Brevet FR2265061A1 — publié le 19751017

La présente invention concerne un dispositif pour la détermination et 11 enregistrement de la courbe d'bbbott relative à la fraction portante d'un profil de surface d,une pièce enregis trée au moyen d'un appareil de mesure des profils de surface. I1 est connu de mesurer la fraction portante dtun profil de surface pour une ligne de coupe déterminée pour laquelle l'appareil est réglé a chaque fois. La fraction portante est alors determinée par une tehnique analogique dans laquelle le signal de surface est comparé, dans un comparateur, à une tension de référence qui est réglable en fonction de la profondeur de coupe.La somme des longueurs pour lesquelles il y a dépassement (ceci pour la profondeur de coupe choisie), lorsqu'elle est divisée par le trajet de référence et multipliée par 100, donne, comme on le sains la fraction portante t exprimée en pourcents p La représentation graphique de la fraction portante d'un profil en fonction de la profondeur de coupe C constitue la courbe d2Âbbott, courbe qui est donc constituée des fréquences cu mulées des longueurs pour lesquelles il y a dépassement, ces -lon- gueurs étant mesurées le long de lignes parallèles coupant le profil de surface.La courbe d'Abbott présente alors,pour l'apprécia- tion d'une surface technique, des avantages notables à de nombreux égards, par exemp-le du point de vue des caracteristiques de frottement et d'usure Par ailleurs, le fait que la détermination et ltenregistrement de la courbe dtAbbott par une technique de mesure analogique implique une grande complication stest jusqu' présent opposé à une utilisation étendue de cette courbe. La présente invention a,par conséquentS pour objet dté~ viter cette complication importante et de réaliser un dispositif pour 1 t enregistrement rapide, ctest-b-dire automatique, de la courbe d'Abbott relative à la fraction portante d'un profil. Selon l'invention, ce resultat est atteint par le fait que l'amplitude du signal de surface est, avec une résolution de par exemple six bits, mise sous forme numérique en fonction du nombre-désird de lignes de coupe, par un comparateur, au moyen d'un système de commande pour un dispositif de calcul binaire, ce système de commande étant équipe de compteurs connus en soi, par exemple pour 64 mots et 32 bits, d'une horloge et d'un convertisseur analogique-numérique, de telle sorte que l'amplitude soit convertie en une adresse pour le mot (correspondant à la profondeur de coupe concerné à chaque fois) d'un registre à décalages, ceci avec cette disposition que, pour chaque profondeur de coupe plus grande, pour le comptage de la fréquence cumulée, le nombre 1 ou encore le-nombre 100 (aux fins de normalisation), est ajou- té, de sorte qu'à la fin du trajet de mesure il y ait, dans chacun des mots 1 à 62 correspondant aux différentes lignes de coupe, mémorisation de 100 fois la valeur partielle de la fréquence cu- mulée N(x), et quetpar contre, le 63ibme mot contienne l'état n du compteur indiquant le nombre des explorations élémentaires (échantillonnages), à la suite de quoi, lors de la restitution, la valeur n mémorisée est transférée dans un deuxième registre à décalages, par l'intermédiaire de-contacts de commutation, et utilisée pour normaliser les valeurs N(x) en mémoire selon l'é- galité t N(x) W(x) = n de façon qutau lieu de l'opération de division (qui est compliquée) parmi les 64 adresses de mémoire, chacune des profondeurs de coupe correspondant aux différents pourcentages recherchés (1...100) de la fréquence cumulée, soit déterminée successivement par soustraction selon l'équation t N(x) - W(x) . n = 0, cela au moyen d'un inverseur, d'un additionneur et d'une bascule qui commande la tension d'écriture de style de traçage de la courbe d*AbbottS tandis que le générateur de dents de scie, que l'horloge synchronise avec le deuxième registre à décalage à fonctionnement plus lent, provoque une fois pour chaque pourcen targe, le déplacement du style de traçage sur toute la largeur du papier d'enregistrement. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est décrit brièvement ci-après en se référant à la figure du des- sin annexe. Pendant que l'appareil 1 de contrôle de surface explore le trajet de référence avec une vitesse de balayage de par exemple 100 W/sS et que l'enregistreur graphique 2 trace le diagramme du signal de surface~non filtré, il y a simultanément, dans le calculateur "Abbottrt(alors que ltinterrupteur est-dans la position A "enregistrement"), mise sous forme numérique du signal de surface au moyen d'un convertisseur analogique-numé rique 4 commandé par programme et d'un comparateur 3, cette mise sous forme numérique se faisant avec une résolution de six bits,à une cadence de 500 Hz.Sous la commande du compteur 5 de mots, il se produit donc un échantillonnage du profil de surface b intervalles de 0,2 p et une classification en 62 étages qui corres- pondent à 62 lignes de coupe, tandis que le 63ieme des 64 mots disponibles (6 bits = 64) reste disponible pour le nombre des é- chantillonnages, et que le 64ème mot reste inutilisé. Ceci étant, il est prévu dans le registre à décalages 10 un mot de 32 bits pour chacune des 62 classes ou lignes de coupe, pour le comptage de la fréquence~cumulée. I1 est donc prévu 62 mots de chacun 32 bits, tandis que le 63ième sert au comptage des n échantillonnages. C'est par l'horloge 9 que le registre à décalages 10 est synchronisé avec le compteur de mots 5 et avec le compteur de bits 6 con çu pour le code binaire et réalisé avec 32 bits, la fréquence de synchronisation étant de l'ordre de 1 MHz. Pour chaque ligne de coupe pour laquelle -le comparateur 3 constate- que le signal de surface franchit un certain seuil, un signal est mémorisé dans le bloc 7 ngénération de mots, et le nombre-100 (après codage binaire par "e compteur de bits 6 est envoyé par le calculateur binaire 6,7,8 à l'adresse correspondante du premier registre b décalages 10.Le même processus se déro.ule pour le 63ième mot de chaque échantillonnage, de sorte qutb la fin du trajet de mesure, le 63ième mot du registre à décalages 10 contient le nombre total des échantillonnages tandis que dans les mots 1 . 62 c'est la fré quence cumulée N(x) (multipliée par 100) des classes correspon- dantes qui est mémorisée. Pour obtenir la fréqUence cumulée normalisée W(x) dans la classe x, il faut former le quotient du nombre N(x) des seuils dépassés (multiplié par 100) par le sombre n des mesures. W (x) =N(x)/n 100 # W(x) # 0 0 (1) Il serait tout naturel de porter W(x) en ordonnées sur le papier enregistreur. Par ailleurs, -l'attribution des lignes de coupe, ou encore de la profondeur c de coupe, aux ordonnées offre l'avantage de la facilité de compréhension, puisque le profil de surface est, comme on le sait, également inscrit dans la direction des ordonnées. De plus, il y a lieu d'objecter que l'opération de division implique une complication importante. Selon l'invention, cet inconvénient est évité si l'on associe la profondeur de coupe à la fréquence cumulée en s'appuyant sur ltéquation transformée N (x) - W(x) . n = 0 (2) ors de la restitution, le processus de calcul se déroule comme suit. Pour la collecte de l'information qui est stockée dans le registre à décalages lO à fonctionnement rapide, il est prévu un deuxième registre b décalages 11, à 32 bits, dont le fonctionnement ( à la cadence de 500 Hz) est relativement plus lent. Ce deuxième registre est synchronisé avec le générateur 4w5 de dents de scie eut exécute, pour l.n à l00.n, exactement 100 opérations de comparaison dans le calculateur binaire, selon programmation du système de commande. C'est avec une correspondance en temps et en nombre que le style de traçage de l'enregistreur graphique 2 est amenée par le générateur de dents de scie B Se déplacer exactement 100 fois sur toute la largeur de la bande d'enregistrement.Alors, pendant que le style de traçage balaye toutes les valeurs x des classes 1 à 62, le papier d'enregistrement défile 'a vitesse constante, de sorte qu'il en résulte une trame de lignes pour la fréquence cumulée normalisée W(x), laquelle est collectée séquentiellement dans les pourcentages 1 à 100 pour le mot corres- pondant x selon l'équation 2 cette collecte se faisant au moyen du claculateur binaire (8, 11, 12) et à partir des-valeurs mémorisées dans le registre b décalages 10, et, au moyen de la bascule 14 la fréquence cumulée normalisée est inscrite par points sur les différentes lignes.Ce faisant, l'état du compteur ( de 1.n à 100.n) correspondant à la ligne considérée est envoyé-dans le deuxième registre à décalages 11, via les contacts S1 que le système de commande met à la fermeture pendant la lecture de chaque 63ième mot. Après commutation de S2 sur la position "W", le premier mot dans le registre b décalages 10 est, en 32 impulsions d'horloge, combiné avec le deuxième registre à décalage il à 32 bits, dans l'additionneur 1 bit 8. Si lton appelle a' lava- leur dans le-registre à décalage 11, alors n' --N(l) vaut pour la combinaison. A la fin de la combinaison, avec la 32ième impulsion d'horloge, le signe de la différence est mémorisé dans la bascule 14 qui, si le signal est négatif, provoque l'application delta tension d'écriture. Alors, tandis que le style de traçage continue sa course sur la ligne en traversant les classes, le processus d calcul se répète successivement pour la totalité des 62 mots. A chaque fois que l'on arrive au 63ième mot, il y a, via- S1,addi- tion du nombre n à la valeur nt mémorisée dans le registre à décalages 11. Ce processus se répète 100 fois, la valeur mémorisée dans le registre à décalage ll étant augmentée de n après chaque ligne. Mais, dans le système de commande, le nombre n qui est proportionnel au trajet de mesure est réglé une fois pour toutes pour le diagramme considéré de profil de surface. Pour la détermination de la courbe d'dbbott relative à la fraction portante d'un profil, ce nombre peut ne pas être pris en considération, puisque par convention la courbe d'Abbott est enregistrée sur une trame due 100 lignes, pour une fréquence cumulée de 1 b 100 % . RVND ICÂTIONS 1. Dispositif pour la détermination et l'enregistre ment de la courbe dtAbbott relative à la fraction portante d'un profil de surface d'une pièce enregistré au moyen d'un appareil de mesure des profils de surface; caractérisé par le fait que l'amplitude du signal de surface est, avec une résolution de par exemple six bits, mise sous forme numérique en fonction du nombre désiré de lignes de coupe, par un comparateur, au moyen d'un sys tème de commande pour un dispositif de calcul binaire, ce système de commande étant équipé de compteurs connus en soiS par exemple pour 64 mots et 32 bits d'une horloge et d'un convertisseur ana logique-numérique, de telle sorte que l'amplitude soit convertie en une adresse pour le mot (correspondant à la profondeur de coupe concernée à chaque fois) d'un registre à décalage, ceci avec cette disposition que, pour chaque profondeur de coupe plus grande, pour le comptage de la fréquence cumulée, le nombre ltou encore le nombre 100 (aux fins de normalisation), est ajouté, de sorte qutà la fin du trajet de mesure il y ait, dans-chacun des mots 1 à 62 correspondant aux différentes lignes de coupe, mémorisation de 100 fois la valeur partielle de la fréquence cumulée N(x), et que, par contre, le 63ième mot contienne l'état n du compteur indiquant le nombre des explorations élémentaires (échantillonnages), àla suite de quoi, lors de la restitution, la valeur n mémorisée est transférée dans un deuxième- registre à dé calages, par 1 t intermédiaire de contacts de commutation, et utilisée pour normaliser les valeurs N(x) en mémoire selon l'égalité :: W(x) = N(x) n w de façon qu'au lieu de l'opération de division (qui est compliquée3 parmi les 64 adresses de mémoire, chacune des profondeurs de coupe correspondant aux différents pourcentages recherchés (1.*o100) de la fréquence cumulée soit déterminée successivement par soustraction selon l'équation t N(x) - W(x) . n = cela au moyen d'un inverseur, d'un additionneur et d'une bascule qui commande la tension d'écriture du style de traçage de la courbe d'Abbott, tandis que le générateur de dents de scie, que horloge synchronise avec le deuxième registre à décalages à fonctionnement plus lent, provoque une fois pour chaque pour centage, le déplacement du style de traçage sur toute la largeur du papier d'enregistrement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la courbe-dtAbbott relative à la fraction portante dtun profil se compose d'une suite de 100 points, chacun étant engendré par une impulsion de la tension d'écritureS laquelle impulsion est formée par différentiation. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 22 caractérisé par le fait que, sur le papier dtenregistrementy à intervallesdéterminés de, par exemple, chacun 10 %, des lignes de repérage sont esqhissées en trait interrompu en appliquant à cet effet au style de traçage une tension d'écriture ayant une fréquence suffisamment grande.