Brevet FR2559609A1 — publié le 19850816

Dispositif mécanique de réglage de position et platine optique en comportant application L'invention concerne les dispositifs mécaniques de réglage de position suivant deux directions au moins, per- mettant d'assurer le positionnement fin d'un organe. Elle trouve une application particulièrement importante dans les appareils d'optique destinés à être utilisés dans l'indus- trie, o des raisons de complexité et de coût rendent peu souhaitable l'emploi des platines de grande précision, à réglage micrométrique, destinées à des usages très variés, que l'on trouve couramment dans les laboratoires. L'invention vise notamment à fournir un dispositif mécanique de réglage qui,tout à la fois, a un faible encom- brement, un coot faible, une bonne stabilité en fonction de la termpérature et autorise cependant un réglage fin. Pour cela, l'invention propose notamment un dispositif comportant une semelle, une pièce support mince fixée à la semelle par un bord rectiligne, présentant une partie plate, et découpée de façon à présenter deux lignes orientées à 90 l'une de l'autre et du bord rectiligne, ainsi qu'au moins deux vis de réglage perpendiculaires l'une à l'autre, dont chacune coopère avec la partie du support fixée à la semelle et avec la partie plate pour modifier la position de cette dernière en l'écartant de la partie plate par déformation élastique autour des lignes de pliage. Les vis coopèrent avantageusement par butée avec la partie plte et sont alors montees dans des trous taraudés percés dans des renforts de la partie fixée à la semelle. Un resort ou des ressorts anti-vibratoires peuvent être inter- (30 posés entre la semelle et la partie plate pour éliminer les vibretions Le dispositif, tel qu'il vient d'être décrit, permet die régler!- position de la partie plate suivant deux direc- tons. Pour autoriser un réglage fin autour d'une troisième direction, perrjendiculaire aux deux précédentes, il suffit de monter la semelle dans une glissière autorisant son -2- déplacement par glissement suivant la troisième direction, sous l'action d'une vis de réglage qui peut être similaire aux deux précédentes. La glissière peut être constituée par une simple tôle pliée de façon à constituer un chemin de guidage de la semelle. Pour permettre, avant le réglage fin à l'aide de la vis, une mise en place grossière dans la direction du troisième axe, des trous ovalisés peuvent être prévus dans la glissière de façon à autoriser une première mise en place approximative sur un bâti. Plusieurs dispositifs du genre qui vient d'être décrit peuvent être placés sur un bâti commun pour permettre d'ajus- ter la position relative d'organes optiques indépendants qu'il porte. Sur une même surface horizontale du bâti peuvent être placés, en plus de dispositifs du genre qui vient d'être décrit, des dispositifs supplémentaires permettant uniquement un réglage d'inclinaison autour d'un axe parallèle à la surface du bâti. Un dispositif d'inclinaison de ce genre peut comporter un support solidaire du bâti, sur lequel l'organe est monté par l'intermédiaire d'un axe de pivotement paral- lèle à la surface du bâti, la plaque support et l'organe présentant deux tétons en saillie parallèles à l'axe de pivo- tement, dont l'écartement peut être réglé à l'aide d'une vis de faible pas. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers d'exécution, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la Figure 1 est un schéma en perspective, montrant un dispositif suivant l'invention; - les Figures 2 et 3 sont des vues en coupe suivant les lignes II-II et III- III de la Figure 1; - - la Figure 4 est une vue de dessus d'une platine optique comportant quatre dispositifs de réglage de position du genre montré en Figure 1; - la Figure 5 est une vue en perspective montrant un dispositif de réglage d'inclinaison dont deux exemplaires sont également incorporés à la platine de la Figure 4. Le dispositif de réglage de position montré en Figure 2r59609 -3- 1 est destiné à permettre d'ajuster la position, suivant trois directions X, Y'et Z, d'un organe optique schématisé par un coin optique 10. Le dispositif comporte une glissière 12 constituée par une tôle pliée pour former deux flancs d'appui 14 et 16 délimitant un chemin de glissement en forme de queue d'aronde, suivant la direction Z. Les flancs 14 et 16 emprisonnent, contre la face plate de la glissière 12, une semelle 18 cons- tituant coulisseau. L'élasticité des plis de formage des flancs 14 et 16 assure le maintien de la semelle à plat sur la glissière. Dans cette dernière sont ménagés des trous 20 ovalises dans la direction Z, permettant un positionnement grossier, de l'ordre du millimère, de la glissière 12 sur un bâti non représenté sur la Figure 1. Le réglage fin de la semelle 183 par rapport à la glissière 12 est effectué par au moins une vis 22 prévue pour se visser plus ou moins dans un renfort 24 taraudé porté par un repli de la glissière 12. Sur la Figure 1, une seule vis 22 a été représentée. Elle prend appui contre 12 bord de la semelle 18 et permet de la repousser vers l'arrière. La glissière 12 peut porter, à l'opposé du renfort 24, un renfort similaire destiné égale- ment à recevoir une vis. Une fois le réglage suivant la direction Z effectué par action sur une vis, l'autre est amenée en butée, ce qui permet d'immobiliser la semelle dans la direction Z. Lorsqu'aucun réglage suivant la direction Z n'est néceEsaire, il n'est pas nécessaire de prévoir la glissière 12. La semelle 18 est alors directement fixée sur le bâti. Elle peut comporter pour cela des pattes fendues 26. La présence de ces pattes n'augmente pas pratiquement l'encom- brement du dispositif, car l'une des branches qui les forme fait partie d'un patin de guidage contre les flancs 14 et 16, oatin pour lequel une longueur minimale est nécessaire pour assurer ia précision requise. 3 51 LLorgane 10 est porté par la semelle par l'intermédiaire d'une pièce support déformable 28 mince, pouvant être consti- tute par découpe et pliage d'une tôle. La pièce 28 présente une paro! latérale formant un dièdre à 90 autour d'un axe 2X59609 - 4 - de pliage 30 orienté suivant la direction Y. La tranche de cette face latérale prend appui sur la semelle 18, et elle est fixée, mais uniquement suivant la direction Z, à la semelle. Cette fixation peut être effectuée par soudure. Elle laisse la partie non soudée de la face latérale libre de glisser sur la face supérieure plate de la semelle. Cette face latérale libre est raccordée, par un pliage autour d'un axe 32 orienté suivant la direction X, à une plate-forme 34 de réception de l'organe 10. Cette plate-forme peut présenter un rebord 36 destiné à assurer une mise en place précise de l'organe et la retenue de ce dernier. Les moyens de réglage suivant les directions X et Y sont constitués par deux vis 38 et 40 similaires à la vis 32. Ces vis pourront par exemple avoir un pas de 50, qui permet, dans la mesure o l'on considère que l'incrément minimal de rotation appréciable est de l'ordre du centième de tour, une sensibilité de 5 microns. La vis 38 est dé- plaçable dans un renfort 42 percé d'un trou taraudé, renfort porté par la partie de la face la pièce 28 qui est fixée à la semelle 18. Cette vis prend un appui de butée contre un pion 44 solidarisé, par exemple par soudage, de la plate-forme 3A4. Une solution plus simple consiste à faire agir directement la vis sur un repli de la plate-forme 34, représenté en tirets sur les Figures 1 et 3. De façon simi- laire, la vis 40 est réglable dans un trou taraudé percé dans un renfort 46. On voit que les vis 38 et 40 sont res- pectivement déplaçables suivant les directions X et Y et permettent de déplacer la plate-forme contre les forces élastiques qui tendent à la ramener vers une position de repos. La longueur des vis 38 et 40 est évidemment prévue pour éviter qu'elle ne puisse provoquer des déformations plastiques du matériau constitutif de la pièce 28. On voit qu'un tel dispositif présente un encombre- ment et un poids faibles. Il est d'un prix très bas. Il autorise un réglage fin, avec la précision requise dans le domaine optique; enfin, l'expérience a montré qu'il a une grande stabilité en température. -5- Plusieurs dispositifs du genre montré en Figures 1 à 3 peuvent être disposés sur un bâti commun pour former un appareil complexe. La Figure 4 montre, à titre d'exemple, une platine de vibromètre laser mettant en oeuvre, d'une part, quatre dispositifs du genre montré en Figure 1, d'autre part, deux dispositifs de réglage d'orientation qui seront plus tard décrits en faisant référence à la Figure 5. Les quatre dispositifs de réglage incorporés dans l'installation de la Figure 4 sont montés sur un même bâti 48. Ils sont respectivement désignés par les références a, 50b, 50c et 50d. Chacun porte un organe optique consti- tul par un élément séparateur 52 collé sur la plate-forme du dispositif. Pour plus de simplicité, seuls les éléments constitutifs du dispositif 50b ont été montrés, les autres ôtant reDrésentés uniquement par leur contour et l'emplace- ment du composant optique 10. Les composants 50a et 50c, ou un dutre couple, peuvent être démunis de glissière 18, unri réglage suivant la direction Z n'étant pas nécessaire pour tous les dispositifs. L'ensemble montré en Figure 2 permet de séparer le F'aisceau d'entrée reçu en 52 en deux faisceaux suivant des trajets optiques différents pour donner finalement nais- sance aprés réflexions, à un faisceau de sortie 54. Sur chacuin des chemins optiques doit être inséré un modulateur. L'inclinaison de ce dernier, dans le plan de sa face per- pendiculaire au bâti 48, doit être réglée avec précision, typiquement à - 2 près autour de l'axe optique. Dans le mode d'exécution montré en Figures 4 et 5, le réglage d'inclinaison des modulateurs 56 est également rëali m par un dispositif simple, se rapprochant dans son principe de celui des Figures I à 3. Le dispositif montré en Figure 5 comprend un support 58 en T inverse, fibé de façon permanente au bâti 48, par 'xelaple à l'aide de vis 60. La branche du T qui est per- pendiculaire au bâti 48 comporte un trou de réception d'un axe 62 d'orientation du modulateur 56. La rotation du :odulateur auteur de cet axe est commandée par une vis 64 2c559609 -6- dont la tête prend appui sur un téton 66 fixé au support 58 et qui présente une liaison filetée avec un second téton 68 solidaire du modulateur 56, et traversant un trou oblong (non visible sur les Figures) ménagé dans le support 58. Pour plus de clarté, les tétons 66 et 68, ainsi que la vis 64, sont également représentés séparés du support 58. Un ressort comprimé entre les tétons 66 et 68 maintient la tête de la vis 64 en appui. Une fois le réglage réalisé, le modula- teur 56 peut être immobilisé à l'aide d'une vis de pression 72 qui traverse une boutonnière 74 de la pièce 58 et s'engage dans un trou taraudé du modulateur. On voit que l'on réalise ainsi un ensemble simple et compact, de coût faible. L'invention ne se limite évidemment ni aux modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples, ni aux applications particulières qui ont été envisagées et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à toutes variantes restant dans le cadre des équivalences. -7 - PEVF 'IDICATIONS 1. Dispositif mécanique de réglage de position, caractérisé en ce qu'il comporte une semelle (18), une pièce support mince (28) fixée à la semelle suivant un bord rectiligne, présentant une partie plate de réception de l'organe (10) dont la position est à régler, et décou- pée de façon a présenter deux pliages suivant deux lignes orientées A 90 l'une de l'autre et du bord fixé, et au moins deux vis de réglage (38, 40) déplaçables selon deux directions perpendiculaires et dont chacune coopère avec la partie du support fixée à la semelle et avec la partie plate pour écarter cette dernière d'une position de repos par déformation élastique autour d'une ligne de pliage respective. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vis (38, 40) sont montées dans des trous taraudés ménagés dans des renforts (42, 46) de la partie fixe de la pièce support déformable (28) et en butée contre la partie plate de la pièce support ou contre un pion (44) qui en est solidaire. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac- têris en ce qu'il comporte un ressort anti-vibratoire(47) comprimé entre la semelle (18) et la partie plate (34). 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une glissière (12) munie de flancs (14, 16) de guidage de la semelle (18) suivant une direction (Z) perpendiculaire aux deux lignes de pliage et une vis de réglage fin (22) orientée suivant la direction (Z) et coopérant avec la glissière et la sem-el]e de façon à déplacer cette dernière. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la semelle et/ou la glissière comportent un trou ailongé suivant la direction (Z) pour permettre le réglage grossier de la position de la glissière et/ou de la S seioltlle sur un bâti (48). 6. Platine optique comportant au moins un dispositif sui-an- l'une quelconque des revendications précédentes de - 8 - réglage de la position d'un organe optique (10) par rapport à un bati et au moins un dispositif de réglage d'orientation d'un élément optique supplémentaire, compor- tant un support (56) fixé au bâti sur lequel l'organe est monté par l'intermédiaire d'une axe de pivotement paral- lèle à la surface du bâti, la plaque support et l'organe présentant deux tétons en saillie parallèles à l'axe de pivotement, dont l'écartement peut être réglé à l'aide d'une vis de faible pas.