Brevet FR2520183A1 — publié le 19830722

252-0183 La présente invention concerne une machine de chargement et de déchargement automatiques de plaquettes de circuits imprimés pour machine d'insertion de composants électroniques. Etant donné la mise au point de machines d'inser- tion automatique decomposants électroniques dans des pla- quettes de circuits imprimés, des mécanismes de distribu- tion automatique de plaquettes aux machines d'insertion de composants sont devenus très souhaitables Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3 722 062, 3 808 662, 4 209 898 et 4 283 847 décrivent de tels dispositifs Ces mécanismes fonctionnent tous suivant le principe du transport de la plaquette d'une extrémité du dispositif d'insertion à l'autre à l'aide d'un transporteur continu d'un type ou d'un autre qui porte la plaquette Il faut donc que la plaquette soit retirée d'un magasin de stockage et transportée à un magasin récepteur séparé après que l'in- sertion des composants a été effectuée. L'invention concerne un mécanisme automatique de chargement de plaquette de circuit imprimé destiné à placer automatiquement la plaquette sur une table d'une machine d'insertion de composants électroniques et à re- tirer automatiquement la plaquette de la table après que l'opération d'insertion des composants a été terminée. L'invention concerne aussi la réalisation d'un mécanisme de chargement automatique de plaquette dans lequel la plaquette provient d'un magasin de stockage sous la commande d'un mécanisme de transfert et est placée sur une table X-Y d'insertion de composants; après l'opé- ration d'insertion, la plaquette est abaissée ou tombe à travers la table et est renvoyée dans le magasin de stockage En outre, le soulèvement et l'abaissement du magasin en synchronisme avec le fonctionnement du mécanisme automatique de chargement et de la machine d'insertion pernettent le retraitde la plaquette d'un plateau du magasin et sa remise en place dans le même plateau De cette manière un seul magasin de stockage peut être utilisé pour la transmission de la plaquette à la machine d'insertion et pour la réception de la plaquette montée La manipula- tion de chaque plaquette individuelle est ainsi réduite au minimum, d'une manière originale. Toutes les opérations précitées sont commandées par un programme afin que le chargement de la plaquette, l'insertion des composants et le déchargement de la pla- quette soient réalisés d'une manière synchronisée. L'invention concerne aussi un mécanisme de char- gement automatique de plaquette qui permet l'utilisation d'un seul magasin de stockage de plaquettes pour la trans- mission d'une plaquette à une machine d'insertion de com- posants et pour la réception de la plaquette montée prove- nant de la machine De cette manière, une seule machine de montage de composants à deux têtes peut être utilisée dans une chaîne de montage, des plaquettes de dimensions différentes étant transmises automatiquement par la droite et par la gauche de la machine de montage. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective de deux méca- nismes automatiques de chargement et de déchargement de plaquette destinés à une machine d'insertion de composants électroniques à deux têtes; la figure 2 est une élévation latérale du méca- nisme de chargement et de déchargement de plaquette selon l'invention; la figure 3 est une perspective avec des parties arrachées du support de chargement de plaquette la figure 4 est une perspective avec des parties arrachées du bras pousseur destiné à l'introduction de la plaquette dans la table de la machine de montage de composants la figure 5 est une perspective du mécanisme de maintien de plaquette de la table d'insertion; la figure 6 est une élévation latérale du méca- nisme de support de plaquette et de la partie supérieure du mécanisme élévateur; la figure 7 est une vue de bout du mécanisme élévateur; la figure 8 est une vue en plan du mécanisme de retour de déchargement qui ramène l'élévateur afin que la plaquette soit réintroduite dans le magasin de stockage; et la figure 9 est une perspective éclatée des mécanismes élévateur et de retour de déchargement. On considère maintenant la figure 1 qui repré- sente le mécanisme automatique 10 de chargement de pla- quette qui reçoit une plaquette de circuit imprimé d'un magasin 12 de stockage et la transmet à une machine '14 d'insertion de composants d'un type classique quelconque qui place des composants électriques dans la plaquette. Cette machine d'insertion a une table X-Y et deux têtes d'insertion qui reçoivent les composants d'un rouleau et les placent dans la plaquette La machine d'insertion peut être du type décrit dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique N O 4 063 347 et elle peut coopérer avec une source de composants en rouleaux ou en tubes Après la fin de l'opération d'insertion des-composants, la pla- quette est ramenée dans le magasin et remise dans le pla- teau du magasin dont elle a été retirée. Le magasin 12 est disposé dans un support 16 qui contient un dispositif d'abaissement successif du magasin afin que des plateaux individuels 18 soient placés près du mécanisme 20 de transfert du mécanisme de chargement de plaquette Un vérin pneumatique 22 repousse la pla- quette choisie hors du plateau du magasin sur le mécanisme de transfert qui déplace la plaquette afin qu'elle vienne sur la table X-Y de la machine d'insertion Après la fin de l'insertion des composants dans la plaquette, la pla- quette montée tombe à travers la table X-Y et elle est transportée vers le magasin par le mécanisme 24 de retour de mécanisme de déchargement de plaquette Entre-temps, le mécanisme de commande de magasin incorporé au support 16 a abaissé le magasin dans une position telle que le plateau dont la plaquette a été retirée reçoit cette pla- quette montée particulière Lorsque toutes les pla- quettes contenues dans un magasin déterminé ont été montées, le magasin est retiré du support et un nouveau magasin est introduit dans le support L'ensemble de la séquence de chargement de plaquette, d'insertion de composants et de retour de la plaquette assemblée dans le magasin est commandée par un programme afin que chaque partie du fonctionnement soit exécutéeconvenablement dans la séquence prédéterminée voulue Ce procédé nouveau de mani- pulation de plaquettes de circuits imprimés permet aussi l'utilisation de machines de montage de composants à,deux têtes comme représenté sur la figure 1, les mécanismes de chargement automatique de plaquettes transmettant les plaquettes des deux côtés de la machine De cette manière, des types différents de plaquettes peuvent être montés avec une seule machine En outre, dans le cas des machines à deux têtes du type représenté sur la figure 1, disposées parallèlement l'une à l'autre avec un poste intermédiaire destiné à un opérateur, un seul opérateur peut commander quatre plaquettes différentes à la fois. On considère maintenant les figures 2, 3 et 4 qui représentent le mécanisme de chargement et de déchar- gement qui a un châssis 28 portant des paliers 30 qui sup- portent eux-mêmes des arbres parallèles 32 Une tringlerie 34 à parallélogramme est fixée aux arbres 32 et supporte la table 36 de transfert Cette dernière a des supports principaux 42 (voir figure 3) La table 36 est dépl Iacée par un vérin 44 qui commande un bras 46 fixé à l'arbre 32 comme l'indique la description qui suit (en référence à la figure 2) Des supports 48 de plaquettes sont fixés aux supports 42 et portent des organes 50, 52 sur lesquels sont montés des blocs 54 et 56 Ces derniers supportent des rails 58 (voir figure 3) sur lesquels peut coulisser un mécanisme qui comorteuncoulisseau 62 qui porte un bloc 64 de montage qui a des cliquets opposés 66, 68 repoussés élastiquement. Un vérin 70 a une tige 72 de piston qui est fixée au cou- lisseau 62 afin que celui-ci puisse être déplacé alterna- tivement. Un châssis supérieur 74 est porté par le châssis principal 28 et-support un mécanisme supplémentaire 76 de transfert de plaquette (voir figure 4) Ce mécanisme a des blocs 78 de support portés par des bras 80 qui dépas- sent du châssis 74 Les blocs 78 portent des tiges 82 de guidage qui supportent une plaque coulissante 84 sur laquelle est monté un vérin 86 Ce dernier passe à travers les blocs 78 et porte une plaque 87 qui supporte un rail 88 sur lequel un bloc 90 est monté afin qu'il se déplace linéairement sur une portée 92 Un autre vérin 95 est raccordé à la plaque 84 et, lorsqu'il vient en retrait, il provoque le déplacement de gauche à droite sur la figure 2 du vérin 86 et de l'ensemble rail-bloc 88, 90 qui 1 ' accomepagne Ensuite, la commande du vérin 86 provoque le déplacement du bloc 90 le long du rail 88 afin que le bloc 9 È soit déplacé plus loin vers la droite sur la figure 2 Un cliquet 94, repoussé par un ressort, est supporté sur le bloc 90 afin qu'il puisse pivoter autour d'un axe 96 Un ressort 98 prend appui contre le bloc et un panneau et repousse ainsi le cliquet vers le bas. Un poussoir 100 de plaquette est supporté à l'extrémité du cliquet afin qu'il puisse pivoter. Dans l'appareil décrit précédemment, la plaquette est chargée sur la table de montage X-Y de la manière suivante (en référence aux figures 2 à 5) Lorsque la plaquette est extraite du magasin, elle se loge dans des fentes 102 des supports 48 A ce moment, le mécanisme de transfert avance avec le cliquet 68 qui est en butée contre le bloc 54 et qui est maintenu en position en re- trait comme indiqué sur la figure 3 Après que la plaquette a totalement pénétré dans les fentes 102, l'extrémité postérieure de celle-ci se trouve dans la position n' l telle que représentée sur la figure 2 Après rétrécis- sement du vérin 70, le cliquet 70 est repoussé vers le haut et il vient au contact du bord postérieur de la pla- quette et la déplace le long des fentes 102 formées dans le support jusqu'à ce qu'elle atteigne la position N O 2 reorésentéé sur la figure 2 Le vérin 44 est alors com- mandé afin qu'il déplace la tringlerie 34 et le support 48 de la plaquette vers la droite, vers la position indi- quée en traits mixtes sur la figure 2 A ce moment, le bord postérieur de la plaquette se trouve dans la position N O 3 sur la figure 2 A ce moment, la partie avant du support de plaquette se trouve au-dessus de la partie supérieure 104 de la table X-Y et le bord antérieur de la plaquette est prêt à pénétrer dans les fentes 105 des rails 106 de support de plaquette de la table X-Y (voir figures 5, 6 et 7) Les vérins 103 sont alors commandés afin qu'ils serrent les extrémités des rails contre la table (voir figure 2) Ensuite, la commande des vérins 86 et 95 provoque la libération du cliquet 94 qui est au contact du bord postérieur de la plaquette et qui in- troduit la plaquette dans les rails 106. On considère maintenant la figure 5 qui représente le mécanisme de maintien de plaquette disposé sur la table X-Y Des tiges 108 sont portées sur la table par des paliers 107 et elles ont des butées réglables 110 Ces dernières sont réglables sur les rails en fonction des plaquettes de diverses dimensions Des bras 112 sont aussi portés sur les tiges 108 et comportent des ergots 114 de position- nement destinés à pénétrer dans des ouvertures de position- nement formées dans la plaquette. Un vérin 120 est monté dans le boîtier 116 de support d'un élévateur 118 et il est au contact d'une butée 122 fixée sur la tige 108 (voir figuré 6) Lorsque le cliquet 94 déplace la plaquette dans les rails 106, la tige 124 du piston du vérin 120 vient au contact de la butée 122, fait tourner la tige 108 et soulève les bras 112 qui s'écartent de la table si bien que, lorsque la plaquette descend le long des rails 106, les ergots 252 '0183 114 sont écartés de la plaquette Lorsque la plaquette a été totalement introduite, la tige 124 du piston est ramenée afin que les ergots de positionnement tombent dans les ouvertures de la plaquette Celle-ci est alors en position et elle est serrée sur la table afin que les composants puissent être introduits. On considère maintenant les figures 6 à 9 qui représentent le mécanisme de déchargement de plaquette et l'appareil destiné à ramener la plaquette dans le maga- sin L'élévateur 118 a une plate-forme 126 supportée sur une base 128 par une tringlerie 130 à parallélogramme portée par des tiges 132 qui sont déplacées par un étrier 134 La base 128 est montée sur un support vertical 136 porté dans une glissière 138 fixée au boîtier 116 Un vérin principal 140 a une tige 142 qui commande le dépla- cement vertical de l'élévateur. Après la fin du montage des composants, la sortie de la tige 142 du vérin 140 provoque le déplacement des butées 144 qui viennent au contact des rails 106 et les font tourner si bien que la plaquette montée est chassée sur la plate-forme 126 de l'élévateur A ce moment, le vérin 146 est commandé et déplace les tiges 132 vers la droite sur la figure 6, la plaquette tombant par l'inter- médiaire de la tringlerie 130 afin qu'elle vienne se blo- 2 quer dans les rails 148 qui sont portés sur la base 128 de l'élévateur afin qu'ils puissent pivoter Ensuite, la tige 142 du piston est rentrée afin que la plate-forme s'abaisse vers la position indiquée en trait interrompu sur la figure 6. On considère maintenant les figures 7 à 9 qui représentent le mécanisme de retour de plaquette L'élé- vateur 118 est porté sur une glissière 150 à rouleaux et une glissière rectiligne 152, assurant le déplacement sur des rails 154, 155 disposés sur des supports de la machine Lorsque l'élévateur a été abaissé, il est dans une position dans laquelle il peut être ramené dans le magasin L'opération est réalisée à l'aide de deux rails 156, 158 qui portent des blocs 160, 162 qui sont dé- placés le long des rails par des vérins 164, 166 L'élé- vateur 118 porte un vérin 168 qui place un taquet 170 porté dans le bottier 116 afin qu'il puisse pivoter Dans la position dans laquelle l'élévateur se trouve sous la table X-Y, le taquet 170 est au contact du bloc 162 A ce moment, la rentrée de la tige du vérin 164 provoque le déplacement du bloc-et de l'ensemble de l'élévateur le long du rail 158 Ensuite, lorsque la tige du vérin 168 est sortie, le taquet 170 pivote vers la position représentée en trait interrompu sur la figure 7 afin qu'il vienne au contact du bloc 160 Lorsque la tige du vérin 166 est sortie, le bloc 160 et l'ensemble de l'élévateur se déplace le long du rail 156 jusqu'à ce que l'élévateur atteigne l'extrémité du rail proche du magasin. Entre temps, une autre plaquette a été chargée sur les rails par le mécanisme 36 de transfert de la manière décrite précédemment, et la tige du vérin 70 (voir figure 3) est rentrée, le cliquet 66 étant au contact de la butée 172 afin qu'il reste en position haute, sans contact avec la plaquette qui se trouve sur l'élévateur lorsque celui- ci se déplace vers l'extrémité de la machine Lorsque l'élévateur atteint l'extrémité de la machine, le bord postérieur de la plaquette est adjacent au cliquet 66. Lorsque la tige du vérin 70 sort à nouveau, le cliquet 66 descend et vient au contact du bord postérieur de la plaquette qu'il fait glisser hors des rails 148 et dans le plateau du magasin dont il a été retiré. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre Par exemple, l'appareil peut être utilisé pour la manipulation automatique de plaquettes transmises aux machines de montage de composants autres que celles du type comportant un chargement. 252 0183 REVENDICATIONS 1 Machine de chargement et de déchargement auto- matiques de plaquettes de circuits imprimés pour machine de montage de composants électriques, caractérisée en ce qu'elle comporte a) un mécanisme ( 20) de chargement de plaquette destiné à recevoir la plaquette d'un dispositif dé sto- ckage de plaquette et à la transférer à un poste ( 14) de mise en place de composant de la machine de montage, b) un dispositif de déchargement d'une plaquette montée du poste de mise en place de la machine de montage, c) le dispositif de déchargement comprenant un dispositif ( 24) destiné à ramener la plaquette montée dans le dispositif de stockage ( 12) t 2 Machine selon la revendiation 1, caractérisée en ce que le dispositif de stockage comporte un support ( 16) contenant un magasin ( 12) ayant des plateaux indivi- duels ( 18) qui contiennent les plaquettes, le support ( 16) déplaçant le magasin ( 12) entre les opérations de chargement et de déchargement afin qu'une plaquette indi- viduelle soit retirée d'un plateau déterminé ( 18) et réin- troduite dans ce même plateau ( 18) après son montage. 3 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de déchargement comporte un dispo- sitif ( 106; 140, 142, 144) destiné à faire tomber la, plaquette montée à travers le poste de mise en place afin que la plaquette soit ramenée au dispositif de stockage ( 12). 4 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de déchargement comporte un élé- vateur ( 118) qui reçoit la plaquette montée du poste de mise en place, l'élévateur ( 118) étant transporté sur des rails ( 154, 155) afin qu'il soit transporté vers le dispositif de stockage ( 12). Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de chargement comporte une table de transfert ( 36) ayant des supports ( 48) de plaquette et un dispositif ( 66, 68) destiné à déplacer la plaquette le long des supports de plaquette ( 48) et un dispositif machine de montage de composants ( 14). 6 Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif ( 76) destiné à dé- placer la plaquette de la table de transfert ( 36) au mé- canisme de maintien de plaquette ( 112, 114) disposé au poste de mise en place. 7 Machine selon la revendication 6, caractérisée- en ce que le dispositif de déchargement comprend un élévateur ( 118) qui reçoit la plaquette du mécanisme ( 112, 114) de maintien de plaquette et qui l'abaisse dans une position de transport afin qu'elle soit ramenée dans le dispositif de stockage ( 12) 1 8 Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif destiné à déplacer la plaquette le long des supports ( 48) comporte un dispositif destiné à extraire la plaquette de l'élévateur ( 118) et à l'intro- duire dans le dispositif de stockage ( 12). 9 Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend a) un châssis ( 28), b> une tringlerie ( 34) à parallélogramme portée sur le châssis ( 28) et supportant une table de transfert ( 36) destinée à recevoir les plaquettes du dispositif de stockage ( 12), c) la table de transfert ( 36) ayant un support ( 48) de plaquette comprenant un dispositif de transport de la plaquette le long du support, d) un dispositif moteur destiné à commander la tringlerie ( 34) à parallélogramme et à transporter la table de transfert ( 36) vers la machine de montage ( 14), e) un dispositif ( 76) destiné à retirer la pla- quette de la table de transfert ( 36) et à la disposer à un poste de mise en place de composant, et f) un élévateur ( 118) destiné à recevoir la plaquette montée du poste de mise en place et à l'abaisser vers une position telle qu'elle est transportée vers le dispositif de stockage ( 12). Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif ( 164, 166) de trans- port de l'élévateur ( 118) afin qu'il revienne vers le dispositif de stockage ( 12). 11 Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif de transport de la plaquette le long du support ( 48) comporte un dispositif destiné à retirer la plaquette de l'élévateur ( 118) et à la redéposer dans le dispositif de stockage ( 12).