Brevet FR2352280A1 — publié le 19771216

La présente invention a pour objet un dispositif pour le contrôle de la position d'une surface d'une pièce par rapport à une référence fixe. Il serait souvent utile de pouvoir contrôler la position ou l'avancement de l'usinage d'une pièce en mouvement. C'est ainsi notamment que le contrôle d'usinage des meules de grands diamètres, supérieurs a 500 mm., pose un problème particulièrement délicat a résoudre étant donné les tolérances extrêmement strictes qu'il faut respecter. Après cuisson de ces meules1 il est procédé i l'usinage de l'alésage. Le contrôle de l'alésage est réalisé à l'aide d'une plaque ou compas. Après cette operation, il est procédé à une reprise sur tour pour réaliser l'usinage du diamètre extérieur1 c'est-â- dire en d'autres termes, réaliser le centrage de la partie active de la meule par rapport à l'alésage. Dans un premier temps, il est tout d'abord procédé à une mise au rond de la meule. Après arrêt de la machine et ouverture du capot, I'opérateur effectue une mesure du diamètre de la meule ì l'aide d'un pied a coulisse. Cette opération étant réalisée, il est ensuite procedé à l'usinage de la meule jusqu'au diamètre désiré, exception faite d'une surépaisseur de finition. L'opérateur effectue alors une nouvelle mesure, également génératrice d'un arrêt et de l'ouverture du capot de la machine avant de procéder à la finition de la meule. Après celle-ci, il est procédé à un contrôle des dimensions de la meule. Les incon vénients d'une telle méthode sont relativement nombreux - Le pied à coulisse utilisé est nécessairement de grandes dimensions et difficile a manipuler. En outre, il ne permet de mesurer le diamètre de la meule que sur un bord de celle-ci et il n'est donc pas possible de déceler une éventuelle conicité de la meule due à l'usure de l'outil. - Dans le cas où plusieurs meules minces sont usinées en même temps, il n'est possible de contrôler sans démontage que le diamètre de la première meule. - I1 faut nécessairement arrêter la machine, attendre que la meule soit â l'arrêt, ce qui est relativement long, compte-tenu de l'inertie de celle-ci, et ouvrir le capot. Les opérations inverses doivent être effectuées avant de reprendre l'usinage. - Compte tenu de la nature des matériaux constitutifs des meules, il se produit une usure rapide des pieds à coulisse pouvant rapidement conduire à des mesures fausses. Il a été envisagé d'adopter certaines solutions de contrôle pour pallier ces inconvénients. - Une première solution consisterait à utiliser un système pneumatique du type comparateur "Solex't. I1 s'agit d'un dispositif onéreux, encombrant et relativement fragile. - Une seconde solution consisterait à utiliser des cellules photoélectriques donnant des indications de fin d'usinage. Un tel agencement, qui présente l'inconvénient de ne donner qu'une indication de fin d'usinage mais non un contrôle continu, est difficilement envisageable avec un usinage réalisé à la molette. - Une autre solution consisterait à utiliser un capteur et une chalande de mesure électronique. I1 s'agit la' d'un dispositif très onéreux et également trop fragile (obligation d'arrêter la machine). La présente invention vise à fournir un dispositif qui, permettant le contrôle de la position d'une pièce en mouvement, est simple et d'une grande fiabilité. Ce dispositif comporte deux projecteurs situes à une distance déterminée de la pièce considérée et dont les faisceaux convergent vers ladite pièce, et se coupent dans un plan correspondant à celui dans lequel se trouve la partie contrôlée de la pièce, lorsqutelle est dans sa position idéale. Dans la mesure où les deux faisceaux se coupent sur la pièce dont on surveille les mouvements ou l'usinage, cette pièce est dans la position ou possède la forme désirée. Avantageusement, l'un des projecteurs contient une diapositive donnant l'image d'une échelle graduée, tandis que l'autre projecteur contient une diapositive donnant l'image d'un vernier. I1 est ainsi possible de surveiller avec exactitude la position relative des images des deux faisceaux projetées sur la pièce que l'on surveille. Du fait que les images ne sont pas projetées sur des plans perpendiculaires aux axes optiques.respectifs des projecteurs, elles ont tendance à être déformées et nettes en un point seulement. En conséquence, chaque diapositive est inclinée par rapport à l'axe optique du faisceau qui lui est associé et les graduations figurant sur chaque diapositive ne sont pas équidistantes afin que leurs projections soient equidistantes. Avantageusement, l'angle des axes optiques des deux faisceaux est d'environ 127, de telle sorte que la valeur du déplacement relatif des images des deux projecteurs soit égale à quatre fois la valeur du déplacement de la pièce dans v direction correspon dant à la médiatrice de l'angle des deux faisceaux lumineux. Il est ainsi réalisé une amplification du déplacement de la pièce en mouvement. Dans le cas où ce dispositif est associé à une machine pour l'usinage des meules comportant un trainard déplaçable perpendi culairement à la broche sur laquelle est montée la meule, un grand chariot qui, monté sur le trainard , est déplaçable parallèlement à la broche portant la meule, et un petit chariot qui, monté sur le grand chariot et portant les outils d'usinage, est déplaçable parallèlement au trainard, les deux projecteurs sont montés fixes sur le grand chariot et leurs faisceaux se projettent sur la tranche de la meule. Avantageusement, les projecteurs sont montés de façon telle que les axes optiques de leurs faisceaux respectifs soient dans un même plan diamétral de la meule. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce dispositif dans le cas de son application au contrôle de l'usinage de meules de grand diamètre Figure 1 est une vue très schematique mettant en évidence Se principe de ce dispositif Figure 2 est une vue très schématique de dessus d'une machine pour l'usinage d'une meule équipée d'un dispositif permettant le contrôle du diamètre,du du faux rond et de la conicité de la meule Figure 3 est une vue d'une machine identique à celle de figure 2 équipée, en outre, d'un dispositif de contrôle du voile des faces de la meule Comme montré au dessin, ce dispositif comporte deux projec teurs i et 2 disposés de façon telle que leurs axes, respectivement 3 et 4 soient convergents et situés dans un même plan dia métral d'une meule 5, la projection des images données par ces deux faisceaux étant faite sur la tranche 6 de ladite meule. Comme montré à la figure 1, dans la mesure où le plan dans lequel convergent les faisceaux 3 et 4 correspond à la tranche 6 de la meule, les deux images 70 sont confondues. Dans la mesure où la meule possède un diamètre 6a supérieur au diamètre 6, il est constaté la présence de deux images distinctes 71a et 71b. Dans la mesure où la meule a un diamètre 6b compris entre les diamètres 6 et 6a, on note la présence d'images 72a et 72b plus rapprochées que les images 71a et 71b. L'angle 2E que forment les axes optiques des projecteurs 1 et 2 a été établi dans le cas présent de façon telle qutune variation déterminée du diamètre de la meule se traduise par une variation plus importante de ltécartement des images 70. il a été prouvé que, pour une valeur 2d N 127, la variation y de la distance entre deux images 70 était égale à quatre fois la valeur de la variation x du rayon de la meule. D'un point de vue pratique, la meule 5 est montée de façon connue sur une broche 8. En regard de la meule 5, il est prévu un trainard 9 déplaçable perpendiculairement à l'axe 10 de la meule 5, un grand chariot 12 qui, monté sur le trainard 9, est déplaçable sur celui-ci parallèlement à l'axe 10, et un petit chariot 13 qui, monté sur le grand chariot et portant les molettes d'usinage 14, est déplacable parallèlement au traînard. Le trainard est tout d'abord positionné de façon telle que les faisceaux 3 et 4 des projecteurs 1 et 2 donnent des images se coupant dans un plan correspondant à la position de la tranche 6 de la meule 5 lorsque celle-ci est au diamètre désiré. il est avantageusement prévu, fixé sur le traînard 9 un index 15 se déplaçant en regard d'une échelle graduée 16, indépendante du trainard, indiquant quelle doit être la position de celui-ci pour une valeur déterminés du diamètre de la meule. Une fois la position du trainard déterminée, celui-ci n'est plus déplace pendant toute la durée de l'usinage. Il est tout d'abord procédé à une mise au rond de la meule par déplacerent transversal du grand chariot 12 relativement au trainard après positionnement sur celui-ci du petit chariot 13. Une fois cette opération réalisée, et contrôlée par l'interm6- diaire du dispositif optique, il est procédé a' des prises de passe par positionnemwents successifs du petit chariot 13 sur le grand chariot 12, jusqutà ce que l'on obtienne la coincidence des deux zéros de l'échelle graduée et du vernier. Lorsque cette coincidence est obtenue, la meule est au diamètre désiré . En effectuant une mesure lors de la totalité du déplacement du grand chariot 12, il est possible de s'assurer que la meule n'est pas conique. La machine, représentée à la figure 3, est équipée d'un dispositif pour le contrôle du voile de ses faces latérales.l7. Ce dispositif travaille de la façon décrite ci-dessus. Un tel dispositif de contrôle d'usinage présente de nombreux avantages par rapport à la technique existante - Il permet la mesure au cours de la rotation de la meule à tout moment au cours de l'usinage. - Le faux rond de la meule peut être chiffré, si bien qu'il est possible de l'enlever en une passe, ce qui évite les chocs et soulage la machine. - La lecture indique directement la surépaisseur à enlever, ce qui permet de chiffrer facilement la valeur de la prise de passe a réaliser. - I1 est possible de procéder au contrôle de l'usinage de plusieurs meules minces, sans avoir à procéder à leur démontage. - I1 ne se produit pas d'usure du dispositif de contrôle, ce qui assure une bonne reproductibilité des mesures. - Dans le cas du dispositif décrit, le vernier permet d'apprécier la valeur de la prise de passe à moins d'un dixième de millimètre. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul dispositif ni à ses deux seules applications décrites ci-dessus elle en embrasse, au contraire, toutes ses variantes de réalisation et d'application. C'est ainsi notamment que les deux faisceaux lumineux pourraient provenir d'un projecteur unique associé à un dispositif approprié permettant la division du faisceau émis par celui-ci, puis assurant la convergence ultérieure de ces deux faisceaux, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 1. - Dispositif pour le contrôle de la position d'une sur face d'une pièce par rapport à une référence fixe, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de production de dellx faisceaux lumineux qui convergent vers ladite pièce et se coupent en un point situé sur la partie de la surface contrôlée de la pièce lorsqu'elle est dans sa position idéale. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que les deux faisceaux lumineux proviennent de deus projecteurs situés a une distance déterminée de la piece coilsidérée. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que l'un des projecteurs contient une diapositive donnant 1'im.ige d'une échelle graduée, tandis que 1'autre projecteur contient une diapositive donnant l'image d'un vernier. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractris en ce que chaque diapositive est inclinée par rapport a l'axe optique du faisceau qui lui est associé et en ce que les graduations figurant sur chaque diapositive ne sont pas équidistantes afin que leurs projections soient équidistantes. 5. - Dispositif selon l'unequelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que l'angle des axes optiques des deus faisceaux est d'environ 1270, de telle sorte que la valeur du déplacement relatif des images des deux projecteurs soit égale - quatre fois la valeur du déplacement de la pièce dans une direction correspondant .i la médiatrice de l'angle des deux faisceaux lumineux. 6. - Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 i 5 an contrôle de l'usinage d'une meule. 7. - Dispositif selon la revendication 6, associé .i une machine pour usinage des meules comportant un trainard déplaçable perpendiculairement à la broche sur laquelle est montée la meule, un grand chariot qui, monté sur le trainard, est déplaçable parallèlement a la broche portant la meule, et un petit chariot qui, monté sur le grand chariot et portant les outils d'usinage, est déplaçable parallèlement au trainard, caractérisé en ce que les deux projecteurs sont montés fixes sur le grand chariot et en ce que leurs faisceaux se projettent sur la tranche de la meule. 8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les projecteurs sont montés de façon telle que les axes optiques de leurs faisceaux respectifs soient dans un meme plan diamétral de la meule. 9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que, sur le trainard, est fixé latéralement un index coopérant avec une échelle graduée, indépendante de celui-ci, afin de permettre le positionnement du trainard dans une position telle que les deux faisceaux lumineux se croisent dans un plan situé à une distance de l'axe de la meule correspondant au rayon désiré de celle-ci.