Brevet FR2806157A1 — publié le 20010914

La présente invention concerne de façon générale les procédés de mesure de la dimension d'objets circulaires ou d'objets sphériques, et plus particulièrement un procédé basé sur le temps pour la mesure de la dimension d'un objet sphérique par des capteurs, sans besoin d'une échelle. Un grand nombre de billes en acier sont utilisées dans l'industrie des roulements ou dans les machines de jeu de Pachinko. Un roulement ou une machine de jeu de Pachinko n'aurait pas la qualité suffisante et ne fonctionnerait pas correctement si l'erreur sur le diamètre des billes était trop grande. Or, le contrôle à 100 % de la qualité d'une grande quantité de billes en acier dans une chaîne de production est indubitablement un rude travail ; prélever une petite quantité de billes en acier au hasard et contrôler leurs diamètres une par une avec une jauge micrométrique serait aussi pénible et long. Tout compte fait, une méthode continue automatique de mesure est considérée comme le meilleur procédé de contrôle de la qualité de nombreuses billes en acier, et c'est le but de la présente. Ainsi, la présente invention concerne un procédé basé sur le temps pour mesurer rapidement la dimension d'objets circulaires ou d'objets sphériques au moyen de capteurs sans besoin d'échelle, utilisant une piste et au moins deux capteurs, procédé dans lequel on fait rouler un objet sphérique sur la piste avec une accélération constante et on détecte les instants de passage de l'objet devant les capteurs et la dimension (le diamètre) de l'objet sphérique est obtenue par calcul d'après les principes de la cinématique et les concepts de la géométrie. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, en référence au dessin en annexe, sur lequel la figure 1 est une illustration schématique d'une réalisation de la présente invention, la figure 2 illustre l'instant t0 où le bord avant d'un objet sphérique en train de rouler atteint un premier point de détection S 1 et l'instant t1 où il atteint un deuxième point de détection S2 et la distance U 1 parcourue pendant le temps (t1 - t0) exactement égale à la distance entre les deux capteurs ; la figure 3 illustre l'instant t2 où l'objet sphérique quitte le premier point de détection S 1 et l'instant t3 où il quitte le deuxième point de détection S2 et la distance U2 parcourue pendant le temps (t3 - t2) aussi exactement égale à la distance entre les deux capteurs ; la figure 4 illustre l'instant t0 où l'objet sphérique arrive au premier point de détection S 1 et l'instant t2 où il quitte celui-ci et la distance X parcourue pendant le temps (t2 - t0) et la figure 5 est une représentation schématique qui montre que les coordonnées d'observation de la fig. 4 sont modifiées. Sur la figure 4, l'objet sphérique roulant de la gauche vers la droite est observé depuis la piste fixe et les points de détection sont maintenus immobiles. Sur la figure 5, le centre de l'objet sphérique est maintenu immobile, le point de détection S 1 se déplace le long d'une droite coupant l'objet sphérique de la droite vers la gauche sur une longueur X lorsqu'elle est observée depuis le centre de l'objet sphérique, et le point de détection S 1 passant à la position S l' à l'instant t2. . Les moyens de mise en aeuvre du procédé de l'invention comprennent une piste lisse et deux capteurs. Ces deux capteurs sont séparés par une distance U et placés au-dessus de la piste à une hauteur H. Les objets A, B, C, ..., pendant la mesure, roulent de la gauche vers la droite avec une accélération uniforme a (ou à une vitesse constante si a = 0). Le bord avant de chaque objet atteint un premier point de détection SI, puis un deuxième point de détection S2, et le bord arrière de celui-ci quitte le premier point de détection S1, puis le deuxième point de détection S2. Et quatre instants correspondants sont enregistrés et désignés par t0, t1, t2 et t3. Sur la fig. 2, on suppose un mouvement à accélération uniforme a et le bord avant de l'objet arrive au premier point de détection S 1 à l'instant t0 à la vitesse V et au deuxième point de détection S2 à l'instant t1. Par conséquent, d'après les principes de la cinématique, la distance Ul parcourue par l'objet pendant le temps (t1 - t0) est Sur la figure 3, le bord arrière de l'objet quitte le premier point de détection S1 à l'instant t2 et le deuxième point de détection S2 à l'instant t3. De façon semblable, d'après les principes de la cinématique, la distance U2 parcourue pendant le temps (t3 - t2) est De nouveau, lorsque l'objet arrive au point de détection S 1 à l'instant t0 et le quitte à l'instant t2, la distance correspondante X parcourue pendant le temps (t2 - t0) est Comme U1 = U2 = U, il en résulte que Comme la distance U entre les deux capteurs est donnée, la distance X peut être calculée après que les instants t0, t1, t2 et t3 aient été mesurés. Lorsqu'on veut comparer les diamètres de deux sphères, on peut le faire simplement en comparant la longueur des sécantes respectives. Dans le présent procédé, comme il n'y a que quatre variables, à savoir t0, t1, t2, t3, pendant la mesure et quelles que soient la vitesse initiale et l'accélération, le procédé est simple à mettre en oeuvre. En outre, comme représenté sur la figure 5, si l'on transfère les coordonnées d'observation de la piste au centre de l'objet sphérique, la distance X représente la longueur d'une sécante qui coupe l'objet sphérique de la droite vers la gauche. D'après le théorème de Pythagore, r étant le rayon de l'objet sphérique ainsi que l'hypoténuse d'un triangle rectangle dont les deux côtés de l'angle droit mesurent (H - r) et X/2. Par conséquent, on peut obtenir le rayon r de l'objet sphérique par le calcul suivant En outre, la dimension d'un objet sphérique peut être mesurée facilement et rapidement si les équations ci-dessus sont mémorisées dans la mémoire d'une unité centrale à microprocesseur. Dans la réalisation de la présente invention décrite ci-dessus, deux capteurs sont utilisés pour le calcul de la dimension d'un objet sphérique roulant sur une piste, mais eu égard au mouvement imparfait de l'objet sphérique, un plus grand nombre de capteurs peuvent éventuellement être nécessaires pour la correction d'erreurs. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de la dimension d'objets circulaires ou d'objets sphériques, dans lequel: on place au moins deux capteurs (SI, S2) à un niveau approprié (H) au- dessus d'une piste lisse, on fait rouler un objet sphérique à mesurer sur la piste pour qu'il roule à une vitesse constante ou avec une accélération constante et passe successivement devant ces deux capteurs, on enregistre les instants de passage du bord avant de l'objet sphérique devant le premier capteur et le deuxième capteur (respectivement t0 et t1), et les instants de passage du bord arrière de l'objet sphérique devant les premier et deuxième capteurs (respectivement t2 et t3) et on calcule avec les instants mesurés (t0, t1, t2 et t3) et avec la distance (U) entre les deux capteurs et la hauteur H de ceux-ci le diamètre de l'objet ou la comparaison des dimensions de deux objets. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on calcule la longueur X d'une sécante sur la base des principes de la cinématique avec les instants mesurés pour distinguer la dimension d'objets circulaires ou d'objets sphériques respectifs. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le diamètre d'un objet sphérique à mesurer peut être obtenu par calcul des instants mesurés et utilisation du théorème de Pythagore. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on mémorise un programme du procédé dans la mémoire d'un microprocesseur pour le calcul rapide de la dimension d'un objet sphérique. S. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise plus de deux capteurs pour la correction d'erreurs eu égard au mouvement imparfait des objets circulaires ou des objets sphériques.