Dispositif de lecture optique de la position d'un organe mobile
par rapport à un organe fixe
La présente invention a pour objet un dispositif de lecture optique de la position d'un organe mobile par rapport à un organe fixe, ce dernier portant une échelle linéaire comportant des divisions. espacées uniformément, chacune de ces divisions présentant un chiffre de dimension associé.
L'opérateur se servant de dispositifs optiques analogues connus est souvent obligé d'effectuer ses lectures en divers points, en partie sur l'échelle et en partie par le lecteur. I1 peut évidemment en résulter des erreurs d'addition ou de soustraction, qui sont réduites par un instrument à lecture directe. Ces dispositifs comportent aussi normalement des éléments intérieurs mobiles, qui peuvent ne pas satisfaire aux limites de précision nécessaires ou qui deviennent très coûteux lorsqu'ils doivent être fabriqués avec d'étroites tolérances.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et le dispositif qui en fait l'objet est caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe montée pour se déplacer par rapport à l'échelle, comprenant des moyens optiques orientés de manière à former des images des divisions de l'échelle linéaire avec leurs chiffres de dimension associés, un écran présentant des ouvertures pour voir lesdites images des divisions et des chiffres associés à ces divisions, un dispositif pour projeter l'image formée par les moyens optiques sur lesdites ouvertures de sorte que les images des divisions apparaissent dans au moins une de ces ouvertures et les images des chiffres de dimension dans au moins une autre ouverture, un organe circulaire laissant passer la lumière, monté pour tourner audessus de l'écran, un moyen indicateur en forme de spirale porté par l'organe circulaire,
la distance entre les parties de la spirale se chevauchant radialement étant égale à la distance entre deux divisions consécutives de l'échelle linéaire vues dans une des ouvertures de l'écran, l'organe circulaire présentant des traits s'étendant radialement, associés à des chiffres de dimension, et disposés de façon à former une graduation circulaire permettant de lire le déplacement latéral de la partie de la spirale, apparaissant dans s une des ouvertures de l'écran, en observant le déplacement angulaire de l'organe circulaire lorsqu'il tourne pour amener la spirale dans une position relative fixe prédéterminée par rapport aux divisions projetées de l'échelle linéaire vues à travers ladite ouverture.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'une frai, seuse sur laquelle le lecteur optique a été monté.
La fig. 2 est une vue en plan à plus grande échelle, avec arrachement, indiquant de quelle manière le lecteur permet de relever directement la dimension sur l'échelle.
La fig. 3 est une vue en bout du lecteur optique, avec coupe partielle des portions adjacentes de la machine-outil.
La fig. 4 est une vue de face du lecteur de la fig. 3, à plus petite échelle.
La fig. 5 est une vue en plan du lecteur de la fig. 3.
La fig. 6 est une vue de face avec arrachements partiels à plus grande échelle, du lecteur dans la même position que sur la fig. 3, mais faisant apparaître plus nettement ses éléments intérieurs.
La fig. 7 est une vue en plan d'une lentille présentant un repère en forme de spirale et ses graduations périphériques.
La fig. 8 est une vue en plan avec arrachements, à plus grande échelle, de la graduation périphérique de la lentille de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en bout de la lentille des fig. 7 et 8.
La fig. 10 est une élévation de face avec coupe partielle de l'enveloppe du lecteur, ainsi que du système optique intérieur suivant la ligne 10-10 de la fig. 4.
La fig. 1 1 est une élévation de face de la moitié inférieure de l'enveloppe du lecteur, sur laquelle le système optique de la fig. 10 est représenté en plan.
La fig. 12 représente, schématiquement, le système optique du lecteur.
La fig. 13 est une coupe, à plus grande échelle, d'une partie du système optique.
La fig. 14 est une coupe partielle, à plus grande échelle, de l'ensemble du condensateur de lumière.
La fig. 15 est une coupe partielle, à plus grande échelle, de l'ensemble d'éclairage.
La fig. 16 est une vue en plan avec arrachement, à plus grande échelle, indiquant de quelle manière les graduations de mesure sont disposées dans l'échelle linéaire.
Comme représenté à la fig. 1, deux lecteurs optiques 10 sont montés sur une fraiseuse 12 de façon à mesurer avec précision l'amplitude du mouvement de son chariot 14. Le lecteur 10 du mouvement longitudinal du chariot fonctionne en combinaison avec l'échelle 15. disposée sur le chariot et le lecteur 10 du mouvement transversal fonctionne en combinaison avec l'échelle transversale 16. En service, l'opérateur mesure avec précision. la position de départ du chariot 14, puis, après avoir noté la première valeur relevée, il amène le chariot dans une seconde position qui peut aussi être relevée avec précision sur le lecteur optique 10.
On peut relever l'amplitude du mouvement du chariot 14 avec une approximation de 0,0025mi.
Etant donné que la lecture est basée sur la position précise d'une échelle, les jeux dans l'ensemble de la vis mère ou dans l'ensemble de la vis d'avancement transversal sont complètement compensés dans la lecture finale. Par exemple, le lecteur peut enregistrer une course atteignant 0,0125 mm du chariot de la machine-outil, lorsque le chariot est bloqué dans sa position sans variation observable de la position de la vis mère.
Avant d'entrer dans les détails de la forme de construction du lecteur et de l'échelle qui l'accompagne, il peut être intéressant d'indiquer d'abord de quelle manière on peut effectuer une lecture sur le cadran. On voit (fig. 2) qu'on relève une valeur de 390,270 nun (15,375 pouces) dans la fenêtre de dimension. Cette valeur est relevée directement sur l'échelle associée de la machine-outil. On fait alors tourner la spirale 21 de la lentille 70 (fig. 7 et 9) en l'amenant en position dans la fenêtre de position 22 jusqu'à ce que le repère de position 24 soit au milieu entre les bords de la spirale 21 (fig. 1). Puis on observe la fenêtre de lecture 25 dans laquelle le repère 26 apparaît en face de la division 0,055 mm (0,0022 pouce).
En ajoutant cette valeur à celle qui apparaît dans la fenêtre 20, on obtient une valeur totale de 390,326 mm (15,3772 pouces). Il est évident qu'on peut régler d'avance la position relative du repère 26 et de l'échelle qui lui correspond à une valeur donnée et amener le chariot de la machineoutil en ce point, ou après avoir bloqué le chariot de la machine-outil dans une position donnée, relever la valeur précise en ce point de la manière décrite ci-dessus.
Le dispositif optique qui partage et fait dévier l'image provenant de l'échelle permet d'obtenir une reproduction de haute fidélité dans le viseur entre des limites étroites de tolérance. Si on se reporte à la fig. 12 qui représente schématiquement le dispositif optique, on voit que l'indication provenant de l'échelle 15 est recueillie par un système optique d'agrandissement 30 de l'image, qui comporte deux groupes optiques 31, 32 et est réfléchie sur un ensemble 34 de réflecteurs. Un réflecteur 35 de cet ensemble 34 reçoit les rayons lumineux transmis par une ampoule d'éclairage 36 par l'intermédiaire d'un condensateur 38 et transmet la lumière par le système 30 sur l'échelle 15, d'où la lumière est réfléchie sur un miroir de déviation 39 dudit ensemble 34.
Puis l'image éclairée est réfléchie par cinq autres miroirs 40, 41, 42, 44, 45, et projetée dans la fenêtre d'observation 20 où elle est observée par l'opérateur de la machine. En pratiquant un trou supplémentaire dans l'enveloppe, ainsi qu'on le verra en détail plus loin, l'ampoule lumineuse 36 peut aussi servir à éclairer la fenêtre 25.
Les quatre miroirs de déviation 40, 41, 42, 44 sont disposés (fig. 12) de façon à réfléchir l'image dans un plan commun. Le cinquième miroir 45 réflé- chit l'image dans une direction perpendiculaire au plan de réflexion des miroirs 40, 41, 42 et 44.
Le dispositif optique de base (fig. 10 et 11) permet de fixer tous les miroirs sur une plaque de montage unique usinée 46, en augmentant ainsi la précision et en rendant l'assemblage plus facile et moins coûteux. On voit (fig. 10) que le système optique 30 est fixé à demeure dans la moitié inférieure 48 de l'enveloppe 50. La moitié supérieure 49 de l'enveloppe sert à loger les éléments d'observation, ainsi qu'on le verra en détail plus loin. L'ensemble 34 des miroirs 35 et 39 est monté sur un étrier de sup port 51 avec le miroir 35 et le miroir 39 fixés sur les extrémités de l'étrier 51. Le miroir de déviation 40 est fixé dans sa position sur la plaque de monr tage 46 par un bloc de support 52. Les trois autres miroirs 41, 42, 44 sont montés sur les bords de la plaque de montage 46.
Le dernier miroir de réflexion incliné 45 est supporté par un bloc 54 également fixé sur la plaque de montage 46 et comportant une face inclinée qui règle l'inclinaison de ce miroir 45. L'ampoule d'éclairage 36 est montée transversalement dans la base de la moitié inférieure 48 de l'enveloppe dans une position dans laquelle elle dirige ses rayons lumineux à travers le condensateur 38 sur le miroir 35 qui réfléchit la lumière sur l'échelle. La douille de montage 55 de l'ampoule 36, décrite en détail plus loin, repose dans une rainure transversale inférieure 56 de l'enveloppe inférieure 48.
L'image réfléchie par le dernier miroir incliné 45 arrive dans la fenêtre d'observation 20 de l'écran 60 et les repères de dimension sont observés à travers la fenêtre de position 22, ainsi qu'il a été dit.
La fenêtre 25 d'observation de l'échelle indiquant le déplacement latéral de la partie de la spirale vue à travers la fente 22 est également disposée dans l'écran 60, et est éclairée par derrière par un trou de passage de la lumière 43 de la plaque de montage 46 du miroir. Le trou 43 dirige la lumière de l'ampoule 36 sur la fenêtre 25. Les fenêtres sont en verre transparent, tandis que le reste de l'écran est rendu opaque par placage au moyen d'un métal ap proprié. L'échelle indiquant ledit déplacement latéral et la spirale sont gravées toutes deux sur la surface inférieure de la lentille 70 qui est meulée pour la rendre translucide, étant entendu que la lentille 70 est montée à rotation, tandis que les autres éléments du dispositif optique sont fixes. Au lieu que la lentille 70 soit meulée et l'écran 60 opaque, la solution inverse peut être adoptée.
De plus l'écran 60 peut former l'élément extérieur et la lentille rotative 70 à spirale l'élément intérieur.
Le mouvement de rotation de la lentille 70 et de la spirale 21 qui l'accompagne est obtenu au moyen d'un couvercle 81 de construction spéciale, également représenté sur la fig. 10. On voit que le couvercle proprement dit 81 comporte une partie postérieure 82 à charnière, qui permet de le faire pivoter sur un axe de charnière 84. L'axe 84 est monté sur un support 85 qui, de son côté, est fixé sur une bague rotative 88 par deux vis 86 dans sa partie inférieure. La bague 88 s'applique contre un manchon cylindrique 89 qui s'étend vers le haut à partir de l'enveloppe supérieure 49. Une bague fendue 90 se loge dans une rainure 91 du manchon de montage, en maintenant ainsi la bague de montage 88 du couvercle dans sa position suivant un tour complet de 3600.
La lentille 70 est également montée pour effectuer une rotation d'un angle de 3600, étant fixée dans un collier 92 qui comporte une portion cylindrique intérieure 94 s'appliquant contre la face intérieure du manchon de montage 89. Le manchon 89 de la lentille 70 est maintenu en place au moyen d'une vis de blocage 94' qui pénètre dans la rainure 95 de retenue du manchon. On voit que la lentille 70 peut ainsi tourner dans un plan parallèle et immédiatement adjacent au plan de l'écran 60, lequel est fixé sur l'enveloppe supérieure 49 à l'endroit de l'épaulement 95 du manchon. Le bord périphérique 96 du manchon 92 du vernier est moleté afin de pouvoir le saisir facilement pour le faire tourner, même si les mains de l'opérateur sont enduites de graisse.
Un miroir 98 est fixé dans la portion inté- rieure du couvercle 81 pour permettre à l'opérateur d'observer les graduations sans regarder directement de haut en bas la lentille du vernier (fig. 6).
Pour que le lecteur 10 fonctionne dans les meilleures conditions, il doit être monté d'une manière rigide sur une portion fixe de la machine (fig. 5).
La portion de base 100 de montage de l'enveloppe inférieure 48 comporte deux pieds 101 en forme de queue d'aronde qui s ? ajustent dans un élément de montage correspondant 102 fixé sur une surface plane 104 de la machine-outil. Un boulon transversal 105 serre les pieds 101 en queue d'aronde pour fixer l'élément de montage en resserrant une fente 106 de la portion de base. Le lecteur 10 est ainsi fixé sous forme rigide sur la machine-outil correspondante. L'échelle 15 (fig. 3) est disposée sur le chariot de la machine-outil et, par suite, est mobile dans le plan du mouvement du système optique 30.
L'échelle (fig. 16) comporte plusieurs divisions de dimension 24 surmontées chacune d'un nombre indiquant leur position relative sur l'échelle. La distance entre les diverses divisions de mesure 24 de la forme de réalisation donnée à titre d'exemple est de 0,625 mm. Quoiqu'on ait représenté des divisions rectilignes, celles-ci peuvent aussi consister en points ou autres marques appropriées.
La lentille avec la spirale 70 est représentée sur les fig. 7, 8 et 9. On voit sur la fig. 7, qui représente la face inférieure 71 de la lentille 70, que la spirale 21 est formée par deux courbes parallèles. Ses dimensions relatives sont choisies de façon que la distance 72 entre ses portions qui se recouvrent soit égale à la distance entre deux des divisions de dimension consécutives 24 de l'échelle de mesure 15, telles qu'elles sont transmises par le dispositif opti- que dans la fenêtre 22 de l'écran 60.
Les divisions de référence 74, représentées à plus grande échelle sur la fig. 8, sont espacées de 0,025 msn et partagées par des traits 75 représenté tant chacun 0,0025 mm. La largeur, la profondeur et la longueur des traits sont déterminées conformé ment aux spécifications des divers constructeurs et usagers.
Les fig. 13 et 14 représentent respectivement le système optique 30 et le condensateur 38. Le sys- tème optique 30 consiste en un groupe 31 formé de deux éléments convexe et plan concave et un groupe 32 de deux éléments convexe et-plan concave. Le condensateur 38 comporte deux lentilles plan-convexes dont les surfaces convexes sont en regard l'une de l'autre.
L'ampoule d'éclairage 36 (fig. 15) se démonte facilement de l'enveloppe inférieure 48 du fait que sa douille 55 se visse par sa partie antérieure 53 dans un trou fileté 47 de l'enveloppe inférieure 48. On peut ainsi retirer et remplacer l'ampoule 36 sans dérégler le lecteur 10, tandis qu'en même temps l'ampoule 36 est protégée contre les accidents et les corps étrangers qui en diminueraient l'efficacité.
I1 est facile de voir (fig. 10) qu'en montant her métiquement la lentille extérieure 70 dans le manchon 92, on rend étanche d'une manière efficace l'ouverture de l'intérieur du lecteur. Si de l'huile ou autres impuretés éclaboussent le lecteur, même lorsque le couvercle 81 est ouvert, on peut le nettoyer en essuyant la face supérieure de la lentille extérieure 70, même sans la démonter. Si d'autres souillures pénètrent dans le dispositif, le joint étanche entre l'écran 60 et la portion supérieure 49 de l'enveloppe 50 empêche que le dispositif optique intérieur ne soit souillé, car les impuretés ne peuvent y pénétrer que par l'ouverture formée en retirant la douille 55 de l'ampoule d'éclairage.
En résumé, on voit que le lecteur optique décrit ci-dessus permet d'effectuer des lectures d'une extrême précision par une double vérification des dimensions en centrant les divisions de mesure dans la fenêtre de position avant usage. La spirale peut être précise pour tous les écrans fabriqués en série. Le dispositif à miroirs intérieurs est claveté sur une plaque de montage unique qui peut être usinée avec une extrême précision, en permettant ainsi de monter les miroirs rapidement sur la plaque de base.
Etant donné que les éléments les plus délicats des tolérances de dimensions sont gravés, le nombre des pièces usinées coûteuses est réduit à un minimum.
L'ensemble du dispositif est construit de façon à le rendre parfaitement étanche et à empêcher les impuretés normales d'un atelier de machines-outils d'y pénétrer.
Optical reading device of the position of a movable member
in relation to a fixed organ
The present invention relates to a device for optical reading of the position of a movable member with respect to a fixed member, the latter carrying a linear scale comprising divisions. evenly spaced, each of these divisions having an associated dimension digit.
The operator using known similar optical devices is often obliged to take his readings at various points, partly on the scale and partly by the reader. This can obviously result in addition or subtraction errors, which are reduced by a direct reading instrument. These devices also normally have movable interior parts, which may not meet necessary accuracy limits or become very expensive when they have to be manufactured to close tolerances.
The invention aims to remedy these drawbacks and the device which is the subject thereof is characterized in that it comprises an envelope mounted to move relative to the scale, comprising optical means oriented so as to form images. divisions of the linear scale with their associated dimension digits, a screen having apertures for viewing said images of the divisions and digits associated with these divisions, a device for projecting the image formed by the optical means onto said apertures so that the images of the divisions appear in at least one of these openings and the images of the dimension figures in at least one other opening, a circular member allowing light to pass, mounted to rotate above the screen, an indicator means in the form of a spiral carried by the circular organ,
the distance between the parts of the spiral overlapping radially being equal to the distance between two consecutive divisions of the linear scale seen in one of the openings of the screen, the circular member having radially extending lines, associated with digits of dimension, and arranged so as to form a circular graduation allowing to read the lateral displacement of the part of the spiral, appearing in one of the openings of the screen, observing the angular displacement of the circular member when it rotates to bring the spiral into a predetermined fixed relative position with respect to the projected divisions of the linear scale seen through said opening.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is a perspective view of a spawn, on which the optical reader has been mounted.
Fig. 2 is a plan view on a larger scale, with cutaway, showing how the reader can directly read the dimension on the scale.
Fig. 3 is an end view of the optical drive, with partial section of adjacent portions of the machine tool.
Fig. 4 is a front view of the reader of FIG. 3, on a smaller scale.
Fig. 5 is a plan view of the reader of FIG. 3.
Fig. 6 is a front view with partial cutouts on a larger scale, of the reader in the same position as in FIG. 3, but showing more clearly its interior elements.
Fig. 7 is a plan view of a lens having a spiral-shaped mark and its peripheral graduations.
Fig. 8 is a plan view with cutaway, on a larger scale, of the peripheral graduation of the lens of FIG. 7.
Fig. 9 is an end view of the lens of FIGS. 7 and 8.
Fig. 10 is a front elevation partially in section of the reader casing, as well as the interior optical system taken along line 10-10 of FIG. 4.
Fig. January 1 is a front elevation of the lower half of the casing of the reader, on which the optical system of FIG. 10 is shown in plan.
Fig. 12 schematically represents the optical system of the reader.
Fig. 13 is a section, on a larger scale, of part of the optical system.
Fig. 14 is a partial section, on a larger scale, of the entire light condenser.
Fig. 15 is a partial section, on a larger scale, of the lighting assembly.
Fig. 16 is a cutaway plan view, on a larger scale, showing how the measuring graduations are arranged in the linear scale.
As shown in fig. 1, two optical readers 10 are mounted on a milling machine 12 so as to measure with precision the amplitude of the movement of its carriage 14. The reader 10 of the longitudinal movement of the carriage operates in combination with the scale 15. arranged on the carriage and the transverse movement reader 10 works in combination with the transverse scale 16. In use, the operator measures accurately. the starting position of the carriage 14, then, after noting the first value read, it brings the carriage to a second position which can also be read with precision on the optical reader 10.
The amplitude of the movement of the carriage 14 can be noted with an approximation of 0.0025 mi.
Since the reading is based on the precise position of a scale, the clearances in the lead screw assembly or in the transverse feed screw assembly are fully compensated in the final reading. For example, the reader can register a stroke of up to 0.0125 mm of the machine tool carriage, when the carriage is locked in its position with no observable variation in the position of the lead screw.
Before going into the details of the form of construction of the reader and the scale that accompanies it, it may be of interest to first indicate how a reading can be taken on the dial. We see (Fig. 2) that we note a value of 390.270 nun (15.375 inches) in the dimension window. This value is read directly from the associated scale of the machine tool. The spiral 21 of the lens 70 (fig. 7 and 9) is then rotated by bringing it into position in the position window 22 until the position mark 24 is in the middle between the edges of the spiral 21 (fig. 1). Next, the read window 25 is observed in which the mark 26 appears opposite the 0.055 mm (0.0022 inch) division.
Adding this value to that which appears in window 20 gives a total value of 390.326 mm (15.3772 inches). It is obvious that one can adjust in advance the relative position of the mark 26 and the scale which corresponds to it to a given value and bring the carriage of the machine tool to this point, or after having blocked the carriage of the machine. tool in a given position, read the precise value at this point as described above.
The optical device which splits and deflects the image from the scale achieves high fidelity reproduction in the viewfinder within narrow tolerance limits. If we refer to fig. 12 which schematically represents the optical device, it can be seen that the indication coming from the scale 15 is collected by an optical system 30 for enlarging the image, which comprises two optical groups 31, 32 and is reflected on an assembly 34 reflectors. A reflector 35 of this assembly 34 receives the light rays transmitted by a light bulb 36 via a capacitor 38 and transmits the light through the system 30 on the scale 15, from where the light is reflected on a deflection mirror 39 of said assembly 34.
Then the illuminated image is reflected by five other mirrors 40, 41, 42, 44, 45, and projected into the observation window 20 where it is observed by the operator of the machine. By making an additional hole in the casing, as will be seen in detail below, the light bulb 36 can also be used to illuminate the window 25.
The four deflection mirrors 40, 41, 42, 44 are arranged (Fig. 12) so as to reflect the image in a common plane. The fifth mirror 45 reflects the image in a direction perpendicular to the plane of reflection of mirrors 40, 41, 42 and 44.
The basic optical device (Figs. 10 and 11) allows all mirrors to be attached to a single machined mounting plate 46, thereby increasing precision and making assembly easier and less expensive. It can be seen (FIG. 10) that the optical system 30 is permanently fixed in the lower half 48 of the envelope 50. The upper half 49 of the envelope serves to house the observation elements, as will be seen. in detail below. The assembly 34 of the mirrors 35 and 39 is mounted on a support bracket 51 with the mirror 35 and the mirror 39 fixed to the ends of the bracket 51. The deflection mirror 40 is fixed in its position on the plate. mounting 46 by a support block 52. The other three mirrors 41, 42, 44 are mounted on the edges of the mounting plate 46.
The last inclined reflecting mirror 45 is supported by a block 54 also fixed to the mounting plate 46 and having an inclined face which adjusts the inclination of this mirror 45. The light bulb 36 is mounted transversely in the base of the mirror. the lower half 48 of the envelope in a position in which it directs its light rays through the capacitor 38 on the mirror 35 which reflects the light on the scale. The mounting socket 55 of the bulb 36, described in detail later, sits in a lower transverse groove 56 of the lower casing 48.
The image reflected by the last tilted mirror 45 arrives in the observation window 20 of the screen 60 and the dimension marks are observed through the position window 22, as has been said.
The scale viewing window 25 indicating the lateral displacement of the part of the spiral seen through the slit 22 is also disposed in the screen 60, and is illuminated from behind by a light passage hole 43 of the mirror mounting plate 46. Hole 43 directs light from bulb 36 onto window 25. The windows are made of clear glass, while the rest of the screen is made opaque by plating with an appropriate metal. The scale indicating said lateral displacement and the spiral are both etched on the lower surface of the lens 70 which is ground to make it translucent, provided that the lens 70 is rotatably mounted, while the other elements of the optical device are fixed. Instead of the lens 70 being ground and the screen 60 opaque, the reverse solution can be adopted.
In addition, the screen 60 may form the outer member and the rotating spiral lens 70 may form the inner member.
The rotational movement of the lens 70 and of the spiral 21 which accompanies it is obtained by means of a cover 81 of special construction, also shown in FIG. 10. It can be seen that the cover itself 81 comprises a rear part 82 with a hinge, which allows it to be pivoted on a hinge pin 84. The pin 84 is mounted on a support 85 which, for its part, is fixed on a rotating ring 88 by two screws 86 in its lower part. The ring 88 rests against a cylindrical sleeve 89 which extends upward from the upper casing 49. A split ring 90 fits into a groove 91 of the mounting sleeve, thereby maintaining the mounting ring 88. of the cover in its position after a full revolution of 3600.
The lens 70 is also mounted to rotate through an angle of 3600, being secured in a collar 92 which has an interior cylindrical portion 94 pressing against the interior face of the mounting sleeve 89. The sleeve 89 of the lens 70 is held in place by means of a set screw 94 'which penetrates into the retaining groove 95 of the sleeve. It can be seen that the lens 70 can thus rotate in a plane parallel and immediately adjacent to the plane of the screen 60, which is fixed on the upper casing 49 at the location of the shoulder 95 of the sleeve. The peripheral edge 96 of the vernier sleeve 92 is knurled so that it can be easily grasped to rotate, even if the operator's hands are coated with grease.
A mirror 98 is fixed in the interior portion of cover 81 to allow the operator to observe the graduations without looking directly up and down at the vernier lens (Fig. 6).
For the reader 10 to operate in the best conditions, it must be mounted rigidly on a fixed portion of the machine (FIG. 5).
The base portion 100 for mounting the lower casing 48 has two dovetail-shaped feet 101 which s? fit into a corresponding mounting member 102 attached to a flat surface 104 of the machine tool. A cross bolt 105 clamps the dovetail legs 101 to secure the mounting member by tightening a slot 106 in the base portion. The reader 10 is thus fixed in rigid form on the corresponding machine tool. The scale 15 (fig. 3) is arranged on the carriage of the machine tool and, therefore, is movable in the plane of movement of the optical system 30.
The scale (fig. 16) has several divisions of dimension 24 each surmounted by a number indicating their relative position on the scale. The distance between the various measuring divisions 24 of the exemplary embodiment is 0.625 mm. Although rectilinear divisions have been shown, these may also consist of dots or other appropriate marks.
The lens with the spiral 70 is shown in Figs. 7, 8 and 9. It can be seen in FIG. 7, which represents the lower face 71 of the lens 70, that the spiral 21 is formed by two parallel curves. Its relative dimensions are chosen so that the distance 72 between its overlapping portions is equal to the distance between two of the consecutive dimension divisions 24 of the measurement scale 15, as transmitted by the optical device. in window 22 of screen 60.
Reference divisions 74, shown on a larger scale in FIG. 8, are spaced 0.025 msn apart and shared by lines 75 each represented as 0.0025 mm. The width, depth and length of the lines are determined in accordance with the specifications of the various manufacturers and users.
Figs. 13 and 14 represent respectively the optical system 30 and the capacitor 38. The optical system 30 consists of a group 31 formed of two elements convex and plane concave and a group 32 of two elements convex and plane concave. The capacitor 38 comprises two plano-convex lenses whose convex surfaces are facing each other.
The lighting bulb 36 (FIG. 15) can easily be removed from the lower casing 48 because its socket 55 is screwed via its front part 53 into a threaded hole 47 in the lower casing 48. It is thus possible to remove and replacing the bulb 36 without disturbing the reader 10, while at the same time the bulb 36 is protected against accidents and foreign bodies which would reduce its effectiveness.
It is easy to see (Fig. 10) that by mounting the outer lens 70 in the sleeve 92, the opening of the interior of the reader is effectively sealed. If oil or other impurities splash onto the reader even when the cover 81 is open, it can be cleaned by wiping the upper face of the outer lens 70, even without removing it. If other soils enter the device, the seal between the screen 60 and the upper portion 49 of the casing 50 prevents the interior optical device from being soiled, since the impurities can only enter it through the opening. formed by removing the socket 55 from the light bulb.
In summary, it can be seen that the optical reader described above makes it possible to perform extremely precise readings by double checking the dimensions by centering the measurement divisions in the position window before use. The spiral can be precise for all screens produced in series. The interior mirrors device is keyed onto a single mounting plate which can be machined with extreme precision, allowing the mirrors to be mounted quickly to the base plate.
Since the most delicate elements of dimensional tolerances are engraved, the number of expensive machined parts is reduced to a minimum.
The whole device is constructed in such a way as to make it perfectly watertight and to prevent the normal impurities of a machine tool workshop from entering it.