FR2599926A1

FR2599926A1 - Mecanisme de centrage de corps et de coupe a longueur de conducteurs de composants electriques

Info

Publication number: FR2599926A1
Application number: FR8707705A
Authority: FR
Inventors: Daniel Wayne Woodman
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1987-12-11
Anticipated expiration: 2007-06-02
Also published as: GB8711989D0; GB2191136B; SG49691G; DE3718938A1; IT1215545B; JPS62292000A; GB2191136A; KR880001193A; FR2599926B1; CA1271312A; IT8720789A0; US4733587A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN MECANISME DESTINE A CENTRER LE CORPS ET A COUPER A LONGUEUR LES CONDUCTEURS DE COMPOSANTS ELECTRIQUES A CONDUCTEURS AXIAUX. CE MECANISME COMPORTE ESSENTIELLEMENT UN SUPPORT 57 DES CONDUCTEURS ET DE TRANSPORT DES COMPOSANTS DANS UNE DIRECTION PERPENDICULAIRE A L'AXE LONGITUDINAL DES COMPOSANTS, UN DISPOSITIF 56 DE CENTRAGE DU CORPS DU COMPOSANT ET UN DISPOSITIF 61 COOPERANT AVEC LE SUPPORT POUR COUPER A LONGUEUR LES CONDUCTEURS DES COMPOSANTS. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES MACHINES D'INSERTION AUTOMATIQUE DE COMPOSANTS.

Description

La présente invention concerneun mécanisme de centrage du corps et de

coupe à longueur des conducteurs de composants électriques à conducteurs axiaux.

Il est conventionnel dans les opérations d'assemblage automatique de composants électriques à conducteurs axiaux sur des cartes de circuits imprimés de disposer de plusieurs séries en bande de composants identiques alignées sur une machine qui enlève les composants de la bande et les place dans une séquence prélO déterminée sur un convoyeur. Le convoyeur transporte ensuite les composants jusqu'à un poste de remise en bande de manière que les composants soient mis en bande dans la séquence voulue pour être insérés dans la carte. Une machine de ce dernier type est illustrée par le brevet 15 des Etats-Unis d'Amérique N 4 ll9 206 au nom de la demanderesse. Ensuite, la bobine de bande des composants mis en séquence est placée sur une machine d'insertion qui enlève les composants de la bande, plie les conducteurs de composants et les insère dans des trous prédé20 terminés d'une carte de circuits imprimés. Une unité de coupe et de sertissage située au-dessous de la carte coupe le fil conducteur en excès et le replie pour fixer physiquement le composant sur la carte. Des machines de ce dernier type sont illustrées dans les brevets des 25 Etats-Unis d'Amérique N 4 080 730 et 4 403 390 au nom

de la demanderesse.

Il est cependant souhaitable de combiner les fonctions des machines de mise en séquence et d'insertion en une même machine. Le brevet des Etats30 Unis d'Amérique N 3 455 493 illustre une machine de ce

dernier type.

Un objet de l'invention est donc de proposer une machine combinée de mise en séquence et d'insertion dans laquelle un convoyeur reçoit des compo35 sants provenant de distributeurs qui enlèvent les com-

posants d'une série en bande dans une séquence prédéterminée, le convoyeur délivre les composants mis en séquence à un poste de transfert vers un autre convoyeur qui les transporte jusqu'à une tête d'insertion, cette dernière repliant les conducteurs des composants et les introduisant dans des trous prédéterminés d'une carte

de circuits imprimés. Une unité de coupe et de sertissage fixe ensuite les composants sur la carte.

Un autre objet de l'invention est de pro10 poser deux modes d'entrainement entre un convoyeur de mise en séquence et un convoyeur qui transporte les composants jusqu'à une tête d'insertion, un mode d'entrainement permettant que les convoyeurs fonctionnent en relation temporisée tandis qu'un second mode d'entraine15 ment permet que -les convoyeurs fonctionnent indépendamment. Dans le premier mode, l'entrainement du convoyeur de mise en séquence entraine le convoyeur de transport et, dans le second mode, l'entraiînement de la tê-te d'insertion entraine le convoyeur de transport. Le premier mode d'entrainement a pour fonction de recharger le convoyeur de transport et le second mode d'entrainement est le positionnement automatique pendant l'insertion des

composants dans la carte de circuits imprimés.

Un autre objet encore de l'invention est 25 de proposer, -dans une machine combinée de mise en séquence et d'insertion, un poste de réparation et de contrôle des composants à la tête d'insertion permettant

à l'opérateur d'introduire dans une séquence de composants un composant manquant par suite d'un essai de com30 posant non satisfaisant à la mise en séquence ou n'étant pas transféré correctement entre la mise en séquence et l'insertion.

Un autre objet encore de l'invention est de proposer une machine combinée de mise en séquence et 35 d'insertion de composants dans laquelle les corps des composants sont centrés et leurs conducteurs sont coupés à longueur au poste de mise en séquence, et les conducteurs sont centrés et coupés à longueur au poste d'insertion. Un autre objet encore de l'invention est de proposer une machine combinée de mise en séquence et d'insertion de composants dans laquelle les composants sont contrôlés et les composants défectueux sont enlevés

au poste de mise en séquence, ces composants défectueux 10 étant remplacés au poste d'insertion.

Un autre objet encore de l'invention est de proposer un poste d'inspection des composants en aval d'un poste de transfert, positionné entre un poste de mise en séquence et un poste d'insertion d'une machine combinée de mise en séquence et d'insertion de composants

à conducteurs axiaux.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui

va suivre.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement. limitatif: la figure 1 illustre la machine combinée de mise en séquence et d'insertion de l'invention, la figure 2 est une vue en perspective 25 éclatée de l'entrainement entre le dispositif de mise en séquence et le convoyeur de transport, les figures 3a et 3b illustrent le mécanisme de centrage de corps et de coupe à longueur des conducteurs, les figures 4a à 4c illustrent les diverses positions des composants pendant le passage par le mécanisme de centrage de corps et de coupe à longueur des conducteurs, la figure 5 est une vue en perspective 35 du convoyeur de transport, la figure 6 est une vue de côté en élévation de détails de l'entrainement de tête d'insertion pour le convoyeur de transport, et les figures 7 à 9 représentent le poste de réparation. Il y a lieu d'examiner la figure 1 qui représente une machine de mise en séquence 10 et une

machine d'insertion 12 séparées et montées côte à côte.

La machine de mise en séquence est du type illustré par 10 le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 119 206 et elle comporte un socle 14 supportant un convoyeur entrainé 16 qui reçoit des composants provenant de distributeurs 18 qui enlèvent les composants de bobines de bandes (non représentées) dans une séquence prédéterminée et les 15 place sur le convoyeur. Les composants passent par un

vérificateur 20 qui vérifie l'acceptabilité du composant.

Les composants inacceptables sont soufflés hors du convoyeur par une soufflerie 25, laissant un espace libre dans la séquence. Egalement, si un composant manque dans 20 la séquence au vérificateur, la machine s'arrête de sorte que le conducteur neut effectuer une inspection à la

recherche cie défautsdans le dispositif de mise en séquence.

Ensuite, les composants passent, par le 25 poste de transfert 22, sur le convoyeur de transport 24 - qui les conduit à la machine d'insertion. Cette machine d'insertion est du type illustré dans les brevets des EtatsUnis d'Amérique N 4 080 730 et 4 403 390 et elle comporte un socle 26 qui supporte une tête d'insertion 30 28 qui reçoit les composants, met les conducteurs en forme d'agrafes et les introduit dans des trous prédéterminés d'une carte de circuits imprimés qui est supportée sur la table de montage 30 de la machine d'insertion. En aval du poste de transfert 22 se trouve un 35 poste d'inspection 32 qui indique à la commande de la machine la position des composants qui manquent dans la séquence, résultant de composants qui n'ont pas été transportés correctement par le poste de transfert 22. Si un composant qui ne convient pas a été enlevé au vérifica5 teur, la commande de machine indique au poste d'inspection qu'un espace vide dans la séquence arrive et doit être négligé. Mais si un composant ne passe pas correctement par le poste de transfert, le poste d'inspection note l'absence du composant et--arrète la machine de sor10 te que le conducteur peut contrôler une région de coincement, par exemple dans le poste de transfert. La commande de machine arrête alors automatiquement l'ensemble de la machine combinée lorsque le composant qui manque dans la séquence atteint le poste de réparation 34 situé au poste de conducteur 36 à la tête d'insertion 28. En outre, la commande de machine indique au conducteur le composant particulier qui doit être remplacé et

le conducteur peut vérifier et remplacer le composant manquant dans la séquence des composants à introduire 20 dans la carte, comme cela sera décrit ci-après.

Deux modes d'entrainement sont prévus dans le fonctionnement des machines combinées, l'un dans lequel le dispositif de mise en séquence 10 et le convoyeur de transport 24 sont entrainés par le mêcanis25 me d'entrainement de dispositif de mise en séquence et l'autre mode d'entrainement dans lequel le convoyeur de transport 24 est positionné par la tête d'insertion, indépendamment du mécanisme d'entrainement de dispositif de mise en séquence. Le but du premier mode d'entraine30 ment est de recharger le convoyeur de transport 24 avec

des composants pendant la mise en route de la machine.

Le second mode d'entrainement est le positionnement automatique normal du convoyeur de transport 24 quand la tête d'insertion enlève des composants du convoyeur de 35 transport 24 et les introduit automatiquement dans la

carte de circuits imprimés.

Il y a lieu maintenant d'examiner la figure 2 qui montre le mécanisme d'entrainement commun 38 pour le dispositif de mise en séquence 10 et le poste de transfert 22, utilisés pour charger un convoyeur de transport vide 24. Un moteur 40 entraîne une boite d'engrenages 42 comprenant un entrainement de sortie 44 pour le vérificateur de la machine de mise en séquence et un

entrainement de sortie 46 pour entraîner à la fois le 10 dispositif de mise en séquence 10 et le convoyeur 24.

Le convoyeur 24 consiste en deux courroies ceidyraisadta101 maintenues dans des rails 98 et chaque courroie iesy-ntnsatian

porte des pinces 48 qui reçoivent les conducteurs des composants. Le convoyeur 24 sera décrit plus en détail 15 ci-après.

Une courroie d'entraînement 50 entraine un arbre 52 entraînant lui-même la chaîne 54 du convoyeur 16. Les composants (C) sont déposés sur la chaine de convoyeur 54 par les distributeurs 18. La chaîne 20 de convoyeur 54 fait passer les composants par le vérificateur 20 comprenant un poste de soufflage 25 qui élimine de la chaine 54 les composants qui ne conviennent pas. Les figures 3a et 3b et 4a à 4c illus25 trent la séquence des composants qui passent par les doigts de centrage de corps 56, les conducteurs (L) étant coupés à longueur et le composant étant déposé

dans les pinces 48.

Quand les composants (C) sont transpor30 -tés dans la cavité 55 de la chaîne 54 de convoyeur de dispositif de mise en séquence, ils approchent des disques 57 de coupe et d'entraînement qui comportent des épaulements 58 venant en contact avec les conducteurs

(L) des composants et les relèvent hors de la cavité 55 35 de sorte que le composant est supporté sur les épaule-

ments 58 des disques 57 (voit figure 4a). Ensuite les corps de composants (b) passent parles doigts de centrage 56 qui le centrent entre les disques 57. La charge vers le bas des doigts 56 subit une résistance de la 5 part de la surface inférieure des conducteurs (L) du composant, supportés par les montantsincurvés 59' du support 59 fixé sur le bati de la machine (non représenté). Quand le composant passe par les extrémités 60 des doigts 56, les conducteurs sont coupés à longueur en10 tre les épaulements 58 des disques 57 et les petites molettes extérieures 61 (voir figures 4a et 4cY.. Les épaulements 58 et les montants incurvés 59' partent d'axes différents et, quand les conducteurs ont été coupés à longueur, les épaulements 58scauẻnt de la surface 59 et le corps de composant (bi est entrainé le long de la surface 59 par les montants 62 de la chaine 54. Sur l'arbre 63 des molettes est supportée pivotante une porte 64 (voir figure 4b) qui vient en contact avec la surface supérieure des conducteurs du composant de sorte que ces 20 conducteurs sont retenus entre la porte 64 et la surface 59' pendant qu'il est poussé par les montants 62. Ensuite, les conducteurs du composant sont positionnés vers le bas dans les pinces 48 et la porte 64 se ferme au-dessus des conducteurs pour empêcher que les composants ne tom25 bent des pinces (voir figure 4c). A ce moment, les montants 62 qui sont articulés en 61 se dégagent de la came 66' et passent par les conducteurs de composants de sorte que ces conducteurs sont positionnés de façon fixe

dans les pinces 48 sans être pliés' pendant le transfert 30 depuis le dispositif de mise en séquence jusqu'au convoyeur de transport 24.

L'arbre 52 entraine une courroie 68 accouplée avec le disque libre 70 de l'embrayage 72. Le côté opposé 74 de l'embrayage 72 est claveté sur l'arbre 76

qui entraine le convoyeur 24. Sur un support 78 est mon-

té un vérin 80 fixé sur l'étrier 82, commandant la position de la pièce d'embrayage 74. La pièce d'embrayage 74 comporte des fentes 86 et un vérin 80 qui fait glisser cette pièce d'embrayage 74 sur l'arbre 5. 76 pour engager les broches 84 dans les fentes 86 afin d'accoupler l'arbre 52 avec l'arbre 76 et d'entrainer le convoyeur 24. Pendant le déplacement- duvérin , ce dernier vient en butée danslesdeuxdirections déterminant la course de la pièce d'embrayage 74. Si la pié10 ce d'embrayage 74 n'est pas déplacée correctement dans le sens vouTu, es commutateurs de limite 88 ne sont pas commandés pourJindiquer à la commande de machine que l'embrayage fonctionne correctement. Dans le mode de rechargement décrit ci-dessus, lorsqu'il est souhaitable 15 d'amener rapidement des composants à la tête, l'embrayage 72 est engagé pour accoupler ensemble l'entrainement de la chaine de mise en séquence et l'entrainement du convoyeur de transfert. Un disque interrupteur 73 porte une indication 75 lue par une cellule photoélectri20 que 77 pour indiquer à la commande de machine que les convoyeurs 16 et 24 sont synchronisés à la mise en marche

de la machine.

I1 y a lieu maintenant d'examiner la figure 5 qui montre des détails du convoyeur de transport 25 24. Les rails 98 comportent deux guides opposés 95 montés sur le bati de la machine. Les guides 95 comportent des boitiers allongés supérieur et inférieur 97, 97' avec des ouvertures 99 espacées et opposées pour recevoir les conducteurs des composants. Des courroiesde synchro30 nisatiknlOl sur lesquelles sont montées les pinces 48 sont supportées dans les guides 95. Quand les courroies 101 sont entrainées, les pinces 48 retiennent les conducteurs (e) et ces derniers sont reçus dans les ouvertures 99 avec leurs extrémités voisines des épaulements 103 des 35 boitiers 97, de sorte que les conducteurs sont retenus latéralement pendant qu'ils sont transportés perpendiculairement à leur axe longitudinal. Egalement, le rebordsupérieur 105 du boitier 97 empêche le composant de tomber des pinces pendant qu'il est transporté par ces dernières. Il y a lieu maintenant de passer aux figures 1, 6 et 8 qui illustrent le fonctionnement de la tête d'insertion 28 et l'entrainement des courroies 101 pendant l'opération d'insertion automatique. Les compo10 sants (c) sont supportés par les courroies 101 jusqu'à une position au-dessus de la tête d'insertion. Les courroies 101 se déplacent alors vers le bas et au-dessous de la tête d'insertion autour de roues dentées 107 supportées sur des arbres 121. Les composants passent par 15 une goulotte de guidage 100 comprenant des surfaces 116 de centrage de conducteurs qui centrent les composants et les positionnent pour la coupe des conducteurs, la mise en forme et l'insertion par l'outillage de tête 102 (voir figure 8). Les composants sont prélevés de 20 l'extrémité 114 de la gouiotte 100 par les pinces 48 et sont positionnés sur un bloc de cisaillement 109. Ensuite, le bloc de cisaillement supérieur 111 coupe les conducteurs et les déchets sont emportés par les pinces

48 hors du bloc de cisaillement 109 (voir figure 8) et 25 ils tombent par la rampe 113 dans un casier de ramassage 115.

La tête d'insertion 28 est commandée par le vérin 104 qui fait pivoter le bras 106 d'un embiellage 108 montés sur la tête d'insertion. Le bras 110 de 30 l'embiellage 108 entraine un mécanisme de positionnement 117 qui positionne la roue dentée 107 pour entrainer les cx deoiesie%=irnu cnlol. Quand la tête d'insertion descend, le bras 110 pivote vers le haut de sorte que la goupille 91 se déplace dans la fente 93 du boitier 119 35 contre le rappel d'un ressort 127. Le bas 123 du bras 117 porte une biellette 125 accouplée avec un arbre 133 par un embrayage à roue libre (non représenté). Quand la tête d'insertion est abaissée, le bras 117 se déplace

vers le haut et la biellette 125 rencontre la butée 129.

A ce moment, l'embrayage 72 est dégagé et les électroaimants 135 et 90 (figure 2) sont excités pour verrouiller les arbres 121 et l'arbre 76. Deux arbres 121 sont prévus ainsi que deux électro-aimants 135, l'un de chaque côté de la tête. Egalement, dans la séquence des opéra10 tions, le dispositif de mise en séquence à ce moment dépose un composant dans la pince suivante 48 immobile dans la séquence au poste de transfert. Les électro-aimants 135 et 90 portent chacun des galets 92 qui engagent des roue étoilées 96 sur les arbres 121 et 76 pour verrouiller ces derniers en position fixe, avec une paire de pinces 48 positionnant un composant directement

au-dessous de l'outillage de la tête d'insertion.

Quand la tête d'insertion est relevée, le bras 110 est abaissé jusqu'à ce que la goupille 107 talonne dans la fente-93 qui déplace le bras 117 vers le bas faisant tourner la biellette 125 dans le sens des aiguilles d'une montre (figure 5). A ce moment, les électro-aimant 90 et 135 sont désexcités, dégageant les galets 92 des roues étoilées 96 permettant à l'arbre 76 et aux arbres 121 de tourner librement. La biellette 125 entraine le pignon 131 par l'intermédiaire d'un embrayage à roue libre (non représenté) sur l'arbre 133 et positionne le pignon 139 sur les arbres 121 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, d'uninbaled'iirxs 30 les pinces 48 pour placer un autre composant au-dessous de la tête d'insertion. L'arbre 133 est supporté sur une biellette 141 articulée en 142 sur le boitier de tête 143. Un ressort de tension 145 est accroché entre la biellette 141 et le boitier de tête pour rappeler le pi35 gnon 131 vers le pignon 139 afin d'obtenir un Au 1l1 entre ces derniers. Une butée réglable 151 limite le mouvement pivotant de la biellette 141 et permet un réglage précis de l'entrainement entre le pignon

131 et le pignon 139.

Il y a lieu de se référer maintenant aux figures 7 à 9 qui illustrent la goulotte 100 et le poste de réparation 34. Les composants sont déplacés dans la goulotte 100 par les pinces 48 (voir figure 5) jusqu'à ce qu'ils soient sortis de l'extrémité 114 de la

gouttière par les pinces4MetarrivEnt urslebXo de cisaillement 109 de l'outillage de tête d'insertion 102.

Le poste de réparation 134 est situé dans la goulotte 100 et il comporte une porte 118 qui peut coulisser sur les côtés 120 du boitier 122 fixé sur la 15 gouttière 100 par des boulons 124. Lorsqu'un vide apparait dans la séquence, la machine s'arrête avec les pinces vides 48 devant les fentes 126 (voir figure 7) du poste de réparation. La commande de machine indique au

conducteur le composant à sélectionner et le conducteur 20 place ce composant sur les supports 120 et dans les régUsensreftnfat rtcetraitl28 de laroue d'entraiînement 130.

Quand la porteest nctà patird lapositn fermée, les crémaillères 132 engrènent avec les dents 134 des roues 130, faisant tourner ces dernières pour faire passer les con25 ducteurs des composants par les contacts 136, 138 afin de les contrôler. Si l'essai d'un composant convient, la porte peut être à nouveau ouverte et les roues 130 peuvent être tournées pour amener les conducteurs de composants dans les fentes 126. Dans cette position, le composant se trouve en face du bord avant 157 de la porte 118. Quand la porte est introduite et fermée, le bord avant 157 place les conducteurs de composants dans la

pince 48. Egalement, le bord avant 157 de la porte 118 ferme l'intervalle 159 du rail formé par la fente 126.

Si le composant de remplacement ne convient pas à l'es-: sai, la porte est ramenée en position fermée; et en enlevant le composant, un autre composant de remplacement

peut être contrôlé.

De la manière décrite ci-dessus, une ma5 chine séparée de mise en séquence et d'insertion peut être utilisé pour vérifier des composants, centrer le

corps et couper à longueur les conducteurs de composants, inspecter des composants qui manquent et rétablir la séquence des composants au poste du conducteur à la tête 10 d'insertion.

Claims

REVENDICATIONS.

1- Mécanisme de centrage du corps et de coupe à longueur des conducteurs d'un composant électrique comprenant un corps avec des conducteurs dirigés axialement, caractérisé par un dispositif (57) destiné à supporter les conducteurs et à transporter le composant dans une direction linéaire, normale à l'axe longitudinal du composant; un dispositif (56) destiné à centrer le corps du composant entre ledit dispositif; et un dis10 positif (61) coopérant avec ledit dispositif support

pour couper à longueur les conducteurs du composant.

2- Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de centrage comporte deux doigts (56) en contact avec la jonction du 15 corps du composant et ses conducteurs.

3- Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif support comporte deux disques tournants (61) avec des surfaces de coupe

supportant les conducteurs d'un composant.

4-Mécanisme selon la revendication 1,

caractérisé en ce que ledit dispositif coopérant consiste en des disques de coupe (61).

-Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un support avec 25 des montants (59') supportant les conducteurs de composants au-dessous des doigts de centrage du corps.