Brevet FR2624598A1 — publié le 19890616

La présente invention concerne un dispositif métro- logique, notamment pour le réglage des outils de coupe, qui est plus spécialement destiné au réglage des plaquettes en matériau polycristallin. On sait que l'angle et la hauteur de tels plaquettes doivent être réglés très soigneusement, ce réglage influant de façon considérable sur la durée de vie de ces outils et, lorsqu'il est réalisé correctement, cette dernière peut augmenter de 100%. On comprend donc aisément l'intérêt que l'on trouve & disposer d'un appareil qui permette de -rag9er avec une grande précision l'angle de coupe et la hauteur de tels outils. Les appareils de ce genre qui sont connus actuelle- ment sont tous & base de palpage mécanique, ce qui est dangereux pour les plaquettes polycristallines dont la -fragilité à la rayure est extrême. Aussi, le but de- l'invention est de proposer un appareil permettant la mesure des angles de coupe et de la hauteur de.tels outils de coupe, et donc leur réglage, sans qu'il y ait aucun contact physique entre le dispositif de palpage et l'outil & régler. Un but supplémentaire est de créer un appareil de ce genre qui soit plus précis que les dispositifs connus et qui soit avantageux du point de vue de l'ergonomie, donc qui -25 permette à l'opérateur de procéder à ses mesures avec le minimum de fatigue et sans solliciter exagérément son atten- tion. Selon l'invention, ces buts, et d'autres qui appa- raîtront par la suite, sont atteints grâce à un dispositif du genre spécifié ci-avant qui est caractérisé par le fait qu'il comprend un projecteur de profil, des moyens pour déplacer transversalement l'un par rapport à l'autre le rayon lumineux de ce projecteur de -profil et l'outil à régler, au moins deux fibres optiques dont une extrémité est implantée dans l'écran de contrôle dudit projecteur et dont l'autre extrémité est reliée optiquement à une diode photo- électrique, un organe de signalisation qui est associé à chacune des diodes en question et qui est de préférence constitué par un voyant lumineux, et des moyens pour enclen- cher ou déclencher chacun de ces organes de signalisation - donc pour allumer ou éteindre chacun de ces voyants - quand l'extrémité de la fibre optique correspondante devient éclairée ou, respectivement, passe dans l'ombre de l'outil & régler projetée sur l'écran de commande du projecteur de profil. On comprend que ce dispositif à palpage optique ne suppose aucun contact mécanique avec l'outil à régler, de sorte qu'il est particulièrement adapté aux plaquettes poly- cristallines. En outre, le déplacement de l'ombre de l'outil à régler sur l'écran de commande se traduit par l'allumage de voyants, ce qui permet de repérer la position de cet outil avec une grande précision, compte tenu notamment de l'agrandissement de l'image par le projecteur de profil. Enfin, le fait que la mesure passe par des signaux lumineux la rend moins fatiguante pour l'opérateur. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, l'appareil selon l'invention.comprend deux pai- res de fibres optiques, l'une pour le réglage de l'angle de l'outil et l'autre pour le réglage de sa hauteur. Avantageusement, les extrémités implantées dans l'écran de contrôle des deux fibres optiques servant au réglage de la hauteur de l'outil sont situées entre celles des deux fibres optiques de réglage de son angle, l'une au- dessous et l'autre au-dessus de l'axe qui relie les deux autres. De préférence, on associe aux fibres optiques qui servent au réglage de l'angle de l'outil deux voyants lumi- neux de même couleur montés au-dessus de l'écran de contrôle sur une même ligne horizontale, et/ou aux fibres optiques servant au réglage de la hauteur de l'outil deux voyants lumineux de couleurs différentes montés à côté de l'écran de contrôle sur une même ligne verticale. Pratiquement, et ainsi que cela sera expliqué ci- après, l'opérateur sait que son réglage est bien réalisé lorsqu'en déplaçant l'outil & régler, il allume simultané- ment les deux voyants supérieur de l'écran, pour le réglage de l'angle, et un seul des voyants latéraux pour le réglage de la hauteur. Cette disposition facililte la t&che de l'opérateur et diminue les risques d'erreur. Enfin, le dispositif selon l'invention comprend avantageusement des moyens pour régler le seuil d'éclaire- ment de chaque fibre optique qui déclenche l'organe de signalisation correspondant. Cette disposition permet de compenser de manière extrêmement simple les légères imper- fections qui peuvent affecter le positionnement des extrémi- tés des fibres optiques sur l'écran de contrôle. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre com- ment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit-être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 représente une vue en perspective du dispositif métrologique selon l'invention; - La figure 2 montre une vue schématique de l'écran de contrôle de cet appareil; et: - Les figures 3 & 5 montrent très schématiquement l'apparence de l'écran de la figure 2 dans diverses phases du fonctionnement de l'appareil. Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif métrologique selon l'invention comprend un marbre horizontal 1 qui est solidaire d'un bâti 2 et sur lequel est posée la fraise & régler 3. Plus. précisément, cette dernière est passée sur un mandrin vertical fixe 4, et chacune de ses plaquettes Sa, Sb, etc., peut être amenée sur le trajet d'un faisceau lumineux horizontal 5. par soulèvement de la fraise 3, rotation de cette dernière autour du mandrin 4 et repose sur le marbre 1. Ce faisceau lumineux est émis par une lampe dias- copique 6 et il est reçu par le dispositif optique 7 d'un projecteur de profil de type classique pour être agrandi, de fois par exemple, dévié et projeté sur un écran de con- trôl61e sensiblement vertical 8 placé en face de l'opérateur, lequel se trouve normalement à droite du bâti 1 tel qu'il est représenté sur la figure 1, afin qu'il puisse à la fois régler la fraise 3, surveiller l'écran de contrôle 8 et atteindre, un tableau de commande 9 dont il sera fait état plus loin. L'ensemble formé par la lampe 6 et le dispositif optique 7 est monté à une extrémité d'un support rigide 10 dont l'autre extrémité peut coulisser verticalement sur un socle 11 sous l'action d'un organe de commande vertical 12 comprenant une manette de déplacement rapide et un bouton moleté de réglage fin. Pour sa part, le socle 11 peut être déplacé longitudinalement sur le bâti 1 & l'aide d'un ensemble de commande horizontal 13 comprenant également un organe de déplacement rapide et un bouton de réglage fin. On comprend que le faisceau lumineux 5 peut ainsi être déplacé parallèlement à lui-même en hauteur et dans le sens longitu- dinal -donc de droite à gauche et inversement pour l'opéra- teur- de sorte qu'il est aisé de l'amener à frapper l'arête de la plaquette à régler de la fraise 3, arête dont le con- tour se projette alors sur l'écran de contrôle 8. Comme on le voit sur la figure 2, cet écran 8 comporte quatre perçages 14 dans lesquels sont implantées les extrémités d'autant de fibres optiques 15 conduisant la lumière à des diodes photo-électriques. Ces extrémités de fibres optiques - pour des raisons de commodité, on les appellera "fibres" dans ce qui va suivre - sont réparties en deux paires: une paire de fibres extrêmes 16a et 16b, et une paire de fibres centrales 17a et 17b. Les deux fibres extrêmes 16 sont alignées sur l'axe horizontal X-X de l'écran de contrôle 8 et symétriques par rapport à son centre 0, de sorte que l'ombre projetée sur cet écran d'une plaquette rigoureusement horizontale, donc rigoureusement parallèle au marbre 1, passe exactement par le centre de ces fibres extrêmes, du moins théoriquement, ainsi que cela sera précisé plus loin. Four leur part, les deux fibres centrales 17, égale- ment symétriques par rapport au centre 0 de l'écran 8, sont situées à une certaine distance de son axe X-X, l'une, 17a, au-dessous, l'autre, 17b, au-dessus. En outre, chacune des photodiodes auxquelles abou- tissent les fibres optiques 16 et 17 est reliée à un voyant lumineux disposé autour de l'écran de contrôle 8 de telle sorte que l'obscurcissement de chacune de ces fibres entraî- ne l'allumage du voyant correspondant. Les fibres extrêmes 16a et 16bh sont reliées, respectivement, à deux voyant 18a et 18b qui sont montés audessus de l'écran 8, qui sont alignés sur un axe parallèle à l'axe X-X et qui sont de la même couleur, de préférence rouge, cependant que les fibres centrales 17m et 17b.- sont reliées, respectivement, à deux voyants 19a et 19b qui sont montés à gauche de l'écran 8, qui sont alignés verticalement et qui sont de couleurs différentes, le voyant inférieur 19a étant de préférence rouge et le vroyant supérieur 19b étant de préférence vert.- Enfin, un dispositif électronique non représenté, et qui est à la portée des spécialistes en la matière, est interposé entre chaque fibre et le voyant correspondant pour régler le seuil d'éclairement de la fibre qui commande l'allumage du voyant, ce réglage ayant lieu, pour chaque fibre, au moyen d'un potentiomètre 20. Le mode de fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant. En supposant que la plaquette à régler soit légèrement penchée vers la gauche pour l'opé- rateur placé devant l'appareil, il en sera de même pour son ombre sur l'écran de contrôle 8 qui présentera alors l'aspect représenté en I sur la figure 3, cette plaquette à régler se trouvant ici au-dessous de l'axe du faisceau lumi- neux 5. emu el ap aiqmo,î suep auoz eI no II uo;TTsod QI sup anb vaa al au IT ra Baaunlle,s ap uToT aBooua qsa 4uQpuodsaLio 5 úueCoi aIl 'a;cT.ed snId;ue; a aTToip ap axqT_ w ap 'q aiq -mo,l suep auoz eI 'eaiw.uoo ny xamxn[Ies ap aTsn 4uaTA mgI aqoneS ap %U.eOA ael a '4uepuodsaexoo o0 a-i-4oTuaod aI tns iqoTT;;z;uamaio,p ITnas ne puodsaiioo Tnb allao se QgI iqoneS ap aaqT2 eI ap 'e aaaquo,l suep aied eI 00 : 0 aln2TS eI ap I eaquxoI led aeuasgzdai uoT;en;Ts aun eaTnpuoo g xnuTmunl neaosT; np auaosap eI 'salqT; xnap sal anod auQu al;sa ouamajTeiao,p -Tnas al Ts %a 'qgi aTo.p ap alaIo anb asseq snld %sa egI aqoneS ap aiqT; 1I Ts 'e asTeW el ap aoeld QI uole;% un quusTITn ua alduaxa aed 5z qsTi-i qsa Tnb ao ';e;veid a2ul2ia al;uesoddns ua Oz sai4iuoT:ua4od sap uaBom ne;uaua.Ieog,p slTnas sap a2elg$i ne aoVi2 aâg2Tioo aB %nad V aang$T QI ans %uamanbT$muiqos a$%uasLdai uojoae; -eadiu al;a0 9 ueo,,I ap X-X iuquozTaoq axT,l ans saiuao 0o UauLasnalnoBTi szd uaiTos au 9I saBuL4xa sa-lqTj saj anb alq issod 4sa IT 'sanblueoiu %uamaind suosTua sap mnoj * %ueanoo adl. ap sauTIT4sToaDIod sa;anbvTd sal anod smd aSue,p sanuT i aZ i iB al BasjTeiB ap:aLuad 2FFQF- dEsFp ao -4aed4aE j2gia, Bl anb 4uàuiasueQnritusSi uun[f[E,s q8I %a QIT sueXoA xnap sBl anbnbsmot 4uIalnas sa,5 '81 snaTnaidns s-UeoA sap ag=nlle,l laaiasqo W %a g xnauTfnl nvaosiT; al aJpuaosap aTQe U aouauioDa. 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Pour réaliser le réglage de la hauteur de la pla- quette à régler de la fraise 3 par rapport au marbre 1, on utilise les fibres optiques centrales 17a et 17b dont on se rappelle que la première, située à gauche, est légèrement plus basse que la seconde. Lorsque l'on abaisse le faisceau lumineux 5 par rapport à la plaquette, l'ombre de cette dernière sur l'écran de contrôle 8 rencontre tout d'abord la fibre de gauche 17a et le voyant vert inférieur correspon- dant 19a s'allume. En continuant le déplacement, l'ombre rencontre la fibre de droite 17b, et le voyant rouge de gauche 19b s'allume aussi. La distance entre ces deux posi- tions correspond à la tolérance de réglage, ce qui veut dire que si, par exemple, le réglage doit avoir lieu à + 0,02 mm près, la distance entre les deux positions de la plaquette correspondant respectivement à l'allumage du voyant vert et à celui du voyant rouge est égale à 0,04 mm, et, d'autre part, que la distance entre les deux fibres 17a et 17b sur l'écran de contrôle 8 est 0,04 x 20 = 0,8 mm si. le grandissement du projecteur est égal à 20. Si, du fait des imprécisions du montage, cette dis- tance est légèrement différente, il est possible d'apporter une correction, là aussi, en agissant sur les seuils d'éclairement, ce qui est représenté sur la figure 5. En supposant que ces seuils correspondent respecti- vement aux zones dans l'ombre a et b des fibres 17a et l7b, la distance de réglage est égale, non pas à celle, d, qui sépare les centres des deux fibres, mais à celle, D, entre les bords des deux ombres. 8 2624598 Dans ce qui précède, on a supposé qu'il s'agis- sait de rendre une plaquette rigoureusement parallèle au marbre 1. Il serait possible, bien entendu, d'utiliser le dispositif de l'invention pour réaliser un réglage d'angle quelconque. Il suffirait pour cela de régler les seuils d'éclairement des fibres 16a et 16b sur un étalon dont l'an- gle correspond parfaitement à celui à mesurer ou à régler. Il y a lieu de remarquer enfin que le disposi- tif selon la présente invention peut être utilisé à d'autres fins que celles qui ont été décrites,comme par exemple pour le réglage des outils de fabrication des sièges de soupapes sur les culasses de véhicules automobiles. - REEDICATIONS - 1., Dispositif métrologique, notamment pour le iéglage des outils de coupe, caractérisé par le fait qu'il comprend un projecteur de profil (7), des moyens pour déplacer trans- versalement]'un par rapport à l'autre le rayon lumineux (5) de ce projecteur de profil (7) et l'outil & régler (3), au moins deux fibres optiques dont une extrémité (16, 17) est implantée dans l'écran de contrôle (8) dudit projecteur (7) et dont l'autre extrémité est reliée optiquement à une diode photoélectrique, un organe de signalisation (18, 19) associé à chacune desdites diodes, et des moyens pour enclencher ou déclencher chacun desdits organes de signalisation lorsque l'extrémité (16, 17) de la fibre optique correspondante devient 6cl]ar4e ou, respectivement, passe dans l'ombre de l'outil à régler (3) projetée sur ledit écran de contrôle(8). 2. Dispositif métrologique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits organes de signalisation (18r 19' sont des voyants lumineux. 3. Di-positif métrologique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend deux paires de fibres optiques, l"une (16a, 16b) pour le réglage de l'angle de l'outil et l'autre (17a, 17b) pour le réglage de sa hauteur. 4. Dispositif métrologique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les extrémités implantées dans l'écran de contrôle (8) des deux fibres optiques (17a, 17b) servant au réglage de la hauteur de l'outil (3) sont situées entre celles des deux fibres optiques de son angle, l'une dessus de l'axe (X-X) qui relie les deux autres. 5. Dispositif métrologique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'aux fibres optiques (16a, 16b) servant au réglage de l'angle de l'outil (3) sont associés deux voyants lumineux (18a, 18b) de même couleur montés audessus de l'écran de contrôle (8) sur une méme ligne horizontale. 6. Dispositif métrologique selon l'une quelconque des revendication- 2 à 5, caractérisé par le fait qu'aux fibres optiques (17a, 17b) servant au réglage de la hauteur de l'outil (3) sont associés deux voyants lumineux (19a, 19b) de couleurs différentes montés à côté de l'écran de contrôle (8) sur un- mrme ligne verticale. 7. Dispo-itif métrologique selon l'une quelconque des revendicntions 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend des movens potur régler le seuil d'éclairement de chaque fi- bre optique (l6f, 17) qui déclenche l'organe de signalisation correspondant (18, 19). 8. Dispositif métrologique selon l'une quelconque des revendications] à 7, caractérisé par le fait que ledit outil à ré4egl est une fraise (3) passée sur un mandrin fixe (4) perpendiculaire à un marbre horizontal (1). 9. Dispositif métrologique selon l'une quelconque des revendication- 1 à 8, caractérisé par le fait que ledit projecteur doc profil (7) est monté réglable en hauteur sur un socle vertical (10) qui est à son tour réglable en position longitudinale. 10. Froc(dé pour la mise en oeuvre du dispositif métro- logique selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait que, pour le réglage de l'angle de l'outil (3), on déplace le faisceau lumineux (5) du proJec- teur (7) par rapport à cet outil parallèlement &.l'axe (X-X) qui relie les deux fibres optiques (16a, 16b) servant à ce réglage, et que l'on règle l'outil Jusqu'à ce que les deux voyants lumineux associés (18a, 18b) s'allument simultané- ment. s3aspsap s9%lT Z91xa sep (9) al-iuozo ap ugiD,jI uwp uoT-4Q -uvlduiTp s, 4nvjgp sal.aOTiaoo inod snuauIa.1Bog,p aîjnes sap agl15,a i alsTITn uo,d anb;Tg; ai ud asnlQopz '11 %a 01 suoTuoTpuaAea sap anbuoolenb aun,I uolas 9pJooI ojI01 a1naTii;ûT aaq;T; vl ? 4uvpuodsaaaoo Tnlao unllu,s Inas ) s)Toossg xnauTmnl s;uoA xnap sal lu-ied 'anb ao 1,nbsnp aaTu.ap ao aI9SQ uo,I anb %a 'IT-no,î ap al2uu,l ap a9u2,ial nf 4ugais (qgl '1gl) sanbT;do saxq.;,nap sal aeTai Tnb (X-X) axgl, I -uautaî îîlJd ir^no 4a3 ç 1ioddu- aid (L) ana:koapFoid np (S) xnauTunl nmaosTs; al aoDldap uo (") îTino.1 ap -na4niq -I ap aQ2i2)a al dnod 'anlb 4Tu; al argd 9 %ommo '01 UOTIoTpuaa QI UoIaS upi9Pzooj'Ti 86S29z T 96S29Z