Brevet FR2771501A1 — publié le 19990528

Dlsposl-tlf et procédé de reconnalssdnae différenciation de supports formant cases dans des cassettes et d'objets en forme de disques, déposé sur ceuxci L'invention concerne la reconnaissance et la différenciation de supports formant cases dans des cassettes et d'objets en forme de disques, déposé sur ceuxci, par déplacement commun des supports et des objets par rapport à un plan de mesure, en direction de cases superposées, dans lequel des faces frontales des supports et des objets traversent successivement des faisceaux de rayons de mesure, différents types de supports se différenciant par une disposition décalée dans le plan de mesure, perpendiculairement aux faisceaux de rayons de mesure. Des solutions techniques de ce type peuvent être appliquées pour la fabrication de circuits intégrés, en particulier pour des tâches de manipulation et sont connues par exemple par la DE 195 35 871 Al. Lors de la fabrication de circuits intégrés, des objets en forme de disques, tels que des gabarits et des pastilles de semi-conducteurs, doivent être transportés entre les différentes étapes d'usinages, vers les différentes machines d'usinage. A cet effet les objets sont logés dans des cassettes, qui le plus souvent sont enfermées par des conteneurs de transport, pour des exigences de salles blanches. Pour le chargement des machines d'usinage, les cassettes sont déchargées des conteneurs de transport avec des moyens appropriés et les objets en forme de disques sont prélevés à l'aide d'un dispositif de manipulation et a nouveau rapportés. A cet effet il est nécessaire de détecter aussi bien la position d'une case de rangement de l'objet que son occupation avec un objet. En principe les systèmes de reconnaissance connus se distinguent deux types différents. Dans un premier procédé (lapping), les dimensions géométriques de la cassette, en particulier les distances des cases, sont supposées connues. Si la position d'une case est orientée par rapport à un plan de référence du système de manipulation, les positions de toutes les autres cases peuvent être déterminées par le calcul et approchées. L'occupation d'une case est déterminée au moyen d'une barrière lumineuse. Un deuxième procédé (indexage) inclut dans la reconnaissance des écarts de cote possible des cassettes en raison des tolérances de fabrication ou des déformations. A l'aide d'un système à capteurs il est procédé à une détermination précise de la position des cases et des objets par rapport à un plan de référence. C'est ainsi qu'il est connu, d'après la DE 195 35 871 Al, de distinguer en même temps que la reconnaissance des cases et des objets, également des types de cassettes de gabarits, avec un coupleur réflexe. Etant donné que le rayon lumineux du coupleur réflexe parvient soit sur le support de gabarit (cassette 6") ou sur la traverse (cassette 5"), il en résulte des différences de durée du niveau haut, lors du déplacement de la cassette dans la direction verticale. Par combinaison de la mesure de distance et de la détermination de l'instant du passage haut-bas du coupleur réflexe, il est possible de déterminer, dans le cas de la cassette 6", la position du support de gabarit par rapport à un plan de réfOrence. Dans le cas d'une cassette 5", il est nécessaire d'inclure dans le calcul la différence de hauteur entre le support de gabarit et la traverse. Un faisceau de rayon lumineux, situé en diagonale à travers la cassette, d'une barrière lumineuse sert à la reconnaissance d'objets présents. Il est désavantageux que des différences de cotes, se produisant généralement pour les cassettes, conduisent à fausser, de manière non corrigible, la détermination de la position ainsi qu'à une sûreté de reconnaissance réduite dans la différenciation des types de cassettes. L'invention a donc pour but d'accroître aussi bien la précision de la détermination de la position des cases et des objets ainsi que la sûreté de reconnaissance lors de la différenciation des types de cassettes, sans que des supports de protection mis en place n' exercent une influence gênante sur les objets. Suivant l'invention ce but est atteint avec un dispositif de reconnaissance et de différenciation de supports formant cases dans des cassettes et d'objets en forme de disques, déposé sur ceux-ci, par déplacement commun des supports et des objets par rapport à un plan de mesure, en direction de cases superposées, dans lequel des faces frontales des supports et des objets traversent successivement des faisceaux de rayons de mesure, différents types de supports se différenciant par une disposition décalée dans le plan de mesure, perpendiculairement aux faisceaux de rayons de mesure. Chacun des faisceaux de rayons de mesure n'étant situé que dans la zone d'un type de support, les faces frontales des supports étant entièrement appréhendées par le faisceau de rayon de mesure, dans leur extension dans le plan de mesure. Il est particulièrement avantageux que les faisceaux de rayons de mesure présentent une section sensiblement rectangulaire, dont l'extension dans le plan de mesure correspond au moins à celle des faces frontales des supports et est inférieure, perpendiculairement au plan de mesure, à l'épaisseur des objets. Du fait de l'extension suffisante du faisceau de rayon de mesure dans le plan de mesure, perpendiculairement à la direction des rayons, on obtient que même dans le cas d'un faible écart de position et dans le cas de différence de taille des supports dans cette direction, ceux-ci sont appréhendés par le rayon lumineux. La limitation de la dimension verticale du rayon lumineux assure des flancs abrupts du signal de mesure lors du passage de la cassette et une détermination précise de la position des supports et des objets. Une différenciation entre les mono-cassettes et les multi-cassettes s'effectue par la détection du nombre de supports ou d'objets. Dans une première variante, les faisceaux de rayons de mesure sont orientés parallèlement entre eux, sont disposés dans la zone d'une paroi de la cassette et sont espacés les uns des autres d'une distance qui correspond à la mesure du décalage. Une deuxième variante prévoit que dans la zone de chaque paroi de la cassette, portant des supports, est disposé au moins l'un des faisceaux de rayons de mesure, les faisceaux de rayons de mesure étant orientés parallèlement entre eux. D'une manière avantageuse les faisceaux de rayons de mesure sont des barrières à lumière laser, dont les sources de rayonnement et les récepteurs sont logés dans un cadre, de la cassette, orientée par rapport à celui-ci, traversent dans un mouvement vertical. Une paire de colonnes, dont les colonnes sont disposées espacées lune de l'autre, sert de support au cadre, en formant une ouverture de passage d'air, un dispositif d'entraînement tant logé dans une colonne, pour un élévateur destiné au déplacement vertical de la cassette. L'invention a encore pour objet un procédé de reconnaissance et de différenciation de supports formant cases dans des cassettes et d'objets en forme de disques, déposé sur ceux-ci. Le procédé repose sur l'exploitation de signaux, qui se produisent par exclusion de faisceaux de rayons de mesure, à la suite d'un déplacement commun des supports et des objets par rapport à un plan de mesure, en direction de cases superposées, dans lequel des faces frontales des supports et des objets traversent successivement des faisceaux de rayons de mesure, différents types de supports se différenciant par une disposition décalée dans le plan de mesure, perpendiculairement aux faisceaux de rayons de mesure. Les signaux de tous les faisceaux de rayons de mesure, dont chacun n'est situé que dans la zone d'un type de support et appréhende entièrement les faces frontales des supports, dans leur extension dans le plan de mesure, sont exploités simultanément et en corrélation entre eux. L'invention est décrite ci-après plus en détail en référence aux dessins schématiques. La fiy. 1 représente un détail d'une cassette 5" vue de dos avec un agencement de faisceaux de rayons de mesure dans la zone d'une paroi de la cassette, la fig. 2 représente un détail d'une cassette 6" vue de dos avec un agencement de faisceaux de rayons de mesure dans la zone d'une paroi de la cassette, la fig. 3 est une vue de dessus d'une cassette avec un agencement de faisceaux de rayons de mesure, la fig. 4 est une vue en perspective d'un indexeur de cassettes avec cassette abaissée, la fig. 5 et une vue de dessus d'un cadre destiné à recevoir des éléments de rayonnement, des récepteurs et des dispositifs de déviation des faisceaux de rayons de mesure, la fig. 6 représente la variation des signaux lors du balayage d'une cassette 5" avec deux faisceaux de rayons de mesure parallèles, la fig. 7 représente la variation des signaux lors du balayage d'une cassette 6"avec deux faisceaux de rayons de mesure parallèles, et la fig. 8 est un schima-blocs de l'indexeur. Les détails représentés ne représentent qu'une partie des parois 5, 6 d'une cassette 5" (fig. 1) et d'une cassette 6" E et dans la zone d'une paroi 5, 6 des cassettes, sont visibles dans leur section rectangulaire et traversent chacune des cassettes, pour la détection des supports 1, 2 et des objets. Les sections correspondent dans leur extension dans le plan de mesure E-E au moins à celles des faces frontales des supports 1, 2. Dans chaque cas elles sont suffisamment grandes pour qu'un écart de position latérale des supports 1, 2, en raison de tolérance de fabrication des cassettes, garantisse la détection complète des supports 1, 2. Perpendiculairement au plan de mesure E E, les sections des faisceaux de rayons de mesure 11, 12 sont inférieures à l'épaisseur D des objets. Comme le montrent les fig. 1 et 2, les supports 1, 2 des cassettes de différentes tailles peuvent être distingués, dans le cas d'une disposition centrée, par un décalage latéral, qui est orienté dans le plan de mesure E-E, perpendiculairement aux faisceaux de rayons de mesure 11, 12. Etant donné que la distance des deux faisceaux de rayons de mesure 11, 12 correspond sensiblement au décalage latéral des supports 1, 2, chaque faisceau de rayons de mesure 11, 12 ne recouvre qu'un seul des types de supports, différents du fait du décalage. I1 est bien entendu que la différenciation des types de cassettes ne se limite pas aux cassettes 5" t 6" décrites ici. C'est ainsi que l'on peut aussi bien utiliser des cassettes d'une autre taille qu'accroître leur nombre. L'augmentation du nombre de cassettes à reconnaître suppose seulement un élargissement correspondant des faisceaux de rayons de mesure, qui doivent être disposés décalés les uns par rapport aux autres, dans la mesure du décalage des supports. Sur la fig. 3, dont les éléments représentés très simplifiés sont orientés également par rapport à ceux des figures 1 et 2, un cadre 13 entoure un volume 14 dans lequel une cassette 15, ici la cassette 6" de la fig. 2, est déplaçable dans un mouvement vertical A travers le cadre 13 et donc à travers les faisceaux de rayons de mesure 11, 12. Des parties de cadre 16, 17 opposées portent chacune des éléments de rayonnement 18, 19 et des récepteurs 20, 21 pour les faisceaux de rayons de mesure 11, 12. Sur la fig. 4, un cadre 22, destiné à recevoir les éléments de rayonnement et de réception pour les faisceaux de rayons de mesure 11, 12, est intégré dans un indexeur de cassettes. Une colonne 23 portante et un revêtement en forme de colonne d'un mécanisme d'entraînement d'élévateur 24 sont disposés espacés l'un de l'autre en formant une ouverture de passage d'air et servent de supports au cadre 22 et à une plaque de réception 25 située dessus, sur laquelle peut être rangé un conteneur de cassettes 26. Un bras de réception 27, déplaçable verticalement par le mécanisme d'entraînement d'élévateur 24, bras qui ressort du revêtement du mécanisme 24 par une ouverture 28 en forme de fente, est prévu pour exécuter le prélèvement et le replacement d'une cassette 29, se contenant dans le conteneur de cassettes 26. Le mécanisme d'entraînement d'élévateur est constitué d'une branche entraînée par un moteur pas à pas, sur laquelle un micro de broche, accouplé au bras de réception 27, se déplace dans un guidage solidaire du bâti. Un codeur constate le nombre de pas du moteur et donc la distance parcourue. Par une liaison par câble non représentée, l'indexeur est raccordé à une lectronique de commande externe. Le prélèvement, lors duquel la cassette 29 est guidée à travers le cadre 22, s'effectue en ce que le fond 30 déverrouillé du conteneur de cassettes 26 est abaissé conjointement avec la cassette 29 et un élément de fermeture 31, dans la plaque de réception 25. L'orientation définie des cassettes, nécessaire à la reconnaissance des différents types de cassettes, est garantie en ce que la cassette 29 est d'abord orientée sur le fond 30 et celui-ci repose, par des évidements appropriés, sur des tiges 32, 33, 34 (fig. 5) de l'élément de fermeture 31. Selon la fig. 5, le cadre 22 porte des éléments de rayonnement 35, 36 destinés A produire les faisceaux de rayons de mesure 11, , 12. Pour exploiter l'espace limité disponible, sont prévus des éléments de déviation 37, 38, 39, 40, qui orientent les faisceaux de rayons de mesure 11, 12 sur des récepteurs 41, 42. Contrairement à la fig. 3, où les faisceaux de rayons de mesure 11, 12 sont disposés tous deux dans la zone d'une paroi de cassette, sur la fig. 5 le faisceau de rayon de mesure 11 est disposé dans la zone d'une paroi de cassette et le faisceau de rayon de mesure 12, dans la zone de paroi de cassette opposée. Dans la zone ou sont disposés les faisceaux de rayons de mesure 11, 12, ceux-ci sont à leur tour déplacés l'un par rapport à l'autre, sensiblement de la distance correspondant au décalage latéral des supports 1, 2, de sorte que le faisceau de rayon de mesure 11 parvient à nouveau sur les supports 2 des cassettes 6" et le faisceau de rayon de mesure 12, sur les supports 1 des cassettes 5". Les parcours des signaux représentés sur les figures 6 et 7 s'obtiennent lorsqu'une cassette est guidée verticalement à travers les faisceaux de rayons de mesure 11, 12, lors d'un indexage, avec ses support et les objets placés sur ceux-ci. Dans le cas présent, pour illustrer le processus de reconnaissance on n'a introduit qu'un objet dans une case de la cassette. Les signaux contiennent comme fonction de la distance parcourue (nombre de pas du moteur pas à pas pour l'entraînement de l'élévateur) les caractéristiques de différenciation nécessaire en vue de la reconnaissance des éléments concernés, dont les positions sont ainsi définies par rapport à un plan de référence. Etant donné que dans le cas d'une cassette 5", en raison des dimensions plus petites, les supports sont déplacés, par rapport à des cassettes plus grandes, vers le centre du volume enfermé par le cadre 13 ou 22, les supports 1 et les objets ne sont recouverts que par le faisceau de rayon de mesure 12. Le faisceau de rayon de mesure 11 parvient sur les traverses 7. Dans le cas de cassettes 6", les supports 2 traversent le faisceau de rayon de mesure 11 et les objets, le rayon de mesure 12. Dans le cas d'un mouvement vertical de descente, pour les deux types de cassettes, leur fond 43, 44 est d'abord déplacé à travers les faisceaux de rayons de mesure 11, 12, de sorte que tous deux sont totalement interrompus. Après que les deux faisceaux de rayons de mesure 11, 12 ont atteints la zone a, dans le cas de la cassette 5", le faisceau de rayon de mesure 11 est totalement reçu par son récepteur 41, de sorte que le signal converti en une tension atteint son maximum. Le faisceau de rayon de mesure 12 est traversé par le premier des supports 1, de sorte qu'il se produit certes une montée du signal, mais le maximum du signal n'est pas encore atteint. Ce n'est que dans la position b que son niveau est à nouveau maximal. Ensuite le faisceau de rayon de mesure 11 est entièrement caché par la deuxième des traverses 7, en revanche le faisceau de rayon de mesure 12 ne l'est que partiellement. Par la suite le deuxième des supports 1 se déplace à travers le faisceau de rayon de mesure 12. Le niveau mesuré correspond à celui du premier support, avant que l'objet en position c ne réduise le signal mesure au niveau de base GND. A l'aide d'un autre parcours de signaux pour la cassette 6", celle-ci peut être distinguée de la plus petite cassette 5". C'est ainsi que dans le cas de la cassette 6", le signal correspondant au faisceau de rayon de mesure 12 atteint le premier son maximum. En position b, c'est le signal du faisceau de rayon de mesure 11 qui atteint son maximum à partir d'un niveau moyen. L'objet de taille 6" fait retomber les deux signaux au niveau de base, en revanche un objet de taille 5" ne fait retomber au niveau de base que le signal du faisceau de rayon de mesure 12. Les traverses 8 influencent uniquement le signal du faisceau de rayon de mesure 11 dans le cas de la cassette 6" ; en revanche dans le cas de la cassette 5" elles influencent tous les deux. Même lorsque l'exploitation de l'un des signaux permet déjà une différenciation, l'exploitation parallèle des deux signaux pour chaque type de cassette permet d'éviter des erreurs de reconnaissance, qui peuvent être dues à des conditions géométriques défavorables. Dans un schéma-bloc selon la fig. 8, qui est partagé entre l'indexeur et son électronique de commande, des signaux numérisés des barrières à lumière laser, désignés par 47 et 48, sont envoyés par des convertisseurs analogiques/numériques 45, 46, à un dispositif de traitement des signaux 49, qui est en liaison avec une logique d'exploitation 50 d'un ordinateur 51. Par une unité de commande et un comptage de pas 52, qui comme l'ordinateur 51 est raccordé à une alimentation en courant 53, les signaux obtenus par la logique d'exploitation 50 sont envoyés en tant que signaux de commande à un moteur pas à pas 54 pour le déplacement de l'élévateur ainsi qu'à un dispositif 55 pour l'ouverture et la fermeture du conteneur de cassettes 26. Des signaux d'accusé de réception de pas 56, d'une reconnaissance de position de fin de course 57, d'une reconnaissance de ltétat d'ouverture 58 du conteneur de cassettes 26 et des signaux d'autres capteurs 59, qui signalent par exemple la mise en place du conteneur de cassettes 26, parviennent en tant que signalisation au dispositif de traitement des signaux 49. REVENDICATIONS 1. Dispositif de reconnaissance et de différenciation de supports formant cases dans des cassettes et d'objets en forme de disques, déposé sur ceux-ci, par déplacement commun des supports et des objets par rapport à un plan de mesure, en direction de cases superposées, dans lequel des faces frontales des supports et des objets traversent successivement des faisceaux de rayons de mesure, différents types de supports se différenciant par une disposition décalée dans le plan de mesure, perpendiculairement aux faisceaux de rayons de mesure, caractérisé en ce que chacun des faisceaux de rayons de mesure (11, 12) n'est situé que dans la zone d'un type de support (1, 2), les faces frontales des supports (1, 2) étant entièrement appréhendées par le faisceau de rayon de mesure (11, 12), dans leur extension dans le plan de mesure (E-E). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faisceaux de rayons de mesure (11, 12) présentent une section sensiblement rectangulaire, dont l'extension dans le plan de mesure (E-E) correspond au moins à celle des faces frontales des supports (1, 2) et est inférieure, perpendiculairement au plan de mesure (E E), à l'épaisseur des objets (3, 4). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les faisceaux de rayons de mesure (11, 12) sont orientés parallèlement entre eux, sont disposés dans la zone d'une paroi (, 6) de la cassette (15) et sont espacés les uns des autres d'une distance qui correspond à la mesure du décalage. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans la zone de chaque paroi (, 6) de la cassette (9), portant des supports (1, 2), est disposé au moins l'un des faisceaux de rayons de mesure (11, 12), les faisceaux de rayons de mesure (11, 12) étant orientés parallèlement entre eux. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les faisceaux de rayons de mesure (11, 12) sont des barrières à lumière laser, dont les sources de rayonnement (18, 19 ; 35, 36) et les récepteurs (20, 21 ; 41, 42) sont logés dans un cadre (13, 22), que la cassette (15, 29), orientée par rapport à celui-ci, traverse dans un mouvement vertical. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on a recours, en tant que support du cadre (22), à une paire de colonnes dont les colonnes (23, 24) sont disposées espacées l'une de l'autre, en formant une ouverture de passage d'air, un dispositif d'entraînement étant logé dans une colonne (24), pour un élévateur destiné au déplacement vertical de la cassette (29). 7. Procédé de reconnaissance et de différenciation de supports formant cases dans des cassettes et d'objets en forme de disques, déposé sur ceux-ci, par exploitation de signaux, qui se produisent par exclusion de faisceaux de rayons de mesure, à la suite d'un déplacement commun des supports et des objets par rapport à un plan de mesure, en direction de cases superposées, dans lequel des faces frontales des supports et des objets traversent successivement des faisceaux de rayons de mesure, différents types de supports se différenciant par une disposition décalée dans le plan de mesure, perpendiculairement aux faisceaux de rayons de mesure, caractérisé en ce que les signaux de tous les faisceaux de rayons de mesure (11, 12), dont chacun n'est situé que dans la zone d'un type de support (1, 2) et appréhende entièrement les faces frontales des supports (1, 2), dans leur extension dans le plan de mesure (E-E), sont exploités simultanément et en corrélation entre eux.