Brevet FR2518740A1 — publié le 19830624

AUTOMATE DE DESSEIN L'invention concerne l'utilisation d'un palpeur destiné aux machines de mesure, notamment aux machines de mesure de coordonnées, lequel est pourvu de plusieurs billes palpeuses fixées sur des bras en forme de doigts et serVant à la mesure par palpation d'une pièce à usiner selon les axes X, r ett ou Z, en tant que dispositif pour appliquer des marques, par exemple des marques de couleur sur une pièce à usiner, ainsi que I'utlisat?on d'un oscillographe à jet de liquide stationnaire en tant que tête de dessin De plus en plus, les pièces à usiner, par exemple dans le domaine de la mécanique de précision, de la construction mécanique, de la construction automobile, etc, doivent satisfaire des spécifications élevées en ce qu concerne la précision de l'usinage par enlèvement de copeaux. Ces spécifications concernent également le domaine de la mesure de grandeurs mécaniques De plus la mesure de telles grandeurs doit être rationnelle: Cec vaut aussi bien pour la mesure de pièces de série que pour celle de pièces fabriquées à l'unite. La mesure précise en même temps que rationnelle Veut dire essentiellement l'optimisation des facteurs "temps passé" et "maniement". Cette recherche d'optimisation se traduit'depuis un certain temps par le développement de machines de mesure.Celles-ci doivent satisfaire les spécifications suivantes - simplicité d'utilisation - bonne accessibilité - precision élevée de mesure et de reproductibilité - rapidite de mesure - automatisation de chaque processus de mesure et enfin - commande par ordinateur. Lors de la conception de telles machines de mesure, il faut particulièrement veiller'à la réalisation structurelle des palpeurs ou des têtes de mesure servant à palper ou explorer les surfaces de mesure de la pièce à usiner On connaît par exemple des pal peurs tridimensionnels avec réglage automatique de position et serrage automatique des axes non impliques dans l'opération de mesure, De tels pal peurs travaillent de façon statique avec enregistrement inductif des valeurs mesurées, Avec un pal peur connu, trois paralle logrammes à ressort assurent chacun une zone de déplacement selon l'axe des X, celui des Y- et celui des Z. L'extenston d'un de ces parallélogrammes s'effectue dans le sens de l'exploration concer nee Lorsqu'une des. billes palpeuses fixées sur le pal peur touche la pièce, le palpeur lui-meme prend la commande de la machine de mesure jusqu'à ce qu'il se trouVe au point zero inductif du systeme. Après un intervalle très court, toutes les vibrations mécaniques sont amorties de sorte que l'enregistrement des valeurs mesurées peut avoir lieu. L'ordinateur prend en même temps les coordonnées de la machine obtenues par l'intermédiaire de la tête palpeuse. Généralement, toutes l.es billes palpeuses d'un palpeur sont groupées p.our former un point sans dimensions. Ceci implique, avant que commence l'opération de-mesure proprement dite, le calibrage indi- viduel des billes palpeuses sur un étalon de référence L'ordinateur calcule les coordonnées différentielles, les différents rayons des billes palpeuses ainsi que le degré de déformation éventuel des palpeurs. On évite ainsi, lors de la mesure, des opérations de conversion particulières ainsi que les erreurs dues à la pression. de mesure Il est connu pour enregistrer des données de mesure, d'utiliser des oscillographes à jet de liquide Un oscillographe à jet de liquide du commerce travaille par exemple avec un galvanomètre. Celui-ci est constitué par un systeme d'aimant rotatif avec un jet de liquide en tant qu'index. Un capillaire en verre s'étend dans l'axe de rotation. Il est coudé à angle droit sur son côte supérieur et est rétréci pour former une buse. L'extrémité inférieure du capillaire en verre est rendue solidaire d'un filtre par fusion. Par ce filtre, le liquide d'écriture est envoyé sous pression dans le capillaire de sorte qu'il peut sortir de la buse sous forme de jet fin. Sur le capillaire est disposé un petit aimant permanent en forme de cylindre aimanté transversalement.A laìmant sont associées deux pièces polaires en fer doux avec une bobine par laquelle passe le courant de mesure Le champ magnétique extstant entre les pièces polaires fait dévier l'aimant rotatif avec le capillaire Le jet de liquide arrive sur un papier qui- défile devant et y produit immédia- tement un oscillogramme évaluable. En raison de la strcture du gal- vanomètre > une séparation de potentiel peut être e.Ptectuee et de ce fait également une mesure directe pour des potentiels de pas constant élevés. On peut monter un amplificateur en amont du gal manomètre pour certains cas d'utilisation.L'ouverture. de buse d'un tel galvanomètre est comprise entre 10 et 15 microns1 la pression du liquide d'écriture peut aller jusqu'à 50 bar. L'utilisation d'un palpeur pour les machines de mesure de même que l'utilisation d'un oscillographe à jet de liquide ne sont naturellement pas liées aux formes précédemment décrites de ces appareils. A leur place, on peut aussi bien utiliser d'autres paipeurs et oscil- lographes à jet de liquide appropriés dans la mesure ou ceux-ci peuvent être utilisés ensemble comme dispositif pour appliquer des marques (de couleur) sur une pièce à usiner. Le but de la presente invention est de combiner un palpeur connu dans les machines de mesure, notamment les machines de mesure de coordonnees avec un oscîllographe à jet de liquide, également connu, servant au-fonctionnement stationnaire, de telle sorte qu'ils puissent être utilisés comme dispositif pour appliquer des marques (de couleur) sur une pièce à usiner, Ce but est atteint conformement à l'invention en ce que l'oscillographe à jet de liquide réalisé sous forme de tête de dessin est monté sur le palpeur à la place d'un des bras en forme de doigt et est relié de façon amovible avec celui-ci, et en ce qu'un mouvement de déplacement tridimensionnel partant du palpeur est transmis à la tête de dessin au moyen d'un élément intermédiaire. L'invention prévoit également que l'élément intermédiaire est un levier dont une des extrémités comporte une encoche, ou l'analo- gue, qui entoure au moins partiellement une tige introduite dans le palpeur à la place dtun bras en forme de doigt, et dont l'autre extrémite est articulée dans le palpeur. L'encoche, ou l'analogue, du levier, selon un développement de l'invention, entoure la tige à la façon d'une fourchet Enfin, la présente invention est encore complétee et perfectionnée par le fait que le jet de liquide sortant de la tête de dessin est orienté parallèlement aux axes de coordonnées X,-Y et Z et qu'il es-t coaxial au logement dupalpeur portant la tête de dessins La presente invention apporte une serie d'avantages La combinaison technique d'un pal peur aVec un oscillographe à jet de liquide perfectionne et complète de façon judicieuse, dans la configuration de l'automate de dessin qui en résulte, les accessoires des machines de mesure.La configuration en tant qu'automate de dessin assure en même temps la combinaison technique des types de fonctionnement des machines de mesure, à savoir "mesurera et "dessiner", pour des pièces à usiner qu exigent une grande précision Le reglage automatique donné par la machine > sur l'étalon de référence (surface ou bille de référence) est conservé en même temps qu'une grande précision de transmission, d'autant plus que la référence de mesure et de dessin sont totalement identiques. Un autre avantage de l'invention consiste en ce que l1indépen- dance de position prédéterminée par le palpeur est totalement conservée pour la tête de dessin également. Celle-ci peut être fixée à volonté sans complication notable de la construction dans l'un des logements des tiges palpeuses du palpeur. Naturellement, les avantages de la présente invention-ne se limitent pas à ceux déjà nommés : pour réaliser l'invention, il suffit de très faibles forces de transmission étant donne que la marque est transferee sur la pièce à marquer au moyen des têtes de projection de couleur de l'oscillographe à jet de liquide. Pour assurer une bonne adhérence de la couleur appliquée, il est indiqué que la surface de la pièce à usiner soit absorbante, Ceci peut être réalise sans complication en pulvérisant un produit approprie-. Lorsqu'on utilise la combinaison technique "palpeur" et tête de dessin" (= oscillographe à jet de- liquide),--tous- les modes de fonctionnement de la machine sont complètement assurés; à savoir - positionnement de la machine de mesure (de coordonné-es) au moyen du levier de commande sur le champ d'utilisation ainsi qu'actionnement manuel de la touche de marquage ; - entrée semi-automatique des p.oints de coordonnées par entrée manuel- le des positions dans l'ordinateur au moyen d'une commande par la machine de mesure et actionnement manuel de la touche de marquage, et enfin - marquage automatique au moyen d'une commande programmée CNC (commande numérique par calculateur). Un autre avantage de la presente invention est la parfaite sécurité de fonctionnement du fait que les systèmes de sécurité pour les palpeurs des axes X, v et Z respectifs et pour la protection des douilles continuent à fonctionner. L'invention est représentée schématiquement sur le desin'à l'aide d'un exemple de réalisation. La figure unique représente en perspective un palpeur et sa liaison avec une tête de dessin Le palpeur référencé dans son ensemble en 1 et non représenté en detail est relie par son fût la avec la machine de mesure de coordonnées, également non représentée. Les logements lb, lc servant à la fixation de bras analogues a des doigts et portant les billes palpeuses sont munis, dans l'exemple représenté, d'une part d'une tige 2 et d'autre part d'un élément d'accouplement 3 pour accoupler de façon amovible la tête de dessin 4 constituee par un oscillographe à jet de liquide. Le mouvement de déplacement tridimensionnel (axes X, Y-, Z) partant du palpeur 1 est transmis à la tête de dessin 4 au moyen de l'élément intermédiaire 5. L'élément intermédiaire 5 est réalisé sous forme de levier. L'une de ses extrémités comporte une encoche ou l'analogue 5a en forme de fourche par laquelle il entoure au moins partiellement la tige 2. L'autre extrémité de l'élément intermédiaire 5 est articulée dans la tête de dessin 4 Si le palpeur 1 subit un déplacement selon l'un ou plusieurs de ses axes X, Y-, Z, ce deplacement se transmet obligatoirement à la tête de dessin 4 par l'élément intermédiaire 5. De ce fat, l'interìeur de celle-ci, les buses à couleur sont deplacées dans le même sens. Lorsqu'on actionne une touche de marquage faisant partie de la machine de mesure (ne faisant pas partie de l'invention), une marque (de couleur) sous la forme d'un point de coordonnée 6a est appliquee sur la piece à usiner 6. La buse de projecti.on de couleur est référencée en 4a et les coordonnees prises pour appliquer le point de coordonnée 6a sont référencées en Yi et Zl REVENDICATIONS 1. - Utilisation d'un palpeur destiné à des machines de mesure, notamment des machines de mesure de coordonnées, lequel est pourvu de plusieurs billes palpeuses fixées sur des bras-en forme.de doigts et servant à la mesure par palpation d'une pièce à usiner selon les axes respectifs X, Y etXou Z, en tant que dispositif pour appliquer des marques de couleur sur une pièce à usiner, ainsi qu'utilisation d'un oscillographe a jet de liquide stationnaire en tant que tête de dessin, caractérisée en ce que la tête de dessin (4) est montée sur le palpeur (1) à la place d'un bras. en forme de doigts et est reliez à celui-ci de façon amovible (3), et en ce qu'un mouvement de deplacement tridi- mensionnel (X, Y, Z) partant du pal peur (1) est transmis à la tête de dessin (4) au moyen d'un élément intermédiaire (5), 2. - Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément intermédiaire (5) est un levier, dont une èxtrémté comporte une encoche ou l'analogue (5a) qui entoure au moins partieliement une tige (2) montée dans le pal peur (1) à la place d'un bras en forme de doigt, et dont l'autre extrémité est articulée dans la tête de dessin (4). 3. - Utilisation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'encoche (5a) du levier (5) entoure la tige (2) à la façon d'une fourche. 4. - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le jet de liquide sortant de la tête de dessin (4) a son axe orienté parallèlement aux axes de coordonnées X, Y,Z et coaxialement au logement (la) du palpeur (1) portant la tête de dessin (4).