Brevet FR2600764A1 — publié le 19871231

La présente invention concerne un robot de mesure de dimensions linéaires de pièces, comprenant un socle, un portique monté sur le socle, un coulisseau monté sur le portique et mobile en translation le long de deux premiers axes perpendiculaires entre eux, des moyens pour entraîner le coulisseau en translation relativement à une pièce à mesurer, le long d'un troisième axe orthogonal aux deux premiers, des moyens solidaires du coulisseau pour palper des surfaces perpendiculaires aux trois axes, et des moyens de calcul des longueurs de déplacement des moyens palpeurs. On connatt déjà de tels robots de mesure, utilisés en atelier de fabrication ou en métrologie. Ils permettent de mesurer des distances entre deux surfaces parallèles et, par conséquent, par palpages successifs de trois couples de surfaces de pièces volumiques parallèles aux axes du trièdre rectangle de mesure dans lequel se déplace le coulisseau, de mesurer les dimensions de ces pièces. Dans les robots de mesure connus, le déplacement en translation du coulisseau le long du troisième axe est obtenu par déplacement de son portique support. C'est une solution lourde et onéreuse en raison de la puissance qu'il faut développer à cet effet. Dans ces mêmes robots de l'art antérieur, le coulisseau est monté sur le portique par l'intermédiaire d'un chariot coulissant sur une poutre supérieure du portique, le coulisseau s'étendant à l'extérieur du portique. C'est encore une solution qui n'est pas satisfaisante en raison du fait que le coulisseau est ainsi monté en porte-d-faux sur le portique, la précision des mesures s'en trouvant altérée. La présente invention vise à proposer un robot de mesure du type mentionné ci-dessus mais ne possédant pas les inconvénients de ceux actuellement disponibles. A cet effet, la présente invention concerne un robot de mesure du type mentionné ci-dessus, caractérisé par le fait que le portique est fixé sur le socle et comporte, en partie haute, un support de chariot du coulisseau dans lequel est ménagée une lumière de passage du coulisseau, et une table est montée sur le socle mobile en translation le long du dit troisième axe. Ainsi, dans le robot de l'invention, ce n'est plus tout le portique qui est déplacé mais seulement une table support des pièces à mesurer. En outre, le coulisseau n-'y est plus monté en porte-à-faux. Dans la forme de réalisation préférée du robot de mesure de l'invention, le socle,le portique, la table et lecou- lisseau et son chariot sont en granit. Grâce au faible coefficient de dilatation linéaire du granit, le robot de l'invention fournit des mesures de grande précision. De préférence, la table porte une crémaillère étendant à proximité de son plan médian et agencée pour coopérer avec un pignon en saillie hors du socle et solidaire d'un moteur noyé dans le socle. De préférence toujours, la table porte dans son plan médian un organe de mesure agencé pour coopérer avec une règle de lecture étendant sensiblement dans son plan médian. Ainsi, dans le robot de l'invention, le coulisseau pouvant occuper une position relative centrale, la mesure étant elle-même centrale et l'entrainement de la table presque central, toutes les conditions sont réunies pour obtenir des mesures de très grande précision. Avantageusement, la table et le coulisseau sont entrainés en déplacement sur coussins d'air. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du robot de de mesure de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue générale en perspective du robot de l'invention - la figure 2 représente une vue de dessus de la partie supérieure de portique support du chariot du coulisseau, et - la figure 3 représente une vue de face, à plus grande échelle, de la table et du socle-du robot de la figure 1, avec les moyens d'entratnement, de guidage et de lecture de celle-ci. Le robot de mesure, illustré sur les dessins, comporte un socle 1, ici sur quatre pieds 2, un portique 3 fixé sur le socle 2. Le portique 3 comporte deux montants 4, 5, de forme trapézoIdale et évidés, supportant en partie haute un support 6 pour un chariot 7. Dans ce support 6 est ménagée une lumière, ou ouverture, oblongue 8 pour le passage. d'un coulisseau monté dans le chariot 7. A la surface-supérieure du socle 1, et entre les montants 4, 5 du portique, est montée une table 9. Le chariot 7 peut être déplacé en translation par un moteur et tout moyen approprié conventionnel le long du support supérieur 6 du portique 3, suivant un axe horizontal 10, perpendiculaire aux faces principales des montants 4, 5.Le grand axe de l'ouverture 8 est confondu avec l'axe 10. La table 9 peut être déplacée en translation, par des moyes qui seront abordés plus loin, sur le socle 1, guidée par un rail Il solidaire du socle 1, suivant un axe horizontal 12, perpendiculaire à l'axe 10 et parallèle aux faces prin cipayes des montants 4, 5. Un coulisseau vertical 13 est monté dans le chariot 7 et s'étend à travers l'ouverture 8 du portique, suivant un axe vertical 14 orthogonal aux deux axes 10, 12. Le coulisseau 13 peut être entraîné en translation suivant l'axe vertical 14. L'extrémité inférieure du coulisseau 13 porte un palpeur 15 de mesure, ici de la marque de fabrique RENISHAW. Ainsi, le palpeur 15 peut être entraîné relativement à une pièce posée sur la table 9, suivant-}es trois axes du trièdre rectangle de mesure 10, 12, 14 pour palper les surfaces de la pièce perpendiculaires aux trois axes 10, 12, 14. Les déplacements verticaux et horizontaux du palpeur 15 ainsi que le déplacement horizontal de la table 9 pouvant être mesurés par des moyens de calcul appropriés et classiques, le robot, tel que décrit jusqu'ici, permet donc de mesurer les dimensions linéaires, suivant les trois axes du trièdre de mesure, de toute pièce posée sur la table 9. Tous les éléments précédemment abordés du robot sont en granit, matériau à faible coefficient de dilatation linéaire. On notera que le coulisseau 13 occupe une position centrale sur le portique 3. En outre, il est ici entraîné en déplacement vertical à l'aide d'une vis à billes et d'un écrou fixé en partie haute du chariot 7, vis de laquelle il est solidaire, et par mise en rotation motorisée, depuis la partie supérieure du chariot 7, de la vis à billes. Le guidage latéral du coulisseau 13 dans le chariot 7 ; plus particulièrement dans sa partie haute, s'effectue par coussins d'air. En référence à la figure 3, la table 9 dans sa partie inférieure centrale, tournée vers le socle 1, comporte un évidement longitudinal 20, de section, perpendiculaire à l'axe 12, rectangulaire, sensiblement plus grande que le rail de guidage 11, aussi de section générale rectangulaire. Latéralement, la table 9 est guidée sur le rail Il par coussins d'air produits par des générateurs de coussin 21 fixés aux parois verticales 22 de l'évidement 20 de la table 9. Dans sa partie inférieure extérieure, la table 9 comporte encore un deuxième évidement longitudinal 23 pour le logement d'autres générateurs de coussin d'air 24 fixés à sa face inférieure et pour son passage au-dessus d'un pignon 25 d'un moteur d'entraînement 26 noyé dans le socle 1. La table est en appui sur le socle 1 par l'intermédiaire des coussins produits par les générateurs 24. Adjacent à l'évidement 23, et à proximité de l'évidement 20 pour le rail 11, en partie basse de la table,est ménagé un troisième évidement longitudinal, de dimensions plus réduites, dans lequel est fixée une crémaillère 27 s'étendant parallèlement à l'axe 12 sur toute la longueur de la table et à proximité'de son plan médian 14. Le pignon 25 du moteur 26, en saillie hors du socle 1, est disposé et conformé pour coopérer avec la crémaillère 27 et entraîner la table en translation sur le rail 11 et audessus du socle 1, suivant l'axe de mesure 12. Le rail 11, dans sa partie supérieure, comporte un évidement rectangulaire longitudinal 28, le long de l'une des parois verticales 29 duquel est fixée une règle de lecture 30. Dans le plan médian 14 de la table 9, à la paroi horizontale de son évidement 20, est fixé un dispositif de mesure, ou de lecture 31 agencé pour coopérer avec la règle 30. Il peut s'agir d'une lecture optique, magnétique, électrique, électromagnétique, par exemple. Reliés aux moyens de calcul abordés ci-dessus, la règle 30 et son organe de lecture 31 permettent de déterminer le déplacement de la table 9 sur le socle 1, et donc le déplacement relatif du palpeur 15 du coulisseau 13 par rapport à une pièce posée sur la table 9. La vis à billes du coulisseau, par son moteur d'entraînement en rotation, d'une part, et le chariot 7, par sonmo- teur d'entraînement, d'autre part, étant également reliés aux moyens de calcul, le déplacement relatif du palpeur 15 par rapport à une pièce posée sur la table 9, suivant les axes 10, 12, 14 est donc déterminée par les moyens de calcul associés. On notera que le coulisseau 13, et donc le palpeur 15, est entraîné en translation dans le plan longitudinal central de l'axe 14, contenant le centre de gravité de la table 9. La lecture s'effectue à laide d'un organe évoluant dans le même plan médian. Quant à la crémaillère d'entraînement 27, elle test pas très éloignée de ce plan. Il en résulte que la précision de la lecture et de la mesure est très bonne. Le robot qui vient d'être décrit permet le contrôle de pièces en cours de fabrication. Revendications 1. Robot de mesure de dimensions linéaires de pièces, com prenant un socle (1), un portique (3) monté sur le so cle (1), un coulisseau (13) monté sur le portique (3) et mobile en translation le long de deux premiers axes (10,14) perpendiculaires entre eux, des moyens pour entraîner le coulisseau en translation relativement à une pièce à mesurer le long d'un troisième axe (12) orthogonal aux deux premiers, des moyens (15) solidai res du coulisseau (13) pour palper des surfaces perpen diculaires aux trois axes, et des moyens de calcul des longueurs de déplacement des moyens palpeurs (15), caractérisé par le fait que le portique (3) est fixé sur le socle (1) et comporte,en partie haute, un sup port (6) de chariot (7) du coulisseau (13) dans lequel est ménagée une lumière (8) de passage du coulisseau (13), et une table (9) est montée sur le socle (1) mobi le en translation le long du dit troisième axe (12). 2. Robot de mesure selon la revendication 1, dans lequel le socle (1,2), le portique (3), la table (9), le cha riot (7) et le coulisseau (13) sont en granit. 3. Robot de mesure selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la table (9)~porte une crémaillère (27) s'étendant à proximité du plan médian (14) de la table et agencée pour coopérer avec un pignon (25) en saillie hors du socle (1) et solidaire d'un moteur (26) noyé dans le socle. 4. Robot de mesure selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la table (9), est agencée pour être guidée le long d'un rail (11) fixé sur le socle (1). 5. Robot de mesure selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la table (9) porte un organe de mesure (31) dans son plan médian (14) agencé pour coopérer avec une règle de lecture (30) s'étendant sensiblement dans ce même plan médian. 6. Robot de mesure selon la revendication 5, dans lequel la règle de lecture (30) est fixée sur le rail (11). 7. Robot de mesure selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la table (9) et le coulisseau (13) sont entraînés en translation- sur coussins d'air (21,24).