Brevet FR2853268A3 — publié le 20041008

FR 2853268 A3 20041008 FR 0450599 A 20040326 Distributeur de fil de soudure L'invention concerne un distributeur de fil de soudure permettant de fournir une quantité prédéterminée de fil de soudure pour souder des composantes électriques ou électroniques. Le soudage de petits composants électroniques est souvent effectué par des stations de soudage automatisées comprenant une tête de soudage, pour fondre et chauffer la soudure jusqu'à la température souhaitée, et un distributeur automatique de fil de soudure. La tête de soudage peut être réalisée par des éléments de chauffage 10 résistifs, ou par induction de courants électriques à haute fréquence, ou encore par un émetteur laser. Dans tous les cas, pour obtenir une soudure parfaite, le fil de soudure doit être amené à l'endroit désiré à un moment précis et dans une quantité exactement prédéterminée. La Figure 1 représente un distributeur de fil de soudure de type 15 connu. Le fil 1 est constitué d'un alliage dont la température de fusion est adaptée au processus de soudure que l'on a l'intention d'effectuer. Il s'agira par exemple d'un alliage Sn-Pb, ou Sn-Ag ou d'un autre alliage de soudure, selon les circonstances. Le fil 1 est serré entre les deux roulettes 3, dont une est entraînée par le moteur pas-à-pas 5 et la courroie 7. Le moteur 5 est connecté à un circuit de contrôle 6 qui, sur demande d'un opérateur, ou suivant une séquence préétablie d'opérations, commande la rotation du moteur 5 d'un angle prédéterminé, provoquant l'avancement d'une longueur correspondante de fil dans la douille de sortie 4. Les roulettes 3 présentent souvent des surfaces latérales rugueuses 25 ou usinées de façon à augmenter la force de friction avec le fil de soudure 1. Un inconvénient du dispositif décrit ci-dessus est que le fil 1 se bloque fréquemment. En effet, le fil de soudure offre une résistance très modeste aux déformations et le moindre obstacle à son avancement se traduit presque toujours en une déformation permanente du fil 1, entraînant un blocage complet du dispositif. Le blocage peut être éliminé seulement par une intervention manuelle d'un opérateur, qui devra ouvrir le dispositif, retirer la partie déformée et inutilisable du fil de soudure I et réinsérer ce dernier entre les roulettes 3. Il est évident que, dans un processus automatisé comportant plusieurs distributeurs de soudure, la fiabilité de ces derniers revêt une importance majeure. La propension au blocage des distributeurs de soudure implique de fréquentes interruptions de la production, augmentant ainsi 10 sensiblement les coûts. Un autre inconvénient du dispositif illustré ci-dessus est que un blocage du fil ou une distribution insuffisante de fil de soudure peuvent facilement passer inaperçus, auquel cas le circuit fini présentera des soudures défectueuses. Un but de la présente invention est de fournir un distributeur de fil qui soit moins susceptible au blocage que les dispositifs de l'art antérieur. Un autre but de la présente invention est de fournir un distributeur de fil capable de détecter et de signaler les situations de blocage ou de distribution insuffisante. Les buts énoncés ci-dessus sont atteints par un système possédant les caractéristiques de la revendication indépendante, les variantes préférentielles du système pouvant comprendre les caractéristiques des revendications dépendantes. En particulier, le dispositif comporte deux paires de roulettes d'entraînement alignées. La présente invention sera mieux comprise à la lumière des figures et des exemples illustrant, à titre d'exemple explicatif mais non limitatif, des modes de réalisation du distributeur selon l'invention. La figure 1 représente un distributeur de fil de soudure de type connu; Les figures 2 et 3 représentent deux vues d'un distributeur de fil de soudure selon un mode de réalisation de l'invention; La figure 4 représente en détail les roulettes d'entraînement utilisées dans un mode de réalisation de l'invention; La figure 5 représente une vue d'un distributeur de plusieurs fils de soudure selon un mode de réalisation de l'invention. Dans un premier mode de réalisation, le distributeur de fil de soudure 10 selon l'invention représenté sur les figures 2 et 3 comprend deux roulettes motrices 10 et 20. La première roulette motrice 10 est portée par l'axe 30, directement connecté au moteur 60, et la deuxième roulette motrice 20 est portée par l'axe secondaire 40, relié à l'axe 30 par les poulies crantées 61 et 62 et la courroie crantée 70, ou par un autre moyen d'entraînement équivalent. Les 15 poulies 61 et 62 et la courroie 70 assurent que la deuxième roulette motrice 20 tourne toujours dans la même direction et à la même vitesse que la première roulette motrice 10. Même si, dans l'exemple présenté, la roulette motrice 10 est directement entraînée par le moteur, on pourrait dans certains cas interposer 20 entre ces derniers un entraînement par courroie, engrenages, ou tout autre type d'entraînement, par exemple pour réduire la vitesse de rotation du moteur, ou pour limiter la hauteur du dispositif. Face aux roulettes motrices 10 et 20 respectivement se trouvent les deux roulettes 11 et 21 libres de tourner autour de leurs axes 31 et 41 25 respectivement. Le fil de soudure 1, provenant d'une bobine non représentée sur les figures, entre dans le dispositif par la douille d'entrée 13, et s'engage d'abord entre les deux roulettes 10 et 11. L'axe 31 sur lequel la roulette 11 et libre de tourner est porté par la plaquette 112, libre de tourner autour du pivot 110. Un ressort 115, ou un autre élément élastique équivalent, pousse la plaquette 112 vers la roulette motrice 10, de façon à ce que le fil de soudure 1 se trouve serré entre les deux roulettes 10 et 11. Il est évident que le même effet de serrage pourrait être obtenu par des moyens différents, par exemple en montant l'axe 31 sur un chariot 5 coulissant, en permettant à l'axe 31 d'osciller en direction de la roulette motrice 10 dans un plan vertical, ou encore en déplaçant la roulette motrice 10 et en gardant fixe l'axe de la roulette 11. Les roulettes 20 et 21, placées entre les roulettes 10 et 11 et la douille de sortie 14, opèrent de manière tout à fait identique aux roulettes 10 et 10 11. Le fil 1 est entraîné consécutivement par les deux paires de roulettes 10, 11, 20, 21, suivant ainsi un parcours substantiellement rectiligne de la douille d'entrée 13 à la douille de sortie 14. Le moteur 60 peut être un moteur électrique pas-à-pas, ou un servomoteur électrique, ou tout autre type d'actuateur électrique, pneumatique 15 ou manuel connu. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention le moteur 60 est un moteur électrique pas-à-pas connecté à un circuit de contrôle 6 qui, sur demande, commande la rotation des roulettes motrices 10 et 20 d'un angle prédéterminé et provoque l'avancement d'une longueur correspondante de fil dans la douille de sortie 14, vers le point de distribution. Optionnellement, comme il est visible sur la figure 4, les surfaces latérales des roulettes motrices 10, 20 sont crantées, pour améliorer la prise des roulettes sur le fil et éviter les glissements. En plus les surfaces latérales des roulettes libres 11, 21 sont munies de gorges de section circulaire, s'adaptant au diamètre du fil 1, pour empêcher tout déplacement du fil dans la 25 direction perpendiculaire à son parcours normal. Grâce à la disposition décrite ci-dessus, le distributeur selon l'invention transporte le fil 1 avec une fiabilité supérieure à celle des dispositifs connus ayant une seule paire de roulettes d'entraînement. En particulier le distributeur de l'invention a la caractéristique de redresser le fil de soudure, et 30 d'éliminer toutes les déformations que le fil pourrait avoir. En effet le fil 1, lorsqu'il est déroulé de sa bobine, présente toujours des petites déformations, plis et imperfections, qui s'opposent à l'avancement du fil, et peuvent provoquer un blocage du distributeur. En plus, si des particules étrangères, ou de la saleté accumulée gênent l'avancement du fil 5 dans la douille de sortie, les tensions de compression se concentreront dans les sections déformées du fil qui finira par céder par flambage. Le fil parfaitement redressé par le distributeur de l'invention, en revanche, peut passer aisément par la douille de sortie, et est beaucoup moins susceptible au flambage qu'un fil courbé ou plié. Selon un autre aspect de l'invention, également illustré sur les figures 2 et 3, le distributeur comprend un dispositif pour faciliter l'introduction initiale du fil de soudure 1. Le bouton poussoir 100 permet de déplacer, par l'intermédiaire de la fourchette 105, les plaquettes 112 et 113, écartant ainsi les roulettes libres 11 et 21 des roulettes fixes 10 et 20. Dans la position écartée, 15 l'espace entre les roulettes 10 et 11, respectivement 20 et 21 est suffisant pour permettre le passage du fil de soudure 1. Naturellement on pourrait très bien remplacer le bouton poussoir et la fourchette ci-dessus par un système de leviers ou de cames excentriques, ou avec tout autre actuateur manuel ou automatique de type connu permettant 20 d'écarter les roulettes libres 11 et 21 des roulettes fixes 10 et 20 de la distance requise pour y faire glisser le fil 1. Selon un autre aspect de l'invention, également illustré sur les figures 2 et 3, la roulette libre 21 entraîne, par la courroie 83 et les poulies 81 et 82, un encodeur de rotation 80. En mode de fonctionnement normal, la roulette libre 21 est entraînée par l'avancement du fil de soudure 1. En l'absence de glissement et de blocage, l'angle de rotation enregistré par l'encodeur 80 est proportionnel, selon un rapport prédéterminé, à l'angle de rotation des roulettes motrices 10 et 20 et, par conséquent, à la quantité de fil de soudure requise par le circuit de contrôle 30 6. En revanche une mauvaise correspondance entre l'angle enregistré par l'encodeur 80 et la quantité de fil à soudure requise indique un glissement ou un blocage du fil ou, d'une manière générale, une distribution non correcte. Le signal généré par l'encodeur 80 est traité par un circuit de contrôle, qui, en cas de distribution non correcte, déclenche une alarme, et 5 optionnellement stoppe le fonctionnement du distributeur, permettant de corriger rapidement le défaut. Le dispositif de l'invention se prête aussi bien à distribuer plusieurs fils de soudure en même temps. Dans le mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 5, les roulettes motrices 210 présentent une hauteur plus 10 importante, et les roulettes libres 211 comportent deux gorges pour guider deux fils de soudure en parallèle. Dans un autre mode de réalisation non illustré sur les figures, le distributeur comprend quatre roulettes d'entraînement supplémentaires, pour guider un deuxième fil de soudure de façon indépendante le long d'un parcours 15 parallèle à celui du fil 1. En ce cas, le dispositif pourra aussi comprendre deux encodeurs indépendants, chacun correspondant à un fil de soudure. Il va sans dire que l'invention ne se limite pas à la distribution de deux fils seulement, et qu'il serait possible d'arranger ainsi un nombre arbitraire de fils de soudure, et de les distribuer en parallèle, soit en utilisant des roulettes 20 à gorges multiples, en analogie avec le mode de réalisation de la figure 5, soit en utilisant un nombre 4n de roulettes indépendantes, dont 2n motrices et 2n libres, pour distribuer un nombre n de fils de soudure. Revendications 1. Distributeur de fil de soudure (1) comprenant au moins deux paires de roulettes (10, 11, 20, 21) pour entraîner consécutivement ledit fil de soudure (1), chaque paire de roulettes comprenant une roulette motrice (10, 20) 5 et une roulette libre (11, 21), le distributeur comprenant des moyens de serrage (115, 125) pour serrer ledit fil de soudure (1) entre chacune desdites deux paires de roulettes(10, 11, 20, 21) le long d'un parcours substantiellement rectiligne. 2. Distributeur de fil de soudure selon la revendication précédente, dans lequel lesdites roulettes motrices (10, 20) présentent des surfaces latérales crantées et/ou lesdites roulettes libres (11, 21) présentent des gorges pour empêcher les mouvement dudit fil de soudure (1) dans une direction orthogonale audit parcours substantiellement rectiligne. 3. Distributeur de fil de soudure selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre un détecteur de distribution (80), entraîné par une desdites roulettes libres (11, 21). 4. Distributeur de fil de soudure selon la revendication précédente, dans lequel ledit détecteur de distribution (80) est entraîné par la roulette libre (21) en aval par rapport au sens d'avancement dudit fil de soudure (1). 5. Distributeur de fil de soudure selon la revendication précédente, dans lequel ledit détecteur de distribution (80) comprend un encodeur de rotation, arrangé pour mesurer l'angle de rotation de ladite roulette libre (21). 6. Distributeur de fil de soudure selon l'une des revendications de 3 à 5, comprenant un circuit de contrôle pour déclencher une alarme et/ou 25 interdire l'avancement du fil (1) lorsque ledit détecteur de distribution (80) détecte une distribution non correcte. 7. Distributeur de fil de soudure selon l'une des revendications précédentes, comprenant un actuateur électrique (60) pour imprimer une rotation auxdites roulettes motrices (10, 20). 8. Distributeur de fil de soudure selon la revendication précédente, dans lequel ledit actuateur électrique (60) est constitué par un moteur pasàpas ou par un servomoteur. 9. Distributeur de fil de soudure selon l'une des revendications précédentes, comprenant un actuateur manuel (100), s'opposant audits moyens de serrage (115, 125), pour écarter lesdites roulettes motrices (10, 20) 10 et libres (11, 21) et permettre l'introduction dudit fil de soudure (1). 10. Distributeur de fil de soudure selon la revendication 3, comprenant un nombre 2n de paires de roulettes, et apte à distribuer un nombre n de fils de soudure en parallèle. il. Distributeur de fil de soudure selon la revendication précédente, 15 comprenant un nombre n de détecteurs de distribution indépendants. 12. Distributeur de fil de soudure selon la revendication 3, dans lequel lesdites roulettes motrices (210) et lesdites roulettes libres (211) sont aptes à distribuer plusieurs fils de soudure en parallèle.