Brevet FR2359393A1 — publié le 19780217

La présente invention due aux travaux de Messieurs Robert JANNET et Marc MOREAU, concerne un procédé et un appareillage pour mesurer la rectitude de barres. Dans certaines industries de transformation des métaux, telles que le décolletage, les machines-outils et, notamment, les tours de décolletage, sont approvisionnées en barres métalliques d'un diametre pouvant aller de quelques dixièmes à quelques dizaines de millimètres et d'une longueur de quatre à six mètres. Ces barres, obtenues le plus souvent par étirage, subissent une opération dite de "dressage" de façon à leur conférer une rectitude aussi parfaite que possible.Mais, en pratique, il est connu qu'unie proportion non négligeable de barres présente des défauts de rectitude provenant soit d'un défaut de fabrication, soit de mauvaises conditions de transport, de stockage ou de manutention. I1 en résulte deux inconvénients - l'alimentation des tours automatiques est généralement assurée en disposant une réserve de barres sur un plan incliné où elles descendent par gravité et en roulant sur le plan incliné jusqu a l'organe de préhension du tour (mandrin et mors). Si certaines barres présentent des défauts de rectitude, elles tendent, en descendant le plan incliné, à se mettre en travers, à chevaucher celles qui les précèdent, ce qui peut entraîner un défaut d'alimentation du tour. - lorsqu'unie barre présentant un défaut de rectitude est engagée dans le mandrin du tour, elle donne lieu au phénomène dit de 1,fouettage" par lequel ltex- trémité de la barre en rotation, à l'arrière du tour, décrit un cercle de diamètre rapidement croissant, ce qui est très dangereux pour le personnel et provoque une torsion importante et irréparable de la barre. I1 est donc absolument indispensable d'alimenter les tours avec des barres présentant une rectitude suffisante et d'éliminer les barres défectueuses pour leur faire subir, éventuellement, une opération de redressage. Le procédé de mesure de la rectitude d'une barre est basé sur la constatation que, lorsque l'on pose une barre de grande longueur sur une surface plane et que l'on cherche à la faire tourner à la main en agissant sur une de ses extrémités, l'effort nécessaire est régulier et constant si la barre est droite, et irrégulier si la barre présente des défauts de rectitude ; sur un angle de rotation de 360 , on constate, par exemple, qu'unie partie de la rotation demande un effort important -effort consistant en un couple de rotation appliqué à l'extrémité- alors que le reste de la rotation s'effectue sans effort et, parfois, c'est la barre elle-me qui achève spontanément le mouvement de rotation comme si elle basculait après avoir franchi un obstacle. Le procédé de mesure de la rectitude d'une barre, objet de l'invention, consiste à mesurer la variation, en fonction de l'angle de rotation, du couple que l'on doit exercer sur l'une des extrémités de ladite barre, supportée en au moins deux points, pour la faire tourner sur elle-même. L'appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé est un mesureur de couple, adapté au cas particulier de la mise en rotation d'une barre de grande longueur, qui traduit le couple en un signal électrique que l'on peut éventuellement amplifier, puis mesurer. Les figures et exemples qui suivent permettront de comprendre la mise en oeuvre de l'invention La figure I montre la variation du couple de rotation d'une barre de grande longueur en fonction de l'angle de rotation. La figure 2 représente ltappareillage permettant d'effectuer cette mesure, par conversion du couple en une grandeur électrique que lton affiche. Sur la figure 1, on a porté : en ordonnées, la valeur du couple de rotation selon une échelle arbitraire - et en abscisses, l'angle de rotation. La barre étant posée sur une surface plane, la rotation entraîne, bien entendu, un roulement sur ladite surface, mais le phénomène est identique si la barre est immobilisée, par exemple sur des Vés, de façon qu'elle soit contrainte de tourner sur elle-même autour de son axe. La courbe A se rapporte à une barre idéale ne présentant aucun défaut de rectitude. La courbe B se rapporte à une barre ne présentant que de légers défauts de rectitude. La courbe C se rapporte à une barre présentant un défaut important : le couple de rotation est éle vé et de valeur positive (couple résistant) puis, brusquement, la barre bascule spontanément et le couple prend une valeur négative (couple moteur). Si l'on continue la rotation, le phénomène se répète d'une façon cyclique (courbes en pointillés). L'appareil de mesure comporte un moteur électrique (1) muni d'un réducteur de vitesse (2) dont l'axe de sortie (3) peut tourner à une vitesse comprise entre une dizaine et une centaine de tours par minute. Une vitesse trop faible rend les mesures trop lentes, une vitesse trop élevée provoque dans la barre des effets centrifuges qui se superposent au phénomène que l'on veut mesurer jusqu'à le masquer totalement. L'axe de sortie (3) porte un mandrin de serrage (4) qui peut serrer l'extrémité de la barre à mesurer (5). L'axe commun du moteur, du réducteur et du mandrin est horizontal, de façon que la barre à mesurer soit elle-même placée horizontalement. L'ensemble d'entraînement moteur-réducteur-mandrin est monté flottant sur un bâti fixe (6) grâce à des paliers (7), de préférence à auto-alignement. La barre prend appui sur un ou plusieurs supports plans ou, de préréfence, sur des Vés (8), fixes ou tournants, dont l'espacement et la position dépendent du diamètre de la barre et de l'emplacement présumé des défauts de rectitude. Le couple nécessaire pour faire tourner la barre donne naissance à un couple de réaction, de valeur égale et de sens oppose, qui tend à faire tourner en sens inverse l'ensemble d'entraînement et, notamment, le stator du moteur. Ledit ensemble d'entraînement n'est pas équilibré autour de son axe. Un poids (9), disposé à I'extrémité d'un bras rigide horizontal (10), forme balourd, et un ressort (11), à tension réglable, compense plus ou moins l'effet de ce balourd. Le réglage de la tension du ressort (11) est obtenu par un dispositif connu, dont la commande est à la disposition de l'opérateur, par exemple, par le volant (12). Un bras rigide (13) est fixé à l'ensemble de mise en rotation perpendiculairement à l'axe de rotation et, par exemple mais pas obligatoirement- en position horizontale. Son extrémité (14) porte un galet (15) qui est inséré entre deux lames (16) (17) de ressort étalons permettant une mesure dynamométrique. L'une des lames est mince, l'autre plus épaisse, de telle sorte que le galet agit sur l'une ou l'autre, ce qui fournit deux gammes de mesure. On pourrait également rendre l'une ou l'autre des lames facilement interchangeables s'il était nécessaire d'avoir plus de deux gammes de mesure. Un capteur de déplacement (18) dont le palpeur (19) prend appui sur le bras rigide (13) près de son extrémité (14), délivre de façon connue un signal électrique proportionnel à la déformation de la lame de ressort étalon par rapport à la position d'équilibre de départ. Le signal, amplifié par le module amplificateur (20), dont le coefficient d'amplification peut être réglable, est ensuite appliqué à un appareil de mesure (21) et, le cas échéant, à un enregistreur (22). Une mesure comporte la succession d'opérations suivantes - mise en place d'une barre à mesurer sur les Vés et serrage de la barre dans le mandrin - choix de la gamme de mesure en fonction du diamètre de la barre - observation des amplitudes maximale et minimale sur l'appareil de mesure. L'amplitude maximale ne doit pas dépasser le maximum de l'échelle de l'appa reil (dans le cas contraire, on change de sensibilité) ; l'amplitude minima le peut être positive, ou négative ; on l'amène à 0 par réglage de la ten sion du ressort. La déviation maximale de l'appareil de mesure apparaît lors que le couple d'entraînement est maximum. La comparaison de nombreuses barres et l'observation de leur comportement sur les machines automatiques permettent de déterminer à-partir de quelle valeur de couple maximum affichée les barres testéesdoivent etre rejetées, pour insuffisance de rectitude. Exemple On a construit selon la description qui vient d'être donnée, un appareil de mesure de rectitude de barres tréfilées, rondes, de 1 à 13 mm de diamètre. La vitesse de rotation a été fixée à 26 tours/minute. L'appareil a été dote de deux sensibilités permettant de mesurer des couples dans les gammes de 0 à 4, et de O à 40 centimètres-Newton. Pour mesurer la rectitude d'une barre de cinq mètres de longueur et de 12 mm de diamètre, on a placé un premier Vé support à deux mètres du mandrin, et un deuxième Vé à 4 mètres. Si l'on voulait mesurer un défaut de rectitude de l'extrémité de la barre (celle qui n'est pas serrée dans la mandrin), il conviendrait, bien entendu, de placer le deuxième Vé au voisinage immédiat de cette extrémité, et de mettre le premier à environ 2,5 mètres du mandrin. L'affichage des valeurs, en lecture directe, est effectué sur un gal vanomètre à aiguille, avec miroir de parallaxe, dont la sensibilité peut être commu-tée- sur deux gammes, dans un rapport de 1 à 10. Le procédé et l'appareillage de mise en oeuvre, objets de l'invention, s'appliquent à la mesure de rectitude de barres ayant un diamètre de quelques dizièmes à quelques dizaines de millimètres, en métaux ou alliages divers, en matières plastiques ou céramiques. Sa mise en oeuvre est particulièrement utile dans l'industrie du décolletage, de la visserie. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de la rectitude d'une barre, caractérisé en ce que l'on mesure la variation, en fonction de l'angle de rotation, du couple que l'on doit exercer sur l'une des extrémités de ladite barre supportée en au moins deux points, pour la faire tourner sur ellemême. 2. Appareillage de mesure de la rectitude d'une barre, selon la revendication 1, caractérisé par un ensemble de mise en rotation de ladite barre sur elle-même, comportant un moteur, un réducteur de vitesse et un mandrin de serrage, muni d'une part d'un balourd situé à l'extrémité d'un premier bras rigide perpendiculaire à l'axe de rotation et d'un ressort à tension réglable s'opposant à l'effet de ce balourd, et d'autre part d'un deuxième bras rigide également perpendiculaire à l'axe de rotation dont l'extrémité agit sur au moins une lame de ressort étalon dont les mouvements sont contrôlés par un capteur de déplacemert qui les traduit en un signal électrique.