Brevet FR2544854A1 — publié le 19841026

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour contrôler les cales étalons. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique de la métrologie et plus particulièrement de la mesure des longueurs, des épaisseurs ou de dimensions linéaires analogues. On sait que les oale 'étalons constituent la référence de base des activités de métrot-tie dimensionnelle dans de nombreuses entreprises de mécanique. Ces cales, en fonction de leurs classes de précision, matérialisent l'étalon primaire de longueur de l'entreprise ou bien les étalons de transfert ou de travail qui, utilisés depuis le laboratoire de métrologie jusqu'aux ateliers de fabrication en passant par les services de contrôle, permettent de réaliser'des mesures par comparaison pratiques et précises. Une règlementation impose aux possesseurs de ces cales étalons une vérification périodique qui doit permettre de se rendre compte de l'évolution de leur usure et par suite de prévoir leur déclassement ou leur remplacement L'étalonnage des cales étalons par eomparaison à des cales de précision supérieure, est constitué par une suite d'opérations qui nécessitent de grandes précautions. Généralement, ces mesures s'effectuent dans des locaux spéciaux au moyen d'un comparateur électronique équipé notamment de deux capteurs montés en opposition de part et d'autre des cales à contrôler. Cesopérations sont longues et relativement fastidieuses.Selon la précision requise et le nombre de points étalonnés sur chaque cale, l'opération peut nécessiter la mobilisation permanente d'un opérateur pendant une durée d 2 à 4 jours pour une botte de cales de moyenne importance (100 cale Pour remédier à ces inconvénients et répondre aux besoins de plus en plus nombreux des demandes -d'étalonnage, l'invention s' est proposée pour but, d'une manière simple, économique, rationnelle et très fiable, la réalisation entièrement automatique d'un dispositif ou appareil conformé pour effectuer ces indispensables véri fications périodiques. Pour atteindre ce but, il a fallu résoudre un certain nombre de problème, notamment il est apparu nécessaire de définir un prient pe de mesure, pour simuler la main de l'homme lors du transport des cales. A cet effet, il est important de supprimer tous risques khérent3 au transport tel que la-chute possible des cales, éviter tout entrechoquement, toutes salissures, risques d'usure. Il a fal également tenir compte dséventuels échauffements thermlques. C'est pourquoi, selon l'inventiong on a opté pour une selon tison où les cales étalons de référence demeurent fixes et ne nécessitent pas de déplacement ou transport. Dans ce but, le dispositif est remarquable en ce qu'il om- prend esfentiellement un plateau support conformé pour recevoir par couple et pour chaque dimension de cales, les cales de référence et les cales à mesurer et à controler ; ledit plateau étant asservi à un moyen de commande pour amener sucoessivement les différents couples de cales en regard d'un poste d'étalonnage agencé pour mesurer les valeurs des écarts entre la cale de référence et la cale à contrôler ; un calculateur eommandant et contrôlant ces différentes opérations en mémorisant la valeur des écarts. D'autres caractéristiques ressortiront de la suite de la description Pour fixer l'objet de l'invention,. sans toutefois le limiter, dans les dessins annexes La figure I est une vue en perspectiv~e du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif. La figure 3 est une vue en plan correspondant à la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe transversale considérée selon la ligne 4-4; figure 2. Le's figures 5 et 6 spnt des vues en coupe, à une échelle plus importante montrant -le posit'ionnement de couples de cale de dimension différente. La figure 7 est, à une échelle plus importante, une vue en coupe montrant une partie du poste d'étalonnage notamment le montage des capteurs. Les- figures 8 à 13 sont des vues à caractère purement schématique montrant les différentes phases relatives au principe de la mesure d'étalonnage selon l'invention. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation des figures des dessins. On voit figure 1 que le dispositif selon l'invention comprend essentiellement, convenablement montés et positionnés sur un marbre (M), un plateau-support (1) recevant les couples de cales (C et C1), un poste d'étalonnage et de mesure (2), l'ensemble étant asservi à un calculateur (3) de tout type connu et approprié avec notamment un clavier de commande (3a), une imprimante.(3b), un appareil (3c) de traitement numérique du signal. Les figures des dessins montrent un plateau-support (1) circulaire se présentant sous -la forme d'un barillet, mais il est bien évident que ce plateau peut avoir d'autres formes géométriques et se présenter également sous l'aspect d'une ligne de transfert. Selon l'invention sur a face de dessus (la), du plateau support (1) sont réalisées une pluralité d'empreintes en creux (lc) conformées pour autoriser le positionnement deun couple de cales de même dimensionnement, en ltoccurence la cale étalon de référence (C et la cale à contrôler (C1). Ces différentes empreintes (il), de même dimensionnement, sont disposées concentriquement sur une même circonférence, et en bordure du barillet (1) (figures 1 et 3). Le nombre des empreintes (1c) est déterminé de façon à couvrir au moins la totalité de la-gamme dimensionnelle des cales étalons exis tantes. Le plateau (1) monté à rotation sur un pivot axial (P) est commandé par un organe moteur (4) destiné à assurer le déplacement successif de chacune des empreintes ( le) en regard du poste d'étalonnage (2). il est bien évident que le support (9) est indexé en rotation en étant asservi à des capteurs de position pour autorise l'arrêt judicleux de chacune des empreintes (le) sous le poste d' étalonnage et cela pendant une durée prédéterminée fonction de la ou des mesures à effectuer D'une manière préférée, quoique non rigoureusement limitati ve, la profondeur (h) des empreintes (lc) peut être variable en étant fonction des dimensions des cales étalons pour assurer un meilleur positionnementet centrage de ces dernières.Par exemple, le empreintes (lc) peuvent etre réalisées dans différents secteurs (ld) d'épaisseur mariable et fixés sur le support (1) en étant disposés, d'une manière-dégressive. Les empreintes de plus grandeprofondeur sont évidemment réservées aux cales de plus grande dimension et inversement (figures 5 et 6). De plus, -chaque empreinte (le) présente un moyen de repérage pour indiquer la référence de la cale étalon (C) > de sorte que les cales de référence sont disposées et réparties d'une manié régulièrement dégressive. Le côté transversal arrière des empreintes forme un étran gle-ment (le) pour permettre, d'une manière connue, un placage parf du côté correspondant de la cale de référence. De même, chacune dex empreintes (lc) débouche dans des lumières épaulées (if) formées à la base du plateau support (1), en regard de chacune des dites empreintes. On souligne que la longueur-des empreintes (lc) est très légèrement supérieure à la longueur d'un couple de cales juxtaposables pour faciliter la préhension de ces dernières. Les différents organes d'un poste d'étalonnage (2), sont logés dans un carter de protection (5). Ce poste d'étalonnage (2), comprend essentiellement deux capteurs inductifs (6 et 7) montés en opposition et en différentiel. Les capteurs ou palpeurs (6 et 7) sont fixés dans des étriers supports (10 et 11) montés à coulissement libre le long d'une colonne de guidage (8 èt 8a).en étant commandés séparément en hauteur par des organes moteurs (9 et 9a). L'ensemble des étriers (10 et 11) et colonnes (8 et 8a) est solidaire d'une console support (12 et 13) fixée sur un ensemble mobile (14) déplaçable en translation au moyen dlun organe moteur (15) en combinaison avec des moyens de guidage. L'ensemble plateau ('1) et poste d'étalonnage (2) est asservi au calculateur (3) qui contient an mémoire les côtés des cales de référence (C) et permet de commander et contrôler les différentes opérations. il convient d'analyser maintenant la cinématique du dispositif. Ces cales étalons de référence (C) sont positionnées dans les différentes empreintes correspondantes (1c) du plateau support (1) en étant disposées en ordre régulièrement décroissant de préférence. L'opérateur place ensuite dans les empreintes (lc), les cales étalons à mesurer (C1), à côté et dune manière jointive aux cales référence (C) de dimensions correspondantes (figure 8). La totalité ou une partie des empreintes (le) est donc remplie par différents couples de cales (C - C1). On indexe ensuite, en rotation le plateau support (1) de sorte que le couve de cales (C - C1) de plus grande dimension soit situé en regard du poste d'étalonnage (2) en correspondance avec les palpeurs (6 et 7). Avant cette indexation, l'ensemble du poste (2) est dégagé du plateau support (1) (figure 8), les palpeurs (6 et 7) étant escamotés, c'est-à-dire palpeur supérieur (6) relevé et palpeur inférieur (7) abaissé. Le poste d'étalonnage (2) est alors déplacé linéairement en translation jusqu'à une position de butée et d'indexation selon la quelle les palpeurs (-6 et 7) sont situés de part et d'autre du couple de cales (C - C1) à contrôler et plus particulièrement de part et d'autre et en bout de la cale (C) de référence (figure 9). Il se produit ensuite la descente du palpeur supérieur (6) à l'aplomb de la cale de référence (C) et la montée du palpeur inférieur (7) jusqu'à une position de tangence avec la dite cale de référence (C) le palpeur (7) passant à travers la lumière correspondante (1f) du plateau. On rappelle que les cotes des cales de référence sont mémo risés dans le calculateur (3).L'ensemble du poste (2) est déplacé en arrière, d'une distance suffisante pour que les palpeurs puissent relever différents points de mesure étalon (5 par exemple) (figures 10 et 11). Le cycle de cette mesure étant terminé, on revient à la cale de référence (C) (figure 12), ce qui fait une vé- rification de la mesure. La valeur des écarts mesurés est mémorisés dans le calculateur. Cette vérification permet de tenir compte d'éventuelles variations thermiques susceptibles de s'être produite pendant la mesure. Les palpeurs (6 et 7) sont ensuite dégagés du coupe de cales étalonnés (figure 13) pour une nouvelle indexation en rotatif du plateau support (1) en vue de l'étalonnage du couple suivant de cales (C - C1) situé immédiatement après le couple précédemment étalonné. Ces différentes phases opérationnelles sont ensuite répétées automatiquement et successivement pour chacun des couples de cales à étaionner en étant commandées et contrôlées par le calculateur (3). Les valeurs des écarts étant mémorisées, l'opération se termine par l'édition automatique d'un procès-verbal. Il est important de noter qu'à aucun moment de l'étalonnage les cales ne sont transportées, ce qui réduit, d'une manière importante, les risquesbd'endommagement desdites cales. Différentes aspects technologiques relatifs au montage de certains éléments du dispositif ne sont pas décrits en détail, car ils ne sont pas à la base de l'invention. Il en est de même pour la partie automatisme. A titre indicatif, les empreintes ( lu) du plateau (1) sont conformées pour recevoir des cales étalons à bouts plans parallèle correspondant aux normes NF E 11.010 - DIN 861 et ISO 3650. Selon la conception technologique du plateau, le nombre de points étalonnés peut être variable. Le calculateur employé est de ceux du type HP 9825. En variante, on prévoit de rendre amovible le plateau support et de le pré-équiper de cales étalons de référence Les avantages ressortent bien de la description, en para ticulier on souligne - En cours d.'étalonnage les cales ne sont pas déplaces. - L'opération ne nécessitant pas la présence d'un opérateur peut se dérouler de nuit pour se placer dans les meilleurs conditions de stabilité thermique possible. - La réduction importante des délais d'intervention. Quelques heures selon les tests effectués par-une boIte de 120 cales. - La fiabilité. - La possibilité d'étalonner temporairement les cales de référence. - La rapidité de remplissage du barillet. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Procédé pour contrôler les cales étalons caractérisé en ce qu' on positionne sur un organe support, différents couples de cales éta lors, de dimensions différssntes, chaque couple étant composé d'une ca le de référence et d'une cale à contrôler ; on amène successivement et automatiquement chaque coupI > qui demeure fixe, en regard d'un poste d'étalonnage et de contrôle ; on déplace le poste d'étalonnage et de contrôle par rapport au couple de cales pour définir en une ou plusieurs mesures ou séries de mesures, les écarts dimensionnels on mémorlse la valeur de ces écarts dans un organe périphérique d'un calculateur qui commande et contrôle ces différentes opérations. -2- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement, en com- binaison, un plateau support ( 1) conformé pour recevoir d'une manièr fixe, par couple et pour chaque dimension de cales, les cales de référence (C) et les cales à mesurer et à contrôler, ledit plateau (1) étant asservi à un organe de commande (a) pour amener successivement pas à pas les différents couples de cales (C - C1) en regard d'un poste d'étalonnage et de mesure (2) agencé pour mesurer les valeurs des écarts entre la cale de référence et la cale à con frôler ; un calculateur (3) commandant, contrôlant et mémorisant ces différentes opérations. -3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face de dessus du plateau (1) présente une pluralité d'empreintes en creux (lu') dans lesquelles sont susceptibles d'être positionné un couple de cales (C - C1) de mêmes dimensions, le nombre des empreintes étant déterminé de façon à couvrir au moins la totalité de la gamme dimensionnelle des cales étalons. -4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaq empreinte (tic) presente un moyen de repérage pour indiquer la réfé rence de la cale étalon (C) de sorte quelles cales de référence sont réparties d'une manière régulièrement dégressive. -5- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les empreintes sont d'épaisseur variable et débouchent chacune dans une lumière épaulée (1f-) établie à la base du plateau (1) en regard de chacune des dites empreintes. -6- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plateau-support (1) se présente sous la forme d'un barillet circulaire et est indexé en rotation en étant asservi à des capteurs de position pour autoriser l'arrêt successif et pendant un temps prédéterminé, de chacune des empreintes (C) sous le poste d'étalonnage et de creusure (2). -7- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poste d'étalonnage (2) comprend essenti-ellement deux capteurs inductifs (6 et 7) montés en opposition et en différentiel. -8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les capteurs (6 et 7) sont montés à coulissement libre le long de colonnes de guidage (8 et 8a) en étant commandés séparément en haueteur par des organes moteurs (9 et 9a), lesdites colonnes étant fixées sur un ensemble mobile en translation. -9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble plateau ( 1) et poste d'étalonnage (2), est asservi au calculateur (3) qui contient en mémoire, les côtes des cales de référence (C) et permet de commander et de contrôler les différentes opérations. -10- Procédé selon l-a revendication 1, caractérisé en ce qu'on garnit les différentes empreintes (tic) des couples de cales (C et C1) d'une manière régullèrement dégressive en correspondance avec les repères ; on indexe en rotation le plateau (1), de sorte que le couple de cales (C et C1) de plus grandes dimensions sont positionnés en regard du poste (2) en correspondance avec les capteurs (6 et 7), l'ensemble du poste étant dégagé du plateau eut les capteurs escamotés ; on déplace lue poste (2) jusqu'à une position de butée et d'indexation selon laquelle les capteurs (6 et 7) sont situés de part et d'autre de la cale de référence (C) du couple de cale (C C1) à contrôler ; on met en tangence les capteurs (6 et 7) avec les faces de dessus et de dessous de la cale de référence (C) dont la côte est mémorisée dans le calculateur ; on déplace l'ensemble du poste (2) en arrière d'une distance suffisante pour que les capteurs (6 et 7) relèvent différents poins de mesure étalon ; on revient à la côte de référence en mémorisant dans le calculateur les valeurs des écarts ; on dégage les capteurs (6 et 7) ; on indexe à nouveau en rotation le plateau en vue de l'étalonnage du couple suivant des cales (C - C1) situé immédiatement après le couple précédemment étalonné.