Brevet FR2558097A1 — publié le 19850719

Tête de mesure pour rectifieuses La présente invention concerne une tête de mesure pour rectifieuses qui est équipée de deux palpeurs, les- quels en cas de mesure de diamètres prennent appui en des endroits diamétralement opposés de la pièce et sont dépla- çables dans la direction du diamètre mesuré, au moins l'un des deux palpeurs étant relié, directement ou par l'inter- médiaire d'une tige de mesure interposée, à un dispositif de mesure. Des rectifieuses cylindriques pour travaux de rec- tification rigoureux sont à l'heure actuelle généralement équipées de ce qu'il est convenu d'appeler une tête de mesure de diamètres et, en outre, de ce qu'il est convenu d'appeler une tête de mesure de longueurs. La tête de mesure de diamètres sert à mesurer un ou plusieurs diamè- tres au cours de la rectification ou après celle-ci. La tête de mesure de longueurs sert à déterminer l'écart de la position axiale d'un épaulement de la pièce par rapport à une position idéale bien définie (position nominale) de l'épaulement. Au sens strict le terme de "tête de mesure de longueurs" n'est donc pas tout à fait correct mais il est d'un usage courant. Cette détermination de l'écart sert à ce qu'il est convenu d'appeler le positionnement longitudi- nal. Par positionnement longitudinal il convient d'entendre le déplacement axial que la pièce serrée sur la machine doit subir, alors que son écart par rapport à sa position axiale nominale est en voie d'être mesuré, pour que cet écart devienne inférieur à une valeur limite acceptable et que la pièce se trouve donc amenée dans une position nomi- nale. Actuellement d'autres méthodes sont également utili- sées couramment, dans le cas de machines modernes, pour compenser cet écart. Ainsi, par exemple, l'écart de la pièce par rapport à sa position nominale peut être détermi- née et pris en compte dans la commande de la machine en tant que valeur de correction. Le terme de "positionnement longitudinal" est utilisé de façon à s'appliquer également à ces méthodes. une tête de mesure de longueurs de ce genre utili- sée jusqu'à présent a pour inconvénient non seulement d'entraîner un coût important sur le plan de la construc- tion du fait qu'elle comporte un dispositif de mesure complet, y compris un axe de commande additionnel pour le déplacement en direction de la pièce et le mouvement de retour, mais en outre de gêner l'opérateur considérablement par son encombrement. En conséquence, la présente invention a pour but de réduire les dépenses à consentir sur le plan de la con- struction pour le positionnement longitudinal et d'éviter l'encombrement causé par la tête de mesure de longueurs devant la pièce. Ce but est atteint selon l'invention essentielle- ment par le fait que la tête de mesure de diamètres est agencée de façon à pouvoir effectuer également des mesures de longueur; à cette fin il est proposé selon l'invention, en ce qui concerne une tête de mesure pour rectifieuses-qui est équipée de deux palpeurs, lesquels en cas de mesure de diamètres prennent appui en des endroits diamétralement opposés de la pièce et sont déplaçables dans la direction du diamètre mesuré, au moins l'un des deux palpeurs étant relié, directement ou par l'intermédiaire d'une tige de mesure interposée, à un dispositif de mesure- qu'elle pré- sente, afin de permettre de mesurer également des longueurs avec la même tête de mesure, au moins un palpeur capable de pivoter ou basculer autour d'un axe-perpendiculaire à l'axe de la pièce et qu'il soit prévu un dispositif de mesure destiné à mesurer le mouvement de rotation de ce palpeur autour de l'axe perpendiculaire à l'axe de la pièce. Une forme de réalisation préférée de l'invention consiste en ce qu'au moins l'un des deux palpeurs détermi- nant le diamètre de la pièce peut pivoter ou basculer autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de la pièce et en ce qu'il est prévu un dispositif de mesure déterminant le mouvement de rotation de ce palpeur autour de l'axe perpen- diculaire à l'axe de la pièce. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention l'axe de rotation du palpeur basculant s'étend per- pendiculairement au mouvement de translation effectué par le palpeur en cas de mesure de diamètre et il est prévu un capteur goniométrique déterminant le mouvement de rotation. suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention le palpeur susceptible de pivoter est fixé à un arbre pouvant tourner et coulisser par rapport à un élément de construction fixe relativement à la tête de mesure, cet arbre portant un organe susceptible de pivoter qui, en pivotant, actionne un mécanisme de déplacement au moyen duquel au moins l'arbre est amené à coulisser par rapport à la tête de mesure, et l'arbre prend appui, éven- tuellemnt par l'intermédiaire d'une tige de mesure, contre le dispositif de mesure de sorte que tant un déplacement axial effectué par le palpeur en cas de mesure de diamètre qu'un mouvement de rotation effectué par le palpeur en cas de mesure de longueur peuvent être déterminés avec le même dispositif de mesure. Selon une caractéristique particulière de l'inven- tion l'organe pivotant réalisé sous forme d'étrier porte une barre qui s'engage dans un centreur constitué par un disque rotatif sollicité par un ressort et muni de deux chevilles faisant saillie axialement. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention la tête de mesure comprend un palpeur addition- nel destiné à mesurer des longueurs et un dispositif de mesure déterminant des déviations du palpeur perpendiculai- res à l'axe de la pièce, le palpeur additionnel destiné à mesurer des longueurs et le dispositif de mesure correspon- dant étant avantageusement montés sur l'un des palpeurs destinés à mesurer des diamètres. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue latérale schématique, partiellement en coupe, d'une rectifieuse cylindrique connue équipée d'une tête de mesure de diamètres et d'une tête de mesure de longueurs prévue séparément; la figure 2 est une vue en perspective d'une tête de mesure de diamètres modifiée conformément à l'inven- tion; la figure 3 représente schématiquement la machoire supérieure de la tête de mesure de la figure 2; la figure 4 est une vue latérale schématique, par- tiellement en coupe, d'une deuxième forme de réalisation de l'invention; les figures 5A et 5B représentent schématiquement la partie formant palpeurs d'une troisième forme de réali- sation de l'invention; et la figure 6 représente schématiquement la partie formant palpeurs d'une quatrième forme de réalisation de l'invention. Sur la figure 1 est représentée schématiquement une rectifieuse cylindrique 1 comprenant un banc de machine 11, un chariot de rectification 2 susceptible de coulisser sur le banc 11 dans la direction d'une flèche X et équipé d'une meule 12, et un chariot porte-pièce 13 susceptible de coulisser sur le banc 11 transversalement à la direction X (perpendiculairement au plan du dessin), l'ensemble comportant de manière connue une tête de mesure 14 destinée à mesurer des diamètres et une tête de mesure 15 destinée à mesurer des longueurs. Sur un chariot transversal 3, lequel est guidé de façon à pouvoir coulisser parallèlement au chariot porte-pièce 13 le long d'une colonne 4, la tête de mesure 14 destinée à mesurer des diamètres est montée de manière à pouvoir basculer, au moyen d'un mécanisme de basculement 19, selon une double flèche 5 autour d'un axe 6 à partir d'une position de mesure 7 représentée en traits pleins dans une position de repos 8 représentée en traits mixtes. La tête de mesure 14 destinée à mesurer des diamè- tres nécessite un axe Y à commande numérique programmable pour positionner les palpeurs 16 et 17 de la tête de mesure 14 en fonction des diamètres à mesurer d'une pièce 18. Les palpeurs 16 et 17 sont donc guidés de façon à pouvoir se déplacer dans la direction des doubles flèches Y. La tête de mesure 15 destinée à mesurer des lon- gueurs peut coulisser dans la direction d'une double flèche U sur une console 22 reliée de manière fixe au banc de machine 11, de sorte que son palpeur 20 peut être amené à partir de sa position de repos représentée en traits pleins dans une position de travail 20a représentée en traits mixtes. Avant de procéder au positionnement longitudinal dont la pièce 18 doit chaque fois faire l'objet le palpeur est amené dans sa position de travail 20a sensiblement au niveau du rayon moyen d'un épaulement à explorer 21 de la pièce 18, ce qui est indiqué par la position 20a représentée en traits mixtes. Manifestement cet agencement, usuel pour des rectifieuses cylindriques connues, de la tête de mesure 15 pour la mesure de longueurs avec l'axe correspondant U à commande numérique programmable et la console 22 portant la tête de mesure de longueurs gêne l'accès à la pièce 18 considérablement de façon à rendre la manoeuvre de la machine difficile pour les opérateurs. Par conséquent, il s'agit selon l'invention pour la tête de mesure 14 destinée à mesurer des diamètres d'être réalisée de manière à pouvoir être utilisée également pour palper des épaulements 21 de la pièce 18, ce qui est obtenu selon l'invention par le fait qu'au moins l'un des palpeurs de la tête de mesure 14 est réalisé de façon à exercer, outre la fonction d'exploration et de mesure perpendiculai- rement à l'axe de la pièce pour mesurer des diamètres, éga- lement une fonction d'exploration et de mesure parallèle- ment à l'axe de la pièce pour mesurer des longueurs. Une tête de mesure de diamètres ainsi modifiée est représentée sur les figures 2 et 3 et désignée par le chiffre de référence 14a. Dans cette forme de réalisation le palpeu-r supérieur 16a est réalisé de façon à pouvoir exercer, outre sa fonction de mesure de diamètres, égale- ment la fonction d'un palpeur pour la mesure de longueurs, et ce de préférence de telle manière qu'un seul et même dispositif de mesure 30 puisse être utilisé pour mesurer tant des diamètres que des longueurs. Dans le cas de la forme de réalisation des figures 2 et 3 le palpeur de mesure supérieur 16a est à cette fin fixé à un arbre 32 qui, monté de façon à pouvoir tourner dans un tube 33 et guidé de façon à pouvoir y coulisser longitudinalement, porte à son extrémité supérieure un bloc 34, lequel est monté fixe par rapport à la tête de mesure 14a, de la même manière que la douille qui dans une construction usuelle d'une telle tête de mesure de diamètres reçoit la tige de mesure. L'arbre 32 porte à son extrémité supérieure un étrier 35 et celui-ci prend appui soit, comme représenté sur la figure 3, directement soit, de manière connue, par l'intermédiaire d'une tige de mesure interposée, contre le capteur 29 du dispositif de mesure 30. L'étrier 35 est muni d'une surface formant double coin 36 dans laquelle s'engage une cheville 37 qui fait saillie perpendiculairement à la direction de l'arbre 32 sur une face frontale du bloc 34. Du côté diamétralement opposé, par rapport à l'arbre 32, l'étrier 35 porte une barre 38 qui s'engage dans un centreur 39 sollicité par un ressort 43. Ce centreur se présente sous la forme d'un disque 44 susceptible de tourner autour d'un axe 45 et muni de deux chevilles 40 faisant saillie axialement et entre lesquelles est disposée la barre 38. Sous l'effet de la traction du ressort 43 les chevilles 40 sont poussées de côtés opposés contre la barre 38 de sorte que celle-ci est poussée en direction de sa position zéro et tend à être maintenue dans cette position zéro. Par l'intermédiaire de l'arbre 32 relié de manière fixe à l'étrier 35 le palpeur 16a, qui peut être dévié en direction d'une double flèche 23 pour effectuer des mesures de longueur, est ramené, sauf durant les opérations de mesure, dans sa position zéro. La pièce 18 représentée sur la figure 2 et qui présente un épaulement 21a est serrée, de manière à pouvoir tourner, entre une pointe 24 d'une contre-poupée non représentée et une pointe masquée d'une poupée portepièce indiquée schématiquement. Lorsqu'il s'agit de mesurer des diamètres au moyen de la tête de mesure décrite 14a on procède de la même manière que dans le cas de têtes de mesure de diamètres usuelles. Le palpeur de mesure supérieur 16a s'applique contre la périphérie extérieure de la pièce 18 et soulève éventuellement l'arbre 32 de sorte que l'étrier 35 soulève le capteur du dispositif de mesure 30, une mesure parallèle pouvant être effectuée de la manière usuelle avec le palpeur de mesure inférieur 17a. Il est évidemment aussi possible de mesurer des diamètres exclusivement avec un seul palpeur, en l'occurrence avec le palpeur supérieur 16a, et de n'utiliser le palpeur inférieur 17a qu'à des fins de compensation. Avant l'usinage de la pièce 18 il faut s'assurer que sa position axiale correspond à la position axiale nominale, c'est-à-dire que la position axiale de la pièce 18 correspond à la position mise en mémoire dans la commande de la rectifieuse. Pour permettre de déterminer la position axiale exacte de la pièce 18 est prévue la possibilité d'effectuer des mesures de longueur au moyen du palpeur 16a. En cas de mesure de longueurs le palpeur 16a est appliqué latéralement contre un épaulement 21a de la pièce et pour cela éventuellement dévié latéralement par rapport à sa position de départ, de sorte que l'arbre 32 est amené à tourner. En cas de rotation de l'arbre 32 l'étrier 35 relié de manière fixe à ce dernier est poussé avec la partie correspondante de sa surface formant double coin 36 contre la cheville 37 de façon à être déplacé vers le haut, proportionnellement à la déviation latérale du palpeur 16a, en direction du capteur 29 du dispositif de mesure, ce qui a sur le dispositif demesure 30 le même effet qu'un soulèvement du palpeur 16a dans le cas d'une mesure de diamètre. Grace à la surface formant double coin 36 il ne fait à cet égard aucune différence que le palpeur 16a tourne à gauche ou à droite. Par transformation appropriée de la surface formant coin 36 peuvent évidemment être obtenus d'autres modes de mouvement, comme par exemple un soulèvement supérieur ou inférieur à celui proportionnel ou bien un soulèvement en cas de rotation dans un sens et un abaissement en cas de rotation dans l'autre sens. Après la mesure de longueur la position médiane du palpeur de mesure 16a est chaque fois imposée par le centreur 39. La figure 4 montre une variante 14b d'une tête de mesure de diamètres selon la figure 2. En l'occurrence le palpeur inférieur 17b est réalisé comme le palpeur supérieur 16a de la figure 3 de sorte qu'il peut être utilisé pour le positionnement longitudinal. Des éléments constitutifs identiques sont désignés sur la figure 4 par les mêmes chiffres que ceux utilisés sur la figure 1. Les figures 5A et 5B montrent une autre forme de réalisation d'une tête de mesure de diamètres selon la figure 2, équipée de façon à pouvoir mesurer des longueurs. La figure 5A est une vue de face et la figure 5B une vue latérale d'une, partie d'une telle tête de mesure. Les deux palpeurs 16c et 17c peuvent de la manière usuelle coulisser dans la direction de l'axe Y, le palpeur supérieur 16c pou- vant cependant en outre basculer autour d'un axe 46 perpen- diculaire à l'axe Y et à l'axe 26 de la pièce. A cette fin le palpeur supérieur 16c est monté sur un arbre 42 disposé en conséquence concentriquement à l'axe 46 et une extrémité duquel est reliée, de manière fixe ou par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission sans jeu, à un capteur goni- ométrique 41 indiqué schématiquement. Le capteur goniomé- trique 41 lui-même est alors certes susceptible de coulis- ser dans la direction de l'axe Y mais ne peut pour le reste ni coulisser dans une autre direction ni tourner par rap- port à la tête de mesure non représentée. Dans cette forme de réalisation peut également être prévu un centreur, comme celui illustré sur la figure 3, qui n'est cependant pas représenté afin de ne pas surcharger le dessin. Dans cette forme de réalisation selon les figures 5A et 5B le palpeur supérieur 16c et un dispositif de mesure goniométrique 41 sont donc fixés ensemble, de façon à pouvoir basculer, à l'extrémité inférieure de la barre 27 susceptible de cou- lisser dans la direction Y. Ici, comme précédemment, il est évidemment aussi possible de réaliser le palpeur inférieur 17c en tant que palpeur de mesure de longueurs. Selon l'invention il est également possible de combiner les formes de réalisation des palpeurs des figures A, 5B avec celles des palpeurs des figures 2 et 3. Dans ce cas le capteur goniométrique 41 (figure 5B) n'a pas besoin de répondre à des exigences de précision aussi rigoureuses puisque ce dernier n'est alors utilisé que pour indiquer le moment o une mesure de longueur a effectivement lieu. La mesure de longueur proprement dite se réalise alors par déviation du palpeur 16a/16c selon la flèche 23 de la figure 3, la valeur obtenue par le dispositif de mesure 30 pouvant ainsi, par suite du signal délivré par le capteur goniométrique 41, être identifiée sans ambiguité comme valeur de mesure de longueur. Ceci est particulièrement avantageux puisque le dispositif de mesure 30 pour diamètres doit de toute manière répondre à des exigences de précision très rigoureuses. Une autre forme de réalisation de l'invention est représentée en vue latérale sur la figure 6. La pièce est à nouveau désignée par 18 et présente un épaulement 21. Les palpeurs 16d et 17d fonctionnent de la manière usuelle en tant que palpeurs de mesure de diamètres. Le palpeur 16d, fixé à la barre 27 et déplaçable comme le palpeur 17d dans la direction Y pour mesurer des diamètres, porte un dispositif de mesure 47 du commerce destiné à mesurer des longueurs et équipé d'un palpeur 48 pour effectuer des mesures de longueur sur la pièce 18. Dans ce cas il est donc prévu pour le positionnement longitudinal de la pièce 18 un palpeur additionnel 48 sur la tête de mesure 14a. Le mode de fonctionnement de la tête de mesure est le même pour toutes les formes de réalisation de l'inven- tion. A l'aide d'un mécanisme de commande(non représenté)de la machine, le palpeur prévu pour la mesure de longueurs est chaque fois amené, par déplacementrdans' la direction de l'axe Y, de la tête de mesure 14a ou 14b, au niveau du rayon d'exploration désiré, à savoir à peu près au milieu de l'épaulement à explorer 21. A cet égard le palpeur prévu pour l'exploration de longueur peut déjà prendre appui élastiquement contre cet épaulemnt 21 ou bien, après son positionnement dans la direction de l'axe Y, être amené au contact de l'épaulement 21 par un mouvement correspondant du chariot porte-pièce 13 ou du chariot transversal 3 portant la tête de mesure. Etant donné que les positions du chariot porte- pièce 13 et du chariot transversal 3 sont chaque fois connues de manière précise, le palpeur 16a, 17b, 16c, 48 prenant appui contre l'épaulement à explorer 21 indique la position effective exacte de l'épaulement 21 de la pièce. En vue du positionnement longitudinal de la pièce cette position effective est à présent comparée à sa position nominale, après quoi une valeur de correction correspondant à l'écart de la position effective par rapport à la position nominale est mise en mémoire dans la commande de la machine ou bien la pièce est amenée dans sa position nominale par coulissement du chariot porte-pièce 13. Après ce positionnement longitudinal la tête de mesure est utilisée de la manière usuelle et connue en tant que tête de mesure de diamètres. A toutes fins utiles il convient de noter que l'in- vention peut également être mise en oeuvre dans le cas de têtes de mesure de diamètres pour lesquelles l'axe Y n'est pas programmé dans la commande de la machine mais est réglé d'avance selon un diamètre déterminé de la pièce, comme c'est souvent le cas pour la fabrication en grande série. 1-2 REVENDICATIONS 1 - Tête de mesure pour rectifieuses qui est équi- pée de deux palpeurs, lesquels en cas de mesure de diamè- tres prennent appui en des endroits diamétralement opposés de la pièce et sont déplaçables dans la direction du diamè- tre mesuré, au moins l'un des deux palpeurs étant relié, directement ou par l'intermédiaire d'une tige de mesure in- terposée, à un dispositif de mesure, caractérisée en ce que la tête de mesure (14, 14a, 14b), afin de permettre d'ef- fectuer en outre des mesures de longueur avec la même tête de mesure, présente au moins un palpeur (16a, 17b, 16c, 48) qui peut pivoter ou basculer autour d'un axe (32, 46) perpendiculaire à l'axe (26) de la pièce, et en ce qu'il est prévu un dispositif de mesure (30, 41, 47) capable de déterminer le mouvement de rotation de ce palpeur autour de l'axe perpendiculaire à l'axe de la pièce. 2 - Tête de mesure selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'au moins l'un (16a, 17b, 16c) des deux palpeurs (16a, 17a; 16b, 17b; 16c, 17c) déterminant le diamètre de la pièce peut pivoter ou basculer autour d'un axe (32, 46) perpendiculaire à l'axe (26) de la pièce et en ce qu'il est prévu un dispositif de mesure (30, 41) déterminant le mouvement de rotation de ce palpeur autour de l'axe perpendiculaire à l'axe de la pièce. - 3 - Tête de mesure selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'axe de rotation (46) du palpeur (16c) susceptible de basculer est disposé perpendiculai- rement à la direction de coulissement (Y) du palpeur en cas de mesure de diamètre et en ce qu'il est prévu un capteur goniométrique (41) mesurant le mouvement de rotation. 4 - T&te de mesure selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le palpeur (16a, 17b) susceptible de pivoter est fixé à un arbre (32) pouvant tourner et coulisser par rapport à un élément de construction (34) fixe relativement à la tête de mesure (14a, 14b) et cet arbre porte un élément (35) capable de pivoter et qui, en pivotant, actionne un mécanisme de déplacement (36, 37) au moyen duquel au moins l'arbre est amené à coulisser par rapport à la tête de mesure et en ce que l'arbre prend appui contre le dispositif de mesure (30), éventuellement par l'intermédiaire d'une tige de mesure, de sorte que tant un coulissement axial du palpeur en cas de mesure de diamètre qu'un mouvement de rotation du palpeur en cas de mesure de longueur peuvent être déterminés avec le même dispositif de mesure. - Tête de mesure selon la revendication 4, carac- térisée en ce que l'élément susceptible de pivoter, réalisé sous la forme d'un étrier (35), porte une barre (38) qui s'engage dans un centreur (39), lequel est constitué par un disque rotatif (44) soumis à l'action d'un ressort (43) et muni de deux chevilles (40) faisant saillie axialement. 6 - Tête de mesure selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'un palpeur additionnel (48) destiné à la mesure de longueurs et équipé d'un dispositif de mesure (47) déterminant des déviations du palpeur perpendiculaires à l'axe de la pièce est prévu sur la tête de mesure. 7 - Tête de mesure selon la revendication 6, carac- térisée en ce que le palpeur additionnel (48) et le dispo- sitif de mesure correspondant (47) sont montés sur un pal- peur (16d) destiné à la mesure de diamètres.