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.