Brevet FR2577744A1 — publié le 19860822

APPAREILLAGE POUR LA FIXATION AUTOMATIQUE D'UNE PLAQUETTE A CIRCUIT IMPRIME SUR UNE TABLE DE TRAVAIL D'UNE MACHINE D'INSERTION DE COMPOSANTS ELECTRONIQUES La présente invention concerne un appareillage pour fixer une plaquette à circuit imprimé sur une table de travail d'une machine d'insertion automatique de composants électroniques au moyen de broches de positionnement. Plus particulièrement, la présente invention concerne un appareillage pour fixer une plaquette à circuit imprimé dans une position prédéterminée sur une table de travail d'une machine d'inser- tion de composants électroniques par changement automatique de la position relative des broches de positionnement en réponse à un change- ment de dimensions d'une plaquette à circuit imprimé amenée sur la table de travail. Diverses machines d'insertion automatique de composants électroni- ques sont classiquement utilisées pour placer et fixer automatiquement des composants électroniques sur une plaquette à circuit imprimé qui est amenée ou transférée automatiquement sur une table de travail de la machine d'insertion. La machine d'insertion automatique de composants électroniques est pourvue d'une tête d'insertion dans laquelle des fils de parties ou composants électroniques sont successivement insérés dans ou assemblés sur une plaquette à circuit imprimé, amenée automatiquement sur la table de travail, pouvant se déplacer dans deux directions mutuellement orthogonales dans un plan horizontal et pouvant tourner autour d'un axe vertical de façon à positionner des trous de montage de la plaquette à circuit imprimé en alignement avec l'axe de la tête d'insertion. La tête d'insertion insère des fils de chaque partie ou composant électronique par le haut de la plaquette à circuit imprimé jusque dans les trous correspondants de montage de la plaouette à circuit imprimé. En conséquence, la table de travail est toujours pourvue de deux broches de positionnement pour la fixation de la plaquette à circuit imprimé dans une position prédéterminée sur la table de travail lorsque la plaquette à circuit imprimé est amenée automatique- ment jusque sur la table de travail. Cependant, les machines classiques d'insertion automatique de composants électroniques sont conçues et construites d'une manière telle qu'un certain nombre de plaquettes à circuit imprimé ayant une taille identique soit traité de façon continue selon les méthodes de production en grande série. Il n'y a donc pas alors de changements fréquents des dimensions des plaquettes à circuit imprimé et, par conséquent, il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens pour changer automatiquement la position relative des deux broches de positionnement servant à la fixation d'une plaouette à circuit imprimé. Lorsque des plaquettes à circuit imprimé ayant des dimensions différentes doivent être traitées par la machine d'insertion, on modifie la position relative entre les deux broches de positionnement manuellement de façon à l'adapter au changement de dimensions des plaquettes à circuit imprimé. D'autre part, les micro-ordinateurs électroniques, les machines électroniques de bureau et les appareils électriques ménagers récents utilisent un grand nombre d'unités électroniques comportant des ensem- bles de plaquettes à circuit imprimé. En conséquence, l'assemblage des plaquettes à circuit imprimé, notamment l'insertion automatique de parties ou composants électroniques dans une plaquette à circuit imprimé, doit être effectué par un système de fabrication souple. Ainsi, pour les machines d'insertion automatique de composants électroniques, il existe un besoin important de perfectionnement de la fixation des plaquettes à circuit imprimé sur la table de travail à l'aide de la paire de broches de positionnement; il importe notamment que la position relative des broches de positionnement puisse être modifiée automatiquent en réponse à un changement des dimensions des plaquettes à circuit imprimé, sans nécessiter une intervention manuelle des opérateurs. Un objet de la présente invention est de créer un appareillage pour la fixation automatique d'une plaquette à circuit imprimé sur une table de travail d'une machine d'insertion automatique de composants électroniques, capable de modifier automatiquement la position relative de deux broches de positionnement, ou leur espacement, en vue de la fixation de la plaquette à circuit imprimé dans une position prédétermi- née sur la surface de montage de la table de travail, en réponse à un changement de dimensions des plaquettes à circuit imprimé à amener sur la table de travail. Conformément à la présente invention, il est prévu un appareillage pour fixer automatiquement une plaquette à circuit imprimé dans une position predéterminee sur une table de travail, associée à une tête d'insertion d'une machine d'insertion de composants électroniques, qui comprend: - un moyen de broche de positionnement de référence appelé à être fixe dans un premier trou de référence formé à une extrémité d'une plaquette à circuit imprimé amenée sur la table de travail; - un moyen de broche de positionnement déplaçable appelé à être fixé dans un second trou de référence formé à l'autre extremité de.la plaquette à circuit imprime; - des moyens pour actionner les deux moyens de broches de posi- tionnement de référence et déplaçable de façon à les fixer dans les trous de référence et à les degager de ceux-ci; et - des moyens pour déplacer automatiquement le moyen de broche de positionnement déplacable pour le rapprocher ou l'écarter du moyen de broche de positionnement de référence en réponse à un change- ment de dimensions de la plaquette à circuit imprimé avant l'amenée de celle-ci sur la table de travail. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexe sur lequel: - la figure 1 est une vue en plan partielle d'un appareillage pour fixer automatiquement une plaquette à circuit impri- mé, conformément à la présente invention, illustrant un état dans lequel l'appareillage coopère avec une table de travail d'une machine d'insertion automa- tique de composants électroniques; - la figure 2 est une vue en coupe faite selon la ligne II-II de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en élévation latérale partielle faite à partir de la ligne III-III de la figure 1. On va maintenant décrire le mode préféré de réalisation de l'in- vention. Comme le montrent les figures 1 à 3, une table de travail 10 est placée en-dessous d'une tête d'insertion (non représentee sur les figures 1 à 3) d'une machine d'insertion automatique de composants électroniques. La table de travail 10, sur laquelle une plaquette à circuit imprimé est amenée dans la direction de la flèche "A", est déplaçable dans deux directions mutuellement orthogonales dans un plan horizontal, c'est-àdire vers la droite et vers la gauche et également vers l'avant et vers l'arrière sur la figure 1, et peut tourner autour d'un axe vertical de façon que des trous de montage choisis de la plaquette à circuit imprimé soient positionnés en-dessous de la tête d'insertion de la machine. Lorsque l'insertion de toutes les parties et tous les composants électroniques nécessaires par la tête d'insertion est terminée, la plaquette à circuit imprimé est transférée de la table de travail jusqu'à une étape de traitement suivant, dans la direction de la flèche "B". En conséquence, la table de travail 10 comporte un poste d'entrée de pièces à son extrémité de droite et un poste de sortie de pièces à son extrémité de gauche, en référence à la figure I. La table de travail 10 est pourvue d'un guide latéral 12 qui guide avec précision l'entrée et la sortie d'une plaquette à circuit imprimé. Le guide 12, ainsi qu'un autre guide identique non visible sur les figures 1 à 3 et placé sur le côté opposé de la table de travail 10, sont agencés d'une manière telle que, lorsque la plaquette à circuit imprimé arrive sur la table de travail et s'en éloigne, les deux côtés de la plaquette à circuit imprimé glissent en étant guidés par les deux guides tout en étant toujours maintenus dans la direction correcte et en conservant une disposition appropriée de la plaquette à circuit imprimé. En conséquence, la plaquette à circuit imprimé arrive toujours dans une position de montage prédéterminée qui convient pour une insertion automatique dans ladite plaque de parties et composants électroniques au moyen de la tête d'insertion mentionnée cidessus. A une extrémité de la table de travail, c'est-à-dire à l'extrémité de sortie de pièces de la table 10 du présent mode de réalisation, il est prévu une broche de positionnement de référence 16 maintenue par un bras porteur 18. Le bras porteur 18 est dirigé vers le côté intérieur du guide latéral 12 et il comporte une extrémité dépassante sur laquelle est fixée la broche de positionnement de référence 16. L'extrémité arrière opposée du bras porteur 18 est montée à rotation sur un pivot horizontal 22 au moyen d'un palier tournant 20. Le pivot horizontal 22 est monté dans une position fixe sur une console 24 qui est fixée sur la table de travail 10 dans une position adjacente au poste de sortie de pièces et sur le côté extérieur du guide latéral 12. Du côté du poste d'entrée de pièces de la table de travail, il est prévu une broche de positionnement déplacable 28, pouvant être rapprochée ou éloignée de la broche de positionnement de référence 16. La broche de positionnement déplacable 28 est maintenue par un bras porteur 30, semblable au bras porteur 18 mentionné ci-dessus. Le bras porteur 30 est monté à rotation, par l'intermédiaire d'un palier tournant 32, sur un pivot horizontal 34 qui est fixé sur une console mobile 36 en prise avec une tige filetée 38. La tige filetée 38 est montée à roration dans un support 40 placé sur le côté de sortie de pièces, dans une position fixe adjacente à la broche de positionnement de référence 16, en étant également maintenue par un autre support 42 placé sur le côté d'entrée de pièces de la table de travail 10 respectivement au moyen de paliers tournants 44a et 44b. Il est à noter que la tige filetée 38 est disposée d'une manière telle que son axe soit orienté parallèlement à la direction dans laquelle la plaquette à circuit imprimé est amenée sur et déchargée de la table de travail 10, c'est-à-dire parallèlement au guide latéral 12. Une tige de guidage 46 est disposée entre les supports précités 40 et 42 de manière à être orientée parallèlement à l'axe de la tige filetée 38. Sur la tige de guidage 46 est monté à coulissement une patte 36a formée à une extrémité de la console mobile 36 et pourvue d'un taquet 48, décrit dans la suite et se présentant sous la forme d'une saillie latérale. Les bras porteurs 18 et 30 sont pourvus d'évidements récepteurs 18a et 30a (l'évidement 18a n'est pas visible), comme indiqué sur la figu- re 2, de façon à recevoir une tige 76. Les deux extrémités de la tige 76 sont fixées sur des leviers 82 et 84 qui sont montés à rotation sur des consoles fixes correspondantes 78 et 80. Le levier 84 placé sur le côté d'entrée de pièces fait saillie vers le bas et comporte une extrémité inférieure sur laquelle est fixée une extrémité d'un ressort 86. Le ressort 86 exerce une force élastique sur le levier 84 de manière que celui-ci soit poussé jusque dans une position o la tige 76 s'applique contre les bras porteurs 18 et 30 et fixe les broches de positionnement de référence et déplacable 16 et 28 dans des trous correspondants de référence qui ont été formés au préalable dans la plaquette à circuit imprimé amenée sur la table de travail 10. Un vérin ou un plongeur de solénoTde 88 est prévu pour faire tourner le levier 84 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en opposition à la force du res- sort 86 de façon à faire sortir les broches de positionnement de réfé- rence et déplaçable 16 et 28 des trous de référence de la plaquette à circuit imprimé par l'intermédiaire de la tige 76. Les opérations précitées de fixation et de dégagement des broches de positionnement de référence et déplacable 16 et 28 sont effectuées quand la table de travail 10 est placée dans une position appropriée pour la réception et la décharge d'une plaquette à circuit imprimé. La tige filetée 38 comporte une extrémité dépassant en direction de l'extrémité d'entrée de pièces de la table de travail 10 au-travers du support 42. Sur l'extrémité dépassante de la tige filetée 38 est fixé un élément d'accouplement 52 comportant des dents d'accouplement 50 qui peuvent s'accrocher mécaniquement dans des dents d'accouplement asso- ciées 56 d'un élément d'accouplement 54 mobile axialement. L'élément d'accouplement 54 mobile axialement et disposé coaxialement à la tige filetée 38 est monté sur un arbre d'entrée tournant 58 fixé sur une extrémité d'un arbre de sortie d'un dispositif d'entraînement en rotation comportant, par exemple, un moteur à commande numérique (non représenté sur la figure 1), tel qu'un moteur à courant continu ou un moteur pas- à-pas, d'une manière telle qu'une clavette radiale 62 fixée sur une partie de l'élément d'accouplement 54 pénètre-dans une rainure 60 ménagée axialement dans la surface extérieure de l'arbre d'entrée tournant 58. En conséquence, l'élément d'accouplement 54 est mobile axialement par rapport à l'arbre d'entrée 58 et peut tourner avec cet arbre 58. Ainsi, quand l'élément d'accouplement 54 mobile axialement est déplacé en direction de l'élément d'accouplement 52 par rapport à l'arbre d'entrée 58, les dents d'accouplement 56 sont mécaniquement accouplées avec les dents d'accouplement 50 de l'élément 52. Il en résulte que la rotation du dispositif d'entraînement est transmise à la tige filetée 38. En conséquence, en réponse à la rotation de la tige filetée 38, la console mobile 36 sollicitée par la tige filetée 38 est déplacée vers l'avant et vers l'arrière le long de l'axe de la tige filetée 38 de sorte que la broche de positionnement déplacable 28 est déplacée de façon à être rapprochée ou éloignée de la broche de position- nement de référence 16. A cet égard, il faut préciser que le mouvement vers l'avant et vers l'arrière de l'élément d'accouplement 54 mobile axialement par rapport à l'arbre d'entrée tournant 58 est engendré par actionnement d'un vérin 64. Ainsi, lorsque le vérin 64 est actionné de façon à faire pivoter un levier 68 autour d'un pivot 66, une extrémité extérieure 68a engagée dans un évidement 54a de l'élément d'accouple- ment 54 pousse cet élément 54 pour le déplacer axialement. Le mouvement de l'élément d'accouplement 54 vers la tige filetée 38 est permis jusqu'à ce qu'une butée 70 prévue sur le levier 68 entre en contact avec une butée fixe 72. La position de la butée fixe 72 est réglée de telle sorte que, quand la butée 70 est amenée en contact avec la butée 72, les dents d'accouplement 56 de l'élément 54 engrènent avec précision avec les dents d'accouplement 50 de l'élément d'accouplement 52 fixé sur la tige filetée 38. Un dispositif de détection 74 est placé sur le côté extérieur de la table de travail 10 et dans une position proche du poste d'entrée de pièces de la table de travail 10. Le dispositif de détection 74 est prévu pour détecter le taquet 48 de la console déplacable 36. Ainsi, quand le taquet 48 est adjacent au dispositif de détection 74 et est détecté par celui-ci, la broche de positionnement déplacable 28 est placée dans une positionorigine prédéterminée. Bien que cela ne soit pas représenté sur les figures, le dispositif de détection 74 est agencé de façon à pouvoir être déplacé depuis une position dans laquelle il détecte le taquet 48 jusque dans une position rétractée o l'extrémité détectrice du dispositif de détection 74 n'empêche pas la rotation de la table de travail 10. Le dispositif de détection 74 peut être un photo- détecteur classique ou bien un détecteur électromagnétique et il coopère avec le taquet 48 de manière à constituer une unité de détection de point d'origine afin de détecter le point d'origine de la broche-de positionnement déplaçable 28. En correspondance avec l'agencement décrit ci-dessus, l'élément d'accouplement 54 mobile axialement, le dispbsitif d'entraînement en rotation, le vérin 64 et la butée fixe 72 sont placés sur le côté extérieur de la table de travail 10. En conséquence, quand l'élément d'accouplement 54 mobile axialement est relié à l'élément d'accouple- ment 52 de la table de travail par actionnement du vérin 64 et du levier 68, la rotation du dispositif d'entraînement est transmise à la tige filetée 38. Il en résulte que, comme indiqué précédemment, la broche de positionnement déplacable 28 peut être rapprochée et écartée de la broche de positionnement de référence 16 de façon à pouvoir régler l'espacement entre les deux broches de positionnement 16 et 28. Il est par conséquent évident que le dispositif d'entraînement en rotation à commande numérique, les deux éléments d'accouplement associés 52 et 54 constituant l'ensemble d'accouplement mécanique, la tige filetée 38 et la console mobile 36 pourvue d'un filetage et en prise avec la tige filetée 38, constituent un ensemble de déplacement automatique de la broche de positionnement déplacable 28. L'ensemble de déplacement automatique est par conséquent capable de déplacer la broche de position- nement 28 de la position d'origine en direction de la broche de position- nement de référence 16 selon un mouvement de toute valeur désirée. En d'autres termes, lorsque par exemple un moteur pas-à-pas constituant le dispositif d'entraînement en rotation est actionné de façon à faire tourner la tige filetée 38 d'un nombre de tours prédéterminé par rapport à la condition o la broche de positionnement déplacable 28 est placée en son point-origine, cette broche 28 peut être déplacée, depuis le pointorigine, d'une distance prédéterminée correspondant au nombre prédéterminé de tours de la tige filetée 38. En conséquence, en utilisant l'ensemble de déplacement automatique mentionné ci-dessus, il est possible de faire déplacer automatiquement la broche 28 par rapport à la broche de positionnement de référence 16 en réponse à une modification d'espacement des trous de référence d'une plaquette à circuit imprimé lorsque la dimension des plaquettes à circuit imprimé à amener sur la table de travail 10 de la machine d'insertion automatique de composants électroniques est changée. Il est ainsi possible de positionner et de fixer différentes plaques à circuit imprimé ayant des dimensions diffé- rentes sur la table de travail 10. La description du mode préféré de réalisation de la présente invention qui a été faite ci-dessus montre que, conformément à la présente invention, l'appareillage de fixation automatique d'une pla- quette à circuit imprimé dans une position prédéterminée sur la surface de montage de la table de travail d'une machine d'insertion automatique de composant électronique peut s'adapter aisément et automatiquement à toute modification des dimensions des plaquettes à circuit imprimé pendant les opérations automatiques d'insertion et d'assemblage qui sont effectuées par la machine d'insertion. On se rend ainsi que, par utili- sation de l'appareil de fixation automatique conforme à la présente invention, il est possible d'effectuer une production en série d'ensem- bles de plaquettes à circuit imprimé au moyen d'un système de fabrica- tion souple. On se rend compte en outre que, puisque l'ensemble d'ac- tionnement de la broche de positionnement déplacable, comportant un dispositif d'entraînement en rotation à commande numérique, est installé sur le côté extérieur de la table de travail, celle-ci peut être réali- sée de manière à ne présenter qu'un poids réduit et à être déplaçable rapidement. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes die réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte, pour cela, de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Appareillage pour fixer automatiquement une plaquette à circuit imprimé, par utilisation de broches de positionnement, dans une position prédéterminée sur une table de travail mobile, associée à avec tête d'insertion d'une machine d'insertion de composants électroniques, caractérisé en ce qu'il comprend: - un moyen de broche de positionnement de référence (16, 18) appelé à être fixé dans un premier trou de référence formé à une extrémité d'une plaquette à circuit imprimé amenée sur la table de tra- vail (10); - un moyen de broche de positionnement déplacable (28, 30) appelé à être fixé dans un second trou de référence formé à l'autre extré- mité de la plaquette à circuit imprimé; - des moyens (82, 84, 86, 88) pour actionner les deux moyens de broche de positionnement de référence (16) et à broche de posi- tionnement déplaçable (28) de façon à les fixer dans les trous de référence et à les dégager de ceux-ci; et - des moyens (36, 38, 40) pour déplacer automatiquement ledit moyen de broche de positionnement déplacable (28, 30)pour le rapprocher et l'écarter dudit moyen de broche de positionnement de référen- ce (16, 18) en réponse à un changement de dimensions de la plaquet- te à circuit imprimé avant l'amenée de celle-ci sur la table de travail (10). 2.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de broche de positionnement de référence (16, 18) et ledit moyen de broche de position- nement déplaçable (28, 30) sont placés sur ladite table de travail (10) de manière à être espacés l'un de l'autre dans une direction selon laquelle ladite plaquette à circuit imprimé est amenée sur ladite table de travail (10) et déchargée de celle-ci. 3.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de broche de positionnement de référence (16, 18) est placé dans une position fixe adjacente à une extrémité de décharge de pièces de ladite table de travail (10) et en ce que ledit moyen de broche de positionnement déplacable (28, 30) est placé dans une position adjacente à une extré- mité d'entrée de pièces de ladite table de travail (10) et déplacable de façon à pouvoir être rapproché ou éloigné dudit moyen de broche de référence (16, 18). 4.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyen de broche de positionnement de référence (16, 18) et de broche de positionnement déplacable (28, 30) sont montés chacun à rotation autour d'un pivot horizontal respectif (22; 34) de manière que lesdits moyens de broche de positionnement de référence et de broche de positionnement déplacable puissent être respectivement fixes dans et dégagés des premier et second trous de référence précités de ladite plaquette à circuit imprimé placée sur ladite table de travail (10). 5.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moyen de broche de positionnement de référence comprend une broche de référence (16), un bras porteur (18) destiné à supporter ladite broche de référence et monté a rotation sur ledit pivot horizontal associé (22), ainsi qu'une console fixe (24) sur laquelle ledit pivot horizontal associé (22) est fixé, et en ce que ledit moyen de broche de positionnement déplaçable comprend une broche déplacable (28), un bras porteur (30) supportant ladite broche déplaçable et monté à rotation sur ledit pivot horizontal associé (34), ainsi qu'une console déplacable (36) sur laquelle ledit pivot horizontal associé (34) est fixé. 6.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit ensemble servant à actionner à la fois lesdits moyens de broche de positionnement de référence (16, 18) et de broche de positionnement déplacable (28, 30) comprend deux leviers tournants (82, 84) entre lesquels est disposée une tige (76) reliée auxdits moyens de broche de référence et de broche déplacable, un ressort (86) pour exercer une force de poussée sur lesdits leviers (82, 84) de façon à pousser ainsi lesdits ensembles à broche de référence (16) et à broche déplacable (28) en direction de positions d'engagement dans lesdits premier et second trous de référence de ladite plaquette à circuit imprimé au moyen de ladite tige (76) ainsi qu'un vérin (88) susceptible de faire tourner lesdits leviers (82, 84) en opposition à la force dudit ressort (86). 7.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour déplacer automatiquement ledit moyen de broche de positionnement déplaça- ble (28) comprend des moyens de détection de point d'origine (74) servant à détecter le point d'origine dudit moyen de broche de position- nement déplaçable (28, 30), des moyens à tige filetée (38) en prise avec ledit moyen de broche de positionnement déplaçable (28, 30) et entraîné en rotation sous le- contrôle d'une commande numérique pour commander les déplacements dudit moyen de broche de positionnement déplaçable (28, ), ainsi que des moyens de guidage (46, 48) disposés parallèlement auxdits moyens à tige filetée (38) pour assurer un guidage du déplacement dudit moyen de broche de positionnement déplaçable (28, 30). 8.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection de point-origine (74) comprennent un taquet placé à une extrémité dudit moyen de broche de positionnement déplaçable (28, 30) ainsi qu'un dispositif de détection de taquet (48) placé dans une position fixe sur le côté extérieur de ladite table de travail (10) et produisant un signal indiquant le point d'origine en réponse à l'entrée en contact avec ledit taquet (48). 9.- Appareillage de fixation d'une plaquette à circuit imprimé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens à tige filetée comprennent une tige filetée (38) montée à rotation sur ladite table de travail (10) et portant, à.une extrémité, une partie d'accou- plement mécanique (54) pouvant entrer en prise avec un dispositif d'entraînement à commande numérique quand ladite table de travail (10) est placée dans une-position prédéterminée en-dessous de ladite tête d'insertion.