Brevet FR2421031A1 — publié le 19791026

L'invention a trait à un palpeur avec dispositif de signalisation, destiné plus particulièrement à mesurer les dimensions d'une pièze à usiner, préalable- ment assujettie sur une machine-outil. L'émission d'un signal par le palpeur peut également être utilisée pour commander diverses fonctions, par exemple pour commander l'arrêt de certains mouvements de la machine-outil ou pour fournir des impulsions pour la transmission et/ou la mise en mémoire de mesures relevées à partir d'un instant déterminé jusqu' l'entrée en contact du palpeur avec la pièce. Lorsqu'on usine une pièce sur une maline, il est souvent nécessaire de repérer, pour le système de mesurage de la mad@ine, les arêtes et les points de référence de la pièce assujettie sur la machine, indique sur le dessin technique. On connait, à cette fin, des instruments dénoncés "palpeurs d'arêtes" qui possèdent une aiguille palpeuse centrée, dont an repère l'entrée en oontact avec l'arête ou la surface de la pièce qu'li s'agit de localiser, par des moyens optiques ou à l'aide de marques oolorées, apposées ou effacées par l'aiguille palpeuse lors de son contact avec la pièce. L'invention se propose de réaliser un palpeur du type précité, conformé de maière à permettre notamment d'automatiser le repérage des arêtes d'une piéce à usiner sur une machine-outil à commande numérique. Cet Objectif est atteint, selon l'invention, au moyen d'un palpeur canstitué d'un fat en matière conductrice de l'électricité, s'assujettissant sur un organe de la madline, mobile par rapport à la pièce à usiner, oe fût portant à son extrémité libre un organe palpeur métallique fixé audit fût tout en étant isolé électriquement de lui-ci, oet organe palpeur constituant un circuit électrique ouvert avec une souroe de courant, un organe de signalisation, et des composants cteurs de l'électricité, y compris la pince à usiner, ce circuit se fermant par la mise en contact du palpeur avec la pièce pour fournir un signal indicatif et/ou de Selon une forme de mise en oeuvre de l'invention, le palpeur est assujetti par son fat dans un organe porte-outil de la machine. Or met alors la pièce et le palpeur en mouvement, l'un par rapport à l'autre, selon la direction d'avanoe frontale ou transversale, jusqu'à oe que la touche du palpeur vienne au contact de l'arête ou de la surface à repérer. Cette entrée en contact est indiquée au conur de la machine par un moyen appoprié quelconque, par exemple un organe de signalisation otticue ou acoustique.On peut aussi utiliser le palpeur pour interr5ompre des mouvements automatiques de la machine, tout en enregistrant dans le système de mesure de la machine la position ainsi atteinte. Le même mouvement d'approche se renouvelle ensuite selon tous les autres axes d'usinage nécessaines pour relever exactement les mesures de la pièce et pour fixer sa position. Le principe caractéristique du palpeur selon l'invention peut trouver sai application partout ad il s'agit de signaliser l'entrée en contact de deux, ou de plus de deux, Objets conducteurs de l'électricité. Selon une forme de réalisation du palpeur conforme à l'ienention, le fût du paaleur est creux, comportant un logement pour une pile électrique dont un pôle vient en contact avec la face postérieure d'une touche métallique fixée à l'extrémité libre du palpeur, cette touche étant isolée électriquement par rapport au corps du palpeur, tanais que l'autre pôle de la pile est relié audit fat acteur du palpeur, en série avec l'organe signalisateur. La touche de contact ou palpeur peut recevoir n'importe quelle forme géométrique appropriée présentant, en fonction du contour à mesurer sur la pièce, au moins un point de contact saillant ou une ligne de contact saillante par rapport à chacun des axes de mouvement des éléments mobiles de la machine. A titre d'exemple, la touche pourra être cylindrique, mais on peut aussi lui donner d'autres formes, notamment celle d'un cylindre terminé par une calotte hémisphérique, ou enoore celle d'un prisme ou d'un cône. Toutefois, selon une forme préférée de réalisation ce l'invention, la touche est constituée d'une sphère métallique, dont le contour, mesuré perpendiculairement à l'axe du fat du palpeur, dépasse partout le contour du fût. Cette forme sphèrique de la touche permet de l'utiliser pour mesurer selon chacun des trois axes de coordonnées, ainsi que pour relever des mesures sur des arêtes de la pièce disposées obliquement ou encre à l'intérieur d'alésages de la pièce, orientés obliquement. Un autre avantage de cette forme de réalisation tient au fait qu'il est possible de repérer des alésages axialement à partir d'un diamètre déterminé. Le fat du palpeur peut présenter a son extrémité E e de la touche un diamètre relativement réduit, et dans oe cas la pile en forme de bâtonnet est logée en retrait et reliée électriquement à la touche sphèrique par une tige conductrice ou par un autre moyen analoue. Au cas où le circuit électrique entre le porte-outil auquel est fixé le palpeur et le support maintenant la pièce à usiner sur la machine présente une résistance électrique trop élevée, ou même se trouve interrompu, par exemple dans le cas où le fat du palpeur est en matière isolante ou bien se transe isolé par rapport au porte-outil auquel il est fixé, on établit le circuit électrique entre le par et la pièce à usiner au moyen d'un câble au de tout autre conducteur série. On peut encore relier un cible directement à la touche du palpeur, et constituer un circuit en série avec une source de courant et un organe de signalisation tel qu'une petite lampe électrique, ce circuit abautissant d'autre part à la pièce à usiner, de telle sorte qu'il se ferme lors du contact de la tache avec la pièce à usiner. ToujcMurs dans le cadre de l'invention, on peut encore combiner plusieurs palpeurs avec plusieurs toues reliées individuellement à des dispositifs de signalisation pour réaliser une unité complète de contrôle ou de mesure. On pourra ainsi par exemple déterminer, au moyen de deux palpeurs disposés de manière-appropriée, si une certaine dixtision de la pièce se trouve bien L à une tolérance prescrite. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans les revendicotions et dans la description d'un exemple de réalisation, en se référant au dessin dans lebel: La Fig. 1 est une xope longitudinale d'une forme de réalisation du palpeur selon l'invention, la Fig. 2 est un schéma du circuit électrique du palpeur. Dans l'exile de réalisation axoisi ici, le palpeur est constitué d'un fût creux 1, dont l'extrémité postérieure est en forme de cône 13 pouvent s'in sérier dans un porte-broche. En variante, à la place du cane, le fat peut être conformé artre, par exemple avec une section rectangulaire permettant de le fixer dans un porte-outil ou ou sur un support. A l'extrdnité antérieure libre du fût 1 en matière conductrice de l'électricité se trouve fixée par collage une sphère métallique 8, qui est ainsi à la fois fermement fixée au fat et isolée électriqement de celui-ci. L'épaisseur de la couche d'adhésif isolant entre le fût et la bille 8 est voisine de 0,2 mm dans l'exemple de réalisation considéré ici. Ia trrucfie sphèrique 8 qui Obture l'alésage 5 du fût 1 est de préférence trempée, rectifié et polie et est en contact avec le pôle négatif d'une petite pile 9 du type crayons dont le diamètre peut déterminer celui de la partie antérieure de l'alésage 5 du fat. Le pôle ositif de la pile est en contact avec la douille 2 d'une auuoule 10 disposée en reçard d'une fenêtre 12 nn,ée sur le fût du palpeur. La douille 2 de la lampe est entourée d'une bague d'appui 3 reposant sur la face frontale de la vile.Une entretoise tubulaire 4, de préférence transparente ou translucide, est introduite dans le rot par l'arrière, et est ensuite serrée au moyén d'un goujon fileté 11 se vissait dans une portée filetée 6 à la partie postérieure de l'alésage 5 du fat de manière à aer cette entretoise contre le rebord extérieur 7 de la douille 2 de l'ampoule, afin de fixer l'ensemble, y ris la pile 9, par rapport à la face postérieure de la touche 8. Lorsque la tourie 8 au cours d'un mouvement relatif d'approche vient au contact de la pièce 16, le courant s'établit entre le pôle positif de la pile, l'ampoule 10, la couille de lappe 2, le fat 1, puis à travers les divers éléments de la machine jusqu'à la pièce 16, la touche 8 et enfin le pôle négatif de la pile. Le circuit se trouve ainsi ferme oon:e le représente le scchea de la Fis. 2. Le courant peut alors allumer la lampe 10 ou actianner un autre dispositif de signalisation indiquant que la pièce est au contact de la touche du palpeur. Si la conduction électrique entre le suport du rot 1 du palpeur et la pièce assujettie sur la machine est insuffisante ou même nulle, on établit alors le circuit électrique entre le rot 1 du palpeur et la pièce 16 au en d'un cEle ou d'un autre aDrps conducteur 15. I1 est évidement entre possible de relier directement un câble ou un autre élément conducteur à la touche 8 pour réaliser un circuit en série jusqu'à la pièce 15 à travers une source de courant et un organe de signalisation. Selon les dimensions de la oille métallique 8 et en fonction de sa tricité avec le fût 1 du palpeur, il est possible de réaliser sans grande difficulté technique des mesures avec une précision de 0,01 mm. Pour éviter la formation d'étinoeies à l'instant qui précède le contact de la touche avec la pièce, on choisira d'utiliser une source de courant à très basse tension, pour préserver ainsi la fiabilité et l'exactitude oes mesures. Pour la fixa tion de la bille 8, le fût 1 du palpeur présente, comme le rtpte le dessin, un évidement en forme de calotte spnérique, qui assure la concentricité du fût avec la la bille.Lorsque la touche du palpeur a une forme autre que spéric,ue, sa fixation au fût est assurée par exemple au mo@en de portées cylindriques. La palpeur selon l'invention permet d'aborder une pièce à usiner selon chacun des trois axes de l'espace. Il permet en autre de mesurer des alésages concentriquement et aussi de trans@ettre un signal à des distances relativement grandes. Il donne une indication univoque, signalant si la touche est ou non au contact de la pièce à usiner; enfin, il assure une @rande prcision et est d'un maniement aisé tout en présentant le minimum de risques de dérangements. Le palpeur selon l'invention pourra oien entendu être utilisé dans d'autres domaines comme émetteur de signaux ou d'impulsions pour l'acoomplissement d'autres fonctions de REVENDICATIONS 1. Palpeur avec dispositif de signalisation, en particulier pour mesurer des pièces à usiner, assujetties sur une machin-outil, caractérisé en ce qu un fat (1) en matière conductrice de l'électricité, fixé sur un organe de la maline, mobile par raort à la pièce à usiner, perte à son extrémité antérieure une touche métallique (8) fixée sur ce fût dont elle est isolée électriquement, cette toucne formant avec une source de courant (G), , un organe de signalisation (10) et des éléments (15) conducteurs de l'élec- tricité ainsi qu'avec la pièce (16) à usiner, un circuit électric,ue ouvert qui se ferme par le contact de la pie (16) avec la touche e (8) et est utilisé pour fournir un signal d'avertisseient et/cu ue commande. 2. Palpeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fat (1) est creux et contient une pile (9) dont un pole est en contact avec la faoe postérieure de la touche (8), son autre pôle étant relié à travers l'organe (10) de signalisation au fût (1) réalisé en matière conductrice de l'électricité. 3. Palpeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pile-cra@on (9) est insérée dans une cavité aviale du fût (1) contre la face postérieure de la touche (8) et est en outre reliée électriquement en série avec l'organe (10) de signalisation et avec le fût (1). 4. Palpeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pile (9) dans l'alésage du fût est maintenue en appui contre la face postérieure de la toute (8) par l'intermédiaire de la oscille (2) d'une ampoule à incardes- oenoe (10) et d'une entretoise tubulaire (4) serrée par un goujon fileté (11) oontre un épaulement de la douille (2). 5. Palpeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entretoise tubulaire (4) est transparente ou translucide et que l'asnpoule (10) est en regard d'une fenêtre (12) mèmnagée dans la paroi du fût (1). 6. palpeur selon la ravendication 1 caractérisé en ce que la partie postéri eure du fat (1) est en forme de cane posant s'insérer dans un porte-outil de la machine. 7. palpeur selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que sa touche (8) est une sphère métallique dont le contour, mesuré perpendicu Lairement à l'axe du fût (1), dépasse partout le contour du fût. 8. Palpeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la sphère métallique (8) est fixée dans un évidement en forme de calotte sphérique à l'ettrilté frontale du fût (1) taist en étant isolée élevtriquement par rapport à oe fat. 9. Palpeur selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la touche a une forme géométrique qui présente au moins un point de contact saillant ou une ligne de contact saillante, disposés en fonction du contour de la pièce à mesurer selon les axes respectifs de rient des éléments mobiles de la machine. 10. Palpeur selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la touche est fixée dans un évidement du fût au moyen d'une suostance adhésive isolante. il. Palpeur selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le cirait électrique entre la tourie et la pièce (16) à usiner comprend un câble relié d'une part au fat (1) et d'autre part à la pièce (16) directe ment ou par l'intermédiaire d'éléments de la machine, conducteurs de l'électricité. 12. Palpeur selon la revendication 1, caractérisé en oe qu'un câble est relié d'une part d la touche (8) au palpeur et d'autre part à la pièce (16) à usiner par 1'inte d'une souroe de courant, d'un émetteur de signaux et d'autres él6ments électroconducteurs. 13. Palpeur selon une des revendications 1 à 12, caractérisé en oe que plu sieurs palpeurs sont incorporés à un système de contrôle ou de mesure, par le pour vérifier des tolérances de dimensions.