Brevet FR2131911A1 — publié le 19721117

L'invention concerne un procédé, permettant de conduire un mobile asservi par un automatisme en certains points utiles en nombre fini d'une surface, ou de désigner ces points par leur numéro ou leurs coordonnées, grâce à l'utilisation d'une maquette image de cette surface et de ses points utiles. Le procédé est utilisable pour conduire des machines dans lesquelles le mobile peut s'arrêter sur des positions dont les coordonnées varient de façon discontinue, telles que les machines à commande numérique. L'invention permet aussi bien de commander directement la machine que d'enregistrer sur le support approprié (bande perforée, bande magnétique, cartes perforées, mémoire d'ordinateur et tout autre support utilisé pour ces machines) le programme des déplacements à effectuer. L'intérêt de l'invention réside essentiellement dans son utilisation dans l'industrie électronique, pour l'étude et la fabrication des circuits imprimés. Ces circuits sont souvent percés sur des machines à commande numérique. Ils peuvent également être contrôlés, surtout quand il s'agit de circuits multicouches, sur des machines automatiques à programmes. Dans l'état actuel de la technique, le cliché photographique permettant l'impression en série des circuits, et le programme de perçage,sont obtenus de la manière suivante : à partir du schéma de principe du circuit, on dessine le circuit réel sur un support approprié. Pour ce faire, il faut définir l1implan- tation des différents composants et la position des perçages qui permettront ces implantations. Il faut ensuite dessiner les liaisons qui existent entre les divers points du circuit, sans que ces liaisons se coupent. On peut être amené à modifier ou à recommencer plusieurs fois le dessin avant d'arriver à un résultat satisfaisant. Ce dessin permet alors d'obtenir, éventuellement par réduction le cliché. Le programme de perçage est obtenu généralement en reprenant à l'envers le travail de dessin initial. Cela consiste dans le meilleur des cas à repérer manuellement la position des trous sur le cliché ou le dessin avec un coordinatographe, qui enregistre alors directement les coordonnées correspondantes sur le support approprié (en principe bande perforée). Le contrôle des circuits sur machine automatique programmée peut s'effectuer en désignant dans le programme les points reliés électriquement entre eux par un numéro ou par leurs coordonnées. Il faut cependant signaler qu'à l'heure actuelle des systèmes avec ordinateur permettent d'éviter les opérations manuelles décrites ci-dessus, mais le coût des moyens mis en oeuvre est élevé. La présente invention vise à désigner avec précision une des positions possibles d'un élément quelconque sur une surface, sans que ceci nécessite la connaissance ou la recherche des coordonnées ou du numéro de cette position. Il suffira d'indiquer manuellement le point correspondant sur une maquette image. La maquette n'a pas besoin d'être précise. Les positions possibles de l'élément sur la surface doivent varier de façon discontinue (processus numérique). Les signaux sortant de la maquette image et de son équipement peuvent être utilisés directement pour placer un mobile asservi sur les points de la surface correspondant a ceux qui sont désignés sur la maquette. Ces signaux peuvent également être enregistrés sur un support approprié pour commander par la suite une machine à programme. Dans le cas d'une surface plane, par exemple, dont les points utiles sont situés aux intersections de deux familles de lignes coordonnées, par exemple des droites, la maquette pourra être un plan à une échelle quelconque, chaque point utile étant représenté par un trou. Dans une réalisation appliquant le procédé, les lignes coordonnées sont matérialisées par des conducteurs électriques isolés les uns des autres. Un onglet métallique enfiché dans un trou établit la liaison électrique entre les deux conducteurs correspondants. Si l'on alimente électriquement la fiche métallique, on recueille une tension sur ces deux conducteurs. Ces tensions peuvent être transmises à des plots situés sur les droites coordonnées de la machine réelle. Deux curseurs liés au mobile sont en contact successivement avec les différents plots, au cours du déplacement du mobile.Le mouvement s'arrête suivant une direction lorsque le curseur correspondant détecte une tension sur un plot. Les tensions recueillies sur les deux conducteurs de la maquette permettent également, par l'intermédiaire de matrices électroniques de décodage par exemple de connaître les coordonnées, ou le numéro du point désigné sur la maquette. Les informations peuvent être transmises directement à une machine à commande numérique, qui correspondrait à la maquette, pour la déplacer, soit enregistrées sur le support de programme de cette machine. Dans le cas où les lignes coordonnées de la surface réelle sont représentées sur la maquette par des droites, une autre application du procédé utilise des fiches émettant deux faisceaux lumineux dans les deux directions des deux familles de droites. Ces faisceaux lumineux excitent des éléments photosensibles correspondants à ces deux familles de lignes coordonnées. Dans l'application essentielle du procédé, il est possible de définir simultanément plusieurs points sur la maquette. On utilise le système à lignes conductrices décrit précédemment, mais d'une façon différente. Désignons les deux familles de lignes conductrices de la maquette par X et Y. Le procédé consiste dans ce cas à alimenter successivement les diverses lignes de Y, et à effectuer pour chacune un balayage des lignes de X de façon à détecter celles qui sont sous tension. Toute ambiguité sera levée par utilisation de fiches semi-conductrices (passage du courant de Y vers X) ou suffisamment résistantes pour provo quer une chute de tension appréciable, permettant de faire la descrimination entre les signaux provoqués par une fiche dans un trou à l'intersection de la ligne Y alimentée et de la ligne X sur laquelle on détecte une tension, et d'éventuels signaux parasites. Chaque couple d'information X, Y peut être utilisé comme dans le cas précédent (commande directe d'une machine, ou enregistrement, grâce à un système de décodage électronique par exemple). Le procédé, objet de l'invention,est utilisable dans l'industrie électronique pour l'étude et la fabrication de circuits imprimés. Il permet de réduire le temps de conception du circuit réel, d'automatiser la phase de dessin du circuit, et d'obtenir automatiquemet le programme de perçage et éventuellement un programme de contrôle. Les trous sur un circuit imprimé sont généralement répartis sur une grille au pas de 1,27 mm en principe (mais il peut être différent). Voici le processus permis par l'invention : Un opérateur dispose d'une maquette, image du circuit vierge à réaliser, à une échelle quelconque. A chaque position possible d'un trou sur le circuit réel correspond un trou sur la maquette. L'opérateur dispose également de maquettes des composants à la même échelle que la maquette du circuit et s'implantant dans les trous de celle-ci. Des fiches simples sont également prévues. Le document de départ est encore le schéma de principe du circuit. L'opérateur élabore grâce aux maquettes l'implantation des différents composants. Des fiches simples lui permettent de représenter des trous isolés. La surface de cette maquette lui permet de tracer à main levée les différentes liaisons entre composants ou trous. L'opérateur peut emplover une couleur par couche dans le cas de circuits multicouches. Il peut également effacer pour modifier le circuit. LDrsque le circuit est terminé et que le résultat est jugé satisfaisant, l'opérateur appuie sur un bouton et le programme de perçage est automatiquement enregistré sur le support approprié. L'opérateur passe ensuite au dessin du circuit. Il sera possible d'enregistrer un programme de dessin grâce au dispositif utilisé pour le programme de perçage. Il est prévu normalement de connecter une table à dessiner automatique à la maquette à trous. Cette table à dessiner permettra éventuellement d'obtenir directement le cliché photographique. L'opérateur enlève tous les composants, et à l'aide d'une fiche simple qu'il implante successivement dans les différents trous, il conduit la table à tracer selon le parcours des différentes liaisons. Une touche lui permet d'effectuer les déplacements entre deux liaisons différentes sans tracer. L'opérateur travaille couche par couche, en changeant le support sur la table à tracer pour chaque nouvelle couche. Notons que le programme de dessin est en meme temps en quelque sorte-le programme de contrôle, puisque l'on peut enregistrer au cours de celui-ci les coordonnées des différents points reliés entre eux par un tracé ininterrompu. Il est également possible de designer les points reliés entre eux groupe par groupe, en utilisant des fiches simples, et en opérant comme pour le programme de perçage autant de fois qu'il v a de groupes. Le procédé est applicable dans l'industrie mécanique en général de façon similaire à celle qui a été décrite ci-dessus, en particulier lorsque des machines-outils à commande numérique sont utilisées. Revendications 1. Procédé permettant de conduire un mobile asservi par un automatisme, en des points quelconques d'une surface, choisis dans un ensemble de points de la surface déterminés et en nombre fini. Caractérisé par l'utilisation d'une maquette image de la surface et de lten- semble de ses points utiles, sur laquelle un opérateur désigne les points choisis. Ce sont les signaux émis par la maquette image et par son équipement qui sont utilisés par l'automatisme pour conduire le mobile jusqu'aux points choisis. 2. Procédé permettant d'enregistrer sous forme codée, soit les numéros, soit les coordonnées, de points quelconques d'une surface, choisis dans un ensemble de points de la surface déterminés et en nombre fini. Caractérisé selon la revendication1. Ce sont les signaux émis par la maquette image qui permettent de déterminer les numéros ou les coordonnées des points, et de les enregistrer automatiquement. 3. Procédé selon revendications 1 et 2. Caractérisé par le fait que la maquette image de la surface réelle est une surface plane. 4. Procédé selon revendication 3. Caractérisé par le fait que les lignes coordonnées de la surface réelle sont représentées sur la maquette par des droites coordonnées. L'opérateur désigne les points de la surface choisis en plaçant un élement aux points correspondants de la maquette. Cet élément émet deux faisceaux lumineux, dans les directions des droites coordonnées, qui viennent exciter des éléments photosensibles disposés sur la périphérie de la maquette. 5 Procédé selon revendication 1 et 2. Caractérisé par le fait que les lignes coordonnées de la surface réelle sont représentées sur la maquette par des lignes coordonnées conductrices isolées électriquement les unes des autes. Un élément conducteur ou semi-conducteur placé à l'endroit correspondant au point choisi de la surface permet au courant électrique de circuler au moins dans un sens entre les deux lignes coordonnées correspondant à ce point. 6. Procédé selon revendication 5. Caractérisé par le fait que plusieurs points peuvent être désignés simultanément par l'opérateur. Pour ce faire, si nous désignons par X et Y les deux familles de lignes coordonnées de la surface, possédant leurs homolgues conducteurs sur la maquette, un automatisme alimente successivement les différentes lignes de Y. Pour chacune des lignes de Y, il s'effectue un balayage automatique des lignes X permettant de détecter celles qui sont reliées électriquement à la ligne de Y par un seul élément conducteur. 7. Procédé selon revendication 6, permettant d'élaborer un circuit imprimé, de le dessiner automatiquement, d'enregistrer automatiquement les programmes de perçage et de contrôle du circuit. Caractérisé par le fait que les composants destinés à équiper le circuit imprimé sont représentés par des maquettes que l'opérateur peut implanter sur la maquette image du circuit. Une table à tracer et un enregistreur de données numériques sont connectables à la maquette et à son équipement.