Brevet FR2541845A1 — publié le 19840831

l 2541845 La présente invention concerne un mécanisme destiné à couper et à riveter les conducteurs de compo- sants électriques introduits dans des cartes de circuits imprimés, ce mécanisme comprenant un dispositif d'entrai- nement pour des têtes de coupe et de rivetage permettant que des conducteurs de composants d'écartement variable puissent être coupés et rivetés. Au cours du montage de composants électriques sur des cartes de circuits imprimés, sur une carte donnée, des composants ayant des dimensions différentes doivent être montés, ce qui entraîne des écartements différents entre les conducteurs des composants Les conducteurs des composants sont insérés manuellement ou automatiquement dans des trous prédéterminés de la carte Quand les conducteurs ontété introduits dans la carte, une unité de coupe et de rivetage positionnée au-dessous de la carte coupe l'excès ce conducteur et replie ou forme (rive) le reste du conducteur pour fixer le composant sur la carte Lorsque tous les composants nécessaires ont été montés sur la carte, tout l'ensemble passe par une opération de soudage à la vague pour terminer le montage de la carte. Ce processus de montage peut être semi-automatique les composants étant délivrés à l'opérateur dans une séquence prédéterminée par une source d'alimentation programmée, de la manière décrite dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique N O 4 273 393 Avec la carte fixée sur un poste accessible à l'opérateur, le compo- sant choisi est introduit dans la carte dans une position identifiée poi l'opérateur et une unité de coupe et de rivetage programmée pour couper et riveter le composant choisi est actionnée par l'opérateur pour venir en position et pour couper et riveter les conducteurs du composant afin de maintenir momentanément ce dernier sur la carte Des exemples d'unités de coupe et de rivetage de ce genre sont illustrés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique ne 4 288 914 et 4 292 727 En outre, ces unités de coupe et de rivetage peuvent être approchées 2 2541845 et écartées de la carte et peuvent tourner par rapport à elle car la position angulaire des composants insérés cans la carte varie de l'un à l'autre Un exemple de ce type d'unité est décrit dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique N O 4 153 082. Mais ces types d'unités de coupe et de rivetage n'ont pas été conçus pour que le mécanisme de coupe et de rivetage puisse s'adapter automatiquement à des composants avec des écartements variables des conducteurs et pour remplir la fonction de coupe et de rivetage sur des conducteurs d'écartement variable par incréments en réponse à une commande programmée. L'invention concerne donc un mécanisme de coupe et de rivetage de conducteurs de composants électriques, d'écartement variable, qui ont été insérés dans une carte de circuits imprimés, comprenant un carter support, une tête fixe de coupe et de rivetage montée sur le carter support et comprenant un dispositif pour couper et riveter des conducteurs d'un composant, et une tête mobile de coupe et de rivetage comprenant un dispositif pour couper et riveter des conducteurs d'un composant. L'une des caractéristiques de l'invention réside dans le fait que la tête mobile est supportée sur la tête fixe de manière à-pouvoir s'en approcher ou s'en écarter au moyen d'un mécanisme d'entraînement agencé pour approcher ou écarter pas à pas la tête mobile de la tête fixe afin d'espacer les têtes d'une distance prédéterminée et s'adapter à la coupe et au rivetage de conducteurs d'écartement variable des composants montés sur la carte. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme d'entraînement est programmable. En outre, le mécanisme selon l'invention, se caractérise par le fait que la tête fixe est supportée sur un piston monté dans un cylindre destiné à monter et descendre les deux têtes pour les approcher ou les écarter de la carte. 3 2541845 Selon une autre caractéristique de l'invention, le cylindre est monté pour tourner sur un support qui coopère avec un dispositif d'entraînement pour faire tourner ce cylindre, le piston et les têtes afin de les adapter à la coupe et au rivetage des conducteurs de composants placés dans des conditions angulaires variables l'un par rapport à l'autre sur la carte. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, nullement limitatifs La figure 1 est une vue de côté et en coupe partielle de l'unité de coupe et de rivetage positionnée contre la carte de circuits imprimés et montrant les différents composants avec leurs conducteurs d'écartement variable qui peuvent être montés sur la carte, et La figure 2 est une vue en perspective éclarée du mécanisme de coupe et de rivetage selon l'invention. Il y a lieu maintenant d'examiner la figure 1 qui illustre le mécanisme 10 de coupe et de rivetage comprenant une tête fixe 12 et une tête mobile 14 posi- tionnées au-dessous de la carte B de circuits imprimés pour couper et riveter les conducteurs des composants passant dans des trous de la carte, (comme les composants A à E représentés sur la figure 1) La tête fixe 12 comporte deux rebords 16 sur lesquels sont montés des rails 18 La tête mobile 14 comporte des rebords 20 portant des rails 22 qui s'appuient contre les rails 18, de manière que les têtes 12 et 14 puissent s'approcher et s'écarter l'une de l'autre. La figure 2 est une vue en perspective éclatée montrant le montage du mécanisme de coupe et de rivetage qui permet que les têtes 12 et 14 soient rapprochées et écartées de la carte B, tournées par incrément de 90 O, et qui positionne la tête mobile 14 par rapport à la tête fixe 12, le tout sous l'effet d'une commande programmée. 4 2541845 La tête fixe 12 est montée sur un piston 28 en forme de cuvette Le piston 28 comporte une collerette circonférentielle 30 fixée sur le rebord 16 par plusieurs trous 32 de la collerette 30 et des trous 34 du rebord 16. Le piston 28 est supporté dans un cylindre 38 en forme de cuvette positionné dans l'ouverture 40 d'un croisillon 42 Le fond 44 du cylindre 38 s'appuie sur la surface 46 du croisillon 42 (voir figure 1) de sorte que le cylindre 38 peut tourner par rapport au croisillon 42 pour des raisons qui apparaîtront par la suite. L'étanchéité du piston 28 dans le cylindre 38 est assurée par une bague torique 48 Une conduite d'air passe par l'ouverture 52 dans le croisillon 42 et dans un logement 54 autour du collier 56 du cylindre qui pénètre dans l'ouverture 40 du croisillon 42 La pression d'air peut passer par une autre ouverture 58 dans le collier 56 et au-dessous du piston dans la région en creux 60 Cette pression d'air déplace le piston 28 vers le haut afin de relever les têtes de coupe et de rivetage jusqu'en positionnement de fonctionnement au- dessous de la carte B La collerette 62 du cylindre 38 reçoit des plaques 64 positionnées dans les encoches 66, 68 sur les côtés du piston 28 Cet assemblage par plaques et encoches entre le piston et le cylindre permet que le piston se déplace vers le haut et la position représentée sur la figure 1 jusqu'à une position dans laquelle les têtes de coupe et de rivetage se trouvent au-dessous de la carte A ce moment, les plaques 64 s'appuient sur le fond 70 des encoches 66, 68 limitant tout autre mouvement de montée du piston 28 Deux ressorts de rappel 72 sont positionnés entre des goupilles 74 sur le piston 28 et des goupilles 76 sur le cylindre 38 pour ramener le piston dans la position inférieure (position de tête abaissée) après que l'opération de coupe et de rivetage d'un composant donné a été exécutée De cette manière, les têtes de coupe et de rivetage ne peuvent perturber l'opération suivante d'insertion de composant dans la séquence de montage. 2541845 Une autre bague torique 78 entoure le collier 80 du piston 28 pour fermer hermétiquement la chambre 82 entre le piston 28 et le cylindre 38. Le collier 80 est entouré par un pignon 84 et un disque de positionnement 86 Un carter 88 comporte un rebord 90 et des boulons 92 passent par le rebord 90, le pignon 84 et le disque de positionnement 86, et dans l'extrémité inférieure 94 du collier 56 sur le cylindre 38. Une crémaillère 96 est supportée dans une ouverture 98 dcu croisillon 42 et elle est contrôlée pour un mouve- ment d'avance et de recul afin de faire tourner le pignon 84 et par conséquent le cylindre 38 et les têtes de coupe et de rivetage par rapport à la carte pour s'adapter à des conducteurs de composants dans des positions angulaires différentes sur la carte. Le positionnement de la crémaillère 96 est commandé par des cylindres 100 et 102 supportés sur un étrier 104. L'étrier 104 est articulé sur un support 106 fixé sur la face inférieure du croisillon 42 L'extrémité 108 du cylindre 100 est fixée sur la crémaillèred l'extrémité du cylindre 102 est maintenue dans un support 112 fixé sur la face inférieure du croisillon 42 L'action- nement de l'un ou l'autre des cylindres 100 et 102 fait pivoter l'étrier 104, déplaçant ainsi la crémaillère 96 sur le pignon 84, pour-faire tourner le mécanisme de coupe et de rivetage Ce positionnement angulaire du mécanisme de coupe et de rivetage se fait par des incréments de 90 . Un mécanisme de centrage 114 est prévu pour assurer que cet entraînement du mécanisme de coupe et de rivetage soit arrêté et maintenu à des incréments précis de 90 Un support 116 peut coulisser sur un support 106 et il comporte un nez 118 dans l'espace 120 entre le support 122 et le croisillon 42 Un cylindre pneumatique 124 agit sur le nez 118 pour faire coulisser le support 116 vers le disque de positionnement 86. Cela met en prise le nez 126 dans l'encoche 128 voulue du disque de positionnement 86 afin de positionner exac- tement le mécanisme de coupe et de rivetage d'un incrément de 90 et de le verrouiller dans cette position. Le mécanisme de positionnement incrémental de la tête mobile 14 de coupe et de rivetage par rapport à la tête fixe 12 comporte un entraînement à pignon et crémaillère La crémaillère 130 est fixée sur un support 132, sur la surface inférieure du rebord 20 de la tête mobile 14 Le pignon 134 est monté sur un arbre 136 qui passe par le piston 28, le cylindre 38 et le carter 88 (figure 1) L'arbre 136 est positionné dans un palier 138 maintenu dans un collier 140 par des bagues de retenue 142, 144 Le collier 140 est fixé sur la collerette 30 du piston 28 par des vis de blocage (non-représentées) placées dans des ouvertures qui reçoivent des goupilles 74 L'extrémité inférieure 146 de l'arbre de pignon 136 est positionnée dans un palier lisse 147 emmanché dans le collier 80 L'arbre de pignon 186 est fixé sur le collier 145 d'accouplement flexible 148 par une vis de blocage 150 Le collier inférieur 152 d'accouplement 148 est fixé par une vis de blocage 154 sur l'arbre 156 d'un entraînement bidirectionnel 158 comprenant deux électro-aimants tournants 160, 162 L'entraînement 158 est fixé par l'accouplement du rebord 164 sur le carter 88 et le rebord 166 Il apparaît ainsi qu'avec l'entrai- nement décrit ci-dessus pour la tête mobile, une excita- tion programmée d'un électro-aimant 160, 162, fait tourner le pignon 134 et déplace la crémaillère 130 et la tête mobile de l'incrément voulu prédéterminé d'écartement pour espacer correctement les têtes de coupe et de rivetage pour un écartement donné des conduc- teurs d'un composant dans la séquence de montage. En raison de la force nécessaire dans le sens de rivetage vers l'intérieur des conducteurs des composants, une certaine force de réaction apparaît, tendant à écarter les têtes de coupe et de rivetage Pour assurer que les têtes ne se déplacent pas l'une par rapport à l'autre dans l'opération de rivetage, un mécanisme de freinage 168 entoure l'arbre 136 et bloque le pignon contre toute rotation. Le mécanisme de freinage 168 comporte un électrc- aimant 170 supporté dans un carter 172 fixé sur le collier par des boulons 174 Une plaque 176 est fixée par des ressorts plats 178 sur un collier 180, fixé par des vis de blocage 182 sur l'arbre de pignon 136 Quand l'arbre 136 se trouve dans la position angulaire voulue (et par conséquent avec les têtes correctement écartées), l'électro-aimant 170 est excité, et'tire la plaque 176 contre le carter 172 pour bloquer la plaque 176 et par conséquent, le collier 180 et l'arbre 136 contre toute rotation. Il apparaît ainsi que le mécanisme d'entraînement décrit ci-dessus peut rapprocher et écarter les têtes de coupe et de rivetage de la carte et faire tourner les têtes de 360 pour s'adapter aux diverses positions angulaires des conducteurs des composants insérés dans la carte En outre, la tête mobile peut être rapprochée ou écartée de façon incrémentale de la tête, fixe pour s'adapter à différents écartements centre à centre des composants montrés sur la carte. REVENDICATIONS 1 Mécanisme destiné à couper et à riveter des conducteurs d'écartement variable de composants électriques qui ont été introduits dans une carte de circuits impri- més, comprenant un carter support, une tête fixe de coupe et de rivetage montée sur ledit carter support et comprenant un dispositif pour couper et pour riveter des conducteurs de composants, et une tête mobile de coupe et de rivetage, comprenant un dispositif pour couper et pour riveter des conducteurs de composants, mécanisme caractérisé en ce que ladite tête mobile ( 14) est supportée sur ladite tête fixe ( 12) pour pouvoir d'approcher et s'écarter de ladite tête fixe ( 12) au moyen d'un mécanisme d'entraînement ( 130, 134, 136, 158) agencé pour approcher ou écarter par incréments ladite tête mobile ( 14) de ladite tête fixe ( 12) de manière à espacer lesdites têtes ( 12,14) d'une distance prédéterminée l'une de l'autre afin de les adapter à la coupe et au rivetage de conducteurs d'écartement variable des composants (A,B,C,D,E,) montés sur la carte. 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'entraînement ( 130,134,136,158) est programmable. 3 Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'entraînement ( 13 à, 134,136, 158) est positionné dans ledit carter support ( 42) et comporte une pièce d'entraînement angu- laire programmable ( 134,136,158) et un dispositif ( 130) pour convertir son mouvement de rotation en un mouvement latéral de ladite tête mobile ( 14) pour l'approcher et l'écarter de ladite tête fixe ( 12). 4 Mécanisme selon la revendication 3, carac- térisé en ce que ladite pièce d'entraînement angulaire ( 134, 136, 158) est un électro-aimant ( 160,162) qui entraîne un entraînement par pignon et crémaillère ( 130; 134) accouplé avec la tête mobile ( 14). Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'entraînement ( 130,134,158) comporte une crémaillère ( 130) supportée sur ladite tête mobile ( 14) engrenant avec un pignon ( 134) supporté par un arbre ( 136) entraîné en sens des aiguilles d'une montre ou en sens inverse par deux électro-aimants ( 160, 162). 6 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites têtes ( 12,14) comportent des rails ( 18,22) en appui mutuel, sur lesquels ladite tête mobile ( 14) est montée pour pouvoir s'approcher et s'écarter de ladite tête fixe ( 12). 7 Mécanisme selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite tête fixe ( 12) est supportée sur un piston ( 28) monté dans un cylindre ( 38) pour un mouvement de montée et de descente des deux têtes ( 12,14) les approchant et les écartant de la carte. 8 Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit cylindre ( 38) est monté pour tourner dans un support ( 42 > afin de coopérer avec un dispositif d'entraînement ( 84 e 86,96,100, 102,104,124, 126,128) pour faire tourner ledit cylindre ( 38), le piston ( 28) et lesdites têtes ( 12,14) pour les adapter à la coupe et au rivetage des conducteurs de composants ayant des positions angulaires différentes, l'un par rapport à l'autre sur la carte. 9 Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit arbre ( 136) traverse ledit piston ( 28) et peut y tourner librement. Mécanisme selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'il comporte un dispositif de freinage ( 168) qui coopère avec ledit arbre ( 136) et ledit piston ( 28) pour bloquer ledit arbre ( 136) contre toute rotation pendant le fonctionnement dudit dispositif qui rive les conducteurs d'un composant.