Brevet FR2493514A1 — publié le 19820507

i Dispositif modulaire de contrôle dimensionnel automatique de pièces de révolution. L'invention concerne le contrôle dimensionnel d'une série de pièces de révolution en cours de fabrication ou de montage de cette série de pièces. Pour résoudre ce problème, et à part naturellement le contrôle manuel des pièces sur un banc de mesure, on connait des dispositifs automatiques dans lesquels les pièces arrivent en enfilade sur une goulotte et sont reprises une par une par un mandrin déplaçable monté sur un bâti, avec des palpeurs de mesure montés sur le bâti d'une manière réglable et ajustés avec précision. De telles machines ont cependant un caractère spécifique, c'est-à-dire sont étudiées et réglées minutieusement pour un type de pièce déterminée et ne permettent pas de passer aisé- ment ni rapidement d'un type de pièce à un autre. En effet, dans ce cas il est nécessaire en général de changer la gou- lotte d'arrivée des pièces pour l'adapter aux nouvelles pièces, et également de changer le nombre et le type de pal- peurs ainsi que leur support et surtout leur réglage, ce qui demande un temps assez long. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients précédents en réalisant une machine de contrôle dimensionnel automatique qui permette de passer aisément et rapidement d'un type de pièce à un autre pour conserver ainsi un caractère universel. Le dispositif selon l'invention comporte essentiellement - un bâti, sensiblement en forme de parallélépipède ajouré avec des faces de références précises, - une goulotte d'amenée des pièces traversant ce bâti et comportant des moyens de butée et de positionnement pour les pièces, cette goulotte étant ajustable en position verticale et réglable en largeur ainsi qu'en inclinaison pour s'adapter aux divers types de pièces, - un module de présentation comportant une une base qui vient se fixer sur une des faces de référence du bâti et une broche terminée par un mandrin de préhension des pièces, avec, solidaire de ladite base, les moyens d'entraînement en rota- tion de la broche, les moyens d'entraînement en translation axiale de cette broche, et les moyens d'actionnement du dis- positif de préhension du mandrin, - enfin un ou plusieurs modules de contrôle comportant chacun un cadre destiné à se fixer et à se positionner avec précision sur une autre face de référence du bâti, et un plateau susceptible de venir se positionner avec précision en appui contre le cadre à l'aide d'un dispositif de positionne- ment du type point-trait-plan, plateau qui est destiné à porter les supports réglables des divers palpeurs de mesure, ledit module comportant en outre un moyen de déplacement pour écarter le plateau du cadre, donc du bâti, pour permettre l'évacuation d'une pièce et l'amenée d'une nouvelle pièce, et pour ramener ce plateau en appui contre son dispositif de positionnement. Le changement de type de pièce peut donc se faire très rapidement par simple réglage de position et de largeur de la goulotte et par simple échange standard du ou des modules de mesure ou de leur plateau, ainsi qu'éventuellement du mandrin ou du module de présentation. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la fig. 1 est une vue d'ensemble en perspective éclatée des principaux composants; la fig. 2 est une vue en élévation à plus grande échelle du bâti et de la goulotte; la fig. 3 est une vue en perspective à plus grande échelle du module de présentation; et la fig. 4 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un module de contrôle. Comme on le voit sur la fig. 1, le dispositif selon l'in- vention se compose essentiellement d'un bâti 1 sur lequel viennent se fixer un certain nombre de modules séparables et combinables. Le bâti 1 est essentiellement constitué par une structure résistante creuse de forme sensiblement parallélépipédique avec des faces ajourées. Il peut avantageusement être supporté par un pied 2. Le bâti comporte en particulier de larges ouvertures avant et arrière au travers desquelles passe l'en- semble de goulotte 3 destiné à recevoir les pièces, à les contrôler une par une puis à les trier en fonction du résultat du contrôle. La goulotte proprement dite est constituée par un rail plat 4 constituant la surface de roulement pour les pièces de révolution, encadrée par deux tiges de guidage 5 canalisant entre elles chacune des pièces. Chacune des tiges de guidage 5 est supportée de place en place par des supports 6 (voir fig. 2) la positionnant de manière réglable en hauteur aussi bien qu'en largeur par rapport au rail 4. L'ensemble est en outre réglable par d'autres moyens de réglage non réfé- rencés dans le sens de la hauteur et en inclinaison par rap- port au bâti 1. Au voisinage du centre du bâti 1, se trouve une butée escamotable 7, par exemple en forme de secteur circulaire comme représenté sur la fig. 2, et qui peut faire saillie à travers une encoche pratiquée dans le rail 4, ou inversement s'escamoter au niveau ou en dessous du niveau de ce rail sous l'effet d'un vérin de manoeuvre 8. Le dispositif de tri est constitué essentiellement par une palette basculante 9, manoeuvrée par un vérin 10 et per- mettant de raccorder, en position abaissée, le rail 4 avec un rail l1 situé dans le prolongement, afin d'évacuer les pièces bonnes. En position relevée, comme représenté sur les fig. 1 et 2, cette palette 9 laisse échapper les pièces vers une goulotte 12, munie également de guides latéraux non repré- sentés, pour évacuer les pièces rebutées. La manoeuvre du vérin 10 est naturellement commandée par l'opération de con- trôle que l'on va voir dans la suite. A l'emplacement du contrôle, c'est-à-dire à l'emplacement de la pièce P arrêtée par la butée 7 sur le rail 4, une des tiges 5 est interrompue et remplacée par une fourchette 13 d'appui de la pièce. Cette fourchette est montée par exemple pivotante autour d'un axe 14 et actionné par un dispositif approprié pour s'écarter légèrement de l'appui de la pièce pendant la mesure. Cette commande peut en particulier être comlhin-e avec le mouvement de la butée 7 pour être actionnée par le même vérin 8. Mis à part la face inférieure occupée par le pied, et les faces avant et arrière ajourées pour le passage de l'ensemble de goulotte 3 comme on vient de le voir, le bâti 1 comporte également trois faces de référence usinées avec précision pour permettre le montage précis de divers module. Le premier de ces modules est le module 15 de présen- tation de la pièce qui a pour fonction de prendre la pièce arrêtée au poste de contrôle, de la positionner avec précision par rapport au bâti 1 et de l'orienter ou de l'entraîner en rotation autour de son axe de révolution pour permettre l'action successive des palpeurs de mesure (mesure de voile ou faux-rond). Ce module 15 est représenté en détail sur la fig. 3. Il comporte essentiellement un mandrin de centrage 16 assurant la préhension de la pièce P, par l'intérieur ou par l'extérieur avec une surface de référence 17 précise s'appu- yant sur la pièce, soit sur une face de celle-ci, soit sur une face en embrèvement, cette face d'appui pour la pièce pouvant également être fixe au lieu d'être portée par le mandrin selon les types d'application. Ce mandrin 16 est porté par une broche 18 susceptible de tourner avec précision dans des paliers et de coulisser axia- lement dans ces paliers. Naturellement, la précision de cette broche et de ces paliers conditionne la précision des mesures envisagées. Ces paliers sont portés par une base 19 usinée avec précision et venant se fixer de manière précise sur une des faces de référence du bâti 1. Cette face est généralement constituée par la face verticale opposée à la fourchette 13 pour des pièces roulant sur le rail 4 par leur surface cylin- drique extérieure et par conséquent avec leur axe de révolu- tion horizontal, mais le module pourrait également être fixé sur la face supérieure du bâti 1 pour des pièces glissant sur le rail 4 avec leur axe de révolution vertical. Le mandrin 16 et l'extrémité de la broche 18 pénètrent à travers la face de référence correspondante du bâti 1 à tra- vers les ajourages représentés, et du côté extérieur, le module comporte les moyens d'entraînement en rotation et en translation de la broche 18, ainsi que les moyens d'action- nement du dispositif de préhension du mandrin 16. Ce mécanisme désigné dans son ensemble par 20 est de type connu et il se trouve enfermé à l'intérieur d'un carter 21 pour constituer un ensemble protégé et facilement manipulable. Naturellement, la fixation précise de la base 19 sur la face de référence correspondante du bâti 1 se fait par tout moyen approprié, en particulier au moyen de boulons 22 avec appui plan sur plan et repérage précis dans ce plan à l'aide de butées ou de pieds de centrage d'une manière usuelle. Un autre module est constitué par le module de mesure 23 représenté en détail sur la fig. 4. Ce module 23 comporte un cadre 24 constituant la base du module et destiné comme la base 19 à se fixer sur une des faces de référence du châssis 1, par exemple au moyen de boulons 22, avec repérage précis au moyen de butée ou de pieds de centrage non représentés. Ce cadre 24 comporte un moyen de guidage, constitué par exemple par deux colonnes 25 pour un coulisseau 26 qui coulisse sur ces colonnes 25, par exemple au moyen de douilles à billes, et ce coulisseau 26 porte, avec un certain degré de liberté de faible amplitude mais dans tous les sens, un plateau 27 sur lequel viennent se monter les divers palpeurs de mesure à l'aide de supports ajustables de type connu non représenté. Naturellement, ces palpeurs sont fixés sur la face du plateau tournés du côté du châssis 1, et le cadre 24, comporte, comme la face correspondante du châssis 1, un large ajourage pour permettre le passage de ces palpeurs. En particulier, le cadre - 24 peut être limité à un cadre en forme de U comme représenté sur les figures. Les extrémités des colonnes 25 opposées au cadre 24 sont réunies par une traverse 28 portant deux paliers d'articula- tion 29 sur lesquels s'articule un vérin 30 dont l'extrémité de la tige 31 vient s'introduire et se verrouiller latérale- ment dans une rainure en T 32 débouchant d'un seul c8té du coulisseau 26. Cette disposition permet un dégagement rapide du vérin 30 et de sa tige 31 par basculenent, ce qui autorise un déplacement manuel rapide du coulisseau 26 vers la traverse 28 pour accéder aux palpeurs pour faciliter leur installation et leur réglage. Lors de la descente de chaque nouvelle pièce P, le pla- teau et ses palpeurs se trouvent rétractés par la tige 31 du vérin 30 de manière que les palpeurs se trouvent en dehors du 0 passage de la pièce. Inversement pendant la mesure, après que la pièce P ait été prise et positionnée par le mandrin 16, l'ensemble du plateau et de ses palpeurs est amené en position précise. La précision de ce positionnement, renouvelée à chaque opération, est obtenue en faisant reposer le plateau 27 sur le cadre 24 par l'intermédiaire de trois points 33, 34 et 35 par la technique connue dite point-trait-plan. On rappelle que cette technique consiste à positionner l'un des points, par exemple 33 au moyen d'une empreinte, par exemple sphérique, portée par une des pièces, fixe ou mobile, et venant se loger dans une autre empreinte, par exemple conique, portée par l'autre de ces pièces, de manière à assurer ainsi un posi- tionnement précis dans les trois dimensions du point 33. Un autre point 34 comporte pareillement une empreinte, par exemple sphérique, coopérant cette fois avec une gorge, par exemple en V, rectiligne et de préférence alignée avec le point 33, ce qui fixe l'orientation de la pièce 27 dans le plan des trois points. Enfin, au troisième point 35, la butée se fait directement sur un plan pour achever de définir la position du plan du plateau 27 dans l'espace en fixant l'orientation de ce plan autour de la droite 33, 34. Le module 23, comme le module 15, est naturellement enfermé dans un carter de protection 36 pour en faire un ensemble facilement transportable et instalable. En outre, il est possible d'utiliser deux modules semblables comme repré- sentés sur la fig. 1, le deuxième module étant fixé par exemple sur la face supérieure si celle-ci n'est pas utilisée pour le module 15. Ceci donne plus de souplesse et de possi- bilité aux types de mesures que l'on peut effectuer. Bien entendu, d'une manière habituelle les palpeurs de mesure transmettent leur mesure, par exemple par voie élec- trique, à un dispositif qui vérifie si elles sont toutes dans les tolérances imposées, et dans l'affirmative actionne le vérin 10 en même temps que le vérin 8 pour autoriser l'éva- cuation de la pièce P vers les pièces bonnes. Dans le cas contraire, le vérin 8 est actionné seul pour permettre l'éva- cuation de la pièce P par le rail 12 vers les pièces rebutées. Naturellement, un dispositif de distribution et de sépa- ration de pièces non représenté, et ne faisant pas partie de la machine distribue les pièces P une par une à l'entrée de la goulotte 3, et un ensemble de commande de type habituel com- mande la séquence des opérations en actionnant le vérin 8 de la butée 7 pour arrêter la nouvelle pièce, le déplacement en translation de la broche 18 pour permettre la prise de la pièce par le mandrin 16, grâce à l'appui fourni par la four- chette 13, puis l'escamotage de la butée 7 simultanément avec le dégagement de la fourchette 13 comme on l'a vu, ce qui permet alors au mandrin 16 d'entraîner la pièce en rotation sur quelques tours, par exemple pour vérifier le voile ou la concentricité de la pièce. Pendant cette rotation, ou pendant la ou les positions d'arrêt de la pièce selon les cas, le ou les ensembles de palpeurs viennent agir sur la pièce pour assurer le contrôle, puis se retirent. Après cela, le mandrin 16 se rétracte et se retire pour évacuer la pièce qui roule alors vers le dispositif de tri pour être sélectionné. L'ensemble est donc entièrement automatique et extrê- mement précis. En outre, lorsque l'on veut changer de type de pièce à contrôler, il suffit de modifier éventuellement les positions et largeurs de la goulotte 3 comme on l'a vu plus haut, puis de faire un échange standard des modules de pré- sentation 15 et de contrôle 23, ou plus simplement du mandrin 16 pour le premier et pour le second du plateau 27, ou d'une tête de mesure constituée par un plateau portant tous les palpeurs pré-réglés ec venant se fixer dans son ensemble sur ce plateau 27. Ce dernier remplacement est en particulier facilité par le basculement de dégagement rapide du vérin 30 comme on l'a vu plus haut. Le même appareil permet par consé- quernt de contrôler très rapidement des séries de pièces très différentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle dimensionnel automatique de pièces de révolution du type comportant un bâti, une broche mobile en rotation et translation et portant un mandrin de prise et d'entraînement des pièces, une goulotte amenant les pièces une par une devant le mandrin, et des palpeurs de contrôle positionnés avec précision par rapport au mandrin, caractérisé par le fait que sa goulotte (3) est réglable pour s'adapter à divers types de pièces, notamment dans sa position en hauteur et dans sa largeur, que le bâti (1) est en forme de parallélépipède creux à faces ajourées comportant plusieurs faces de référence usinées avec précision pour recevoir divers modules (15, 23) dont un module de présentation (15) compre- nant une base (19) se fixant avec précision sur ledit bâti (1) et des moyens (20) solidaires de cette base pour supporter la broche (18) du mandrin (16), et au moins un module de contrôle (23) comprenant un cadre (24) venant se fixer avec précision sur une autre destites faces du bâti (1) et des moyens (27 à ) pour supporter un ensemble d'au moins un palpeur, et déplacer cet ensemble alternativement entre une position de dégagement et une position active o il se trouve positionné avec précision. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base (19) du module de présentation (15) com- porte les paliers de la broche (18) du mandrin (16) ainsi que les moyens de déplacement en translation et en rotation de cette broche et les moyens d'actionnement du mandrin, et que le cadre (24) du module de contrôle (23) comporte un plateau (27) susceptible de se déplacer dans un mouvement de rétrac- tion par rapport au bâti au moyen d'un vérin de commande approprié (30), et inversement d'être ramené en butée contre le cadre (24) sous l'effet de ce même vérin (30), le posi- tionnement précis du plateau (27) par rapport au cadre (24) étant assuré par tout moyen connu, enfin que les divers pal- peurs de mesure associés à chaque module de contrôle (23) sont portés par ledit plateau (27), directement ou par l'intermé- diaire d'une tête de mesure amovible se fixant avec précision sur ledit plateau. 3. Dispositif selon une des revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait qu'un vérin unique (8) assure à la fois la levée d'une butée (7) faisant saillie dans la goulotte (4,5) pour arrêter chaque nouvelle pièce (P) en position devant le mandrin, et l'amenée en position de travail d'une fourchette rétractable (13) servant d'appui pour la pièce (P) lors de la pénétration du mandrin (16). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit cadre (24) de chaque module de contrôle (23) est en forme de U dégageant la majeure partie de sa surface centrale pour le passage des palpeurs, les faces de référence du bâti (1) susceptibles de recevoir ce module ayant une forme correspondante. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le mouvement de dégagement du plateau (27) de chaque module de contrôle (23) est assuré au moyen d'un coulisseau (26) coulissant sur deux colonnes de guidage (25) réunies en tête par une traverse sur laquelle prend appui le vérin de manoeuvre (30) dont la tige (31) est reliée au coulisseau (26) portant le plateau (27). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit vérin (30) est monté basculant sur ladite traverse (28) et que la liaison entre l'extrémité de sa tige (31) et le coulisseau (26) est assurée par une tête pénétrant dans une empreinte à dégagement latéral de section semblable à une rainure en T, l'ensemble permettant, par basculement du vérin (30), à la Fois la libération de la liaison entre ladite tige (31) et ledit chariot (26) et le dégagement de l'espace correspondant pour permettre le libre retrait à la main du chariot (26) en vue du réglage ou du remplacement des palpeurs ou dne la tête de mesure dans son ensemble.