Brevet FR2911399A1 — publié le 20080718

La présente invention concerne le contrôle non destructif de pièces au moyen d'ultrasons. Elle vise en particulier la technique de contrôle par ultrasons en immersion dans un liquide. Selon cette dernière technique, la pièce est disposée dans une cuve contenant un liquide favorisant la propagation des ondes ultrasonores et le couplage entre la pièce et un traducteur. Celui-ci est orienté perpendiculairement à la surface à contrôler et émet un faisceau d'ondes ultrasonores dont les réflexions par les composants de la pièce génèrent des échos qui sont captés par le traducteur. Ce dernier est monté en extrémité d'une colonne mobile en translation, généralement selon trois axes actionnée par des moteurs appropriés. Il est supporté par un plateau ou cadre mobile en rotation pour suivre le profil de la surface. Le traducteur peut être ainsi placé par rapport aux parties de la pièce qu'il s'agit de contrôler en des positions parfaitement déterminées. Un balayage de la pièce est assuré par un automatisme approprié. Les traducteurs sont adaptés pour fônctionner à une fréquence déterminée. Cependant comme le contrôle en profondeur de la pièce dépend de la fréquence des ondes ultrasonores, on dispose, lorsqu'il s'agit d'examiner la pièce à des profondeurs différentes, de plusieurs traducteurs. Chacun est adapté à sa fréquence de travail et par voie de conséquence à des intervalles de profondeur différents. Il est ainsi souvent nécessaire d'utiliser au moins deux traducteurs fonctionnant à des fréquences différentes de manière à permettre le contrôle d'une pièce sur des intervalles de profondeur différents. Par exemple, un premier traducteur adapté pour fonctionner à une fréquence de 10 MHz permet le contrôle de la pièce sur une profondeur proche de la surface : de 1,6 mm à environ 12 mm et un second traducteur adapté pour fonctionner à la fréquence de 5 MHz permet le contrôle de la pièce sur une profondeur de 3 à 70 mm. Le problème rencontré est celui du montage du traducteur,. En effet, dans une installation, couramment utilisée, de contrôle avec colonne de positionnement dans l'espace, un support de traducteur est solidaire de la colonne à son extrémité et comprend des moyens pour ajuster la position du traducteur par rapport à ce support. Ces moyens sont nécessaires car avant le lancement d'une procédure de contrôle de pièce, on doit placer le traducteur avec précision de telle façon que l'axe de faisceau ultrasonore soit confondu avec celui de la colonne ou dans une relation connue. Un défaut d'alignement conduirait à des résultats faussés. Lorsqu'on remplace un traducteur par un autre, on doit recommencer la procédure de mise en place précise du traducteur avec les réglages requis. Lorsqu'en fabrication, on doit procéder au contrôle de pièces complexes, il serait souhaitable d'éviter cet ajustement qui est une perte de temps. Conformément à l'invention on remédie à ce problème avec un support de 10 traducteur à ultrasons destiné à être monté en extrémité d'une colonne de positionnement de traducteur dans une machine de contrôle par ultrasons en immersion, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier élément de fixation d'un premier traducteur et un deuxième élément de fixation d'un deuxième traducteur, les deux éléments de fixation étant mobiles par 15 rapport à la colonne entre une position de travail et une position d'attente. Grâce à l'invention, le changement de traducteur se fait sans démontage ni remontage, donc sans risque de perte de réglage mécanique. Le temps de manutention est réduit. Par ailleurs on a une meilleure traçabilité des 20 contrôles ultrasons car les contrôles peuvent être réalisés sur la même machine. Plus particulièrement les deux éléments de fixation des traducteurs comprennent des moyens de réglage de la position des traducteurs par 25 rapport à la colonne. Afin de permettre de rendre aisée la substitution d'un traducteur par rapport à l'autre, les deux organes sont mobiles autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de la colonne. De préférence les deux organes d'attache sont 30 solidaires d'un chariot mobile en rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de la colonne. Selon une forme de réalisation préférée le support comprend deux flasques supportant un pivot transversal, ledit chariot étant monté sur le pivot 35 mobile en rotation autour de l'axe du pivot. Le pivot en particulier comprend au moins une poulie par laquelle il est entraîné en rotation autour de son axe. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins sur lesquels 40 La figure 1 est une vue schématique, de côté, d'un support connu de traducteur dans une machine de contrôle non destructif par ultrasons en immersion. La figure 2 est une vue en perspective d'un support de traducteur conforme à l'invention monté à l'extrémité de la colonne de la machine. Les figures 3 et 4 sont des vues de côté du dispositif avec les deux traducteurs respectivement en fonction. On a représenté sur la figure 1 l'extrémité de la colonne de positionnement d'une installation de contrôle par ultrasons à laquelle un traducteur est suspendu comme cela est connu. La colonne 1 est mue par un mécanisme approprié et non représenté qui permet de la placer, conformément à un programme de balayage de la pièce à contrôler, en tout point souhaité d'une cuve d'immersion dans laquelle on a plongé celle-ci. La colonne 1 reste verticale et est déplacée par le mécanisme selon trois axes orthonormés. La colonne 1 comprend un support 3 à son extrémité libre inférieure. Le support 3 est constitué de deux flasques verticaux, latéraux, 31 avec un axe 34 transversal, perpendiculaire à l'axe de la colonne, et un cadre 35. Le cadre 35 est monté sur le pivot de manière à pouvoir pivoter autour de cet axe horizontal 34. Une poulie 36 est solidaire de l'axe 34 et est entraînée en rotation par une courroie 37 et une poulie 36' motrice commandée depuis la colonne. La rotation du cadre 35 permet d'assurer le suivi du profil de la pièce. Le traducteur T comprend une partie cylindrique et un bloc à section carrée par lequel il est monté et retenu sur le cadre 35, formant élément de fixation. Avant l'opération de contrôle on ajuste la position du traducteur T dans le cadre, au moyen de vis de positionnement, de manière que l'axe du faisceau d'ultrasons émis par le traducteur T soit confondu avec celui de la colonne 1. La précision du contrôle dépend de la justesse de la position du traducteur par rapport à l'axe de la colonne. Si le contrôle d'une pièce requiert le changement d'un traducteur par un autre, on enlève le traducteur présent sur le cadre, on le remplace par le nouveau, et on procède à un ajustement précis de sa position sur le cadre en vérifiant que les axes soient dans la configuration requise notamment confondus. Ces rectifications occasionnent des pertes de temps et introduisent un risque d'erreur malgré le soin que l'on peut apporter à l'opération.40 L'invention réduit les manipulations sur les traducteurs avec le support représenté sur la figure 2. On a remplacé le cadre 35 de la figure 1 par un chariot basculant sur lequel 5 sont montés deux traducteurs avant l'opération de contrôle sur la pièce. Comme on le voit sur la figure 2, le support 100 de traducteurs est monté en extrémité de colonne 1 d'axe vertical ZZ. Il comprend deux flasques latéraux 102 et 104 dans le prolongement de la colonne 1. Ces deux 10 flasques sont retenus par des vis ou autres moyens de fixation à une plaque transversale 105 solidaire de la colonne 1. Un chariot basculant 110 est monté entre les deux flasques sur un pivot les traversant. Le pivot, non visible sur la figure, est d'axe horizontal YY perpendiculaire à l'axe ZZ. Le chariot basculant 110 comprend deux plaques 111, 111' perpendiculaires 15 au pivot reliées par des entretoises 112, 112'. Les plaques 111 et 111' ménagent entre elles deux cadres 111A et 111 A' formant respectivement un premier et un deuxième éléments de fixation de traducteur, T 1 et T2. Les cadres 111A et 111A' sont selon ce mode de réalisation en forme de glissières avec des nervures latérales coopérant avec des rainures ménagées 20 sur les traducteurs et sont ouverts sur une face du chariot. On immobilise les traducteurs en position au moyen de vis, de cales ou autres moyens équivalents. Une vis de réglage 113, respectivement 113', située dans les entretoises 112, respectivement 112', permet l'alignement de l'axe de colonne et l'axe ultra sonore par déplacement du bloc à section carré dans 25 lequel est vissé le traducteur. Les plans des deux cadres sont à angle droit l'un par rapport à l'autre. Le mode de réalisation représenté est donné à titre d'exemple. D'autres modes de réalisation du chariot sur lequel sont fixés les traducteurs entrent dans le 30 cadre de l'invention. Un autre exemple pourrait comprendre trois traducteurs que l'on met tour à tour en position de contrôle par simple rotation. Le basculement du chariot est assuré par une ou deux poulies 115 solidaire 35 du pivot et reliée par une courroie 117 à une poulie d'entraînement 116 pilotée par la machine de contrôle. Le support de l'invention présenté l'avantage de pouvoir être installé en remplacement sur une machine existante. 40 Le fonctionnement du dispositif est le suivant Avant le contrôle d'une pièce déterminée, pour lequel on a besoin d'utiliser cieux traducteurs, on met en place les deux traducteurs Tl et T2 sur le chariot 110. Ils sont fixés et leur position ajustée par rapport à l'axe ZZ par des moyens de fixation appropriés, vis, cales ou autres. On règle géométriquement le premier traducteur T 1 manuellement on fait pivoter le chariot support de 90 et on règle géométriquement le deuxième traducteur T2. On commence le contrôle en commandant le balayage d'une première zone de la pièce avec le premier traducteur Tl, figure 3. Le cas échéant on passe à une autre zone de balayage avec le même traducteur. Lorsque le balayage de l'ensemble des zones requérant le premier traducteur est terminé, on bascule le chariot en position de mise en fonction du deuxième traducteur T2, figure 4, que l'on alimente en ultrasons à la deuxième fréquence. Dans ce but la poulie d'entraînement est activée et le chariot basculé de 90 pour mettre le deuxième traducteur en position. Grâce au préréglage, il n'est pas nécessaire de régler géométriquement le deuxième traducteur. Après basculement il est en bonne place. On poursuit le contrôle de la pièce en balayant les autres zones. Le balayage des différentes zones avec les deux traducteurs n'est généralement pas commandé manuellement. Il est assuré de préférence par un automatisme convenablement programmé. Conformément à une variante, on dispose un boîtier de commutation automatique de signal ultrasons entre le générateur d'ultrasons et les traducteurs. Ce boîtier oriente le signal ultrason requis en fonction du programme de contrôle.35 Revendications 1. Support de traducteur à ultrasons destiné à être monté en extrémité d'une colonne (1) de positionnement de traducteur dans une machine de contrôle par ultrasons en immersion, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier élément de fixation (111A) d'un premier traducteur (Tl) et un deuxième élément de fixation (111 A') d'un deuxième traducteur (T), les deux éléments de fixation (111A, 111 A') étant mobiles par rapport à la colonne (1) entre une position de travail et une position d'attente. 2. Support selon la revendication 1 dont les deux éléments de fixation (111A, 111 A') des traducteurs (T 1, T2) comprennent des moyens de 15 réglage de la position des traducteurs par rapport à la colonne. 3. Support selon la revendication 2 dont les deux éléments de fixation (111A, 111 A') sont mobiles autour d'un axe (YY) perpendiculaire à l'axe (ZZ) de la colonne. 4. Support selon la revendication précédente dont les deux éléments de fixation (111A, 111 A') sont solidaires d'un chariot (110) mobile en rotation autour d'un axe (YY) perpendiculaire à l'axe (ZZ) de la colonne (1). 5. Support selon la revendication 4 comprenant deux flasques (102, 104) supportant un pivot transversal, ledit chariot (110) étant monté sur le pivot en étant mobile en rotation autour de l'axe du pivot. 30 6. Support selon la revendication 5 dont le pivot comprend au moins une poulie (115) par laquelle il est entraîné en rotation autour de son axe (YY). 7. Machine de contrôle par ultrasons en immersion comportant un 35 support de traducteur à ultrasons selon l'une des revendications 1à6. 20 25