas dado a título de exext pio de um sistema de controlo típico que pode ser usado. Podem também ser usados vários sistemas de controlo por circuitos físicos que não utilizam um computador, e que são bem conhecidos na industria, para levar ã pratica a presente invenção. * * ‘

   mMSM.

   -a - 1 - Processo automatizado para a fabrica-* ção de uma armação de fios eléctricos (11) do tipo que compreende um certo numero de fios distintos (12,14}, tendo cada um dos fios uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo a segunda extremidade de alguns dos fios ligada a um terminal (22) num conector aléctrico (18) de multicontactos selecciona-do de um certo numero de tais conectores, incluindo os referidos fios distintos (12,14) um fio de um tipo e um fio de outro tipo, caracterizado pelas fases seguintes; a) escolha de um fio (30) de um certo numero de fios, sendo a extremidade próxima do referido fio escolhido (30) a referida primeira extremidade, e enfiando-se o referido fio (30) escolhido através de uma passagem (32) para o fio, de modo que a referida primeira extremidade fique saliente para fora; depois al)rotação de uma porção do referido fio (3) escolhido até que a referida primeira extremidade seja apresentada a uma prensa (36,38); b) aplicação de um terminai na referida primeira extremidade fazendo operar a referida prensa para fixar um primeiro terminal distinto (42) no mesmo, enquanto a referida primeira extremidade 3e projecta a partir da referida passagem (32) do fio; depois c) corte de um segmento de fio (31) de comprimento pré-determinado do referido fio escolhido (30), sendo a extremidade cortada do referido segmento de fio a referida segunda extremidade; d) aplicação de um terminal na referida segunda extremidade do referido segmento de fio (31) fixando um segundo terminai distinto (64) na mesma; e e) deslocação da referida segunda extremidade do segmento de fio (31) para uma zona de carga do conector (68) e introdução da referida segunda extremidade e o terminal fixado numa cavidade escolhida na caixa do conector (76) escolhida* «a - 2 - Processo de acordo com a reivindica- - 11 -

   ção 1/ caracterizado por incluir ainda a fase de: f) repetição das fases (a) e (e) para vãrios fios (30) selec-cionados. - 3a- Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a fase (a) incluir a determinação do tipo de fio desejado a seleccionar e a identificação de qual dos grupos de fios (24) ê esse tipo desejado. - 4a- Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a referida repetição das fases (a) e (e) incluir a escolha de um fio de um tipo diferente do que foi escolhido numa das fases (a) anteriores. -5a- Processo de acordo com a reivindicar ção A, caracterizado por a referida inserção da fase (e) compreender a deslocação da referida caixa de conector (70) escolhida até que a referida cavilha escolhida fique numa posição particular, introduzindo-se então a referida segunda extremidade e o terminai nela fixado (64) na mesma. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a fase (f) incluir a determinação do tipo de caixa de conector (70) desejado a escolher e a carga do mesmo num ròbo (X-Y) (80). - 7a- Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a referida repetição da fase (f) ser continuada até que pelo menos duas caixas de conector (70) tenham sido escolhidas e cada uma delas tenha a referida segunda extremidade de pelo menos um dos segmentos de fio (31) nela inserida. ,a - 8- Processo de acordo com a reivindica- - 12 - t ção 7, caracterizado por a fase (b) inclui a escolha de uma primeira prensa (36,38) contendo o referido terminal dinstin-to (40,42) de um certo numero de prensas que contem terminais diferentes, e incluindo a fase (d) a escolha de uma segunda prensa (60, 62) que contêm o referido segundo terminal distinto (64,66) de entre ura certo numero de prensas· Processo de acordo cora a reivindica- ção 8, caracterizado por o referido movimento de caixa de co-nector (70) escolhida incluir a actuação robô X-Y (80)· Processo de acordo com a reivindica ção 9, caracterizado por a fase (c) incluir o desnudaraento da extremidade cortada do fio (30) escolhido, fazendo depois o transporte em sentido contrário do referido fio (30) escolhido ate que a referida extremidade cortada desnudada seja recolhida ate uma certa distância· A requerente reivindica a prioridade do pedido norte americano apresentado em 18 de Outubro de 1988, sob o número de serie 07/262,383· Lisboa, 17 de Outubro de 1989

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