Brevet FR3142544A1 — publié le 20240531

L’invention concerne un dispositif de vérification de la position des miroirs (13) d’un codeur optique (7), caractérisé en ce qu’il comprend au moins une surface de réception du codeur optique (7), une source de lumière (11) visible positionnée en regard de ladite surface de réception et émettant un faisceau lumineux (12) d’une largeur adaptée pour éclairer simultanément tous les miroirs (13) du codeur optique (7), une surface de réflexion (9) de la lumière (120) renvoyée par les miroirs (13) du codeur optique (7) lorsqu’ils sont éclairés par le faisceau lumineux (12), la surface de réflexion (9) étant placée parallèlement à la surface de réception du codeur optique (7) et en arrière de la source lumineuse (11), et une mire de lecture (10). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3 DISPOSITIF DE VERIFICATION DE LA POSITION DES MIROIRS D’UN CODEUR OPTIQUE L'invention a trait à un dispositif de vérification de la position des miroirs d’un codeur optique. Un codeur optique, en particulier un codeur optique dit à haute résolution, est un appareil permettant de déterminer la position angulaire d’un objet en mouvement par rapport à un autre. Pour cela, selon un type de codeur optique décrit dans EP-B-964 226, un faisceau optique est émis en direction de moyens réfléchissant assurant la déviation du faisceau lumineux en direction de moyens de réception du faisceau. Un disque rotatif dont on veut déterminer la position angulaire étant placé entre les moyens d’émission et de réception du faisceau lumineux et les moyens réfléchissants du faisceau lumineux. Le disque comprend des pistes définies par des zones opaques et des zones translucides, caractéristiques de chaque disque. Il comporte également des moyens de diffraction formé par un réticule. Des ouvertures forment les moyens réfléchissants de diffraction du faisceau lumineux entre les moyens d’émission et de réception. Ces ouvertures comprennent au moins deux surfaces disposées angulairement par rapport au plan dans lequel se trouvent les moyens d’émission et de réception du faisceau lumineux. Le faisceau lumineux passe successivement sur les deux surfaces entre l’émission et la réception, le chemin optique du faisceau traversant également au moins une fois le disque en rotation et au moins une fois le réticule assurant la diffraction. Il est à noter que le faisceau lumineux est émis dans la gamme d’ondes correspondant aux Infrarouges, donc non visible directement par l’œil humain. Les surfaces réfléchissantes du codeur sont disposées angulairement, par exemple à 45°par rapport à la verticale. Si un tel codeur permet, dans un encombrement réduit, d’effectuer une mesure de la position angulaire d’un objet en rotation, il est essentiel d’assurer une réflexion optimale du faisceau lumineux entre les surfaces. En d’autres termes, il ne faut pas qu’il y ait une modification dans le temps du coefficient de réflexion entre les surfaces, pour la longueur d’ondes concernée, sachant que le coefficient de réflexion doit être le plus élevé possible afin d’éviter toute perte lumineuse lors du trajet du faisceau optique. Or, ici, les surfaces réfléchissantes sont obtenues, selon un mode de réalisation préféré, par usinage d’ouvertures de formes données dans un bloc de matériau et polissage des surfaces, ces dernières étant ensuite couvertes chacune par un miroir. Si les techniques d’usinage permettent d‘obtenir des surfaces identiques, régulières et ne présentant que peu ou pas de défaut susceptible d’affecter la mesure, il n’en est pas de même avec les miroirs placés sur les surfaces inclinées. En effet, ces miroirs étant collés à chaud sur la surface usinée, il peut y avoir un défaut de positionnent du miroir, un excès de colle induisant un défaut de planéité du miroir, un défaut de placage du miroir sur la surface, des bavures entre le miroir et la surface ou d’autres défauts qui affectent la mesure. Il s’avère que de tels défauts, non seulement ne sont pas reproductibles et identiques entre les codeurs mais ne sont détectables que lors de l’utilisation du codeur, donc lorsque ce dernier est soit étalonné soit déjà livré chez le client. Dans le cas d’un défaut de position, il faut chauffer pour liquéfier la colle et repositionner le miroir. Il existe donc un besoin pour disposer d’une solution fiable permettant de détecter rapidement tout défaut dans la position des miroirs afin de pouvoir y remédier le plus en amont possible et dans tous les cas avant la livraison du codeur au client. C’est à ces besoins que se propose de répondre l’invention en offrant une solution de vérification de la position des miroirs rapide, fiable et à faible coût. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de vérification de la position des miroirs d’un codeur optique, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une surface de réception d’un codeur optique, une source de lumière visible positionnée en regard de ladite surface de réception et émettant un faisceau lumineux d’une largeur adaptée pour éclairer simultanément tous les miroirs du codeur optique, une surface de réflexion de la lumière renvoyée par les miroirs du codeur optique lorsqu’ils sont éclairés par le faisceau lumineux, la surface de réflexion étant placée parallèlement à la surface de réception du codeur optique et en arrière de la source lumineuse, et une mire de lecture. Ainsi, grâce à l’invention on dispose d’une solution qui permet de visualiser et de suivre le trajet du faisceau lumineux visible renvoyé par le codeur optique et de vérifier, grâce à une mire de lecture, que la position du faisceau réfléchi par les miroirs du codeur est correcte, donc de vérifier que la position des miroirs est correcte. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel dispositif peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : La source lumineuse est un laser émettant un faisceau de lumière visible. La source lumineuse est inclinée par rapport à la normale au plan principal de la surface de réception de sorte que le faisceau lumineux renvoyé par les miroirs du codeur optique lorsqu’ils sont éclairés par le faisceau arrive sur la surface de réflexion et non sur la source lumineuse. L’angle d’inclinaison de la source lumineuse est compris entre 0,1° et 30° par rapport à la normale au plan principal de la surface de réception du codeur optique. L’angle d’inclinaison de la source lumineuse est compris entre 0,1° et 4° par rapport à la normale au plan principal de la surface de réception du codeur optique. La mire de lecture est placée coplanairement à la surface de réception du codeur optique. Les positions de la mire de lecture et de la surface de réflexion sont inversées, la surface de réflexion étant coplanaire à la surface de réception du codeur optique. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: est une vue en perspective d’un dispositif de vérification de la position de miroirs d’un codeur optique conforme à un mode de réalisation de l’invention, le faisceau lumineux émis par la source lumineuse étant schématisé, est une vue partielle, en perspective et à une autre échelle, d’un codeur en place sur la surface de réception et de la mire, les faisceaux lumineux étant schématiquement illustrés, est un schéma simplifié illustrant le trajet du faisceau lumineux entre les différents éléments du dispositif, est une vue latérale simplifiée, à une plus grande échelle, d’un codeur optique et est un schéma simplifié illustrant un dispositif de vérification de la position des miroirs d’un codeur optique connu de l’état de la technique. La est une illustration d’un dispositif 1 conforme à un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 1 comprend un châssis 2 réalisé en un matériau rigide, inerte, stable et aisément usinable par exemple en métal. Le châssis 2 comprend une partie basse globalement en forme de H définissant un pied 3 pour le châssis 2. A partir de la barre transversale 4 du H constitutif du pied 3 un cadre 5 s'étend perpendiculairement au plan principal du pied 3 et au-dessus de ce dernier en regardant la . Ici le cadre 5 est rectangulaire, en variante il peut être carré. Ainsi lorsque le châssis 2 est en place sur une structure stable et plane, par exemple une surface de travail tel qu’un marbre, une table ou une paillasse de laboratoire, le pied 3 repose sur la surface de travail et le cadre vertical 5 s'étend au-dessus de cette dernière. En partie basse du châssis 2, à l'avant de la barre transversale 4 du pied 3 en regardant la , donc en avant par rapport au cadre 5 se trouve une surface de réception 6 d’au moins un codeur optique 7. Cette surface de réception 6 est ici rectangulaire, en variante elle peut être carrée ou circulaire. Dans tous les cas, elle a des dimensions adaptées au dispositif 1 et aux mesures à effectuer. En particulier, les dimensions de la surface de réception 6 lui permettent de recevoir au moins un codeur optique 7 en position médiane. Cette surface de réception 6 est rigoureusement plane et indéformable. Elle est, par exemple, en marbre. En partie haute, sur un des côtés 8 du cadre 5 constituant une extrémité terminale supérieure du châssis 2, une surface de réflexion 9 est positionnée. La surface de réflexion 9 est constituée d'un miroir plan dont les dimensions sont voisines de celles de la surface de réception 6 du codeur 7. Avantageusement les deux surfaces, de réception 6 et de réflexion 9, ont des dimensions et formes identiques. En variante, elles n’ont pas la même forme mais dans tous les cas l’aire de la surface de réflexion 9 est sensiblement égale à l’aire de la surface de réception 6. La surface de réflexion ou miroir 9 est fixée sur le châssis 2 et positionnée parallèlement à la surface de réception 6 du codeur optique 7. La distance entre les deux surfaces 6 et 9 correspond à la hauteur du cadre 5. Ici, cette distance est fixe, en variante les montants verticaux du cadre 5 sont télescopiques, ce qui permet d‘ajuster la distance entre les surfaces. En variante, au moins une des deux surfaces, de réception 6 et de réflexion 9, est formée de plusieurs éléments, identiques ou non, coplanaires et réglables individuellement. Une mire de lecture 10, également nommé abaque, est avantageusement disposée sur la surface de réception 6 du codeur optique 7, légèrement en arrière de celui-ci comme cela ressort des figures 1 et 2. En variante, comme cela est visible à la , la mire 10 est décalée par rapport à la surface de réception 6 du codeur optique 7. Dans tous les cas, la mire 10 est disposée à un endroit tel que lorsqu’un faisceau lumineux est renvoyé par le miroir 9, il éclaire la mire 10 ou une partie de celle-ci. Ici la mire 10 comprend un quadrillage rectangulaire défini pour le type de codeur optique 7 à vérifier. En variante, la mire est adaptée pour être utilisable avec plusieurs types de codeurs optiques. Dans un autre mode de réalisation, la mire est formée par un élément quadrillé amovible et placé sur une partie de la surface de réception 6, ce qui permet de changer aisément le quadrillage, donc la mire 10, selon le codeur optique à vérifier. Une source de lumière visible 11 émettant un faisceau dans la lumière visible, par exemple entre 400 nm et 700nm est positionné au-dessus de la surface de réception 6 du codeur optique 7. Cette source lumineuse 11 est fixée au châssis 2 en partie supérieure du cadre 5, par exemple sur la barre 8 comme la surface de réflexion 9. Dans tous les cas, la surface de réflexion 9 se trouve en arrière, et ici au-dessus, de la source lumineuse 11. La source lumineuse 11 est choisie pour émettre un faisceau lumineux 12 focalisé, non conique et étroit sous forme d’une bande visible. Avantageusement, la source lumineuse 11 est un laser. La distance entre la source lumineuse 11 et la surface de réception 6 est choisie pour que les deux miroirs 13 du codeur optique 7 soit simultanément et de manière identique éclairés par le faisceau 12. En l'espèce, la largeur du faisceau 12 est telle qu’il déborde de part et d’autre du codeur optique 7, comme cela ressort des figures 1 et 2. On conçoit qu’il est possible de modifier aisément la longueur du faisceau lumineux 12 en modifiant la distance entre la source lumineuse 11 et la surface de réception 6. Pour cela, outre un cadre 5 réglable, il est possible d’avoir un organe de fixation 14 du laser 11 sur la barre 8 également réglable. La source lumineuse 11 est disposée de sorte que l'axe optique principal A12 du faisceau lumineux 12 ne soit pas orienté perpendiculairement aux surfaces de réception 6 et de réflexion 9, donc qu’il ne soit pas confondu ou parallèle avec la normale N au plan principal P de la surface de réception 6 mais légèrement incliné. Cette inclinaison est illustrée à la par l'angle A entre l'axe optique A12 du laser et la normale N, étant entendu que la normale à la surface de réflexion 9 est confondue, ou au moins parallèle, à la normale N à la surface de réception 6. L’angle A est compris entre 0,1° et 30°et de manière préférée entre 0,1° et 4°. L’angle A est de préférence réglable. Pour cela, le support 14 comporte une partie 15 articulée, connue en soi. Le fonctionnement du dispositif 1 est maintenant décrit en référence aux figures 2 à 4. Tout d’abord le codeur optique 7 est placé sur la surface de réception 6, en un endroit défini correspondant sensiblement à une position médiane sur la surface 6. Un tel codeur 7 est schématiquement illustré à la . Il comporte une base 70 plane destinée à être en appui sur la surface 6. Les miroirs 13 se font face et sont inclinés chacun à 45° par rapport à la verticale, illustrée par les bords 71, 72 du codeur 7. Lorsque le faisceau laser 12 illumine le codeur optique 7, comme illustré à la , les deux miroirs 13 sont éclairés simultanément du fait de la largeur du faisceau 12. Ainsi le faisceau 12, non ponctuel, n'est pas renvoyé orthogonalement d’un miroir 13 sur l’autre miroir 13 mais en direction de la surface de réflexion 9, cela du fait de l’inclinaison A du laser 11 par rapport à la normale. La lumière réfléchie 120 par les miroirs 13 arrive directement, sans obstacle, sur la surface de réflexion 9 c'est-à-dire le miroir placé au-dessus et parallèle à la surface de réception 6, cela sans que la lumière réfléchie soit partiellement absorbée par le laser 11 puisque le renvoi s’effectue en arrière du laser 11. Le miroir 9 va ainsi renvoyer un faisceau réfléchi 121 angulairement en direction de la mire 10 qui est placée sensiblement au même niveau que la surface de réception 6 du codeur optique 7. Le faisceau réfléchi 121 se matérialise sur la mire 10 par deux points lumineux 150 matérialisés à la . Les points 150 sont alors visibles en une zone de la mire 10 qui a été préalablement positionnée et étalonnée, par exemple par un quadrillage en fonction du codeur optique 7, des distances optiques entre les surfaces 6 et 9. Il est possible de définir des zones, par exemple des cercles ou des rectangles dans lesquels doivent se situer les points 150 et qui correspondent à une position acceptable des miroirs 13 du codeur optique 7 lorsque ceux-ci sont bien positionnés, autant vis-à-vis des plans inclinés que de leurs positions respectives. Une telle solution permet donc de visualiser aisément de manière mécanique et optique pour chaque codeur 7 les positions des miroirs 13. Non seulement chaque miroir 13 est ainsi bien positionné sur son plan incliné mais également on s'assure que les miroirs 13 sont en face l'un de l'autre. En effet dans une autre solution connue illustrée la , si l'on éclaire avec un faisceau de lumière visible 16 ponctuel un miroir 13 celui-ci va renvoyer le faisceau lumineux sur l'autre miroir 13 qui lui va le renvoyer sur une mire 17. Cette solution permet effectivement de manière simple de vérifier la position de chacun des miroirs 13 mais la distance des miroirs étant variable en fonction de la taille du codeur 7 et du chemin optique cette solution permet de vérifier que chaque miroir 13 est bien positionné sur son plan incliné à 45° mais on ne peut pas vérifier que les miroirs 13 sont bien en face l'un de l'autre puisqu'ils sont testés indépendamment l'un de l’autre. Dans un autre mode de réalisation de l’invention non illustré, la mire 10 est disposée non pas au même niveau que la surface de réception 6 du codeur 7 mais en partie haute à la place du miroir 9. Le positionnement du codeur 7 peut-être repéré mécaniquement et/ou visuellement sur la surface de réception 6. De même il est possible d'avoir plusieurs mires 10 que l'on change selon le codeur à tester. En variante, on dispose de plusieurs abaques que l’on positionne de manière amovible sur une même mire cela en fonction des codeurs. Avantageusement des niveaux a bulle permettent de vérifier les niveaux et la planéité de la surface de réception 6 du codeur 7, de la surface de réflexion 9 et de régler précisément l'angle d'inclinaison A de la source lumineuse laser 11. En variante on peut utiliser d'autres sources lumineuses ayant d'autres longueurs d'onde pour autant que ce soit dans de la lumière visible et que les faisceaux émis soient suffisamment larges. En variante on peut disposer des surfaces de réception 6 des codeurs 7 et de miroirs 9 de part et d'autre du cadre vertical avec deux sources lumineuses 11 ce qui permet d'effectuer deux mesures sur deux codeurs 7 différents simultanément. Un tel dispositif a vocation à équiper un laboratoire de contrôle mais on conçoit aisément qu'il puisse être mobile et déplaçable selon les besoins. Dispositif (1) de vérification de la position des miroirs (13) d’un codeur optique (7), caractérisé en ce qu’il comprend au moins une surface de réception (6) du codeur optique (7), une source de lumière (11) visible positionnée en regard (8) de ladite surface de réception (6) et émettant un faisceau lumineux (12) d’une largeur adaptée pour éclairer simultanément tous les miroirs (13) du codeur optique (7), une surface de réflexion (9) de la lumière (120) renvoyée par les miroirs (13) du codeur optique (7) lorsqu’ils sont éclairés par le faisceau lumineux (12), la surface de réflexion (9) étant placée parallèlement à la surface de réception (6) du codeur optique (7) et en arrière de la source lumineuse (11), et une mire de lecture (10). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source lumineuse (11) est un laser émettant un faisceau (12) de lumière visible. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source lumineuse (11) est inclinée (A) par rapport à la normale (N) au plan principal (P) de la surface de réception (6) de sorte que le faisceau lumineux (120) renvoyé par les miroirs (13) du codeur optique (7) lorsqu’ils sont éclairés par le faisceau (12) arrive sur la surface de réflexion (9) et non sur la source lumineuse (11). Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’angle (A) d’inclinaison de la source lumineuse (11) est compris entre 0,1° et 30° par rapport à la normale (N) au plan principal (P) de la surface de réception (6) du codeur optique (7). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’angle (A) d’inclinaison de la source lumineuse (11) est compris entre 0,1° et 4° par rapport à la normale (N) au plan principal (P) de la surface de réception (6) du codeur optique (7). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mire de lecture(10) est placée coplanairement à la surface de réception (6) du codeur optique (7). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les positions de la mire de lecture (10) et de la surface de réflexion (9) sont inversées, la surface de réflexion (9) étant coplanaire à la surface de réception (6) du codeur optique (7).