Brevet FR2498508A1 — publié le 19820730

La présente invention concerne le domaine du perçage de plaquettes de circuits imprimés, d'éléments de petite mécanique, ou autres, et a pour objet un dispositif de commande automatique par lecture optique de programmes pour la réalisation de per çages. Actuellement, la réalisation de perçages, en particulier de circuits imprimés en petites, moyennes, et grandes séries, s'effectue généralement, soit par utilisation d'une perceuse manuelle pour les petites séries, soit au moyen d'une machine à commande numérique pour les moyennes séries, soit encore par utilisation de pantographes multibroches et d'un gabarit pour les grandes séries. Cependant, l'utilisation d'une perceuse manuelle pour les petites séries ne permet pas l'obtention d'une bonne précision, et la mise en oeuvre d'une machine à commande numérique pour les moyennes séries est d'un prix de revient élevé et nécessite pour son service un opérateur hautement qualifié. En outre, dans le cas de grandes séries, la réalisation du gabarit est effectuée au moyen d'une machine à pointer suivant un programme prédéterminé, de sorte que son prix de revient est très élevé, et la commande des pantographes nécessite l'intervention manuelle d'un opérateur qui est exposé à la fatigue et risque ainsi de commettre des erreurs. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un dispositif de commande automatique par lecture optique de programmes pour la réalisation de perçages, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par deux cellules optiques déplaçables suivant des axes de coordonnées perpendiculaires, par un dispositif de guidage des cellules suivant un axe de coordonnées, muni d'un support d'une cellule, sur lequel est monté un dispositif de guidage de l'autre cellule suivant l'autre axe de coordonnées, par un moyen de déplacement du premier support de cellule, par un moyen de déplacement de la deuxième cellule, par des butées règlables de fin de course, par un programme de perçage, et par une embase de fixation du dispositif de guidage des cellules suivant un axe de coordonnées, et du moyen de déplacement du premier support de cellule munie d'une plaque transparente de support du programme de perçage. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure I est une vue en plan d'un dispositif conforme à l'invention la figure 2 est une vue en élévation frontale et en coupe du dispositif de la figure 1, et la figure 3 est une vue en plan d'un programme de perçage. Conformément à l'invention, et comme le montrent plus particulièrement, à titre d'exemple, les figures 1 et 2 des dessins annexés, le dispositif de commande automatique par lecture optique de programmes pour la réalisation de perçages, est essentiellement constitué par deux cellules optiques 1 et 2 dépla çables suivant des axes de coordonnées perpendiculaires, par un dispositif 3 de guidage des cellules suivant un axe de coordonnées, muni d'un support 4 d'une cellule 1, sur lequel est monté un dispositif 5 de guidage de l'autre cellule 2 suivant l'autre axe de coordonnées, par un moyen 6 de déplacement du support de cellule 4, par un moyen 7 de déplacement de la cellule 2, par des butées réglables de fin de course 8, 9, 10, et Il, par un programme de perçage 12, et par une embase 13 sur laquelle sont montés le dispositif 3 de guidage des cellules I et 2 et le moyen d'entraînement du support de cellule 4, et qui est munie d'une plaque transparente 14 de support du programme de perçage 12. L'embase 13 est constituée par une plaque rigide 15 sur laquelle sont fixées, aux extrémités de ses bords longitudinaux, et parallèlement à ses bords transversaux deux colonnes 16 formant le dispositif de guidage 3, et sur lesquelles sont guidés, au moyen de douilles à billes non représentées, deux paliers 17, dont l'un est pourvu du support 4 de la cellule 1, et dont l'autre porte le moyen 7 de déplacement de la cellule 2. La plaque transparente 14 de support du programme de perçage 12 est fixée sur la plaque 15, à écartement de cette dernière, au moyen de réglettes 18 ou de plots. Chaque cellule optique 1 et 2 est avantageusement constituée par un émetteur 1', 2 monté sous la plaque transparente 14 et dirigeant un faisceau lumineux à travers cette plaque, et par un récepteur 1", 2" placé au-dessus de la plaque 14 et directement à la verticale des émetteurs 1', 2'. La cellule 1 est montée sur le support 4 et le palier 17 correspondant, tandis que le récepteur 2" de la cellule 2 est monté sur le dispositif de guidage 5 fixé sur les paliers 17, et son émetteur 2' est monté sur le moyen de déplacement 7 . Le dispositif de guidage 5 est constitué par deux colonnes rigides 19 reliant les paliers 17 entre eux, et sur lesquelles peut coulisser le récepteur 2" grâce à un support 20 muni de douilles à billes non représentées. Ces cellules I et 2 sont avantageusement alignées sur un même axe longitudinal de manière à permettre une simplification dans la réalisation du programme 12. Le moyen 6 de déplacement du support de cellule 4 et des paliers 17 est constitué par un moteur 21, de préférence à courant continu, muni d'un frein électromagnétique 22, et par un ensemble courroie crantée 23 - câble 24. La courroie crantée 23 passe sur la poulie 25 du moteur 21, et est fixée à une extrémité au palier 17 portant le moyen 7 de déplacement de la cellule 2, et à son autre extrémité elle est solidaire du câble 24, qui passe sur des galets de renvoi 26 de deux paires de galets superposés, est fixé sur le palier 17 portant le support 4, passe sur un galet de renvoi d'extrémité 27, et de manière croisée sur les deux autres galets de renvoi 26 des deux paires de galets superposés, et est fixé par son extrémité sur le support 17 portant le moyen 7, de manière à réaliser un déplacement parfaitement parallèle et synchrone des deux paliers 17. Le moyen 7 est constitué par un moteur 28, de préférence à courant continu, muni d'un frein électromagnétique 29, et sur l'axe duquel sont montées à friction deux poulies 30 - 31 pour des courroies crantées 32 - 33 de déplacement de l'émetteur 2' et du récepteur 2" de la cellule 2, ces courroies étant guidées sur le palier 17 du support 4 par des poulies 30' - 31' montées de manière fixe'suer leur axe, de telle sorte que le déplacement des deux éléments de la cellule 2 est parfaitement synchronisé. Sur les colonnes 16 du dispositif de guidage 3 sont prévues deux butées réglables de fin de course 8 et 9 permettant le réglage du déplacement de la cellule 1 en fonction de la dimension transversale du programme 12, et sur les colonnes 19 du dispositif de guidage 5 sont prévues deux autres butées de fin de course 10 et 11 permettant le règlage du déplacement de la cellule 2 en fonction de la dimension longitudinale du programme. Le programme de perçage 12 représenté à la figure 3 est constitué par un support transparent ou translucide, tel qu'une feuille de papier calque, de papier transparent, ou une feuille de papier calque plastifié, ou autre, sur lequel sont repérées les coordonnées des trous à percer, à savoir, les abscisses sur le bord droit, ou sur le bord gauche, par des traits 34, ou des points parallèles aux bords longitudinaux, et les ordonnées dans le prolongement des traits 34, ou des points par des traits 35 perpendiculaires aux premiers ou par des points disposés sur des lignes perpendiculaires aux premiers. Ce programme peut être réalisé à n'importe quelle échelle, en particulier en cas d'utilisation d'un pantographe comme dispositif de transmission. A sa partie supérieure, le support 20 du récepteur 2" de la cellule 2 est muni d'un perçage 36 pour la fixation d'un bras de pantographe permettant la commande de déplacement d'un outil de perçage ou de fraisage, ou encore une commande simultanée de plusieurs pantographes, ou autres dispositifs de commande. Les cellules 1 et 2, ainsi que les butées de fin de course 8, 9, 10, 11, les détecteurs de fin de course de 11 outil de perçage, et les dispositifs de commande des moteurs 21 et 28, du moteur de l'outil de perçage, et de descente de cet outil et des freins 22 et 29 sont reliés à un séquenceur ou autre dispositif logique électronique, électromécanique, ou autre, non représenté, connu en soi, et pouvant être mis sous tension au moyen d'un bouton-poussoir ou analogue, au début du cycle. Conformément à une variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le dispositif 5 de guidage de la cellule 2 peut également être constitué par un élément profilé unique empêchant une rotation du support 20. En outre, le déplacement des cellules 1 et 2 pourrait également être réalisé au moyen de transmissions à vis et écrou, éventuellement avec interposition de cordons, au moyen de câbles ou de chaînes, ou encore par un dispositif à roue et crémaillère. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, les cellules 1 et 2 pourraient également être constituées sous forme d'ensembles renfermant l'émetteur et le récepteur et fonctionnant d'après le principe de la réflexion des faisceaux lumineux. Le dispositif conforme à l'invention fonctionne de la manière suivante Après mise en place du programme de perçage 12, le palier 17 portant le support 4 étant en contact avec la butée de fin de course 8 et le support 20 du récepteur 2" étant en contact avec la butée de fin de course 10, l'opérateur déclenche le cycle perçage automatique en appuyant sur le bouton-poussoir de mise en marche. Le moteur 22 du moyen 6 de déplacement de la cellule 1 est alors alimenté, et ladite cellule 1 est déplacée, ensemble avec les paliers 17 en direction de la butée de fin de course 9. Dès que le faisceau lumineux projeté par l'émetteur 1' de la cellule 1 arrive sur un trait 34, il se produit une variation du flux lumineux arrivant sur le récepteur 1", et la cellule 1 délivre, par l'intermédiaire d'un relais, un signal au séquenceur, ou dispositif analogue, qui provoque l'arrêt et le freinage au moyen du frein 22 du moteur 21, puis la mise en marche du moteur 28 pour déplacer la cellule 2 avec son support 20 en direction de la butée 11. Lorsque le faisceau lumineux issu de l'émet- teur 2' est coupé par un trait 35, la cellule 2 reçoit sur le récepteur 2" un flux lumineux moindre, et délivre, par l'intermédiaire d'un relais, un signal au séquenceur, ou dispositif analogue, qui provoque alors l'arrêt du moteur 28 et son frei nage au moyen du frein 29, et le déclenchement d'une opération de perçage.A la fin de cette dernière opération, une butée de fin de course provoque la remontée du dispositif de perçage et son arrêt, et en fin de course haute une impulsion est envoyée au séquenceur, ou dispositif analogue, qui remet le moteur 28 de déplacement de la cellule 2 en marche pour un nouveau déplacement sur l'axe des ordonnées jusqu'au prochain trait 35. Les opérations de perçage sont répétées autant de fois qu'il existe des traits 35 sur la trajectoire décrite par la cellule 2. Dès que le support 20 entre en contact avec la butée de fin de course ll, le moteur 28 est arrêté et freiné par le frein 29, le moteur 21 est mis en marche jusqu'à ce que la cellule 1 détecte un nouveau trait 34. Le moteur 21 est alors arrêté et freiné au moyen de son frein 22, et le moteur 28 fonctionne alors en sens inverse pour déplacer le support 20 avec la cellule 2 vers la butée 10 en réalisant tous les perçages déterminés grâce aux traits 35 se trouvant sur la trajectoire décrite par la cellule 2. Après contact du support 20 avec la butée 10, le cycle décrit ci-dessus avance d'un pas, et se répète jusqu'à ce que le support 4 entre en contact avec la butée 9. Le moteur 21 est alors actionné en sens inverse pour réaliser le retour de la cellule l à son point de départ, et le moteur 28 est également excité, le cas échéant, pour faire revenir la cellule 2 à son point de départ. La plaque perforée peut alors être retirée de son support de perçage et être remplacée par une nouvelle plaque, ce remplacement pouvant être effectué au moyen d'un dispositif d'alimentation automatique. Le dispositif conforme à l'invention permet également de réaliser le positionnement d'une pièce à percer par rapport au programme par perçage préalable de deux trous caractéristiques puis par positionnement du programme en fonction de ces trous. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser à peu de frais le perçage automatique de petites et de moyennes series de circuits imprimés, en particulier au moyen d'un pantographe ou d'un dispositif à têtes multiples. L'invention est également applicable dans le domaine de la petite mécanique de précision, par exemple pour la réalisation de platines d'horlogerie, de mécanismes horlogers, etc... Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins schématiques an nexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande automatique par lecture optique de programmes, pour la réalisation de perçages, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par deux cellules optiques (1, 2) déplaçables suivant des axes de coordonnées perpendiculaires, par un dispositif (3) de guidage des cellules suivant un axe de coordonnées, muni d'un support (4) d'-une cellule (1), sur lequel est monté un dispositif (5) de guidage de l'autre cellule (2) suivant l'autre axe de coordonnées, par un moyen (6) de déplacement du premier support (4) de cellule (1), par un moyen (7) de déplacement de la deuxième cellule (2), par des butées règlables de fin de course (8, 9, 10, 11), par un programme de perçage (12), et par une embase (13) de fixation du dispositif (3) de guidage des cellules suivant un axe de coordonnées, et du moyen (6) de déplacement du premier support de cellule munie d'une plaque transparente (14) de support du programme de perçage (12). 2. Dispositif, suivant la revendication l, caractérisé en ce que l'embase (13) est constituée par une plaque rigide (15) sur laquelle sont fixées, aux extrémités de ses bords longitudinaux, et parallèlement à ses bords transversaux deux colonnes (16) formant le dispositif de guidage (3), et sur lesquelles sont guidés deux paliers (17) dont l'un est pourvu du support (4) de la cellule (1) et dont l'autre porte le moyen (7) de déplacement de la cellule (2), la plaque transparente (14) étant fixée sur la plaque (15), à écartement de cette dernière, au moyen de réglettes (18) ou de plots. 3. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque cellule est constituée par un émetteur (1', 2') monté sous la plaque transparente (14) et dirigeant un faisceau lumineux à travers cette plaque, et par un récepteur (1", 2") placé au-dessus de la plaque (14) et directement à la verticale des émetteurs (1', 2 ), la cellule (1) étant montée sur le support (4) et le palier (17) correspondant, tandis que le récepteur (2") de la cellule (2) est monté sur le dispositif de guidage (5) fixé sur les paliers (17), et son émetteur (2') est monté sur le moyen de déplacement (7). 4. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (5) est constitué par deux colonnes rigides (19) reliant les paliers (17) entre eux, et sur lesquelles peut coulisser le récepteur (2") grâce à un support (20). 5. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (6) de déplacement du support (4) de cellule (1) et des paliers (17) est constitué par un moteur (21), de préférence à courant continu, muni d'un frein électromagnétique (22), et par un ensemble courroie crantée (23) - câble (24), la courroie crantée (23) passant sur la poulie (25) du moteur (21), et étant fixée à une extrémité au palier (17) portant le moyen (7) de déplacement de la cellule (2), et à son autre extrémité elle est solidaire du câble (24), qui passe sur des galets de renvoi (26) de deux paires de galets superposés, est fixé sur le palier (17) portant le support (4) de la cellule (1), passe sur un galet de renvoi d'extrémité (27), et de manière croisée sur les deux autres galets de renvoi (26) des deux paires de galets superposés, et est fixé par son extrémité sur le support (17) portant le moyen (7) de déplacement de la cellule (2). 6. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (7) de déplacement de la cellule (2) est constitué par un moteur (28), de préférence à courant continu, muni d'un frein électromagnétique (29), et sur l'axe duquel sont montées à friction deux poulies (30, 31) pour des courroies crantées (32 - 33) de déplacement de l'émetteur (2') et du récepteur (2") de la cellule (2), ces courroies étant guidées sur le palier (17) du support (4) de la cellule (1) par des poulies (30' - 31') montées de manière fixe sur leur axe. 7. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les cellules (1, 2) sont alignées sur un même axe longitudinal. 8. Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le programme de perçage (12) est constitué par un support transparent ou translucide, tel qu'une feuille de papier calque, de papier transparent, ou une feuille de papier calque plastifié, ou autre, sur lequel sont repérées les coordonnées des trous à percer, à savoir, les abscisses sur le bord droit, ou sur le bord gauche, par des traits (34), ou des points parallèles aux bords longitudinaux, et les ordonnées dans le prolongement des traits (34) par des traits (35) perpendiculaires aux premiers, ou par des points disposés sur des lignes perpendiculaires aux premiers. 9. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1, 3, 4 et 6, caractérisé en ce que le support (20) du récepteur (2") de la cellule (2) est pourvu à sa partie supérieure d'un perçage (36) de fixation d'un bras de pantographe, ou d'un autre dispositif de commande. 10. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que les cellules (1, 2), ainsi que les butées de fin de course (8 à 11), les détecteurs de fin de course de l'outil de perçage, et les dispositifs de commande des moteurs (21, 28), du moteur de l'outil de perçage et de descente de cet outil, et des freins (22, 29) sont reliés à un séquenceur, ou autre dispositif logique électronique, électromécanique, ou autre, pouvant être mis sous tension au moyen d'un bouton-poussoir de déclenchement du cycle, ou analogue. Il. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de guidage de la cellule (2) est constitué par un élément profilé unique empêchant une rotation du support (20), et le déplacement des cellules (1 et 2) peut être réalisé au moyen de transmissions à vis et écrou, éventuellement avec interposition de cordons, au moyen de câbles ou de chaînes, ou encore par un dispositif à roue et crémaillère. 12. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 7, caractérisé en ce que les cellules (l, 2) sont constituées sous forme d'ensemble renfermant l'émetteur et le récepteur et fonctionnant d'après le principe de la réflexion des faisceaux lumineux.