Brevet FR2616615A1 — publié le 19881216

L'invention concerne une machine à commande numéri- que pour l'usinage de cartes de circuits imprimés avec un porte pièce et au moins une unité de travail constituée d'une broche motorisée à outil interchangeable et d'un dispositif de commande de l'avance avec un moteur d'entraînement, une commande automatique et un système de mesure des déplacements. Avec ces machines on usine des cartes de circuits imprimés pour connexions emmanchées, notamment en réalisant des perçages. Pour cela le porte-pièce sur lequel les cartes de circuits imprimés sont fixées et l'unité de travail sont positionnés L'un par rapport à l'autre suivant deux directions de coordonnées. Pendant Le processus d'usinage qui suit, le dispositif de commande de l'avance de la bro- che-motorisée déplace cette dernièrede la profondeur de perçage suivant la troisième coordonnée. En règle générale, il existe plusieurs unités de travail sur une machine pour pouvoir usiner en même temps plusieurs cartes ou paquets de cartes de circuits imprimés. Pour pouvoir exécuter sur chaque carte plusieurs opérations et perçages de différents diamètres, des dispositifs de changements automatiques d'ou- tils sont prévus comme il ressort par exemple du brevet DE 3 301 036. Avec Les machines conformes à l'Art antérieur, la profondeur de perçage résulte de l'avance de la broche motorisée,régLée une fois pour toute à l'aide du système d'avance à partir d'une butée ou d'un point de référence supé- rieur. A cause des inévitables tolérances sur la longueur des différents outils, sur l'épaisseur des cartes et de la précision de guidage entre porte-pièces et l'unité de travail considérée, les perçages ne peuvent pas atteindre exactement la profondeur prévue. Ceci est surtout désavantageux lorsque des platines multicouches sont à équiper de trous borgnes dont la profondeur mesurée à partir de la face supé- rieure de la platine doit être prévue à quelques microns près. Le but de l'invention est de perfectionner une machine d'usinage de ce type permettant d'atteindre avec une 26166 i5 meilleure reproductibilité des profondeurs de perçage dans des tolérances étroites. Ce but est atteint grâce au fait que chaque unité de travail est équipée d'un deuxième système de mesure des déplacements, associé à un point de mesure sur le porte- pièce à l'aide duquel on peut mesurer la distance entre la pointe de l'outil en cours d'utilisation et la face de réfé- rence correspondante qui repose sur la pièce lors du proces- sus d'usinage, tandis que la profondeur de perçage prévue dans la commande automatique du dispositif de commande de l'avance est corrigée par la valeur de la distance mesurée L'effet de la mesure prise selon l'invention con- siste en ce que la commande reconnait séparément pour chaque unité de travail quand, à chaque phase de perçage, la pointe de l'outil affleure la face supérieure de la carte de circuit imprimé. A partir de cette position, la profondeur de per- çage déterminée est alors effectuée. L'invention est expliquée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation. Les figures représentent: - figure 1, une vue en perspective d'une machine à commande numérique pour l'usinage de cartes de circuits imprimés avec quatre unités de travail, - figure 2, une vue schématique d'une unité de travail, - figure 3, une coupe à travers un point de mesure de référence à l'échelle agrandie. La machine représentée en figure 1 comprend une table 1 sur laquelle un porte-pièce 2 peut être déplacé suivant des directions de coordonnées et un portique 3 sur lequel un chariot 4 avec quatre unités de travail 5 peut se déplacer suivant la deuxième coordonnée transversalement à la direction de déplacement du porte-pièce. Sur le chariot 4 se trouve en outre un magasin d'outils 6 par unité de travail permettant avec des dispositifs auxiliaires connus, l'échange automatique des outils. Sur Le porte-pièce est agencé un point de mesure de référence qui peut être abordé par L'uni- té de travail qui lui correspond. Le nombre des unités de travail peut être variable, par exemple jusqu'à dix. Chaque unité de travail (figure 2) présente un guide longitudinal 8 sur un bâti 9 qui est fixé au chariot 4. Dans le guide longitudinal une broche 10 motorisée peut être déplacée, en direction de la flèche 13, à l'aide d'un moteur d'entraînement 11 et d'une broche coulissante sur billes 12 permettant à la valeur du déplacement d'être mesurée par un premier système de mesure de déplacement 14 et d'être trans- mise à une commande automatique connue en elle-même. Sur le guide longitudinal 8 on trouve en outre un serre flan 15 ac- tionné pneumatiquement dont le déplacement par rapport à la broche motorisée 10 est mesurable par un deuxième dispositif de mesure de déplacement 16. La broche motorisée est équipée d'un mandrin automatique, non représenté plus précisément, pour le serrage et l'échange des outils. La figure 3 représente l'agencement préférentiel du point de mesure 7 de référence. Il comprend un élément de contact 17 dont le point de déclenchement affleure la face supérieure du porte- pièce 2. Pour la mesure, l'unité de travail avec son outil 18 nouvellement monté, est déplacée au-dessus du commutateur. Le serre flan 15 est posé par sa face de référence 19 sur la face supérieure du porte-pièce 2 et l'outil à L'arrêt est descendu sur l'éLément de contact. La distance qui existait à la position de départ entre La pointe de l'outil monté 18 et la face de référence 19 est mesurée au point de déclenchement par le deuxième système de mesure de déplacements 16 et stockée en mémoire dans le sys- tème de commande automatique. Le perçage de trous borgnes avec une profondeur de perçage respectée avec précision est maintenant réalisé comme suit: La broche motorisée 10 est mise en mouvement, mise 26 i6615 en place au-dessus de la carte de circuit imprimé et abaissée avec l'unité d'avance. Le serre flan 15 s'abaisse en même temps et appuie la carte de circuit imprimé sur le porte pièce 2- La broche motorisée est alors avancée en avance libre par l'unité d'avance et la distance mesurée par le deuxième systè- me de mesure des déplacements est continuellement comparée avec la valeur mise en mémoire. Quand les valeurs sont égales la pointe de l'outil monté atteint La même position par rapport à la surface d'appui du serre flan qu'au point de mesure de référence, c'est-à-dire exactement la face supérieure de la carte de circuit imprimé et ceci indépendamment de la manière dont la carte repose sur le porte pièce, de son épaisseur à l'endroit du perçage ou du chemin parcouru en avance libre. La commande automatique commute alors sur l'avance de travail laquelle est exécutée et mesurée par le premier système de mesure de déplacements 14, jusqu'à la profondeur de perçage prévue. Tous les perçages identiques suivants d'une unité de travail avec le même outil utilisent la même distance mise en mémoire dans la commande automatique pour trouver la posi- tion de départ correcte pour l'avance de travail considérée. C'est seulement après le changement d'outil suivant que la nouvelle distance doit être enregistrée au point de mesure de référence et qu'elle doit être mise en mémoire dans la com- mande automatique. Le mode de fonctionnement décrit s'effectue indé- pendamment pour chaque unité de travail. La commande automati- que met donc en mémoire autant d'écarts de distances des divers points de mesure de référence qu'il existe d'unités de travail et surveille l'évolution du travail de manière-que le cycle de travail soit complètement effectué par toutes les unités de travail avant que le cycle suivant ne soit engagé pour l'ensemble. Dans une autre réalisation de la machine suivant l'invention, quelques fonctions du deuxième système de mesure des déplacements 16 peuvent être prises en charge par le premier système de mesure des -déplacements 14. Alors le sys- tème de mesure des déplacements 16 n'est par exemple constitué que par un microcontact qui agit de manière que les valeurs des écarts soient mesurées en parallèle par le système des distances 14 et mises en mémoire par celui-ci. Les possibi- lités fondamentales de fonctionnement résultant des caracté- ristiques de l'invention ne sont cependant pas modifiées. Ceci vaut aussi si l'élément de contact 17 au point de mesure de référence et le système de mesure des distances 16 de l'unité de travail sont permutés. 2 6 1 6 6 15 REVENDICATIONS 1. Machine à commande numérique pour l'usinage de cartes de circuits imprimés avec un porte pièce et au moins une unité de travail constituée d'une broche motorisée à outil interchangeable et d'un dispositif de commande de l'avan- ce avec un moteur d'entrainement, une commande automatique et un système de mesure des déplacements, caractériséeen ce que chaque unité de travail (5) est équipée d'un deuxième système de mesure des déplacements (16), associé à un point de mesure (7) de référence sur le porte pièce (2) à l'aide duquel on peut mesurer la distance entre la pointe de l'outil (18) en cours d'utilisation et la face de référence (19) correspondante qui repose sur la pièce lors du processus d'usinage, tandis que la profondeur de perçage prévue dans la commande automatique du dispositif de commande de l'avance est corrigée par la valeur de la distance mesurée. 2. Machine d'usinage suivant la revendication 1, caractériséeen ce que le point de mesure (7) de référence comporte essentiellement un élément de contact (17) qui se trouve à une distance définie par rapport à la face supérieure du porte pièce sur laquelle, lors de la mesure, la face de référence (19) repose et qui est en liaison séparable avec avec la pointe de l'outil et en liaison électrique avec le système de commande automatique. 3. Machine d'usinage suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la face de référence (19) est la face d'appui d'un serre flan (15).