CH146588A - Recording device for checking the straightness of mechanical parts. - Google Patents

Recording device for checking the straightness of mechanical parts.

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CH146588A
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Physique Societe Genevoise De
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness

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Description

  

  Appareil enregistreur pour le contrôle de la rectitude de pièces     mécaniques.       L'objet de la présente invention est un  appareil enregistreur pour le contrôle de la       rectitude    de pièces mécaniques, par exem  ple de coulisses de machines et principale  ment de glissières de machines-outils et ap  pareils de mesure. Cet appareil comprend  une lunette à     auto-callimation    et à oculaire  à vis micrométrique, visant sur un miroir  plan fixé à un coulisseau     déplaçaàle    le long  de la pièce à contrôler.

   T1 -est caractérisé  par le fait que le     coulisseau    est relié à une  feuille enregistreuse, de façon à la déplacer  proportionnellement à son propre mouve  ment, tandis que la vis. micrométrique est  reliée à un style par le moyen d'une trans  mission cinématique continue comportant  un changement de vitesse progressif .dont on  fait varier le rapport de multiplication lors  que l'on actionne la vis micrométrique en dé  pendance des rotations du miroir, l'organe  primaire du     changement    de vitesse tournant  lui-même     proportionnellement    au chemin  parcouru par le miroir. Le dessin ci-annexé    se rapporte à une forme d'exécution, donnée  à     titre    d'exemple, de l'objet de l'invention.  



  Les     fig.    1 à 4 illustrent le principe sur  lequel est basée cette forme d'exécution; la       fig.    5 la représente schématiquement et la       fig.    6 montre une variante.  



  Dans la     .fig.    1, la.     ilumière    émise par     une     source lumineuse 1 éclaire un fil mince 2.  est réfléchie par un prisme à réflexion to  tale 3, est rendue parallèle par l'objectif 4  de la lunette, est réfléchie par le miroir plan  5 porté par le coulisseau 6 et revient former  une image dans le plan du réticule d'un mi  cromètre oculaire 7 faisant partie de la lu  nette. Le coulisseau 6 portant le miroir 5 est  disposé de façon à pouvoir se déplacer     saris     jeu le long de la glissière 8 du bâti de la  machine 9.

   Si cette glissière 8 n'est pas exac  tement rectiligne, le miroir 5 éprouvera de  légers déplacement angulaires, ce qui entraî  nera un déplacement correspondant de  l'image du fil 2 qui se forme dans le plan du  réticule du micromètre oculaire 7. L'objec-      tif 4 -de la lunette étant mis au point à l'in  fini, l'éloignement ou le rapprochement du  miroir sera sans influence sur l'apparence de  l'image observée par l'oculaire. Seule une  rotation du miroir autour d'un axe vertical  produira un déplacement latéral de l'image  11     (fig.    2) du fil 2 dans le champ de l'ocu  laire 10.

   Ces     déplacements-    seront mesura  bles par pointé au moyen des fils 12, 12' du  micromètre oculaire.- Les rayons réfléchis par  le miroir 5 étant déviés     -du    double de l'angle  dont on aura tourné le miroir, l'image 11 du  fil 2 se déplacera dans le plan focal de la lu  nette de la valeur 2 d.     F,    où d désigne l'an  gle de rotation du miroir 5 et     F    le foyer  de l'objectif 4. Ces déplacements, mesurés au  moyen du micromètre oculaire 7, seront donc  proportionnels aux déviations angulaires de  la coulisse par rapport à l'axe     géométrique     d'une coulisse rectiligne idéale. Dans la       fig.    3, 13 représente la ligne moyenne de la  coulisse 8 vue en plan.

   L'angle B est l'incli  naison de la coulisse par rapport à la .droite  idéale 14     joignant    ses deux extrémités; les  variations de l'angle B sont identiques à  l'angle d dont le miroir 5 tourne entre deux  positions du coulisseau 6 le long de la cou  lisse 8.  



  Ce procédé de     mesure    optique présente  une     extrême    sensibilité; il est cependant peu  pratique, car il fournit les valeurs-     variables     de l'angle<I>B</I> et non pas la flèche<I>f</I>     (fig.    3)  elle-même de .la coulisse, la valeur de cette  flèche f ne pouvant être déduite des varia  tions de l'angle B que par une intégration.  La forme d'exécution représentée permet  précisément d'effectuer mécaniquement et  automatiquement l'intégration désirée pour  passer des angles B aux flèches f clé la cou  lisse.  



  Nous n'avons     -considéré    jusqu'à mainte  nant que les erreurs de rectitude de la cou  lisse dans le plan horizontal, ce ,qui corres  pond dans le champ de l'oculaire 10 à une  image semblable à celle de la     fig.    2. Pour  mesurer les erreurs clé rectitude de la cou  lisse dans le plan vertical, il suffira de faire    tourner l'ensemble de la lunette d'un quart  de tour autour de son axe optique, ce qui  produirait dans le champ de l'oculaire 10  une image représentée par la     fig.    4, dont la  signification est identique à celle de la       fig.    2.

   Dans ce cas, une rotation d du mi  roir 5 autour d'un axe horizontal produira  un     déplacement    vertical 2 d.     F,    de l'image       1.1    du fil 2.  



  Dans     la;        fig.    5, 15 représente un tambour  sur lequel s'enroule un câble inextensible       16'relié    au coulisseau 6 et communiquant  donc au tambour 15 .des rotations propor  tionnelles aux déplacements de ce     coulisseau     6; par l'intermédiaire d'un train d'engrena  ges 17, 18, les rotations du tambour 15 sont  transmises au tambour 19 sur lequel -est en  roulée une feuille de papier ou qui est garni  de toute substance permettant d'enregistrer  les déplacements -de l'organe     enregistreur    20.  qui peut être, par exemple, un crayon, une  plume ou tout organe équivalent, agissant  par traçage mécanique, chimique, photogra  phique ou autre.  



  Par l'intermédiaire d'un axe 21, d'engre  nages 22, 23 et d'un axe 24, les rotations du  tambour 15 se transmettent en outre à un  plateau 25 faisant office de -changement de  vitesse progressif avec un galet :de friction  26 monté sur un arbre<B>27,</B> sur lequel il peut  coulisser     axialement,    mais qu'il entraîne  ,dans sa rotation. Cet arbre 27 est solidaire  d'une vis 28 qui produit le déplacement d'un  écrou coulissant, mais non tournant 29; cet  écrou porte le crayon ou style enregistreur  20. La position du galet 26 de     friction    sur  un diamètre du plateau d'entraînement<B>25</B>  est commandée par une vis 30 et un écrou 31  muni d'un organe d'entraînement 32.

   La vis  30 peut être actionnée à l'une de ses extrémi  tés par une manivelle 33 alors que son autre  extrémité est reliée, par un engrenage 34.  35 et un dispositif de -débrayage 36, avec la  vis du micromètre oculaire 7. Lorsque l'on  actionne la manivelle 33, les fils -du réticule  12, 12'     (fig.    2 ou 4) seront déplacés .dans  le champ de l'oculaire et pourront être ame  nés à encadrer exactement l'image 11. Ce      même mouvement amènera le galet de fric  tion 26 à 'la distance voulue     @du    centre de ro  tation du     plateau    menant 25.  



  Les rapports des engrenages 17, 18 et 22,  23, ainsi que les pas de vis 28 et 30 pour  ront     être        déterminés    de façon à produire,  avec les diamètres du tambour 19 et du ga  let de friction 26 et les constantes du mi  cromètre oculaire 7, un diagramme présen  tant des échelles simples, par exemple une  échelle de -1 :20 pour     les    dimensions corres  pondant aux     -déplacements    du     coulisseau    6  le long de la coulisse 8, et une échelle  7.000 : 1 pour .les flèches f de la     fig.    3.  



  On se sert de la forme d'exécution décrite  de la façon suivante:  La.     lunette    ayant été mise au point sur  l'infini, son axe sera dirigé approximative  ment dans la     direction    longitudinale de la  coulisse à contrôler et le coulisseau porte  miroir 6 sera amené à l'une des extrémités de  cette coulisse. Le galet de friction 26 sera  amené approximativement au milieu du pla  teau -d'entraînement 25 et le style enregis  treur 20 vers la     mi-largeur        du.    tambour 19. En  débrayant le dispositif 36, on fera le pointé  du réticule sur     l'image,du    fil 2,     réfléchie    par  le miroir plan 5; puis 36 sera embrayé, ce  qui accouple la vis du micromètre à la vis 30.  



  Le coulisseau 6     portant    le miroir 5 sera  déplacé soit d'un mouvement continu lent le  long de la coulisse 8, ou bien d'une façon  discontinue par     intervalles    suffisamment fai  bles. L'opérateur,     observant    .à .la lunette,  corrigera progressivement .le pointé du mi  cromètre 7, de façon à suivre exactement les  déplacements -de l'image réfléchie du fil  2; pour cela,     i1    actionnera la manivelle 33  commandant la vis 30, .dont. le mouvement  est transmis au micromètre 7 par l'intermé  diaire -des organes 34, 35 et 36. Les déplace  ments -du     coulisseau    commanderont, par  l'intermédiaire du fil 16, la rotation du tam  bour 15 -et le déroulement du papier disposé  sur le tambour 19.  



  Le diagramme produit sur le tambour 19  par le     style    20 sera la     représentation    exacte  de la coulisse en     projection    verticale ou ho-         rizontale    à une     certaine    échelle dépendant  des rapports cinématiques de l'appareil. Pour  compléter le diagramme, les extrémités de la  courbe tracée 13     (fig.    3) seront jointes par  une droite 14; les flèches f comptées perpen  diculairement au sens de déroulement du pa  pier seront les erreurs cherchées de rectitude  de la coulisse.  



  Pour assurer un entraînement sûr du ga  let 26. sans     pression    exagérée entre ce galet  et le disque 25, on pourra. conformément à  la     fig.    6, disposer le galet 26 entre deux dis  ques 25 et 25' pressés l'un contre l'autre.  Le     contre-disque    25' pourra être soit fou,  soit accouplé au disque menant 25 par un  dispositif lui imprimant une vitesse égale,  mais en sens contraire du disque 25.  



  Il est évident qu'au lieu d'un fil ? éclairé  par une source lumineuse 1. on pourrait uti  liser tout     autre    signal lumineux connu en  optique, par exemple une     fente    lumineuse.  un système de fils ou de caches opaques,  etc., le principe du dispositif étant unique  ment de fournir une source lumineuse de  forme déterminée, dont l'image réfléchie par  le miroir 5 se forme dans le plan du micro  mètre 7, qui permet d'en mesurer les dépla  cements.



  Recording device for checking the straightness of mechanical parts. The object of the present invention is a recording apparatus for checking the straightness of mechanical parts, for example machine slides and mainly machine tool slides and measuring devices. This device comprises a telescope with auto-callimation and eyepiece with micrometric screw, aiming on a plane mirror fixed to a slide moved along the part to be checked.

   T1 -is characterized by the fact that the slide is connected to a recording sheet, so as to move it in proportion to its own movement, while the screw. micrometric is connected to a style by means of a continuous kinematic transmission comprising a gradual change of speed. whose multiplication ratio is varied when the micrometric screw is actuated depending on the rotations of the mirror, the primary member of the speed change rotating itself in proportion to the distance traveled by the mirror. The accompanying drawing relates to an embodiment, given by way of example, of the subject of the invention.



  Figs. 1 to 4 illustrate the principle on which this embodiment is based; fig. 5 shows it schematically and FIG. 6 shows a variant.



  In the .fig. 1, the. light emitted by a light source 1 illuminates a thin wire 2. is reflected by a total reflection prism 3, is made parallel by the lens 4 of the telescope, is reflected by the plane mirror 5 carried by the slide 6 and returns forming an image in the plane of the reticle of an ocular micrometer 7 forming part of the net read. The slide 6 carrying the mirror 5 is arranged so as to be able to move without play along the slide 8 of the frame of the machine 9.

   If this slide 8 is not exactly rectilinear, the mirror 5 will experience slight angular displacements, which will cause a corresponding displacement of the image of the wire 2 which forms in the plane of the reticle of the ocular micrometer 7. The objective 4 -of the telescope being in finite focus, moving away or closer to the mirror will have no influence on the appearance of the image observed by the eyepiece. Only a rotation of the mirror around a vertical axis will produce a lateral displacement of the image 11 (fig. 2) of the wire 2 in the field of the ocular 10.

   These displacements will be measured by pointing by means of the wires 12, 12 'of the ocular micrometer. - The rays reflected by the mirror 5 being deviated - by double the angle from which the mirror will have been turned, image 11 of the wire 2 will move in the focal plane of the net read by the value 2d. F, where d denotes the angle of rotation of the mirror 5 and F the focal point of the objective 4. These displacements, measured by means of the ocular micrometer 7, will therefore be proportional to the angular deviations of the slide with respect to the axis geometric pattern of an ideal rectilinear slide. In fig. 3, 13 represents the mean line of the slide 8 seen in plan.

   The angle B is the inclination of the slide relative to the ideal straight line 14 joining its two ends; the variations of the angle B are identical to the angle d, the mirror 5 of which rotates between two positions of the slider 6 along the smooth neck 8.



  This optical measurement method is extremely sensitive; it is however impractical, because it provides the variable values of the angle <I> B </I> and not the arrow <I> f </I> (fig. 3) itself of the slide. , the value of this arrow f being able to be deduced from the variations of the angle B only by an integration. The embodiment shown makes it possible precisely to perform the desired integration mechanically and automatically in order to go from angles B to arrows f key to the smooth neck.



  Until now, we have only considered the straightness errors of the smooth neck in the horizontal plane, which corresponds in the field of the eyepiece 10 to an image similar to that of FIG. 2. To measure the key straightness errors of the smooth neck in the vertical plane, it will suffice to rotate the entire telescope a quarter turn around its optical axis, which would produce in the eyepiece field. 10 an image shown in FIG. 4, the meaning of which is identical to that of FIG. 2.

   In this case, a rotation d of the mirror 5 around a horizontal axis will produce a vertical displacement 2 d. F, from image 1.1 of wire 2.



  In the; fig. 5, 15 shows a drum on which is wound an inextensible cable 16 ′ connected to the slider 6 and therefore communicating to the drum 15. Rotations proportional to the movements of this slider 6; by means of a gear train 17, 18, the rotations of the drum 15 are transmitted to the drum 19 on which a sheet of paper is rolled up or which is lined with any substance allowing the movements to be recorded - of the recording member 20. which may be, for example, a pencil, a pen or any equivalent member, acting by mechanical, chemical, photographic or other tracing.



  Via an axis 21, gears 22, 23 and an axis 24, the rotations of the drum 15 are also transmitted to a plate 25 acting as a progressive change of speed with a roller: friction 26 mounted on a shaft <B> 27, </B> on which it can slide axially, but which it drives, in its rotation. This shaft 27 is integral with a screw 28 which produces the displacement of a sliding nut, but not rotating 29; this nut carries the pencil or recorder style 20. The position of the friction roller 26 on a diameter of the drive plate <B> 25 </B> is controlled by a screw 30 and a nut 31 provided with a member of drive 32.

   The screw 30 can be actuated at one of its ends by a crank 33 while its other end is connected, by a gear 34. 35 and a disengagement device 36, with the screw of the ocular micrometer 7. When the 'we actuate the crank 33, the son -du reticle 12, 12' (fig. 2 or 4) will be moved. in the field of the eyepiece and can be born to frame exactly the image 11. This same movement will bring the friction roller 26 at the desired distance from the center of rotation of the drive plate 25.



  The ratios of the gears 17, 18 and 22, 23, as well as the threads 28 and 30 can be determined so as to produce, with the diameters of the drum 19 and of the friction ga let 26 and the constants of the ocular micrometer 7, a diagram showing simple scales, for example a scale of -1: 20 for the dimensions corresponding to the displacements of the slide 6 along the slide 8, and a 7,000: 1 scale for the arrows f of the fig. 3.



  The embodiment described in the following way is used: The telescope having been focused on infinity, its axis will be directed approximately in the longitudinal direction of the slide to be checked and the mirror-holder slide 6 will be directed. brought to one of the ends of this slide. The friction roller 26 will be brought approximately to the middle of the drive plate 25 and the recorder style 20 to the mid-width of the. drum 19. By disengaging the device 36, the reticle will be pointed at the image, of the wire 2, reflected by the plane mirror 5; then 36 will be engaged, which couples the micrometer screw to screw 30.



  The slide 6 carrying the mirror 5 will be moved either in a slow continuous movement along the slide 8, or else in a discontinuous manner at sufficiently small intervals. The operator, observing .the telescope, will gradually correct .the pointing of the micrometer 7, so as to follow exactly the displacements of the reflected image of the wire 2; for this, i1 will actuate the crank 33 controlling the screw 30,. including. the movement is transmitted to the micrometer 7 by the intermediary of the members 34, 35 and 36. The displacements of the slide will control, via the wire 16, the rotation of the drum 15 and the unwinding of the paper placed on the drum 19.



  The diagram produced on the drum 19 by the style 20 will be the exact representation of the slide in vertical or horizontal projection at a certain scale depending on the kinematic ratios of the apparatus. To complete the diagram, the ends of the plotted curve 13 (fig. 3) will be joined by a straight line 14; the arrows f counted perpendicularly to the direction of unwinding of the paper will be the errors sought in the straightness of the slide.



  To ensure safe drive of the ga let 26. without excessive pressure between this roller and the disc 25, it is possible. according to fig. 6, place the roller 26 between two disks 25 and 25 'pressed against each other. The backing disc 25 'can be either idle or coupled to the driving disc 25 by a device imparting an equal speed to it, but in the opposite direction to the disc 25.



  It is obvious that instead of a thread? illuminated by a light source 1. one could use any other light signal known in optics, for example a light slit. a system of wires or opaque covers, etc., the principle of the device being solely to provide a light source of determined shape, the image of which reflected by the mirror 5 is formed in the plane of the micro meter 7, which makes it possible to '' measure their displacements.

 

Claims (1)

REVENDICATION Appareil enregistreur pour le contrôle de la rectitude de pièces mécaniques, compre nant une lunette à auto-collimation et à ocu laire à vis micrométrique, visant sur un mi roir plan figé à un coulisseau déplaçable le long de la pièce à contrôler, caractérisé par le fait que le coulisseau est relié à une feuille enregistreuse, ; CLAIM Recording device for checking the straightness of mechanical parts, comprising a self-collimating telescope and micrometric screw ocular, aiming at a flat mirror fixed to a slide movable along the part to be checked, characterized by the fact that the slide is connected to a recording sheet,; de façon à la déplacer proportionnellement à son propre mouve ment, tandis -que la vis micrométrique est reliée à un style par le moyen d'une trans mission cinématique continue comportant un changement de vitesse progressif dont on fait varier le rapport de multiplication lors que l'on actionne la vis micrométrique en dé pendance des rotations -du miroir, l'organe primaire du changement de vitesse tournant lui-même proportionnellement au chemin parcouru par le miroir. so as to move it in proportion to its own movement, while the micrometric screw is connected to a style by means of a continuous kinematic transmission comprising a progressive change of speed whose multiplication ratio is varied when the 'the micrometric screw is actuated in dependence on the rotations of the mirror, the primary member of the speed change itself rotating in proportion to the distance traveled by the mirror. SOUS-REVENDICATIONS 1 Appareil suivant la revendication, carac térisé par le fait que le changement de vi tesse progressif comprend un galet de friction relié à la vis micrométrique et entraîné par deux plateaux pressés l'un vers l'autre et tournant en sens inverse à la même vitesse, ces plateaux étant com mandés par le coulisseau porte-miroir. 2 Appareil suivant la revendication .et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait -que la vis micrométrique est reliée au galet avec interposition d'un débrayage permettant de régler la position initiale de chaque organe pour soi. SUB-CLAIMS 1 Apparatus according to claim, charac terized in that the progressive change of speed comprises a friction roller connected to the micrometer screw and driven by two plates pressed towards each other and rotating in the opposite direction to the same speed, these plates being controlled by the mirror-holder slide. 2 Apparatus according to claim. And sub-claim 1, characterized in that the micrometer screw is connected to the roller with the interposition of a clutch allowing the initial position of each member to be adjusted for itself.
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