Brevet FR2083361A1 — publié le 19711217

La présente invention concerne une installation pour le contrôle de la concentricité et de la planéité de rotation de roues, notamment de roues de mécanismes d'horlogerie dans laquelle on maintient les roues à contrôler sur un récepteur et on les fait tourner autour de leur axe. I1 est connu de déterminer les défauts de concentricité et de planéité en rotation de roues de grandes dimensions, par exemple de roues utilisées dans la construction mécanique, et cela à l'aide d'instruments de mesure et de contrôle mécaniques. Un palpeur suit la surface tournante et transmet le mouvement, à l'aide d'une transmission, vers un mécanisme de mesure. Ces instruments donnent de bons résultats pour des échantillons de taille suffisante. Pour contrer des roues de mécanismes d'horlogerie on ne peut utiliser de tels instruments de mesure. Le diamètre de ces roues est de quelques millimètres et leur épaisseur ainsi que le diamètre de l'axe ne correspondent qu'à une fraction de millimètre si bien que l'on n'est plus dans les conditions permettant l'utilisation d'une telle installation de contrôle. De plus, les erreurs dues à un effort trop important dans l'application du-palpeur de mesure, entraSnant la flexion du disque de la roue, la flexion de l'arbre etc. ne permettent pas d'utiliser ces dispositifs pour des roues de mécanismes d'horlogerie. I1 est également connu de contrôler la denture de petites roues en mesurant la profondeur de pénétration d'une bille dans la denture. La variation de position de l'ensemble de la denture est rendue visible sur un dispositif indicateur, à l'aide de moyens d'indication optiques. Avec de tels instruments on ne peut obtenir que les erreurs de rotation de la denture. Un contrôle de la planéité de rotation et de la hauteur d'application n'est pas possible. I1 est également connu de loger la roue à contrôler sur des supports à couteaux et de la faire tourner sur ces supports autour de ses tourillons. Un palpeur détecte les sommets des dents. Son mouvement dévie un rayon lumineux tombant sur un miroir. L'écart de concentricité est rendu visible sur une échelle ou sur un tambour tournant, par le faisceau lumineux renvoyé. Suivant une variante, il est prévu de réaliser le palpeur sous forme de levier à deux bras et de l'associer à un générateur inductif. Par l'intermédiaire d'un pont de mesure à fréquence porteuse on enregistre les variations d'intensité sur un enregistreur. Pour contrtler des roues de dimensions di- verses, on peut régler les supports à couteaux et le palpeur. Ce procédé est un procédé de contact et présente les erreurs inhérentes à ce principe Par ce procédé on ne peut mesurer que les erreurs de fabrication radiales. la présente invention a pour but de créer une installation pour contrer des roues de mécanismes dihor- logerie, grave à laquelle on peut contrôler simultanément la concentricité et la planéité de la rotation, vérifier si la denture est complète ainsi que la hauteur d'application du disque, sans qu'il soit nécessaire d'appliquer un effort de palpation Â cet effet, la présente invention con- cerne une installation pour contrôler la concentricité et la planéité de rotation de ues, telles que des roues de mécanismes d'horlogerie, installation dans laquelle on maintient les roues à contrôler sur un récepteur et on les fait tourner autour de leur axeS installation caractérisée en ce qu'elle comprend sur un batik une source lumineuse munie d'un condenseur, un récepteur pour recevoir une roue à contrôler et un objectif aligné suivant l'axe optique, un plan-image comportant au moins deux éléments photoélectriques étant prévu au delà de la double distance calez une buse d'éjection d'air étant associée à la roue à contrôlera tandis qui une autre source lumineuse, munie d'un autre condenseur, d'un prisme de déviation, et d'une photodiode, est fixée sur le bati pour mesurer le nombre de tours, l'ensemble de l'installation étant associé à un montage électronique pour indiquer les erreurs de fabrication et pour classer les roues. Suivant une autre caractéristique de l'invention le récepteur est sensiblement incliné par rapport à l'axe optique. Suivant une autre caractéristique de l'invention learbre de la roue est monté sur le récepteur perpendiculairement à l'axe optique. l'élément photoélectrique inférieur est destiné au contrôle des erreurs de fabrication'axiales. l'image de la roue est formée à moitié sur la surface supérieure de cet élément photoélectrique. Dans le chemin optique de l'objectif on a prévu des prismes de déviation, montés symétriquement par rapport à l'axe optique. Parallèlement à l'axe optique on a prévu des éléments photo électriques associés au prisme de déaviation L'élément photoélectrique supérieur est prévu pour contrôler les erreurs de fabrication radiales. Tous les éléments photoélectriques sont munis de dispositifs de réglage. Grâce à l'installation selon l'invention il est possible dsobtenir, sans contact, les écarts de concentri cité et de planéité de rotation pour des roues de mécanismes d'horlogeriee De cette façon on évite les erreurs qui se produi- sent dans les installations de contrôle fonctionnant avec un effort de palpation5 des palpeurs et des mécanismes de transmission. On obtient ainsi un contrôle dans des conditions pra- tiquement idéales. Gråce à l'installation selon l'invention on détecte également des bavures qui peuvent subsister sur les roues ainsi que la hauteur d'application des disques sur l'arbre. les roues sont classées suivent l'importance et le type des erreurs. Toute l'opération de contrôle s'effectue automatiquement de sorte que l'installation selon l'invention peut également trie montée sur une chaine de fabrication automatique. Un mode de réalisation de l'invention est représenté schématiquement à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue de c8té du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus La figure 3 représente l'élément photo- électrique pour le contrôle de la concentricité0 La figure 4 représente l'élément photoélectrique pour le contre de la planéité. la figure 5 représente un autre élément photoélectrique pour la planéités La figure 6 représente les prismes de renvoi à plan d'image parallèle à l'axe optique. Sur un bâti 1 on a prévu une source lumineuse 29 un condenseur 3, un récepteur 4 et un objectif 7, alignés suivant l'axe optique. En dehors de la double distance focale de l'objectif 7 se trouve un plan image 8 avec des éléments photoélectriques 9, 10e Ces éléments photoélectriques 9, 10 sont montés réglables l'un par rapport à l'autre et par rapport à la roue 5 formée dans le plan-image 8.La roue 5 à contrôler en ce qui concerne les écarts de concentricité et de planéité de ro tation, se trouve sur un récepteur 4 qui comporte à cet effet un palier très précis pour les tourillons de la roue 5e Au-dessus, sur le disque de la roue 5 se trouve une buse à air 6. Décalée latéralement et parallèle à l'axe optique du système se trouve de plus une source lumineuse 15, un condenseur 16 et un prisme de renvoi 17. Perpendiculairement à l'axe optique, latéralement par rapport au récepteur 4 on a prévu une photodiode 18. Les éléments photoélectriques 9, 10 sont reliés à un montage électronique non représenté pour indiquer les écarts de concentricité et de planéité, ainsi que les écarts de la hauteur d'application du disque de roue sur l'arbre 19, pour la mesure du nombre de tours, en analysant la fréquence produite par la denture, afin d'éviter de confondre les écarts de rotation.De plus, le montage électronique assure le classement des roues 5 selon l'impoitance des erreurs0 Sous le-récepteur 4 on a prévu des aires de réception des roues essayées 5, en fonction des erreurs. les opérations de commande nécessaires sont assurées par le montage électronique correspondant. Le dispositif tel que décrit fonctionne comme suit Les roues 5 arrivent au récepteur 4 en passant par un dispositif d'alimentation non représenté. Un léger jet d'air provenant de la buse d'air 6 met la roue 5 en rotation, à environ 1800 t/mn. Limage de l'échantillon aligné suivant l'axe optique est formée sur les éléments photoélectriques 9 10 de façon que l'image de lQarste inférieure de la roue 5 se forme sur l'élément photoélectrique 9 en synchronisme avec le nombre de tours La dimension de la tache lumineuse qui varie en continu entrasse une variation proportionnelle du courant de l'élément phOtOleotriQtiee On effectue liexploitation des données par l'in- termédiaire dgun montage électronique, ainsi que l'affichage sur un dispositif de mesure qui comporte deux repères de tolérance réglables. lorsqu'on dépasse la tolérance fixée, le montage élec- tronique fait que les éléments classés tombent dans les tiroirs qui se trouvent en-dessous du récepteur 4. Les tiroirs sont éga- lement libérés par des clapets commandés par un montage électronique non représentée la partie de courant continu fournie par le mon+se électrique constitue une mesure pour la hauteur d'application du disque de la roue sur l'arbre 19. Comme la denture de la roue 5 influence de façon gênante l'opération de contr3le9 il est nécessaire d'effectuer un eeretage de la fréquence parasite produite par la denture. A cet effet, il est nécessaire d'avoir le nombre de tours de l'échantillon0 On obtient cela de façon connue à l'aide d'une source lumineuse 15 du condenseur 16 du prisme de déviation 17 et de la photodiode 18. Le contrôle des écarts de planté de rotation sur la roue 5 sQeffeetue-en synchronisme avec le nombre de tours par la moitié de l'image du disque de la roue sur leélé-- ment photoélectrique 10. Un écart dans la planéité de rotation ou une bavure restant éventuellement sur l'échantillon, est indiqué sur un instrument de mesure sous forme de variation de tension ou d'intensité de lgélemcnt photoélectrique 10.Pour rendre visible une erreur de fabrication ou une éventuelle ébarbure9 des deux côtés de l'échantillon, il est prévu selon un mode de réalisation avantageux9 de prévoir les prismes de déviation 11, 12 au deux de la double distance focale de façon que chaque moitié de l'image se forme sur les éléments photoélectriques 13, 14 se trouvant des deux côtés de l'axe optique. Ces éléments photoélectriques 13, 14 sont également réglables par rapport aux moitiés de l'image de la roue 5. Pour neutraliser le jeu axial de paliers nécessaire, entre le palier du récepteur 4 et l'arbre 19 il est avantageux de basculer légèrement le récepteur 49 latéralement. Le montage électronique permet également de classer des roues 5 ayant des erreurs de fabrication, axiales et des ébarbures ou encore une hauteur drapplicatlon non permises Le dispositif selon l'invention offre ainsi la possibilité pour des roues de mécanismes, ayant les diamètres les plus divers, de déterminer les erreurs de fabrication, concernant la planéité et la concentricité de la rotation et la hauteur dgapplication9 et cela à l'aide d'un moyen de contrôle sans contact 9 permettant également de classer les roues suivant les écarts constatés Bien entendu9 l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10/ Installation pour contrôler la con centricité et la plané té de rotation de roues, telles que des roues de mécanismes d'horlogerie, installation dans laquelle on maintient les roues à contrler sur un récepteur et on les fait tourner autour de leur axe9 installation caractérisée en ce quelle comprend sur un bâti, une source lumineuse munie dCun condenseur un récepteur pour recevoir une roue à contrôler et un objectif aligné suivant l'axe optique, un plan-image comportant au moins deux éléments photoélectriques étant prévu au-delà de la double distance focale, une buse déjection d'air étant associée à la roue à contrôler, tandis qu'une autre source lumineuse munie d'un autre condenseur, dDun prisme de déviation, et d9 une photodiode, est fixée sur le hâti pour mesurer le nombre de tours, lDensemble de lzinstallation étant associé à un montage électronique pour indiquer les erreurs de fabrication et pour classer les roues. 20/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le récepteur est sensiblement incliné par rapport à l'axe optiques 30/ Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que leaxe de la roue à contrôler est monté sur le récepteur perpendiculairement à l'axe optique. 40/ Installation selon 19une quelconque des revendications 1 à 39 caractérisée en ce que ltun des éléments photoélectriques est destiné à contrôler les écarts axiaux. 50/ Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 49 caractérisée en ce que l'image de la roue à contrôler est formée à moitié sur la surface supérieure de l'élément photoélectrique contrôlant les écarts axiaux. 60/ Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que dans le champ de l9objectif9 et symétriquement par rapport à l9axe optique, on a prévu au moins deux prismes de déviation. 70/ Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'au moins deux éléments photoélectriques sont montés parallèlement à l'axe optique des prismes de déviation. 80/ Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'un des éléments photoélectriques est prévu pour le contrôle des écarts radiauxe 90/ Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les divers éléments photoélectriques comportent des moyens de réglage.