Brevet FR3033636A1 — publié le 20160916

Canne de machine de mesure tridimensionnelle en particulier de dimensions d'une cavité interne d'un rotor de turbomachine DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une canne de machine de mesure tridimensionnelle, en particulier de dimensions d'une cavité interne d'un rotor, tel qu'un tambour, de turbomachine. ETAT DE L'ART Un tambour de turbomachine comprend plusieurs disques coaxiaux reliés les uns aux autres et délimitant entre eux des cavités annulaires internes. Ces cavités annulaires sont difficilement accessibles par une personne. Il n'est donc pas possible de vérifier les dimensions internes d'une cavité de ce type au moyen d'un outil classique de mesure qui serait manipulé directement par une personne. Il est connu de mesurer les dimensions internes d'une cavité interne d'un tel tambour au moyen d'une machine de mesure tridimensionnelle, appelée couramment MMT. De façon connue, une MMT comprend un bras robotisé qui porte une canne de support d'un palpeur. La canne est conformée pour pouvoir loger et manipuler le palpeur dans la cavité interne, ce palpeur étant destiné à être mis au contact d'une surface interne de la cavité, en plusieurs points, afin que des moyens de calcul de la machine puissent déterminer les dimensions de la cavité en fonction des coordonnées tridimensionnelles de ces points. Dans la technique actuelle, la canne utilisée pour mesurer les dimensions d'une cavité interne d'un rotor de turbomachine a une forme sensiblement en L et comprend deux barres longitudinales sensiblement perpendiculaires. La canne comprend une première barre longitudinale sensiblement verticale en utilisation dont une première extrémité (supérieure) est configurée pour être reliée au bras robotisé et dont l'extrémité opposée (inférieure) est coudée et reliée à une extrémité d'une seconde barre 3033636 2 longitudinale sensiblement horizontale en utilisation et qui porte à son extrémité opposée le palpeur. Le palpeur comprend en général un stylet flexible portant à son extrémité libre une bille formant une tête de mesure. Lorsque le palpeur vient au contact d'une surface, par l'intermédiaire de la 5 bille, le stylet fléchit et ce fléchissement est détecté par la machine qui enregistre les coordonnées tridimensionnelles du point de contact. Une des dimensions à mesurer est le diamètre interne de chaque cavité du rotor. Pour réaliser cette mesure, on pose le tambour sur un plateau de sorte que l'axe de révolution du tambour soit vertical puis on 10 insère la canne dans le tambour de façon à ce que la barre verticale de la canne s'étende le long de l'axe du tambour et que sa barre horizontale s'étende à l'intérieur d'une cavité à mesurer du tambour. Le diamètre interne d'une cavité peut être différent de celui d'une autre cavité et peut en outre varier le long de l'axe de révolution du 15 tambour. Il n'est pas possible de mesurer tous les diamètre internes d'un tambour avec une unique canne car la barre horizontale a une longueur fixe prédéterminée. Ainsi, si la barre horizontale a une longueur adaptée pour mesurer un diamètre compris entre D et D', elle ne pourra pas être utilisée pour mesurer un diamètre inférieur à D ou supérieur à D' et il sera 20 alors nécessaire d'utiliser au moins une autre canne plus courte ou plus longue pour réaliser la mesure. On constate donc que certains rotors ou certaines cavités d'un rotor nécessitent l'utilisation de deux cannes pour être mesuré(e)s. L'utilisation de deux cannes présente des inconvénients. Le risque de contact entre la 25 canne et le rotor est accru puisqu'il faut manipuler deux cannes au lieu d'une. Par ailleurs, la mesure des dimensions est longue puisqu'elle nécessite un temps de remplacement de la canne. Les cannes de la technique actuelle présentent un autre inconvénient. Les palpeurs sont en général montés aux extrémités des 30 barres horizontales par vissage. Après vissage et serrage d'un palpeur, la tête de mesure a une position angulaire donnée vis-à-vis de l'axe 3033636 3 longitudinal de la barre horizontale. Dans le cas où ce palpeur est démonté et remplacé par un autre palpeur, on constate que la tête de mesure du nouveau palpeur vissé et serré n'a pas exactement la même position angulaire vis-à-vis de l'axe de la barre horizontale, ce qui peut diminuer la 5 précision de la mesure. La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des inconvénients ci-dessus. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose à cet effet une canne de machine de mesure 10 tridimensionnelle, comprenant une première barre longitudinale dont une première extrémité longitudinale est configurée pour être reliée à un bras robotisé de ladite machine et dont une seconde extrémité longitudinale est configurée pour être reliée à une première extrémité longitudinale d'une seconde barre longitudinale, sensiblement perpendiculaire à ladite 15 première barre, et dont une seconde extrémité longitudinale est configurée pour être reliée à au moins un palpeur, caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier de liaison desdites première et seconde barres, ledit boîtier comportant des premiers moyens de liaison à ladite seconde extrémité de la première barre, et des seconds et troisièmes moyens de liaison à ladite 20 première extrémité de la seconde barre, lesdits seconds et troisièmes moyens de liaison étant indépendants et étant configurés pour que, lorsque la seconde barre est reliée auxdits seconds moyens de liaison, la seconde extrémité de la seconde barre soit à une distance de l'axe longitudinal de la première barre, qui est différente de celle entre la seconde extrémité de la 25 seconde barre et l'axe longitudinal de la première barre lorsque la seconde barre est reliée auxdits troisièmes moyens de liaison. L'invention permet ainsi de remplacer les deux cannes de la technique antérieure par une unique canne dont la longueur de la seconde barre ou barre horizontale (vis-à-vis de l'axe longitudinal de la première 30 barre) peut être choisie entre deux valeurs selon que cette seconde barre est montée sur les seconds ou troisièmes moyens de liaison. 3033636 4 La canne selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - au moins certains desdits premiers, seconds et troisièmes moyens de 5 liaison sont montés mobiles en rotation vis-à-vis dudit boîtier de façon à ce que ladite première barre et/ou ladite seconde barre soi(en)t mobile(s) en rotation vis-à-vis du boîtier, - ledit boîtier comprend : - des moyens de blocage en rotation desdits premiers, seconds et/ou 10 troisièmes moyens de liaison, et/ou - des moyens de limitation du débattement angulaire desdits premiers, seconds et/ou troisièmes moyens de liaison, - le boîtier a une forme sensiblement parallélépipédique et comprend une première paroi sur laquelle sont situés lesdits premiers moyens, une 15 seconde paroi sensiblement perpendiculaire à ladite première paroi et sur laquelle sont situés lesdits seconds moyens, et une troisième paroi sensiblement perpendiculaire auxdites première et seconde parois et sur laquelle sont situés lesdits troisièmes moyens, - la distance entre ladite seconde paroi et ledit axe de la première barre est 20 différente de la distance entre ladite troisième paroi et ledit axe de la première barre, - lesdits seconds et troisièmes moyens de liaison sont du type à vissage et/ou emboîtement, - ledit boîtier comprend un évidement interne de passage de fils électriques 25 de raccordement électrique desdits premiers moyens de liaison auxdits seconds et troisièmes moyens de liaison, respectivement, La présente invention concerne également une machine de mesure tridimensionnelle, en particulier de dimensions d'une cavité interne d'un rotor de turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend une canne telle 30 que décrite ci-dessus. 3033636 5 La présente invention concerne encore une utilisation d'une canne telle que décrite ci-dessus pour une mesure tridimensionnelle de dimensions d'une cavité interne d'un rotor de turbomachine. DESCRIPTION DES FIGURES 5 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe longitudinale d'un 10 tambour de turbomachine, et illustre un procédé de mesure de dimensions d'une cavité interne du tambour au moyen d'une canne de MMT selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective de la canne de la figure 1, 15 - la figure 3 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2 et montre le boîtier de liaison de la canne, - la figure 4 est une vue en perspective et en transparence du boîtier de liaison de la canne de la figure 1, et - la figure 5 est une vue schématique en coupe de la canne de la figure 1. 20 DESCRIPTION DETAILLEE Les figures 1 à 5 représentent un mode de réalisation d'une canne selon l'invention pour une machine de mesure tridimensionnelle ou MMT, cette canne étant par exemple utilisée pour mesurer les dimensions internes d'une cavité d'un rotor de turbomachine, tel qu'un tambour 10 25 comme cela est représenté en figure 1. Le tambour 10 comprend plusieurs disques 12 coaxiaux et disposés les uns derrière les autres. Deux disques 12 adjacents sont reliés entre eux par une paroi 14 sensiblement cylindrique ou tronconique, qui définit une cavité annulaire 16 autour de l'axe longitudinal A du tambour 10. Cette 30 cavité 16 est délimitée latéralement par des faces annulaires latérales en regard des disques 12. 3033636 6 Les disques 12 ont en section une forme en poireau et définissent intérieurement un alésage cylindrique 18 s'étendant le long de l'axe A. Les cavités internes 16 du tambour 10 débouchent intérieurement dans cet alésage 18, comme cela est visible dans le dessin. 5 Pour mesurer le diamètre interne D d'une cavité 16, on utilise une canne 20 de forme générale en L. La canne 20 comprend une première barre longitudinale ou barre verticale 22 et une seconde barre longitudinale ou barre horizontale 24. La barre verticale 22 a une extrémité supérieure configurée pour être 10 reliée à un bras robotisé (non représenté) de la machine, et une extrémité inférieure reliée à une extrémité de la barre horizontale 24. L'autre extrémité de la barre horizontale 24 est configurée pour être reliée à un palpeur 26. La canne 20 est insérée dans l'alésage 18 du tambour 10 de façon à 15 ce que l'axe longitudinal B de sa barre verticale 22 soit sensiblement aligné sur l'axe A, et que sa barre horizontale 24 s'étende dans une cavité 16 à mesurer. Une partie de la barre 22 s'étend alors dans l'alésage 18, et la barre 24 s'étend dans l'alésage 18 et la cavité 16 à mesurer. Dans la technique actuelle, l'extrémité inférieure de la barre verticale 20 22 est coudée et la barre horizontale 24 a une longueur fixe. L'extrémité de la barre 24, opposée à la barre verticale 22, est ainsi située à une distance d de l'axe B, qui est fixe. Le palpeur 26 est monté sur cette extrémité de la barre 24 et sa longueur permet d'atteindre un diamètre D à mesurer. Comme on le voit dans le dessin, du fait de la forme sensiblement 25 tronconique de la paroi 14, le diamètre D d'une cavité 16 peut varier le long de l'axe A. De plus, le diamètre interne d'une cavité 16 du tambour 10 peut être très différent de celui d'une autre de ses cavités. C'est pourquoi, dans la technique actuelle, on a besoin de deux cannes indépendantes, qui ont des barres 24 de longueurs différentes, pour pouvoir mesurer les différents 30 diamètres internes d'un tambour. 3033636 7 La présente invention permet de résoudre ce problème grâce à une canne 20 comprenant un boîtier 28 de liaison des barres 22, 24, ce boîtier 28 comportant des premiers moyens 30a de liaison à la barre 22, des seconds moyens 30b de liaison à la barre 24, et des troisièmes moyens 5 30c de liaison à la barre 24, les seconds et troisièmes moyens de liaison étant indépendants et étant configurés pour que, lorsque la barre 24 est montée sur les seconds moyens 30b, l'extrémité de cette barre 24, opposée à la barre 22, soit à une distance d de l'axe B, qui est différente de celle obtenue lorsque la barre 24 est montée sur les troisièmes moyens 10 30c. Autrement dit, avec une unique barre 24, l'invention permet à la canne 20 de pouvoir mesurer des diamètres à deux distances distinctes. Dans l'exemple représenté, le boîtier 28 a une forme générale parallélépipédique et comprend des faces sensiblement planes dont une face supérieure 32a, une face inférieure parallèle à la face supérieure 32a, 15 et quatre faces latérales qui sont perpendiculaires aux faces supérieure et inférieure et qui sont parallèles deux à deux. Les premiers moyens de liaison 30a sont situés sur la paroi supérieure 32a, les seconds moyens de liaison 30b sont situés sur une des parois latérales, référencée 32b, et les troisièmes moyens de liaison 30c 20 sont situés sur une autre paroi latérale, référencée 32c. Les parois 32b, 32c sont perpendiculaires. Par ailleurs, les parois 32b, 32c s'étendent à des distances el , e2 différentes de l'axe B. La distance el est mesurée dans un plan perpendiculaire aux parois 32a, 32b et la distance e2 est mesurée dans un plan perpendiculaire aux parois 32a, 32c (figure 3). Dans l'exemple 25 représenté, e2 est supérieure à el . Chacun des seconds et troisièmes moyens de liaison 30b, 30c comprend deux pièces cylindriques 34, 36 solidaires l'une de l'autre. Une première 34 des pièces comprend une partie logée dans un évidement cylindrique 38 du boîtier 28 et apte à tourner dans cet évidement autour de 30 son axe de révolution. Cette partie de la pièce 34 comprend une gorge annulaire externe 40. Par ailleurs, la pièce 34 comprend à son extrémité 3033636 8 libre orientée vers l'intérieur du boîtier 28 un doigt 42 qui s'étend vers l'intérieur du boîtier, sensiblement parallèlement à l'axe de révolution de la pièce 34. Les évidements 38 de logement des pièces 34 débouchent dans un 5 autre évidement 39 du boîtier 28, qui s'étend sensiblement le long de l'axe B et qui traverse le boîtier sur toute sa dimension le long de cet axe. Le boîtier 28 comprend des orifices de montage de vis 44 et de tiges cylindriques 46, 48 formant des moyens de butée et de verrouillage des pièces 34 des moyens de liaison 30b, 30c. Ces orifices s'étendent dans 10 des directions parallèles à la paroi supérieure 32a et perpendiculaires à l'axe de révolution de la pièce 34 avec laquelle les vis 44 et tiges 46, 48 correspondant sont destinées à coopérer. Chaque orifice de montage d'une vis 44 s'étend entre une face latérale du boîtier 28 jusque dans l'évidement 38, et débouche au niveau 15 de la gorge 40 de la pièce 34 correspondante. Comme cela est visible en figure 4, la vis 44 est destinée à prendre appui par son extrémité libre opposée à sa tête sur la pièce 34, dans le fond de la gorge 40, pour bloquer en rotation la pièce 34 autour de son axe de révolution vis-à-vis du boîtier 28. 20 Les orifices de montage des tiges 46 s'étendent entre une face latérale du boîtier 28 (la même que celle comportant l'orifice de montage de la vis 44) jusque dans l'évidement 38, et débouche au niveau de la gorge 40 de la pièce 34 correspondante. Deux orifices de ce type sont associés à chaque évidement 38. Ils sont sensiblement diamétralement opposés par 25 rapport à l'axe de révolution de la pièce 34 et sont sensiblement parallèles à l'orifice de montage de la vis 44 correspondante. Comme cela est visible aux figures 4 et 5, les tiges sont destinées à être insérées dans des portions diamétralement opposées de la gorge 40 et à former des moyens de guidage de la pièce 34 en rotation autour de son axe, ainsi que des 30 moyens de retenue de cette pièce dans des directions parallèles à son axe. 3033636 9 L'orifice de montage de la tige 48 s'étend entre une face latérale du boîtier 28 (la même que celle comportant les orifices de montage de la vis 44 et des tiges 46) jusque dans l'évidement 38, et débouche au voisinage de l'extrémité de la pièce 34 située à l'intérieur du boîtier 28. Comme cela 5 est visible aux figures 4 et 5, le doigt 42 de la pièce 34 est destiné à venir en butée sur la tige 48 pour limiter le débattement angulaire de la pièce 34 autour de son axe. Chaque pièce 34 comprend un alésage cylindrique interne 50 de passage de fils électriques, schématiquement représentés par les traits 10 référencés 52 aux figures 4 et 5. Les fils 52 passent également dans les évidements 38, 39 du boîtier 28. L'alésage 50 de chaque pièce comprend une partie de plus grand diamètre du côté opposé au boîtier 28, dans laquelle est montée la seconde pièce 36 précitée des moyens de liaison. Cette seconde pièce 36 15 est solidaire en rotation de la première pièce 34 et comprend à son extrémité libre, située du côté opposé au boîtier 28, un orifice taraudé 54 de vissage d'une extrémité de la barre horizontale 24. La pièce 36 est réalisée en métal et une extrémité des fils électriques 52 de raccordement électrique des moyens de liaison 30b ou 20 30c correspondants, est fixée, par exemple par soudage, sur l'extrémité de la pièce 36 opposée à l'orifice taraudé 54. La barre horizontale 24 peut ainsi être déplacée en rotation autour de son axe vis-à-vis du boîtier 28, et être immobilisée dans une position angulaire souhaitée autour de son axe par serrage de la vis 44 destinée à 25 prendre appui sur la pièce 34 des moyens de liaison 30b, 30c sur lesquels est montée la barre 24. Ceci permet de positionner angulairement avec précision le palpeur 26 autour de l'axe longitudinal de la barre 24. La tige 46 limite la course angulaire de la pièce 34 autour de son axe pour éviter de tordre les fils 52 et limiter le risque de désolidarisation des fils 52 de la 30 pièce 36. 3033636 10 Les premiers moyens de liaison 30a comprennent ici une pièce cylindrique 34 associée à une vis 44 et à des tiges 46, 48, comme expliqué dans ce qui précède. Une partie de cette pièce 34 est logée dans une extrémité supérieure de l'évidement 39 du boîtier 28. La barre verticale 22 5 peut ainsi être déplacée en rotation autour de son axe B vis-à-vis du boîtier 28, et être immobilisée dans une position angulaire souhaitée autour de l'axe B par serrage de la vis 44 destinée à prendre appui sur la pièce 34 de montage de la barre 22. Ceci permet de positionner angulairement avec précision le boîtier 28 autour de l'axe B. 10 Dans l'exemple représenté, les pièces 36 des moyens de liaison 30b, 30c sont sensiblement identiques et leurs pièces 34 sont différentes. On note e3 et e4 les distances entre l'axe B et les extrémités libres des pièces 36 sur lesquelles sont situés les orifices taraudés 54, respectivement. 15 Comme expliqué dans ce qui précède, la barre horizontale 24 assure la liaison entre le boîtier 28 et le palpeur 26. Cette barre 24 forme ainsi une allonge de longueur déterminée. L'invention permet de pouvoir effectuer des mesures à deux distances d, d' différentes au moyen d'une unique barre 24. Naturellement, il serait envisageable de monter des barres 24 20 ayant différentes longueurs sur le boîtier 28 pour pouvoir étendre la plage des distances de mesure. Dans le cas où la barre 24 a une longueur H, la distance d précitée la plus courte est égale à d = H + e3 et la distance la plus longue est égale à d' = H + e4. Dans un exemple particulier où e3 est égale 24mm et e4 est 25 égale à 80mm, les distances d et d' diffèrent l'une de l'autre par la différence entre e4 et e3, soit 56mm. Le boîtier 28 peut être réalisé en aluminium et les barres 22, 24 peuvent être réalisées en carbone, pour réduire la masse de la canne 20. 30 REVENDICATIONS1. Canne (20) de machine de mesure tridimensionnelle, comprenant une première barre longitudinale (22) dont une première extrémité longitudinale est configurée pour être reliée à un bras robotisé de ladite machine et dont une seconde extrémité longitudinale est configurée pour être reliée à une première extrémité longitudinale d'une seconde barre longitudinale (24), sensiblement perpendiculaire à ladite première barre, et dont une seconde extrémité longitudinale est configurée pour être reliée à au moins un palpeur (26), caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier (28) de liaison desdites première et seconde barres, ledit boîtier comportant des premiers moyens (30a) de liaison à ladite seconde extrémité de la première barre, et des seconds et troisièmes moyens (30b, 30c) de liaison à ladite première extrémité de la seconde barre, lesdits seconds et troisièmes moyens de liaison étant indépendants et configurés pour que, lorsque la seconde barre est reliée auxdits seconds moyens de liaison, la seconde extrémité de la seconde barre soit à une distance (d) de l'axe longitudinal (B) de la première barre, qui est différente de celle entre la seconde extrémité de la seconde barre et l'axe longitudinal (B) de la première barre lorsque la seconde barre est reliée auxdits troisièmes moyens de liaison. 2. Canne (20) selon la revendication 1, dans laquelle au moins certains desdits premiers, seconds et troisièmes moyens de liaison (30a, 30b, 30c) sont montés mobiles en rotation vis-à-vis dudit boîtier (28) de façon à ce que ladite première barre (22) et/ou ladite seconde barre (24) soi(en)t mobile(s) en rotation vis-à-vis du boîtier. 3. Canne (20) selon la revendication 2, dans laquelle ledit boîtier (28) comprend : - des moyens (44) de blocage en rotation desdits premiers, seconds et/ou troisièmes moyens de liaison (30a, 30b, 30c), et/ou 3033636 12 - des moyens (42, 48) de limitation du débattement angulaire desdits premiers, seconds et/ou troisièmes moyens de liaison. 4. Canne (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le boîtier (28) a une forme sensiblement parallélépipédique et 5 comprend une première paroi (32a) sur laquelle sont situés lesdits premiers moyens (30a), une seconde paroi (32b) sensiblement perpendiculaire à ladite première paroi et sur laquelle sont situés lesdits seconds moyens (30b), et une troisième paroi (32c) sensiblement perpendiculaire auxdites première et seconde parois et sur laquelle sont 10 situés lesdits troisièmes moyens (30c). 5. Canne (20) selon la revendication 4, dans laquelle la distance e2 entre ladite seconde paroi (32b) et ledit axe (B) de la première barre (22) est différente de la distance el entre ladite troisième paroi (32c) et ledit axe de la première barre. 15 6. Canne (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle lesdits seconds et troisièmes moyens de liaison (30b, 30c) sont du type à vissage et/ou emboîtement. 7. Canne (20) selon l'une des revendication précédentes, dans laquelle ledit boîtier (28) comprend un évidement interne (39) de passage de fils 20 électriques (52) de raccordement électrique desdits premiers moyens de liaison (30a) auxdits seconds et troisièmes moyens de liaison (30b, 30c), respectivement. 8. Machine de mesure tridimensionnelle, en particulier de dimensions d'une cavité interne (16) d'un rotor de turbomachine, caractérisée en ce 25 qu'elle comprend une canne (20) selon l'une des revendications précédentes. 9. Utilisation d'une canne (20) selon l'une des revendications 1 à 7 pour une mesure tridimensionnelle de dimensions d'une cavité interne (16) d'un rotor de turbomachine. 30