Brevet FR2610407A1 — publié le 19880805

La présente invention concerne un appareil pour contrôler des pièces cylindriques, telles que des axes de bielles, ne devant présenter sur toute leur périphérie aucun défaut, par exemple une bavure, une crique, un point de rouille, un coup de feu, une rayure, ou un voilage de chanfrein. Elle concerne plus particulièrement un appareil de contrôle qui comporte une rampe d'éclairage propre à concentrer un faisceau lumineux sur une génératrice de pièce, et une caméra pour analyser le signal lumineux réfléchi Les appareils de contrôle du type ci-dessus jusqu'à pré sent réalisés comportent le plus souvent des moyens pour faire tourner la pièce autour de son axe; mais un défaut de centrage du dispositif d'entrainement provoque une vibration de la génératrice à contrôler et fausse ainsi la lecture.D'autres appareils comportent des moyens pour faire tourner la pièce par friction sur des galets, mais il peut se produire un patinage et des rayures ou des dépots sur la surface à contrôler De plus, il n'est pas possible de synchroniser parfaitement la lecture de la génératrice avec la rotation de la pièce. La présente invention a pour objet un appareil de contrôle qui remédie à ces inconvénients. Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comporte un chemin sur lequel les pièces à contrôler peuvent rouler par gravité, et des moyens pour maintenir constante la vitesse de roulement des pièces, donc la vitesse de translation de leur axe, en ce que la rampe d'éclairage et la caméra d'analyse sont montées sur un chariot monté mobile par rapport à la direction du chemin de roulement, et en ce qu'il comporte également des moyens pour déplacer le chariot à la vitesse de déplacement constante de l'axe des pièces. Lorsque la pièce à contrôler roule sur le chemin de roulement, ses génératrices passent successivement devant le faisceau émis'par la rampe lumineuse avec une position constante par rapport à ce faisceau du fait de l'égalité des vitesses de l'axe de la pièce et du chariot portant le dispositif optique. Les moyens pour maintenir constante la vitesse de rotation des pièces peuvent entre constitués par une rampe de retenue portée par le chariot et produisant un flux d'air propre à freiner le mouvement des pièces. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'appareil comporte des moyens pour former un ensemble de plusieurs pièces, pour séparer axialement les pièces les unes des autres et pour présenter simultanément au contrôle les pièces séparées. I1 est ainsi possible de contrôler simultanément plusieurs pièces tout en contrlant à la fois les génératrices et les chanfreins de chaque pièce. En effet un défaut de chanfrein peut provoquer pendant l'insertion d'un axe dans son palier une dégradation de l'alésage dans lequel il s'engage. Ce défaut de chanfrein, généralement un excentrage, se traduit par des variations de la longueur des génératrices que l'appareil peut détecter. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 est un schéma en perspective de l'appareil; La Figure 2 est une vue en élévation du tambour de remise au pas, lors de l'arrivée des pièces; La Figure 3 en est une vue latérale; Les Figures 4 et 5 sont des vues semblables respectivement à la Figure 2 et à la Figure 3, après séparation axiale des pièces. Tel qu'il est représenté au dessin, l'appareil selon l'invention qui est destiné au contrôle de pièces 1, comprend un bâti mécano-soudé 2 sur lequel peut se déplacer en translation un dispositif optique désigné au dessin d'une façon générale par la référence 3. Ce dispositif comprend une rampe d'éclairage 4 envoyant un faisceau lumineux sur les pièces à contrô- ler 1 porté par un chariot de lecture 5 en mème temps qu'une caméra 6 capable d'analyser le signal lumineux réfléchi par les pièces 1, dedétecter des défauts sur ces pièces et de les localiser par rapport à l'une de leurs extrémités. Le dispositif optique 3 est monté sur des barres de guidage inclinées 7 fixées au bâti 1. Ce dispositif est solidaire d'un écrou non visible au dessin et dans lequel est engagée une vis à billes 8 solidaire de l'arbre de sortie d'un moto-réducteur asservi 9 porté par le bâti 1 et assurant ainsi les déplacements du dispositif optique 2; l'asservissement de vitesse est assuré par une génératrice tachymétrique 10 et celui de position par un codeur 11. L'appareil comporte également un tapis roulant 12 destiné à faire passer successivement les diverses pièces 1 à contrôler devant la rampe d'éclairage 4. Un dispositif 13 détecte l'arrivée de trois pièces et déclenche un vérin 14. Le nez du vérin 14 porte un poussoir 15 et un tambour de mise au pas désigné d'une façon génerale par la référence 16 est disposé à un niveau inférieur à celui des pièces 11, devant le vérin perpendiculairement à son axe; un volet de retenue 17 est disposé derrière le tambour 16. Quand le dispositif 13 a détecté l'arrivée de trois pièces 1 à contrôler le poussoir 15 les présente sur le tambour 16, en appui sur le volet 17. Comme on le voit plus particulièrement aux Figures 2 à 5, le tambour 16 comprend deux rouleaux d'extrémité 19 et 20 et un rouleau central 21 fixé de manière rigide sur une tige 22. L'extrémité interne de chacun des rouleaux 19 et 20 est tronquée et possède à cette extrémité un centrage désaxé dans lequel est engagé un pion de centrage 23 traversé axialement par la tige 22. Le rouleau central 21 a un diamètre inférieur à celui des rouleaux 19 et 20, la différence de diamètre étant égale à deux fois l'excentration de l'axe de ces rouleaux 19 et 20 par rapport à l'axe de la tige du support 22. Ce rouleau 21 possède, à chacune de ses extrémités, une collerette tronquée 21a de la même valeur angulaire que les rouleaux 19 et 20 et un centrage axial dans lequel est engagé le pion de centrage 23 adjacent.La longueur de ce rouleau 21 est égale à celle des pièces 1 à contrôler alors que celle des rouleaux 19 et 20 peut être plus grande. La tige de support 22 est solidaire d'un vérin rotatif 24 dont le fonctionnement est sous la dépendance du codeur 11. Quand la série de trois pièces 1 est présentée par le poussoir 15 sur le tambour 16, la face supérieure du rouleau central est située à un niveau inférieur à celui des faces supérieures des rouleaux 19 et 20, comme on le voit à la Figure 2; la piece 1 centrale est donc également décalée en hauteur par rapport aux deux pièces latérales adjacentes d'une valeur équivalente à la différence de diamètre des rouleaux. Quand les rouleaux entraînes par le vérin 24, pivotent, les collerettes tronquées 21a s'engagent entre les pièces 1 latérales et la pièce 1 centrale; les trois pièces 1 sont ainsi écartées les unes des autres et amenées au même niveau (Figure 4). Le volet 17 est solidaire de deux coulis seaux 25 guidés sur des tiges 26 solidaires d'un support 27 fixé au bâti 2 de l'appareil; des ressorts 28 reliant des pattes 25a des coulisseaux à des pattes 27a du support 27 tendent à maintenir le volet 17 dans sa position haute, dans laquelle il maintient les pièces 1 sur les rouleaux 19, 20 et 21. La tige 22 porte deux cames 29 situées à l'extérieur des rouleaux 19 et 20 et pouvant venir en appui sur les coulisseaux 25 et déplacer ceux-ci vers le bas contre l'action des ressorts 28. Ces coulisseaux entraînent le volet 17 qui libère les pièces 1; la rotation de la tige 22 se poursuivant, les coulisseaux échappent aux cames et le volet reprend sa position haute sous l'effet des ressorts 28. Derrière le volet 17 est prévu un chemin de roulement incliné 31 dont la largeur est égale à la longueur du tambour 16 et dont l'inclinaison est telle qu'il permette la descente des pièces libérées par le volet 17; ce chemin de roulement porte quatre barrettes longitudinales 32 dont l'écartement est sensiblement égal à la longueur des pièces 1. Une rampe de retenue 33 propre à engendrer un film d'air est montée mobile verticalement par rapport au chariot de lecture 5 au-dessus de l'extrémité haute du chemin de roulement 31; cette rampe peut être déplacée verticalement par un vérin 34. Un élément intermédiaire 35 d'une longueur égale à celle du tambour 16, est disposé entre ce tambour et le volet 17 et fixé au support 27. Cet élément est muni de deux encoches permettant le passage des collerettes 21a du rouleau central 21. I1 est tron qué à sa partie supérieure dans le même plan que le chemin de roulement 31, il permet aux pièces 1 à contrôler, lorsque le volet de retenue 17 a été abaissé, de rouler jusqu'au chemin de roulement (Figure 5). Le chemin de roulement 31 comporte trois volets d'évacuation transversaux 36. Chacun d'eux s'étend entre deux barrettes 32 et peut entre amené en position ouverte par des moyens non représentés au dessin. Ces volets surmontent une goulotte 37 qui aboutit à un bac de récupération 38. La référence 39 désigne une butée prévue à la partie inférieure du chemin de roulement. L'appareil qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante. Les pièces 1 à contrôler sont amenées par le tapis roulant 12 et groupées par trois devant le poussoir 15, le dispositif 13 de détection des trois pièces 1 déclenche le vérin 14 qui les presente sur le tambour 16 en appui sur le volet de retenue 17. Le chariot de lecture 5 étant en position haute, le vérin rotatif 24 est mis en fonctionnement. Les trois pièces 1 qui reposent sur le tambour 16, sont séparées les unes des autres puis, lorsque les cames 29 ont amené le volet 17 dans sa position éclipsée, elles roulent sur la pièce intermédiaire 35 et sur le chemin de roulement 31. Le film d'air créé par la rampe de retenue 33 engendre un effort qui s'oppose à l'accélération des pièces et freine leur mouvement. Lorsque le vérin rotatif 24 a fait un tour complet, il engendre un top codeur qui assure simultanément le fonctionnement de la caméra 6 et la mise en marche du moteur 9, donc la descente du chariot de lecture 5. Le déplacement de ce chariot étant asservi en vitesse et en position, il est facile de regler ce déplacement de façon qu'il soit égal à la longueur développée des pièces à contrôler, le codeur 11 arrêtant la caméra lorsque cette longueur a été parcourue. Les pièces 1 sont également asservies en position; elles sont en effet maintenues à distance constante de la rampe 33 car si cette distance varie le film d'air engendré par la rampe 33 modifie l'effort de retenue qui s'oppose au roulement des pièces. Pendant la descente des pièces sur le chemin de rou lement 31, la caméra 6 inspecte à la fois leurs génératrices et les chanfreins qu'elles peuvent comporter. Lorsque le codeur 11 interrompt la lecture de la caméra 6, il commande le vérin 34, ce qui fait remonter la rampe de retenue 33 de sorte que les pièces 1 peuvent rouler librement sur le chemin 31; le codeur commande également la rotation en sens inverse du moteur 9, donc la remontee du chariot de lecture 5. Pendant cette remontée, si la caméra 6 a détecté une pièce présentant un défaut, elle assure l'ouverture du volet 36 de la voie sur laquelle roule cette pièce, de sorte que cette dernière tombe dans la goulotte 37 et dans le bac de récupération 38. Les autres pièces continuent de rouler par gravité jusqu'à la butée 39. L'appareil qui vient d'être décrit présente de nombreux avantages par rapport aux appareils antérieurs - le roulement est amorti par le coussin d'air et la vitesse de déplacement du chariot de lecture est constante; - la position de la génératrice à contrôler lors du déplacement est toujours constante par rapport à l'objectif de la caméra 6; - gracie au fait que la rampe de retenue 33 est soli daire du chariot de lecture 5 et de la caméra 6, la lecture des pièces 1 est toujours parfaitement synchronisée avec leurs déplacements; - la génération du film d'air pendant la phase de remontée du chariot de lecture permet de mainte nir très propre le chemin de roulement 31. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes et c'est ainsi notamment que a) on peut monter sur le chariot de lecture 5 un dispositif de monte et baisse, motorisé ou non, supportant la caméra 6 et permettant d'ajuster le point de focalisation par rapport à la généra trice de la pièce à contrôler; b) on peut, pour s'affranchir de la lumière ambiante, prévoir un carter prenant appui sur le bâti 2 et ne laissant visibles que des orifices permettant l'introduction et l'évacuation des pièces à contr- leur; c) un dispositif d'évacuation de pièces bonnes, par exemple un tapis roulant, peut être prévu à la partie inférieure du chemin de roulement 31. Revendications 1. Appareil pour le contrôle de pièces cylindriques comprenant une rampe d'éclairage (4) propre à concentrer un faisceau lumineux sur une génératrice de pièces (1), et une caméra (6) pour analyser le signal lumineux réfléchi, caractérisé en ce qu'il comporte un chemin (31) sur lequel des pièces à contrôler peuvent rouler par gravité et des moyens pour maintenir constante la vitesse de roulement des pièces, donc la vitesse de translation de leur axe, en ce que la rampe d'éclairage (4) et la caméra d'analyse (6) sont montées sur un chariot (5) monté mobile parallélement à la direction du chemin de roulement (31), et en ce qu'il comporte également des moyens (8-9) pour déplacer le chariot (5) à la vitesse de déplacement constante de l'axe des pièces (1). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir constante la vitesse de rotation des pièces sont constitués par une rampe de retenue (33) portee par le chariot (5) et produisant un film d'air propre à freiner le mouvement des pièces. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte, pour entraîner le chariot (5) un moteur électrique (9) à vitesse asservie constante. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour former un ensemble de plusieurs pièces (1), pour séparer axialement les pièces (1) les unes des autres et pour présenter simultanément au contrôle les piè ces séparées. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour séparer axialement les unes des autres les pièces d'un même ensemble sont constitués par un tambour (16) formé de rouleaux (19, 20 et 21) qui sont en nombre égal -à celui des pièces d'un ensemble et qui sont alternativement excentrés et munis d'une collerette d'extrémité (21a) biseautée le tambour admettant une première position pour laquelle les génératrices superieu- res des rouleaux sont décalées et les biseaux des collerettes (21a) orientées vers le haut, et une deuxième position, de préférence après rotation de 180 du tambour, pour laquelle les génératrices supérieures sont sur une même horizontale et séparées par les parties larges des collerettes. 6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens pour présenter simultanément au contrôle les pièces séparées sont constitués par un volet coulissant (17) et des cames rotatives (29) pour déplacer, à l'encontre des moyens élastiques de rappel (28), des coulisseaux (25) solidaires du volet (17) et montés sur des éléments de guidage (26). 7. Appareil selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les cames (29) sont solidaires en rotation du tambour (16).