Brevet FR2549606A1 — publié le 19850125

DISPOSITIF DE CONTROLE DE L'ELIMINATION MECANIQUE D'UNE COUCHE OU D'UN DEPOT DE MATERIAU SUR UNE SURFACE L'invention concerne un dispositif de contrôle de l'élimination mécanique d'une couche ou d'un dépôt de matériau sur une surface dont les coefficients de réflexion des rayonnements sont différents. Il peut être utile, dans les industries chimiques ou nucléaires et plus particulièrement dans des zones d'accès réglementé ou interdit, d'intervenir sur des éléments de structure recouverts de dépôts ou d'oxydes. Ces interventions vont du simple nettoyage à des réparations importantes faisant appel à des techniques de soudage. Dans tous ces cas il est nécessaire d'utiliser, outre un outil abrasif actionné à distance, des moyens de contrôle à distance de l'état de surface, afin de déterminer l'état de propreté après abrasion et d'arrêter l'outil à bon escient. On connait des dispositifs permettant de contrôler un état de surface et en particulier la rugosité au moyen d'un rayon lumineux réfléchi. Un tel dispositif est décrit dans le brevet français 2 439 976. Il comporte une source de rayonnement équipée d'un premier système optique dirigeant un faisceau sur la surface à essayer. La composante spéculaire réfléchie par la région de surface balayée est reprise par un deuxième système optique qui la dirige vers un photomultiplicateur. Le signal électrique produit est comparé à une valeur représentant la rugosité de la pièce étalon. La différence résultant de la comparaison de deux signaux est traduite par un moyen d'affichage visuel.Les deux systèmes optiques ont une partie commune constituée par une lentille cylindrique parallèle à la surface à essayer et dont l'axe focal coincide avec l'axe de rotation d'un miroir oscillant. Le miroir oscillant reçoit, par l'intermédiaire d'un miroir semi réfléchis- sant, le faisceau de rayonnement issu de la source, et réfléchit la composante spéculaire, provenant de la surface à étudier, sur un autre miroir en alignement avec le miroir semi réfléchissant, vers un photomultiplicateur. Un dispositif électronique de traitement des signaux et de mémorisation permet la détermination de la rugosité superficielle d'une surface. Le dispositif ci-dessus décrit est relativement complexe et est adapté à des mesures précises de rugosité. Il ne permet pas de contrôler l'état de surface en continu pendant le travail d'abrasion mais d'une manière discontinue après arrêt de l'outil et déplacement du dessus de la surface à contrôler. Le dispositif selon l'invention vise à effectuer des mesures en temps réel pendant le fonctionnement de l'outil abrasif et a pour but de contrôler l'élimination d'une couche superficielle à la surface d'une pièce. Le dicpositif de contrôle est remarquable de par sa conception qui comporte un bloc de contrôle réunissant des détecteurs optiques et électriques, une chaîne de traitement du signal et de commande, des dispositifs de transmission optique et de repérage temporel portés par un outil rotatif abrasif susceptible d'être mis en contact avec la surface à traiter, des conducteurs optiques et électriques reliant les dispositifs de transmisiion optique et de repérage au bloc de contrôle. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement le dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue de la face arrière de l'outil abrasif. La figure 3 montre l'évolution du signal détecté en fonction de l'état de propreté de la surface traitée. La figure 1 représente schématiquement le dispositif selon l'invention. La surface 1, à traiter et à contrôler, se trouve située dans une zone d'accès interdit nécessitant l'éloignement des chaînes de détection, de traitement du signal et de commande. La machine télécommandée utilisée pour l'élimination de la couche ou du dépôt du matériau déposé en surface de la pièce comporte un outil abrasif rotatif 2 du genre meule ou fraise susceptible de s'appliquer sur la surface généralement métallique de la pièce pour mettre le métal sous-jacent à nu. L'outil abrasif porte des dispositifs de transmission optique 3 et éventuellement de repérage temporel 4 intervenant directement ou indirectement dans les chaînes de conduction optique 5 et électrique 6. Ces conducteurs, de relativement grande longueur, aboutissent à un bloc de contrôle 7 comportant un capteur optique 8 et un détecteur électrique 9 des signaux provenant de la surface à contrôler et éventuellement de l'outil. Le capteur optique comprend, de manière connue, une source de rayonnement lumineux 10 et un détecteur 11. Ces éléments sont connectés au conducteur de lumière à fibres optiques 5. Le conducteur est constitué de fibres optiques dont un certain nombre est utilisé pour conduire le rayonnement lumineux de la source vers la surface de la pièce, les autres fibres assurant le retour de la lumière réfléchie par la surface de la pièce vers le détecteur. Selon des arrangements connus, les fibres conduisant la lumière émise et celles conduisant la lumière réfléchie sont disposées alternativement ou forment des couches concentriques. Selon la technique de liaison des extrémités des conducteurs de lumière, des connecteurs sont prévus aux extrémités des groupes de fibres ayant la même fonction. La lumière émise sort à l'extrémité du conducteur disposé devant l'outil abrasif et est transmise par l'optique de transmission 3 prévue dans l'outil. Le dispositif est constitué par un trou traversant l'outil de manière à déboucher sensiblement perpendiculairement à la surface de travail de l'outil. Selon des exemples préférentiels de réalisation, l'entrée et la sortie du trou sont obturées par un élément optique transparent ; le trou est occupé dans toute sa longueur par une section de conducteur~à fibres optiques. Afin d'éviter la détection de signaux lumineux parasites, produits par les conditions d'ambiance dans laquelle se trouve plongée la surface contrôlée, les dispositifs de repérage temporel 4 transmettent par le conducteur électrique 6 des signaux au détecteur électrique 9 qui, après traitement, les envoient aux chaînes de traitement et de commande 12,- 13 comprenant un comparateur 12 et un générateur de tension de seuil 13. Le comparateur a, entre autres, pour fonction de valider les signaux du détecteur 11 synchrones à ceux de repérage et autorisera éventuellement la commande de fin d'opération. Selon l'exemple de réalisation représenté figure 2, les dispositifs de repérage temporel 4 sont diamétralement opposés aux dispositifs de transmission optique 3 et sont constitués par exemple d'un plot magnétique fixé sur la face arrière de l'outil. Le conducteur électrique 6 porte à son extrémité proche de la surface de l'outil un bobinage qui est le siège d'un courant à chaque passage du plot magnétique. Ce courant est détecté par les moyens 9 et transformé en impulsions qui commandent un circuit du comparateur 12. Au comparateur arrivent également les impulsions produites par le détecteur 11 et correspondant aux signaux lumineux réfléchis par la surface contrôlée. La durée des impulsions lumineuses est fonction, comme les impulsions de repérage, de la vitesse de rotation de l'outil qui fait fonction d'obturateur tournant. La deuxième entrée du comparateur 12 reçoit d'un générateur de tension 13 une tension continue réglable. Cette tension fixe le seuil des illpulsions provenant du détecteur au-dessu# duquel l'élimination de la couche ou du dépôt est considérée comme suffisante. La figure 3 est un graphique montrant l'augmentation de la hauteur des impulsions provenant du détecteur en fonction de l'élimination de la couche à la surface de la pièce. Au bout d'un temps dépendant de l'épaisseur de la couche et de l'abrasion produite par l'outil, la hauteur de l'impulsion atteint le seuil préréglé permettant au comparateur de délivrer un signal de fin d'opération. Le réglage du seuil se fait à l'aide d'une surface étalon. On fait une opération de contrôle, dans une zone accessible, sur une surface du même matériau que celui constituant la pièce à nettoyer. On fait tourner l'outil abrasif sur cette surface à la même vitesse que dans les conditions normales d'emploi et on règle le générateur de tension 13 de manière à obtenir un signal de fin d'opération en sortie du comparateur. Ce signal peut, de manière connue, commander un indicateur, et/ou agir sur un relais de coupure du moteur d'entraînement de l'outil, et/ou agir sur les télécommandes de positionnement de l'outil. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de l'élimination mécanique d'une couche ou d'un dépôt de matériau sur une surface, ledit dispositif comportant des moyens électroniques ou électriques de traitement de signaux et de commande, caractérisé en ce que le dispositif comporte un bloc de contrôle (7) réunissant un capteur optique (8) et un détecteur électrique (9), des moyens de traitement de signaux et de commande (12, 13), des moyens de transmission optique (3) et de repérage temporel (4) portés par un outil rotatif abrasif (2) susceptible d'être mis en contact avec la surface à traiter, des conducteurs optiques (5) et électriques (6) reliant les moyens de transmission optique (3) et de repérage temporel (4) au bloc de contrôle (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission optique (3) sont constitués par un trou traversant l'outil et débouchant sensiblement perpendiculairement à la surface de travail de l'outil. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que des éléments optiques transparents sont prévus à l'entrée et à la sortie du trou. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un conducteur à fibres optiques est prévu dans le trou. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de repérage temporel (4) sont constitués par un plot magnétique fixé sur la face arrière de l'outil (2) et d'un bobinage porté par l'extrémité du conducteur électrique (6). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de repérage temporel (4) sont diamétralement opposés aux moyens de transmission optique prévus dans l'outil. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres optiques conduisant le rayonnement lumineux d'une source de lumière (10) à la surface à contrôler et celles conduisant la lumière réfléchie par la surface au détecteur (11) forment le même conducteur de lumière (5). 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de traitement de signaux et de commande (12, 13) comportent un générateur de tension de seuil (13) et un comparateur (12) et en ce que ledit comparateur, recevant d'une part des signaux provenant du détecteur (11) et d'autre part des signaux provenant des moyens de détection électrique (9), valide les signaux du détecteur (11) synchrones aux signaux des moyens de détectionélectrique (9) pour commander éventuellement la fin d'opération.