Brevet FR2385178A1 — publié le 19781020

La présente invention concerne une cassette interchangeable à mémoires, ainsi que ses applications pour la programmation des machines automatiques séquentielles, notamment des machines à coudre automatiques. On connait de nombreux types de mémoires, qui peuvent etre utilisees notamment pour la programmation des machines automatiques séquentielles. Pour ces applications, on a déjà utilisé par exemple des cartes et des bandes perforées, dont la lecture nécessite des capteurs mécaniques ou optiques. Les mémoires utilisant ces supports ont l'inconvénient de présenter une vitess##de lectureelimitée par la vitesse du déplacement relatif de la carte ou de la bande perforée, et des capteurs ; ces supports sont en outre sujets à l'usure. On a déjà également utilisé des mémoires à support magnétique, mobile,tellesqu'un disque ou une bande magnétique, cette dernière étant éventuellement enroulée dans une cassette. Ces mémoires magnétiques, à rotation ou à défilement, permettent des vitesses de lecture plus élevées, mais elles nécessitent des mécanismes complexes, qui en limitent la fiabilité ; leur emploi nécessite en outre certaines connaissances techniques et beaucoup de soins. On connatt enfin des mémoires statiques dites "matrices à diodes", qui présentent l'avantage de ne comporter aucun mécanisme et de permettre une grande vitesse de lecture ~leurs prix de revient élevés en interdisent cependant l'emploi pour les programmes comportant un très grand nombre de séquences ; par ailleurs, si ces mémoires statiques sont effaçables, leur rechargement demande beaucoup de temps. La cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention est mieux adaptée que les mémoires précédemment utilisées,pour la programmation des machines automatiques séquentielles, y compris pour la mémorisation des programmes à très grand nombre de séquences. La cassette interchangeable à mémoires, selon la présente invention, est caractérisée en ce qu'elle comporte un étui de forme plate, dans lequel est assuåettieuneplaquette A circuits imprimés,qui porte des mémoires mortes, réalisées dans la technologie solide intégrée, et dont les circuits imprimés relient électriquement lesdites mémoires mortes à au moins un connecteur, à broches multiples, sortant à travers une face dudit étui. Du fait qu'elle comporte des mémoires mortes, réalisées dans la technologie solide intégrée, la cassette interchangeable selon la présente invention offre les différents avantages suivants : elle peut présenter un volume réduit même lorsqu'elle comporte un nombre relativement élevé de mémoires mortes, en raison des très faibles dimensions des circuits intégrés actuellement disponibles ; comme elle ne comporte aucun élément mobile, elle présente la même fiabilité élevée que les mémoires mortes, solides et intégrées, qui en sont les constituants essentiels ; comme celles-ci, elle peut être stockée dans un très large intervalle de température, allant par exemple de 6500 à +125 C ; comme les différentes cellules de ses mémoires mortes sont accessibles par sélection au niveau de son connecteur à broches multiples, son temps d'accès est très inférieur à celui des mémoires à accès séquentiel, notamment des mémoires connues, à disques ou bandes magnétiques ; pour les applications à la programmation des machines automatiques séquentielles, cet avantage se traduit par une réduction considérable du temps de réinitialisation du programme, qui, dans ce cas, se réduit au temps d'accès de la cellule où est earegistrée la première séquence dudit programme ; en fait, le temps nécessaire à la mise en oeuvre d'un programme enregistré dans une cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention, se réduit aux deux ou trois secondes qui sont nécessaires à l'opérateur pour mettre en place ladite cassette, par engagement des broches de son connecteur dans un connecteur complémentaire de la machine ; enfin, la cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention, est utilisable avec toutes les machines automatiques séquentielles, quelle que soit la technologie de leur automatisme, utilisant ou non un interface. Bien entendu, la cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention est susceptible de toutes les applications des mémoires mortes, en dehors de l'enregistrement d'un programme pour une machine automatique séquentielle; elle offre alors toujours l'avantage d'une vitesse de lecture élevée, pouvant atteindre 1 MHz. Par rapport à toutes les mémoires mortes interchangeables qui ont été réalisées jusqu'à présent, la cassette selon la présente invention offre en outre l'avantage d'un prix de revient d'autant plus faible que celui des circuits intégrés,qui en sont les constituants essentiels,est en constante diminution. Une forme de réalisation préférée de la cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention est caractérisée par un étui parallélépipédique, très plat, métallique ou en matière synthétique, qui présente au moins une grande face amovible, et dans lequel la plaquette à circuits imprimés est fixée paralielement aux grandes faces, de manière que les broches multiples du connecteur sortent à travers une petite face dudit étui. Cette forme de réalisation de l'invention est particulièrement avantageuse dans la mesure où l'étui assure une bonne protection mécanique de l'ensemble des mémoires et des circuits imprimés, ainsi éventuellement que,- dans le cas d'un étui métallique, leur protection à l'encontre des champs électromagnétiques ambiants. Â titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation de la cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention. La figure 1 est une vue en perspective de cette forme de réalisation. La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la figure 1. La cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention, qui est illustrée schématiquement sur les figures 1 et 2, comporte un étui 1 de forme plate, notamment de forme parallélépipédique, très plate, par exemple d'environ 15 mm de-hauteur. Dans la forme de réalisation considérée, l'étui 1 est constitué par un caisson métallique, dont la grande face supérieure est fermée par un panneau amovible la ; le panneau rectangulaire, amovible, la, est par exemple fixé au caisson mentionné, par des vis telles que 2, engagées dans des perçages taraudés correspondants, tels que 3 (figure 2), prévus aux coins intérieurs dudit caisson. A l'intérieur du caisson de l'étui 1 est fixée, par tous moyens ap appropriés, une plaquette 5 à circuits imprimés.Sur la face supérieure - visible sur la figure 2 - de la plaquette 5, des supports standardisés, tels que 6, pour des circuits solides intégrés, sont soudés sur le circuit imprimé correspon dant Sur chacun des supports, tels que 6, est montée, notamment par enfichage, une mémoire morte MOS, 7, du type connu sous la désignation REPROM ; une telle mémoire morte est, comme on le sait, programmable par injection de courants électriques dans les drains ou les sources des transistors MOS qui la constituent, et elle peut être ensuite effacée par exposition à un rayonnement ultraviolet; a travers une fenêtre de quartz 4, aménagée à sa partie supérieure. A un grand c8té de la plaquette 5 est assujetti un connecteur 8, à broches multiples telles que 9 ; il peut s'agir par exemple d'un type connu de connecteur pour circuits imprimés, dans lequel les différentes broches sont constituées respectivement par des bandes métalliques étroites, déposées avec des écartements appropriés sur un substrat isolant. L'ensemble du connecteur 8 est disposé de telle façon que ses broches multiples, telles que 9, sortent à travers une fente aménagée dans une petite face du caisson de l'é- tui 1. Les différentes broches1telles que 9,dU connecteur 8 sont reliées électriquement à certaines au moins des connexions des supports, tels que 6, des mémoires mortes, telles que 7, par les circuits imprimés (non représentés sur la figure 2), qui sont portés par la plaquette 5.La réalisation de ces circuits imprimés est bien connue leur structure particulière, qui reste en dehors du cadre de la présente invention, doit être évidemment adaptée,dans chaque cas, d'une part au type des mémoires mortes, telles que 7, qui sont effectivement utilisées, et, d'autre part, au dispositif d'exploitation de la cassette interchangeable, par exemple aux circuits d'entrée, ou à l'interface du dispositif de lecture de la mémoire du programme, qui fait partie de la commande automa tique d'une machine séquentielle. Si la cassette illustrée, et précédemment décrite, est par exemple destinée à enregistrer un programme d'avance de l'outil d'une machine à commande numérique, par exemple d'une fraiseuse, l'organisation des différents circuits de ladite cassette peut etre la suivante : pour pouvoir y enre bistrer par exemple 512 séquences successives d'avance de l'outil suivant deux axes, chaque avance comportant de O à 100 pas, de par exemple 0,1 mm (avance maximale de 10 mm), les mémoires mor tes telles que 7 doivent pouvoir enregistrer au moins 512 mots de 16 bits chacun (soit, pour chaque axe, 7 bits indiquant l'a vance, et un 8ème bit indiquant le sens du déplacement) ; ce résultat peut être obtenu, selon la présente invention, en pré voyant, sur la plaquette isolante 5, plusieurs groupes de mémoi res mortes identiques, telles que 7, connectées en parallèle, et de capacités appropriées, notamment deux groupes de deux mémoires mortes, chacune de 2048 bits, chaque groupe de mémoires mortes pouvant être affecté à un groupe de 256 séquences successives du programme ; avec cette organisation, 256 entrées de sélec tion de mot de chacune les deux mémoires mortes d'un même groupe, par exemple Il et 12, sont connectées en parallèle aux broches du groupe S du connecteur 8, par l'intermédiaire d'un déco deur de type connu (non représenté sur la figure 2), qui est adapté au code prévu pour le dispositif de lecture des mémoi res de programme, et qui fait partie de circuits annexes, extérieurs à la cassette 1. la sélection du groupe des mémoires Il et I2 ou du groupe des mémoires 111 et 112 a lieu par l'application de signaux électriques appropriés aux deux broches du groupe G du connecteur 8, par exem ple par l'intermédiaire de circuits logiques bien connus, faisant également partie des circuits annexes, extérieurs à la cassette l;; les seize sorties des deux mémoires d'un même groupe, sur lesquelles apparaissent les 16 bits du mot sélectionné dans ce groupe de mémoires, sont, d'autre part, connectées à un même nombre de broches du groupe O du connecteur 8 ; ce dernier comporte enfin un groupe A de broches, par lesquelles des tensions d'a- limentation appropriées peuvent être appliquées aux circuits intégrésstels que 7,et aux circuits imprimés - non représentés -, qui sont portés par la plaquette 5. La cassette interchangeable selon la présente invention, qui vient d'être décrite, est utilisée de la façon suivante : les quatre mémoires mortes,telles que 7, étant supposées initialement vierges, ou bien ayant été préalablement effacées en envoyant à travers leurs fenêtres, telles que 4, des faisceaux d'un rayonnement ultraviolet approprié, l'enregistrement du programme dans ces mémoires MOS du type REPROM, a lieue la façon suivante : en appliquant des tensions électriques appropriées aux broches du groupe G du connecteur 8 on sélectionne d'abord le premier groupe de mémoires mortes pour ltenregistrement des 256 prefières séquences du programme, puis les mémoires mortes du second groupe, pour l'enregistrement des 256 séquences suivantes ; pour enregistrer chaque séquence, on sélectionne le mot correspondant du groupe correspondant de mémoires aortes,en appliquant à certaines au moins des broches dugroupe S, des tensions électriques, correspondant â l'adresse binaire du mot de la mémoire, par exemple à son numéro décimal, de O à 256 ; par les broches correspondantes du groupe O on injecte ensuite des courants électriques, dtintensité et de durée appropriées, dans les drains ou les sources des transistors MOS constituant le mot correspondant de la mémoire ; les enregistrements ainsi réalisés ont une très longue durée de vie (supérieure à 100 ans). Bien entendu, les opérations d'enregistrement, qui viennent d'être décrites, sont effectuées de préférence à l'aide d'un dispositif auxiliaire très simple, qui comporte de préférence un connecteur complémentaire du connecteur 8 de la cassette 3 ce dispositif d'enregistrement n'entre pas dans le cadre de la présente invention. La cassette ainsi préalablement chargée est ensuite introduite dans le dispositif de lecture du pro grammé dont estpourvuela #machine séquentielle considérée, notamment par engagement du connecteur 8 de ladite cassette dans un connecteur complémentaire du dispositif de lecture. Les différents circuits portés par la plaquette 5 de la cassette reçoivent alors leuisalimentations électriques appropriées par l'intermédiaire des broches du groupe À de son connecteur 8 ; le dispositif de lecture sélectionne ensuite le premier groupe de mémoires mortes, au niveau des broches du groupe G, puis, successivement, chacun des 256 mots de 16 bits enregistrés dans ledit premier groupe de mémoires mortes, au niveau des broches du groupe S ; à chaque sélection d'un mot, l'instruction ou séquence correspondante du programme apparat en code binaire sur les broches du groupe O, et elles sont exploitées par le dispositif de lecture, éventuellement par l'intermédiaire d'un interface.Ceci veut dire que les 16 bits du mot ainsi lu sont utilisés par la commande automatique de la fraiseuse considérée pour communiquer à son outil un déplacement dont les composantes suivant les deux axes de référence correspondent respectivement aux nombres de pas et aux sens indiqués par les 16 bits du mot d'instruction. Après la lecture du 256sème mot, le dispositif de lecture sélectionne le second groupe de mémoires mortes, puis en sélectionne successivement les 256 mots, dont le dernier correspond à la dernière instruction du programme. Comme on l'a indiqué précédemment, le programme précédemment enregistré dans les quatre mémoires mortes de la cassette précédemment décrite peut autre effacé par des faisceaux de rayonnement ultraviolet, qui créent dans la matière semi-conductrice des circuits intégrés MOS, des paires électron-trou, lesquelles déchargent les portes des différents transistors MOS, ce qui permet d'enregistrer ensuite, aussitôt, un nouveau programme. L'application préférentielle de la cassette interchangeable à mémoires selon la présente invention consiste cependant dans l'enregistrement itun programme pour une machine à coudre automatique ; on connalat déjà des machines à coudre automatiques, qui sont commandées à partir d'un programme comportant,par exemple pour effectuer une couture à plat, des séquen ces choisies-, dans un ordre approprié, parmi : la mise en route de la machine, le changement de direction du déplacement de l'article à coudre, le changement de la forme des points de couture, l'exécution de broderie, la coupe du fil, le déplacement rapide de l'article à coudre.... etc.La cassette interchangeable selon la présente invention est particulièrement bien adaptée à l'enregistrement d'un tel programme, notamment par les avantages, indiqués précédemment, qu'elle procure sur tous les autres supports d'enregistrement, utilisés antérieurement à cet effet. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation préférée qui vient d'être décrite; elle englobe toutes ses variantes. L'étui 1 de la cassette peut être également constitué en matière synthétique moulée les mémoires mortes telles que 7-peuvent être constituées par des circuits solides intégrés, éventuellement "à large échelle d'intégration", d'un type approprié quelconque ; il peut s'agir par exemple de mémoires MOS du type PROM, qui sont programmables par destruction électrique de connexions fusibles,ou en court-circuitant des diodes d'isolation par claquage bien entendu, les mémoires mortes de ce dernier type ne sont pas effaçables ; elles #euvent cependant être programmées électriquement, par l'intermédiaire du connecteur à broches multiples de la cassette, ainsi qu'on l'a décrit précédemment dans le.cas des mémoires du type REPROM. REVENDICATIONS 10- Cassette interchangeable à mémoires, notamment pour la programmation des machines automatiques séquentielles, caractérisée en ce qu'elle comporte un étui de forme plate, dans lequel est assujettie une plaquette à circuits imprimés, qui porte des mémoires mortes, réalisées dans la technologie solide intégrée, et dont les circuits imprimés relient électriquement lesdites mémoires mortes à au moins un connecteur, à broches multiples, sortant à travers une face dudit étui. 20- Cassette selon la revendication I, caractérisée par des mémoires MOS programmables électriquement, par l'intermédiaire du connecteur à broches multiples. 3.- Cassette selon la revendication 2, caractérisée par des mémoires MOS du type PROM, qui sont programmables par destruction électrique de connexions fusibles, ou bien en court-circuitant des diodes d'isolation par claquage. 4.- Cassette selon la revendication 2, caractérisée par des mémoires MOS du type REPROM, qui sont programmables par injection de courants dans les drains ou les sources de transistors MOS, et qui sont effaçables par exposition à un rayonnement ultraviolet, à travers des fen8- trea en quartz 5.- Cassette selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par un étui parallélépipé- dique, très plat, métallique ou en matière synthétique, qui présente au moins une grande face amovible, et dans lequel la plaquette à circuits imprimés est fixée parallèlement aux grandes faces, de manière que les broches multiples du connecteur sortent à travers une petite face dudit étui. 6.- Cassette selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs groupes de mémoires mortes identiques1 connectées en parallèles ou en cascade, chaque groupe de mémoires étant affecté à un groupe de séquences successives du programme. 7.- application de la cassette à mémoires selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour la programmation d'une machine à coudre automatique.