Brevet FR2328941A1 — publié le 19770520

La présente invention conte ne un mécanisme de couplage d'une échelle d'interpolation à une échelle absolue de mesure, permettant le verrouillage de l'origine de l'échelle d'interpolation sur tout point choisi de référence de l'échel- le absolue. En particulier, l'invention concerne à titre purement illustra tif, un dispositif de mesure du type utilisé pour la commande des machines-outils dans lesquelles un organe mobile doit ventre mis en position par rapport à un point de référence. Les dispositifs de mesure absolue sont supérieurs aux dispositifs de mesure par accroissement, à tout point de vue sauf un. L'-inconvénient est bouton ne peut pas régler unie origine auxiliaire afin qu'elle corresponde à un point de référence sur l'élément à mesurer. Ce n'est que lorsque l'é- lément est placé avec précision par rapport à l'origine de l'échelle absolue qu'on peut remédier à cet inconvénient. Comme ce montage est rarement possible, le point de référence de l'élément est identifié à une mesure absolue arbitraire. Les lectures ultérieures par rapport au point de référence doivent donc autre ajoutées à la mesure antérieure ou soustraites de celle-ci. Ce calcul donne souvent des erreurs et il est donc souhaitable que les opérations arithmétiques soient simplifiées autant que possible. Un procédé couramment utilisé, d'arrondissement à une valeur entière, comprend l'identification du point de référence avec une valeur absolue entière. Un exemple de procédé appliqué à une échelle de mesure ayant un curseur et une échelle associée d'interpolation qui peut être déplia cée par rapport à lui comprend le processus suivant. Ozi suppose que la position absolue d'un point voulu de référence P est 12,543 et bouton veut trouver un point Q à une distance 234,567 de P. Rn l'absence de l'arrondissement à ltentier voisin, on doit trouver la position absolue, ctest-à-dire 12,543+ 234,567 = 247,110.Cependant, lorsqu'on utilise l'arrondissement à l'entier voisin, on déplace d'sabord le curseur afin de le mettre en face de P puis on l'étalonne afin d'interpoler la position à la valeur entière la plus proche placée au-dessous, c'est-à-dire 12, par déplacement de l'échelle d'interpolation afin qu'elle corresponde au zéro. Le point Q se trouve alors en face des graduations 12 + 234,567 = 246,567. Non seulement l'utilisation de cette mise à l'entier voisin simplifie l'addition, mais elle laisse aussi sans changement la partie fractionnaire de la lecture. Ainsi, dans une machine d'inspection, on peut vérifier directement les distances élémentaires- sans calcul arithmétique supplémentaire. Ce processus ne donne pas satisfaction dans le seul cas ex tr & ement rare dans lequel l'erreur de lecture correspond à un nombre entier de divisions d'échelle de mesure. Le réglage à un nombre entier voisin est cependant une opération vulnérable car, lors de l'application du procédé, l'échelle d'interpolation doit autre mobile indépendamment du curseur qui est lui-m8me déplacé au cours de l'interpolation. Par exemple, lorsquton applique l'arrondissement à l'entier voisin à un dispositif de mesure dans lequel le curseur est déplacé par une vis micrométrique étalonnée, le micromètre est utilisé pour l'alignement du curseur sur une division de l'échelle de mesure, puis mis à zéro. Cette opération implique que le curseur doit autre mobile indépendamment de la mise en position étalonnée du'micromètre ou inversement, avec les risques suivants 1. Un découplage peut avoir lieu après la fixation de la référence si bien que l'origine est ensuite perdue. 2. Il peut apparattre des ambiguités lors du réglage de position par rapport à un point de référence à moins qu'un dispositif empoche le déplacement du micromètre après le réglage de référence. 3. Les nouveaux réglages par rapport au point de référence sont erronés lorsque les mouvements du micromètre et du curseur ne sont pas couplés à nouveau juste après le réglage de référence. 4. Un déplacement non enregistré du curseur peut apparattre et peut dépasser la plage permise de déplacements lorsque le curseur et la position repérée du micromètre ne sont pas réalignés par rapport à la position absolue convenable juste avant chaque nouveau réglage de référence. L'invention concerne donc uri mécanisme auxiliaire de réglage d'origine qui simplifie le réglage du point de référence et constitue une protection contre une utilisation erronée ultérieure. Ce mécanisme permet l'élimination des risques 1 et 2 précités du procédé d'arrondissement à un nombre entier et réduit beaucoup les risques 3 et 4 précités. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de mesure qui comprend un mécanisme de verrouillage d'un support d'échelle d'interpolation sur un curseur mobile par rapport à une échelle de mesure ou sur une échelle de mesure mobile par rapport à un curseur, le dispositif de mesure comprenant un dispositif de verrouillage qui peut autre libéré pour un réglage unique du support de l'échelle d2interpola- tion afin que le curseur puisse autre aligné indépendamment sur une lecture entière de l'échelle de mesure avant resserrage du dispositif de verrouillage, si bien que le réglage unique du support de l'échelle d'interpola-tion est associé à la lecture entière de l'échelle de mesure. L'échelle de mesure peut permettre un déplacement linéaire ou angulaire. Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif de mesure comprend un dispositif de lecture optique dans lequel la projection d'une graduation de l'échelle le doit autre alignée sur un réticule, et celui-ci est mobile sous la commande d'une vis micrométrique, d'une distance équivalant à la distance comprise entre deux graduations de l'é-chelle. En d'autres termes, le micromètre assure l'interpo- lation d'une échelle projetée. Dans un tel dispositif de lecture, le déplacement du micromètre doit autre limité à la distance équivalant à celle qui sépare deux graduations de l'échelle, réduite d'un intervalle d'interpolation, afin que toute ambiguité soit impossible, Le réticule peut alors autre aligné sur une seule graduation étalonnée de l'échelle, c'est-à-dire que, lorsque l'échelle est graduée en millimètres et lorsque l'interpolation micrométrique correspond à un millimètre,chaque division du micromètre correspond à un micron et la plage d'interpolation est de 999 microns. Dans un tel dispositif, l'échelle d'interpolation correspond à la position de la vis micrométrique et son sup port peut être verrouillé sur la vis micrométrique par un dispositif de couplage qui peut être débrayé. Ce dernier peut comprendre deux plaques d'embrayage repoussées élastiquement, l'une étant fixée à la vis et l'autre étant destinée à commander le déplacement du support de l'échelle d'interpolation. Un dispositif de débrayage permet la séparation des plaques d'embrayage lorsque l'échelle d'interpolation est mise à zéro.Cependant, ce découplage des plaques d'embrayage peut être empêché par un verrou d'embrayage commandé par l'opé- rateur, assurant l'impossibilité du débrayage des plaques d'embrayage lorsqu'un déplacement commun des deux éléments est nécessaire même lorsque le réglage unique d'interpolation pour lequel le dispositif de débrayage fonctiolme est atteint. L'échelle d'interpolation peut ventre inscrite sous forme hélicoldale à la surface externe d'un support qui comprend un tambour cylindrique creux monté coaxialement à la vis, un cylindre interne appelé tiroir de débrayage pouvant coulisser dans le tambour. La rotation de la vis micrométrique est transmise au tambour d'interpolation par deux plaques coopérantes d'embrayage, l'une étant portée par la vis et l'autre par le tambour. Le tiroir de débrayage est repoussé élastiquement en direction axiale afin qu'il prenne appui contre la plaque d'embrayage de la vis micrométrique et, à moins que le tiroir soit retenu axialement dans le tambour, il -provoque le débrayage. La retenue est assurée soit par le verrou d'em- brayage commandé par ltopérateur, soit par un verrou repoussé élastiquement et qui n1 est libéré que lorsque le tambour correspond à zéro. Pour toute autre position repérée, même lorsque le verrou d'embrayage est libéré, la coopération des plaques d'embrayage est assurée par la limitation imposée au déplacement axial du tiroir de débrayage par le verrou de retenue.La séparation du tiroir de débrayage pour la position zéro du tambour est automatiquement déclenchée par une came destinée à provoquer le retrait du verrou de retenue. Le déplacement indépendant du réticule qui est nécessaire pour le réglage de référence, ne peut être réalisé que lorsque les deux conditions de débrayage ont été satisfai tes, c'est-a' dire lorsque le verrou d'embrayage a été retiré par l'opérateur et lorsque le tambour d'interpolation se trouve dans la position de zéro. Le réglage de la référence, après la mise en mode totalement découplé ou débrayé peut être réalisé de la manière suivante. Lorsque le réticule doit être placé en coincidence avec une graduation de l'échelle de mesure, on le déplace de'sabord vers le zéro absolu. Lorsque la graduation et le réticule ne coïncident pas, le déplacement est inversé et la graduation supérieure suivante est alignée. Selon ce procédé, le déplacement total du réticule ne doit pas dépasser celui qui correspcnd à l'intervalle de deux graduations. Le déplacement d'interpolation n'est jamais limité car il est toujours possible d'obtenir un alignement unique. Lorsqu'un nouveau réglage de référence a été réalisé, la remise en position du verrou d'embrayage par l'opérateur commande l'embrayage des plaques d'embrayage et la remise An position du verrou de retenue du tiroir de débrayage, si bien que le repérage de la position de zéro de l'échelle d'interpo- lation et de la position du réticule pour un nouveau point de référence est assuré. Le déplacement en rotation-de la vis micrométrique assure aussi, par l'intermédiaire d'un autre dispositif de couplage, le déplacement linéaire d'une fenêtre d'observation ou de lecture qui est montée près de la surface du tambour gravé ou portant les graduations, et qui est mobile paral lèlement à l'axe du tambour, si bien qu'elle est entratnée devant la surface du tambour en synchronisme avec le déplacement de l'échelle d'interpolation: Une image de l'échelle d'interpolation, vue par la fenêtre d'observation, peut entre convenablement projetée sur le réticule par un dispositif optique classique, par exemple du type d'un périscope. D'autres caractéristiques et avantages d'un mode de réalisation de l'invention, ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure i est une coupe longitudinale d'un mé canisme selon l'invention destiné au couplage d'une échelle d'interpolation et d'un réticule mobile sous la commande d'une vis micrométrique ; et - la figure 2 est une coupe du mécanisme suivant la ligne il-Il de la figure 1, le bottier étant supprimé. La figure 1 représente un mécanisme qui comprend un boiter 20 monté sur un support 7 de réticule déplacé par une vis micrométrique 18. Cette dernière peut être couplée par des plaques annulaires 3, 4 d'embrayage à un tambour 9 dans lequel est monté un tiroir 10 de débrayage dont le mouvement axial est limité par un verrou 16 monté dans le tambour. La plaque 3 peut coulisser sur l'arbre de la vis et elle ne peut pas tourner par rapport à celle-ci, et la plaque 4 est fixée au tambour 9 par des boulons 8 sur lesquels elle peut coulisser longitudinalement par rapport au tambour. Les plaques 3 et 4 d'embrayage sont maintenues en coopération par des ressorts 5 et 6 montés derrière chacune de ces plaques. Elles peuvent aussi ventre verrouillées par disposition manuelle d'un ergot 2 qui pénètre dans une cavité annulaire du c8té de la plaque 3 et qui est monté excentriquement sur une broche 26 fixée à un bouton 1 de commande.Celuici peut autre tourné dans la position représentée sur la figure 1 afin que l'ergot 2 prenne appui sur la face arrière de la plaque 3 et verrouille celle-ci dans sa position embrayée de coopération avec la plaque 4, et le bouton 1 pellt aussi être tourné de 1800 afin qu'il sépare les deux plaques si bien qu'elles ne coopèrent plus que sous l'action des ressorts 5 et 6, les deux positions étant appelées position de "réglage relatif" (comme représenté) et de "réglage de référence". La face cylindrique externe du tambour 9 porte une échelle hélicoSdale (non représentée) ayant I 000 divisions d'interpolation numérotées 000 à 999* Un pignon externe est porté par une extrémité du tambour étalonné 9 et coopère avec un pignon coopérant 23 porté par l'extérieur d'une extrémité d'un tube Il de périscope qui est mo té le long du tambour 9 et parallèlement à celui-ci. La face interne du tube Il est taraudée et elle coopère avec un tube fileté 19 d'objectif qui doit se cnéplacer en direction axiale uniquement.Lorsque le tambour 9 tourne sous la commande de la vis 18 par l'intermédiaire des plaques 3 et 4 d'embrayage, le tube 11 tourne aussi sous la commande des pignons 22 et 23 si bien que le tube 19 est déplacé axialement le long du tube Il en synchronisme avec le déplacement de l'échelle hélicordale du tambour 9 devant des fentes axiales de visée du tube 11. Une image des divisions d'interpolation est balayée par le tube 19 et elle est projetée par un dispositif optique classique non représenté du type du périscope sur le plan du réticule du support 7. Le découplage des plaques 3 et 4, nécessaire pour le réglage de l'échelle d'interpolation en face de toute région voulue de 11 échelle du réticule, ne peut être réalisé que dans la position déverrouillée ou "de réglage de référence" du bouton 1. Il est assuré par le mécanisme de déverrouillage décrit dans la suite. Un levier 12 est monté transversalement dans le tambour 9 et il commande le verrou 16 afin qu'il libère le tiroir 10. Le verrou 16 est maintenu dans une cavité annulaire 25 du tiroir 10 par un ressort 14 et il en est retiré par le levier 12 lorsque celui-ci est enfoncé par une came 15 montée sur la paroi externe du tube 11, dans le plan transversal qui comprend le levier 12. Le rapport des tours du tambour aux tours du tube du périscope est une fraction irréductible. En conséquence, la came 15 tournant avec le tube Il frappe le levier 12 qui tourne avec le tambour et la coincidence n'a lieu que pour une position d'interpolation sur les mille On utilise cette position pour la détermination de la position d'interpolation 000 pour laquelle le débrayage automatique a lieu. Lorsque le bouton 1 de commande est dans la position déverrouillée ou de "réglage de référence" lorsque le tambour 9 est mis à zéro, le retrait du verrou 16 provoque la libération du tiroir 10 ; celui-ci se déplace alors axialement vers l'extrémité du boiter qui comprend le support de réticule,sous la commande d'nn ressort 13 monté entre le tiroir et le tambour 9 à l'extrémité opposée à celle qui comprend le support de réticule. Lorsque le tiroir se déplace, il entraRne la plaque 3 qui est suivie par la plaque 4 repoussée par le ressort 6, jusqu'a ce que la plaque 4 soit retenue par la tette du boulon 8 fixée an tambour 9. La plaque 3 continue à se déplacer sous la commande du tiroir et se sépare ainsi de la plaque 4. Dans cette position découplée, la rotation manuelle de la vis 18 sous la commande d'un bouton 17 d'alipe- ment, ne déplace que le support 7 du réticule, le tambour 9 restant fixe.Le support du réticule peut ainsi être mis à tout réglage voulu de référence et il peut ensuite Aetre recouplé à l'échelle dtinterpolation par rotation du bouton 1 dans la position de "réglage relatif", La rotation de ce bouton provoque l'entratnement de la plaque 3 par l'ergot 2 si bien que les plaques 3 et 4 coopèrent à nouveau, et le tiroir 10 est ramené malgré l'action du ressort 13 jusqu'à ce que le ressort 16 revienne dans la cavité 25 sous la commande du ressort 14, le réglage de référence choisi du réticule étant alors verrouillé sur le réglage 000 de l'échelle dtin- terpolation portée par le tambour 9. Toute rotation supplémentaire de la vis micrométrique 18 provoque le déplacement du réticule et de l'échelle d'interpolation ensemble. Lorsque le tambour 9 revient à la position 000 en cours d'utilisation, en mode de "réglage relatlfn, le verrou 16 se sépare à nouveau du tiroir 10 mais les deux échelles ne peuvent pas se découpler car l'ergot 2 empêche la séparation des plaques d'embrayage. Dès que la vis 18 tourne à nouveau, le verrou 16 reprend immédiatement sa position de verrouillage, Avant l'utilisation d'un nouveau reglage de réfé- rence, il est souhaitable de vérifier la plage de l'échelle d'interpolation par rapport à l'échelle du réticule afin de déterminer si la totalité de l'échelle d'interpolation se trouve dans la plage permise de déplacements du réticule. il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence tecEInique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure comprenant un mécanisme de verrouillage d'un support d'une échelle d'interpolation sur un curseur mobile par rapport à une échelle de mesure ou sur une échelle de mesure mobile par rapport à un curseur, ledit dispositif de mesure étant caractérisé en ce que le mécanisme comprend un dispositif de verrouillage qui peut strie libéré pour un réglage unique du support de 11 échelle d'interpolation, par un dispositif de libération qui permet l'alignement indépendant du curseur sur une lecture entière de l'échelle de mesure avant remise en coopération du dispositif de verrouillage si bien que le réglage unique du support de l'échelle d'interpolation est associé à la lecture entière de l'échelle le de mesure. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comprend un verrou command par l'opérateur et empêchant la libération. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'échelle de mesure assure une mesure linéaire. 4. Dispositif selon ltune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'échelle de mesure assure une mesure angulaire. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le curseur est mobile sous la commande d'un dispositif d'entraSnement qui comprend une vis micrométrique. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comprend une liaison d'embrayage placée entre le support de l'échelle d'interpolation et la vis micrométrique. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la liaison d'embrayage comprend deux plaques d'embrayage repoussées élastiquement, l'une étant fixée au support de l'échelle d'interpolation et l'autre à la vis micrométrique. 8. Dispositifselon l1une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la plage totale de lectures disponibles sur l'échelle d'interpolation n'est pas supérieure à la distance séparant deux graduats adjacentes de l'échelle de mesure réduite d'une unité d'interpolation. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le support d'échelle d'interpolation est un tambour cylindrique sur lequel est inscrite une échelle d'interpolation sous forme d'une hélice, et le dispositif de libération comprend un tiroir interne repoussé élastiquement, mobile longitudinalement dans le tambour mais retenu par un verrou qui peut être libéré pour un réglage unique de l'échelle d'interpolation, le tiroir interne, lorsqu'il est libéré, étant déplacé par le ressort associé afin qu'il libère le dispositif de verrouillage. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'échelle hélicoldale d'interpolation est balayée par une fenêtre d'observation entratnée parallèlement à l'axe de l'hélice et près de la surface cylindrique du tambour, en synchronisme avec la rotation de l'échelle d'interpolation. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une image de la région de l'échelle d'interpolation qui apparatt dans la entre d'observation est projetée optiquement sur le plan d'observation du curseur. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérizé en ce que l'image est projetée sur le plan d'observation du curseur par un système optique de projection qui est déplacé avec la fenêtre d'observation par un filetage interne d'un tube de périscope qui tourne en synchronisme avec le tambour. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le verrou est repoussé élastiquement afin qu'il coopère avec le tiroir interne et est libéré par une came fixée sur le tube de périscope.