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REVENDICATIONS
1. Dispositif permettant d'amener au moins un élément mobile
en regard d'un point quelconque d'une surface, caractérisé par le fait
qu'il comprend un chariot mobile se déplaçant pas à pas suivant un
système de coordonnées, ce chariot portant ledit élément monté sur
lui de façon à pouvoir se déplacer pas à pas dans au moins une di
rection, la longueur des pas des déplacements dudit élément étant in
férieure aux pas des déplacements dudit chariot.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait
que ledit chariot porte quatre éléments mobiles se déplaçant, par
paires, suivant deux axes perpendiculaires l'un à l'autre.
3. Dispositif suivant la revendication 1, pour le montage de
composants électroniques sur une plaque de circuit imprimé, carac
térisé par le fait que ledit élément mobile est constitué par une partie
au moins d'un dispositif d'éclairage.
4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait
que ledit dispositif d'éclairage comprend une source de lumière, une
fibre optique captant les rayons lumineux de ladite source de lumière
par une de ses extrémités, et un dispositif optique à lentilles, situé à
l'extrémité opposée de ladite fibre optique, destiné à rendre sensible
ment parallèle le faisceau lumineux qui le traverse, ledit dispositif
optique constituant la partie du dispositif d'éclairage formant ledit
élément mobile.
5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait
que ledit élément mobile est monté sur le chariot qui le porte, de fa
çon à pouvoir se déplacer pas à pas dans deux directions perpendi
culaires l'une à l'autre.
6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait
que le chariot mobile se déplace pas à pas, la longueur des pas des
déplacements dudit chariot étant un multiple de la longueur des pas
des déplacements de l'élément mobile.
La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'amener au moins un élément mobile en regard d'un point quelconque d'une surface. Ce dispositif, à emplois divers, sera principalement appliqué aux installations de montage des composants électroniques sur une plaque de circuit imprimé dans lesquelles on éclaire sélectivement les trous de ladite plaque où doivent être engagés les conducteurs desdits composants.
Dans des installations connues de ce type, on utilise une pièce percée de passages traversants disposés de façon matricielle, suffisamment rapprochés les uns des autres pour que les trous de la plaque du circuit puissent coïncider chacun avec l'un desdits passages.
On éclaire sélectivement ceux-ci et l'on déplace la pièce percée sous la plaque du circuit de manière à amener les passages éclairés de ladite pièce en regard des trous de la plaque du circuit que l'on désire illuminer. Une telle disposition se retrouve, par exemple, dans le brevet suisse No 610171, au nom de la titulaire du présent brevet.
L'évolution de la technique dans le domaine des circuits imprimes a conduit à réaliser des plaques de circuit dont les trous destinés à recevoir les conducteurs des composants électroniques du circuit sont beaucoup plus rapprochés les uns des autres qu'ils ne l'étaient précédemment, la distance minimale entre deux trous d'une plaque de circuit étant actuellement de l'ordre de 6/100 de millimètre. Il ré- sulte de cette évolution qu'il n'est pratiquement plus possible de réaliser des pièces percées matriciellement dont la résolution, c'est-àdire la distance séparant lesdits trous, soit suffisamment faible pour que, quelle que soit la position d'arrêt de la pièce percée dans la zone où un trou de la plaque doit être éclairé, l'un ou l'autre des passages de ladite pièce percée se trouve obligatoirement situé en regard du trou à éclairer.
Le but de la présente invention est de fournir une autre solution à ce problème qui élimine la nécessité de réaliser une pièce percée de passages disposés de façon matricielle.
Ce but est atteint grâce aux moyens définis dans la revendica
tion 1.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de
l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective, schématique, d'une partie
d'une installation pour le montage des composants électroniques sur une plaque de circuit imprimé;
la fig. 2 est une vue en plan d'un détail de cette installation, à échelle agrandie, comportant le présent dispositif;
la fig. 3 est une coupe de ce même détail de l'installation, suivant la ligue 111-111 de la fig. 2;
la fig. 4 est une vue en plan d'un détail du présent dispositif, à échelle encore agrandie, et
la fig. S est une coupe suivant la ligne V-V de la fig. 4.
L'installation représentée comprend une table 1 supportant un récipient rotatif logé dans un carter 2 présentant une ouverture 3. Ce récipient est divisé en compartiments destinés à contenir chacun des composants électroniques (capacités, résistances, transistors, etc., tel le composant 4 de la fig. 2) différents, et est agencé de manière à avancer pas à pas de façon à présenter successivement ses différents compartiments en regard de l'ouverture 3, le tout de manière qu'un seul compartiment soit accessible à la fois.
L'installation comprend en outre un cadre, désigné d'une façon générale par 5, destiné à recevoir une plaque 6 de circuit imprimé à garnir de composants électroniques. Ce cadre est formé de deux montants 7 et 8, reliés par deux traverses 9, entre lesquels s'étendent deux tiges 10 servant au guidage d'une barre 11, parallèle aux montants 7 et 8, et qui maintient en place la plaque de circuit 6 appliquée contre le montant 7. Cette barre il peut coulisser le long des tiges 10 de façon que sa position soit adaptée à la dimension de la plaque de circuit 6.
Afin de permettre à l'opérateur d'engager les composants électroniques qu'il puise dans les différents compartiments du récipient logé dans le carter 2 dans les trous correspondants de la plaque de circuit 6, ceux-ci sont éclairés sélectivement par des moyens décrits ciaprès, situés sous la plaque du circuit, à une distance de celle-ci suffisante pour permettre que les conducteurs, désignés par 12, des composants électroniques n'aient pas à être préalablement coupés de longueur.
A cet effet, les montants 7 et 8 portent chacun un rail de guidage 13 dont seul celui du montant 8 est visible au dessin (fig. 2 et 3) coopérant chacun, avec interposition d'aiguilles de roulement 14, avec un rail de guidage 15 porté par un chariot 16. Ce chariot 16 comprend deux blocs terminaux 17, dont un seul est visible au dessin, et deux traverses 18 entre lesquelles se déplace un coulisseau 19.
L'un des blocs 17, en l'occurrence celui qui est représenté au dessin, est traversé par une vis mère 20 commandée par un moteur pas à pas non représenté qui assure les déplacements du chariot 16 dans le sens de la flèche 21 de la fig. 2.
Quant au coulisseau 19, il est traversé par une vis mère 22 entraînée pas à pas par un moteur non représenté, ce qui assure les déplacements du coulisseau dans le sens des flèches 23 des fig. 2 et 3.
Le coulisseau 19 porte un tourillon 24 sur lequel s'engage, de fa çon amovible, un manchon 25 solidaire d'une platine circulaire 26 portant quatre coulisses 27 disposées en croix à 900 les unes des autres (fig. 1, 4 et 5). Chaque coulisse 27 reçoit un coulisseau 28 portant un tube 29, légèrement incliné par rapport à la verticale, contenant un dispositif optique à lentilles, non représenté, et qui est ajusté à l'extrémité d'une fibre optique 30, dont une seule a été représentée au dessin (fig. 5), dont l'extrémité opposée aboutit à une source de lumière schématiquement représentée en 31 à la fig. 5.
Chaque coulisseau 28 est traversé par une vis mère 32 entraînée par un moteur 33, fixé à la plaque 26, sous celle-ci, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages, non représente, situé dans un carter 34. Il résulte de cet agencement que les moteurs 33 permettent d'actionner séparément les quatre coulisseaux 28 pour les déplacer, pas à pas, par paires le long de deux axes 35 et 36 perpendiculaires l'un à l'autre (fig. 4). La plaque 26 est percée de quatre fentes allon
gées 37, disposées sur lesdits axes 35 et 36 et qui permettent le passage de la base des tubes d'éclairage 29 et leur déplacement radial lorsque les coulisseaux 28 sont en mouvement.
Il est à remarquer que l'inclinaison des tubes d'éclairage 29 est telle que, lorsque les quatre tubes occupent leur position la plus rapprochée du centre, telle que représentée au dessin, les faisceaux lumineux parallèles émis par ces quatre tubes, représentés schématiquement par les traits mixtes 38 de la fig. 5, convergent.vers un même point situé à mi-épaisseur de la plaque 6 du circuit imprimé.
L'installation décrite et représentée sera commandée électroniquement, à l'aide de programmes, à raison d'un programme particulier pour chaque type de circuit, qui commanderont la rotation du récipient contenant les composants, de façon à amener successive- ment des composants différents en regard de l'ouverture 3 du carter 2 dudit récipient, ce qui permettra à l'opérateur de n'avoir accès qu'à un type de composant à la fois. Simultanément, le programme en service commandera les quatre moteurs 33 actionnant les coulisseaux 28 portant les tubes d'éclairage 29 de manière à amener ces quatre tubes chacun dans une position donnée, ce qui équivaudra à la réalisation momentanée de l'équivalent de la pièce percée de passages disposés matriciellement de l'installation du brevet suisse No 610171.
Le programme commandera alors les moteurs actionnant les vis mères 20 et 22, ce qui amènera le coulisseau 19, par son déplacement le long des traverses 18 et par déplacement du chariot 16 le long des montants 7 et 8, à se placer dans la zone de la plaque 6 du circuit où des trous de celle-ci doivent être éclairés. Chaque dispositif d'éclairage éclairera l'un des trous de la plaque 6 formant ainsi une constellation de quatre trous donnant à l'opérateur une indication exacte de l'endroit où il doit engager les conducteurs 12 du composant électronique 4 qui doit être monté sur la plaque 6.
On pourra prévoir, afin de faciliter encore l'opération, que le dispositif d'éclairage de l'un des trous, celui dans lequel devra être engagé le conducteur 0 du composant électronique, soit éclairé par intermittence, ce qui est possible puisque chaque dispositif d'éclairage comprend sa propre source lumineuse 31. Cela produira un effet de clignotement indiquant à l'opérateur dans quel trou doit être engagé le conducteur 0.
Dans l'exemple représenté, l'installation comporte quatre dispositifs d'éclairage permettant l'illumination simultanée de quatre trous du circuit, quelque faible que soit la distance qui les sépare; on pourra cependant prévoir des installations comportant un nombre inférieur de dispositifs d'éclairage, voire, à la limite, un seul.
L'invention n'est pas limitée à l'application décrite et représentée: elle pourra s'appliquer à tous les cas où il est nécessaire d'amener un élément en regard d'un point quelconque d'une surface.
Ainsi, pour rester dans le domaine de la fabrication des circuits imprimés, pourra-t-on remplacer les dispositifs d'éclairage soit par des électrodes permettant d'amener du courant en des points quelconques du circuit, en vue d'opérations de contrôle de celui-ci, soit par des unités d'usinage permettant des opérations d'usinage de la plaque de circuit, soit encore par des dispositifs de montage automatique des composants.
Dans la pratique, et pour le cas des applications aux circuits électroniques imprimés, dont les trous peuvent être distants de 0,0635 mm, la résolution des pas des déplacements des coulisseaux 28 portant les éléments mobiles - dispositifs d'éclairage ou autre - sera précisément de 0,0635, la course totale des coulisseaux 28 étant de l'ordre de 50 mm par exemple, alors que la résolution des pas des déplacements du coulisseau 19 et du chariot 16 sera le double de celle du coulisseau 28, soit 0,12? mm, les courses du coulisseau 19 et du chariot 16 étant de l'ordre de 300 à 400 mm pour permettre de couvrir les plaques de circuit les plus grandes.
La distance séparant le sommet des éléments mobiles -' tubes d'éclairage 29 ou autres - et la plaque 6 du circuit sera de l'ordre de 40 mm, les conducteurs des composants électroniques pouvant, avant leur mise de longueur, avoir une longueur allant jusqu'à 35 mm environ.
La précision de l'installation sera telle que la position finale des éléments mobiles - dispositifs d'éclairage ou autres - sera exacte au 1/100 de millimètre près.
En variante, on pourra prévoir le cas où la table 26 pourra être orientée de diverses façons, cela en modifiant la position angulaire du manchon 25 sur le tourillon 24, de façon que les directions de déplacement des coulisseaux 28 soient parallèles aux directions de déplacement du coulisseau 19 ou obliques par rapport à celles-ci.
En variante également, on pourra prévoir le cas où un ou plusieurs éléments mobiles - dispositifs d'éclairage ou autres - seront montés sur la table 26 de façon à pouvoir se déplacer non pas selon une seule direction, comme dans l'exemple représenté, mais selon deux directions perpendiculaires l'une à l'autre.
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CLAIMS
1. Device for bringing at least one mobile element
opposite any point on a surface, characterized by the fact
that it includes a mobile carriage moving step by step
coordinate system, this carriage carrying said element mounted on
him so that he can move step by step in at least one di
rection, the length of the displacement steps of said element being in
inferior to the steps of the movements of said carriage.
2. Device according to claim 1, characterized in that
that said carriage carries four movable elements moving, by
pairs, along two axes perpendicular to each other.
3. Device according to claim 1, for mounting
electronic components on a printed circuit board, charac
terrified by the fact that said movable element is constituted by a part
at least one lighting device.
4. Device according to claim 3, characterized in that
that said lighting device comprises a light source, a
optical fiber capturing the light rays of said light source
by one of its ends, and an optical device with lenses, located at
the opposite end of said optical fiber, intended to make sensitive
parallel the light beam passing through it, said device
optic constituting the part of the lighting device forming said
mobile element.
5. Device according to claim 1, characterized in that
that said movable element is mounted on the carriage which carries it, so
lesson in being able to move step by step in two perpendicular directions
from one to the other.
6. Device according to claim 1, characterized in that
the mobile carriage moves step by step, the length of the steps of the
displacements of said carriage being a multiple of the length of the steps
displacements of the mobile element.
The subject of the present invention is a device making it possible to bring at least one mobile element opposite any point on a surface. This device, for various uses, will mainly be applied to installations for mounting electronic components on a printed circuit board in which the holes in said plate are selectively illuminated where the conductors of said components must be engaged.
In known installations of this type, use is made of a part pierced with through passages arranged in a matrix fashion, sufficiently close to one another so that the holes in the circuit board can each coincide with one of said passages.
These are selectively illuminated and the part pierced is moved under the circuit plate so as to bring the illuminated passages of said part opposite the holes in the circuit plate which it is desired to illuminate. Such a provision is found, for example, in Swiss Patent No 610171, in the name of the owner of this patent.
The evolution of the technique in the field of printed circuits has led to the production of circuit plates whose holes intended to receive the conductors of the electronic components of the circuit are much closer to each other than they were previously, the minimum distance between two holes of a circuit board currently being of the order of 6/100 of a millimeter. It follows from this evolution that it is practically no longer possible to produce parts drilled with a matrix, the resolution of which, that is to say the distance separating said holes, is sufficiently low so that, whatever the position of stop of the drilled part in the area where a hole in the plate must be lit, one or other of the passages of said drilled part is necessarily located opposite the hole to be lit.
The object of the present invention is to provide another solution to this problem which eliminates the need to produce a part pierced with passages arranged in a matrix fashion.
This goal is achieved by the means defined in the claim.
tion 1.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of
the subject of the invention.
Fig. 1 is a schematic perspective view of part
an installation for mounting electronic components on a printed circuit board;
fig. 2 is a plan view of a detail of this installation, on an enlarged scale, comprising the present device;
fig. 3 is a section of this same detail of the installation, according to the league 111-111 of FIG. 2;
fig. 4 is a plan view of a detail of the present device, on a still enlarged scale, and
fig. S is a section along the line V-V of FIG. 4.
The installation shown comprises a table 1 supporting a rotary container housed in a casing 2 having an opening 3. This container is divided into compartments intended to contain each of the electronic components (capacities, resistances, transistors, etc., such as component 4 of Fig. 2) different, and is arranged so as to advance step by step so as to present successively its different compartments opposite the opening 3, the whole so that only one compartment is accessible at a time.
The installation further comprises a frame, generally designated by 5, intended to receive a printed circuit board 6 to be fitted with electronic components. This frame is formed by two uprights 7 and 8, connected by two crosspieces 9, between which extend two rods 10 serving to guide a bar 11, parallel to the uprights 7 and 8, and which holds the circuit board in place 6 applied against the upright 7. This bar can slide along the rods 10 so that its position is adapted to the size of the circuit plate 6.
In order to allow the operator to engage the electronic components which he draws from the different compartments of the container housed in the casing 2 in the corresponding holes of the circuit plate 6, these are selectively lit by the means described below , located under the circuit board, at a distance from it sufficient to allow the conductors, designated by 12, of the electronic components not to be cut in length beforehand.
For this purpose, the uprights 7 and 8 each carry a guide rail 13 of which only that of the upright 8 is visible in the drawing (fig. 2 and 3) each cooperating, with the interposition of rolling needles 14, with a guide rail 15 carried by a carriage 16. This carriage 16 comprises two end blocks 17, only one of which is visible in the drawing, and two cross members 18 between which a slide 19 moves.
One of the blocks 17, in this case the one shown in the drawing, is crossed by a lead screw 20 controlled by a not shown stepping motor which ensures the movements of the carriage 16 in the direction of the arrow 21 of the fig. 2.
As for the slide 19, it is crossed by a lead screw 22 driven step by step by a motor not shown, which ensures the movements of the slide in the direction of the arrows 23 of FIGS. 2 and 3.
The slide 19 carries a pin 24 on which engages, in a removable manner, a sleeve 25 secured to a circular plate 26 carrying four slides 27 arranged in a cross 900 to each other (fig. 1, 4 and 5) . Each slide 27 receives a slide 28 carrying a tube 29, slightly inclined with respect to the vertical, containing an optical lens device, not shown, and which is adjusted to the end of an optical fiber 30, only one of which has been shown in the drawing (fig. 5), the opposite end of which leads to a light source schematically shown at 31 in fig. 5.
Each slide 28 is traversed by a lead screw 32 driven by a motor 33, fixed to the plate 26, under the latter, by means of a gear train, not shown, located in a casing 34. It results of this arrangement that the motors 33 make it possible to actuate the four slides 28 separately to move them, step by step, in pairs along two axes 35 and 36 perpendicular to one another (fig. 4). The plate 26 is pierced with four allon slots
gées 37, arranged on said axes 35 and 36 and which allow the passage of the base of the lighting tubes 29 and their radial displacement when the slides 28 are in motion.
It should be noted that the inclination of the lighting tubes 29 is such that, when the four tubes occupy their position closest to the center, as shown in the drawing, the parallel light beams emitted by these four tubes, represented schematically by the dashed lines 38 of FIG. 5, converge. Towards the same point located at mid-thickness of the plate 6 of the printed circuit.
The installation described and shown will be controlled electronically, using programs, at the rate of a specific program for each type of circuit, which will control the rotation of the container containing the components, so as to successively bring different components opposite the opening 3 of the casing 2 of said container, which will allow the operator to have access to only one type of component at a time. Simultaneously, the program in service will control the four motors 33 actuating the slides 28 carrying the lighting tubes 29 so as to bring these four tubes each in a given position, which will be equivalent to the momentary production of the equivalent of the pierced part. of passages arranged matricially from the installation of Swiss patent No 610171.
The program will then command the motors actuating the lead screws 20 and 22, which will cause the slide 19, by its displacement along the crosspieces 18 and by displacement of the carriage 16 along the uprights 7 and 8, to be placed in the area of plate 6 of the circuit where holes in it must be lit. Each lighting device will illuminate one of the holes in the plate 6, thus forming a constellation of four holes giving the operator an exact indication of where it must engage the conductors 12 of the electronic component 4 which is to be mounted on plate 6.
Provision may be made, in order to further facilitate the operation, for the lighting device of one of the holes, that in which the conductor 0 of the electronic component must be engaged, to be illuminated intermittently, which is possible since each device lighting includes its own light source 31. This will produce a flashing effect indicating to the operator in which hole must be engaged the conductor 0.
In the example shown, the installation includes four lighting devices allowing the simultaneous illumination of four holes of the circuit, however small the distance between them; however, it is possible to provide installations comprising a lower number of lighting devices, or even, ultimately, only one.
The invention is not limited to the application described and shown: it can be applied to all cases where it is necessary to bring an element opposite any point on a surface.
Thus, to remain in the field of the manufacture of printed circuits, can we replace the lighting devices either by electrodes making it possible to bring current to any point of the circuit, with a view to control operations of this, either by machining units allowing machining operations on the circuit board, or even by automatic assembly devices for the components.
In practice, and in the case of applications to printed electronic circuits, the holes of which can be 0.0635 mm apart, the resolution of the steps of the displacements of the slides 28 carrying the mobile elements - lighting or other devices - will be precisely 0.0635, the total stroke of the sliders 28 being of the order of 50 mm for example, while the resolution of the pitch of the displacements of the slider 19 and of the carriage 16 will be twice that of the slider 28, ie 0.12 ? mm, the races of the slide 19 and of the carriage 16 being of the order of 300 to 400 mm to allow the largest circuit plates to be covered.
The distance separating the top of the mobile elements - lighting tubes 29 or other - and the plate 6 of the circuit will be of the order of 40 mm, the conductors of the electronic components being able, before their length setting, to have a length ranging up to approximately 35 mm.
The precision of the installation will be such that the final position of the mobile elements - lighting or other devices - will be accurate to the nearest 1/100 of a millimeter.
As a variant, provision could be made for the table 26 being able to be oriented in various ways, this by modifying the angular position of the sleeve 25 on the pin 24, so that the directions of movement of the slides 28 are parallel to the directions of movement of the slide 19 or oblique with respect thereto.
Alternatively also, one can provide the case where one or more mobile elements - lighting or other devices - will be mounted on the table 26 so as to be able to move not in one direction, as in the example shown, but in two directions perpendicular to each other.