CH619533A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure utilisable sur une machine de mesure à coordonnées. Les machines de mesure à coordonées comprennent généralement une tête mobile sur trois axes orthogonaux par rapport à un bâti fixe qui porte la pièce à mesurer. La tête mobile est équipée d'un détecteur de contact qui arrête le mouvement lorsque son palpeur entre en contact avec la pièce.

Le détecteur de contact est un petit boîtier d'où dépasse un palpeur se présentant généralement sous la forme d'une tige droite. Pour certains types de travaux nécessitant surtout des mesures sur deux axes, il est souhaitable que le palpeur soit orienté de façon que sa longueur soit au moins approximativement perpendiculaire au plan défini par les deux axes. Par exemple, pour mesurer des diamètres où des écartements de trous sur une surface horizontale, le palpeur sera de préférence monté verticalement. Cette orientation n'empêche pas d'effectuer certaines mesures dans le sens vertical, par exemple pour déterminer la profondeur des trous. Cependant, lorsqu'il s'agit de mesurer des trous sur une surface verticale, il est généralement souhaitable que le palpeur soit orienté horizontalement, car sinon il serait difficile de mesurer la profondeur de trous relativement longs.

La présente invention a donc pour objet un procédé et un dispositif permettant d'orienter à volonté le palpeur du détecteur de contact physique.

Le procédé selon l'invention est défini dans la revendication 1 et le dispositif pour sa mise en œuvre est défini dans la revendication 2.

Les dessins annexés représentent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'objet de l'invention.

La figure 1 est une vue schématique en élévation d'une machine de mesure à coordonnées.

La figure 2 est une vue agrandie dans le sens de la flèche II d'une partie de la machine de la figure 1.

La figure 3 est une coupe détaillée du décteur de contact de la figure 2.

La figure 4 est une coupe agrandie d'une partie de la figure 1 illustrant une variante.

La figure 5 est une coupe dans le plan V-V de la figure 4.

La figure 6 est une coupe dans le plan VI—VI de la figure 5.

La figure 7 est une vue schématique dans le sens de la flèche VII de la figure 4.

La machine da la figure 1 comprend une tête 10 mobile sur trois axes orthogonaux par rapport à un bâti fixe 11. Plus précisément, la tête 10 est montée à l'extrémité d'une colonne verticale 12 qui est mobile sur un axe vertical Z dans un chariot s 13. Le chariot 13 est lui-même mobile sur un axe X le long d'une traverse horizontale 14 dont les extrémités sont portées par des chariots parallèles 15 déplaçables sur la structure fixe sur un second axe horizontal Y. Les éléments 12,13 et 15 sont respectivement commandés par des moteurs pas à pas 13A, 14A m et 15A par l'intermédiaire de vis sans fin et d'écrous classiques pour réaliser des mouvements tridimensionnels. Les moteurs sont commandés par trois pistes indépendantes d'un ruban magnétique 16 qui défile devant une tête de lecture 17 qui fournissent trois sortes de commande XI, Y1 et ZI correspon-15 dant respectivement aux trois moteurs.

La tête 10 porte un détecteur de contact physique 18 se terminant en un palpeur 34 qui est amené au contact de la pièce 19 pour mesurer différentes cotes comme le diamètre et la profondeur d'un trou vertical 20 et d'un trou horizontal 21. 20 Pour effectuer des mesures sur le trou 20, il est préférable que le palpeur soit orienté verticalement dans la position 34A, mais pour effectuer des mesures sur le trou 21, il est préférable que le palpeur soit orienté horizontalement dans la position 34C.

Pour permettre ce changement d'orientation, le détecteur de 25 contact 18 est monté à l'extrémité d'un bras 22 qui est lui-même monté sur la tête 10 par l'intermédiaire d'une articulation 23. L'articulation 23 comprend un pivot 24 ayant un axe horizontal 24A. Le pivot est constitué de deux paliers 25A solidaires du bras 22 et de deux tourillons 25B solidaires d'un manchon 26. 30 Les mouvements autour du pivot 24 sont freinés par des ressorts 27 qui introduisent une certaine friction entre les paliers 25 A et les tourillons 25B. Le manchon 26 est monté sur un pivot vertical 28 qui est solidaire de la tête 10 et qui définit un axe vertical 28A. Les mouvements autour du pivot 28 sont freinés 35 par un ressort 29.

Pour orienter le bras 22, la tête de mesure est amenée dans une première position 10B dans laquelle le bras 22 est juste en contact avec une sphère 30 qui est portée par une tige verticale 40 31 fixée au bâti 11. Initialement, le contact entre le bras 22 et la sphère 30 a lieu au point 22P. Si la tête 10 se déplace vers le point 10C, le bras 22 roule sur la sphère 30 et finit par occuper une position horizontale 22C (figure 1). Entre les positions 10B et 10C, la tête peut être animée d'un mouvement linéaire 45 horizontal, mais il est préférable qu'elle suive un arc de cercle 32 centré sur la sphère 30 pour éviter un déplacement du point de contact 22P.

La machine étant commandée par le ruban magnétique 16 pour effectuer diverses mesures sur la pièce 19, il est évidem-50 ment souhaitable que les changements d'orientation du palpeur soient également programmés. On peut par exemple inclure dans le programme un ordre de changement d'orientation du palpeur 34 entre la séquence des ordres quei définissent les mesures à effectuer verticalement et la séquence des ordres qui 55 définissent les mesures à effectuer horizontalement. Au niveau de la programmation, l'opération de changement d'orientation ne diffère pas des mouvements de la tête nécessaires aux différentes mesures et la préparation du ruban ne pose aucun problème particulier.

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Il est évident que la même méthode est applicable à l'orientation du palpeur autour de son axe vertical 28A par un mouvement horizontal de la tête lorsque le bras 22 est déjà en position horizontale. La sphère 30 peut servir de repère d'étalonnage 65 comme les cales calibrées qui sont utilisées sur les machines classiques. En fait, un tel étalonnage est normalement effectué après chaque modification de l'orientation du palpeur pour rétablir la référence zéro.

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La figure 3 représente le détecteur de contact qui comprend un boîtier 33 d'où dépasse un palpeur 34 dont l'extrémité sphérique 35 vient au contact de la pièce. A l'intérieur du boîtier 33, le palpeur 34 repose sur des billes 36 sur lesquelles il peut basculer ou s'écarter verticalement contre la force d'un ressort de rappel 37. Ce genre de détecteur de contact est décrit dans le brevet britannique n° 1 445 977. Au cours d'une opération de mesure, la tête est déplacée jusqu'à ce que l'extrémité sphérique 35 du palpeur touche la pièce à l'endroit voulu, ce qui produit un signal utilisé pour enregistrer la position de la tête par rapport à une référence prédéterminée. La force nécessaire pour écarter le palpeur de sa position de repos est sensiblement plus faible que la résistance de frottement introduit par les ressorts 27 et 29 sur les axes d'orientation 24A et 28A. Par exemple, s'il suffit d'un moment de 12,5 g. cm pour faire basculer le palpeur sur les billes 36, les ressorts 27 et 29 peuvent être réglés pour que le pivotement du bras 22 demande un effort d'au moins 1250 g.cm.

Ainsi, les ressorts 27 et 29 permettent d'immobiliser l'articulation du bras 22 jusqu'à une valeur suffisamment élevée du momment. Cette valeur est déterminée expérimentalement et doit être suffisante pour éviter tout mouvement narasite du bras, notamment sous l'effet de son inertie lorsque la tête accélère ou ralentit. La valeur de ce moment limite est simple à régler en remplaçant les ressorts 27,29 ou en serrant plus ou moins leurs écrous de compression 27A, 29A.

Dans la variante des figures 4 à 7, le détecteur de contact 18 est relié à la tête 10 par l'intermédiaire d'un pivot 124 à axe horizontal 124A, et d'un pivot 128 à axe vertical 128A. Le pivot 124 est constitué d'un élément 122 auquel sont fixées trois paires de supports cylindriques 125 A. Comme le montre la figure 5, les paires de supports 125A sont disposées à 120° les unes des autres sur trois axes A, B, C contenus dans un même plan orthogonal à l'axe 124A. Un ressort 127 maintient l'élément 122 en contact avec un autre élément 126 dont la face adjacente porte une couronne annulaire de billes 125B. Chaque paire de supports cylindriques 125A forme une paire de surfaces convergentes qui reçoit l'une des billes 125B. Ainsi, l'élément 5 122 est positionné sur l'élément 126 par trois groupes d'éléments de support 125A, 125B. On peut cependant faire l'élément 122 autour de l'axe 124A en surmontant la force du ressort 127 pour faire passer les paires de supports cylindriques 125A d'une bille à l'autre. L'espacement des billes 125B est io choisi pour l'indexation de l'élément 122 se fasse par incréments constants, par exemple 15°, alors que la version des figures 1 à 3 permettait n'importe quel angle.

L'élément 122, considéré seul ou avec le boîtier 33 du détecteur de contact 18, constitue un bras capable de tourner 15 autour de l'axe 124A lorsqu'il rencontre une structure fixe, par exemple une tige horizontale 130 (figure 4). Dans la variante de la figure 7, l'élément 122 est une tourelle qui pivote de 120° lorsque la tête 10 décrit l'arc 132. En pratique, la tourelle 122 peut porter d'autres détecteurs de contact 18A, 18B adaptés à 20 différents types de mesure. La rotation de la tourelle permet d'amener sélectivement l'un des décteurs de contact 18,18A ou 18B en position verticale d'utilisation.

Pendant l'orientation du palpeur autour de l'axe 124A, le pivot vertical 128 ne joue aucun rôle. Cependant, pour orienter 25 le palpeur autour de l'axe vertical 128A, il faut tout d'abord l'amener en position horizontale, puis en contact avec une tige verticale fixe 130A (figure 4). Le pivot 128 est équipé du même dispositif à cylindres et billes que celui qui a été décrit pour le pivot 124.

3o Dans chacune des formes décrites la structure fixe nécessaire à l'orientation du palpeur peut être la pièce elle-même. Ainsi, en amenant le bras 22 ou l'élément 122 contre une arête de la pièce, et en déplaçant la tête 10, on peut orienter le palpeur dans la direction désirée.

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5 feuilles dessins

Claims (2)

619 533 2 REVENDICATIONS

1. Procédé de mesure à l'aide d'une machine à coordonnées comprenant trois chariots commandés indépendamment pour positionner une tête de mesure (10) mobile sur trois axes orthogonaux définis par rapport à une structure fixe (30 ; 130), un bras (22 ; 122) étant articulé sur la tête par un pivot (24 ; 124) et portant un palpeur (34) à son autre extrémité, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer la tête par rapport à la structure fixe jusqu'à une position (10B) dans laquelle le bras vient au contact d'une partie de la structure fixe en un point (22P) espacée de l'axe (24A ; 124A) du pivot, puis à déplacer la tête sur une certaine trajectoire (32) pour produire un moment de rotation capable de faire tourner le bras d'un angle déterminé autour de l'axe.

2. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un bras (22; 122) dont une extrémité porte un palpeur (34) et dont l'autre extrémité est reliée à la tête de mesure (10) par l'intermédiaire d'une articulation (23 ; 123) constituée de deux éléments (22, 26 ; 122,126) reliés par un pivot (24 ; 124) permettant un mouvement angulaire relatif, le pivot étant muni d'un moyen de freinage (27 ; 127) associé à son axe (24A; 124A) pour immobiliser l'articulation tant que le moment de rotation ne dépasse une valeur déterminée.