FR2548794A1 - Courroie de fibres optiques, procede et appareil de construction de cette courroie - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN CABLE A FIBRES OPTIQUES, SON PROCEDE DE FABRICATION ET LE ROBOT UTILISE. DANS UNE COURROIE SOUPLE A FIBRES OPTIQUES POUR L'EMISSION COHERENTE DE LUMIERE A PARTIR D'UNE SOURCE LUMINEUSE A DIODES ELECTROLUMINESCENTES 22, UN RESEAU PLANAIRE DE FILAMENTS DE FIBRES OPTIQUES 34 EST POSE DANS LA DIRECTION LONGITUDINALE DE LA COURROIE ET POSITIONNE PAR DES ELEMENTS TRANSVERSES 79 DANS LE PLAN NEUTRE PRINCIPAL DE LA COURROIE. LE ROBOT AUTOMATISE DE FABRICATION DES CABLES A FIBRES OPTIQUES UTILISE COMPREND UN MOULE A FIBRES OPTIQUES ALLONGE 56, UN RESEAU EMETTEUR 180 FIXE AUDIT MOULE ET UN MECANISME D'ALIMENTATION EN FIBRES MONTE SUR UN TRANSPORTEUR DE FIBRES 94 DE FACON A SE DEPLACER PAR RAPPORT AU MOULE DU CABLE A FIBRES OPTIQUES 56. APPLICATION A L'INDUSTRIE DES FIBRES OPTIQUES.

Description

COURROIE DE FIBRES OPTIQUES, PROCEDE

ET APPAREIL DE CONSTRUCTION DE CETTE COURROIE

La présente invention concerne des cibles de fibres optiques, la fabrication de ces cibles et en particulier des câbles qui sont utilisés dans les sysè-mes de formation

d'images graphiques comme des photocomposeuses.

l Une photocomposeuse sur laquelle le présent câble peut être utilisé est décrite dans le brevet des Etats-Unis No 181 312 déposé le 25 août 1980 par Peter Ebner, pour une imprimante de caractè-r à fibres opticmes et à diodes électroluminescentes Cette composeuse de la quatrième 10 génération peut être commercialislé amour enriron $ 10 000 mais elle offre cependant la vitesse et la souplesse des mnachires de la troisième génération Ces résultats ont pu être obtenuçen prévoyant un ruban souple constitué d'un petit nombore de filaments de fibres optiques, Chaque fila15 inent est illuminé par l'une des diodes électro-luminescente 4 (LED) d'une matrice et son extrémité de sortie est située à l'intérieur d'une tête d'impression La tête d'impression comprend au moins un réseau linéaire relativement court de filaments de fibres optiques noyé dans la tête Des moyens 20 permettent de faire suivre a la tête un mouvement de balayage au travers du matériau photosensible et d'enregistrer sur ce matériau une ligne de caractères formée par La lumière provenant de l'excitation sélective des diodes électro-luminescentes L'invention de l'application 25 ci-dessus utilise une boucle en cible de Fibres optiques constituée de filaments de fibres optiques montés sur un support analogue à une courroie Cette boucle ontique en fibres souples permet un balayage rapide par la tête d'impression avec un câble optique comprenant un nombre 30 considérablement réduit de filaments de fibres optiques, par exemple, 128, contrairement aux milliers de filaments qui étaient nécessaires pour les cables antérieurs d'usage général A l'usage, il s'est avéré que le pliage permanent

du cable de fibres optiques exerçait des efforts sur les 35 filaments de fibres optiques.

La construction d'un ensemble constitué d'un câble à fibres optiques et d'une matrice de diodes électroluminescentes dans lequel des filaments microscopiques de fibres optiques sont connectés à des diodes électro5 luminescentes très petites est extrêmement difficile Les

filaments sont eux-mêmes fragiles et risquent de se casser.

Les diodes electro-luminescentes ont une intensité limitée et c'est pourquoi il est extrêmement important de placer l'extrémité d'entrée de chaque filament de fibres optiques 10 aussi près que possible de la zone d'émission la plus intense d'une diode La mise en place de l'extrémité d'un filament de fibres de 0,0507 mm environ sur une zone émettrice carrée ou circulaire mesurant environ 0,1267 mm

exige une précision de moins de O,0253 mm de la cible.

La photocomposeuse de la quatrième génération doit être une machine de série et, comme toutes les machines de série économiquement viables, ses composants doivent aussi être

produits en série et identiques du point de vue fonctionnel.

Un cable photo-optique à utiliser sur une telle machine et 20 comprenant un petit nombre de filaments de fibres optiques et de diodes électroluminescentes doit répondre de la même

manière que la pièce qu'il remplace.

Un câble à fibres optiques réalisant la présente invention est constitué d'une courroie souple ou câble dans 25 lequel un ou plusieurs réseaux planaires de filaments de fibres optiques sont posés le long de la courroie, les filaments étant placés sur la majeure partie neutre de la courroie ou du cable Les filaments de fibres optiques qui s'étendent sur la longueur de la courroie sont maintenus 30 en place dans le plan neutre principal par des laçages transversaux noyes dans la courroie On peut limiter les possibilités de flexion de la courroie à fibres optiques uniquement dans le plan normal au plan neutre principal

grâce à une ou plusieurs bandes plates rigides placées dans 35 le plan neutre principal.

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Il existe plusieurs perfectionnements de l'invention qui peuvent être énumérés séparément On peut citer en particulier l'installation de deux ou plusieurs couches de filaments de fibres optiques dans ou à proximité du plan neutre et la formation de la courroie autour des filaments

au moyen d'un moulage par Injection de matériau élastomère.

L'illumination sélective des filaments de fibres optiques se fait au moyen d'une matrice bidimensionnelle de diodes électro-luminescentes La source lumineuse est refroidie 10 par un procédé thermoélectrique de façon à augmenter la

disponibilité de la lumière émise par les diodes.

La courroie de fibres optiques est rendue plus pratique par l'inclusion d'une tête d'émission intégrée comprenant un réseau généralement planaire de filaments de fibres 15 optiques La lumière est émise dans la tête d'émission

par les filaments qui sont disposes selon une configuration prédéterminée par rapport aux diodes électro-luminescentes.

Le câble ou la courroie peut inclure une surface d'émission polie dans laquelle les filaments ont été noyés à l'intérieur 20 d'un matériau d'enrobage La face est décalée d'un certain angle au-dessus et au-dessous du plan des filaments de

fibres optiques.

Un nouveau procédé de construction du câble à fibres optiques est décrit Le procédé de fabrication d'un câble 25 en fibres optiques comprend la pose,sur le travers d'un premier jeu d'éléments de positionnement sur un moule à câble et ensuite la pose d'une ou plusieurs couches de filaments de fibres optiques au-dessus des éléments de positionnement transversalux Dans une opération finale, les 30 filaments de fibres optiques et les éléments de positionnement transversaux sont enrobés pour constituer une courroie

souple moulée.

Dans le procédé de construction, un second jeu d'éléments de positionnement transversaux peut être espacé du premier jeu de manière à assurer le cheminement des filaments

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de fibres optiques sur l'axe neutre de la courroie ou à proximité de cet axe lorsque les filaments sont enrobés Un autre raffinement du procédé comprend l'enrobage de bandes d'acier rigides parallèles au cheminement des filaments 5 de fibres optiques de façon à limiter la flexion de la courroie uniquement à la direction normale au plan neutre

et à limiter ainsi l'expansion longitudinale de la courroie.

Dans le procédé de construction d'un câble de fibres optiques, une première extrémité de chaque filament de 10 fibres optiques est fixée à une source de rayonnement électromagnétique Une seconde extrémité est placée dans une tête d'émission à un endroit précis par rapport aux autres filaments pour la transmission d'images lumineuses cohérentes Les filaments de fibres optiques sont maintenus 15 sur des surfaces adhésives jusqu'à ce qu'ils soient enrobés

en moulant un matériau élastomère par injection.

Un procédé de production d'une tête d'émission à fibres optiques comprend comme première étape la définition précise des emplacements des diodes électro-luminescentes et le 20 stockage de ces emplacements dans une mémoire à lecture électronique L'étape suivante consiste à contrôler par un procédé électronique le mouvement relatif entre les diodes électroluminescentes et un dispositif de mise en place des filaments de façon à placer les deux conformément aux 25 emplacements stockés dans la mémoire électronique et à

placer les filaments contre les diodes électro-luminescentes.

Le procédé de mise en place des filaments de fibres optiques sur les diodes électro-luminescentes individuelles comprend la fusion d'une couche adhésive coulée à chaud adjacente à une diode électro-luminescente avec un radiateur de précision chauffant une petite surface et en pressant sur un filament de fibres optiques pour le faire pénétrer dans l'adhésif fondu de façon à ce qu'il s'applique sur la diode Le radiateur de précision est ensuite retiré ou éteint On obtient ainsi la liaison de chaque filament de fibres optiques sur sa diode sans perturber les liaisons adjacentes ni degrader la diode électro-luminescente ni son

potentiel d'émission lu ineuse.

L'établissement de la liaison entre les filaments de fibres optiques et les diodes électro-luminescentes se fait en l'appliquant sur la diode à travers la couche adhésive fondue avec une force axiale qui est appliquée aux filaments en un endroit distant de l Vextrem-ité du filament de façon à ce que le filament se déforme et limite ainsi la force appliquée La force axiale est appliquée par un galet presseur et un cabestan La méthode de fixation des filaments de fibres optiques aux; diodes él ectroluminescentes peut encore être caractérisée par l'erploi dun mandrin de guidage sous vide en forme de:Vl" qui maintient lextrémité 15 du fil précisément sur la diode La méthode de fabrication d'une tâte d'émission à fibres optiques est caractérisée par l'emploi d'un socle de tête d'émission rainuré pour poser une première rangée de filaments de fibres optiques Lorsque les filaments sont posés, deux pinces sont installles sur les filaments en des emplacements equidistants de chaque c Sté des rainures et une seconde rangée de fil aments de fibres optiques est ensuite posée sur la premièreo Enfin, les filaments de

fibres optiques sont enrobés dans la tête d'émission.

Les procédés définis ci-dessus peuvent être appliqués dans urne machine automatisée de fabrication des câbles de fibres optiques, caractérisée par un moule à fibres optiques allongé, un réseau émetteur de diodes fixé sur ce moule, et un mécanisme d'alimentation en fibres plaçant un filament 30 à partir de l'émetteur le long du moule Un ou plusieurs moyens de déplacement assurent le mouvement entre le mécanisme d'alimentation et le moule du câble à fibres optiques Un poste de mise en place des fibres optiques permet de localiser l'extrémité d'un filament à fibres optiques sur une diode du réseau émetteur avant de faire

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passer le filament le long du moule.

Dans la machine automatisée de fabrication du câble à fibres optiques, le moule du câble à fibres optiques est

installé de manière à pouvoir se déplacer.

D'autres perfectionnements de la machine de fabrication du câble à fibres optiques comprennent l'emploi d'un poste de coupe des fibres à la longueur voulue Il est encore utile de disposer d'une commande électronique contrôlant les

mouvements des mécanismes de fabrication du câble.

Les objets précédents ainsi que d'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention

apparaîtront dans la description qui va suivre de formes

de réalisation préférées de l'invention faite en regard des dessins annexes qui utilisent les memes références 15 pour désigner les memes pièces sur des vues différentes, qui ne sont pas nécessairement à l'échelle mais qui insistent sur l'illustration des principes de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue isomêtrique représentant une 20 courroie légère en fibres optiques, réalisant l'invention avec une tête démission intégrée et une source lumineuse constituée par un réseau de diodes électro-luminescentes; la figure 2 est une vue dans le plan frontal de la tête d'émission a fibres optiques sur la surface d'émission 25 avec une vue agrandie des filaments de fibres optiques; la figure 3 est une vue latérale en élévation de la tête d'émission à fibres optiques; la figure 4 est une vue isométrique du réseau intégré de diodes électro-luminescentes constituant la source 30 lumineuse de la figure 1 avec une oartie arrachée; la figure 5 est unecoupe transversale de la source lumineuse; la figure 6 est une vue isométrique éclatée du moule utilisé pour fabriquer le câble à fibres optiques de la 35 figure 1;

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La figure 7 est une vue isométrique représentant le cheminement des filaments de fibres optiques sur la coquille inférieure du moule de la figure 3 Les filaments cheminent entre le réseau de la source lumineuse à diodes electro5 luminescentes de la f igure 4 et la tête d&émission de la figure 3; la figure 8 est une vue schnematique représentant le cheminement des filaments de fibres optiques sur les éléments transverses; la figure 9 est une vue schématique en élévation de face d'un robot de fabrication automatisé d'un cable à fibres optiques réalisant 1 'linvlention la figure 10 représente une vue schématique de dessus du robot de fabrication automatisé du cable à fibres 15 optiques de la figure 9; et la figure 11 est une vue de face isométrique du robot de fabrication du câble à fibres optiques représenté sur les schémas des figures 9 et 10; la figure 12 est une vue de face isométrique du poste de mise en place des fibres optiques avec le transporteur de filaments de fibres optiques plaçant un filament sur une diode électro-luminescente; la figure 13 est une vue de face isométrique du poste de mise en place des fibres optiques du robot sur laquelle un certain nombre de filaments sont placés sur les diodes électro-lumrinescentes et dont on a supprimé le transporteur de mise en place des fibres; La figure 14 est une vue de face isométrique du poste de mise en place des fibres optiques de la figure 13 avec 30 une pince maintenant une fibreen place et le transporteur des filaments de fibres optiques en train de placer des filaments de fibres optiques à partir du poste de mise en place des fibres le long du moule du câble à fibres optiques; la figure 15 est une vue isométrique agrandie du poste de mise en place des ibres représentant un mandrin sous de mise en place des fibres représentant un mandrin sous

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vide qui maintient la fibre pour la placer et un élément chauffant une surface précise; la figure 16 est une vue en coupe transversale du chauffage d'une zone précise; la figure 17 est une vue isométrique du côté droit du transporteur des filaments de fibres optiques partiellement visible depuis la gauche des figures 12 et 14; la figure 18 est un gros plan isométrique d'un poste de coupe des fibres optiques; la figure 18 A est une vue latérale de la bobine du poste de coupe; la figure 19 est une vue isométrique en gros plan du poste de coupe des fibres optiques de la figure 18 au moment de la coupe d'un filament de fibres optiques; 15 la figure 20 est une vue en coupe transversale en gros plan représentant la mise en place d'un filament de fibres optiques au moment o il est bourré contre une surface adhésive par le pilon du transporteur de fibres avant d'être placé dans la tête d'émission; la figure 21 est une vue en coupe transversale et en gros plan représentant le bourrage d'un filament de fibres sur une surface adhésive par le -pilon du transporteur de fibres lorsque le filament a été placé dans la tête d'émission; la figure 22 est une vue isométrique éclatée de la tête d'émission à fibres optiques et du cylindre de fixation et de guidage représentant l'ordre de l'assemblage; et la figure 23 est une représentation schématique du robot de

fabrication et de son système de commande.

Un câble à fibres optiques 16 réalisant la présente invention est représenté sur la figure 1 Le câble souple 16 en matière plastique souple moulée est intégralement

relié à une source lumineuse 22 et à une tête d'émission 26.

La courroie souple peut être installée sur une photo35 composeuse de la quatrième génération de façon à être

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utilisée selon la procédé exposé dans le brevet des EtatsUnis No 181 312 déjà mentionné ci-dessus L'extrémité d'entrée est éclairée par une matrice de diodes électroluminescentes (LED) constituant la source 22 et l'extrémité 5 de sortie est positionnée à llintérieur d'une tête d'émission comprenant au moins un réseau linéaire de filaments de fibres optiques enrobés < 4 Dans le système de photocomposition (non représenté); des moyens sont prévus pour faire balayer la tête d'émission en travers du matériau 10 photosensible et enregistrer une ligne de caractères sur ce matériau Le filmin est ensuite avancé par un moteur pas à pas et le balayage répété pour une autre ligne de caractères La courroie comprend un nombre de filaments de fibres optiques considérablement réduit par rapport aux 15 milliers de filamnents nécessaires aux câbles de fibres optiques de l'art antérieur En outre, les fibres sont soigneusement disposées pour former une image de lumière cohérente grace à l'illumination sélective des diodes

électro-luminescentes individuelles.

La souplesse de la courroie de fibres optiques permet un balayage rapide de la tâte d'impression en travers du matériau photosensible La suppression des efforts est assurée dans les zones 18 et 20 par des épaisseurs supérieures de la courroie Ceci réduit au minimum la flexion et les contraintes dants les zones de montage o la courroie

à fibres optiques est connectée au mécanisme de la photocomposeuse La courroie est installée dans la photocomposeuse sur la source lumineuse 22, la bride de la tête d'émission 27 et l'équerre de fixation 19 La tête d'émis30 sion est boulonnée en place sur la photocomposeuse en utilisant les trous 41 de la bride 27.

La vue arrachée d'une portion de courroie de la figure 1 représente une coupe dans le plan neutre principal de la courroie avec les filaments de fibres optiques 34 enrobés 35 dans cette courroie Les filaments de fibres optiques 34

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sont enrobés dans un réseau plat le long du plan neutre, qui est le plan axial et longitudinal de la courroie dans lequel le câble ne subit ni tension ni compression pendant la flexion de la courroie dans une direction perpendicu5 laire à ce plan Ce phénomène est dû à la symétrie des contraintes exercées par rapport au plan central de la courroie pendant la flexion; le matériau situé d'un côté de ce plan travaille à la compression tandis que le matériau situé de l'autre côté travaille à la traction Les filaments de fibres optiques sont enrobés le long du plan neutre de façon à ne subir aucun effort inutile lors de la flexion normale de la courroie pendant les opérations d'impression. De chaque côté des filnaments, des bandes plates en acier rigide 25 sont enrobées dans la courroie Les bandes d'acier peuvent être perforées de façon à augmenter leur enrobage dans la courroie Ces bandes ont pour objet de permettre la flexion de la courroie uniquement dans la direction perpendiculaire au plan neutre Cette flexion est 20 la seule flexion nécessaire ôI la photocomposeuse Toute flexion dans d'autres directions exercerait des contraintes sur les filaments de fibres optiques et augmenterait les risquesde rupture des filaments Les bandes plates 25 sont aussi fixées sur la source lumineuse 22 et la tête 25 d'émission 26 de façon à empêcher l'allongement de la courroie. La source lumineuse 22 comprend des diodes électroluminescentes (LED) 48 représentées sur la figure 4 et soutient leurs circuits annexes nécessaires dont un connecteur électrique intégré 24 Les diodes électroluminescentes constituent un réseau de 16 colonnes dont chacune comprend 8 diodes électro-luminescentes, ce qui fait au total 128 sources lumineuses individuelles Les diodes électro-luminescentes sont de préférence du type

ayant une ouverture centrale centrée sur un plan métallisé.

il 2548794 Chaque diode electro-luminescente servant de source lumineuse est connectée à l'extrémité d'entrée d'un filament de fibres optiques Les diodes électroluminescentes sont illuminées de façon sélective pour former l'image visualisée sur la tête d'émission 26 L'illumination sélective et le mouvement de la tête d'émission sont synchronisés pour créer des lignes dlimpression lorsque le système est

utilisé dans une pho Locomposeuse.

La figure 2 est une vue planaire de face de la tête 10 d'émission à fibres optiques Dans le cartouche agrandi on peut voir le réseau des filaments de fibres optiques 34 utilisé pour la transmission de la lumière Le réseau de filaments à deux niveaux est enrobé, entre une base 37 et une partie supérieure 36 de la tête 26, dans un matériau 15 d'enrobage au cyanoacrylate 35 qui est versé sur les filaments par le trou d'accès 43 Le cyanoacrylate est un ciment transparent extrêmement dur et rigide Les filaments de fibres optiques sont montés dans le plan central de la tête en correspondance avec leur position dans la courroie 20 souple La couche inférieure de filaments est placée dans les rainures 39 du socle 37 de la tête d'émission ce qui facilite leur mise en place Les rainures sont également visibles sur la figure 22 qui représente une vue de la tête d'émission démontée La couche supérieure des filaments est 25 légèrement décalée de façon à ce que les filaments soient posés entre ceux de la couche inférieure Les filaments tels qu'ils sont placés ici ne laissent aucun écart ni aucune zone non éclairée lorsque la tête effectue son

balayage en travers du film photosensible.

Sur la figure 3 qui est une vue latérale de la tête d'émission, on peut voir que les deux parties de la tête s'associent pour former une surface d'émission faisant un certain angle et un verrouillage intégré antiarrachement du câble 38 comme représenté sur la figure Le verrouillage anti35 arrachement sert à la fois à éviter de séparer la tête et c

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à supprimer les tensions exercées sur les fibres et le câble lui-même du fait du mouvement de la tête d'émission dans la photocomposeuse La bride de fixation 27 avec ses trous de boulons 41, qui est solidaire du socle 37 sert au montage de la tête d'émission dans la photocomposeuse La partie supérieure 36 de la tête d'émission est fixée au

socle par des vis 40.

La figure 4 est une vue isométrique du socle de la

source lumineuse 22, représentée dans sa totalité sur la 10 figure 1 Les diodes électro-luninescentes 48 sont représentées dans une matrice 180 Les lignes situées au-dessus de chaque diode électro-luminescente représentent la position des filaments de fibres optiques individuels 34.

On peut voir également le connecteur électrique 24 qui 15 relie les diodes électro-luminescentes à une commande

électronique numérique de la photocomposeuse.

La commande électronique contrôle l'illumination sélective des diodes électro-luminescentes de façon à obtenir des images cohérentes sur la tête d'émission du 20 cable à fibres optiques Dans cette forme de réalisation, chaque filament de fibres optiques 34 est associé à une diode électro-luminescente particulière 48 sur la source lumineuse 22 et placé dans une position particulière sur la tête d'émission à fibres optiques 26 Ceci permet de fabri25 quer en série des courroies à fibres optiques équivalentes du point de vue opérationnel L'ordre et la mise en place des filaments feront l'objet d'une discussion ci-dessous

en liaison avec la description du robot de fabrication de

la courroie à fibres optiques.

La figure 5 est une vue en coupe transversale de la source lumineuse et de son système de refroidissement

adjacent La source lumineuse 22, comme représenté précédemment sur la figure 4, comprend une matrice de diodes électroluminescentes 180 installée sur une plaque diffusant la 35 chaleur 182.

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Les diodes électro-l-,uminescentes produisent non seulement de la lumière visible, mais aussi de la chaleur et une limitation inportante au fonctionnement de ces diodes vient de leur température de fonctionnement Plus le courant traversant la diode est élevée, plus l'éclairage est brillant Mais, au-delà d'un certain courant, la diode va chauffer excessivement et se dét 2 riorer Pour augmente la lumiere visible produite, les diodes llctro-luminescentes utilisées dans l'invention sont refroidies Ceci permet de 10 faire traverser les diodes i ectroluminescentes par un courant relativemenl élevé afin d' obtenir une illumination

brillante sans surchauffe ni d=gradation.

L'excitation d'un éllément the Ltoéllectrique 184 conduit à la creation d'une surface fraîche et d'une surface chaude 15 de l'élément La surface fraîche est orientée face à la plaque de diffusion 182, tandis que la surface chaude est orientée face au radiateur de chaleur i$ Le radiateur de chaleur sert à transférer l'énergie calorifique dans l'environnement extérieur En établissant des surfaces de 20 chauffage et de refroidissement, le module thermoélectrique élimine l 1 énergie calorifique de la matrice de

diodes électro-luminescentes 180 et de la plaqae de diffusion 182 et la transfère à l'environnement par liintermédiaire du radiateur 186.

Le module thermoélectrique refroidit activement les diodes électroluminescentes Par exemple, si la températuire anbiante est comprise entre 21 et 260 C environ, le module thermoélectrique va maintenir les températures des diodes électro-luminescentes à environ 15,5 C grace à l'emploi d'un modulateur convenable Puisque la matrice de diodes électroluminescentes 180 fonctionne au-dessous

de la température ambiante de la machine en fonctionnement, elle est isolée de l'ambiance extérieure de façon à éviter toute sircharge thermique de la matrice de diodes électro35 luminescentes.

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Pour isoler thermiquement le réseau de diodes électroluminescentes, la plaque de diffusion 182 est suspendue à l'intérieur d'un puits dans le bâti 187 La plaque 182 est suspendue par des goujons 192 L'espace ainsi ménagé entre 5 la plaquette des circuits des diodes électro-luminescentes et le connecteur 24 est enjambé par les fils de connexion 190 Des parois en acier 194 entourent le bâti 187 et servent de moules pour les matériaux isolants De façon à obtenir des propriétés de transfert de chaleur convenables, 10 un radiateur en résine époxy est appliqué entre la matrice de diodes électro-luminescentes 180 et la plaque de diffusion 182 De chaque côté du module thermoélectrique 184 on applique une graisse formant puits thermique qui augmente les caractéristiques de transfert de chaleur entre le module 15 thermoélectrique 184, la plaque de diffusion 182 et le

radiateur 186.

Des matériaux isolants et protecteurs sont placés sur et au-dessus de la jonction de la matrice des diodes électro-luminescentes 180 et des filaments à fibres optiques 20 34 Une couche de résine époxy semi-souple 185 est directement posée sur la matrice de diodes électro-luminescentes 180 Au-dessus de la couche de résine époxy se trouve un réservoir fermé de résine époxy liquide 197 qui permet la dilatation et la contraction thermiques des filaments de fibres optiques Une couche solide enrobant les connexions des filaments de fibres optiques et les jonctions des diodes électro-luminescentes provoquerait la rupture des filaments fragiles au cours des variations normales de la température ambiante La résine liquide 197 est fermée par un 30 joint en aluminium ou joint flottant 189 qui est mis en place par des bossages contre les parois en acier 194 et scellé avecun joint 191 en résine époxy durcie Le dessous du joint flottant 189 est couvert d'une bande de polymère qui empêche l'usure de tous les filaments de fibres optiques qui pourraient venir en contact avec ce

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joint flottant Au dessus du joint flottant 189, est posée une couche rigide de mousse d'uréthane isolante 188 Enfin, la source lumineuse est recouverte d'un capot en aluminium

193 qui est fixé au bâti d'acier 194 par de la résine époxy. La source lumineuse est reliée de façon permanente à la courroie de fibres

optiques comme on peut le voir

grâce au verrouillage anti-arrachement 23 (figure 4).

La figure 6 est une vue isométrique du moule utilisé pour mouler la partie centrale souple de la courroie de fibres optiques représentée sur la figure 1 Le moule sert à la fois à supporter les filaments de fibres optiques et

à orienter l'écoulement du matériau de moulage par injection.

La base du moule 56 et le dessus du moule 58 sont placés autour des filaments de fibres optiques avant l'injection 15 de produit de moulage Lorsque le moule est fermé, les

ergots 60 et 61 sont introduits dans les trous 65 et 67.

Ceci permet d'aligner correctement le moule lors de

l'assemblage avant l'injection du matériau de moulage.

Les creux 62, 63 et 71, 73 prévus dans le moule per20 mettent de créer les zones de suppression de contrainte 18 et 20 représentées sur la figure 1 o Comme on l'a vu ci-dessus, ces zones servent au montage des filaments de fibres optiques dans la photocomposeuse et, du fait de

leur plus grande épaisseur réduisent-les contraintes 25 exercées dans ces zones.

Des goujons 59 servent à l'installation des éléments transverses supportant les filaments Ces éléments 79 (figure 7) sont constitués d'un laçage enroulé autour des goujons 59 Le laçage est maintenu par des ressorts comprimés par des vis 64 à chaque extrémité de la base du moule du câble 56 Les ressorts comprimés 64 permettent de maintenir et de tendre régulièrement le laçage transversal support de façon à ce qu'il maintienne convenablement les filaments de fibres optiques orientés selon l'axe longitudinal du moule au voisinage de ce qui va devenir

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l'axe neutre de la courroie terminée Ceci est visible sur la figure 7 o les filaments de fibres optiques 34 sont

installés sur le laçage 79.

Le laçage transversal de support 79 est posé en deux 5 couches La première couche est posée en travers du moule à partir des goujons 59 et sert à supporter les filaments de fibres optiques le long de l'axe neutre Lorsque les filaments de fibres optiques ont été posés de façon souple au travers de la première couche, la seconde couche est posée sur les filaments La seconde couche de laçage s'étend à partir des mêmes positions déjà utilisées pour la première couche. Pendant l'assemblage du moule, les trous 50 qui se trouvent à l'extrémité gauche du fond du moule 56 servent à 15 aligner et à assembler le socle de la tête d'émission à fibres optiques 37 au moule (figure 7) Pendant le moulage, la partie supérieure de la tête d'émission 36 (figure 1) est fixée au socle 37 La matière plastique est injectée dans la tête 26 et dans le moule à travers un orifice 30 Lorsque 20 la substance de moulage a été injectée dans le moule et que le procédé de fabrication du câble est terminé, la tête d'émission à fibres optiques est déconnectée du moule Ceci libère la tête qui devient partie permanente de l'ensemble

du câble Le verrouillage moulé anti-arrachement 38 (figure 3) 25 permet de fixer la tête d'émission au câble à fibres optiques.

Une zone de suppression de tension est formée par les parties

inclinées 265 et 267 à l'extrémité gauche du moule.

L'ergot 68 et les trous 70, figure 6, servent à assembler le moule de la courroie à fibres optiques au bâti 187 30 de la source lumineuse 22, comme représenté sur les figures 4 et 5, pendant le procédé d'assemblage L'ergot 68 est introduit dans un trou (non représenté) prévu dans le fond du bâti de la source lumineuse 187, et la source lumineuse est boulonnée au moule par les trous 52 (figure 4) et 70 (figure 6) Comme dans le cas de la tête d'émission à fibres

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optiques, lorsque le procédé de moulage est terminé, la source lumineuse est détachée du moule et reste maintenue à la courroie La section moulée anti-arrachement 23 du

cable sert à fixer la source lumineuse au câble.

La plaque 72, représentée sur les figures 6 et 7, est fixée à la base du moule 56 et utilisée pour assembler la base du moule au robot de fabrication qui va être décrit ci-dessous Le socle du moule fixé peut être positionne avec précision pour permettre un rotitage précis des filaments de fibres optiques Des trous 66, à l'extrémite gauche du moule, servent à maintenir le cylindre de f iation

(figure 18) au socle du moule 56.

La figure 7 est une uie isomatrique du socle du moule 56 prëcéde mment présenté sur la figure 6 Sur cette vue, on peut voir les filaments de fibres optiques 34 installés sur ce qui doit être le plan neutre du câble et sont soutenus par un laçage monofilaîment 79 qui a étd attaché au moule La source lumineuse à diodes électro-luminescentes 22 ainsi que la base de la tête d'émission 37 sont présentées 20 fixées à leurs extrémités respectives du moule du câble à fibres optiques sur cette vue Char ue filament de fibres optiques représenté dans l'ensemble est associé à une diode électro-luminescente particulière 4 S du réseau de diodes

électro-luminescentes 180 et chemine jusqu'à une position 25 particulière de la tête d'émission à fibres optiques 37.

Pour créer une image lumineuse cohérente, chaque fibre du câble à fibres optiques suit individuellement une route

particulière sur le moule assemblé.

A l'origine, soixante quatre ( 64) filaments de fibres 30 optiques sont individuellement fixés aux diodes électroluminescentes et routées de façon à former une première couche de filaments dans le câble Chaque fibre est poussée contre des blocs adhésifs à chaque extrémité du câble au moment o elle est mise en place de façon à ce qu'elle garde 35 sa position Lorsque la première couche de fibres a été

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posée, la pince 108 est placée sur les filaments du côté de la source lumineuse à fibres optiques, et une seconde pince 140 est placée sur les filaments du côté de la tête d'émission 37 Ces pinces servent à maintenir la première couche de filaments de fibres optiques de façon à ce qu'ils ne soient pas écartés des positions qui leur ont été affectées sous l'effet du poids de la seconde couche des filaments Un nouveau bloc adhésif est alors placé sur chaque pince La seconde couche des soixante quatre ( 64) 10 filaments de fibres optiques est ensuite automatiquement posée sur les pinces et poussée contre les nouvelles

bandes d'adhésif pour être maintenue en place.

Apres l'installation du second ensemble des filaments

de fibres optiques, un second ensemble de laçages mono15 filaments de soutien 79 est ajouté sur les goujons 59.

Le laçage se termine sur les ressorts comprimés par des vis 64 qui maintiennent la tension correcte suffisante pour

maintenir les filaments de fibres optiques.

Chaque filament reste en relation bien définie entre sa diode électroluminescente individuelle 48 et sa position sur la tête d'émission 37 Ceci permet d'utiliser la tête d'émission à fibres optiques pour former des images définitives à partir d'un réseau de diodes électro- luminescentes commandé par un procédé électronique Chaque câble de 25 fibres optiques fabriqué produit la même image à partir du même programme d'ordinateur, ce qui permet une fabrication en série Les figures 9 et 10 sont des schémas du robot de fabrication du câble à fibres optiques utilisé pour fabriquer 30 le cable à fibres optiques La figure 9 est une vue de face et la figure 10 est une vue de dessus Ces schémas insistent sur les mouvements de base que peuvent effectuer les sousensembles particuliers du robot Ces mouvements sont nécessaires pour obtenir une mise en place, un cheminement 35 et une coupe précis des fragiles filaments de fibres

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optiques. Un poste de mise en place des fibres 80 est fixe et

sert de référence de position au reste du système.

Sur le socle fixe 85 se déplace un chariot Xl 75.

Le chariot X 1 75 est entraîné le long de l'axe X par le

moteur Xl 84.

Le poste de coupe 90 se déplace avec le moule du câble à fibres optiques sur le chariot Xi 74 qui peut se déplacer le long de l'axe Y 1 Un moteur Y 1 87 permettant d'effectuer 10 ce mouvement est monté sur le chariot X 1 75 Ce montage permet un mouvement complet du moule de fibres 56 et du poste de découpe 90 dans un plan X/Y Les mouvements du moule 56 et du poste de coupe sont les mêmes, par conséquent la distance entre le poste de coupe et l'extrémité du 15 moule à fibres ne peut pas varier et les filaments des fibres optiques sont toujours coupés à la même distance de

l'extrémité du moule à fibres.

Le chariot Y 1 74 transport le moule du câble à fibres optiques comprenant le socle du moule de câble à fibres 20 optiques 56, la source lumineuse à fibres optiques 22 et le socle de la tête d'émission lumineuse à fibres optiques 37 Le mouvement X/Y du moule à fibres 56 permet de positionner avec précision le réseau des diodes électroluminescentes au-dessous du poste de mise en place des fibres et le positionnement avec précision des filaments des fibres optiques sur les zones cibles du réseau Les deux moteurs Xl et Yl sont des moteurs pas à pas de précision qui sont commandés avec une précision exacte pour déplacer le moule des fibres de façon à ce que la diode électro30 luminescente convenable soit alignée avec chaque filament

de fibres optiques.

Le transporteur de fibres 94 se déplace sur un montage fixe 55 Le transporteur de fibres 94 comprend la bobine du filament de fibres optiques qui doit être posée sur le 35 moule 56 La bobine de filament est commandée en liaison

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avec le mouvement du transporteur de fibres Le transporteur de fibres 94 se déplace le long de l'axe X 2 sous l'effet du moteur 78 entre le poste de mise en place 80 le long de la base de moule 56 jusqu'au poste de coupe 90 tout en appli5 quant le filament de fibres optiques Un moteur Y 2 82 assurant le mouvement le long de l'axe Y 2 du transporteur 94 est installé sur le transporteur de fibres lui-même Les

deux moteurs assurent un mouvement global précis du transporteur de fibres dans le plan X/Y.

Au cours du fonctionnement, le transporteur de fibres se déplace jusqu'au poste de mise en place des fibres et amène un filament de fibres optiques à travers un mandrin fixe sous vide pour fibres 102 (figure 11) jusqu'à la source lumineuse à diodes électro-luminescentes 22 Lorsque 15 le filament est fixé à une diode electro-luminescente 48, le transporteur pose le filament de fibres optiques le long du moule du câble à fibres optiques 56 jusqu'à la tête d'émission 37 et au poste de coupe 90 Le filament est coupe lorsqu'il a été posé dans la tête d'émission 37 et le transporteur de fibres revient au poste de mise en place des fibres pour continuer la mise en place des filaments. Pour placer les filaments des fibres optiques avec précision, il est nécessaire que le transporteur de fibres se 25 déplace précisément dans le plan X/Y Lorsque le moule à fibres 56 est en place par rapport au poste de mise en place des fibres 80 (figure 9) c'est le transporteur de fibres 94 qui commande le cheminement du filament à fibres optiques depuis la diode électro- luminescente jusqu'à la tête d'émission Il faut remarquer que les mouvements du transporteur de fibres et du moule à fibres sont coordonnés avec

précision grace à des commandes électroniques.

La figure 11 est une vue isométrique de la face gauche du robot de fabrication du câble à fibres optiques représenté 35 sur les schémas des figures 9 et 10 Le transporteur de

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fibres optiques 94 est présenté en place au-dessus du moule à fibres optiques 56 là ou il devrait se trouver au cours du processus de routage d'un filament de fibres optiques (non représenté) depuis la source lumineuse 22 jusqu'au socle de la tête d'émission 37 Cette vue est particulièrement utile pour comprendre le mouvement du transporteur de fibres 94 On va décrire en détail ci-dessous comment le transporteur de fibres amène un filament de fibres optiques dans le mandrin à fibres sous vide 102 et le

pousse contre ia surface de l'émetteur de diode électroluminescente 46.

Le transporteur de fibres est déplacé le long du aoule du oble 56 au moyen du moteur X 2 78 et d'une chaîne d'entraînement 130 Lors de son mouvement, le transpeorteur de fibres 15 pose le filament de fibres optiques le long du moule du câble 56 Lorsque le filament de fibres optiques approche de la tête d'ëmission 37, un guide de fibres fixe 134 maintient la fibre en position corecte le long du moule du cable 56 par rapport à la tète d'émission jusqu'à ce que la fibre soit forcée contre le bloc adhésif 146 situé à l'interface avec la tête d'émission Après la mise en place de la fibre dans la tête d'émission, la fibre est coupée au poste de coupe 90 et le transporteur de fibres revient pour poser une autre fibre à partir de la source lumineuse 22 Le moteur 25 X 2 78 qui commande le mouvement du transporteur de fibres

dans la direction X est monte sur un pilier fixe 132.

On peut remarquer sur cette figure les Lmoteurs électriques qui mettent en place le moule à fibres 56 et le poste de coupe Le socle du moule du câble à fibres 56 est 30 monté sur le chariot Y 1 74 et se déplace donc exactement en même temps Le moteur Y 1 87 est monté au-dessus du socle 85 et déplace à la fois l'ensemble du moule à fibres et le poste de coupe Le moteur X 1 84 qui déplace à la fois les chariots 75 et 74 est directement monté sur le socle fixe 35 85 Le poste de coupe et le moule à fibres sont déplacés

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en même temps le long des deux axes; par conséquent, le

poste de coupe reste à une distance fixe du moule à fibres.

Ceci permet de délimiter les filaments avec précision.

Sur la figure 11, on peut voir également le cylindre pneu5 matique du poste de coupe 144 qui commande la coupe des fibres sur ce poste Les figures 12 et 13 représentent des vues isométriques en gros plan du socle de la source lumineuse 22 sur le poste de mise en place des fibres 80 Sur ces vues, une 10 partie de la première rangée des filaments de fibres optiques 34 a déjà été posée dans le moule On peut voir que les fibres sont individuellement connectées aux diodes

électro-luminescentes particulières du réseau de diodes 180.

Dans l'angle droit des figures se trouve une caméra 15 de télévision 96 maintenue en une position relative

fixe en X/Y par rapport au mandrin en forme de "V" 102.

La caméra de télévision est utilisée par un ordinateur appliquant un programme évolué ou par un opérateur de machine pour visualiser, sur un écran vidéo, une image agrandie du réseau de diodes électro-luminescentes Grace à la commande électronique, le moule à fibres 56 est amené séquentiellement dans une position ou les réticules de l'écran vidéo sont centres sur la zone d'émission la plus intense de chaque diode électroluminescente Lorsqu'une diode électro-luminescente est alignée avec le réticule de l'écran video, l'emplacement est communiqué à l'ordinateur

et stocké dans sa mémoire.

Il est nécessaire de pr-visualiser les diodes électroluminescentes et de stocker leurs emplacements dans la mémoire parce que les réseaux de diodes électro-luminescentes tels qu'il sont actuellement construits, ne sont pas identiques et que la position de la zone d'émission la plus brillante de chaque diode varie de quelques centièmes de centimètres entre les réseaux 180 I 1 est spécialement important de raccorder les filaments de fibres optiques

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avec la zone la plus brillante de chaque diode afin

d'obtenir une bonne nnage finale sur la tête d'émission.

De cette façon, les informations nécessaires à la mise en place précise des filaments de fibres optiques sont stockées dans la mémoire de l'ordinateur pour chaque réseau

particulier de diodes électro-luminescentes 180.

L'opération de mise en place des filaments exige une grande précision car les diodes électro-luminescentes ont une intensité limitée L'augmentation de l'intensité des 10 diodes électro-luminescentes exigerait de les faire traverser par un courant plus élevé et donc de dégager de la chaleur ce qui réduirait la durée de ces diodes C'est pourquoi, comme on l'a vu en détail ci-dessus, la matrice de diodes électro-luminescentes 180 est refroidie par un 15 procédé thermoélectrique Le refroidissement augmente la lumière que les diodes électro-luminescentes peuvent émettre Pour rendre maximale la visibilité des diodes électro-luminescentes et obtenir une bonne image sur la tête d'émission il faut tirer le meilleur parti possible 20 de la zone d'émission lumineuse Il faut encore que le filament soit convenablement placé et bien fixé à la zone cible de la diode électro-luminescente Le procédé de mise en place du filauent de fibres optiques va être décrit ci-dessous Sur les figures 12 et 13, le procédé de mise 25 en place des filaments a déjà commencé, et le réseau de

diodes est représenté à l'écart de la caméra de télévision.

Sur la figure 12, le transporteur des filaments de fibres optiques s'est déplacé le long de sa voie jusqu'à être en position dans le mandrin fixe sous vide 102, prêt 30 à installer un filament de fibres optiques sur une LED du réseau 180 Le positionnement de la diode électroluminescente par rapport au mandrin 102 est effectué en

déplaçant le moule 56 du câble à fibres optiques.

Sur les deux figures 12 et 13, le mandrin fixe sous vide 102 de mise en place des fibres optiques et le radiateur

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103 sont visibles au-dessus du réseau des diodes 180 La figure 15 est une vue isométrique en gros plan du poste de mise en place des fibres 80 comprenant la matrice de diodes 180, le mandrin en forme de "V" sous vide des fibres 102 et 5 le radiateur 103 qui sont en place pour fixer un filament de fibres optiques contre le réseau de diodes 180 Le filament descendant du transporteur de fibres 94 passe dans une rainure "V" 119 du mandrin sous vide 102 La diode électroluminescente 48 est positionnée avec précision par rapport 10 à cette rainure de façon à ce que sous le contrôle de l'ordinateur 200 (figure 23), la diode électro-luminescente précédemment repérée soit alignée de manière à placer la fibre optique sur la zone dont l'émission lumineuse est la

plus brillante.

Les orifices 121 font communiquer la rainure'"V" 119 à une source de vide Le filament est donc aspiré de manière à être étroitement maintenu dans la rainure et à être placé avec précision sur une diode électro- luminescente du réseau Quand le transporteur de fibres maintient le filament 20 sur l'emplacement d'une diode, un jet de gaz chaud et inerte est orienté par le radiateur 103 sur la diode Le radiateur 103 chauffe une petite surface de l'adhésif qui

a été précédemment étalé sur le réseau de diodes 180.

L'adhésif ramollit sur une petite surface et l'extrémité 25 du filament de fibres optiques 34 est enfoncée sur cette zone et enrobée dans l'adhésif sur la surface d'émission de la diode Le radiateur est ensuite éteint et l'adhésif se solidifie autour de la fibre, en la maintenant donc sur une seule diode sans perturber les diodes ni les filaments 30 voisins Lorsque le filament est convenablement placé sur une diode électro-luminescente et fixé grâce à l'adhésif fondant à la chaleur, le transporteur contrôlé par la commande électronique commence à débiter le filament et

à le placer sur son trajet individuel en direction de la 35 tête d'émission.

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La figure 16 est une vue en coupe du radiateur de

précision 103 Au moment de la wise en place des filaments de fibres optiques 34 sur les diodes électro-luminescentes individuelles 48, il est important de ne pas perturber les 5 diodes ni les filaments voisins qui ont déjà été assemblés.

Il est donc nécessaire que le procédé de fixation ne fasse fondre qu'une petite surface d'adhésif C'est pourquoi le radiateur 103 a été spécialement étudié pour débiter un très petit jet de gaz chaud Il faut encore remarquer que l'adhésif utilisé a, par nature,un point de fusion très discret si bien qu'au-dessus de la température de son point de fusion, il est complètement liquide tandis qu'au-dessous de cette température, la liaison airec l adhés If est convenablement établie Le point de fusion de l'adhésif est aussi suffisamment élevé pour maintenir la liaison même si cet adhésif est chauff 6 par l'utilisation des diodes, cependant, la chaleur dégagée par le radiateur de précision

n'est pas suffisante pour détruire ni détériorer la diode.

Dans le radiateur présenté sur la figure 16, le gaz 20 est introduit par le tube interne 210 et passe dans une section de chauffage constituée par un tube très fin Ce tube est maintenu à l'intérieur d'un tube extérieur 216 par un manchon en céramique 212 et un bouchon en acier inoxydable 214 Le bouchon en acier inoxydable est brasé 25 en 218 à la fois au tube intérieur et au tube extérieur pour former un montage solide Le manchon en céramique 212 est cependant laissé relativement lâche de façon à permettre la dilatation et la contraction des tubes intérieur et

extérieur sous l'effet des conditions thermiques; il est 30 maintenu par un collier 213.

Le chauffage réel est induit Par un courant électrique circulant d'un côté dans le tube intérieur passant par le collier 213 et de l'autre côté par le tube extérieur Puisque le tube intérieur a des parois extrêmement minces et une circonférence relativement petite, il offre une résistance

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électrique élevée comparativement à celle du tube extérieur.

C'est donc essentiellement le tube interne qui s'échauffe dans ce circuit Une très faible tension ( 1,5 V) débitant un courant élevé ( 20 Amp) est appliquée au radiateur. 5 En traversant le tube intérieur extrêmement chaud, le gaz s'échauffe L'extrémité coudée du tube oriente le gaz vers la cible de la diode électro-luminescente De même que le mandrin sous vide, le radiateur est un élément fixe; par conséquent, lorsque le moule à fibres 56 est amené en position d'insertion d'un filament de fibres dans le mandrin sous vide, il est en même temps amené en place pour le

chauffage de l'adhésif grâce au radiateur de précision 103.

Il est possibl de couper soit le courant électrique, soit

le débit de gaz, soit les deux, lorsqu'une fibre a été 15 mise en place pour permettre de refroidir l'adhésif.

La figure 17 est une vue isométrique en gros plan du côté droit du transporteur de fibres 94 Cette vue montre le trajet suivi par le filament de fibres optiques 34 sur le transporteur pour être mis en place sur une diode

électro-luminescente et être posé sur le moule à cable.

La fibre est dévidée par une bobine 112 qui est activement contrôlàe de façon à maintenir une tension presque constante sur le filament La fibre passe par une série de trois

galets 114, 116 et 120 et elle est tirée en avant par un 25 cabestan 122 Le cabestan est entraîné par un moteur 125.

Les galets 114 et 120 sont montés sur des axes fixes Le galet 116 est fixé à un bras tendeur 118 qui pivote autour d'une pièce jouant le rôle d'axe 219, Le bras tendeur monte

ou descend en fonction de la tension du filament passant 30 par le galet 116, mais il est limité par la butée 221.

L'axe 219 du bras tendeur 118 est fixé intérieurement à un obturateur associé à un capteur photoélectrique (non représenté) Le capteur photoélectrique en liaison avec des circuits électroniques commande le mouvement de rotation 35 de la bobine de filaments de fibres optiques 112 de façon

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à ce qu'elle tourne régulièrement en liaison avec le cabestan 122 Ce mécanisme maintient donc une tension généralement constante du filament au moment de l'application du filament de fibres optiques et il est équipé d'un système de sécurité qui évite un débit excessif du filament. Lorsque le filament quitte le galet 120, il passe entre le cabestan 122 et un galet presseur 124 Après avoir parcouru une courte distance, il passe par un guide 126 et ensuite sur un galet 128 La fibre est maintenue dans le 10 mandrin à fibres sous vide sous le galet 128 au moment o il est pressé contre la cible de la diode électroluminescente Lorsque le transporteur de fibres pose un filament le long du moule à câble, le filament se coude

autour du galet 128 et il est posé directement sur le moule 15 du câble.

Lorsque le transporteur de fibres installe une fibre contre une diode électro-luminescente, la pression de la fibre sous la diode électroluminescente est critique pour obtenir un bon contact et une bonne liaison entre la fibre 20 et la surface d'émission de la diode C'est le transporteur de fibres qui contrôle cette pression Lorsque le filament de fibres frappe la surface de la diode électro-luminescente, le filament se recourbe entre le cabestan 122 et le guide 126 et l'ordinateur de commande arrête la rotation du cabestan 122 Une force élastique précise est obtenue par le pliage du filament Cette force exerce la pression

correcte nécessaire pour appliquer la fibre sur la diode.

Le mécanisme d'alimentation en fibres présente encore un aspect importants à savoir la coordination du mouvement 30 de la bobine de fibres optiques et du cabestan 122 grâce au galet tendeur 116 La bobine de fibres 112 s'arrêt de débiter le filament de fibres lorsque le cabestan s'arrête par suite de la suppression de la tension du bras tendeur 118 Le galet tendeur 116 descend par rapport aux galets fixes 120 et 114; ce mouvement, par l'intermédiaire du bras

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tendeur 118, excite le capteur photoélectrique mentionné ci-dessus, et les circuits électroniques arrêtent le

mouvement de la bobine de fibres.

Le procédé qui vient d'être décrit rend reproductible la mise en place des filaments de fibres sur chaque cible prédéterminée C'est là l'une des fonctions les plus importantes du robot Puisque chaque filament est important pour la qualité de l'image, tout filament mal aligné, cassé ou anguleux conduirait à une image photocomposée de piètre 10 qualité Il ne faut pas oublier que le fonctionnement du câble à fibres optiques ne dépend que de 128 filaments de fibres optiques Un défaut dans l'un quelconque des filaments se traduirait par une dégradation importante de

la qualité de l'image.

Le filament de fibres optiques est placé depuis la diode électroluminescente sur le moule du câble à fibres optiques 56 grâce au mouvement X/Y du transporteur de fibres 94 qui simultanément fait débiter la fibre par la bobine 112 montée sur ce transporteur Il est nécessaire de 20 fixer le filament à un bloc adhésif 105 pour changer la direction du passage du filament et le maintenir convenablement sur son trajet Lorsque le transporteur de fibres place le filament de fibres optiques sur le moule à fibres

56, un pilon 54 tourne et ensuite descend comme l'indique la 25 figure 14 pour appuyer le filament sur le bloc adhésif 105.

Le pilon est actionné par un système à deux solénoïdes, le premier solénoïde faisant tourner le pilon pour l'amener en place et le second solénoide faisant descendre le pilon sur les fibres Le transporteur de fibres pose ensuite le 30 filament le long du moule à fibres optiques et le place sur le laçage 79 Le laçage soutient les filaments dans ce qui deviendra le plan neutre du câble de fibres optiques terminé. Lorsque lessoixante quatre filaments de fibres optiques de la première couche ont été posés le long du

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moule 56, cette couche est serrée par une bande métallique 108 (figure 13) fixée par des vis dans des trous 202 (figure 127 du socle de la source lumineuse 22 Une seconde couche d'adhésif est ensuite ajoutée sur le dessus de la 5 pince La pince 108 évite de perturber la premiere couche de filaments et assure une bonne adhérence de la seconde couche des filaments pendant le processus de leur mise en place. A l'ext rmité opposée du moule, chaque filament de fibres optiques est qamené à traverser un bloc adhésif sur la tête d'émission 26 (figure 1) et un pilon 106 (figure 20) fixé au transporteur de filaments 94 appuie le filament contre l'adhésif Lorsque le transporteur de fibres a terminé la pose du filament sur la tête d'émission et que 15 le filament a Até coupe au poste de coupe comme cela sera expliqué ci-dessous, le transportceur 94 revient au poste de

maise en place des fibres pour passer à un autre filament.

Comme cela a déjà été indiqué, le transporteur de fibres 94 peut se déplacer dans les deux directions X 2 et 20 Y 2 Le moteur Y 2 qui n'est pas représenté sur la figure 17 permet au transporteur de fibres d'avancer lui-même dans la direction Y, c'est-à-dire sur le travers du moule à fibres Dans la direction X, le transporteur de fibres est entraîné le long d'un barreau fixe 99 par une chaîne en 25 matière plastique 130 Cette chaîne est entraînée par le moteur X 2 78 que l'on peut voir sur les figures 9, 10 et 11 Le transporteur de fibres peut donc se déplacer

mécaniquement et complètement dans le plan X/Y.

Les figures 18 et 19 sont des vues isométriques du poste de coupe du robot de fabrication du câble de fibres optiques Les figures 20 et 21 sont des vues en coupe

transversale en gros plan du socle de la tête d'émission pendant l'installation d'un filament de fibres optiques.

La vue isométrique éclatée de l'ensemble de la tête d'émission, sur la figure 22 va maintenant être décrite

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en même temps que les figures 20 et 21.

Sur la figure 20, le filament de fibres optiques, a été amené par le transporteur de fibres 94 en travers du socle de la tête d'émission 37 et il est en cours de mise en place contre la bande adhésive 140, figure 22, grace au pilon 106 fixé au transporteur de fibres Le mouvement du pilon est commandé par un cylindre pneumatique à action rapide 211 (figure 17) installé sur le transporteur de fibres 94 Le filament de fibres est posé avec précision 10 contre sa rainure particulière 39 (figure 22) sur le socle de la tête d'émission 37 et ensuite poussé vers le bas

par le pilon 106 contre une bande adhésive 146 posée sur le cylindre de fixation 150 comme l'indique la figure 21.

Les soixante quatre filaments de fibres optiques de la première couche sont ainsi individuellement placés sur la première couche de bande adhésive et dans les rainures 39 (figure 22) de la tête d'émission La zone rainurée 39 de la tête d'émission est surélevée par rapport aux zones avoisinantes dans lesquelles les filaments de fibres sont 20 poussés contre des bandes adhésives 140 et 146 Les filaments sont donc maintenus sous une légère tension par ce montage comme on peut le voir sur les figures 21 et 22 et ceci maintient les filaments dans les rainures 39 qui

placent les filaments à moins de 0,013 mm environ de leur 25 position optimale souhaitée.

A la fin de la préparation de la première couche de filaments, des barrettes de serrage 152, 154 (figure 22) sont posées sur la première couche des soixante quatre filaments de la tête d'émission 37 et sur le cylindre de 30 fixation 150 Ces barrettes sont maintenues par des vis 153, 155 Des rondelles 151 et 157 empêchent le déplacement de la première couche de filaments Des bandes adhésives supérieures 156, 158 sont posées sur les barrettes pour retenir la seconde couche des soixante quatre filaments. 35 La seconde couche de filaments est ensuite posée sur le

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premier ensemble de filaments, les filaments étant décalés les uns par rapport aue autres, comme on le voit sur la vue éclatée de la figure 2 La seconde couche est également maintenue sous une légère tension par les bandes adhésives comme représenté sur la figure 21. Lorsque chaque filament de fibres a été posé sur la tête d'émission, il doit être coupé de la bobine de filaments 112 (figure 17) de façon à ce que le filament de fibres suivant nuisse être fixé sur la source lumineuse 22. 10 Les figures 18 et 19 représentent le poste de coupe en deux

étapes au cours de la coupe d'un filament de fibres optiques.

Sur ces vues, le pilon 106 a déjà appuyé une couche de filaments de fibres optiques fràichement posée sur des blocs adhésifs 140 et 146 comme représenté sur la figure 21. 15 Lorsque le transporteur de fibres 94 fait passer le filament de fibres optiques par le guide de mise en place 138 (figure 18) et devant le poste de coupe, un bras portebobine 171 est positionné par un moteur 91 (figure 1) audessous du niveau du transporteur de fibres au moment o 20 il passe par dessus la tête Le bras porte-bobine 171 est ensuite poussé vers le haut et le filament de fibres glisse sur la bobine 136 La forme spéciale de la bobine 136, comme représenté sur la figure 18 A,permet le passage du filament Lorsque le filament a glissé sous l'effet de la bobine 136, le bras de coupe 171 place le filament en vue de l'opération de coupe comme représenté sur les

figures 18 et 19.

Sur la figure 19, la bobine a été amenée contre le filament de fibres et l'a poussé vers le bas Egalement, le 30 transporteur de fibres 94 a amené le filament de fibres sous le bras 250 et dans une position o le couteau 142 est apte à le sectionner La partie inférieure du bras 250 qui porte la bobine 136 est recouverte d'une mince couche de matériau semi- élastique et forme la surface de coupe contre 35 laquelle est poussé le couteau Le couteau 142 est actionné

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par un cylindre pneumatique à action rapide 144 afin d'effectuer une coupe qui pourra être utilisée du point de

vue optique.

L'opération de coupe est une opération importante étant donné que l'extrémité des filaments de fibres optiques qui est laissée en retrait contre le transporteur de filaments de fibres optiques sera l'extrémité de la fibre qui va être fixée à la diode électro-luminescente suivante de la source lumineuse 22 Il est donc nécessaire que le couteau prépare une extrémité de filament utilisable du point de vue optique L'extrémité du filament qui reste à la sortie de la tête d'émission va être coupée et polie à la

fin de la fabrication de la courroie à fibres optiques.

Pour obtenir une coupe de filaments utilisable du point de vue optique, le couteau emploie une lame de rasoir au chrome Chaque filament est acheminé vers un emplacement légèrement différent de la tête d'émission et du couteau, de cette façon, les filaments sont toujours sectionnés par une portion encore inutilisée de la lame de coupe Lorsque 20 la première couche de soixante quatre fibres est découpée, la lame revient dans son support de façon à présenter une nouvelle partie du bord tranchant pour la seconde couche

des filaments.

Enfin, lorsque la seconde couche des filaments est posée sur le moule du câble de fibres optiques, la partie supérieure du moule 58 (figure 5) est fixée sur la partie inférieure du moule et la partie supérieure 36 de la tête (figures 21 et 22) est fixée à la coquille inférieure de la tête 37 par des vis 40 Lorsque l'ensemble de la tête 30 est assemblé, un joint en caoutchouc 231 (figure 21) est comprimé contre les filaments de façon à les maintenir encore pendant l'enrobage Le matériau d'enrobage appliqué par un trou 43 de la coquille supérieure de la tête 36 est à base de cyanoacrylate, il se solidifie rapidement pour 35 maintenir les filaments en place à l'extrémité de la tête

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d'émission 32 Le câble est miaintenant prêt pour le moulage par injection Le matériau de moulage est appliqué par le trou 30 de la tête d'émission jusqu'â ce qu'il apparaisse

à l'extrémité opposée du moule 56, 58.

Apres la solidification du matériau de moulage, la tête d'émission 26 et la source lumineuse 22 sont détachées du moule du câble; les moitiés du moule du câble 56 et 58 (figure 5) sont enlevées Pour faciliter ce démoulage, le laçage de soutien est coupé des ergots 59, figure 5, et 10 rogné du câble La face extrême de la tête d'émission est ensuite polie pour obtenir le câble termin comme représenté

sur la figure 1.

Le mécanisme de fabrication d'un câble à fibres optiques ayant maintenant été décrit comtpltement, une récapitualtion 15 du procédé de fabrication en considérant la figure 23 va

maintenant clarifier le procédé.

Le mécanisme de fabrication du câble à fibres optiques est installé en fixant la moitié inférieure de la coquille du moule 56 (figure 7), la coquille inférieure de la tête 20 d'émission à fibres optiques 37 et la source lumineuse à diodes électro-luminescentes 22 (figure 4) sur le chariot Y 1 74 Le moule du câble à fibres optiques est ensuite préparé à l'utilisation en effectuant le laçage des éléments transverses de soutien 79 sur lesquels sont posés les filaments de fibres optiques 34 dans la coquille inférieure

du moule 56.

L'importante préparation suivante a faire avant que les opérations ne commencent est le repérage des diodes électroluminescentes 180 à l'aide d'une caméra 96 et d'un visuel 202 (figure 23) Le visuel 202 est utilisé par un opérateur ou par un ordinateur pré-programmé pour déterminer et enregistrer en mémoire les zones les plus intenses d'émission de chaque diode électro-luminescente, Ces informations sont stockées dans l'ordinateur 200 et utilisées pour la mise 35 en place automatisée des filaments de fibres optiques sur

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les diodes Enfin, un filament de fibres optiques est enfilé à la main depuis la bobine de fibres 112 du transporteur des filaments de fibres optiques 94 dans les

galets 114, 116, 120, 124, le guide 126 et le galet 128 5 après quoi la machine peut être préparée pour le fonctionnement automatisée.

Au cours du fonctionnement automatique du robot, qui a été décrit précédemment en détail, plusieurs mouvements et opérations sont effectués La figure 23 résume ces mouvements et opérationssous foarme schématique En outre,

des systèmes de soutien d'interface sont représentés.

Le radiateur 103 qui sert à la connexion des filaments de fibres optiques 34 est présenté avec son alimentation en azote gazeux 206 Au cours de la mise en place des 15 fibres, le mandrin sous vide 102 maintient la fibre en

place lorsque la source de vide 208 est mise en service.

Apres la mise en place des fibres, un pilon 104 appuie les fibres sur l'adhésif Lorsque le transporteur de fibres 94 se déplace dans la direction longitudinale du moule à 20 fibres 26, il est déplacé dans la direction longitudinale par le moteur X 2 78 et entraîné dans la direction transversale par le moteur Y 12 82 La fibre est encore maintenue en place par un mandrin à vide secondaire 134 et une source

de vide 210.

Au cours de ces opérations, le moule à fibres et le poste de coupe 90 sont mis en place par des moteurs 84 et 87 Les mouvements de la bobine 136 et du couteau 142 sont présentés sur cette vue Le moteur de la bobine 212 et le cylindre pneumatique de coupe 144 sont également représentés. 30 Le procédé d'installation des fibres se poursuit automatiquement juscra'à ce que l-a première couche de filaments de fibres optiques à proximité du principal axe neutre du câble de fibres optiques soit terminée Des barrettes sont mises en place sur la première couche de fibres et de nouveaux blocs adhésifs ajoutés Une seconde couche est

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ajoutée automatiquement et maintenue en place.

La portion supérieure du moule et la portion supérieure de la tête d'émission à fibres optiques sont installées

dans l'étape finale du montage.

Le moule fermé est ensuite démonté du mécanisme automatisé de fabrication du câble à fibres optiques et les

fibres sont enrobées.

Le procédé final de préparation du câble à fibres optiques consiste en un polissage de la tête d'émission 10 avec un fini très fin de façon à ce qu'il y ait peu de

distorsion de la lumière quand le produit est en service.

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Claims (22)

RIVENDICATIONS

1 Câble à fibres optiques pour transmisson électromagnétique, comprenant: a) une courroie souple ( 16) ou un câble moulé; b) un ou plusieurs réseaux sensiblement planaires de filaments de fibres optiques ( 34) s'étendant sur la longueur de la courroie, les filaments de fibres optiques étant sensiblement placés dans le plan neutre principal de la courroie

ou du câble.

2 Câble à fibres optiques selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend encore une source lumineuse( 22)intégrée constituée d'une matrice de diodes électroluminescentes capable d'éclairer sélectivement les filaments

de fibres optiques ( 34).

2 Câble à fibres optiques selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend encore une face d'émission sur laquelle la lumière est transmise par les filaments de fibres optiqoes ( 34),ces filaments occupant des positions pré déterminées de la face d'émission par rapport aux diodes 20

électro-luminescentes de la source lumineuse ( 22).

4 Câble à fibres optiques selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il comprend encore

des éléments transverses ( 79) ou des laçages de soutien à un seul filament définissant la position du ou des réseaux 25 planaires dans le plan neutre principal de la courroie ( 16)

ou du ocble.

Câble à fibres optiques selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la courroie ( 16) ou le câble

sont maintenus par une ou plusieurs bandes ( 25) enrobées de façon à pouvoir fléchir uniquement dans une direction

perpendiculaire au plan neutre principal.

6 Cable à fibres optiques selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la courroie ou le câble

sont en matériau élastomère moulé par injection.

7 Source lumineuse destinée à éclairer sélectivement

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des filaments de fibres optiques ( 34) comprenant une matrice bidimensionnelle de diodes électro-luminescentes ( 48)et des moyens de refroidissement thermoélectriques ( 182,184)capables

de réduire la température de la matrice des diodes électro5 luminescentes (LED) pour augmenter l'émission lumineuse.

8 Procédé de fabrication d'un câble à fibres optiques comprenant les opérations suivantes: a) pose d'un premier jeu d'éléments transverses ( 79) de mise en place dans un moule Q 56) a Cible b) mise en place d'un ou plusieurs filaments de fibres optiques ( 34) sur les lments trarsversaux de posiionnement; et c) enrobage des filaments des fibres optiques < 34) et des éléments transverses ( 79) de positionnement dans une ooroie

moulée souple.

9 Procédé de fabrication d'un câble à fibres optiques selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend également les opérations suivantes: a) fixation des filaments de fibres optiques ( 34) de

manière ordonnée sur les sources lumineuses 22.

b) mise en place de l'extrémité terminale des filaments

dans une tâte d'émission ( 26)en respectant une relation particulière pour obtenir l'émission d'images lumineuses cohérentes.

Procédé de fabrication d'un c Able à fibres optiques 25 selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérise en ce

que les filanents de fibres optiques ( 34) sont placés le long

de l'axe neutre principal de la courroie souple.

11 Procédé de fabrication d'un cable à fibres optiques

selon l'une des revendications 8, 9 ou 10, caractérisé en 30 ce qu'il comprend encore l'opération d'enrobage de lames

rigides parallèles au cheminement des filaments de fibres optiques de manière à limiter la flexion de la courroie uniquement dans une direction perpendiculaire au plan neutre principal. 12 Procédé de fabrication d'un câble à fibres optiques

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selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend encore une opération de pression de chaque

filament de fibres optiques( 34)contre des surfaces adhésives pour fixer ces filaments au fur et à mesure de leur pose sur les éléments transverses de positionnement ( 79). 13 Procédé de fabrication d'une tête démission à fibres optiques comprenant les opérations suivantes: a) repérage précis des emplacements des diodes électroluminescentes( 48)et stockage de ces emplacements dans une 10 mémoire à lecture électronique; b) contrôle par un procédé électronique du mouvement relatif entre les diodes électro-luminescentes ( 48) et le dispositif de mise en place des filaments de façon à effectuer le positionnement de ces deux ensembles en res15 pectant les emplacements gardés dans la mémoire électronique; et c) pose des filaments de fibres optiques ( 34)sur des diodes

électro-luminescentes individuelles ( 48) au moyen d'un dispositif de mise en place des filaments ( 80).

14 Procédé de fabrication d'une tête d'émission à fibres optiques selon la revendication 13, caractérisé en qu'il comprend encore les opérations suivantes: a) effectuer des rainures de coupes ( 39)dans lesoce delatte d'émission pour maintenir les filaments de fibres 25 optiques( 34); b) installation d'une première rangée de filaments de fibres optiques individuellement dans les rainures de la tête d'émission; c) installation d'une barrette de serrage( 152 ou 154)sur les 30 filaments de fibres optiques en un emplacement éloigné des rainures; d) mise en place d'au moins une seconde rangée de filaments de fibres optiques contre la première; et e) enrobage des filaments de fibres optiques dans la

tête d'émission.

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Procédé de fabrication d'une tête d'émission à

fibres optiques selon l'une des revendications 13 ou 14,

caractérisé en ce qu'il comprend encore les opérations de a) poussée des filaments de fibres optiques ( 34)contre une couche d'adhésif transparent adjacente aux diodes électro-luminescentes; et b) fixation des filaments de fibres optiques ( 34) sur les diodes électro-luminescentes( 48) au moyen d 1 un chauffage de précision par zone de l'adhésif sensible à la température 10 qui se liquéfie au-delà des températures de fonctionnement des diodes, mais au-dessus de la température de dégradation

de ces diodes.

16 Procédé de fabrication d'une tête d'émission à

fibres optiques selon l'une des revendications 13 ou 14

ou 15, caractérisé en ce qu'il comprend encore l'opération de poussée de chaque filament de fibres optiques( 34)contreune diode électroluminescente ( 48)avec une force axiale exeroee sur le filament en un emplacement écarté de l extrémité de ce filament de façon à ce que ce filament se déforme, en limitant ainsi la force appliquée pour pousser le filament contre la diode et pour appuyer le filament contre un

adhésif à proximité ou sur la diode.

17 Procédé de fabrication d'une tête d'émission à

fibres optiques selon l'une des revendications 13, 14 ou 15 25 caractérisé en ce qu'il comprend encore les opérations de:

a) maintien de la tête d'émission contre un moule ( 56) du câble; b) moulage par injection d'un câble en remplissant le

moule ( 56) et la tête d'émission ( 26)par un matériau pendant le 30 procédé de moulage par injection.

18 Procédé de fabrication d'une tête d'émission en

fibres optiques selon l'une des revendications 13, 14 ou 15,

caractérisé en ce qu'il comprend encore l'opération de poussée des filaments de fibres optiques( 54) contre une surface 35 adhésive et donc de fixation des filaments sensiblement

sur l'emplacement de la face de la tête d'émission ( 26).

19 Robot automatisé de fabrication des câbles à fibres optiques comprenant: a) un moule allongé ( 56) pour câble de fibres optiques; 5 b) un poste de mise en place ( 80) des fibres optiques destiné à fixer un filament de fibres optiques sur le réseau d'émission ( 180) en une pluralité de sites définis, c) un mécanisme d'alimentation en filaments de fibres optiques permettant de poser un filamentle long du moule ( 56) 10 à partir de cet émetteur, d) un chariot assurant le mouvement X/Y entre le moule

( 56) et le mécanisme d'alimentation en filaments.

Robot automatisé de fabrication des câbles à fibres optiques selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend encore un poste de coupe( 90)à l'extrémitédumoule 15 u cable à fibres optiques opposée au poste de mise en place ( 80) des fibres pour découper chaque filament posé par

le mécanisme de mise en place des fibres.

21 Robot automatisé de fabrication des câbles à

fibres optiques selon l'une des revendications 19 ou 20,

caractérisé en ce qu'il comprend encore une unité électronique de commande numérique contrôlant le mouvement du transporteur e 94) de fibres, le chariot du moule à fibres

optiques et le poste de coupe ( 90) des fibres.

22 Robot automatisé de fabrication des câbles à

fibres optiques selon l'une des revendications 19, 20 ou

21, caractérisé encore en ce que le moule( 56)ducâbleà fibres

optiques est monté de façon à subir des mouvements X/Y par incrément d'environ 0,025 mm ou moins par rapport au guide 30 de position des fibres.

23 Robot automatisé de fabrication des câbles à

fibres optiques selon l'une des revendications 19, 10 ou

21, caractérisé en ce que le poste de mise en place( 80) des fibres comprend un radiateur( 103)placé en une position fixe par rapport au poste de mise en place( 80) des fibres afin de liquéfier l'adhésif au- dessus d'un émetteur ( 48) pour connecter l'extrémité du filament de fibres optiques à

1 ' émetteur.

24. Robot automatisé de fabrication des cibles à fibres optiques selon la revendicatiou précédente, caractérisé en ee que le poste de mise eil place ( 80) des fibres comprend un mandrin sous vide ( 102) capable de positionner avee précision les filaments de fibres optiques ( 34) par

rapport aux émetteurs ( 48).

25 Robot automatisé de fabrioationr des c bles à

fibres optiques selon l'une des revendications 19, 20, 21, 22, 23 ou 24, caractérisé en ce que le mécanisme d'alimentation en Libres optiques applique une force axiale à la

fibre pour l'entraîner ell direetlon du site de mise en 1 5 place, cette force étant appliquée à la fibre en un endroit Écarté du site de mise en place et la f'ibre étant libre de se déformer entre cet emplacement et le site de miss en place afin que la compression de la fibre avant sa déformation définisse la pression maximale de la fibre contre l'émetteur ( 48) au site de positionnement et à ee que la déformation de la fibre continue à appliquer une pression prédéterminée.