Brevet FR2717893A1 — publié le 19950929

L'invention concerne un procédé pour la mesure de filets coni- ques selon le procédé de mesure à une ou deux billes, en par- ticulier sur des appareils de mesure à coordonnées munis d'une table et d'un palpeur de mesure qui sont coulissants l'un par rapport à l'autre, un élément palpeur orientable suivant une coordonnée de mesure étant disposé sur le palpeur de mesure, élément qui vient s'appliquer successivement con- tre différents flancs du filet de l'ébauche à tester, et en ce que les données de mesures recueillies par le palpage des flancs du filet de l'ébauche sont amenées à un dispositif d'analyse pour la recherche de dimensions caractéristiques et déterminantes du filet à mesurer. L'invention est appropriée pour la mesure de filets coniques màle et femelle. Des procédés de mesure à deux billes et des dispositifs pour la mise en oeuvre de ces procédés sont connus et utilisés en corrélation avec un appareil de mesure à coordonnée unique. Pour ce faire, on utilise deux arceaux de mesure munis de billes de mesure, qui sont disposés sur des douilles de l'appareil de mesure et qui viennent s'appliquer contre des pas opposés d'un filet femelle, l'ébauche étant montée sur une table de mesure flottante de l'appareil de mesure. Une telle méthode n'a cependant été utilisée que pour la mesure de filets femelles cylindriques (DE-GM 87 11 490). De plus, d'après ce document, on sait également prévoir sur la douille de mesure, en vue du palpage de l'ébauche, un ou deux arceaux coudé(s) simples ou doubles disposant chacun de deux bras munis d'une bille de mesure. les billes de mesure étant fixées sur les bras dans le sens de mesure en se faisant face mutuellement et en se trouvant. de préférence à une distance définie l'une de l'autre. Ces billes de mesure viennent s'appliquer contre des flancs de filet opposés. Le diamètre sur flanc d'un filet conique est défini suivant un plan test (perpendiculaire à l'axe de cone) se situant à une certaine distance de la surface avant du filet (DIN 158; DIN 2999). Les conditions représentées dans le cas de filets femelles cylindriques ne peuvent pas être transposées sans problème à la mesure de filets femelles coniques. Ainsi, lors de la fabrication, on se limitera, dans la mesure du possible, à un contrôle relatif aux sommes des dimensions déterminantes en s'aidant de calibres. Dans le cas des calibres, dont font également partie les calibres dont le filet femelle est coni- que, chacune des dimensions déterminantes du filet considéré doit cependant être déterminée. Ces mesures posent de diffici- les problèmes de mesure. Pour la mesure de filets mâles coni- ques la méthode des trois fils est fréquemment utilisée (W. Langsdorff "Messen von Gewinden", Edition Springer Berlin, Heidelberg, New York 1974, pages 69 à 74 et H. Zill "Messen und Lehren im Maschinen- und Feingeratebau", B.G. Teubner Société d'édition Leipzig 1956, pages 183 et 184). En ce qui concerne la fabrication des calibres, l'utilisateur doit cependant décider quelles sont les dimensions ou éléments déterminants à mesurer sur les ébauches. Si toutes les dimensions d'une ébauche doivent être testées en fonction de leur interaction, il y a lieu d'utiliser, en tant que calibres, des calibres filetés positifs ou négatifs. De tels calibres positifs ou négatifs doivent être eux-mêmes mesurés avec une précision suffisante, à savoir après une certaine utilisation de ces calibres filetés, leur stabilité dimension- nelle doit être vérifiée ce qui était jusqu'à présent d'un emploi peu pratique et très onéreux ou bien assez imprécis. Ainsi, un calibre positif de filet cylindrique était vissé dans un filet femelle conique et la dimension du diamètre sur flanc était déduite de la profondeur de vissage. La connais- sance du diamètre sur flanc et/ou des écarts par rapport à l'angle de cône est cependant essentielle à l'estimation d'un calibre fileté. L'invention a donc pour but de créer un procédé et un disposi- tif pour la mesure de filets coniques permettant pour la pre- mière fois de mesurer des dimensions déterminantes de tels filets à l'aide d'appareils de mesure à coordonnées et, ce, de manière efficace, simple et avec la précision requise. Conformément à invention le but est atteint en procédant aux étapes suivantes: Calibrage du palpeur de mesure de l'appareil de mesure à coordonnées par palpage diamétral d'un calibre positif qui est monté sur une table disposée à l'horizontale sur la table de l'appareil de mesure à coordonnées et mémorisation des données de mesure relevées dans le dispositif d'analyse, 20. Positionnement de l'ébauche sur la table et réglage de la table de telle manière qu'une première ligne diamétrale sur flanc du filet conique soit dirigée perpendiculairement à la surface de la table de l'appareil, soit au plan des X-Y, et palpage du filet dans au moins un pas de filet et ainsi que la relève en ligne des données de mesure et mémorisation de ces dernières dans le dispositif d'analyse, Réglage de la table de telle manière qu'une seconde ligne diamétrale sur flanc du filet conique, diamétralement opposée à la première ligne diamétrale sur flanc, soit dirigée perpendiculairement à la surface de la table de l'appareil, soit au plan des X-Y, et palpage du filet dans au moins un pas de filet et ainsi que la relève en ligne des données de mesure et mémorisation de ces dernières dans le dispositif d'analyse, Calcul et recherche des dimensions caractéristiques et déterminantes à établir du filet conique à l'aide du dispo- sitif d'analyse. L'invention se caractérise également de la manière suivante: a) Pour la détermination de l'angle de cône et pour l'élimi- nation du défaut angulaire de la table, le palpage du filet de l'ébauche s'effectue dans deux pas de filet le long au moins d'une ligne diamétrale sur flanc. b) Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de mesure de filet conique sur un appareil de mesure à coordonnées comprend: une table d'appareil mobile le long d'au moins deux axes de coordonnées (axes des X et des Z) un palpeur de mesure dirigé suivant l'axe des Z et disposé sur l'appareil de mesure à coordonnées présentant un élément palpeur qui, de préférence, a la forme d'un T et qui est orientable le long de l'axe des X, une table disposée sur la table d'appareil, réglable sui- vant l'angle considéré et destinée à recevoir l'ébauche, et un dispositif d'analyse qui est connecté électriquement au palpeur de mesure. c) La table est une table mobile sur mesure dont l'axe de pivotement est parallèle à l'axe des Y. d) Le palpeur de mesure disposé sur l'appareil de mesure à coordonnées est réglable en direction de l'axe des Z s'éten- dant parallèlement au plan des X-Y et dont l'élément de palpa- ge est orientable suivant l'axe des X perpendiculaire à l'axe des Y. e) La table 3 est de forme sinusoïdale. Avec le procédé conforme à l'invention, il est facilement pos- sible d'effectuer, moyennant un déploiement technique moin- dre, des mesures extrêmement précises de filets coniques mâles et femelles à l'aide d'appareils de mesure à coordon- nées existants sans pour autant nécessiter des appareils supplémentaires compliqués. Ainsi,les dimensions caractéris- tiques et déterminantes de filets coniques qui, jusqu'à présent, ne pouvaient absolument pas être établies ou que de manière très grossière à l'aide des calibres, peuvent être également mesurées. Il est prévu une simple table de mesure réglable qui est disposée sur la table de l'appareil de mesu- re à coordonnées et est mobile suivant un angle par rapport au plan de la table de travail (plan des X-Y) en basculant autour de l'axe des Y, l'axe des X étant perpendiculaire à l'axe des Y. L'ébauche fixée sur cette table peut être réglée par déplacement de la table de manière simple de sorte qu'un palpage des flancs de filet puisse être effectué par le palpeur également dans les diverses coordonnées des Z. Il est donc avantageux de concevoir la table de forme sinusoïdale. Le réglage angulaire de la table sinusoïdale peut être assuré par des cales étalon disposées en dessous de l'extrémité libre de la table sinusoïdale. En soulevant et en abaissant la table sinusoïdale, l'ébauche est positionnée de telle manière que la ligne diamétrale respective sur flanc du filet conique mâle et femelle à tester, le long de laquelle le palpeur procède au palpage du filet, s'étende parallèlement à l'axe des Z de l'appareil de mesure à coordonnées et. par conséquent, perpendiculairement au plan des X-Y déterminé par la table de l'appareil. Le calibrage du palpeur utilisé pour la mesure, qui doit être effectué avant la mesure proprement dite, est assuré, d'une manière connue en soi, simplement par un calibre positif monté sur la table sinusoïdale mise à l'horizontale, calibre qui est palpé à des emplacements diamétralement opposés à la recherche de points de renversement et les valeurs de palpage relevées sont analysées pour déterminer les paramètres de palpage entrant en ligne de compte pour les mesures ultérieu- res. Après l'achèvement du calibrage, le calibre positif est retiré et est remplacé sur la table par l'ébauche. En réglant la table sinusoïdale de manière à diriger une première ligne diamétrale sur flanc de l'ébauche perpendiculairement au plan des X-Y, et en palpant le filet dans au moins un pas de filet, des données de mesures sont relevées et envoyées en ligne à un dispositif d'analyse pour y être mémorisées. Dans une autre étape de procédé, la table sinusoïdale est alors déplacée pour qu'une seconde ligne diamétrale sur flanc diamétralement opposée à la première ligne diamétrale sur flanc soit perpendiculaire au plan des X-Y. Dans ce position- nement, un palpage du filet à tester est également assuré dans au moins un pas de filet et les données de mesures rele- vées en ligne sont également envoyées au dispositif d'analy- se. En présence des valeurs de mesure détectées, les dimensions caractéristiques et déterminantes du filet conique à mesurer sont calculées par le dispositif d'analyse à l'aide d'un logiciel correspondant. Une dimension déterminante peut être par exemple le diamètre sur flanc. Selon ce procédé. on peut églement déterminer. par exemple, l'angle de cône ou des défauts de ce dernier ou bien des défauts angulaires de la table peuvent être éliminés. Dans ces cas, le palpage du filet de l'ébauche s'effectue dans au moins deux pas de filet le long d'au moins une ligne diamétra- le sur flanc, les données de mesures détectées étant égale- ment relevées en ligne et fournies au dispositif d'analyse. Pour la mesure selon le procédé conforme à l'invention, il est avantageux d'utiliser un palpeur de mesure à levier de contact dont l'élément palpeur a la forme d'un T dirigé paral- lèlement à l'axe des X de l'appareil de mesure. Le diamètre de la bille doit être sélectionné avantageusement de manière que les points de contact de la bille avec le filet femelle dans le cas d'une application sur deux flancs soient à proxi- mité du diamètre sur flanc respectif. Les valeurs de mesure sont fournies, lors de chaque palpage, en ligne au dispositif d'analyse après détection des points de renversement. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de mesure de filets coniques femelles et mâles sur un appareil de mesure à coordonnées comprend une table mobile le long au moins de deux axes de coordonnées (Y; Z) sur laquelle est disposée une table, de préférence une table sinusoidale, qui est régla- ble suivant un angle déterminé en fonction de la table d'appa- reil et qui reçoit l'ébauche. Sur l'appareil de mesure à coordonnées, il est en outre prévu un palpeur de mesure ajus- table et réglable dans le sens de l'axe des Z dont l'élément palpeur est orientable suivant l'axe des X. Il est avantageux que l'axe de pivotement de la table sinusoïdale soit paral- lèle à l'axe des Y. Un mouvement relatif mesurable entre la table et le palpeur de mesure est nécessaire dans le sens des X. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est repré- sentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 est un dispositif pour la mesure de filets coniques femelle présentant le calibre positif. Les figures 2 et 3 montrent respectivement la table sinusoï- dale avec l'ébauche placée dans différentes positions angu- laires. L'invention va être décrite à l'aide d'un exemple de mesure d'un filet conique femelle, dont les rapports sont également transposables à la mesure de filets males et de cônes droits. La figure 1 montre une représentation fortement simplifiée d'un appareil de mesure à coordonnées 1 approprié à la mesure de filets coniques femelles d'après le procédé conforme à l'invention. Sur une table 2 de l'appareil de mesure à coor- données 1, mobile de manière avantageuse le long au moins de deux axes des coordonnées Y et Z (indiquées par des flèches), il est prévu une table de mesure mobile 3, de préférence une table sinusoïdale qui est réglable autour d'un axe de rota- tion 6 dirigé dans le sens des coordonnées Y et perpendicu- laire au plan des X-Z, suivant un angle considéré par rapport à la table d'appareil 2. Le réglage de la table 3 se déroule de la manière connue en soi en plaçant des cales étalon 4 sous l'extrémité libre 5 de la table sinusoïdale 3 qui est opposée à l'axe de rotation 6. Comme cela est visible en outre à la fig. 1, la table sinusoïdale est positionnée à l'horizontale et présente un calibre positif 7 pour le cali- brage du palpeur de mesure 8 se trouvant sur l'appareil de mesure à coordonnées 1 et de son élément palpeur 9. L'élément palpeur 9 est orientable dans le sens des coordonnées X ou axe des X. Le palpeur de mesure 8 est loge de manière avan- tageuse dans un ressort en forme de parallélogramme 13 sur l'appareil de mesure à coordonnées 1 pour permettre son orientation le long de l'axe des Z. Le diamètre des billes de l'élément palpeur 9 est, de préférence, dimensionné pour que les points de contact des billes avec le filet femelle à palper de l'ébauche 10 se trouve à l'intérieur ou à proximité du diamètre sur flanc du filet (fig. 2 et 3). Le palpeur de mesure 8 est relié électriquement au dispositif d'analyse (non représenté aux figures). Le calibrage du palpeur de mesure 8, quand la table sinusoï- dale est positionnée à l'horizontale, s'effectue de manière connue en soi, en palpant tout d'abord avec l'élément palpeur 9 un côté du calibre positif 7. Ensuite la table est déplacée dans le sens des X jusqu'à ce que l'élément palpeur 9 soit appliqué contre le côté diamétralement opposé du calibre positif 7. Si par exemple l'élément palpeur 9 est prévu sur une douille coulissante d'un appareil de mesure (non repré- senté aux figures), celle-ci est déplacée en direction des X, la table restant fixe. Les données de mesure ainsi recueil- lies sont amenées au dispositif d'analyse et y sont mémori- sées pour une exploitation ultérieure. Après cette opération de calibrage, l'ébauche 10 est placée et fixée à la place du calibre positif 7 sur la table 3 et, en combinant la disposition des cales étalon 4, la table 3 est basculée suffisamment loin pour qu'une première ligne diamétrale sur flanc 11 du filet conique femelle 14 à tester soit dirigée perpendiculairement à la surface de la table d'appareil 2 (fig. 2). L'angle de basculement par rapport à la position horizontale de la table 3 correspond ici à la moitié de l'angle de cône( du filet conique femelle 14. Ensuite, par palpage du filet femelle 14. des valeurs de mesure sont relevées dans un secend pas de filet se trouvant dans des autres coordonnées Z. elles sont envoyées au dispositif d'analyse non représenté et y sont stockées. Ensuite, comme cela est représenté à la figure 3, la table 3 est basculée vers le haut en combinant différemment les cales étalon 4 et, ce, suffisamment pour qu'une seconde ligne diamé- trale sur flanc 15 du filet conique femelle 14, diamétrale- ment opposée à la première ligne diamétrale sur flanc 11 s'étende perpendiculairement à la surface de la table d'ap- parell 2 et, par conséquent, parallèlement à l'axe 12 du palpeur de mesure. Les valeurs de mesure, mémorisées dans le dispositif d'analyse, sont relevées par palpage du filet femelle 14 dans un premier et ensuite dans un second pas de filet se trouvant dans les autres coordonnées Z. Dans l'étape suivante de procédé, le dispositif d'analyse, ou un ordinateur, calcule et, éventuellement, fournit les dimen- sions caractéristiques et déterminantes à établir du filet conique femelle 14, telles que par exemple le diamètre sur flanc et/ou des écarts par rapport à l'angle de cônec correspondant. Dans l'exemple de réalisation d'après les figures 1 à 3, le procédé et le dispositif ont été décrits sur la base d'un appareil de mesure à plusieurs coordonnées. Mais le procédé, conforme à l'invention, peut être appliqué également à un appareil de mesure à coordonnée unique, qui est équipé d'une table d'appareil réglable en hauteur et d'au moins une douil- le de mesure sur laquelle est monté l'élément de palpage. L'ébauche à mesurer est fixée sur la table sinusoïdale dispo- sée sur cette table d'appareil. Le palpage du filet conique de l'ébauche est assuré par l'élément de palpage de la maniè- re décrite précédemment Le dispositif d'analyse peut procé- der, de la manière déjà exposée, au traitement des données de mesures relevées. ll Le procédé et son dispositif ne sont pas limités à la mesure de filets coniques femelles et màles. Comme évoqué ci-dessus, des cônes externes et internes lisses peuvent également être testés et mesurés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la mesure de filets coniques selon le procédé de mesure à une ou deux billes, en particulier sur des appa- reils de mesure à coordonnées munis d'une table et d'un pal- peur de mesure qui sont coulissants l'un par rapport à l'au- tre, sur le palpeur de mesure étant disposé un élément palpeur orientable suivant une coordonnée de mesure, élément qui vient s'appliquer successivement contre différents flancs du filet de l'ébauche à tester, et en ce que les données de mesures recueillies par le palpage des flancs du filet de l'ébauche sont amenées à un dispositif d'analyse pour la recherche de dimensions caractéristiques déterminantes du filet à mesurer, caractérisé par les étapes de procédé: Calibrage du palpeur de mesure (8) de l'appareil de mesure à coordonnées (1) par palpage diamétral d'un calibre positif (7) qui est monté sur une table (3) disposée à l'horizontale sur la table (2) de l'appareil de mesure à coordonnées (1) et mémorisation des données de mesure relevées dans le dispositif d'analyse, Positionnement de l'ébauche (10) sur la table (3) et régla- ge de la table (3) de telle manière qu'une première ligne diamétrale (11) sur flanc du filet conique (14) soit dirigée perpendiculairement à la surface de la table (2) de l'appa- reil, soit au plan des X-Y, et palpage du filet (14) dans au moins un pas de filet et ainsi que relève en ligne des don- nées de mesure et mémorisation de ces dernières dans le dispositif d'analyse. Réglage de la table (3) de telle maniere qu'une seconde ligne diamétrale (15) sur flanc du filet conique (14) diamétrale- ment opposée à la première ligne diamétrale (11) sur flanc soit dirigée perpendiculairement à la surface de la table (2) de l'appareil, soit au plan des X-Y, et palpage du filet (14) dans au moins un pas de filet et ainsi que relève en ligne des données de mesure et mémorisation de ces dernières dans le dispositif d'analyse, Calcul et recherche des grandeurs caractéristiques et déterminantes à établir du filet conique (14) à l'aide du dispositif d'analyse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la détermination de l'angle de cône et pour l'élimina- tion du défaut angulaire de la table (3), le palpage du filet (14) de l'ébauche s'effectue dans deux pas de filet le long au moins d'une ligne diamétrale (11, 15) sur flanc. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de mesure de filet conique sur un appareil (1) de mesure à coordonnées comprenant une table d'appareil (2) mobile le long d'au moins deux axes des coordonnées (axes des X et des Z) 25. un palpeur de mesure (8) dirigé suivant un axe des Z et disposé sur l'appareil de mesure à coordonnées (1) présentant un élément palpeur (9) qui, de préférence, a la forme d'un T et qui est orientable le long de l'axe des X, 30. une table (3) disposée sur la table d'appareil (2), régla- ble suivant l'angle considér5 et destinée à recevoir l'ébau- che (10). et un dispositif d'analyse qui est connecté électriquement au palpeur de mesure (8). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la table (3) est une table mobile sur mesure dont l'axe de pivotement (6) est parallèle à l'axe des Y. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le palpeur de mesure (8) disposé sur l'appareil de mesure à coordonnées (1) est réglable en direction d'un axe des Z s'étendant parallèlement au plan des X-Y et dont l'élément de palpage (9) est orientable suivant l'axe des X perpendicu- laire à l'axe des Y. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la table (3) est de forme sinusoïdale.