Brevet FR2560985A1 — publié le 19850913

L'invention concerne un appareil à mesurer et à tracer, de type tridimensionnel, suivant trois axes coordonnes, comportant un marbre-support, une colonne montee coulissante sur ce marbre-support selon une direction horizontale longitudinale, un chariot coulissant verticalement le long de cette colonne, et un bras horizontal muni d'une tete de travail et monte coulissant sur ce chariot selon une direction horizontale transversale. Les appareils de ce type, connus sous le nom de machines à mesurer tridimensionnelles, sont utilises principalement pour la mesure et le contrôle de pièces mecaniques complexes avec une grande précision L'inconvenient principal des machines actuellement connues reside dans le porte-à-faux de leur bras transversal qui provoque, à la faveur notamment des divers jeux de coulissement, un important basculement angulaire de la colonne qui fausse, de manière parfois inacceptable, les resultats de mesure de contrôle selon les axes vertical et horizontal transversal. Pour éviter ce basculement, on a proposé la mise en oeuvre de tirants de maintien, par exemple liés au sommet des colonnes, ou meme l'association au bras d'un contrepoids mobile qui se déplace en sens inverse de celui du bras. Mais ces différents dispositifs n'éliminent que partiellement le phénomène de basculement en induisant en outre des déformations parasites de la colonne, par flexion notamment, voire par torsion, du fait que les efforts appliqués à la colonne par le bras et le tirant et/ou surtout le contrepoids mobile, ne s'appliquent pas dans un meme plan, et à des niveaux différents. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients grade à la mise en oeuvre d'un système original de compensation du basculement de la colonne. L'invention propose ainsi un appareil à mesurer et à tracer, de type tridimensionnel, comportant un marbre-support, une colonne montee coulissante sur ce marbre-support suivant une direction horizontale longitudinale, un chariot coulissant verticalement le long de cette colonne, et un bras horizontal muni d'une tête de travail et monté coulissant sur ce chariot selon une direction transversale, caractérisé en ce que la colonne est montée pivotante, autour d'un axe horizontal perpendiculaire à cette direction transversale, sur un socle intermédiaire coulissant sur le marbre-support, en étant soumise à l'action d'un dis positif de compensation variable visant à s'opposer à l'action dudit bras sur la colonne en vue de la redresser. Dans un appareil à mesurer et à tracer selon l'invention, le basculement angulaire de la colonne provoqué, dans un sens, par le montage en porte- -faux du bras, est donc compensé, au moins en partie, (en totalité de préférence), par un basculement variable en sens inverse provoqué par ledit dispositif de compensation variable. L'invention préconise tout particulièrement que ce dispositif de compensation variable soit asservi, de manière mécanique ou électrique principalement, à la position transversale du bras. L'invention préconise en outre que ce dispositif de compensation variable agisse sur la colonne au voisinage de ses deux extrémités. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue latérale en élévation d'un appareil à mesurer et à tracer selon l'invention. L'appareil à mesurer et a tracer illustre à titre d'exemple comporte un marbre-support 1 disposé horizontalement, une colonne verticale 2 montée coulissante le long de ce marbre-support suivant une direction horizontale longitudinale perpendiculaire au plan du dessin, un chariot 3 coulissant verticalement le long de cette colonne, et un bras horizontal 4 qui coulisse transversalement par rapport au chariot et qui est muni en une extrémité d'une tête de travail 5 équipée d'outils de mesure et de traçage appropriés. Selon l'invention, la colonne 2 est montée pivotante, selon un axe perpendiculaire à la direction transversale de déploiement du bras, sur un socle intermédiaire 7 monté coulissant sur le marbre-support 1. Dans l'exemple représenté, la colonne 2 est montée en son pied 2A sur une plaque basculante 6 montée sur ledit socle 7 au moyen d'un ensemble de liaison pivotant 7A décalé transversalement vis-à-vis du pied 2A de la colonne dans le sens du deploiement du bras et suspendue elastiquement sur au moins un ressort 8 résistant à la compression. Le socle quant à lui est avantageusement monté sur le marbre-support 1 au moyen de paliers à air ou à roulements collaborant avec des rails 1A dudit marbre-support. Selon une caracteristique avantageuse de l'invention, l'appareil représenté comporte un dispositif 16 de commande en basculement de la colonne, qui est solidaire de cette dernière, et qui est fixe en son pied 2A sur la plaque 6 dans L'exemple représenté. Ce dispositif de commande comporte un organe de poussée 9 adapté à prendre appui sur une portée 10A liée au socle intermédiaire en sorte, par réaction, d'écraser plus ou moins les ressorts de compression 8, d'ou un pivotement de la plaque 6 autour de la liaison pivotante 7A. Dans l'exemple représenté, l'organe de poussée 9 est une came à position angulaire variable adaptée à agir simultanément en poussée, selon des directions sensiblement opposées, verticales en l'occurence, sur la portée 10A précitée, et sur la plaque basculante 6 elle-même. L'axe 9A sur lequel cette came 9 est montée ne subit ainsi aucun effort de flexion du fait de la poussée sur la portée 10A. En variante non représentée, l'organe de poussée est un excentrique, ou encore un piston à action linéaire. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la colonne 2 est soumise en son sommet 2B à l'action d'un tirant 11 lui-même sensible à l'action du dispositif 16 de commande. Dans l'exemple représenté, ce tirant 11 est articulé sur un levier 10 à deux bras, articulé sur une patte de fixation 12 solidaire du socle 7. Ce levier comporte un premier bras lOB auquel est articulé le tirant 11, et un second bras 10A qui constitue la portée précitée sur laquelle agit l'organe de poussée 9. La position de la patte de fixation 12 par rapport à cet organe de poussée 9 est ajustée en sorte que les mouvements de basculement imposés simultanément à la colonne, en son pied par la plaque 6, et en son sommet par le tirant il soient compatibles, c'est-à-dire n'induisent pas de déformation par flexion de la colonne. Le dispositif de commande 16, selon la position de son organe de poussée 9, provoque un basculement variable tendant à redresser la colonne à l'encontre de l'action du bras en porte-à-faux. C'est donc bien un dispositif de compensation variable. L'invention préconise tout particulièrement que ce dispositif de compensation variable 16 soit asservi à la position du bras. Dans l'exemple représenté, cet asservissement est mécanique, Une crémaillère 13 est à cet effet fixée le long du bras en sorte de coopérer avec une couronne dentée 14 solidaire d'un arbre cannelé vertical 15. Cet arbre, maintenu en sa partie supérieure par un palier (non représenté) de type connu est relié en son extrémité inférieure à la came 9 par l'intermédiaire d'un réducteur et d'un renvoi à 900 inclus dans le dispositif 16. On obtient ainsi une liaison directe entre le mouvement de translation du bras 4 et le mouvement en rotation de la came 9. En aménageant la forme de la came et le rapport de re- duction du dispositif 16, on adapte ce dernier aux caractéristiques de chaque appareil à mesurer : course du bras, courbe de déformation qui peut varier suivant le matériau utilisé pour la colonne, et la course verticale du chariot 3. Dans une variante de réalisation non représentée, la liaison entre bras et came est assurée par un asservissement électrique : le bras en déplacement entraîne la rotation d'un codeur de référence, dont un codeur de recopie, couple directement avec la came, suit les mouvements. Un adaptateur-amplificateur intercalé entre les deux codeurs permet de modifier le rapport de mouvements entre ces derniers. Il va de soi que la description qui précède n'a ete proposée qu'à titre indicatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art, notamment dans la liaison pivotante colonnesocle, sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, le dispositif de compensation variable peut agir en traction (et non en poussée). REVENDICATIONS 1. Appareil à mesurer et à tracer de type tridimensionnel, comportant un marbre-support, une colonne montée coulissante sur ce marbre-support suivant une direction horizontale longitudinale, un chariot coulissant verticalement le long de cette colonne, et un bras horizontal muni d'une tête de travail et monté coulissant sur ce chariot selon une direction transversale, caractérisée en ce que la colonne (2) est montée pivotante, autour d'un ax,e horizontal perpendiculaire à cette direction transversale, sur un socle intermédiaire (7) coulissant sur le marbre-support (1), en étant soumise à l'action d'un dispositif de compensation variable (16) visant à s'opposer à l'action dudit bras t4) sur la colonne en vue de la redresser. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de compensation variable (16) est fixe par rapport à la colonne (2). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de compensation variable comporte un organe de poussée agissant sur une surface d'appui (10A) liée au socle intermédiaire (7). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe de poussée est une came (9). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la colonne (2) est fixée en son pied (2A) a une plaque (6) montée pivotante sur ledit socle, autour drun axe (7A) de cale transsersalement dans le sens dudit bras, et que ledit dispositif de compensation variable (16) exerce sur ladite plaque des efforts sen siblement verticaux. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite plaque repose sur au moins un organe élastique de compression (8). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel un tirant est fixé au sommet de la colonne, caractérisé en ce que ledit tirant (11 est placé sous l'action du dispositif de com pensation variable (16). 8 Appareil selon la revendication 7, caracterise en ce que ledit dispositif de compensation variable (16) est solidaire de la colonne et agit par réaction sur celle-ci en prenant appui sur l'un (tOA) des bras d'un levier à deux bras (10), à l'autre bras (ars) duquel est articulé le tirant (11), ce levier étant articulé sur une patte de fixation (12) liée au socle intermédiaire. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de compensation variable (16) est asservi à la position transversale du bras (4), 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit dispositif de compensation variable est asservi mécaniquement à la position transversale du bras (4).