Brevet FR2108762A1 — publié le 19720526

L'invention concerne une machine à mesurer9 dans laquelle les systèmes de palpage, ou les pièce à traiter peuvent être,au choix,fixes ou mobiles en ligne droite-ou en rotation pour la réalisation d'opérations de mesure sur des corps de révolution ou prismatiquese Un groupe de machines à mesurer est déjà connu9 dans lesquelles des sondes de mesure de forme et grandeur différentes, interchangeables sur un support9 sont introduites dans des perçages ou appliquées sur des surfaces planes Le support avec la sonde de mesure est déplaçable suivant plusieurs axes par rapport à la pièce à mesurer stationnaireO Le trajet de déplacement est mesuré au moyen de systèmes à mesurer un traient. Les valeurs affichées correspondent aux valeurs réelles rapportées aux axes de coor données de la machine à mesurero Un autre groupe de machines à mesurer utilise des systèmes de palpage qui fonctionnent comme indicateurs de zéro ou bien déterminent les écarts par rapport à la valeur nominales Dans ce cas le système de palpage ou la pièce, ou les deux ensemble; sont montés coulissants suivant les axes de la machine à mesurer.Parfois le système de palpage est fixé sur une broche de précision et peut entre tourné avec celle-ci. Cet agencement autorise la détermination d'écarts de forme circulaire. Les machines de mesure-travaillant avec des sondes de mesure présentent lginconvénient quelles sont difficiles à automatiser, que des écarts de forme ne peu vent Outre déterminésp qu'un grand nombre de sondes de mesure sont nécessaires et que des erreurs de mesure se produisent, dues à des bords de pièce non nettoyés, par exemple comportant des bavures aux extrémités de perçages. Les machines de mesure comportant des systèmes de palpage mesurant un trajet présentent leincon ventent qu'avec la disposition d'une seule broche de précision, on ne peut mesurer que des corps de révolution et des corps prismstiques plats. Des opérations de mesure sur les quatre surfaces latérales de corps prismatiques ne sont parfois réalisables qu'au moyen de systèmes de palpage spéciaux.Tous les systèmes présentent l'inconvénient que le changement nécessaire des sondes de mesure9 des systèmes de palpage ou des palpeurs à insérer dans les systèmes de palpage, provoque des erreurs de mesure dont lQeffet devient particulièrement important lorsqu'il vagit de déterminer des écarts en position qui ne peuvent Entre réduits que par une remise à zéro répétée du dispositif de mesure suivant des points fixes. L'invention a pour but de créer une machine à mesurer dans laquelle ces inconvénients sont éliminés dans une large mesure6 Cette machine doit être entièrement automatisable et doit largement autoriser une mesure de cinq cotés sur des corps prismatiques sans changement de palpeur. A cet effet, l'invention concerne une machine à mesurera avec des systèmes de palpage ou pièces à traiter pouvant être,au choix,fixes ou mobiles en ligne droite ou en rotation, pour la réalisation d'opérations de mesure sur des corps de révolution ou prismatiques9 machine caractérisée en ce aux ,sur au moins un chariot son t disposés au moins deux tiroirs sur lesquels des broches de précision portant des systèmes de palpage sont disposées de manière à former entre elles des angles définis9 ces broches étant susceptibles dextre bloquées dans une position fixe et dextre entraînées en rotation ou dans le sens axial0 Il est également possible de disposer les tiroirs sur des chariots distincts.Les broches de précision servent à la réception directe de systèmes de palpa ge mesurant des trajets ou à la réception de dispositifs aména- gés convenablement dans lesquels des systèmes de palpage peuvent entre reçus. Il est alors nécessaire que les logements pour les systèmes de palpage comportent un ou plusieurs dispositifs d'ajustage agissant dans le sens radial, par exemple des grains à rainureconnus comme tels sur le systèmeSde palpage-et des rainures correspondantes dans le logement, auxquels correspondent,disposés à distanee constante,un ou plusieurs point de liaison séparables par exemple prises elles ou barrettes à couteau ou à ressort - pour transmettre les valeurs de mesure, ee qui assure une insertion correcte en position et prédéter- minable du système de palpage dans le logement et une jonction sûre des points de liaison séparables pour la transmission des valeurs de mesure. Pour rendre la machine de mesure encore plus universelle9 il est possiblepsuivant l'invention 9 que sur l'une des broches de précision soit logé un tiroir transversal circulant avec positionnement radial introduit manuellement ou automatiquement et au moins un logement pour systèmes de palpage9et sur la deuxième broche de précision est logée une broche de précision supplémentaire qui sert à recevoir des systèmes de palpage ou un dispositif pour la réception de systèmes de palpage9 le dispositif pouvant avantageusement être conclu comme multisupport.Le multisupport présente l'avantage que plusieurs systèmes de palpage différents peuvent être disposés, ce qui multiplie les possibilités de mesure. L'axe de la broche de précision supplémentaire logée sur la broche de précision est avantageusement perpendiculaire à l'axe de la broche qui la supporte, les axes des deux broches pouvant alors se croiser ou etre décalés entre eux0 Pour l'entraînement des deux broches sont utilement prévus deux entratnement séparés. Cet agencement permet d'atteindre la pièce à mesurer de cinq o8tésp et il est alors avantageux que toutes les broches de précision puissent Qtre tournées dans des positions angulaires définies et puissent Entre bloquées. Pour certaines mesures, par exemple pour la mesure de filetages ou pour le palpage hélicoidal de cylindres, il est utile de superposer9au choix un mouvement axial synchronisé avec la rotation de la broche de précision au -lever un embrayage ou dfun train de chignons amovible Dans la mesure automatique,le palpeur du système de palpage est9en règle généralesréglé sur la cote nominale de la surface à mesurer de la pièce. A partir de cette position,le système de palpage détermine l'écart par rapport à la cote nominales Dans des cas particuliers, par exemple pour l'alignement de la pièce la mesure de surfaces aveo toléranees libres, ou lors de l'application de systèmes de palpage aui sáppaient additionnellement sur la surface à tester au moyen dan patin glissant, il est nécessaire que le système de palpage commande lui-même le mouvement d'engagement. A cet effet, le système de palpage est prépositionné par les mouvements des broches de précision, des tiroirs ou douilles, du chariot ainsi aue par les autres mouvements de la machine qui déterminent les coordonnées.Avant que la position préparatoire soit atteinte, il faut que, de manière connue en elle-même,la vitesse dçengage- ment soit réduite par palier ou en continu depuis la vitesse rapide jusqu'à la vitesse dgextrême ralenti. A cette vitesse minimale s'effectue une nouvelle avance jusqu'à ce que le système de palpage,par l'émission d'une impulsion9 sonne 1 mouvement 9ar exemple en équilibrant un pont dans un dispositif de mesure inductif.Pour accélérer le mouvement d'en- gagement des éléments de commutation additionnels peuvent être prévus ,tels que des contacteurs de fin de course ou des palpeurs à micropoussoir,par exemple, qui se chargent de leéche lonnement entre les vitesses rapide et dlextrême ralenti en fonction de la position du palpeur par rapport à la surface à explorer de la pièce. Pour enregistrer les valeurs de mesure,il est nécessaire que les mouvements des broches, des tiroirs ou douialee du chariot ainsi que les autres mouvements de la machine à mesurer qui déterminent les coordonnées soient définis et transposables sélectivement sur l'avance des installations d1enregistrement. La représentation des valeurs de mesure, que les systèmes de palpage déterminent par exemple par voie capacitive, inductive ou pneumatique, peut de manière connuesêtre effectuée par des installations d'affichage ou d'enregistrement ou bien Outre introduite dans une installation de calcul qui procède à l'interprétation des valeurs de mesure. Entre les systèmes de palpage montés, par exemple,dans les broches de précision et l'appareil ou les appareils de mesure, par exemple un amplificateur de mesure inductif ou capacitif ou un appareil de mesure pneumatique, est disposé un appareil de commutation, qui permet d'équilibrer ou de calibrer individuellement les systèmes de palpage, indépendamment les uns des autres. Suivant l'invention,il est cependant aussi possible, en plus de l'aménagement de dispositifs pour la réception de systèmes de palpage sur le chariot de la machine à mesurer, pour en augmenter l'universalité, d'équiper la machine avec un dispositif porte-outil et de combiner ainsi des procédés d'usinage et de mesure. Un mode de réalisation de l'invention est représenté, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joint, dans lesquels : - la figure 1 est un croquis de principe de deux tiroirs sur un chariot commun ; - la figure 2 est un croquis de principe pour la disposition de systèmes de palpage ; - la figure 3 est une coupe du logement d'un système de palpage = la figure 4 est un croquis de principe d'un système de palpage qui commande le mouvement d'engagement. Sur la figure 1, sur un chariot 1 pouvant coulisser sur un guide 2, sont disposés des tiroirs 3, 49 dont chacun porte une broche de précision 5, 6. Au moyen de dispositifs de prépositionnement 7 et 8,les tiroirs peuvent coulisser à partir d'une position connue dans le sens de l'axe de la broche de précision et ,au moyen de systèmes de mesure de trajet 9 et 10,ils peuvent autre positionnés manuellement ou automatiquement.Les broches 5, 6 sont entraînées au moyen d'unités d'entratnement il et 120 Iourtes les deux broches peuvent tourner en continu ou bien tourner pr angles définis9 par exemple 4-x 900, et être bloquées dans ces positions. Sur la broche de précision est fixée une traverse 13 sur laquelle est monté un système de palpage 14 pouvant coulisser radialement au moyen d'un réglage de position 15. La broche 6 sur un chariot 4D représenté dans sa position supérieure de repos, porte une broche de précision supplémentaire 16 dont l'axe est décalé de 900 par rapport à la broche 6 qui la supporte.La broche 16 peut,également, au moyen de son entratnement propre, tourner en continu ou Qtre décalée d'angles définis et bloquée. Dans la broche 16 est logé un système de palpage 170 Sur le guide 2, dans la figure 2 9 sont disposés deux chariots 18 et 19 séparés qui portent les tiroirs 3 et 4. Dans ce mode de réalisationSchacune des broches 59 6 porte une broche supplémentaire 16, 20. La broche 16 disposée horizontalement porte un système de palpage 14 susceptible de coulisser radialement sur la traverse 13.Il est cependant aussi possible de disposer sur la broche de précision 20 un multisupport 21 dans lequel sont fizésspar exemple,quatre sys- thèmes de palpage 22 qui peuvent effectuer des opérations de mesure différentes. La figure 3 montre l'aménagement d un système de palpage dans une broche de précision ou dans un multisupport. Les systèmes de palpage sont montés,par exemple, dans un cône 24 par lequel le système est fixé dans un support 259 Un dispositif de réglage 26, agissant dans le sens radial et constituée par un grain à rainure introduit dans une rainure assujettit le système de palpage dans une position angulaire déterminée par rapport au support 250 Pour la transmission des valeurs de mesure, oui viennent du système de palpage par des canalisations électriques 50 et doivent être conduites à l'appareil de mesure par des canalisations électriques 519 est disposée une connexion separable 27, constituée par exemple par une barrette à ressort et un couteau. La figure 4 représente un système de palpage qui permet de déterminer la microforme dgune surface à testera L'engagement du système de palpage est commandé par le système lui-mme. A cet effet Je système de palpage est disposé dans un bras de palpage 28 pivotant dans le porte-palpeur 29. Un ressort 30 pousse le bras 28 hors de sa position médiane0 A g aide de la commande des axes de la machine à mesurer, le sys- thème de palpage est pré positioenéO Lorsque la position préparatoire est atteinte, la vitesse d'engagement est réduite. A cette vitesse le système de palpage continue son mouvement vers la pièce ou bien la pièce se rapproche du système. Lorsqu'un patin glissant 31 disposé sur le bras de palpage 28 touche la pièce à mesurer 32, le bras de palpage 28 pivote vers sa position médiane.A cette occasion des commutateurs 33 et 34, des eontacteurs de fin de course ou palpeurs à micropoussoir par exemple, sont actionnés l'un après l'autre9 qui commandent la vitesse dtengagementO La fin du mouvement d'engagement peut ici strie provoauée,au choix,par le commutateur 34 ou par le système de palpage même. Dans le dernier cas, une pointe de palpage 35 du système touche la pièce 32 lorsque le mouvement d'engagement aura amené le bras 28 approximativement à sa position médiane A la position d'équilibrage du système de palpage mesurant le trajet, par exemple Si le pont du dispositif inductif de mesure est équilibré, une impulsion de commande peut être émise qui met fin au mouvement d'engagement. Bien entendu, l'invention ngest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et repré sentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres forme. de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1 t invention. REVENDICATIONS 1. Machine à mesurer, avec des sys- thèmes de palpage ou. pièces à traiter pouvant 8treSau choixsfixss ou mobiles en ligne droite ou en rotation, pour la réalisation dVopérntions de mesure sur des corps de révolution ou prismatiques, machine carectérisée en ce que ,sur au moins un chariot, sont disposés au moins deux tiroirs sur lesquels des broches de précision portant des systèmes de palpage sont disposées de manière à former entre elles des angles définis, ces broches étant susceptibles entre bloquées dans une position fixe et d'être entraînées en rotation ou dans le sens axial 2o Machine suivant la revendication 1 caractérisé en ce oue,sur la broche de précision est disposé un tiroir à positionnement radial et au moins un logement pour un système de palpage,- tandis que sur la deuxième broche de précision est disposée une broche de précision supplémentaire pour recevoir des systèmes de palpage mesurant des trajets, l'axe de cette deuxième broche étant,de préférence,incliné d'un angle de 900 par rapport à celui de la broche qui la supportes 39 Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que leus logements des systèmes de palpage mesurant des trajets portent des dispositifs de positionnement en rotation, auxquels sont à écartement constant, associés une ou plusieurs connexions séparables pour la transmission des valeurs de mesure. 4. Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les mouvements des broches de précision, des tiroirs, des chariots, ainsi que les autres mouvements de la machine déterminant des coordonnées, peuvent être stoppés par les systèmes de palpage montés sur les broches de précision. So Machine suivant la revendication i, caractérisée en ce que sur la broche de précision est monté un multisupport qui dispose de plusieurs systèmes de palpage en positions angulaires définies pour l'exécution d'opérations de mesure différentes0 64 Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'un mouvement axial peut à volonté être superposé au mouvement rotatif de la broche de précision ce mouvement axial étant synchronisé avec la rotation de la broche de précisions 7o Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les mouvements des broches de précision, des tiroirs, des chariots, ainsi que les autres mouvements de la machine qui déterminent des coordonnées peuvent être transposés de manière définie et sélective sur l'avance des installa tions d'enregistrement, 8o Machine suivant les revendications 1 et 2, carsetérisée en ce nue les systèmes de palpage montés sur les broches de précision sont raccordés sur des installa tions d'affichage, d'enregistrement et/ou de calcul 9. Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les systèmes de palpage mesurant des trajets sont constitués par un bras de palpage avec porte-palpeur, un ressort, un patin glissant disposé sur le bras de palpage, une pointe de palpage, ainsi que par des commutateurs tels que des contacteurs de fin de course ou des palpeurs à micropoussoire