Brevet FR2452692A1 — publié le 19801024

L'invention se rapporte à un procédé pour mesurer l'usure superficielle ou la profondeur d@ l'usure d'un élément filas, par exemple d'un outil, appliqué contre un élément mobile en rotation, par exemple une pièce à usiner telle qu'un arbre à rectifier. Il est conna que la surface d'un élément fixe, tel un outil, applique contre une pièce à usiner en rotation est soumise a usure, de sorte que la dégradation permanente de la surface raccourcit outil. Lorsque la pression d'application est relativement élevée comme par exemple dans le cas de mâchoires de lunette pour aligner un arbre à rectifier, ce maccourcis- sement est relativement important. Comme le raccourcissement des mâchoi- rem de quelques microns seulement met en cause la rectification correcte de l'arbre, il est nécessaire de prêter une attention particuliére aux surfaces soumises a abrasion responsables du raccourcissement des mâchoires de lunette.C'est pourquoi on a déjà proposé de doubler ces surfaces; a l'aide d'une couche d'un matériau résistant à l'abrasion. Un tel moyen n'exclut pas be remplacer de temps à autre les mâchoires en/fonction d'un certain nombre de critères empiriques tenant compte des matériaux en pré sence, de la surface de la pie ce à usiner, critères parmi lesquels ltem- périence de la main-d'oeuvre est déterminante. En conséquenceS le but de 11 invention est d'évaluer et de mesurer automatiquement l'usure et le raccourcissement d'un outil par rapport à une piè- ce à usiner ou inversement, au moyen d'un procédé et d'un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé approprié, sans dépendre de l'expérience pratique de la main-d'oeuvre, de façon que lorsque la pièce, par exemple l'outil, soumise à l'abrasion a atteint une cote limite, des impulsions électriques, ou d'autres signaux électriques sont déclenchés et utilises pour l'avertissement optique ou acoustique et/ou pour commander d'autres opérations, par exemple l'arrêt de l'usinage. C'est ainsi que le procédé conforme à l'invention prévoit qu'un élément mobile et formant au moins une partie de la surface soumise à abrasion coulisse sous un angle donne par rapport à cette surface, dans une douille de la pièce fixe et déclenche un signal électrique lorsqu'une profondeur de coulissement préalablement choisie est dépassée, que lors du mouvement de retour de 11 élément mobile à sa position initiale, le déplacement de l'élément mobile est mesuré, et que, lorsque l'élément mobile n'atteint pas un déplacement minimal préalablement choisi lors du mouvement inverse , il déclenche un autre signal électrique. I1 est avantageux que l'élément mobile coulisse à angle droit par rapport à la surface d'application de la pièce fixe, de façon que ce soit le fond de la pièce mobile qui déclenche, lors de l'enfoncement de la pièce mobile, le signal électrique correspondant au dépassement de la profondeur de coulissement préalablement choisie et que oe soit le bord terminal de la pièce mobile qui déclenche, lors du mouvement de retour de la pièce mobile à Sa position initiale, le signal électrique encas de non atteinte d'un déplacement minimal préalablement choisi. Le dispositif pour mettre on oeuvre le procédé conforme à l'invention est caractérieé en ce qu'il comporte une douille de mesure fixée à angle droit par rapport à la surface de l'outil et à l'intérieur de celui-ci et une piece mobile formant au moins une partie de la surface soumise à abrasion et ayant la forme d'une tige palpeuse qui coulisse axialement dans la douille sous l'effet d'un ressert, dont l'extrémité libre émerge de la surface soumise à abrasion, qui est susceptible d'être repoussée dans la douille de mesure par la pièce à usiner enrotation appliquée contre ltou- til fixe et qui, lorsque la limite d'usure de la surface de l'outil est atteinte, touche un contact disposé d'une fanon appropriée dans la douille de mesure, le dispositif comportant, en outre, un système de mesure de déplacement dont les capteurs sont adaptés à la douille de mesure et qui compare une longueur choisie au préalable de la tige palpeuse avec la longueur réelle de la tige palpeuse lorsque la partie terminale de la tige engagée dans la douille de mesure retourne à sa position initiale L'invention est explicites a l'aide d'un exemple d'exécution représenté au dessin sur lequel - la figure 1 illustre une vue partielle en coupe d'une pièce fise avec une pièce mobile formant au moins une partie de ia surface de la pièce fixe et revenant la forme d'une tige palpeuse coulissant axialement dans la pièce fixe, - la figure 2 montre une vue partielle de la pie ce fixe de la figure 1, appliquée contre une pièce en rotation, - la figure 3 représente la même vue que la figure 2, mais après usure de la surface de contact de la pièce fixe et de la tige palpeuse, par la surface de la pièce en rotation et - la figure 4 illustre la même vue que la figure 3 mais après usure totale de l'extrémité de la tige palpeuse. Dans une partie dune piece fixe, dans le cas présent un outil et notamment une mâchoire de lunette, est disposée intérieurement une douille de mesure 3 normalement à la surface 2 de outil soumise à usure. Une partie de la surface 2 soumise à usure est formes par l'extrémité libre 8 d'une tige palpeuse 4. Celle-ci coulisse axialement dans la direction x - x sous la pression dtun ressort 6 disposé dans le fond de la douille de mesure et qui tend à expulser la tige palpeuse 4 de façon que l'extrémité libre 8 de la tige palpeuse émerge en position initiale de la surface d'usure 2 de l'outil. La pièce à usiner, par exemple un arbre à rectifier 9, contre laquelle la la mâchoire de lunette est appuyée (figure 2) repousse la tige palpeuse 4 à l'intérieur de la douille de mesure, sans qu'une distance de répulsion "a" définie d'avance ne soit dépassée0 Simultanément l'extrémité de la tige palpeuse, engagée dans la douille de mesure, dépasse d'une distance "A" les capteurs 10. disposés sur la douille de mesure et faisant par- tie d'un @@@téme de mesure de déplacement. Lorsque la pièce à usiner quitte le contact de l'outil, la tige Palpeuse retourne dans za position initiale. Comme le coulissement de la tige palpeuse n1a dépassé ni la distance de révulsion "a", ni la distance de dépass;ement "A", les circuits appropriés n'ont pas émis de signal électrique. Lors de l'usinage de la pièce en rotation la surface de l'outil I est usée sur une profondeur li dans la région de l'axe x - X de la douille de mesure, De même l'extrémité libre 8 de la tige palpeuse est usée et la tige raccourcie en conséquence. Dans le cas extrême illustré à la figure 3, l'usure de la m choire de lunette est telle que la tige palpeuse 4 est repoussée dans la douille 3 au-delà de la distance de répulsion "a". Il en résulte que la tige palpeuse touche un contact électrique 12 disposé sur le fond 5 de la douille de mesure et émet un signal électrique qui déclenche un circuit électrique non représenté, lequel indique optiquement et/ou acoustiquement que l'dtat d'usure limite de la surface de outil et, par suite, de la tige palpeuse est atteint. Lors de la répulsion de la tige palpeuse 4 dans Sa position initiale (figure 2), un système de mesure de déplacement non représenté mesure la distance de dépassement maximale "v" et la compare à la distance d'usure "B". La figure 4 montre que l'extrémité libre 8 de la tige palpeuse est usée au point que sa longueur totale et, par suite la distance d'usure "B" de la portion terminale 13 se sont raccourcies de telle sorte que cette distance "B" est dépassée. Le passage de la portion terminale 13 est détecté par les capteurs 10 et transmis au système de mesure de déplacement qui déclenche un signal optique ou acoustique. Le procédé et le dispositif pour la mise en oeuvre de celui-ci décrits plus haut permettent de signaler l'usure d'un outil lors de l'usinage d'une pièce jusqu'à quelques microns près. Mais on peut également mesurer l'usure ou la profondeur d'usure d'un dispositif complémentaire de l'outil, telle que la tige palpeuse, et indiquer cette usure. Ceci est important et permet de remédier aux indications fausses émises par le système de mesure lui-meme. Le procédé peut aussi être intéressant pour mesurer l'usure de plusieurs surfaces, dont au moins une est en mouvement noxmalement et relativement à une surface fixe. I1 est avantageux de munir la surface 2 de l'outil de même que l'extrémi- té libre 8 de la tige palpeuse qui émerge de l'outil, d'une couche d'un matériau aussi résistant que possible à l'abrasion. En outre, on peut utiliser pour- les capteurs 10 soit des capteurs de contact soit des capteurs à effet inductif ou capacitif. REVENDICATIONS 1. Procédé pour mesurer l'usure superficielle ou la profondeur d'usure d'un ou de plusieurs éléments fixes par exemple d'un outil, appliqués contre un élément en rotation, par exemple un arbre à rectifier, caractérisé en ce qu'un élément mobile formant au moins une partie de la surface soumise à l'usure coulisse dans une douilledelélément fixe sous un angle donné par rapport à cette surface et déclenche un signal électrique lorsqu'une profondeur de coulissement préalablement choisie est dépassée, que lors du mouvement de retour de l'élément mobile à sa position initiale le déplacement de l'élément mobile est mesuré et que lorsque l'élément mobile n'atteint pas un déplacement minimal préalablement choisi un autre signal électrique est déclenché, 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coulissement de l'élément mobile se fait à angle droit par rapport à la surface de l'élément fixe et qu'un signal électrique soit déclenché d'une part lors du dépassement d'une distance de coulissement choisie préalablement, par ltex- trémité de la pièce mobile engagée dans la douille en coopération avec un contact électrique, en repoussant l'élément mobile dans la douille, d'autre part lorsqu'une distance de répulsion choisie au préalable n'est pas atteinte en repoussant l'élément mobile hors de la douille, par l'extrémité de la pièce mobile en coopération avec deux capteurs. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une douille de mesure (3) fixée normalement à la surface (a) d'un outil (I) et à l'intérieur de celui-ci, une pièce mobile formant au moins une partie de la surface soumise à ltabrasion et ayant la forme d'une tige palpeuse (4) qui coulisse axialement dans la douille 3 sous l'effet d'un ressort (6), dont l'extrémité libre (8) émerge de la surface soumise à l'abrasion, qui est susceptible d'être repoussée dans la douille (3) par la pièce à usiner (9) en rotation appliquée contre l'outil fixe et qui, lorsque la limite d'usure (il) de la de la surface (.2) de l'outil fixe est atteinte, touche un contact (12) disposé d'une façon appropriée dans la douille 3 le dispositif comportant, en outre, des capteurs (10) disposés le long de la douille (3) et reliés à un système de mesure de déplacement qui compare une longueur choisie au préalable (13) de la tige (4) avec la longueur réelle ou minimale (B) de la tige (4) lorsque 1 extrémité de la tige -(4) engane dans la douille (3) retourne à sa position initiale. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs (10) sont des capteurs de contact. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs (10) sont des capteurs à effet inductif ou capacitif.