Brevet FR2620825A1 — publié le 19890324

COLONNE DE SUPPORT POUR APPAREIL MANIPULATEUR D'UNE TETE D'EQUIPEMENT DE TEST AUTOflATIQUE La présente invention concerne le domaine technique du contrôLe de l'integrite ou de la fonction de circuits électroniques simples ou complexes, au moyen d'un équipement de test automatique comportant, en tant que système interface de liaison avec le support des circuits à tester, une tête de test apte à pouvoir être déplacée dans l'espace. Dans les installations ci-dessus, il est primordial de pouvoir supporter et orienter la tête de test interface entre l'unité de contrôle et le support des circuits simple ou complexe à tester, de façon à pouvoir réaliser aisément et avec une grande précision l'accostage ou le désaccostage d'une telle tête par rapport au support. En d'autres termes, il est nécessaire de pouvoir disposer d'un appareil dit manipulateur permettant le support précis d'une tête de test électronique, ainsi que son orientation spatiale, en vue de permettre la connexion par embrochage avec le support des circuits simples ou complexes à tester. Pour répondre à un tel besoin, la technique antérieure a proposé différents types drappareils manipulateurs comprenant, généralement, un montant s'élevant à partir d'un piétement d'appui et supportant un bras en porte-à-faux au bout duquel la tête est portée. Les appareils manipulateurs de première génération, basés sur un tel principe, ne sont, généralement, pas à même de répondre aux exigences d'utilisation consistant à pouvoir déplacer la tête aisément, de façon manuelle et selon plusieurs degrés de liberté, de manière à rendre possible un accostage et un désaccostage précis. En général, les appareils manipulateurs de première géneration pèchent, en premier lieu, par défaut d'équilibrage de la tête de test électronique dont la masse est relativement importante en raison de la grande densité de circuits qu'elle comporte et, en second lieu, par manque d'un nombre suffisant de degrés de liberté avec contrôle précis possible pour chacun d'eux. Dans le but de remédier aux inconvénients ci-dessus, la technique antérieure a proposé aussi, notamment par la publication EP-A-0 102 217, un appareil manipulateur constitué par une colonne verticale s'élevant à partir d'un piétement d'appui. La colonne verticale possède une glissière sur laquelle est monté un coulisseau relié à deux câbles enroulés sur des poulies de renvoi situées en tête de la colonne. Au-delà des poulies, les câbles sont attachés à une sorte de sellette mobile guidée axialement dans la colonne et destinée à recevoir des masses d'équilibrage amovibles. Le coulisseau supporte un bras en porte-à-faux, constitué de plusieurs segments articulés sur des axes parallèles verticaux. Le segment articulé extrême du bras supporte, par un axe horizontal de rotation, un berceau d'adaptation d'une tête de test électronique. Si une structure du type décrit ci-dessus permet d'éliminer au moins certains des inconvénients des appareils manipulateurs de la première génération, en revanche, elle n'est pas à même de donner entière satisfaction pour les raisons suivantes. Pour disposer d'un support en porte-à-faux particulièrement stable, il est nécessaire de conférer au coulisseau une hauteur relative non négligeable. Afin de disposer d'une hauteur de réglage verticale compatible avec toutes les applications envisagées, il est alors nécessaire de monter un tel coulisseau sur une glissière de grande Longueur. La colonne possède alors une hauteur importante et représente un ensemble lourd et encombrant, difficilement manipulable et déplaçable dans les ateliers de contrôle. Le montage du coulisseau sur une glissière portée verticalement par la colonne, limite, obligatoirement, le déplacement en site susceptible d'être conféré au bras articulé. Une ouverture angulaire sur 3600 est, par conséquent, exclue et reduit, de façon sensible, les possibilités d'adaptation et d'implantation en ateliers entre un équipement de test automatique et un support des circuits simples ou complexes à tester. La nécessité de compenser la masse de L'équipage mobile, constitué par le coulisseau, le bras articulé, le berceau et la tête, par l'intermédiaire de masses amovibles, ne permet pas d'atteindre un équilibrage parfait et précis. En règle générale, l'équilibrage est réalisé par défaut, ce qui impose à l'utilisateur une dépense physique relativement importante lorsqu'il convient de déplacer et de régler la tête, tant en site qu'en azimut. Le défaut d'équilibrage ne permet pas d'imposer à la tête des déplacements de faible amplitude et précis, ce qui risque de provoquer, lors de l'utilisation, des détériorations ou des dommages lors de la phase d'accostage notamment. L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant une nouvelle colonne pour un appareil manipulateur d'une tête de test électronique. La conception de la colonne de support selon l'invention est, justement, choisie de maniére à conférer à une telle colonne un faible encombrement vertical. Un autre objet de l'invention est de doter la colonne de moyens d'équilibrage précis de la masse constituée par l'équipage mobile portant la tête de test électronique. Un autre objet encore de la colonne de support selon l'invention est d'offrir une possibilité de déplacement en site sur 3600, sans modification des différents degrés de liberté interposés entre le bras de l'appareil manipulateur et la tête de test électronique. Un objet supplémentaire de l'invention est de fournir une colonne de support pour appareil manipulateur qui puisse, le cas échéant, être rapidement transformée en portique de levage pour faciliter, notamment, les manipulations d'adaptation ou de retrait de la tête de test électronique que l'appareil manipulateur est chargé de supporter. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la colonne de support pour appareil manipulateur d'une tête de test électronique comporte : - un montant constitué par un fût tubulaire s'élevant à partir du piètement et par un fourreau tubulaire guidé télescopiquement sur le fût et relie à des moyens d'équilibrage portés par le piètement, - une bague enfilée sur et réglable angulairement par rapport au fourreau et portant, à sa périphérie, un corps de guidage, - et un bras support de tête comprenant un corps d'articulation de ladite tête et monté coulissant dans le corps de guidage. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de L'invention. La fig. 1 est une perspective schématique illustrant la colonne de support pour appareil manipulateur d'une tête de test électronique. La fig. 2 est une coupe-élévation prise à plus grande échelle sensiblement selon le plan II-II de la fig. 1. Les fig. 3 à 6 sont des vues en plan prises, respectivement, selon les lignes III-III à VI-VI de la fig. 2 Selon la fig. 1, la colonne de support pour appareil manipulateur, du type de celui désigné dans son ensemble par la référence 1, comprend un montant 2 s'élevant à partir d'un piétement 3 d'appui au sol. Le piètement 3 est composé, comme cela est illustré par les fig. 2 et 3, par une embase 4, de toute forme géométrique appropriée, associée à des pieds 5 montés orientables sur des axes d'articulation verticaux 6. Les pieds 5 ne sont représentés que partiellement aux fig I et 3. Ils peuvent être réalisés de toute façon convenable en étant de longueur fixe ou réglable. Le montant 2 comprend, tel que cela ressort de la fig. 2, un fût tubulaire fixe 7 qui est adapté, par tout moyen convenable, sur l'embase 4. De préférence, le fût 7 comporte en pied une collerette 8 par laquelle il est fixé sur l'embase 4, notamment par l'intermédiaire de boulons 9. Le montant 2 comprend, par ailleurs, un fourreau tubulaire 10 enfilé concentriquement sur le fût 7 avec lequel il coopère par des organes de guidage 11 et par des organes de centrage 12, illustrés plus en détail à la fig. 4. Les organes de guidage il comprennent une règle axiale 13 qui est fixée à la périphérie du fût tubulaire fixe 7. Les organes 11 comprennent, par ailleurs, au moins deux jeux de deux galets 14 portés par Le fourreau 10, de manière à coopérer pour chaque paire avec les deux faces latérales de la règle axiale 13. Les deux paires de galets 14 sont disposées à distance L'une de l'autre, à partir de l'extrémité inférieure du fourreau tubulaire 10, de manière à pouvoir coopérer avec la majeure partie de la longueur de la règle 13 et permettre ainsi le déplacement axial télescopique du fourreau 10 sur la majeure partie utile de la hauteur du fût tubulaire 7. La position d'extension maximale du fourreau 10 par rapport au fût 7 est déterminée par un taquet de butée 15 (fig. 5) adapté à l'extrémité supérieure de la règle 13 pour s'opposer au déplacement des galets 14 de la paire supérieure 11.La position de rétraction maximale, telle qu'illustrée par la fig. 2, est déterminée par l'amenée en butée de l'extrémité basse du fourreau 10 contre L'embase 4, soit directement, soit avec interposition d'une garniture 16, par exemple en élastomère, assumant une fonction de couronne d'appui et d'amortissement. Les organes de centrage 12 sont, principalement, constitués par des galets 17 montés sur des chapes 18 portées par le fourreau 10, de manière à pouvoir rouler axialement sur la périphérie extérieure du fût 10. Les galets 17 sont organisés en deux séries distantes axialement d'une mesure, par exemple, égale à celle séparant les deux paires de galets 14. Les galets 17 sont équidistants angulairement dans chaque série. La fig. 4 montre que, de façon préférée, chaque série comporte quatre galets 17 deux à deux diamétralement opposés. Les chapes 18 peuvent être réalisées de différentes façons possibles. Une structure appropriée consiste à leur faire comporter une collerette par laquelle elles sont fixées de façon amovible sur la surface extérieure du fourreau 10 que les chapes traversent librement. Le fourreau 10 est ainsi guidé axialement et angulairement, tout en étant centre sur le fût 7 par rapport auquel il peut être déplacé avec un frottement minimal, en raison de la présence des galets 14 et 17. Le fourreau 10 peut ainsi être placé dans la position de rétraction correspondant à la hauteur minimale du montant 2, tel que cela est illustré par la fig. 2. Par contre, le fourreau 10 peut aussi être élevé aisément jusque dans sa position d'extension maximale par coulissement télescopique jusqu'à la position de butée déterminée par L'appui de la première paire de galets 14 contre le taquet 15. Pour assurer et régler un tel coulissement, certains au moins des galets 14 et 17 sont montés par des bagues excentriques sur leurs axes. Le fourreau 10 est relié, par une transmission souple 20, à des moyens d'équilibrage 21 portés par l'embase 4. La transmission souple 20 comprend un câble dont l'oeilleton d'extrémité 22 est accroché, par un moyen de fixation 23, à l'intérieur du fourreau 10 et à proximité de l'extrémité basse de ce dernier. Le câble 20 s'élève dans l'intervalle annulaire entre le fourreau 10 et le fût 7, pour être pris en charge par une poulie de renvoi 24 portée par un axe de rotation 25 fixé en tête du fût 7. Au-delå de la poulie 24, le câble 20 s'étend axialement à L'intérieur du fût 7 et passe sur une poulie de renvoi de pied 26 portée par un axe de rotation 27 fixé à la base du fût 7. Au-delá de la poulie de renvoi de pied 26, le câble 20 est orienté de façon sensiblement horizontale, à travers une lumière 28 du fût 7 pour être pris en charge par les moyens 21. Selon une disposition de l'invention, les moyens d'équilibrage 21 font intervenir un dispositif compensateur, à traction élastique constante réglable, comprenant une poulie 29 délimitant une gorge hélicoidale à diamètre de spire progressivement croissant. La poulie 29 prend en charge le câble 20 qui, dans un état d'abaissement complet du fourreau 10, est enroule sur toutes les spires de la poulie 29. Le dispositif compensateur comprend, par ailleurs, une armature fixe 30 assurant la retenue d'un ressort à lame 31 du type spiral dont la main d'accrochage interne est ancrée sur la poulie 29.Le réglage du dispositif 21 est effectué, selon le poids de la tête de test, de manière que l'action de traction élastique constante compense le poids de L'équipage mobile constitué par le fourreau 10 et ses accessoires sollicités par gravité dans le sens de la flèche f1 et tendant à exercer un effort de traction dans le sens de la flèche f2 sur le câble 20. Le fourreau 10 comporte, à distance de son extrémité supérieure, un épaulement 40 sur lequel prend appui axialement une bague 41 par ailleurs centrée sur le fourreau 10 par l'intermédiaire d'un roulement et d'une butée à billes ou à rouleaux 42. La bague 41 peut ainsi tourner librement avec un frottement minimal par rapport au fourreau 10 et sur une plage o angulaire égale à 360 . La bague 41 est associée (fig. 5) à un mécanisme 43 de blocage angulaire, de tout type convenable. De préférence, le mécanisme 43 est constitué par un ou deux manchons tubulaires cylindriques 44 traversant, de façon secante, la bague 41 et assurant Le guidage axial de deux noix 45 vissées sur des parties filetées à pas inverse d'une tige de commande 46 pourvue d'une poignée 47 d'entraînement en rotation. Le ou les manchons 44 sont réalisés de manière que les noix 45 puissent faire partiellement saillie auquel8 d'eux, afin de pouvoir être amenées à serrer le fourreau 10 lorsque, par rotation de la tige 46 dans le sens correspondant, elles sont sollicitées en rapprochement mutuel axial à l'intérieur du manchon 44. Le mécanisme 42 permet d'immobiliser très précisément la bague 41 selon une orientation angulaire quelconque. La bague 41 porte, par une platine 48, de préférence diamétralement opposée au mécanisme 42, un corps 49 de guidage d'un bras horizontal 50 de support d'une tête de test électronique. Le corps de guidage 49 définit au moins une et, de préférence, deux coulisses 51 parallèles entre elles, superposées, disposées dans un même plan vertical parallèle à l'axe de la colonne et déportées par rapport à ce dernier. Les coulisses 51 assurent le support et le guidage de deux glissières 52 constitutives du bras 50. Les glissières 52 sont réunies, à une de Leurs extrémités, par un corps 53 d'articulation d'un support 54 de tête de test électronique de tout type convenable. Le corps de guidage 49 est pourvu d'au moins un mécanisme 55 d'immobilisation axiale du bras 50. Le mécanisme 55 peut être constitué par une bride ouverte 56 associée à un organe de serrage 57 du type à vis et traversée par au moins une glissière 52. Le serrage de la vis 57 ferme la bride ouverte 56 qui serre la glissière 52, de cette façon immobilisée axialement par rapport au corps 49. La colonne de support décrite ci-dessus se caractérise par un faible encombrement vertical dû à la constitution du montant 2 au moyen d'un fût fixe tubulaire 7 et d'un fourreau télescopique 10 immobilisé angulairement sur le fût. La possibilité de coulissement axial du fourreau 10 permet de placer la bague 41, soit dans une position de hauteur minimale, telle qu'illustrée par la fig. 2, soit en toute position intermédiaire jusqu'à une hauteur maximale correspondant à l'extension du fourreau 10 par rapport au fût 7 et limitée par le taquet de butée 15. La colonne de support se caractérise, par ailleurs, par la présence de la bague 41 supportant, par le corps 49, Le bras en porte-à-faux 50. La bague 41 permet d'orienter le bras 50 en toutes positions angulaires sur une plage de 3600, en raison de la présence du mécanisme d'immobilisation 43 porté par la bague 41 et coopérant avec le fourreau 10. La colonne de support se caractérise, de plus, par la présence d'un corps de guidage 49 déporté latéralement par rapport à l'axe de rotation verticale de la bague 41. Cette disposition permet de déporter l'ensemble du bras 50 et de le dégager de l'aplomb de l'embase 4, lorsqu'il convient d'aménager ou de faciliter l'approche relative par rapport à une unité de traitement ou à un support de circuits simples ou complexes à contrôler. La colonne de support se caractérise, en outre, par l'existence d'un bras 50 en porte-à-faux, constitué, de préférence, par deux glissières situées dans un même plan vertical et contribuant à assurer un maintien particulièrement stable d'un support de tête, même d'un poids très élevé. La colonne de support se caractérise, également, par l'existence du dispositif 21 de faible encombrement et dont la fonction de compensation d'équilibrage par traction élastique constante permet à l'utilisateur un réglage facile et continu, en fonction du poids de la tête de test, sans nécessiter de manipulation de poids d'équilibrage. La fig. 1 montre que l'extrémité supérieure du fourreau 10, ordinairement fermée par un bouchon 60 (fig. 2), peut être surmontée d'une potence 61 réalisée pour permettre la suspension d'un treuil 62. Par cette disposition, il devient possible de bénéficier, sur la même colonne de support, d'un moyen de prise en charge, d'élinguage et de suspension d'une tête de test électronique qui peut ainsi être, aisément et sans grande dépense physique, adaptée, montée ou démontée par rapport au support 54, même en dépit de son poids élevé. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Colonne de support pour appareil manipulateur d'une tête de test électronique, du type comprenant un piètement (3) à partir duquel s'élève un montant vertical (2) supportant un corps d'adaptation d'une tête de test, mobile verticalement sur le montant, associé à des moyens d'équilibrage et susceptible de conférer ptusieurs degrés de liberte à ladite tête, caractérisée en ce qu'elle comporte - un montant (2) constitue par un fût tubulaire (7) s'élevant à partir du piétement et par un fourreau tubulaire (10) guidé télescopiquement sur le fût et relié à des moyens d'équilibrage (21) portés par le piétement, - une bague (41) enfilée sur et réglable angulairement par rapport au fourreau (10) et portant à sa périphérie un corps (49) de guidage, - et un bras (50) support de tête comprenant un corps (53) d'articulation de ladite tête et monté coulissant dans le corps de guidage (49). 2 - Colonne de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de guidage (49) définit deux coulisses de guidage (51) d'axes parallèles, superposées et disposées dans un même plan vertical, et en ce que le bras (50) comprend deux glissières (52) coulissant dans les coulisses de guidage (51). 3 - Colonne de support selon La revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le corps de guidage (49) comprend des moyens de blocage pour immobiliser le coulissement du bras (50) dans le corps de guidage (49). 4 - Colonne de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fourreau (10) est guidé sur le fût (7) - axialement par des paires (11) de galets (14) de guidage coopérant avec une règle axiale (13) portée par la face extérieure du fût pour immobiliser en rotation le fourreau sur le fût, - transversalement par au moins deux séries (12) de galets de centrage (17) portés par le fourreau (10) et roulant axialement sur la paroi périphérique du fût (7) pour maintenir sensiblement coaxiaux le fourreau et le fût. 5 - Colonne de support selon la revendication 4, caractérisée en ce que certains au moins des galets de guidage (14) et de centrage (17) sont montés sur des axes associés à des moyens de réglage excentrique. 6 - Colonne de support selon la revendication 1 ou 4, caractérisée en ce que le fourreau (10) est relié à des moyens d'équilibrage (21) par une transmission (20) à câble passant, pour partie, entre le fourreau auquel elle est reliée et le fût et, pour partie, à l'intérieur de ce dernier. 7 - Colonne de support selon La revendication 1 ou 6, caractérisée en ce que les moyens d'équilibrage (21) sont constitués par un dispositif de rappel élastique à traction constante réglable porté par l'embase (4) à côté du montant et relié à la transmission à câble issue du fût. 8 - Colonne de support selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la transmission (20) à câble est guidée par des poulies de renvoi (24, 26) adaptées en tête et en pied du fût. 9 - Colonne de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piètement comporte, autour de la base du fût, une couronne en élastomère d'appui et d'amortissement en position basse du fourreau. 10 - Colonne de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fourreau (10) présente extérieurement un épaulement (40) sur lequel s'appuie la bague (41) qui est montée libre de tourner relativement et qui est traversée par un mécanisme de blocage angulaire (42) coopérant avec la surface périphérique extérieure du fourreau (10). 11 - Colonne de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que La partie supérieure du fourreau est surmontée d'une potence amovible (61) portant un treuil (62).