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WO2024260578A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontrollieren und bewerten der güte einer steckverbindung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontrollieren und bewerten der güte einer steckverbindung Download PDF

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Publication number
WO2024260578A1
WO2024260578A1 PCT/EP2024/025181 EP2024025181W WO2024260578A1 WO 2024260578 A1 WO2024260578 A1 WO 2024260578A1 EP 2024025181 W EP2024025181 W EP 2024025181W WO 2024260578 A1 WO2024260578 A1 WO 2024260578A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
signals
trigger signal
characteristic
operator
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.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/025181
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas WELFERS
Anne Völkel
Otfried Schwarzkopf
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.)
Voss Automotive GmbH
Original Assignee
Voss Automotive GmbH
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 Voss Automotive GmbH filed Critical Voss Automotive GmbH
Publication of WO2024260578A1 publication Critical patent/WO2024260578A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/64—Means for preventing incorrect coupling
    • H01R13/641—Means for preventing incorrect coupling by indicating incorrect coupling; by indicating correct or full engagement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/20—Connectors or connections adapted for particular applications for testing or measuring purposes

Definitions

  • the invention relates to a method for checking and evaluating the quality of a plug connection of a connector, wherein a first signal is detected and evaluated, as well as a device for carrying out the method.
  • the assembly force is strongly influenced by the person carrying out the assembly, and depends on the hand carrying out the assembly, the hand position, the sequence of movements and any possible jamming of the components to be assembled.
  • an incorrect plug connection will be discovered at the latest during the end-of-line test.
  • an incorrectly installed plug connection of such a connector requires complex and therefore expensive rework to fix the problem of the incorrectly plugged connector.
  • a control system and a method for controlling the assembly of a coupling device comprising at least one connector, wherein a mobile sensor device is arranged in the immediate vicinity of the signal source of the connector.
  • the signal is an electronic and/or acoustic or Sound signal.
  • the signal emitted during the plugging process is recorded and evaluated. If a sound signal, i.e. the characteristic sound of a plugging process, such as the characteristic sound of the locking or clicking of the retaining element of a connector, is emitted as a signal, this is recorded during the plugging process and evaluated in an evaluation unit.
  • the recorded signal or sound can be separated from interference signals, in particular interference noise, and then checked to see whether proper locking has taken place, i.e.
  • the mobile sensor device is designed to detect a structure-borne and/or airborne sound signal. To detect structure-borne sound, the mobile sensor device is brought into vibrational contact with the coupling device and/or the at least one locking cam on it.
  • the mobile sensor device is arranged on a carrier material or integrated into it, with the carrier material being disclosed as, for example, an assembly glove and/or an item of clothing and/or a device that can be worn on a person's body, such as a belt, a watch or a bracelet, into which the mobile sensor device can be or is integrated.
  • the data recorded by the mobile sensor device is evaluated in a decentralized evaluation unit arranged nearby and/or in a central evaluation unit. The recorded data is transmitted via WLAN, Bluetooth, cable, one or more USB interfaces or via radio.
  • a device and a method for monitoring an assembly of two components by means of a click fastening for connecting the components are known, wherein a sensor for detecting an assembly force and a sound receiver are present.
  • the force applied to at least one of the two components is measured by means of a device used to connect the two components and the sound generated during the assembly of the two components.
  • the course of the measured force is recorded as a function of time and/or the course of the measured sound as a function of time.
  • the course of the force as a function of time and/or the course of the sound in The force versus time characteristics are evaluated and a signal is generated which indicates the quality of the assembly of the click fastening if the progression of the force versus time and/or the progression of the sound versus time corresponds to a predetermined criterion.
  • the acceleration of a finger and/or a hand of an operator carrying out the assembly is measured.
  • the assembly force as a signal is only suitable to a limited extent, as this depends on the person carrying out the assembly. For example, misalignment of the two components during the plug-in process has a major influence on the assembly force.
  • the assembly force is difficult to detect and requires complex measuring sensors. This makes the process prone to errors.
  • the acoustic sensor is susceptible to interference from distant background noise, such as the volume in an assembly hall. Assessing a proper plug connection and an improper one using an acoustic sensor and a motion sensor at the same time increases reliability and selectivity, but requires rapid processing of the recorded data, which entails a comparatively high effort in terms of high performance of the electronic components and in terms of size.
  • a system for ensuring the joining of a connector in which a microphone is arranged near the joining zone of electrical connectors, wherein the microphone is designed to detect an audible noise as soon as the electrical connector is joined. Furthermore, an output unit is provided which is connected to the microphone and receives the audio signals from the microphone. The output unit processes the audio signals to ensure the joining connection. The output unit filters out background noise to amplify the audio signals. Due to the use of an acoustic sensor, the system is suitable for applications in which a low to medium selectivity is sufficient and/or in environments in which little noise influences the measurement result. The evaluation shows a limitation in the distinction between a proper connector and an improper one.
  • WO 2017/062124 A1 also discloses a system for ensuring a joint connection of a connector.
  • This comprises a sensor unit worn by the user, which is worn near or on the hand of the operator, wherein the sensor unit comprises an acoustic sensor which is arranged near a joint zone of electrical connectors.
  • the acoustic sensor can detect an acoustic noise as soon as the electrical connector is joined.
  • the system also comprises a controller worn by the user, which is connected to the acoustic sensor, wherein the controller receives the audio signals from the acoustic sensor and processes the audio signals to determine the joint status of a connector. The controller gives the operator feedback regarding the joint status of the connector.
  • this system is also suitable for applications in which a low to medium selectivity is sufficient and/or in environments in which only little noise influences the measurement result.
  • the evaluation results in a limitation in the ability to distinguish between a proper plug connection and an improper one.
  • WO 2017/062122 A1 Another system for ensuring a joint connection of a connector is known from WO 2017/062122 A1.
  • This comprises an acoustic sensor that is arranged near a joining zone of electrical connectors, wherein the acoustic sensor is designed to detect audible noises as soon as the electrical connector is joined.
  • a connector identification sensor is provided that is arranged near the electrical connectors. The connector identification sensor is designed to identify the presence of electrical connectors.
  • the system comprises a controller that is connected to the acoustic sensor and the connector identification sensor, wherein the controller receives the connector identification signals from the connector identification sensor, as well as the acoustic signals from the acoustic sensor. The controller processes the connector identification signals and the acoustic signals for Safety test of the joint connection.
  • the connection identification sensor does not contribute to the evaluation of the plug connection, i.e. the question of whether it is correct or not, so that here too there is a limitation in the discriminatory power between a correct plug
  • FR 3 024 522 B1 discloses a system and a method for determining the locking of a manual connection of a lockable quick connector.
  • a carrier is fixed to an operator, with at least one acoustic sensor being provided for measuring acoustic signals emitted by the connection.
  • the measured acoustic signal is recorded.
  • the recorded acoustic signals are filtered and compared with acoustic reference signals that are representative of the locking state of the connector, with a result of this comparison being obtained at the same time.
  • a message is sent to the operator with regard to whether a locked state has been achieved or not.
  • the method also includes detecting a movement of a first hand of the operator in order to measure movements of this first hand that are representative of the attempt to connect the connector.
  • the detection of the movements serves to trigger the start of the measurement and recording of the acoustic signals.
  • an auxiliary recording of the movements of the first hand, which were measured during the recording of the movements, and an auxiliary filtering of the recorded movements of the first hand and subsequently an auxiliary comparison of the recorded and filtered movements of the first hand with the reference movements which show an attempt at connection are provided. As soon as a movement of the user's first hand is detected, a recording is triggered.
  • Acoustic signals are recorded over a period of time and the filters and the comparison devices process the signals at an interval which lasts from a few tenths of a second before a trigger state t 0 to a few tenths of a second after.
  • the methods known in the prior art for checking and evaluating the quality of a plug connection thus evaluate signals that are recorded via one or more sensor channels during a click sound during a plugging process, i.e. in particular airborne and structure-borne sound signals.
  • the acoustic signals are continuously recorded and analyzed and the click signal is identified by continuously analyzing the recorded signals, whereby the characteristics of the recorded acoustic signals are examined for the characteristic click signal. If predetermined limit values are exceeded, such as a certain sound pressure level in a certain frequency range, this signal characteristic is assigned to a click signal and the plug connection is classified as "OK".
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method for checking and evaluating the quality of a plug connection of a connector, wherein a first signal is detected and evaluated, as well as a device for carrying out the method, in which the susceptibility to errors can be significantly reduced compared to the solutions of the prior art.
  • the object is achieved for a method according to the preamble of claim 1 in that the first signal from a first detection device and at least one second signal from at least one second detection device are continuously detected and recorded in at least one recording device, at least one trigger signal triggers the opening of a measuring window and the presence of at least two signals characteristic of a proper plugging process within the measuring window is checked by at least one evaluation unit, wherein the at least one trigger signal is located before the measuring window, within the measuring window or after the measuring window.
  • the object is achieved in that the device comprises at least one first detection device for detecting a first signal, at least one second detection device for detecting at least one second signal, at least one recording device for recording the detected signals, at least one trigger signal detection device for detecting at least one trigger signal, at least one device for opening a measuring window when the at least one trigger signal is present and at least one evaluation unit for evaluating the presence of at least two signals characteristic of a proper plugging process within the measuring window.
  • the signals on which the evaluation is based can be an acoustic signal that can be detected or detected by at least one acoustic detection device and at least one further signal can be detected.
  • at least one of the signals to be detected or detected can be an acoustic signal and/or at least one of the signals to be detected or detected can be a speed signal, acceleration signal, motion signal or position or attitude signal.
  • a detection device for detecting an acceleration signal can detect this with a high sampling rate, e.g.
  • One of the detectable or detected signals can therefore be an acceleration signal that is detected by a corresponding detection device for detecting acceleration, such as an acceleration sensor.
  • a corresponding detection device for detecting acceleration such as an acceleration sensor.
  • Such a sensor works with a high sampling rate.
  • the high-frequency components of the signal dissipate quite quickly over the propagation path, while low-frequency signals can also spread over longer distances.
  • the sensor channels or detection devices for detecting the signals such as an acceleration sensor, which work with comparatively high sampling rates, result in a very large amount of data being generated, from which the signals characteristic of a proper plugging process must be determined.
  • the amount of data on which the evaluation of the quality of the plug connection is based is limited by providing a measurement window that is opened by at least one trigger signal.
  • the probability that another event that generates a similar signal characteristic to that of the characteristic signals falls within this same time or measurement window is very low.
  • additional signals and information from the assembly process of the connector are used, which coincide very closely with the characteristic signals to be expected. These signals and information can be present or appear before the characteristic signals, at the same time as them or after the characteristic signals. Accordingly, these information and signals serve as the at least one trigger signal for opening the measurement window, whereby the at least one trigger signal can be before the measurement window, within the measurement window or behind or after the measurement window.
  • the at least two Signals are recorded, it is possible to open the measurement window retrospectively when the at least one predetermined trigger signal occurs, so that the measurement window is before the occurrence of the at least one trigger signal. Since the presence of the expected signals characteristic of a correct plugging process is expected within the measurement window and their occurrence is checked by at least one evaluation unit, the quality of the assessment of whether the plug connection of the connector is good, i.e. high, or bad, can be easily evaluated. The smaller and more precisely the measurement window can be spanned around the occurrence of the characteristic signals, the higher the quality of the check of the plug connection and the less likely such an assessment is to be error-prone.
  • the evaluation of whether a proper plug connection is present is based on at least two signals, for the detection of which at least two channels of a detection device, such as at least two sensor channels of a sensor, or at least two detection devices, such as sensors. These can provide the at least one trigger signal for opening the measurement window. This makes it possible for the opening duration or time span of the measurement window to be in the millisecond range.
  • WO 2016/070984 A1 does not disclose a measurement window for limiting the amount of data to be processed, nor a trigger signal.
  • the at least one trigger signal can be a position signal of the position of an operator's hand performing a plugging process.
  • the position of the operator's hand performing the plugging process can advantageously be used to limit the measurement window as information from the assembly plugging process. If the respective hand or hands of the operator are located near the corresponding assembly point at which the plugging process is to take place, the occurrence of the characteristic signals is also to be expected. It is therefore possible to limit the measurement window, which is spanned around the expected characteristic signals, to exactly that time range in which the respective hand of the operator performing the The operator carrying out the plugging process is in the expected spatial position in relation to the connector.
  • the position signal can be determined, for example, by geo-fencing. It is also possible to capture the position signal by at least one optical device, such as a camera, and/or by means of a gyroscopic device and/or by means of a radio-based tracking device.
  • the at least one trigger signal can be a predeterminable sequence of movements of an operator's hand performing a plugging process. This can increase the accuracy of the determination of the measurement window even further, since not only the position of the hand, but also characteristic hand movements belonging to the respective plugging or assembly process and/or a specific process step of the plugging process are identified.
  • This sequence of movements serves as a trigger signal for opening the measurement window.
  • the at least one trigger signal can be an acknowledgment signal or an acknowledgment gesture signal after completion of a plugging process.
  • Such an acknowledgment gesture signal indicates that the plugging process has been completed. Accordingly, the period immediately before the occurrence of the acknowledgment gesture signal can be searched for the characteristic signals in the recorded data and, if they are present, a correct plugging process can be confirmed.
  • it is also possible to send an acknowledgment signal as a trigger signal instead of an acknowledgment gesture signal after completion of a plugging process for example by the operator pressing a corresponding acknowledgment button.
  • Such a trigger signal can also open the measurement window into the past of the recorded data, as with the acknowledgment gesture signal as a trigger signal, and the characteristic signals that indicate a correct plugging process can be found in the recorded data. Confirming signals are searched for and, if present, a proper plugging process is confirmed.
  • the at least one trigger signal can also advantageously be a movement direction signal for indicating the direction of movement of an operator's hand performing a plugging process.
  • the actual position of the operator's hand is not or not necessarily queried and used as a trigger signal to trigger the opening of the measuring window, but rather the direction of movement of the hand with which the plugging process is to be carried out is monitored.
  • a connector is plugged in, at least shortly before the corresponding locking elements and locking grooves of the connector actually lock into place, essentially only a movement in the longitudinal direction, i.e. in the x direction, is carried out. This can also be used as a trigger signal to trigger the opening of the measuring window.
  • the hand movement of an operator can be queried or tracked continuously or at predeterminable time intervals.
  • Such tracking can be carried out with the aid of at least one optical device, such as a camera, and/or at least one gyroscopic device and/or at least one radio-based tracking device.
  • the hand movement of an operator can be monitored in such a time interval or time rhythm. If a corresponding position signal of the hand is output within the time interval, which serves as a tracking signal to open the measuring window, the measuring window is opened accordingly. If a corresponding sequence of movements of the operator's hand is detected, the opening of the measuring window can be triggered by this tracking signal.
  • the signals i.e.
  • the first signal and the at least one further or second signal are recorded continuously, the recorded data is only evaluated after the measuring window has been opened, so that the energy requirement is correspondingly low, especially for a mobile detection device for detecting the corresponding trigger signal.
  • the energy requirement is mainly for the Evaluation process. It is therefore possible to power a mobile recording device using rechargeable batteries that are integrated into the recording device. These can be used to work for several hours without the need to charge or replace the batteries.
  • the at least one trigger signal is a trigger signal that comes from the connector parts to be joined themselves.
  • the joining state in which the connector parts are joined and they are about to lock together can serve as a trigger signal for opening the measurement window.
  • the trigger signal can be a signal coming from the connector parts before they come into contact with one another or before they lock together, in particular a characteristic acceleration signal and/or movement profile signal.
  • the measurement window that opens when the trigger signal is present can therefore also be limited by detecting signals that come from the connector components to be joined during the plugging process shortly before locking and can be recorded, thus shortly before the characteristic signals occur.
  • the detection of the meeting of the two plug partners of the connector for their joining by, for example, pushing the plug partners into one another, i.e. a plug part and a coupling part can be done, for example, by a characteristic acceleration signal that is recorded by acceleration sensors.
  • a characteristic motion profile signal can be used, for example, by a characteristic acceleration signal that is recorded by acceleration sensors.
  • characteristic acceleration signals or motion profile signals are usually located before the locking of the two plug partners, i.e. a plug part and a coupling part of the connector, the actual plugging process, and accordingly also the signals that characterize a proper plugging process.
  • a certain motion profile signal is characteristic of the completion of the plugging process, so that this can also be used as a trigger signal to open a measurement window directed into the past.
  • At least one signal for closing the measurement window can be output.
  • a characteristic movement profile signal can be used to end the measurement window, and thus to close it.
  • the measurement window can be opened with a first trigger signal and a second trigger signal can be used to close the measurement window.
  • a fixed time period can be specified for the length or duration of the measurement window, so that the measurement window has a predetermined time length.
  • the signal for closing the measurement window if it does not have a predetermined time length, can be both time-based and event-based.
  • the second trigger signal can thus be a specific, predeterminable result or a predeterminable time or time period.
  • the time length of the measurement window can be, for example, 10 to 50 ms, in particular 12 to 50 ms.
  • the measurement window has a time length of 15 ms.
  • the measurement window for the FR 3 024 522 B1 is in the range of seconds or tenths of a second, so that the quality of the evaluation of whether a proper plugging process has taken place or not is significantly lower for the FR 3 024 522 B1 and does not appear to be sufficient for demanding applications.
  • the acoustic and/or vibration signal triggered by the locking of the first locking step can be the trigger signal for opening the measuring window.
  • Connectors with such a double locking step are known, for example, from DE 10 2013 205447 A1.
  • the first locking step is particularly suitable for triggering the trigger signal in order to open the measuring window.
  • the second locking step can also be expected to lock.
  • the characteristic signals that are monitored are therefore within the measuring window. This design measure can therefore be used as a trigger signal for opening the measuring window in a connector that has at least one double locking step.
  • the acoustic and/or vibration signal triggered by overcoming the plug-in barrier or the area with increased roughness and/or the force signal of the force to be applied to overcome the plug-in barrier can be the trigger signal for opening the measuring window.
  • a plug-in barrier can be provided that initially blocks the plugging process and must be overcome when the two plug partners, i.e. a plug part and a coupling part, are plugged into one another, whereby the plug-in barrier can be overcome by applying a defined amount of force. Accordingly, such a force signal can be used as a trigger signal for opening the measuring window.
  • an acoustic signal in the form of a noise can occur during the plugging process by pushing the plug part and coupling part, i.e. the two plug partners of the connector, into one another, and vibrations can occur on the one hand, and these can be used as a trigger signal.
  • the signals characteristic of a proper plugging process then only follow when the two plug partners, i.e. in particular the plug part and coupling part of the connector, actually lock together. These are then again within the measurement window.
  • At least one third signal in particular a third and a fourth signal
  • a first and a second detection device to be arranged on a thumb of an operator and a third detection device and a fourth detection device, which may also be provided, to be arranged on a wrist of the operator.
  • an acceleration can be measured by a first detection device, such as an acceleration sensor
  • an acoustic signal can be measured by a second detection device, such as an acoustic sensor or a microphone
  • an acoustic signal can be measured by a third detection device, such as a gyroscopic device, a position or attitude or A position change signal and an acoustic signal are detected by a fourth detection device, such as an acoustic sensor or a microphone.
  • the method can be used to check plug connections in the production assembly of products, for example in the automotive, aerospace, consumer electronics and medical technology sectors, as well as in the maintenance of systems, machines and vehicles and in medical services.
  • the method can be used, for example, in dialysis to determine whether a connection connector or plug-in connector has been correctly inserted.
  • the narrowly defined measurement window which is triggered by at least one trigger signal and either has a predetermined length of time or is closed again by a second trigger signal, it is thus possible to significantly reduce the susceptibility to errors of the method and the device for checking and evaluating the quality of plug connections compared to the state of the art. Due to the limitation of the measurement window, it is also possible to significantly reduce the computing power required for the evaluations, i.e. the computing power required to analyze the signals recorded to evaluate the presence of the signals characteristic of a proper plugging process, compared to the solutions of the state of the art, since the analysis effort in such a time-limited small measurement window or time window is less high than in an analysis that has to be carried out continuously over the entire period of the inspection.
  • the battery life of mobile or portable detection devices on the one hand for detecting the signals, and on the other hand for detecting the trigger signal, can be significantly increased compared to the solutions of the prior art, since the computationally intensive analysis of the signal characteristics of the various detected signals to determine the presence or absence of the signals characteristic of a proper plugging process within the measurement window only takes place in a short period of time.
  • the at least one detection device comprising several detection channels or the detection devices for detecting the different signals are used both to detect at least one trigger signal and to detect the signals characteristic for assessing whether a proper plugging process has taken place.
  • the source of the detected signals can be localized, for example, using differences in the propagation times of the at least two detection devices for detecting the first signal and the at least one second signal. For this purpose, these can be arranged at a predetermined fixed spatial distance from one another. This allows the signals being sought to be separated from interference signals such as background noise. In principle, it is also possible to filter the detected signals using high-pass filters and/or low-pass filters.
  • the quality of the plug connection therefore means the statement as to whether the plug connection is correct or not.
  • This result can be displayed to the operator in the area of the device or separately, visually and/or acoustically and/or haptically.
  • one or more green indicator lights can confirm a correct plug connection, while an incorrect plug connection can be displayed by a red display.
  • Figure 1 is a schematic diagram of an assembly workstation with an operator and a connector to be joined in five work steps
  • Figure 2 shows a signal-time diagram showing a trigger signal starting a measurement window according to the invention and a characteristic signal within the measurement window
  • Figure 3 shows a signal-time diagram showing a measurement window according to the invention, which is started by a trigger signal, whereby a characteristic signal only appears after a time period At has elapsed,
  • Figure 4 shows a signal-time diagram showing a trigger signal according to the invention, which only occurs after a characteristic signal, so that the measurement window for the range of the already recorded signals is opened before the trigger signal, i.e. in the past,
  • Figure 5 shows a signal-time diagram in which a trigger signal according to the invention occurs during the occurrence of a characteristic signal, so that the measurement window covers a period before the occurrence of the trigger signal and a period after the occurrence of the trigger signal, and a two-factor verification can take place,
  • Figure 6a is a schematic diagram of an operator's hand entering a target area as a trigger signal according to the invention for opening a measurement window according to the invention, wherein the operator's hand is monitored or tracked optically and/or electromagnetically and/or GPS-based by an optical and/or electromagnetic and/or other localization system or a position detection device, here indicated by two cameras, and a marking applied to the hand,
  • Figure 6b is a schematic diagram of an operator's hand emerging from a target area as a trigger signal according to the invention for closing a measurement window according to the invention, wherein the operator's hand is monitored or tracked optically and/or electromagnetically and/or GPS-based by an optical and/or electromagnetic and/or other localization system or a position detection device, here indicated by two cameras, and a marking applied to the hand,
  • Figure 7 shows an acceleration-time diagram for illustrating an acceleration profile of an operator's hand in the x, y and z directions, thus all three spatial directions, as a trigger signal according to the invention for opening a measurement window according to the invention
  • Figure 8 shows a further acceleration-time diagram to illustrate a characteristic acceleration profile of an operator's hand during a plugging process, wherein the acceleration profile is used as a trigger signal according to the invention to trigger the opening of a measuring window according to the invention and the relevant acceleration occurs exclusively in the x-direction, i.e. in the longitudinal direction of the connector, when joining the connector,
  • Figure 9 shows an angle-time diagram of 25 measurements of the movement sequence of an operator's right hand before and during a plugging process of a connector, wherein a part of the movement sequence serves as a trigger signal according to the invention for opening a measurement window according to the invention
  • Figure 10 is a diagram with an acoustic signal, thumb acceleration signal and position/movement signal recorded over time, showing three trigger signals according to the invention for opening a measuring window according to the invention with characteristic acoustic click signal, thumb acceleration signal and position/movement signal occurring within the measuring window,
  • Figure 11 a is a schematic diagram of a connector with a first and a second locking stage, wherein a locking lug is locked in the first locking stage/locking opening as a trigger signal according to the invention for opening a measuring window according to the invention
  • Figure 11 b is a schematic diagram of the connector according to Figure 11 a, wherein the locking lug is locked in the second locking position/locking opening, whereby the signals characteristic of a proper plugging process occur
  • Figure 12a is a flow chart of a process for checking and evaluating the quality of a plug connection according to the state of the art
  • Figure 12b is a flow chart of a process or method according to the invention for checking and evaluating the quality of a plug connection of a connector that emits characteristic signals during a plugging process that are characteristic of a proper plugging process, and
  • Figure 13 is a schematic diagram of two hands of an operator performing a plugging operation, wherein one of the two hands of the operator is provided with a mobile device according to the invention for checking and evaluating the quality of a plug connection of a connector.
  • Figure 1 shows an example of a workflow for joining a connector 100, comprising a plug part 101 and a coupling part 102, at an assembly workstation 103 in five steps I to V.
  • An operator 110 or a worker who carries out the assembly, thus joining the connector 100 or its plug part 101 and coupling part 102, is located at the assembly workstation.
  • a first step I in the example shown in Figure 1, an assembly 105, which comprises the plug part 101 and the coupling part 102, is moved to the assembly workstation 103, where the operator 110 is located. This is indicated by an arrow P1 in Figure 1.
  • the assembly workstation 103 can also be moved towards the operator 110 from the front or from above or in any other direction, or the operator 110 moves towards the respective fixed assembly workstation 103, e.g. in the case of fixed manual assembly stations where the operator 110 or the worker sits and the assemblies 105 are distributed using a so-called milk run.
  • the movements of the operator 110 and the assembly workstation 103 in steps II and V described below are correspondingly different or adapted in the above-mentioned alternatives to the example shown in Figure 1.
  • a second step II shown as an example in Figure 1
  • the operator 110 approaches the assembly workstation 103 and thus the assembly 105 with the plug part 101 and the coupling part 102. This is indicated in Figure 1 by an arrow P2.
  • a third step III the operator 110 grasps the plug part 101 with his right hand 112 and the coupling part 102 with his left hand 111.
  • the operator 110 grasp either the plug part 101 or the coupling part 102 with only one of his two hands 111, 112.
  • the movement of at least one of the two hands 111, 112 of the operator 110 is detected by a detection device 17.
  • the characteristic movement of at least one of the two hands 111, 112 in the direction of the plug part 101 or the coupling part 102 is used as a trigger signal to open a measurement window 20 (see Figures 2 to 5).
  • a detection device 10 is provided for detecting the trigger signal in the form of the characteristic movement of at least one of the two hands 111, 112 of the operator 110, and a device 11 for opening the measuring window based on the presence of the trigger signal is provided for opening the measuring window.
  • a characteristic acoustic click signal is emitted, which is indicated by a lightning arrow 103 in Figure 1. This is detected by a detection device 12 for detecting signals, such as acoustic signals, among others. This characteristic acoustic click signal lies within the open measuring window.
  • a fifth and final step V in Figure 1 in the example shown here, the fully assembled component with the fully assembled connector 100 leaves the assembly workstation 103 and the operator 110 moves away from the assembly workstation 103. Both are indicated by a respective arrow P4 or P5 in Figure 1.
  • the movements of the operator 110 are also or the assembly workstation 103 may be different from that shown in Figure 1.
  • Both events i.e. both the operator 110 leaving the assembly workstation 103 (arrow P5) and the removal of the fully assembled component with the fully assembled connector 100 (arrow P4) lead to the output of a second trigger signal, which is detected by a further detection device 13 to detect this corresponding trigger signal.
  • the measurement window is closed after this second trigger signal is present.
  • one detection device or sensor with a corresponding number of detection channels or sensor channels can also be provided.
  • a recording device 14 can record the acoustic and movement signals recorded by the detection device 12, so that the characteristic acoustic click signal and a movement signal characteristic of a proper plugging process are also recorded in these recorded signals.
  • An evaluation unit 15 can evaluate whether or not the characteristic acoustic click signal and the characteristic movement signal are present in the measuring window. If the operator 110 has properly joined the plug part 101 and the coupling part 102, the characteristic acoustic click signal, identified in Figure 1 by the lightning arrow P3, and the characteristic movement signal occur within the measuring window, so that if both signals are present, the evaluation unit 15 can determine that the plug connection is proper and can display this to the operator 110 via a display device 16.
  • the display device can be an optical and/or acoustic display device, for example a green and a red optical display to illustrate a correct, complete plug connection (green light) or an incorrect plug connection (red light).
  • a display can be made, for example, on a display in an assembly hall or at a production site in which the plugging processes are carried out, or on a dashboard on a tablet PC and/or at an external location, such as at an operator of the mobile device 1. All devices 10, 11, 12, 13, 17 and optionally also 14, 15 and 16 can be arranged in a mobile device which can be worn, for example, on the arm or wrist or a hand, such as a thumb, of the operator 110. This is indicated in Figure 13.
  • Such a mobile device 1 for monitoring and evaluating the assembly quality of a connector 100 is shown arranged on the two hands 111, 112 of the operator during the plugging process of the connector 100.
  • the connector 100 comprises the plug part 101 and the coupling part 102, wherein the operator holds the plug part 101 partly in their right hand 112 and partly in their left hand 111 and the coupling part 102 in their left hand 111.
  • the mobile device 1 comprises a thumb or finger unit 2 and a wrist unit 3. Both are arranged on the right hand 112 of the operator.
  • the thumb or finger unit 2 is provided with a connecting device 4, which serves to fasten the thumb or finger unit 2 to the thumb 120 of the right hand 112 of the operator.
  • the connecting device 4 is designed here, for example, to be ring-shaped or clasp-like and can be clamped to the thumb 120 of the operator in the manner of a clasp.
  • the wrist unit 3 is also provided with a connecting device 5. This is designed here, for example, in the manner of a bracelet, so that it can be worn on the wrist 121 of the right hand 112 of the operator.
  • the thumb or finger unit 2 is arranged intermedially on the thumb 120, i.e. between the two thumb joints 122, 123 of the thumb 120. However, it can also be arranged proximally, i.e. in the area of the second thumb joint 123 of the thumb 120, which is closer to the wrist 121, possibly in the area of the metacarpal bone 124 of the thumb 120, whereby it is ensured that the mobility of the thumb 120 is still ensured. In Figure 13, the further possible proximal positioning of the thumb or finger unit 2 is indicated by dashed lines. Furthermore, the The thumb or finger unit 2 can also be arranged intermedially, proximally or distally, in particular on the index finger 125, for example on the right hand 112 of the operator.
  • Both the thumb or finger unit 2 and the wrist unit 3 contain sensors or the detection devices already mentioned above for Figure 1 for detecting at least two signals that can be used as a basis for evaluating the quality of a plug connection of the connector 100 and that also detect, among other things, the at least one trigger signal.
  • the detection devices or sensors can be an acceleration sensor for detecting acceleration signals, at least one acoustic sensor or at least one microphone for detecting acoustic signals and at least one gyroscopic detection device for detecting position and movement signals.
  • the thumb or finger unit 2 comprises an acceleration sensor and an acoustic sensor or a microphone.
  • the wrist unit 3 comprises a gyroscopic detection device and an acoustic sensor or a microphone.
  • the wrist unit 3 may comprise, in addition to the acoustic sensor or a microphone, an acceleration sensor and/or a pressure sensor and/or a sensor for detecting rotational movements and/or a pressure sensor and/or a temperature sensor and/or an RFID sensor and/or an optical marker, which, however, are not shown in Figure 13.
  • only one sensor or detection device comprising several sensor channels for detecting different signals can be provided.
  • the trigger signal ST for opening the measurement window 20 occurs at time to; after the time period At has elapsed, the measurement window 20 closes again at time ti.
  • the trigger signal S T is indicated in Figure 2 with dotted lines.
  • the characteristic acoustic click signal S K occurs within the measurement window 20, i.e. within the time period At. Since the time to for opening the measurement window 20 occurs before the occurrence of the characteristic acoustic click signal S K , it can also be referred to as a pre-trigger signal.
  • the trigger signal ST for opening the measurement window 20 also occurs before the characteristic acoustic click signal S K. It can therefore also be referred to as a pre-trigger signal here.
  • the characteristic acoustic click signal S K in Figure 3 only occurs after the time period At has elapsed, thus after the second time ti.
  • the measurement window 20 is therefore longer in time than in the embodiment according to Figure 2.
  • the measurement window 20 is opened in the past. If the trigger signal ST is present at the time t0, the characteristic acoustic click signal S K has already occurred in time, so that the acoustic data recorded by the recording device 14 and recorded by the detection device 12 in Figure 1 are looked at in the past.
  • the characteristic acoustic click signal S K is within the measurement window 20, which is closed again at the time t1, so that the evaluation unit 15 (see Figure 1) can also determine the presence of a proper plug connection in the embodiment according to Figure 4. Since the time t0 for opening the measurement window 20 is after the occurrence of the characteristic acoustic click signal S K , this trigger signal S T in the embodiment according to Figure 4, this is referred to as the post-trigger signal. In Figure 4, this is also shown by dotted lines.
  • the trigger signal S T occurs at the same time as the characteristic acoustic click signal S K occurs.
  • the evaluation unit 15 can rule out, by the presence of the trigger signal ST during the occurrence of the characteristic acoustic click signal S K , that an event other than the locking of the plug part 101 and coupling part 102 shows a similar signal characteristic to the characteristic acoustic click signal SK.
  • the trigger signal S T therefore occurs within the same time period as the characteristic acoustic click signal S K.
  • the occurrence of the trigger signal S T and the characteristic acoustic click signal S K within the same time period can result in mutual verification of both signals.
  • the quality of the prediction with regard to the presence of a proper plug connection can be increased in this way.
  • the evaluation is based not only on one signal curve, but on more than one, so that several trigger signals S T can open and possibly close the measuring window 20 and the presence of two different characteristic signals within the measuring window 20 is monitored, such as the characteristic acoustic click signal S K and a characteristic movement signal or a characteristic position or movement sequence signal or position or position change signal of one or both hands 111, 112 of the operator 110.
  • the measurement window is opened both in the past and in the future, so that it extends in time between the time ti and the time ti.
  • Figures 6a and 6b show a variant in which movement data of the right hand 112 of the operator 110 (see Figure 1 or 13) is used as one of the trigger signals ST for opening the measurement window 20 and also as a trigger signal for closing the measurement window 20.
  • Geo-fencing can be used, for example, to determine the position of the right hand 112 of the operator 110 in order to open the measurement window 20 and also to close it again.
  • a white marking 113 is arranged on the right hand 112 of the operator 110, which is tracked by two optical and/or electromagnetic and/or other localization systems or position detection devices 114, 115, which are indicated here by two cameras. Tracking the movement of the right hand 112 of the operator 110 is therefore not only possible optically, for example using two cameras, but also electromagnetically using so-called real-time location systems based on RFID and/or GPS.
  • the marking 113 can therefore be an optical point or another type of label, such as an RFID tag.
  • a target area 116 is also determined. The movement of the right hand 112 or the marking 113 arranged on it is monitored in relation to the target area 116.
  • the right hand 112 enters the target area 116 ( Figure 6a), this is used as a trigger signal ST to open the measurement window 20 (see Figures 2 to 5). Leaving the target area 116 ( Figure 6b) is used as a trigger signal to close the measurement window.
  • the entry of the hand 112 into the target area 116 is indicated by an arrow P6, the exit of the hand 112 from the target area 116 by an arrow P7.
  • the presence of the trigger signal ST in the form of the movement data of the marking 113 on the right hand 112 of the operator 110 is detected at time t 0.
  • the movement of the right hand 112 of the operator or of the marking 113 applied to it is continuously monitored or tracked via the two cameras 114, 115.
  • the exit of the marking 113 or the right hand 112 of the operator from the target area 116 at time t 1 is also detected via the two position detection devices 114, 115.
  • the target area 116 is the area in which the joining of the connector 100, i.e. of its plug part 101 and coupling part 102, is to take place.
  • the measuring window 20 is opened and at time ti (see Figure 6b) the measuring window 20 is closed again (see e.g. Figure 2).
  • the two position detection devices 114, 115 are thus the detection device 10 for detecting the movement data and thus also the trigger signal for triggering the opening of the measuring window 20 and also for triggering the closing of the latter.
  • the acceleration profile of the respective right hand 112 of an operator 110 is recorded in a respective acceleration-time diagram.
  • the acceleration profile is recorded in the x, y and z directions, with the respective accelerations in the x, y and z directions being shown.
  • a free movement of the right hand 112 takes place in all three spatial directions
  • Figure 8 it can be seen that in a time period At, which is outlined in Figure 8 by a box 21, only an acceleration of the right hand 112 takes place in the x direction.
  • the acoustic click signal characteristic of this occurs, although this is not shown in Figure 8.
  • the characteristic acceleration of the right hand 112 only in the x direction for the time period ⁇ t, which lies in the box 21, is thus used as a trigger signal ST to open the measuring window 20.
  • Figure 9 shows a recorded example of the movement profile of the right hand 112 of the operator 110, comprising 25 measurements, before and during a plugging or assembly/joining process of the connector 100 (see Figure 1).
  • the movement signals can be recorded by a gyroscopic device.
  • the occurrence of this characteristic sequence of movements signal can be a corresponding trigger signal ST for opening the measurement window 20 in which the occurrence of the characteristic signals, here e.g. a characteristic acoustic click signal and a characteristic movement signal or position signal, is expected.
  • the characteristic signals here e.g. a characteristic acoustic click signal and a characteristic movement signal or position signal
  • the acoustic signal S A is shown over time in the upper part of the diagram.
  • a thumb acceleration signal S B of the thumb of the operator's right hand is shown, recorded by an acceleration sensor on the operator's thumb, with the acceleration sensor tracking the high-frequency acceleration signal, and in the lower part of the diagram, a position or movement signal SG is shown, which is recorded by a gyroscopic device, which tracks the rough hand movement of the operator's hand.
  • the opening of the measurement window 20 is triggered by the presence of the trigger signal ST, which is delimited by a dashed box in the diagram in Figure 10.
  • This trigger signal S T is a predetermined acceleration profile of the thumb of the operator's right hand on the one hand, and a predetermined position or location/position change or movement signal of the plug part and coupling part of the connector 100 and a predetermined acoustic signal profile on the other. It is apparent that a quiet acoustic signal also occurs at the time the trigger signal S T occurs. All three detected signals or at least the thumb acceleration signal S B and the position or movement signal SG are the trigger signals that trigger the opening of the measuring window 20.
  • the next expected occurrence is the characteristic acoustic click signal SK and the characteristic acceleration signal S B c of the thumb of the operator's right hand and/or the characteristic movement signal SGC. These occur in Figure 10 within the second dashed box. It can be seen here that not only the acceleration curve SBC that is sought and characteristic of a correct plugging process occurs during the joining process of the connector, but also the characteristic acoustic click signal S K that is sought, which can be recognized in the acoustic signal curve in the upper part of the diagram.
  • the connector 100 here is an electrical connector.
  • FIG. 10 makes it clear that in a preferred configuration, three signals are used for the trigger signal, here implemented as a pre-trigger, as well as evaluation signals for assessing the quality of the plugging process. This represents a very clear difference to the state of the art.
  • an acceleration sensor with a comparatively high sampling rate, e.g. in the range of 44.1 kHz, which is suitable for the analysis of (body) sound signals, and a gyroscopic detection device on the wrist of the operator 110, which supplies movement data of the hand (low frequency), can be provided.
  • the acceleration sensor is used to determine an acceleration and a speed, whereby the acceleration sensor evaluates the vibration which is triggered, for example, by a locking lug 106 on a plug part 101 (see Figures 11 a, 11 b).
  • the gyroscopic detection device determines the position or changes in position of the hand of the operator 110, whereby it only provides the information as to whether the hand is in the correct position and, if necessary roughly, has performed the correct movement.
  • Figures 11 a and 11 b show a connector 100 provided with two locking steps.
  • the additional locking step can generate a clearer pre-trigger signal.
  • the locking lug 106 of the plug part 101 engages in a first locking opening 107 of the coupling part 102, the plug part 101 is thus still incompletely inserted into the coupling part 102.
  • the locking lug 106 of the plug part 101 engages in a second locking opening 108. of the coupling part 102.
  • Plug part 101 and coupling part 102 are completely joined.
  • the interlocking of the components, i.e. plug part 101 and coupling part 102 can thus be detected without any special additional measures and the corresponding signal can be used as one of the signals used to assess the quality of the plug connection.
  • the locking of the locking lug 106 in the first locking opening 107 of the coupling part 102 can thus be used as a trigger signal for opening the measuring window 20, since the correct locking of the locking lug 106 in the second locking opening 108 of the coupling part 102 can be expected next, thus the occurrence of the characteristic acoustic click signal SK and the characteristic acceleration signal SBC or the characteristic movement sequence signal SGC.
  • the measuring window 20 can accordingly be closed again after a predeterminable period of time after the occurrence of the characteristic signals when the locking lug 106 locks in the second locking opening 108, or the measuring window 20 has a predetermined period of time or length of time, so that it closes again automatically after this period of time has elapsed.
  • the trigger signal is thus triggered by the component itself, i.e. by design measures provided in the connector 100 itself, i.e. the locking of the locking lug 106 in the first locking opening 107 of the coupling part 102.
  • Figure 12a shows the sequence of a method for checking and evaluating the quality of a plug connection of the prior art.
  • acoustic data is recorded and stored, and in a second step 201 the characteristic acoustic click signal is searched for in this recorded and stored data. If this is not detected, the query loops again (see back arrow from 201 to 200). If the characteristic acoustic click signal was detected, a confirmation of a proper plug connection can be issued in a third step 202.
  • Figure 12b shows an inventive process for checking and evaluating the quality of a plug connection.
  • acoustic signals, acceleration signals and/or position/location or movement/position change signals are continuously recorded and saved.
  • the saved signals are filtered in order to filter out, for example, speech signals that are not the desired acoustic click signal, as well as periodically occurring and non-transient noise.
  • an attempt is made to detect at least one trigger signal that triggers the opening of the measurement window 20. If this is not detected, further data recording and storage and filtering of the signals takes place until the desired at least one trigger signal (see back arrow from 207 to 205) is actually detected.
  • the measurement window 20 is opened in the fourth step 208.
  • the characteristic acoustic click signal and the characteristic acceleration signal and/or the characteristic acoustic click signal and the characteristic movement signal are searched for within the measurement window 20. If these are not present or are not present properly, an improper plugging process or connection is indicated, for example by a red light. This is indicated by box 210. If, however, the characteristic signals are present, and are thus detected, the information is output that a proper plug connection is present, which is indicated in Figure 12b by box 211.
  • the method according to the invention thus makes it possible to determine a more precise detection of the presence of a proper plugging process by providing a small and time-limited measuring window.
  • significantly less electrical energy is required because, although various signals are continuously recorded, they are only evaluated within the narrow/short measuring window, which consumes significantly less energy.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines Steckverbinders (100), wobei ein erstes Signal erfasst und ausgewertet wird, werden kontinuierlich das erste Signal (SA) von einer ersten Erfassungseinrichtung (12) und zumindest ein zweites Signal (SB, SQ) von zumindest einer zweiten Erfassungseinrichtung (17, 114, 115) erfasst und in zumindest einer Aufzeichnungseinrichtung (14) aufgezeichnet, löst zumindest ein Triggersignal (ST) das Öffnen eines Messfensters (20) aus und wird das Vorhandensein zumindest zweier für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischer Signale (SK, SBC, SQC) innerhalb des Messfensters (20) durch zumindest eine Auswerteeinheit (15) überprüft, wobei das zumindest eine Triggersignal (ST) zeitlich vor dem Messfenster (20), innerhalb des Messfensters (20) oder zeitlich hinter dem Messfenster (20) liegt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines Steckverbinders, wobei ein erstes Signal erfasst und ausgewertet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Verfahren zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines Steckverbinders, der während eines Steckvorgangs ein charakteristisches akustisches Klick-Signal aussendet, sind im Stand der Technik bekannt. Bei diesen werden beim Steckvorgang Steckerteil und Kupplungsteil des Steckverbinders bzw. Teile von diesen ineinander verrastet, wobei während dieses Verrastungsvorgangs ein Schallsignal bzw. akustisches Signal in Form eines Klick-Geräuschs ausgesandt wird. Die Montage solcher Steckverbinder wird üblicherweise händisch vorgenommen. Oftmals ist nicht ohne Weiteres erkennbar, ob die Steckverbindung vollständig und ordnungsgemäß erfolgt ist oder nicht, ob also ein vollständiges, sicheres und ordnungsgemäßes Verrasten stattgefunden hat oder nicht. Es kann also nicht unbedingt auf Anhieb bei der Montage von Steckverbindern erkannt werden, ob diese Montage vollständig und korrekt durchgeführt wurde, somit die Steckverbindung sicher ist. Die Montagekraft wird sehr stark von der ausführenden Person beeinflusst, ist abhängig von der ausführenden Hand, der Handhaltung, dem Bewegungsablauf und dem evtl, erfolgenden Verkanten der zu montierenden Bauteile. In der Regel wird spätestens in der End-of-Line-Prüfung eine nicht ordnungsgemäße Steckverbindung entdeckt werden. Allerdings erfordert eine nicht korrekt ausgeführte Steckverbindung eines solchen Steckverbinders eine aufwendige und somit teure Nacharbeit, um das Problem des nicht korrekt gesteckten Steckverbinders zu beheben.
Aus der WO 2013/131632 A1 sind daher ein Kontrollsystem sowie ein Verfahren zur Kontrolle der Montage einer Kupplungseinrichtung bekannt, umfassend zumindest einen Steckverbinder, wobei ein Anordnen einer mobilen Sensoreinrichtung in direkter Nähe der Signalquelle des Steckverbinders vorgesehen ist. Das Signal ist dabei ein elektronisches und/oder akustisches bzw. Schallsignal. Das während des Steckvorgangs ausgesandte Signal wird erfasst und ausgewertet. Wird ein Schallsignal, also das charakteristische Geräusch eines Steckvorgangs, wie beispielsweise das charakteristische Geräusch eines Verrastens bzw. Klickens des Halteelements eines Steckverbinders, als Signal ausgesandt, wird dieses während des Steckvorgangs erfasst und in einer Auswerteeinheit ausgewertet. Das erfasste Signal bzw. Geräusch kann von Störsignalen, insbesondere Störgeräuschen, getrennt und daraufhin überprüft werden, ob ein ordnungsgemäßes Verrasten erfolgt ist, also eine sichere Steckverbindung erzielt werden konnte. Die mobile Sensoreinrichtung ist zum Erfassen eines Körper- und/oder Luftschallsignals ausgebildet. Zum Erfassen von Körperschall wird die mobile Sensoreinrichtung in Schwingungskontakt mit der Kupplungseinrichtung und/oder dem zumindest einen Rastnocken an dieser gebracht. Die mobile Sensoreinrichtung ist auf einem Trägermaterial angeordnet oder in dieses integriert, wobei als Trägermaterial beispielsweise ein Montagehandschuh und/oder ein Bekleidungsstück und/oder eine am Körper einer Person tragbare Einrichtung, wie beispielsweise ein Gürtel, eine Uhr oder ein Armband, offenbart sind, in die die mobile Sensoreinrichtung integriert werden kann oder ist. Die von der mobilen Sensoreinrichtung erfassten Daten werden in einer in der Nähe angeordneten dezentralen Auswerteeinheit ausgewertet und/oder in einer zentralen Auswerteeinheit. Die Übertragung der erfassten Daten erfolgt über WLAN, Bluetooth, Kabel, eine oder mehrere USB-Schnittstellen oder über Funk.
Aus der WO 2016/070984 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Montage zweier Komponenten mittels einer Klickbefestigung zum Verbinden der Komponenten bekannt, wobei ein Sensor zum Erfassen einer Montagekraft und ein Schallempfänger vorhanden sind. Während der Montage der beiden Komponenten werden die auf zumindest eine der beiden Komponenten aufgebrachte Kraft mittels einer Vorrichtung, die zum Verbinden der beiden Komponenten verwendet wird, und der Schall, der während der Montage der beiden Komponenten erzeugt wird, gemessen. Der Verlauf der gemessenen Kraft wird in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der Verlauf des gemessenen Schalls in Abhängigkeit von der Zeit aufgenommen. Der Verlauf der Kraft in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der Verlauf des Schalls in Abhängigkeit von der Zeit werden ausgewertet und ein Signal erzeugt, das eine Qualität der Montage der Klickbefestigung indiziert, wenn der Verlauf der Kraft in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der Verlauf des Schalls in Abhängigkeit von der Zeit einem vorbestimmten Kriterium entspricht. Ferner wird während der Montage der beiden Komponenten die Beschleunigung eines Fingers und/oder einer Hand eines die Montage ausführenden Bedieners gemessen. Das Zugrundelegen der Montagekraft als Signal ist nur bedingt geeignet, da diese abhängig von der Person ist, die die Montage vornimmt, wobei z.B. ein Verkannten der beiden Komponenten beim Steckvorgang einen großen Einfluss auf die Montagekraft hat. Ferner ist die Montagekraft schwer zu detektieren und bedeutet eine aufwendige Messsensorik. Das Verfahren ist dadurch fehleranfällig. Auch die Trennschärfe zwischen einer ordnungsgemäßen Steckverbindung und einer nicht ordnungsgemäßen kann nur schwer mit einem Kraftsensor festgestellt werden. Der akustische Sensor ist störanfällig für weit entfernte Hintergrundgeräusche, wie z.B. die Lautstärke in einer Montagehalle. Die Beurteilung einer ordnungsgemäßen Steckverbindung und einer nicht ordnungsgemäßen mit einem akustischen Sensor und gleichzeitig mit einem Bewegungssensor erhöht zwar die Zuverlässigkeit und Trennschärfe höher, erfordert jedoch eine schnelle Verarbeitung der erfassten Daten, was einen vergleichsweise hohen Aufwand mit sich bringt in Form einer hohen Leistungsfähigkeit der elektronischen Bauteile und im Hinblick auf die Baugröße.
Aus der WO 2015/053936 A1 ist ein System zum Sicherstellen eines Fügens eines Verbinders bekannt, bei dem ein Mikrofon in der Nähe der Fügezone elektrischer Verbinder angeordnet wird, wobei das Mikrofon dahingehend ausgelegt ist, dass es ein hörbares Geräusch erfasst, sobald der elektrische Verbinder gefügt wird. Ferner ist eine Ausgabeeinheit vorgesehen, die mit dem Mikrofon verbunden ist und die Audiosignale von dem Mikrofon empfängt. Die Ausgabeeinheit verarbeitet die Audiosignale zum Sicherstellen der Fügeverbindung. Die Ausgabeeinheit filtert Hintergrundgeräusche zum Verstärken der Audiosignale heraus. Aufgrund der Verwendung eines akustischen Sensors eignet sich das System für Anwendungen, in denen eine geringe bis mittlere Trennschärfe ausreichend ist, und/oder in Umgebungen, an denen wenig Störgeräusche das Messergebnis beeinflussen. Bei der Auswertung ergibt sich eine Einschränkung in der Trennschärfe zwischen einer ordnungsgemäßen Steckverbindung und einer nicht ordnungsgemäßen.
Die WO 2017/062124 A1 offenbart ebenfalls ein System zum Sicherstellen einer Fügeverbindung eines Verbinders. Diese umfasst eine vom Verwender getragene Sensoreinheit, die in der Nähe oder an der Hand des Bedieners getragen wird, wobei die Sensoreinheit einen akustischen Sensor umfasst, der in der Nähe einer Fügezone elektrischer Verbinder angeordnet wird. Der akustische Sensor kann ein akustisches Geräusch detektieren, sobald der elektrische Verbinder gefügt wird. Ferner umfasst das System einen vom Verwender getragenen Controller, der mit dem akustischen Sensor verbunden ist, wobei der Controller die Audiosignale von dem akustischen Sensor empfängt und die Audiosignale verarbeitet, um den Fügestatus eines Verbinders zu bestimmen. Der Controller gibt dem Bediener eine Rückmeldung im Hinblick auf den Fügestatus des Verbinders. Aufgrund der Verwendung eines akustischen Sensors eignet sich auch dieses System für Anwendungen, in denen eine geringe bis mittlere Trennschärfe ausreichend ist, und/oder in Umgebungen, an denen nur wenig Störgeräusche das Messergebnis beeinflussen. Auch hier ergibt sich bei der Auswertung eine Einschränkung in der Trennschärfe zwischen einer ordnungsgemäßen Steckverbindung und einer nicht ordnungsgemäßen.
Aus der WO 2017/062122 A1 ist ein weiteres System zum Sicherstellen einer Fügeverbindung eines Verbinders bekannt. Dieses umfasst einen akustischen Sensor, der in der Nähe einer Fügezone elektrischer Verbinder angeordnet wird, wobei der akustische Sensor dahingehend ausgelegt ist, dass er hörbare Geräusche detektiert, sobald der elektrische Verbinder gefügt wird. Ferner ist ein Verbinderidentifikationssensor vorgesehen, der in der Nähe der elektrischen Verbinder angeordnet wird. Der Verbinderidentifikationssensor ist dahingehend ausgelegt, dass er die Anwesenheit elektrischer Verbinder identifiziert. Ferner umfasst das System einen Controller, der mit dem akustischen Sensor und dem Verbinderidentifikationssensor verbunden ist, wobei der Controller die Verbinderidentifikationssignale von dem Verbinderidentifikationssensor empfängt, ebenso die akustischen Signale von dem akustischen Sensor. Der Controller verarbeitet die Verbinderidentifikationssignale und die akustischen Signale zur Sicherheitsprüfung der Fügeverbindung. Der Verbindungsidentifikationssensor leistet jedoch keinen Beitrag zur Bewertung der Steckverbindung, also der Frage, ob diese ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß ist, so dass auch hier eine Einschränkung in der Trennschärfe zwischen einer ordnungsgemäßen Steckverbindung und einer nicht ordnungsgemäßen vorliegt.
Ferner sind aus der FR 3 024 522 B1 ein System und ein Verfahren zum Feststellen der Verriegelung einer manuellen Verbindung eines verrastbaren Schnellverbinders bekannt. Hierbei wird ein Träger an einem Bediener fixiert, wobei zumindest ein akustischer Sensor vorgesehen ist zum Messen von akustischen Signalen, die von der Verbindung ausgesandt werden. Das gemessene akustische Signal wird erfasst. Die erfassten akustischen Signale werden gefiltert und es erfolgt ein Vergleich mit akustischen Referenzsignalen, die repräsentativ für den Verriegelungszustand des Verbinders sind, wobei zugleich ein Ergebnis dieses Vergleichs erhalten wird. An den Bediener wird eine Meldung abgegeben im Hinblick darauf, ob ein verriegelter Zustand erzielt wurde oder nicht. Ferner umfasst das Verfahren das Erfassen einer Bewegung einer ersten Hand des Bedieners, um Bewegungen dieser ersten Hand zu messen, die repräsentativ für den Versuch eines Verbindens des Verbinders sind. Das Erfassen der Bewegungen dient dazu, den Start der Messung und Aufzeichnung der akustischen Signale auszulösen. Ferner ist eine Hilfsaufzeichnung der Bewegungen der ersten Hand vorgesehen, die während der Aufzeichnung der Bewegungen gemessen wurden, und ein hilfsweises Filtern der aufgezeichneten Bewegungen der ersten Hand und nachfolgend ein Hilfsvergleich der aufgezeichneten und gefilterten Bewegungen der ersten Hand mit den Referenzbewegungen, die einen Versuch der Verbindung zeigen. Sobald eine Bewegung der ersten Hand des Benutzers festgestellt wird, wird eine Aufzeichnung ausgelöst. Akustische Signale werden über eine Zeitspanne hinweg aufgezeichnet und die Filter und die Vergleichseinrichtungen bearbeiten in einem Intervall die Signale, was einige Zehntelsekunden vor einem Auslösezustand t0 bis einige Zehntelsekunden danach dauert. Es erfolgt somit eine zweistufige Prüfung in sequentieller Abfolge, wobei die Beurteilung der Güte der Steckverbindung, also ob diese ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß ist, erst im zweiten Schritt allein über den akustischen Sensor erfolgt. Das Bewegungssignal löst in der ersten Stufe lediglich die Aufzeichnung des akustischen Signals aus.
Die im Stand der Technik bekannten Verfahren zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung werten somit Signale aus, die über einen oder mehrere Sensorkanäle während eines Klick-Geräusches bei einem Steckvorgang aufgezeichnet werden, also insbesondere Luft- und Körperschallsignale. Die akustischen Signale werden permanent aufgezeichnet und analysiert und die Identifikation des Klick-Signals findet durch permanente Analyse der aufgezeichneten Signale statt, wobei die Charakteristik der aufgezeichneten akustischen Signale auf das charakteristische Klick-Signal hin untersucht wird. Werden vorgegebene Grenzwerte überschritten, wie beispielsweise ein bestimmter Schalldruckpegel in einem bestimmten Frequenzbereich, wird diese Signalcharakteristik einem Klick-Signal zugeordnet und die Steckverbindung als „in Ordnung“ klassifiziert. Allerdings sind diese Verfahren und Messvorrichtungen bzw. Kontrollvorrichtungen des Standes der Technik hierdurch anfällig gegen Fehler, da nicht ausgeschlossen werden kann, dass andere Geräusche oder Ereignisse, wie beispielsweise das Anschlägen der Kontrollvorrichtung an einem Bauteil oder ein herabfallendes Werkzeug, eine ähnliche oder sogar gleiche Signalcharakteristik bei den aufgezeichneten akustischen Signalen erzeugen könnten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines Steckverbinders, wobei ein erstes Signal erfasst und ausgewertet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzusehen, bei dem bzw. der die Fehleranfälligkeit gegenüber den Lösungen des Standes der Technik deutlich verringert werden kann.
Die Aufgabe wird für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das erste Signal von einer ersten Erfassungseinrichtung und zumindest ein zweites Signal von zumindest einer zweiten Erfassungseinrichtung kontinuierlich erfasst und in zumindest einer Aufzeichnungseinrichtung aufgezeichnet werden, zumindest ein Triggersignal das Öffnen eines Messfensters auslöst und das Vorhandensein zumindest zweier für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischer Signale innerhalb des Messfensters durch zumindest eine Auswerteeinheit überprüft wird, wobei das zumindest eine Triggersignal zeitlich vor dem Messfenster, innerhalb des Messfensters oder zeitlich hinter dem Messfenster liegt. Für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zumindest eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines ersten Signals, zumindest eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen zumindest eines zweiten Signals, zumindest eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen der erfassten Signale, zumindest eine Triggersignal- Erfassungseinrichtung zum Erfassen zumindest eines Triggersignals, zumindest eine Einrichtung zum Öffnen eines Messfensters bei Vorliegens des zumindest einen Triggersignals und zumindest eine Auswerteeinheit zum Auswerten des Vorliegens zumindest zweier für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischer Signale innerhalb des Messfensters umfasst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Hierdurch werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines Steckverbinders geschaffen, bei denen die Güte unter Verwendung mehrerer Signale bzw. Sensorsignale bzw. von zumindest einer jeweiligen Erfassungseinrichtung erfasster Signale bewertet wird. Als Signale, die der Bewertung zugrundegelegt werden, können ein akustisches Signal, durch zumindest eine akustische Erfassungseinrichtung erfassbar oder erfasst, und zumindest ein weiteres Signal erfasst werden. Somit kann zumindest eines der zu erfassenden oder erfassten Signale ein akustisches Signal sein und/oder zumindest eines der zu erfassenden oder erfassten Signale kann ein Geschwindigkeitssignal, Beschleunigungssignal, Bewegungssignal oder Positions- oder Lagesignal sein. Eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Beschleunigungssignals kann dieses mit einer hohen Abtastrate erfassen, z.B. mit einer Abtastrate im Bereich von 43 kHz bis 46 kHz, insbesondere mit einer Abtastrate von 44,1 kHz. Es kann somit eines der erfassbaren oder erfassten Signale ein Beschleunigungssignal sein, das von einer entsprechenden Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung erfasst wird, wie einem Beschleunigungssensor. Ein solcher arbeitet mit einer hohen Abtastrate. Die hochfrequenten Anteile des Signals dissipieren recht schnell über den Ausbreitungsweg, während sich tieffrequente Signale auch über größere Strecken ausbereiten können. Bei der Untersuchung hochfrequenter Signale ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass das Signal aus der unmittelbaren Nähe der Erfassungseinrichtung stammt. Durch das Erfassen zumindest zweier Signale ist es daher möglich, im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Lösungen des Standes der Technik eine höhere Zuverlässigkeit der Auswertung und Bewertung der Güte der Steckverbindung zu schaffen.
Die Sensorkanäle bzw. Erfassungseinrichtungen zum Erfassen der Signale, wie ein Beschleunigungssensor, die mit vergleichsweise hohen Abtastraten arbeiten, führen zum Anfallen einer sehr großen Datenmenge, aus der die für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale ermittelt werden müssen. Erfindungsgemäß wird die Datenmenge, die der Bewertung der Güte der Steckverbindung zugrundegelegt wird, durch das Vorsehen eines Messfensters eingeschränkt, das durch zumindest ein Triggersignal geöffnet wird. Durch das Definieren des Messfensters und dessen Öffnen bei Auftreten zumindest eines Triggersignals kann die Fehleranfälligkeit gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringert werden, da lediglich in dem zeitlich kleinen bzw. eine kurze Zeitspanne überdeckenden Messfenster die für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale erwartet werden. Dementsprechend ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein anderes Ereignis, das eine ähnliche Signalcharakteristik wie die der charakteristischen Signale erzeugt, in dieses gleiche Zeit- bzw. Messfenster fällt, sehr gering. Um das Messfenster zeitlich so klein wie möglich vorsehen zu können, werden weitere Signale und Informationen aus dem Montagevorgang des Steckverbinders herangezogen, die zeitlich sehr nah mit den zu erwartenden charakteristischen Signalen zusammenfallen. Diese Signale und Informationen können zeitlich sowohl vor den charakteristischen Signalen, gleichzeitig mit diesen oder auch nach den charakteristischen Signalen vorliegen bzw. auftreten. Dementsprechend dienen diese Informationen und Signale als das zumindest eine Triggersignal zum Öffnen des Messfensters, wobei das zumindest eine Triggersignal zeitlich vor dem Messfenster, innerhalb des Messfensters oder zeitlich hinter oder nach dem Messfenster liegen kann. Da kontinuierlich durch zumindest eine Erfassungseinrichtung die zumindest zwei Signale erfasst werden, ist es möglich, bei Auftreten des zumindest einen vorbestimmten Triggersignals das Messfenster auch rückschauend zu öffnen, so dass das Messfenster zeitlich vor dem Auftreten des zumindest einen Triggersignals liegt. Da innerhalb des Messfensters das Vorliegen der erwarteten und für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale erwartet werden und deren Auftreten durch zumindest eine Auswerteeinheit überprüft wird, kann die Güte der Bewertung, ob die Steckverbindung des Steckverbinders gut, d.h. hoch, oder schlecht ist, problemlos ausgewertet werden. Je kleiner und genauer das Messfenster um das Auftreten der charakteristischen Signale herum aufgespannt werden kann, desto höher ist die Güte der Überprüfung der Steckverbindung und desto geringer die Fehlerauffälligkeit einer solchen Bewertung.
Im Unterschied zu der FR 3 024 522 B1 werden gemäß der vorliegenden Erfindung der Auswertung, ob eine ordnungsgemäße Steckverbindung vorliegt, die zumindest zwei Signale zugrundgelegt, zu deren Erfassung zumindest zwei Kanäle einer Erfassungseinrichtung, wie zumindest zwei Sensorkanäle eines Sensors, oder zumindest zwei Erfassungseinrichtungen, wie Sensoren. Diese können das zumindest eine Triggersignal zum Öffnen des Messfensters liefern. Dadurch ist es möglich, dass die Öffnungsdauer oder Zeitspanne des Messfenster im Millisekundenbereich liegt. Im Unterschied zur vorliegenden Erfindung ist in der WO 2016/070984 A1 kein Messfenster zur Eingrenzung der zu verarbeitenden Datenmenge offenbart, ebensowenig wie ein Triggersignal.
Das zumindest eine Triggersignal kann ein Positionssignal der Position einer einen Steckvorgang durchführenden Hand einer Bedienperson sein. Die Position der Hand der Bedienperson, die den Steckvorgang durchführt, kann vorteilhaft zur Eingrenzung des Messfensters als Information aus dem Montage-Steckvorgang herangezogen werden. Wenn sich die jeweilige Hand oder ggf. die Hände der Bedienperson in der Nähe der entsprechenden Montagestelle, an der der Steckvorgang erfolgen soll, befindet/befinden, ist auch das Auftreten der charakteristischen Signale zu erwarten. Somit ist es möglich, das Messfenster, das um die erwarteten charakteristischen Signale herum aufgespannt wird, genau auf diesen Zeitbereich zu beschränken, in dem die jeweilige Hand des den Steckvorgang durchführenden Bedieners sich in der zu erwartenden räumlichen Position in Bezug auf den Steckverbinder befindet. Das Positionssignal kann beispielsweise durch Geo-Fencing ermittelt werden. Ferner ist es möglich, das Positionssignal durch zumindest eine optische Einrichtung, wie eine Kamera, zu erfassen und/oder mittels einer gyroskopischen Einrichtung und/oder mittels einer funkbasierten T rackingeinrichtung.
Ferner ist es möglich, dass das zumindest eine Triggersignal eine vorgebbare Bewegungsabfolge einer einen Steckvorgang durchführenden Hand einer Bedienperson ist. Hierdurch kann die Genauigkeit der Festlegung des Messfensters noch weiter erhöht werden, da nicht nur die Position der Hand, sondern auch zum jeweiligen Steck- bzw. Montagevorgang und/oder einen bestimmten Prozessschritt des Steckvorgangs gehörende charakteristische Handbewegungen hierbei identifiziert werden. Diese Bewegungsabfolge dient als Triggersignal zum Öffnen des Messfensters. Insbesondere ist es möglich, eine bestimmte Bewegungsabfolge vorallem einer Hand oder beider Hände der Bedienperson in Form einer Montageanweisung bzw. Steckanweisung vorzugeben, so dass eine noch bessere und sicherere Identifizierung des entsprechenden Triggersignals in Form dieser Bewegungsabfolge möglich ist.
Ferner kann das zumindest eine Triggersignal ein Quittiersignal oder ein Quittiergestensignal nach Beendigung eines Steckvorgangs sein. Ein solches Quittiergestensignal zeigt an, dass der Steckvorgang beendet wurde. Dementsprechend kann in den aufgezeichneten Daten der Zeitraum unmittelbar vor dem Auftreten des Quittiergestensignals nach den charakteristischen Signalen abgesucht und bei deren ordnungsgemäßen Vorliegen entsprechend ein korrekter Steckvorgang bestätigt werden. Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, anstelle eines Quittiergestensignals ein Quittiersignal als Triggersignal nach Beendigung eines Steckvorgangs auszusenden, wobei beispielsweise die Bedienperson eine entsprechende Quittiertaste betätigt. Auch durch ein solches Triggersignal kann sich, wie beim Quittiergestensignal als Triggersignal, das Messfenster in die Vergangenheit der aufgezeichneten Daten öffnen und in den aufgezeichneten Daten die charakteristischen, einen ordnungsgemäßen Steckvorgang bestätigenden Signale gesucht und, sofern diese ordnungsgemäß vorliegen, ein ordnungsgemäßer Steckvorgang bestätigt werden.
Weiter vorteilhaft kann das zumindest eine Triggersignal ein Bewegungsrichtungssignal zum Anzeigen der Bewegungsrichtung einer einen Steckvorgang durchführenden Hand einer Bedienperson sein. Hierbei wird somit nicht oder nicht unbedingt die tatsächliche Position der Hand der Bedienperson abgefragt und als Triggersignal zum Auslösen des Öffnens des Messfensters verwendet, sondern die Bewegungsrichtung der Hand, mit der der Steckvorgang durchgeführt werden soll, überwacht. Bei einem Steckvorgang eines Steckverbinders wird zumindest kurz vor dem tatsächlichen Verrasten der entsprechenden Rastelemente und Rastnuten des Steckverbinders im Wesentlichen ausschließlich eine Bewegung in Längsrichtung, somit in x- Richtung, durchgeführt. Dies kann ebenfalls als Triggersignal zum Auslösen eines Öffnens des Messfensters genutzt werden.
Ferner kann die Handbewegung einer Bedienperson kontinuierlich oder in vorgebbaren Zeitintervallen abgefragt bzw. getrackt werden. Ein solches Tracking kann unter Zuhilfenahme zumindest einer optischen Einrichtung, wie einer Kamera, und/oder zumindest einer gyroskopischen Einrichtung und/oder zumindest einer funkbasierten Trackingeinrichtung erfolgen. Dementsprechend kann, beispielsweise wenn alle 20 s bis 30 s ein Steckvorgang erwartet wird, die Handbewegung einer Bedienperson in einem solchen Zeitintervall bzw. Zeitrhythmus überwacht werden. Wird innerhalb des Zeitintervalls ein entsprechendes Positionssignal der Hand ausgegeben, das als Trackingsignal zum Öffnen des Messfensters dient, wird entsprechend das Messfenster geöffnet. Auch bei Detektieren einer entsprechenden Bewegungsfolge der Hand der Bedienperson kann dementsprechend durch dieses Trackingsignal das Öffnen des Messfensters ausgelöst werden. Wenngleich kontinuierlich die Signale, also das erste Signal und das zumindest eine weitere bzw. zweite Signal, aufgezeichnet werden, erfolgt ein Auswerten der aufgezeichneten Daten erst nach Öffnen des Messfensters, so dass der Energiebedarf insbesondere für eine mobile Erfassungseinrichtung zum Erfassen des entsprechenden Triggersignals entsprechend gering ist. Der Energiebedarf besteht nämlich hauptsächlich für den Auswertevorgang. Ein Speisen einer mobilen Erfassungseinrichtung mittels Akkumulatoren, die in die Erfassungseinrichtung integriert werden, ist daher problemlos möglich. Mit diesen kann ein Arbeiten auch über mehrere Stunden erfolgen, ohne dass ein Laden der Akkus oder ein Akkutausch erforderlich wird.
Besonders bevorzugt ist das zumindest eine Triggersignal ein Triggersignal, das von den zu fügenden Steckverbinderteilen selbst ausgeht. Hierdurch kann ein enges Messfenster vorgesehen werden. Der Fügezustand, in dem die Steckverbinderteile gefügt werden und ein Verrasten von diesen direkt bevorsteht, kann als Triggersignal für das Öffnen des Messfensters dienen. Beispielsweise kann das Triggersignal ein von den Steckverbinderteilen vor deren Aufeinandertreffen oder vor deren Verrasten ausgehendes Signal sein, insbesondere ein charakteristisches Beschleunigungssignal und/oder Bewegungsprofilsignal. Das bei Vorliegen des Triggersignals sich öffnende Messfenster kann somit auch dadurch eingegrenzt werden, dass Signale detektiert werden, die von den zu fügenden Bauteilen des Steckverbinders während des Steckvorgangs kurz vor dem Verrasten ausgehen und erfasst werden können, somit kurz bevor die charakteristischen Signale auftreten. Ein Erkennen des Aufeinandertreffens der beiden Steckpartner des Steckverbinders zu deren Fügen durch z.B. Ineinanderschieben der Steckpartner, somit eines Steckerteils und eines Kupplungsteils, kann beispielsweise durch ein charakteristisches Beschleunigungssignal, das von Beschleunigungssensoren erfasst wird, erfolgen. Entsprechendes gilt für ein charakteristisches Bewegungsprofilsignal. Üblicherweise sind diese charakteristischen Beschleunigungssignale bzw. Bewegungsprofilsignale dem Verrasten der beiden Steckpartner, somit eines Steckerteils und eines Kupplungsteils des Steckverbinders, dem eigentlichen Steckvorgang vorgelagert, dementsprechend auch den einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakterisierenden Signalen. Ebenfalls ist es jedoch möglich, dass nach dem Verrasten der beiden Steckpartner ein bestimmtes Bewegungsprofilsignal charakteristisch für den Abschluss des Steckvorgangs ist, so dass auch dieses als Triggersignal genutzt werden kann, um ein in die Vergangenheit gerichtetes Messfenster zu öffnen. Es kann ferner zumindest ein Signal zum Schließen des Messfensters ausgegeben wird. Somit kann ein solches charakteristisches Bewegungsprofilsignal zum Beenden des Messfensters, somit zum Schließen von diesem, verwendet werden. Beispielsweise kann das Messfenster mit einem ersten Triggersignal geöffnet werden und ein zweites Triggersignal zum Schließen des Messfensters genutzt werden. Ebenso kann eine feste Zeitspanne für die Länge bzw. Dauer des Messfensters vorgegeben werden, so dass das Messfenster eine vorgegebene zeitliche Länge aufweist. Das Signal zum Schließen des Messfensters, sofern dieses nicht eine vorgegebene zeitliche Länge aufweist, kann sowohl zeitbasiert als auch ereignisbasiert sein. Das zweite Triggersignal kann somit ein bestimmtes vorgebbares Ergebnis oder eine vorggebbare Zeit bzw. Zeitspanne sein. Die zeitliche Länge des Messfensters kann beispielsweise 10 bis 50 ms betragen, insbesondere 12 bis 50 ms auf. Beispielsweise weist das Messfenster eine zeitliche Länge von 15 ms auf. Im Vergleich dazu liegt das Messfenster bei der FR 3 024 522 B1 allerdings im Sekunden- oder Zehntelsekundenbereich, so dass die Güte der Auswertung, ob ein ordnungsgemäßer Steckvorgang vorliegt oder nicht, bei der FR 3 024 522 B1 deutlich geringer ist und für anspruchsvolle Anwendungen nicht ausreichend erscheint.
Bei der Kontrolle eines mit zumindest einer doppelten Raststufe versehenen Steckverbinders kann das von dem Verrasten der ersten Raststufe ausgelöste akustische und/oder Vibrationssignal das Triggersignal zum Öffnen des Messfensters sein. Steckverbinder mit einer solchen doppelten Raststufe sind beispielsweise aus der DE 10 2013 205447 A1 bekannt. Gerade bei diesen eignet sich die erste Raststufe zum Auslösen des Triggersignals, um darüber das Messfenster zu öffnen. Beim weiteren Steckvorgang kann das Verrasten auch der zweiten Raststufe erwartet werden. Die charakteristischen Signale, die überwacht werden, liegen somit innerhalb des Messfensters. Als Triggersignal kann somit bei einem Steckverbinder, der eine zumindest doppelte Raststufe aufweist, diese konstruktive Maßnahme als Triggersignal zum Öffnen des Messfensters genutzt werden. Bei der Kontrolle eines mit zumindest einer unter Kraftaufwendung überwindbaren Steckbarriere oder zumindest einem Bereich mit erhöhter Rauhigkeit versehenen Steckverbinders kann das von dem Überwinden der Steckbarriere oder des Bereichs mit erhöhter Rauhigkeit ausgelöste akustische und/oder Vibrationssignal und/oder das Kraftsignal der zum Überwinden der Steckbarriere aufzuwendenden Kraft das Triggersignal zum Öffnen des Messfensters sein. Es kann beispielsweise eine Steckbarriere, die zunächst den Steckvorgang blockiert und beim Ineinanderstecken der beiden Steckpartner, also eines Steckerteils und eines Kupplungsteils, überwunden werden muss, vorgesehen sein, wobei ein Überwinden der Steckbarriere bei definierter Kraftaufbringung erfolgen kann. Dementsprechend kann ein solches Kraftsignal als Triggersignal zum Öffnen des Messfensters genutzt werden. Beim Überwinden einer solchen Steckbarriere oder auch bei Vorsehen zumindest eines Bereichs mit erhöhter Rauhigkeit kann bei dessen Überwinden während des Steckvorgangs durch Ineinanderschieben von Steckerteil und Kupplungsteil, somit der beiden Steckpartner des Steckverbinders, einerseits ein akustisches Signal auftreten in Form eines Geräuschs, andererseits Vibrationen, und diese als Triggersignal genutzt werden. Die für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale folgen dann erst beim tatsächlichen Verrasten der beiden Steckpartner, somit insbesondere Steckerteil und Kupplungsteil des Steckverbinders. Diese liegen dann wiederum innerhalb des Messfensters.
Es kann weiter vorteilhaft zumindest ein drittes Signal, insbesondere ein drittes und ein viertes Signal, erfasst und in der zumindest einen Aufzeichnungseinrichtung aufgezeichnet und von der zumindest einen Auswerteeinheit ausgewertet werden. Insbesondere ist es möglich, dass eine erste und eine zweite Erfassungseinrichtung an einem Daumen einer Bedienperson und eine dritte Erfassungseinrichtung und eine ggf. ebenfalls vorgesehene vierte Erfassungseinrichtung an einem Handgelenk der Bedienperson angeordnet wird/werden. Beispielsweise kann durch eine erste Erfassungseinrichtung, wie einen Beschleunigungssensor, eine Beschleunigung, durch eine zweite Erfassungseinrichtung, wie einen akustischen Sensor oder ein Mikrofon, ein akustisches Signal, durch eine dritte Erfassungseinrichtung, wie eine gyroskopische Einrichtung, ein Positions- oder Lage- oder Lageveränderungssignal und durch eine vierte Erfassungseinrichtung, wie einen akustischen Sensor oder ein Mikrofon, ein akustisches Signal erfasst werden.
Das Verfahren kann zur Kontrolle von Steckverbindungen im Bereich der Fertigungsmontage von Produkten, beispielsweise im Bereich Automotive, Luft- und Raumfahrt, Consumer Electronics, Medizintechnik verwendet werden, ebenso bei der Wartung von Anlagen, Maschinen und Fahrzeugen und bei medizinischen Dienstleistungen. Im Bereich der Medizintechnik kann das Verfahren beispielsweise bei der Dialyse zum Feststellen eines korrekt eingesteckten Anschlussverbinders bzw. Steckverbinders angewendet werden.
Durch das Vorsehen des eng umgrenzten Messfensters, das durch zumindest ein Triggersignal ausgelöst wird und entweder eine vorgegebene zeitliche Länge aufweist oder durch ein zweites Triggersignal wieder geschlossen wird, ist es somit möglich, die Fehleranfälligkeit des Verfahrens und der Vorrichtung zur Kontrolle und der Bewertung der Güte von Steckverbindungen im Vergleich zum Stand der Technik deutlich zu vermindern. Aufgrund des Eingrenzens des Messfensters ist es ferner möglich, die für die Auswertungen erforderliche Rechenleistung, also die Rechenleistung, die zur Analyse der erfassten Signale zum Bewerten des Vorliegens der für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale erforderlich ist, gegenüber den Lösungen des Standes der Technik deutlich zu reduzieren, da der Analyseaufwand in einem solchen zeitlich begrenzten kleinen Messfenster bzw. Zeitfenster weniger hoch ist als bei einer Analyse, die durchgängig über den gesamten Zeitraum der Kontrolle hindurch durchgeführt werden muss. Die Akkulaufzeit von mobilen bzw. tragbaren Erfassungseinrichtungen einerseits zum Erfassen der Signale, andererseits zum Erfassen des Triggersignals, kann dadurch im Vergleich zu den Lösungen des Standes der Technik deutlich erhöht werden, da die rechenintensive Analyse der Signalcharakteristik der verschiedenen erfassten Signal zum Ermitteln des Vorliegens oder Nichtvorliegens der für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale innerhalb des Messfensters nur in einem kurzen Zeitabschnitt abläuft. Vorliegend werden, im Unterschied beispielsweise zur FR 3 024 522 B1 , die zumindest eine mehrere Erfassungskanäle umfassende Erfassungseinrichtung oder die Erfassungseinrichtungen zum Erfassen der verschiedenen Signale sowohl zum Erfassen des zumindest einen Triggersignals als auch zum Erfassen der für die Beurteilung der Frage, ob ein ordnungsgemäßer Steckvorgang vorliegt, charakteristischen Signale genutzt.
Ein Lokalisieren der Quelle der erfassten Signale kann beispielsweise über Laufzeitunterschiede die zumindest zwei Erfassungseinrichtungen zum Erfassen des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals erfolgen. Hierfür können diese in einem vorbestimmten festen räumlichen Abstand zueinander angeordnet werden. Hierdurch lassen sich somit die gesuchten Signale von Störsignalen, wie Hintergrundgeräuschen trennen. Grundsätzlich ist auch ein Filtern der erfassten Signale über Hochpassfilter und/oder Tiefpassfilter möglich.
Liegt das zumindest eine Triggersignal aufgrund seiner Art im Zeitbereich, in dem auch die charakteristischen Signale auftreten, ist ferner eine Zwei-Faktor- Verifikation möglich, so dass Grenzfälle mit Störsignalen, die ansonsten eine Beurteilung ausschließlich der Signale erschweren könnten, dennoch eine eindeutige Aussage bezüglich der Güte der Steckverbindung ermöglichen. Die Güte der Steckverbindung bedeutet somit die Aussage, ob die Steckverbindung ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß ist. Dieses Ergebnis kann der Bedienperson im Bereich der Vorrichtung oder getrennt davon optisch und/oder akustisch und/oder haptisch angezeigt werden. Im einfachsten Falle können bei einer ordnungsgemäßen Steckverbindung ein oder mehrere grüne Anzeigeleuchten dies bestätigen, eine nicht ordnungsgemäße Steckverbindung demgegenüber durch eine rote Anzeige angezeigt werden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
Figur 1 eine Prinzipskizze eines Montagearbeitsplatzes mit einer Bedienperson und einem zu fügenden Steckverbinder in fünf Arbeitsschritten, Figur 2 ein Signal-Zeit-Diagramm zur Darstellung eines ein erfindungsgemäßes Messfenster startenden Triggersignals und eines charakteristischen Signals innerhalb des Messfensters,
Figur 3 ein Signal-Zeit-Diagramm unter Darstellung eines erfindungsgemäßen Messfensters, das durch ein Triggersignal gestartet wird, wobei erst nach Ablauf einer Zeitspanne At ein charakteristisches Signal auftritt,
Figur 4 ein Signal-Zeit-Diagramm unter Darstellung eines erfindungsgemäßen Triggersignals, das erst nach einem charakteristischen Signal auftritt, so dass das Messfenster für den Bereich der bereits aufgezeichneten Signale zeitlich vor dem Triggersignal, also in die Vergangenheit geöffnet wird,
Figur 5 ein Signal-Zeit-Diagramm, bei dem ein erfindungsgemäßes Triggersignal während des Auftretens eines charakteristischen Signals auftritt, so dass das Messfenster einen Zeitraum vor dem Auftreten des Triggersignals und einen Zeitraum nach dem Auftreten des Triggersignals abdeckt, und eine Zwei-Faktor-Verifikation stattfinden kann,
Figur 6a eine Prinzipskizze einer in einen Zielbereich eintretenden Hand einer Bedienperson als erfindungsgemäßes Triggersignal zum Öffnen eines erfindungsgemäßen Messfensters, wobei die Hand der Bedienperson optisch und/oder elektromagnetisch und/oder GPS-basiert überwacht bzw. getrackt wird durch ein optisches und/oder elektromagnetisches und/oder anderweitiges Lokalisierungssystem bzw. eine Positionserfassungseinrichtung, hier angedeutet durch zwei Kameras, und eine auf der Hand aufgebrachte Markierung,
Figur 6b eine Prinzipskizze einer aus einem Zielbereich austretenden Hand einer Bedienperson als erfindungsgemäßes Triggersignal zum Schließen eines erfindungsgemäßen Messfensters, wobei die Hand der Bedienperson optisch und/oder elektromagnetisch und/oder GPSbasiert überwacht bzw. getrackt wird durch ein optisches und/oder elektromagnetisches und/oder anderweitiges Lokalisierungssystem bzw. eine Positionserfassungseinrichtung, hier angedeutet durch zwei Kameras, und eine auf der Hand aufgebrachte Markierung, Figur 7 ein Beschleunigungs-Zeit-Diagramm zur Darstellung eines Beschleunigungsprofils einer Hand eines Bedieners in x-, y- und z- Richtung, somit allen drei Raumrichtungen, als ein erfindungsgemäßes Triggersignal zum Öffnen eines erfindungsgemäßen Messfensters,
Figur 8 ein weiteres Beschleunigungs-Zeit-Diagramm zur Darstellung eines charakteristischen Beschleunigungsprofils einer Hand einer Bedienperson während eines Steckvorgangs, wobei das Beschleunigungsprofil als erfindungsgemäßes Triggersignal zum Auslösen des Öffnens eines erfindungsgemäßen Messfensters genutzt wird und die relevante Beschleunigung ausschließlich in x- Richtung, also in Längsrichtung des Steckverbinders, beim Fügen des Steckverbinders auftritt,
Figur 9 ein Winkel-Zeit-Diagramm von 25 Messungen der Bewegungsabfolge einer rechten Hand einer Bedienerperson vor und während eines Steckvorgangs eines Steckverbinders, wobei ein Teil der Bewegungsabfolge als erfindungsgemäßes Triggersignal zum Öffnen eines erfindungsgemäßen Messfensters dient,
Figur 10 ein Diagramm mit über der Zeit aufgezeichnetem akustischen Signal, Daumenbeschleunigungssignal und Positions-/ Bewegungssignal, wobei drei erfindungsgemäße Triggersignale zum Öffnen eines erfindungsgemäßen Messfensters mit innerhalb des Messfensters auftretenden charakteristische akustischen Klick-Signal, Daumenbeschleunigungssignal und Positions-/Bewegungssignal gezeigt ist,
Figur 11 a eine Prinzipskizze eines Steckverbinders mit einer ersten und einer zweiten Raststufe, wobei eine Rastnase in der ersten Raststufe/Rastöffnung verrastet ist als erfindungsgemäßes Triggersignal zum Öffnen eines erfindungsgemäßen Messfensters,
Figur 11 b eine Prinzipskizze des Steckverbinders gemäß Figur 11 a, wobei die Rastnase in der zweiten Raststufe/Rastöffnung verrastet ist, wobei die gesuchten für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale auftreten, Figur 12a ein Flussdiagramm eines Ablaufs einer Kontrolle und Bewertung der Güte einer Steckverbindung nach dem Stand der Technik,
Figur 12b ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Ablaufs bzw. Verfahrens zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines während eines Steckvorgangs charakteristische Signale, die für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristisch sind, aussendenden Steckverbinders, und
Figur 13 eine Prinzipskizze zweier Hände einer Bedienperson, die einen Steckvorgang durchführen, wobei eine der beiden Hände der Bedienperson mit einer erfindungsgemäßen mobilen Vorrichtung zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines Steckverbinders versehen ist.
In Figur 1 ist ein Beispiel eines Arbeitsablaufs des Fügens eines Steckverbinders 100, umfassend einen Steckerteil 101 und einen Kupplungsteil 102, an einem Montagearbeitsplatz 103 in fünf Schritten I bis V gezeigt. An dem Montagearbeitsplatz befindet sich eine Bedienperson 110 bzw. ein Werker, der die Montage, somit das Fügen des Steckverbinders 100 bzw. von dessen Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102, durchführt. In einem ersten Schritt I wird bei dem in Figur 1 gezeugten Beispiel eine Baugruppe 105, die den Steckerteil 101 und den Kupplungsteil 102 umfasst, zum Montagearbeitsplatz 103, an dem sich die Bedienperson 1 10 befindet, verfahren. Dies ist durch einen Pfeil P1 in Figur 1 angedeutet. Anstelle eines seitlichen Verfahrens in Richtung des Pfeils P1 kann der Montagearbeitsplatz 103 auch frontal oder von oben oder einer beliebigen anderen Richtung auf die Bedienperson 1 10 zugefahren werden oder die Bedienperson 110 bewegt sich zu dem jeweiligen festen Montagearbeitsplatz 103 hin, z.B. bei festen Handmontageplätzen, wo die Bedienperson 1 10 bzw. der Werker sitzt und mit einem sog. Milkrun die Baugruppen 105 verteilt werden. Entsprechend anders bzw. angepasst sind bei den vorstehend genannten Alternativen zu dem in Figur 1 gezeigten Beispiel auch die Bewegungen der Bedienperson 1 10 und des Montagearbeitsplatzes 103 in den nachstehend beschriebenen Schritten II und V. In einem zweiten, in Figur 1 beispielhaft gezeigten Schritt II nähert sich die Bedienperson 110 dem Montagearbeitsplatz 103 und somit der Baugruppe 105 mit dem Steckerteil 101 und dem Kupplungsteil 102. Dies ist in Figur 1 durch einen Pfeil P2 angedeutet.
In einem dritten Schritt III ergreift die Bedienperson 110 mit ihrer rechten Hand 112 den Steckerteil 101 und mit ihrer linken Hand 111 den Kupplungsteil 102. Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, dass die Bedienperson 110 lediglich mit einer ihrer beiden Hände 111 , 112 entweder Steckerteil 101 oder Kupplungsteil 102 ergreift. Die Bewegung zumindest einer der beiden Hände 111 , 112 der Bedienperson 110 wird von einer Erfassungseinrichtung 17 erfasst. Die charakteristische Bewegung zumindest einer der beiden Hände 111 , 112 in Richtung zu Steckerteil 101 bzw. Kupplungsteil 102 wird als Triggersignal genutzt, um ein Messfenster 20 (siehe Figuren 2 bis 5) zu öffnen. Zum Erfassen des Triggersignals in Form der charakteristischen Bewegung zumindest einer der beiden Hände 111 , 112 der Bedienperson 110 ist eine Erfassungseinrichtung 10 vorgesehen, zum Öffnen des Messfensters ist eine Einrichtung 11 zum Öffnen des Messfensters aufgrund Vorliegens des Triggersignals vorgesehen.
In einem vierten Schritt IV fügt die Bedienperson 110 Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102 zu dem Steckverbinder 100 zusammen. Beim Verrasten von Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102 wird ein charakteristisches akustisches Klick-Signal abgegeben, das durch einen Blitzpfeil 103 in Figur 1 angedeutet ist. Dieses wird von einer Erfassungseinrichtung 12 zum Erfassen von Signalen, wie u.a. akustischer Signale, erkannt. Dieses charakteristische akustische Klick- Signal liegt innerhalb des geöffneten Messfensters.
In einem fünften und letzten Schritt V in Figur 1 verlässt in dem hier gezeigten Beispiel das fertig montierte Bauteil mit dem fertig montierten Steckverbinder 100 den Montagearbeitsplatz 103 und die Bedienperson 110 entfernt sich von dem Montagearbeitsplatz 103. Beides ist durch einen jeweiligen Pfeil P4 bzw. P5 in Figur 1 angedeutet. Bei einem anderen Ablauf der Bewegungen von Bedienperson 110 und Montagearbeitsplatz 103, wie vorstehend zum Schritt I erläutert, sind auch im fünften Schritt die Bewegungen der Bedienperson 110 bzw. des Montagearbeitsplatzes 103 ggf. entsprechend anders als in Figur 1 gezeigt. Beide Ereignisse, also sowohl das Verlassen des Montagearbeitsplatzes 103 durch die Bedienperson 110 (Pfeil P5) als auch das Entfernen des fertig montierten Bauteils mit dem fertig montierten Steckverbinder 100 (Pfeil P4) führen zur Ausgabe eines zweiten Triggersignals, das von einer weiteren Erfassungseinrichtung 13 zum Erfassen dieses entsprechenden Triggersignals erfasst wird. Das Messfenster wird nach Vorliegen dieses zweiten Triggersignals geschlossen. Anstelle mehrerer Erfassungseinrichtungen 10, 12, 13, 17 bzw. Sensoren kann auch eine Erfassungseinrichtung bzw. ein Sensor mit einer entsprechenden Anzahl an Erfassungskanälen bzw. Sensorkanälen vorgesehen werden.
Durch eine Aufzeichnungseinrichtung 14 können die durch die Erfassungseinrichtung 12 erfassten akustischen und Bewegungssignale aufgezeichnet werden, so dass in diesen aufgezeichneten Signalen u.a. auch das charakteristische akustische Klick-Signal und ein für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristisches Bewegungssignal mit aufgezeichnet wird. Durch eine Auswerteeinheit 15 kann ausgewertet werden, ob in dem Messfenster das charakteristische akustische Klick-Signal und das charakteristische Bewegungssignal vorliegen oder nicht. Sofern durch die Bedienperson 110 Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102 ordnungsgemäß gefügt wurden, treten innerhalb des Messfensters das charakteristische akustische Klick-Signal, in Figur 1 gekennzeichnet durch den Blitzpfeil P3, und das charakteristische Bewegungssignal auf, so dass bei Vorliegen beider Signale durch die Auswerteeinheit 15 eine ordnungsgemäße Steckverbindung festgestellt und über eine Anzeigeeinrichtung 16 der Bedienperson 110 angezeigt werden kann. Die Anzeigeeinrichtung kann eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung sein, beispielsweise eine grüne und eine rote optische Anzeige zum Veranschaulichen einer ordnungsgemäßen vollständigen Steckverbindung (grünes Licht) oder einer nicht ordnungsgemäßen Steckverbindung (rotes Licht). Ferner kann eine Anzeige beispielsweise auf einem Display in einer Montagehalle bzw. an einer Produktionstelle, in der bzw. an der die Steckvorgänge durchgeführt werden, oder einem Dashboard auf einem Tablet-PC und/oder an einer externen Stelle erfolgen, wie bei einem Betreiber der mobilen Vorrichtung 1 . Alle Einrichtungen 10, 11 , 12, 13, 17 und gegebenenfalls auch 14, 15 und 16 können in einer mobilen Vorrichtung angeordnet sein, die beispielsweise am Arm bzw. Handgelenk oder einer Hand, wie einem Daumen, der Bedienperson 110 getragen werden kann. Dies ist in Figur 13 angedeutet. Dort ist eine solche mobile Vorrichtung 1 zum Überwachen und Bewerten der Montagegüte eines Steckverbinders 100 in Anordnung an den beiden Händen 111 , 112 der Bedienperson während des Steckvorgangs des Steckverbinders 100 gezeigt. Der Steckverbinder 100 umfasst den Steckerteil 101 und den Kupplungsteil 102, wobei die Bedienperson den Steckerteil 101 zum Teil in ihrer rechten Hand 112 und zum Teil in ihrer linken Hand 111 und den Kupplungsteil 102 in ihrer linken Hand 111 hält.
Die mobile Vorrichtung 1 umfasst eine Daumen- oder Fingereinheit 2 und eine Handgelenkseinheit 3. Beide sind an der rechten Hand 112 der Bedienperson angeordnet. Die Daumen- oder Fingereinheit 2 ist mit einer Verbindungseinrichtung 4 versehen, die dazu dient, die Daumen- oder Fingereinheit 2 am Daumen 120 der rechten Hand 112 der Bedienperson zu befestigen. Die Verbindungeinrichtung 4 ist zu diesem Zweck hier beispielhaft ringförmig bzw. spangenartig ausgebildet und kann nach Art einer Spange an dem Daumen 120 der Bedienperson angeklemmt werden. Die Handgelenkseinheit 3 ist ebenfalls mit einer Verbindungseinrichtung 5 versehen. Diese ist hier beispielhaft nach Art eines Armbands ausgebildet, so dass diese an dem Handgelenk 121 der rechten Hand 112 der Bedienperson getragen werden kann.
In Figur 13 ist die Daumen- oder Fingereinheit 2 intermedial an dem Daumen 120 angeordnet, also zwischen den beiden Daumengelenken 122, 123 des Daumens 120. Sie kann jedoch auch proximal, also im Bereich des näher am Handgelenk 121 liegenden zweiten Daumengelenks 123 des Daumens 120, ggf. im Bereich des Mittelhandknochens 124 des Daumens 120 angeordnet werden, wobei sichergestellt wird, dass die Beweglichkeit des Daumens 120 weiterhin gegeben ist. In Figur 13 ist die weitere mögliche proximale Positionierung der Daumenoder Fingereinheit 2 durch gestrichelte Linien angedeutet. Ferner kann die Daumen- oder Fingereinheit 2 auch an insbesondere dem Zeigefinger 125 beispielsweise der rechten Hand 112 der Bedienperson intermedial, proximal oder distal angeordnet werden.
Sowohl die Daumen- oder Fingereinheit 2 als auch die Handgelenkseinheit 3 enthalten Sensoren bzw. die vorstehend zu Figur 1 bereits genannten Erfassungseinrichtungen zum Erfassen zumindest zweier Signale, die der Bewertung der Güte einer Steckverbindung des Steckverbinders 100 zugrundegelegt werden können und die u.a. auch das zumindest eine Triggersignal erfassen. Die Erfassungseinrichtungen bzw. Sensoren können ein Beschleunigungssensor zum Erfassen von Beschleunigungssignalen, zumindest ein akustischer Sensor oder zumindest ein Mikrofon zum Erfassen von akustischen Signalen und zumindest eine gyroskopische Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Positions- und Bewegungssignalen sein. Die Daumen- oder Fingereinheit 2 umfasst einen Beschleunigungssensor und einen akustischen Sensor oder ein Mikrofon. Die Handgelenkseinheit 3 umfasst eine gyroskopische Erfassungseinrichtung und einen akustischen Sensor oder ein Mikrofon. Alternativ kann die Handgelenkseinheit 3 außer dem akustischen Sensor oder einem Mikrofon einen Beschleunigungssensor und/oder einen Drucksensors und/oder einen Sensor zum Erfassen von Drehbewegungen und/oder einen Drucksensor und/oder einen Temperatursensor und/oder einen RFID Sensor und/oder einen optischen Marker umfassen, die jedoch in Figur 13 nicht gezeigt sind.
Anstelle von mehreren Sensoren bzw. Erfassungseinrichtungen zum Erfassen unterschiedlicher Signale kann auch nur ein Sensor bzw. eine Erfassungseinrichtung, der/die mehrere Sensorkanäle zum Erfassen unterschiedlicher Signale umfasst, vorgesehen sein.
In den Figuren 2 bis 5 sind in jeweiligen Signal-Zeit-Diagrammen zum Veranschaulichen der Lage des Messfensters 20 beispielhaft lediglich anhand eines Signalverlaufs, wie des Signalverlaufs eines akustischen Signals, eine jeweilige Startzeit to, zu der das Messfenster 20 geöffnet wird, ein zweiter Zeitpunkt ti, zu dem entweder das Messfenster 20 bzw. Zeitfenster wieder geschlossen wird oder ab dem das Auftreten des für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signals, wie des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK, erwartet wird, gezeigt. Die Zeitspanne zwischen t0 und ti ist in den Signal-Zeit-Diagrammen in den Figuren 2 bis 5 jeweils als At bezeichnet. Zum Bewerten der Güte der Steckverbindung werden selbstverständlich mehrere Signalverläufe betrachtet, also nicht nur der des akustischen Signals.
In Figur 2 tritt das Triggersignal ST zum Öffnen des Messfensters 20 zum Zeitpunkt to auf, nach Ablauf der Zeitspanne At schließt das Messfenster 20 zum Zeitpunkt ti wieder. Das Triggersignal ST ist in Figur 2 mit punktierten Linien angedeutet. Das charakteristische akustische Klick-Signal SK tritt innerhalb des Messfensters 20 auf, also innerhalb der Zeitspanne At. Da der Zeitpunkt to zum Öffnen des Messfensters 20 zeitlich vor dem Auftreten des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK liegt, kann es auch als Pre-Trigger-Signal bezeichnet werden.
Auch in Figur 3 tritt das Triggersignal ST zum Öffnen des Messfensters 20 zeitlich vor dem charakteristischen akustischen Klick-Signal SK auf. Somit kann es auch hier als Pre-Trigger-Signal bezeichnet werden. Allerdings tritt das charakteristische akustische Klick-Signal SK in Figur 3 erst nach Ablauf der Zeitspanne At, somit zeitlich nach dem zweiten Zeitpunkt ti, auf. Das Messfenster 20 ist somit hierbei zeitlich länger als bei der Ausführungsvariante nach Figur 2.
Bei der Ausführungsvariante nach Figur 4 tritt ein zeitlich in die Vergangenheit gerichtetes Öffnen des Messfensters 20 auf. Bei Vorliegen des Triggersignals ST zum Zeitpunkt to ist zeitlich betrachtet das charakteristische akustische Klick- Signal SK bereits aufgetreten, so dass zeitlich in die Vergangenheit in die von der Aufzeichnungseinrichtung 14 aufgezeichneten akustischen Daten, die von der Erfassungseinrichtung 12 in Figur 1 erfasst wurden, geschaut wird. Innerhalb des Messfensters 20, das zum Zeitpunkt t-i wieder geschlossen wird, liegt das charakteristische akustische Klick-Signal SK, so dass auch bei der Ausführungsvariante nach Figur 4 die Auswerteeinheit 15 (siehe Figur 1 ) das Vorliegen einer ordnungsgemäßen Steckverbindung feststellen kann. Da der Zeitpunkt to zum Öffnen des Messfensters 20 zeitlich nach dem Auftreten des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK liegt, wird dieses Triggersignal ST bei der Ausführungsform nach Figur 4 als Post-Trigger-Signal bezeichnet. In Figur 4 ist dieses ebenfalls durch gepunktete Linien dargestellt.
Eine weitere Variante bezüglich des zeitlichen Auftretens des Triggersignals ist in Figur 5 gezeigt. Hierbei tritt das Triggersignal ST in der Zeit auf, während derer auch das charakteristische akustische Klick-Signal SK auftritt. Hierüber ist somit eine sogenannte Zwei-Faktor-Verifikation möglich, wobei die Auswerteeinheit 15 durch Vorliegen des Triggersignals ST während des Auftretens des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK. ausschließen kann, dass ein anderes Ereignis als das Verrasten von Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102 eine ähnliche Signalcharakteristik wie das charakteristische akustische Klick- Signal SK zeigt. Bei der Ausführungsform nach Figur 5 tritt somit das Triggersignal ST innerhalb derselben Zeitspanne wie das charakteristische akustische Klick- Signal SK auf. Gerade in Grenzfällen, in denen ansonsten nicht eindeutig festgestellt werden könnte, ob es sich um das gesuchte charakteristische akustische Klick-Signal SK handelt oder ein eine ähnliche Signalcharakteristik zeigendes akustisches Signal, kann durch das Auftreten des Triggersignals ST und des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK innerhalb derselben Zeitspanne eine gegenseitige Verifikation beider Signale erfolgen. Die Vorhersagegüte im Hinblick auf das Vorliegen einer ordnungsgemäßen Steckverbindung kann hierdurch erhöht werden. Ferner werden der Bewertung, wie vorstehend bereits erwähnt, nicht nur ein Signalverlauf, sondern mehr als einer zugrundegelegt, so dass auch mehrere Triggersignale ST das Messfenster 20 öffnen und ggf. auch schließen können und das Vorliegen zweier unterschiedlicher charakteristischer Signale innerhalb des Messfensters 20 überwacht wird, wie des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK und eines charakteristischen Bewegungssignals oder eines charakteristischen Positions- oder Bewegungsfolgesignals bzw. Lage- oder Lageveränderungssignals einer oder beider Hände 111 , 112 der Bedienperson 110.
Bei der Ausführungsvariante nach Figur 5 wird das Messfenster zeitlich sowohl in die Vergangenheit als auch in die Zukunft gerichtet geöffnet, so dass es sich zeitlich zwischen dem Zeitpunkt t-i und dem Zeitpunkt ti erstreckt. In den Figuren 6a und 6b ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der Bewegungsdaten der rechten Hand 112 der Bedienperson 110 (siehe Figur 1 oder 13) als eines der Triggersignale ST zum Öffnen des Messfensters 20 ebenso als Triggersignal zum Schließen des Messfensters 20 herangezogen werden. Hierbei kann z.B. Geo-Fencing für die Positionsbestimmung der rechten Hand 112 der Bedienperson 110 genutzt werden, um das Messfenster 20 zu öffnen und auch, um es wieder zu schließen. Auf der rechten Hand 112 der Bedienperson 110 ist hierbei eine weiß dargestellte Markierung 113 angeordnet, die über zwei optische und/oder elektromagnetische und/oder anderweitige Lokalisierungssysteme bzw. Positionserfassungseinrichtungen 114, 115, die hier durch zwei Kameras angedeutet sind, verfolgt wird. Ein Tracken der Bewegung der rechten Hand 112 der Bedienperson 110 ist daher nicht nur optisch durch z.B. zwei Kameras, sondern auch elektromagnetisch durch sogenannte Real-Time- Location-Systeme, basierend auf RFID, und/oder GPS-basiert möglich. Die Markierung 113 kann daher ein ein optischer Punkt oder eine andere Art von Label sein, wie z.B. ein RFID-Tag. Ferner ist ein Zielbereich 116 bestimmt. Überwacht wird die Bewegung der rechten Hand 112 bzw. der auf dieser angeordneten Markierung 113 in Bezug auf den Zielbereich 116. Tritt die rechte Hand 112 in den Zielbereich 116 ein (Figur 6a), wird dies als Triggersignal ST zum Öffnen des Messfensters 20 (siehe Figuren 2 bis 5) genutzt. Als Triggersignal zum Schließen des Messfensters wird das Verlassen des Zielbereichs 116 (Figur 6b) genutzt. Das Eintreten der Hand 112 in den Zielbereich 116 ist durch einen Pfeil P6, das Austreten der Hand 112 aus dem Zielbereich 116 durch einen Pfeil P7 angedeutet. Das Vorliegen des Triggersignals ST in Form der Bewegungsdaten der Markierung 113 auf der rechten Hand 112 der Bedienperson 110 wird zum Zeitpunkt t0 erkannt. Über die beiden Kameras 114, 115 wird kontinuierlich die Bewegung der rechten Hand 112 der Bedienperson bzw. der auf dieser aufgebrachten Markierung 113 überwacht bzw. getrackt. Über die beiden Positionserfassungseinrichtungen 114, 115 wird auch der Austritt der Markierung 113 bzw. der rechten Hand 112 der Bedienperson aus dem Zielbereich 116 zum Zeitpunkt ti erkannt. Der Zielbereich 116 ist hierbei der Bereich, in dem das Fügen des Steckverbinders 100, also von dessen Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102, erfolgen soll. Zum Zeitpunkt t0 (siehe Figur 6a) wird somit das Messfenster 20 geöffnet und zum Zeitpunkt ti (siehe Figur 6b) wird das Messfenster 20 wieder geschlossen (siehe z.B. Figur 2). Die beiden Positionserfassungseinrichtungen 114, 115 sind somit die Erfassungseinrichtung 10 zum Erfassen der Bewegungsdaten und somit auch des Triggersignals zum Auslösen des Öffnens des Messfensters 20 und auch zum Auslösen des Schließens von diesem.
In den Figuren 7 und 8 ist das Beschleunigungsprofil der jeweiligen rechten Hand 112 einer Bedienperson 110 in einem jeweiligen Beschleunigungs-Zeit-Diagramm aufgezeichnet. Das Beschleunigungsprofil ist hierbei in x-, y- und z-Richtung aufgezeichnet, wobei die jeweiligen Beschleunigungen in x-, y- und z-Richtung gezeigt sind. In Figur 7 ist hierbei erkennbar, dass eine freie Bewegung der rechten Hand 112 in alle drei Raumrichtungen erfolgt, während in Figur 8 erkennbar ist, dass in einer Zeitspanne At, die in Figur 8 durch ein Kästchen 21 skizziert ist, lediglich eine Beschleunigung der rechten Hand 112 in x-Richtung erfolgt. Dies kann als Triggersignal ST zum Öffnen des Messfensters 20 (siehe Figur 2) genutzt werden, da bei Vorliegen einer solchen Bewegung der rechten Hand 112 lediglich in x-Richtung daraus geschlossen werden kann, dass zu diesem Zeitpunkt ein Fügen von Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102 erfolgt, somit die Bewegung lediglich in Längsrichtung von Steckerteil und Kupplungsteil erfolgt, um beide ineinander zu stecken und somit auch ineinander zu verrasten. Beim Verrasten tritt zusätzlich zu dem für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Beschleunigungssignal das für diesen charakteristische akustische Klick-Signal auf, das in Figur 8 allerdings nicht gezeigt ist. Die charakteristische Beschleunigung der rechten Hand 112 lediglich in x-Richtung für den Zeitraum At, der in dem Kästchen 21 liegt, wird somit als Triggersignal ST zum Öffnen des Messfensters 20 genutzt.
In Figur 9 ist ein 25 Messungen umfassendes aufgezeichnetes Beispiel des Bewegungsprofils der rechten Hand 112 der Bedienperson 110 vor und während eines Steckvorgangs bzw. Montage-/Fügevorgangs des Steckverbinders 100 (siehe Figur 1 ) gezeigt. Die Bewegungssignale können durch eine gyroskopische Einrichtung erfasst werden. Im Diagramm ist der Winkel a der rechten Hand 112 gegenüber einer Bezugsachse, die in Steck- oder Fügerichtung der Steckverbinderteile, also von Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102, liegt, über der Zeit t aufgetragen. Erkennbar bewegt sich die rechte Hand 112 der Bedienperson zunächst einmal in unterschiedlichste Richtungen, ab dem Zeitpunkt to, für etwa 4 bis 5 s (=At) in einer charakteristischen Bewegungsabfolge, die auf einen in diesem Zeitraum stattfindenden Steckvorgang schließen lässt. Dementsprechend kann das Auftreten dieses charakteristischen Bewegungsabfolgesignals ein entsprechendes Triggersignal ST zum Öffnen des Messfensters 20, in dem das Auftreten der charakteristischen Signale, hier z.B. eines charakteristischen akustischen Klick-Signals und eines charakteristischen Bewegungssignals oder Positionssignals, erwartet wird, sein.
Bei dem in Figur 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist über der Zeit einerseits das akustische Signal SA im oberen Bereich des Diagramms gezeigt. Im mittleren Teil des Diagramms ist ein Daumenbeschleunigungssignal SB des Daumens der rechten Hand der Bedienperson, erfasst durch einen Beschleunigungssensor am Daumen der Bedienperson, wobei der Beschleunigungssensor das hochfrequente Beschleunigungssignal trackt, und im unteren Teil des Diagramms ein Positions- bzw. Bewegungssignal SG gezeigt, das durch eine gyroskopische Einrichtung erfasst wird, wobei diese die grobe Handbewegung der Hand der Bedienperson trackt. Das Auslösen des Öffnens des Messfensters 20 erfolgt durch das Vorliegen des Triggersignals ST, das durch ein gestricheltes Kästchen in dem Diagramm in Figur 10 umgrenzt ist. Bei diesem Triggersignal ST handelt es sich um ein vorbestimmtes Beschleunigungsprofil einerseits des Daumens der rechten Hand der Bedienperson, andererseits um ein vorbestimmtes Positions- bzw. Lage-/Lageveränderungs- bzw. Bewegungssignal von Steckerteil und Kupplungsteil des Steckverbinders 100 und ein vorbestimmtes akustisches Signalprofil. Erkennbar tritt zum Zeitpunkt des Auftretens des Triggersignals ST auch ein leises akustisches Signal auf. Alle drei erfassten Signale oder zumindest das Daumenbeschleunigungssignal SB und das Positions- bzw. Bewegungssignal SG sind die Triggersignale, die das Öffnen des Messfensters 20 auslösen.
Nachdem sich das Messfenster 20 geöffnet hat, wird als nächstes das Auftreten des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK und des charakteristischen Beschleunigungssignals SBc des Daumens der rechten Hand der Bedienperson und/oder des charakteristischen Bewegungssignals SGC erwartet. Diese treten in Figur 10 innerhalb des zweiten gestrichelten Kästchens auf. Hierbei ist erkennbar, dass nicht nur ein gesuchter und für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischer Beschleunigungsverlauf SBC während des Fügevorgangs des Steckverbinders auftritt, sondern hierbei auch das gesuchte charakteristische akustische Klick-Signal SK, das man in dem akustischen Signalverlauf im oberen Teil des Diagramms erkennt. Bei dem Steckverbinder 100 handelt es sich hier um einen elektrischen Verbinder.
Figur 10 macht deutlich, dass in einer bevorzugten Konfiguration sowohl drei Signale für das Triggersignal, hier als Pre-Trigger ausgeführt, als auch als Beurteilungssignale zum Beurteilen der Güte des Steckvorgangs herangezogen werden. Dies stellt einen sehr deutlichen Unterschied zum Stand der Technik dar.
Zum Erfassen akustischer Signale können beispielsweise zwei akustische Sensoren in Form von Mikrophonen, jeweils eines am Daumen und am Handgelenk der Bedienperson 110, ein Beschleunigungssensor mit vergleichsweise hoher Abtastrate z.B. im Bereich von 44,1 kHz, die für die Analyse von (Körper-)Schallsignalen geeignet ist, und eine gyroskopische Erfassungseinrichtung am Handgelenk der Bedienperson 110, die Bewegungsdaten der Hand (niederfrequent) liefert, vorgesehen sein. Der Beschleunigungssensor dient zur Bestimmung einer Beschleunigung und einer Geschwindigkeit, wobei der Beschleunigungssensor die Vibration auswertet, die z.B. von einer Rastnase 106 an einem Steckerteil 101 (siehe Figuren 11 a, 11 b) ausgelöst wird. Die gyroskopische Erfassungseinrichtung bestimmt die Lage bzw. Lageveränderungen der Hand der Bedienperson 110, wobei sie lediglich die Information liefert, ob die Hand in der richtigen Lage ist und, ggf. grob, die richtige Bewegung ausgeführt hat.
In den Figuren 11 a und 1 1 b ist ein mit zwei Raststufen versehener Steckverbinder 100 gezeigt. Durch die zusätzliche Raststufe kann ein klareres Pre-Triggersignal erzeugt werden. In Figur 11 a greift die Rastnase 106 des Steckerteils 101 in eine erste Rastöffnung 107 des Kupplungsteils 102 ein, der Steckerteil 101 ist somit noch unvollständig in den Kupplungsteil 102 eingefügt. In der Darstellung in Figur 11 b greift die Rastnase 106 des Steckerteils 101 in eine zweite Rastöffnung 108 des Kupplungsteils 102 ein. Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102 sind vollständig gefügt. Das Ineinanderführen der Bauteile, also von Steckerteil 101 und Kupplungsteil 102, kann somit auch ohne besondere Zusatzmaßnahmen detektiert und das entsprechende Signal als eines der zur Beurteilung der Güte der Steckverbindung herangezogenen Signale dieser zugrundegelegt werden.
Bei diesem Steckverbinder 100 kann somit das Verrasten der Rastnase 106 in der ersten Rastöffnung 107 des Kupplungsteils 102 als Triggersignal zum Öffnen des Messfensters 20 genutzt werden, da das ordnungsgemäße Verrasten der Rastnase 106 in der zweiten Rastöffnung 108 des Kupplungsteils 102 als nächstes erwartet werden kann, somit das Auftreten des charakteristischen akustischen Klick-Signals SK und des charakteristischen Beschleunigungssignals SBC bzw. des charakteristischen Bewegungsfolgesignals SGC- Das Messfenster 20 kann dementsprechend nach einer vorgebbaren Zeitspanne nach dem Auftreten der charakteristischen Signale beim Verrasten der Rastnase 106 in der zweiten Rastöffnung 108 wieder geschlossen werden, oder das Messfenster 20 weist eine vorgegebene Zeitspanne oder zeitliche Länge auf, so dass es sich automatisch nach Ablauf dieser Zeitspanne wieder schließt. Das Triggersignal wird hier somit durch das Bauteil selbst, also in dem Steckverbinder 100 selbst vorgesehene konstruktive Maßnahmen ausgelöst, also das Verrasten der Rastnase 106 in der ersten Rastöffnung 107 des Kupplungsteils 102.
In Figur 12a ist der Ablauf eines Verfahrens zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung des Standes der Technik gezeigt. Hierbei werden in einem ersten Schritt 200 akustische Daten aufgezeichnet und gespeichert und in einem zweiten Schritt 201 in diesen aufgezeichneten und gespeicherten Daten das charakteristische akustische Klick-Signal gesucht. Für den Fall, dass dieses nicht detektiert wird, erfolgt eine erneute Schleife der Abfrage (siehe Rückpfeil von 201 zu 200). Sofern das charakteristische akustische Klick-Signal detektiert wurde, kann in einem dritten Schritt 202 eine Bestätigung einer ordnungsgemäßen Steckverbindung ausgegeben werden.
In Figur 12b ist ein erfindungsgemäßer Ablauf der Kontrolle und Bewertung der Güte einer Steckverbindung gezeigt. Auch hierbei werden zunächst in einem ersten Schritt 205 akustische Signale, Beschleunigungssignale und/oder Positions-/Lage- oder Bewegung-/Lageänderungssignale kontinuierlich aufgezeichnet und gespeichert. In einem zweiten Schritt 206 erfolgt ein Filtern der gespeicherten Signale, um z.B. Sprachsignale, die nicht das gewünschte akustische Klick-Signal sind, herauszufiltern, ebenso periodisch auftretende und nicht transiente Störgeräusche. Im dritten Schritt 207 wird versucht, zumindest ein Triggersignal zu detektieren, das das Öffnen des Messfensters 20 auslöst. Wird dies nicht detektiert, erfolgt eine weitere Datenaufzeichnung und Speicherung und Filterung der Signale so lange, bis tatsächlich das gesuchte zumindest eine Triggersignal (siehe Rückpfeil von 207 zu 205) detektiert wird. Liegt dieses vor, wird im vierten Schritt 208 das Messfenster 20 geöffnet. Im nachfolgenden fünften Schritt 209 wird innerhalb des Messfensters 20 nach dem charakteristischen akustischen Klick-Signal und dem charakteristischen Beschleunigungssignal und/oder dem charakteristischen akustischen Klick-Signal und dem charakteristischen Bewegungssignal gesucht. Liegen diese nicht oder nicht ordnungsgemäß vor, wird ein nicht ordnungsgemäßer Steckvorgang bzw. Steckverbindung angezeigt, beispielsweise durch ein rotes Licht. Dies ist durch das Kästchen 210 angedeutet. Liegen hingegen die Charaktertischen Signale vor, werden diese somit detektiert, erfolgt die Ausgabe der Information, dass eine ordnungsgemäße Steckverbindung vorliegt, was in Figur 12b durch das Kästchen 211 angedeutet ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es somit möglich, durch das Vorsehen eines kleinen und zeitlich begrenzten Messfensters eine genauere Detektion des Vorliegens eines ordnungsgemäßen Steckvorgangs zu ermitteln. Hierbei ist im Vergleich zum Stand der Technik deutlich weniger elektrische Energie erforderlich, da zwar kontinuierlich verschiedene Signale aufgezeichnet werden, diese jedoch nur innerhalb des zeitlich engen/kurzen Messfensters ausgewertet werden, was deutlich weniger Energie verbraucht. Die in einer Vorrichtung, mittels derer das Verfahren durchgeführt wird, eingesetzten Energiespeicher, wie beispielsweise Akkumulatoren, ermöglichen daher einen längeren Betrieb als bei den energieintensiveren Vorrichtungen des Standes der Technik. Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten verschiedenen Ausführungsvarianten von Verfahren und Vorrichtungen zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines durch während eines Steckvorgangs zumindest zwei für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristische, dem Steckverbinder zuzuordnende Signale gekennzeichneten Steckverbinders, wobei die Signale erfasst und ausgewertet werden, können noch zahlreiche weitere gebildet werden, bei denen jeweils kontinuierlich die verschiedenen Signale erfasst und aufgezeichnet werden, zumindest ein Triggersignal das Öffnen eines Messfensters auslöst und das Vorhandensein der jeweils für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischen Signale innerhalb des Messfensters durch zumindest eine Auswerteeinheit überprüft wird, wobei das Triggersignal zeitlich vor dem Messfenster, innerhalb dessen oder zeitlich hinter oder nach dem Messfenster liegt.
Bezugszeichenliste
1 mobile Vorrichtung
2 Daumen- oder Fingereinheit
3 Handgelenkseinheit
4 Verbindungseinrichtung
5 Verbindungseinrichtung
10 Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Triggersignals
11 Einrichtung zum Öffnen eines Messfensters
12 akustische Erfassungseinrichtung zum Erfassen akustischer Signale
13 Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Triggersignals
14 Aufzeichnungseinrichtung
15 Auswerteeinheit
16 Anzeigeeinrichtung
17 Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Beschleunigungssignals
20 Messfenster
21 Kästchen
100 Steckverbinder
101 Steckerteil
102 Kupplungsteil
103 Montagearbeitsplatz
105 Baugruppe
106 Rastnase
107 erste Rastöffnung
108 zweite Rastöffnung
110 Bedienperson
111 linke Hand
112 rechte Hand
113 Markierung
114 Positionserfassungseinrichtung/Kamera
115 Positionserfassungseinrichtung/Kamera
116 Zielbereich
120 Daumen
121 Handgelenk 122 erstes Daumengelenk
123 zweites Daumengelenk
124 Mittelhandknochen von 120
125 Zeigefinger
200 erster Schritt
201 zweiter Schritt
202 dritter Schritt
205 erster Schritt
206 zweiter Schritt
207 dritter Schritt
208 vierter Schritt
209 fünfter Schritt
210 Kästchen „nicht in Ordnung“
211 Kästchen „in Ordnung“ to Zeitpunkt des Öffnens des Messfensters ti zweiter Zeitpunkt t-i Zeitpunkt
At Zeitspanne zwischen t0 und ti a Winkel
SK charakteristisches akustisches Klick-Signal
ST Triggersignal
SA akustisches Signal
SG Positions-/Bewegungssignal
SB Daumenbeschleunigungssignal
SBC charakteristisches Beschleunigungssignal
SGC charakteristisches Bewegungssignal
P1 Pfeil
P2 Pfeil
P3 Blitzpfeil/Klick-Signal
P4 Pfeil
P5 Pfeil
P6 Pfeil
P7 Pfeil

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Kontrollieren und Bewerten der Güte einer Steckverbindung eines Steckverbinders (100), wobei ein erstes Signal erfasst und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal (SA) von einer ersten Erfassungseinrichtung (12) und zumindest ein zweites Signal (SB, SG) von zumindest einer zweiten Erfassungseinrichtung (17, 114, 115) kontinuierlich erfasst und in zumindest einer Aufzeichnungseinrichtung (14) aufgezeichnet werden, zumindest ein Triggersignal (ST) das Öffnen eines Messfensters (20) auslöst und das Vorhandensein zumindest zweier für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischer Signale (SK, SBc, SGC) innerhalb des Messfensters (20) durch zumindest eine Auswerteeinheit (15) überprüft wird, wobei das zumindest eine Triggersignal (ST) zeitlich vor dem Messfenster (20), innerhalb des Messfensters (20) oder zeitlich hinter dem Messfenster (20) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein drittes Signal, insbesondere ein drittes und ein viertes Signal, erfasst und in der zumindest einen Aufzeichnungseinrichtung (14) aufgezeichnet und von der zumindest einen Auswerteeinheit (15) ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der zu erfassenden oder erfassten Signale ein akustisches Signal (SA) ist und/oder dass zumindest eines der zu erfassenden oder erfassten Signale ein Geschwindigkeitssignal, Beschleunigungssignal (SB), Bewegungssignal oder Positions- oder Lagesignal (SG) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung (17) zum Erfassen eines Beschleunigungssignals dieses mit einer hohen Abtastrate erfasst, insbesondere mit einer Abtastrate im Bereich von 43 kHz bis 46 kHz, insbesondere mit einer Abtastrate von 44,1 kHz.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Triggersignal (ST) ein Positionssignal der Position einer einen Steckvorgang durchführenden Hand (111 , 112) einer Bedienperson (110) ist, insbesondere das Positionssignal durch Geo-Fencing und/oder zumindest eine optische Einrichtung, insbesondere eine Kamera (114, 115), und/oder zumindest eine gyroskopischen Einrichtung und/oder zumindest eine funkbasierte Trackingeinrichtung ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Triggersignal (ST) eine vorgebbare Bewegungsabfolge einer einen Steckvorgang durchführenden Hand (111 , 112) einer Bedienperson (110) ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Triggersignal (ST) ein Bewegungsrichtungssignal zum Anzeigen der Bewegungsrichtung einer einen Steckvorgang durchführenden Hand (111 , 112) einer Bedienperson (110) ist.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handbewegung einer Bedienperson (110) kontinuierlich oder in vorgebbaren Zeitintervallen getrackt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Tracking unter Zuhilfenahme zumindest einer optischen Einrichtung, insbesondere einer Kamera (114, 1 15), und/oder zumindest einer gyroskopischen Einrichtung und/oder zumindest einer funkbasierten Trackingeinrichtung erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Triggersignal (ST) ein Quittiersignal oder Quittiergestensignal nach Beendigung eines Steckvorgangs ist.
11 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Triggersignal (ST) ein von den zu fügenden Steckverbinderteilen (101 , 102) vor deren Aufeinandertreffen oder vor deren Verrasten ausgehendes Signal ist, insbesondere ein charakteristisches Beschleunigungssignal (SBc) und/oder Bewegungsprofilsignal (SGC) ist.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lokalisieren der Quelle der erfassten Signale (SA, SB, SG) über Laufzeitunterschiede die zumindest zwei Erfassungseinrichtungen (12, 17, 114, 115) zum Erfassen des ersten Signals (SA) und des zumindest einen zweiten Signals (SB, SG) in einem vorbestimmten festen räumlichen Abstand zueinander angeordnet werden.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kontrolle eines mit einer zumindest doppelten Raststufe versehenen Steckverbinders (100) das von dem Verrasten der ersten Raststufe (107) ausgelöste akustische und/oder Vibrationssignal das zumindest eine Triggersignal (ST) zum Öffnen des Messfensters (20) ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kontrolle eines mit zumindest einer unter Kraftaufwendung überwindbaren Steckbarriere oder zumindest einem Bereich mit erhöhter Rauhigkeit versehenen Steckverbinders (100) das von dem Überwinden der Steckbarriere oder des Bereichs mit erhöhter Rauhigkeit ausgelöste akustische und/oder Vibrationssignal und/oder das Kraftsignal der zum Überwinden der Steckbarriere aufzuwendenden Kraft das zumindest eine Triggersignal (ST) zum Öffnen des Messfensters (20) ist.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Signal zum Schließen des Messfensters (20) ausgegeben wird, das zeitbasiert und/oder ereignisbasiert ist.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messfenster (20) eine vorgegebene zeitliche Länge aufweist.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Länge des Messfensters (20) 10 bis 50 ms beträgt, insbesondere 12 bis 50 ms, insbesondere 15 ms.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Kontrolle von Steckverbindungen im Bereich der Fertigungsmontage von Produkten im Bereich Automotive, Luft- und Raumfahrt, Consumer Electronics, Medizintechnik, bei der Wartung von Anlagen, Maschinen und Fahrzeugen und bei medizinischen Dienstleistungen angewendet wird.
9. Vorrichtung (1 ) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) zumindest eine erste Erfassungseinrichtung (12) zum Erfassen eines ersten Signals (SA), zumindest eine zweite Erfassungseinrichtung (17, 114, 115) zum Erfassen zumindest eines zweiten Signals (SB, SG), zumindest eine Aufzeichnungseinrichtung (14) zum Aufzeichnen der erfassten Signale (SA, SB, SG), zumindest eine Triggersignal-Erfassungseinrichtung (10) zum Erfassen zumindest eines Triggersignals (ST), zumindest eine Einrichtung (11 ) zum Öffnen eines Messfensters (20) bei Vorliegen des zumindest einen Triggersignals (ST) und zumindest eine Auswerteeinheit (15) zum Auswerten des Vorliegens zumindest zweier für einen ordnungsgemäßen Steckvorgang charakteristischer Signale (SK, SB, SG) innerhalb des Messfensters (20) umfasst.
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