Brevet FR2403167A1 — publié le 19790413

L'invention concerne un palpeur pour copiage à trois dimensions, en particulier pour le copiage et la reproduction de gabarits à trois dimensions au moyen d'une machine-outil. Pans le brevet franglais n0 74.36654 est décrit un palpeur pour copiage à deux dimensions; utilisant notamment des générateurs à effet Hall disposés dans deux directions horizontales perpendiculaires pour détecter les variations du contour du gabarit. Dans ce brevet, on utilise également des générateurs de correction à effet Hall, réagissant aux déplacements verticaux d'un levier commandé par la tête du palpeur. Un but de la présente invention est de proposer un palpeur pour le copiage à trois dimensions, dérivé du palpeur dé crit dans le brevet précité, c'est-à-dire utilisant la détection des variations de profil dans la troisième dimension sans qu'il en résulte pour autant un alourdissement des circuits d'asservissement et de correction, comme c'est le cas dans les dispositifs connus. En d'autres termes, l'invention propose un palpeur pour copiage à trois dimensions, etnon pas un palpeur pour copiage à trois fois deux dimensions, ou un palpeur pour copiage à deux dimensions muni d'un déplacement pas-à-pas dans le sens vertical. -Un autre but de l'invention est de prévoir un réglage du seuil de correction pour assurer un fonctionnement optimal du palpeur. L'invention a pour objet un palpeur pour copiage à trois dimensions du type utilisant des générateurs à effet Hall sensibles aux déplacements suivant deux directions perpendiculaires, dans lequel un corps de palpeur est suspendu à la Cardan autour d'un centre d'oscillation, et dans lequel une liaison à bille transforme en mouvements verticaux de la tête du palpeur les mouvements d'oscillation du doigt de palpage, caractérisé en ce qu'il comporte un fourreau à l'intérieur duquel coulissent le corps du palpeur et un manchon séparés par un anneau, les générateurs de Hall étant disposés en regard d'aimants portés par un disque solidaire dudit fourreau Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-aErès avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir Figure 1, une vue en coupe partielle longitudinale du palpeur selon l'invention ; Figure 2, une vue de dessus du palpeur de la figure 1. Figure 3, une vue partielle en coupe perpendiculaire au plan de la figure 1, montrant l'articulation de l'anneau 15. En se-reportant au dessin, on peut voir le support 1 du palpeur et le corps 2 du palpeur qui se termine par le doigt de palpage 3. Le corps 2 est porté par une suspension à cardans, autour du centre d'oscillation 4. Le corps de palpeur 2 comprend un fourreau 5 portant à sa partie supérieure un plateau 6. Sur ce plateau sont disposés, suivant deux directions perpendiculaires (en x et en y), des aimants permanents, plats, ayant leurs faces nord et sud juxtaposées. L'un de ces aimants est symbolisé en 7. En regard de ces deux aimants, sont placés des générateurs à effet Hall tels que 8. Ces générateurs sont mis en place à l'aide de bras 9. Le plateau 6 porte également, sur un bras 10, un aimant il en face duquel se déplace un générateur 12 à effet Hall, porté par un bras 13 solidaire de la tige centrale 14 du corps 2 du palpeur. A l'intérieur du fourreau 5 est disposé un disque 13 susceptible de pivoter sur l'un de ses diamètres, entre deux pointes portées par des supports 33 susceptibles de coulisser dans deux lumières opposées 34 ménagées dans le fourreau. Ce disque présente un trou central dans lequel coulisse librement la tige centrale 14. En-dessous du disque 15, le corps 2 et la tige centrale 14 sont solidaires, entre eux, et du doigt de palpage 3. Au- dessus du disque 15, la tige centrale 14 coulisse librement dans un manchon 16. Ce manchon est relié au corps 2, à travers l'anneau, au moyen d'un ressort, symbolisé en 17 et placé loin du diamètre de pivotement du disque 15. A sa partie supérieure, le manchon 16 présente un évidement conique dans lequel est logée une bille 18. Au-dessus, la tête 19 du palpeur présente un évidement conique analogue. Cette bille et ces évidements coniques permettent de transformer les mouvements d'ose tion du palpeur autour du centre 4, en mouvements verticaux de la toto du palpeur. La tête du palpeur est enserrée dans un étrier 20 susceptible de pivoter autour d'un axe horizontal 21. Cet étrier porte sur sa face frontale trois aimants 22, 23, 24 en face desquels se trouvent trois générateurs de correction à effet Hall 25, 26, 27 portés par un bras 28 sollicité vers le bas par des ressorts 29.Une extrémité de ce bras 28 est liée à un pointeau 30 appliqué sur une surface inclinée 31 susceptible d'être entraînée en rotation par un moteur pas-à-pas 32. Avec oe moteur, dont chaque pas correspond à un déplacement déterminé des générateurs de Hall 25 à 27, on peut déterminer un seuil de correction pour assurer un fonctionnement optimal du palpeur. Comme dans le cas du brevet précité, les générateurs 8 à effet 'Hall, disposés à 900 sur le plateau 6, réagissent directement aux inclinaisons du doigt de palpage autour du centre d'oscillation 4. De même, les générateurs de correction en x et y, respectivement 25 et 26, réagissent aux mouvements verticaux de la te te 19 correspondant aux mouvements d'oscillation du palpeur transmis par la bille 18. Pour les indications relatives à la troisième dimension, c'est-à-dire à la verticale, le générateur de Hall 72 réagit directement aux déplacements verticaux du doigt de palpage 3. En effet, la tige centrale 14 est solidaire du doigt de palpage 3 et du corps de palpeur 2. Si donc le doigt de palpage se soulève en suivant un profil, le corps 2 coulisse à l'intérieur du fourreau 5 et la tige 14 se soulève avec lui. il faut remarquer que l'anneau 15 est soulevé par le corps 2, en entraînant vers le haut les supports 33 dans les lumières 34, et également le manchon 16. Ceci fait que le générateur do correction en z 27 réagit au soulèvement du doigt de palpage 3, cependant que le générateur de Hall 12 détecte le soulèvement du doigt 3. Si au cours d'un contournage le doigt 3 se trouve retenu par le gabarit, le corps 2 et la tige 14 ont tendance à descendre par rapport au fourreau 5. Ceci est réalisable en pratique car le corps 2 est relié élastiquement au manchon 16, à la partie inférieure de celui-ci, par le ressort 17, qui est tendu lors de ce mouvement détecté par le générateur de Hall 12 Au cours de cette descente, le corps 2 entrain un coté de l'anneau 15 auquel il est relié, ce qui entratne le pivotement de l'anneau 15 autour de l'axe constitué par les deux pointes. il en résulte un soulèvement corrélatif du manchon 16, qui allonge encore le ressort 17, mais qui soulève la tête 19 du palpeur et assure ainsi la détection du mouvement par le générateur de correction en z 27. La disposition et le fonctionnement des circuits d'asservissement et de correction pour le copiage à trois dimensions, sont analogues à ceux durits dans le brevet précité pour le copiage à deux dimensions. Simplement, on utilise directement les générateurs de Hall et les géntrateurs de correction correspondant aux couples de directions privilégiées ou principales pour l- contournage effectué. Dans l'exemple représenté, le moteur 32 peut déplacer une surface inclinée 31 pour difinir un seuil de correction afin d'assurer un fonctionnement optimal du palpeur. Si le pointeau 30 se déplace sur une rampe hélicordale par exemple, on peut régler le zéro des générateurs de correction 25 à 27, qui correspond à une inclinaison initiale du palpeur par rapport à la verticale au départ du contournage. C'est par rapport au zéro ainsi défini que les générateurs de correction 25 à 27 fournissent des signaux significatifs. Alite d'exemple, un moteur pas-à-pas peut être prévu avec 200 pas par tour, et la rampe helicoîdale peut avoir une pente d'un millimètre par tour : le réglage du zéro, c'est-à-dire du seuil de-correction, peut donc se faire à quelque#s microns près. REVENDICATIONS 1.- Palpeur pour copiage à trois dimensions, du type utilisant des générateurs à effet Hall sensiblos aux déplacements suivant deux directions perpendiculaires, dans lequel un corps de palpeur est suspendu à la Cardan autour d'un centre d'oscillation, et dans lequel une liaison à bille transforme en mouvements verticaux de la tête du palpeur les mouvements d'oscillation du doigt de palpage, caractérisé en ce qu'il comporte un fourreau (5) à l'intérieur duquel coulissent le-corps du palp#eur (2) et un manchon (16) séparés par un anneau (15), les générateurs de Hall (8, 12), étant disposés en regard d'aimants (7, 11) portés par un disque (6) solidaire dudit fourreau (5). 2.- Palpeur selon la revendication 1, cara-ctérisé en ce que le corps (2) de palpeur# comporte une tige centrale (14) qui coulisse librement dans l'anneau (15)-et le manchon (16) et qui porte à son extrémité supérieure le générateur de Hall relatif aux déplacements selon la verticale. 3.- Palpeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (2) et le manchon (16) sont reliés par un ressort (17). 4.- Palpeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau (15) est monté pivotant entre deux pointes diamétralement opposées, dont les supports (33) sont montés coulissants dans des lumières (34) du fourreau (5). 5. Palpeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (19) du palpeur est solidaire d'un étrier (20) articulé sur un axe horizontal (21) et portant des aimants (22, 23, 24) en regard desquels sont placés des générateurs de correction à effet Hall (25, 26, 27). 6.- Palpeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les générateurs de correction (25, 26, 27) sont portés par un bras (28) lié à un pointeau (30) appliqué sur une surface inclinée (31) susceptible d'etre entraînée en rotation par un moteur pas-à-pas (32), pour déterminer un seuil de correction.