Le tri automatique nécessite un positionnement fiable

Situé à Genk, IPTE est un fabricant réputé de lignes de production de ce type. La principale activité de l'entreprise consiste à développer et construire des systèmes de test pour circuits imprimés et équipements électroniques. Des machines pour l’assemblage et le marquage des circuits imprimés sont également fabriquées. Il s’agit généralement de machines in-line, solidarisées par des convoyeurs et des systèmes de manutention pour former des lignes de production propres au client. En fonction des volumes de production planifiés et du temps nécessaire à chaque stade de production, les machines sont placées en parallèle où cela s’avère nécessaire afin que le temps de cycle demandé soit systématiquement atteint.

IPTE est l’abréviation de « Integrated Production and Test Engineering ». Cette entreprise belge, fondée en 1992, s'est rapidement déployée sur la scène internationale. IPTE compte aujourd’hui une dizaine de sites de production répartis en Europe, en Amérique et en Asie, pour un effectif total de plus de 500 collaborateurs.
 

Le contrôle de la qualité est un aspect crucial des lignes de production en électronique. L’assemblage des circuits imprimés est fortement automatisé, mais il n’est jamais possible d'exclure les erreurs. A cet égard, des stations de test sont intégrées à la fin de chaque ligne pour établir un contact avec les circuits sur certains points prédéfinis et pouvoir automatiquement les remesurer. Les « GBU » (good bad units), dans lesquels les bons et les mauvais circuits sont automatiquement triés après le test, en sont une belle application. Lors de notre visite à IPTE, la dernière main était mise à un GBU pour la nouvelle ligne de production d’un client, au Mexique.

« Les circuits imprimés sont acheminés par quatre sur des supports à travers la ligne de production », explique Jimmy Thora, concepteur de matériel électronique. « Lorsque le support atteint le GBU, le test a déjà eu lieu et le système sait pour chaque support lequel achemine les bons ou les mauvais circuits. Une poignée dotée d’une pince intervertit les circuits pour que les supports acheminent à la sortie seulement des bons ou des mauvais circuits. Les circuits qui présentent des erreurs peuvent ensuite faire l’objet d’un examen ou d’une réparation. » 
 

A l’entrée, on a une ligne provenant des stations de test, une position d’insertion pour alimenter manuellement les supports qui ont été réparés et une arrivée de supports vides. Dans une première section, les supports sont répartis sur les deux lignes de la machine grâce à une table élévatrice. La poignée qui intervertit les circuits imprimés se situe à une deuxième étape.

A l’aide de cellules photoélectriques, les convoyeurs sont dirigés dans la machine de telle sorte que les supports s'arrêtent au bon endroit dans chaque section. Au vu des volumes de production relativement élevés et du fait que l’on ne peut se permettre aucun temps d’arrêt, cette détection doit être extrêmement précise.

La difficulté de l’exercice est que les trous dans les circuits imprimés et dans les supports ne tombent pas tous à la même place pour tous les produits. Une cellule photoélectrique classique n’exclut pas le risque d’erreur de détection quand le faisceau lumineux de la cellule arrive par hasard dans un trou.

La solution à ce problème est surprenante de simplicité : en travaillant avec une traînée de lumière plus large que les trous plutôt qu’avec un faisceau, on garantit qu’une partie de la lumière est toujours reflétée. Cette solution est possible avec le capteur ligne W4 de SICK. « Nous avons fait une première tentative, il y a deux ans, avec un capteur ligne spécifique, mais ce dernier avait du mal à faire face aux variations de couleurs et aux trous dans les produits des clients », souligne Jimmy Thora.

Le capteur ligne W4, conçu depuis par SICK, offre cependant la fiabilité requise. « Dès qu’un certain pourcentage de lumière est réfléchi de la ligne, le capteur donne une détection », affirme Steven Reygel, sales engineer chez SICK. « Une partie de ligne à gauche et/ou à droite du trou suffit donc pour encore indiquer une détection, alors qu'un capteur pin point pourrait amener à conclure qu'aucun produit n'est plus présent. » Là où les circuits imprimés sont détectés de manière latérale, cette application a pourtant recours aux capteurs pin point, plus précisément aux cellules photoélectriques ultra-compactes W2 de SICK. Celles-ci sont souvent qualifiées de « laser look-alikes », mais offrent plus de flexibilité que les lasers dans la mesure où le faisceau lumineux n'est pas aussi concentré. Le résultat est une machine extrêmement flexible, grâce à laquelle l'utilisateur final peut traiter une grande variété de produits sans devoir systématiquement repositionner les cellules photoélectriques.