Brevet FR2242662A1 — publié le 19750328

La présente invention concerne un vernier optoélectroni que, plus spécialement, mais non exclusivement destiné à mesurer les déplacements linéaires et angulaires sur les machines-outils; il peut en effet mesurer également les déplacements d'un mobile quelconque. En l'état actuel de la technique, les dispositifs utilisés couramment sott les verniers gradués, dont il faut compter les tours et fraction de tour; Si des dispositifs à affichage numériques sont fabriqués pour obvier å cet inconvénient, leur précision est directement liée en grandeur à la précision d'éxécution du capteur, ce qui en limite l'emploi du fait du prix prohibitif qui en découle inévitablement. De plus, outre leur encombrement, leur emploi pratique nécéssite encore soit des calculs soit des manoeuvres malaisées. B'invention a pour objet de remédier à ces graves. in convéntents, notamment par la réalisation d'un capteur incrémen- tal délivrant - toutes choses égales par ailleurs - deux ou quatre fois plus dtimpulsions. selle comporte en outre d'autres dispositions qui sont décrites plus loin et en partie illustrées par le dessin annexé; donné à titre d'exemple de réalisation du capteur seul, conforme à l'invention. Se reportant au dessin, on voit en I l'arbre de commande de l'organe d'une machine-outil, le but étant de compter les dépla cements angulaires de cet arbre. Un volant 2 établi conformément à l'invention est rendu solidaire dudit arbre I par le jeu d'une douille fendue conique 17 serrée par deux écrous 18; un dixie à fenêtres 4, réfléchissant sur ses deux faces est également immobilisé dans le volant par 1' écrou 3. Par contre un équipement fixe solidaire dw bati de la machine comporte de part et d'autre du disque 4 deux diaphragmes, dont un est indiqué en Il; derrière ces diaphragmes sont disposés les optiques, à savoir :Une lampe 6 dans l'axe de laquelle se trouve un phototransistor 10 qui recevra l'éclairement au passage de la fenètre alors que lorsque cette fenètre ne sera plus dans l'alignement optique, les rayons émis par la lampe frapperons 1' intervalle brillant séparant deux fenêtres voisines et se réflé chiera sur le phototransistor 7. Semblablement, la lampe 9 excitera alternativement le phototransistor 5 et le phototransistor 8. En I2 est figuré un des rivets tubulaires qui assemblent avec des entretoises les diverses plaques de l'élément fixe en ce compris les deux joues externes qui supportent les optiques et comportent des circuits imprimés avec composants discrets et amplificateurs. Les rivets I2 sont égalements utilisés comme connexion et aboutissent au moyen de conducteursI3 aux connecteurs dont un figure en 16; un support cannelé I4 et recouvert d'une fourrure I9 assure la liaison de l'équipement fixe avec le bati de la machine par l'intermédiaire du support 15. Le cable de sotie d'un des connecteurs 16 transmet les signaux à un petit pupitre, non montré, comportant notamment, les compteurs, afficheurs et un clavier. Ce clavier est destiné normalement à afficher la côte de la pièce dès le début de l'usinage, l'opérateurn'ayant plus alors qu'à attendre que la côte du dessin s'affiche à son tour - pour stopper son avance; ce dispositif de clavier qui épargne à l'opérateur toute manoeuvre et tous calculs, peut, bien entendu être employé conjointement avec un dispositif de présélection. Le petit pupitre dont il est question s'assujéttit sommairement à la machine au moyen d'un support orientable à proximité de l'opérateur qui peut le déplacer à volonté aussi on recours de préférence à un socle aimanté. Et, conformément à l'invention, le pupitre est protégé contre les entrées intempestives de lubrifiant par une gaine transparente ou non et suffisamment souple pour permettre le jeu du clavier, on peut utiliser un élastomère ou du caoutchouc, dans ce dernier cas les chiffres des touches seront rapportés à l'ex- tèrieure de la gaine par des inserts. Comme il découle de ce qui précède, le vernier objet de l'invention est destiné à se substituer aux verniers actuels et ne modifie pas sensiblement le principe de la mesure qui reste affecté par la précision des vis ou crémaillères, ainsi que par les variations de charge qu'elles supportent. Selon une autre disposition de l'invention, s'agissant de mesurer un déplacement linéaire, on dispose parallèlement à ce déplacement une vis à billes réversible, libre en rotation et se déplaçant axialement dans un écrou, lui immobilisé en rotation et en déplacement axial, la mesure pourrait alors s'effectuer par celle du déplacement angulaire de la vis, méthode qui permettrait d'atteindre une grande précision. Comme il ressort de ce qui précède la principale utilisa tion du dispositif objet de la présente invention est le contrale et l'affichage direct des cotes d'usinage; s'agissant par exemple de faire sur un tour un diamètre porté au dessin, il suffit après une première passe à un diametre quelconque de mesurer la pièce et de porter le chiffre relevélsur le compteur par le jeu du clavier ensuite l'opérateur n' qu'a poursuivre le tournage jusqu'à l'apparition sur le compteur de la cate portée au dessin - à noter qu'en l'espèce le compteur décompte - et le tout sans la moindre opération. R E V E N D I C A T I O N S. I - Dispositif permettant la mesure, avec ou sans affichage numérique, des déplacements d'un mobile et plus spécialement de la rotation des vis d'entrainement des machines-outils; caractérisé, selon la présente revendication, par l'utilisation d'un capteur optoélectronique incrémental dont l'organe générateur, d' impulsions, en principe un disque à fenètres, comporte une face réfléchissante, un récepteur, par exemple un phototransistor étant disposé de chaque coté du disque et ce de manière telle qu' ils puissent recevoir alternativement l'éclairement d'une unique source lumineuses l'un directement au travers la fenêtre l'autre par réflexion dans l'intervalle de deux fenetres. 2 - Dispositif selon la revendication I caractérisé par l'utilisation d'un disque à fenètres dont les deux faces sont reiléchissantes et équipé de deux systèmes optiques tels que décrits ci-dessus et disposés de part et d'autre du disque sur une fenètre, ce qui conduit à deux lampes et quatre récepteurs déli- vrant quatre impulsions par fenètre 3 - Dispositif selon les revendications I et 2 cousis- tant à faire passer dans un même plan tous les rayonnements ainsi que l'axe de rotation du disque. 4 - Dispositif selon la revendication I caractérisé par l'utilisation d'un clavier pour afficher sur le compteur en cours d'usinage la côte mesurée sur la pièce. 5 - Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé par une enveloppe souple en matière plastique élastique par e=; élastomère, caoutchouc etc., étanche qui recouvre le clavier en reproduisant les chiffres, le cas échéant. 6 - Dispositif suivant la, revendication I consistant d incorporer le capteur dans le volant de commande de l'organe intéressé de la machine. 7 - Dispositif selon la revendication I consistant å mesurer un déplacement linéaire au moyen d'une vis réversible à billes indépendante entrainée par ce déplacement axialement et par suite en rotation dans un écrou fixe, le capteur étant en liaison avec ladite vis, ou inversement, la relativité du mouvement de rotation vis-écrou étant la base de la mesure. 8 Dispositif selon la revendication 3, plus spécialê- ment relatif aux compteurs réverslbles, consistant à déplacer le plan de rayonnement des optiques par rapport à l'axe de rotation et en principe parallèlement à cet axe, ce qui crée un décalage dans la sortie des signaux.