CH625614A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un micromètre permettant de mesurer un écart de dimensions entre une pièce à mesurer et une pièce étalon, dans une très large plage de mesure, comprenant au moins une jauge micrométrique comportant un bras palpeur mobile par rapport au corps de la jauge et un capteur de déplacement associé au bras palpeur, et capable de convertir-lin déplacement du bras palpeur en un premier signal électrique dont la valeur correspond à la valeur du déplacement du bras palpeur, au moins une première mémoire programmable propre à emmagasiner une première valeur correspondant à la valeur du déplacement du bras palpeur consécutif à sa mise en contact avec la pièce étalon, un premier comparateur propre à additionner algébriquement la valeur emmagasinée dans la première mémoire programmable au premier signal électrique fourni par le capteur de déplacement, et un indicateur de mesure relié à la sortie du premier comparateur pour fournir une indication de l'écart de dimension entre la pièce à mesurer et la pièce étalon, lorsque le bras palpeur est mis en contact avec la pièce à mesurer, des moyens d'entraînement pour déplacer la jauge micrométrique depuis une position de repos prédéterminée jusqu'à une position de travail, dans laquelle le bras palpeur est en contact avec la pièce étalon ou la pièce à mesurer, et vice versa, des moyens propres à fournir un second signal électrique ayant une valeur correspondant à la valeur du déplacement de la jauge micrométrique depuis ladite position de repos prédéterminée, au moins une seconde mémoire programmable propre à emmagasiner une seconde valeur qui correspond à la valeur du déplacement de la jauge micrométrique consécutif à la mise en contact du bras palpeur avec la pièce étalon et qui définit ladite position de travail, un second comparateur ayant une entrée reliée à la seconde mémoire programmable et une entrée reliée aux moyens fournissant le second signal électrique, et des moyens pour maintenir la jauge micrométrique dans la position de travail définie par la seconde valeur enregistrée dans la seconde mémoire programmable.

Des micromètres connus de ce type, à large plage de mesure,

sont par exemple décrits dans le brevet français No 2209092 et dans la demande de brevet d'Allemagne fédérale N° 2429884. Ces micromètres permettent de mesurer plusieurs cotes différentes sur une même pièce ou sur une série de pièces similaires par rapport à une pièce étalon, ou encore de mesurer des cotes différentes sur des pièces ou des séries de pièces ayant des cotes différentes, respectivement, par rapport à des pièces étalons correspondantes. En outre, ces micromètres peuvent être utilisés soit simplement comme appareils de vérification des dimensions des pièces après usinage, soit comme appareils de contrôle et de commande en cours d'usinage. Dans le second cas, le micromètre peut être combiné à une machine d'usinage ou à rectifier, et l'avance ou profondeur de pénétration de l'outil de rectification est asservie à l'information donnée par le micromètre, de façon à arrêter l'usinage de la pièce à rectifier, lorsque la cote de la pièce en cours d'usinage a atteint la valeur de la cote nominale de la pièce étalon. Dans tous les cas, pour obtenir une mesure ou un usinage très précis, il est nécessaire que, pour chaque

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mesure, la jauge micrométrique soit amenée et placée dans une position de travail prédéterminée très précise, c'est-à-dire que la position de travail dans laquelle est amenée la jauge micrométrique, pour la mesure d'une cote sur une pièce à mesurer ou à usiner, doit être exactement la même que la position dans laquelle la jauge micrométrique a été placée pour l'étalonnage du micromètre. Dans l'appareil décrit dans le brevet français N» 2209092, le positionnement de la jauge micrométrique (tête de mesure) dans la position de travail est obtenu au moyen d'un transducteur de position et d'un dispositif d'asservissement de position, qui fait appel à des circuits électroniques relativement complexes et coûteux. En outre, la précision du positionnement de la jauge micrométrique en position de travail est liée à la précision du transducteur de position. Dans la pratique, on est alors conduit à utiliser un transducteur de position, ayant une précision ou une sensibilité aussi grande que celle du transducteur associé au bras palpeur de la jauge micrométrique. Dans ces conditions, il devient plus rationnel d'utiliser seulement le transducteur de position pour effectuer la mesure.

La présente invention a donc essentiellement pour but de fournir un micromètre, dans lequel la ou les jauges micrométriques peuvent être amenées et placées rapidement, et de manière très précise, dans une ou plusieurs positions de travail prédéterminées à l'aide de moyens simples et peu coûteux.

A cet effet, le micromètre selon la présente invention est caractérisé en ce que la sortie du second comparateur est reliée auxdits moyens de maintien, pour leur fournir un signal de blocage, lorsqu'il détecte une coïncidence entre la seconde valeur emmagasinée dans la seconde mémoire programmable et la valeur du second signal électrique, et en ce que lesdits moyens de maintien sont constitués par des moyens mécaniques de blocage réagissant audit signal de blocage.

D'autres détails et avantages de la présente invention ressorti-ront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux dessins annexés sur lesquels:

La fig. 1 est le schéma synoptique d'un micromètre de mesure conforme à la présente invention, associé à une machine à rectifier les diamètres.

La fig. 2 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la fig. 3, montrant la partie mécanique du micromètre représenté sur la fig.l.

La fig. 3 est une vue en coupe verticale suivant la ligne III-III de la fig. 2.

La fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 2.

La fig. 5 est une vue en coupe similaire à la fig. 2, montrant une variante du micromètre comportant deux jauges micrométriques mobiles dans des directions opposées.

La fig. 6 est un schéma par blocs des circuits électroniques de contrôle et de commande, associés au micromètre représenté sur la fig. 5.

Le micromètre représenté sur la fig. 1 comprend essentiellement une jauge micrométrique 1 à palpage direct, de conception classique, associée à un système de positionnement incrémental 2 de grande précision, permettant de déplacer la jauge micrométrique 1 depuis une position de repos prédéterminée jusqu'à une ou plusieurs positions de travail ou de mesure, par exemple quatre positions de travail lorsque la pièce à mesurer 3 comporte quatre portées cylindriques 3a, 3b, 3c et 3d de diamètres différents. La ou les positions de travail de la jauge micrométrique 1 sont réglables, et elles sont définies par une ou plusieurs valeurs correspondantes préalablement enregistrées dans une ou plusieurs mémoires programmables, par exemple quatre mémoires programmables 4a, 4b, 4c et 4d dans l'exemple de réalisation décrit ici, qui sont réglées, comme on le verra plus loin, lors de l'étalonnage du micromètre par rapport à une pièce étalon.

Comme le montre la fig. 2, la jauge micrométrique 1 comporte, de façon connue en soi, un bras palpeur 5 muni à l'une de ses extrémités d'une touche 6, et suspendu au corps 7 de la jauge 1 par des lames flexibles croisées 8 et 9. A son extrémité opposée à la touche 6, le bras palpeur 5 est relié à un capteur de déplacement 10 qui est fixé au corps 7 de la jauge 1. Le capteur de déplacement 10, qui peut être, par exemple, constitué, de manière connue en soi, par un transducteur capacitif ou inductif, fournit un signal électrique dont la valeur correspond à la valeur du déplacement du bras palpeur 5. De manière également connue en soi, un amortisseur (non montré) peut être interposé entre le corps 7 de la jauge 1 et le bras palpeur 5 pour amortir d'éventuelles oscillations de ce dernier.

La jauge 1 peut être déplacée horizontalement, parallèlement à la direction de mesure indiquée par la flèche F dans la fig. 2, par le système de positionnement incrémental 2. Ce système 2 peut être, par exemple, constitué par une vis de précision 11 tournant sans jeu axial dans un écrou 12 solidaire du corps 7 de la jauge 1. La jauge 1 est guidée dans son déplacement par une glissière à rouleau 13 (fig. 3). La vis 11 est entraînée en rotation par un moteur réversible 14, par l'intermédiaire de deux pignons 15 et 16, qui sont calés en rotation respectivement sur l'arbre du moteur 14 et sur la vis 11.

Les éléments décrits ci-dessus sont montés à l'intérieur d'un boîtier 17 muni d'une large ouverture 18 à travers laquelle passe le bras palpeur 5. L'étanchéité de l'ensemble est assurée par un soufflet 19 disposé dans l'ouverture 18 entre le boîtier 17 et le corps 7 de la jauge 1, et par une tétine flexible 20 disposée entre le corps 7 et le bras palpeur 5.

La position de départ ou position de repos prédéterminée de la jauge 1, dans laquelle la touche 6 du bras palpeur 5 est écartée au maximum de la pièce 3 à mesurer, est définie par une butée fixe qui peut être par exemple constituée par une plaque 21, contre laquelle vient buter le corps 7 de la jauge 1, lorsque cette dernière est déplacée dans le sens opposé à la flèche F par la vis 11. Un détecteur de proximité est associé à la butée fixe que constitue la plaque 21. Ce détecteur de proximité peut être, par exemple, constitué par un interrupteur de fin de course 22 disposé de telle façon que son organe de manœuvre 23 soit actionné par le corps 7 de la jauge 1, lorsque celui-ci vient en contact avec la plaque 21. De cette manière, le détecteur de proximité 22 fournit, lorsqu'il est actionné, un signal qui peut être utilisé pour arrêter le moteur 14 et, comme on le verra plus loin, pour mettre à l'état initial un dispositif de comptage.

Pour déplacer la jauge 1 depuis sa position de repos prédéterminée jusqu'à l'une quelconque de ses positions de travail ou de mesure, définie par la valeur préréglée dans l'une des mémoires programmables 4a à 4d de la fig. 1, la vis 11 est entraînée en rotation dans un sens approprié et elle est arrêtée après qu'elle a effectué un nombre de tours complets, correspondant à la valeur préréglée dans l'une des mémoires 4a à 4d. L'arrêt en rotation de la vis 11 est obtenue au moyen d'une butée mobile 24 (fig. 4) portée par un levier 25 monté rotatif sur un axe 26. Normalement, la butée mobile 24 occupe une position inactive, correspondant à la position du levier 25 représentée en trait mixte sur la fig. 4, et elle peut être amenée dans la position de travail représentée en trait plein sur la fig. 4 grâce à un électro-aimant rotatif 27, agissant sur le levier 25 pour le faire tourner dans le sens de la flèche G, lorsqu'il est excité par un signal de commande engendré d'une manière qui sera décrite plus loin. Deux aimants permanents 28 (fig. 2 et 4) agissent sur une armature 29 solidaire du levier 25 pour maintenir la butée mobile 24 dans sa position de travail après coupure du courant d'excitation de l'électro-aimant 27, évitant ainsi une consommation d'énergie inutile et un échauffement inutile de l'électro-aimant. Dans sa position de travail, la butée mobile 24 prend appui sur deux butées fixes 30 et 31, qui sont en carbure métallique, et elle se trouve sur le chemin d'une butée mobile 32, également en carbure métallique, qui tourne en même temps que la vis 11. La butée mobile 32 peut être avantageusement formée par la partie épaulée d'une came 33 en forme d'escargot, qui est fixée sur le pignon 16 de façon à tourner avec lui. Ainsi, lorsque la vis 11 est entraînée en rotation dans le sens de la flèche H pour amener la jauge 1 dans sa position de travail, et que la butée mobile 24 est amenée dans sa position de travail après que la vis 11 a effectué un nombre prédéterminé de

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tours, la butée mobile 32 vient en contact avec la butée 24 et bloque la rotation de la vis 11. A ce moment, le moteur 14 est arrêté. En fait, l'alimentation du moteur 14 n'est pas complètement coupée,

mais il continue à être alimenté par un faible courant, de telle façon qu'un léger couple reste appliqué à la vis 11 dans le sens de la flèche H, afin d'annuler les jeux pendant la mesure.

La butée mobile 24 est automatiquement ramenée dans sa position inactive, lorsque la jauge 1 est ramenée dans sa position de repos prédéterminée. En effet, pour ramener la jauge 1 dans sa position de repos, le sens de rotation du moteur 14 est inversé de façon à faire tourner la vis 11 et la came 33 dans le sens opposé à la flèche H. Dans ces conditions, la came 33 repousse la butée 24 grâce à son profil en spirale et l'armature 29 du levier 25, aidée par un faible ressort 34, se dégage de l'influence magnétique des aimants 28.

Si l'on se réfère à nouveau à la fig. 1, on peut voir que le micromètre selon l'invention comporte des moyens propres à fournir un signal électrique, ayant une valeur correspondant à la valeur du déplacement de la jauge 1 depuis sa position de repos prédéterminée. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, ces moyens peuvent comprendre un générateur d'impulsions 35 propre à fournir une impulsion à chaque tour complet de la vis 11, et un dispositif de comptage 36 relié au générateur d'impulsions 35. Ce générateur 35 peut être constitué par un détecteur, par exemple un détecteur magnétique ou photo-électrique, capable d'émettre une impulsion chaque fois qu'un repère passe devant lui. Le repère (non montré) peut être, par exemple, porté par le pignon 16 ou la came 33. Dans ces conditions, le repère peut être, par exemple, disposé sur le pignon 16 ou la came 33 sensiblement dans la même position angulaire que la butée mobile 32, et, comme montré sur la fig. 4, le détecteur 35 est disposé dans une position fixe située à environ un quart de tour avant la position de travail de la butée 24, de telle façon que chaque impulsion émise par le détecteur 35, au passage du repère devant lui, se produise environ un quart de tour avant que la butée 32 arrive dans sa position d'arrêt définie par la butée 24. Cela permet de laisser un temps suffisant pour ralentir le moteur 14 et pour amener la butée 24 dans sa position de travail, lorsque la vis 11 a effectué un nombre prédéterminé de tours.

Revenant à la fig. 1, la sortie du dispositif de comptage 36 est reliée à l'une des deux entrées d'un comparateur 37, dont l'autre entrée est reliée à l'une des mémoires programmables 4a à 4d (par exemple à la mémoire 4c, lorsque le bras palpeur 5 doit être amené en contact avec la portée cylindrique 3c de la pièce 3 à mesurer) par l'intermédiaire d'un sélecteur 38, propre à relier sélectivement et individuellement les mémoires programmables 4a à 4d au comparateur 37. La sortie du comparateur 37 est reliée à un dispositif de commande 39 qui commande l'alimentation en puissance du moteur 14 d'entraînement de la vis 11. Comme cela sera expliqué en détails plus loin, le signal de sortie du comparateur 37 est également utilisé pour provoquer l'excitation de l'électro-aimant 27 (fig. 4), lorsque la vis 11 a effectué un nombre prédéterminé de tours, c'est-à-dire lorsque le comparateur 37 détecte l'égalité entre le contenu du dispositif de comptage 36 et le contenu de la mémoire programmable 4a, 4b, 4c ou 4d, à laquelle il est relié par le sélecteur 38.

Par ailleurs, comme le montre également la fig. 1, la sortie du capteur de déplacement 10 (fig. 2), associé au bras palpeur 5, est reliée par une ligne 40 à l'une des deux entrées d'un comparateur analogique 41, dont l'autre entrée peut être reliée sélectivement et individuellement à l'une des quatre mémoires programmables 42a, 42b, 42c et 42d (par exemple à la mémoire 42c dans l'exemple représenté) par l'intermédiaire d'un sélecteur 43. Les sélecteurs 38 et 43 sont commandés par un séquenceur 44 en relation avec la position axiale de la pièce 3 à mesurer par rapport à la jauge 1, comme cela sera décrit plus loin. La sortie du comparateur analogique 41, qui peut être par exemple constituée par un additionneur algébrique, est reliée, d'une part, à un indicateur de mesure 45, par exemple un galvanomètre et, d'autre part, à un dispositif d'asservissement 46 qui commande un dispositif d'entraînement 47, permettant d'avancer un outil de rectification, par exemple une meule 48 entraînée en rotation par un moteur 49, en direction de la pièce 3 afin de l'usiner.

Avec le micromètre qui a été décrit ci-dessus, lorsque l'on mesure une pièce cylindrique pour en connaître le rayon, la jauge 1 est amenée depuis sa position prédéterminée de repos jusque dans une position de travail qui est définie, comme on le verra plus loin, lors de l'étalonnage de l'appareil et dans laquelle la touche 6 du bras palpeur 5 est directement en contact avec la pièce à mesurer. Dans la position de travail de la jauge 1, on peut considérer que la distance entre la jauge 1 et l'axe de la pièce à mesurer est constante. Dans ces conditions, le signal de sortie du comparateur 41, dont la valeur est lue sur l'indicateur de mesure 45, fournit la valeur du rayon de la pièce à mesurer par rapport à une pièce étalon, c'est-à-dire qu'il fournit la valeur de l'écart entre le rayon de la pièce à mesurer et celui de la pièce étalon. Cependant, la précision de la mesure est alors liée à la rigidité mécanique, et aux éventuels jeux pouvant exister dans le montage mécanique entre la pièce à mesurer et la jauge. En effet, la moindre déformation ou le moindre jeu dans la direction de la flèche F de la fig. 2, ou dans la direction opposée, se répercute sur la mesure.

Cet inconvénient peut être évité avec la variante de réalisation du micromètre représenté sur la fig. 5, qui permet de mesurer le ou les diamètres d'une pièce cylindrique ayant un ou plusieurs diamètres différents, ou qui permet de mesurer la ou les épaisseurs d'une pièce ayant une ou plusieurs épaisseurs différentes. Dans la variante de réalisation représentée sur la fig. 5, les éléments qui sont identiques, ou qui ont la même fonction que ceux représentés dans la fig. 2, sont désignés par les mêmes numéros de référence. Comme le montre la fig. 5, il est prévu deux jauges identiques 1 disposées de telle façon que leurs bras palpeurs respectifs 5 et les touches associées 6 soient mutuellement en regard. La vis 11 est munie de deux filetages 1 la et 1 lb ayant des pas égaux, mais de sens opposés, de telle sorte qu'une rotation de la vis 11 dans un sens provoque l'éloignement des deux jauges 1 l'une par rapport à l'autre, et qu'une rotation de la vis 11 dans l'autre sens provoque le rapprochement des deux jauges 1 l'une par rapport à l'autre. Les deux jauges 1 sont déplacées simultanément de la même valeur, mais dans des directions opposées.

La fig. 6 montre les circuits électroniques de contrôle et de commande associés au micromètre représenté sur la fig. 5. Dans la fig. 6, les éléments qui sont identiques ou qui ont la même fonction que ceux représentés sur la fig. 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence. Comme on peut le voir sur la fig. 6, les deux capteurs de déplacement 10, incorporés respectivement aux deux jauges 1, sont alimentés par un bloc d'alimentation 50 et sont reliés respectivement aux deux entrées d'un additionneur 51, dont la sortie est reliée par l'intermédiaire d'un amplificateur 52 à l'une des deux entrées du comparateur 41. Grâce à un tel montage, s'il existe une déformation ou un jeu de valeur e dans la direction de mesure, le signal de sortie du capteur de déplacement 10, associé à l'une des deux jauges 1, comportera une composante d'erreur dont la valeur correspondra à +e, tandis que le signal de sortie de l'autre capteur de déplacement 10, associé à l'autre jauge 1, comportera une composante d'erreur dont la valeur correspondra à — e, de telle sorte que ces deux composantes d'erreur s'annulent lors de l'addition des deux signaux dans l'additionneur 51, dont le signal de sortie fournit une valeur exacte de la mesure.

On décrira maintenant le fonctionnement du micromètre représenté sur les fig. 5 et 6 à propos d'un cycle de mesure et d'usinage d'une pièce cylindrique comportant plusieurs portées cylindriques, telles que par exemple la pièce 3 montrée sur la fig. 1, étant entendu que le micromètre représenté sur les fig. 1 à 4 fonctionne de manière similaire, excepté que, dans ce cas, l'additionneur 51 n'est pas prévu et que l'unique capteur de déplacement 10 est relié à l'une des deux entrées du comparateur 41.

Au préalable, il y a lieu de signaler que chacune des mémoires programmables 4a, 4b,..., 4n peut être constituée par une ou plusieurs roues codeuses bien connues, par exemple une roue

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codeuse pour les unités et une roue codeuse pour les dizaines, et que le dispositif de comptage 36 peut être constitué par un compteur ou décompteur remis dans un état initial, lorsque le détecteur de proximité 22 détecte que l'une des deux jauges 1 est arrivée dans sa position de repos prédéterminée. Si l'on utilise un compteur comme dispositif de comptage 36, l'état initial du compteur est l'état 0, et chaque impulsion émise par le générateur d'impulsions 35, à chaque tour de la vis 11, a pour effet de faire progresser le contenu du compteur 36 d'une unité. En outre, dans ce cas, les roues codeuses de chacune des mémoires 4a à 4n sont réglées de manière à afficher un nombre N, égal au nombre de tours de la vis 11 nécessaires pour amener les deux jauges 1, depuis leurs positions de repos prédéterminées jusqu'à leurs positions de travail, dans lesquelles les touches 6 des deux bras palpeurs 5 sont en contact avec les côtés opposés de la pièce 3.

Par contre, si l'on utilise un décompteur comme dispositif de comptage 36, l'état initial du décompteur 36 est un nombre maximal prédéterminé, correspondant à la position de repos prédéterminée des deux jauges, et chaque impulsion émise par le générateur d'impulsions 35, à chaque tour de la vis 11, a pour effet de faire décroître le contenu du décompteur 36 d'une unité. Dans ces conditions, les roues codeuses de chacune des mémoires 4a à 4n sont reglées de façon à afficher un numéro d'ordre, qui est choisi parmi la série des numéros d'ordre décroissants à partir du nombre maximal prédéterminé, et qui correspond à la position de travail de la jauge pour le diamètre à mesurer. On peut avantageusement choisir le pas des filetages 1 la et 1 lb de la vis 11, de telle sorte qu'à un tour complet de la vis 11 corresponde un déplacement d'un millimètre de chacune des deux jauges 1. Dans ces conditions, le nombre maximal prédéterminé correspondant à l'état initial du décompteur 36 est alors égal au diamètre maximal mesurable en millimètres, et les nombres enregistrés dans les mémoires programmables 4a à 4n sont égaux, à un incrément près (1 mm), aux diamètres à mesurer. L'utilisation d'un décompteur, comme dispositif de comptage 36, est donc plus avantageuse en pratique que l'utilisation d'un compteur, puisque cette solution permet d'enregistrer dans les mémoires programmables 4a à 4n des valeurs correspondant, respectivement, aux valeurs des diamètres approximatifs à mesurer. Dans la suite de la description, on supposera donc que le dispositif de comptage 36 est un décompteur.

Cela étant dit, avant d'effectuer un cycle de mesure et d'usinage, on commence par étalonner le micromètre à l'aide d'une pièce étalon. A cet effet, le micromètre est mis sous tension. Cela a pour effet de provoquer automatiquement l'écartement des deux jauges 1, pour les amener dans leurs positions respectives de repos prédéterminées, si elles ne l'étaient pas déjà, et l'écartement maximal de l'outil de rectification, par exemple la meule 48 montrée dans la fig. 1. Le micromètre est commuté sur un mode de fonctionnement manuel à l'aide d'un commutateur manuel/automatique. Dans ce mode de fonctionnement manuel, le contact 53 (fig. 6) est ouvert. La pièce étalon est mise en place sur la machine et elle est déplacée axialement par des moyens d'entraînement connus (non représentés), de telle façon que sa première portée cylindrique 3a (fig. 1) soit placée en regard des deux jauges 1 et de l'outil de rectification 48. Des moyens faisant partie du séquenceur 44 sont prévus pour sélectionner les mémoires programmables 4a et 42a, respectivement, par l'intermédiaire des sélecteurs 38 et 43. Les roues codées de la mémoire programmable 4a sont réglées de façon à afficher un nombre Na correspondant, à un incrément après (1 mm), au diamètre de la portée cylindrique 3a de la pièce étalon. On appuie alors sur la touche d'un interrupteur départ cycle de façon à fermer le contact 54 (fig. 6). La fermeture du contact 54 provoque, par l'intermédiaire d'un circuit de commande 55 faisant partie du dispositif d'asservissement 39, et par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance 56, la mise en rotation du moteur 14 d'entraînement de la vis 11 dans un sens de rotation tel que les deux jauges 1 se rapprochent l'une de l'autre, en partant de leurs positions de repos prédéterminées. Au cours de ce mouvement des jauges, le contenu du décompteur 36 décroît jusqu'à ce que le comparateur 37 détecte l'égalité entre le contenu du décompteur 36 et le contenu de la mémoire programmable 4a. A ce moment, le comparateur 37 délivre, d'une part, un signal qui est envoyé à un circuit de commande de ralenti 57 faisant partie du dispositif de commande 39, pour ralentir le moteur 14 et, d'autre part, un signal de blocage qui provoque l'excitation de l'électro-aimant 27, de façon à amener la butée mobile 24 en position de travail pour arrêter la vis 11 dans une position angulaire très précise. Après que la butée mobile 24 a été amenée en position de travail et que la butée mobile 32 est venue en contact avec la butée mobile 24, le circuit de commande de ralenti 57 continue à fournir un faible courant au moteur 14, afin qu'un faible couple reste appliqué à la vis 11 dans le sens de la flèche H (fig. 4), afin d'annuler les jeux pendant la mesure. A ce moment, si la valeur réglée dans la mémoire programmable 4a a été correctement choisie, les deux jauges 1 sont arrivées dans des positions de travail, ou de mesure, telles que les touches 6 de leurs bras palpeurs 5 respectifs sont en contact avec les côtés opposés de la portée cylindrique 3a, et que les bras palpeurs 5 se sont déplacés d'une valeur comprise dans la plage de mesure des deux jauges 1. Si cela n'est pas le cas, il faut recommencer les opérations ci-dessus avec une autre valeur enregistrée dans la mémoire programmable 4a. Si on le désire, le contenu du décompteur 36 peut être visualisé au moyen d'un dispositif d'affichage 58.

En supposant que la mémoire programmable 4a a été correctement réglée, les signaux fournis par les deux capteurs de déplacement 10, consécutivement à la mise en contact des touches 6 des bras palpeurs 5 avec la portée cylindrique 3a de la pièce étalon, sont additionnés dans l'additionneur 51 et appliqués à travers l'amplificateur 52 au comparateur analogique 41 (additionneur algébrique). La mémoire programmable 42a, qui peut être par exemple réalisée sous la forme d'un potentiomètre relié à une source de tension continue appropriée, est alors réglée de telle façon que la tension continue, qui est délivrée sur sa sortie et qui est soustraite dans le comparateur analogique 41 à la tension délivrée par l'additionneur 51, amène à zéro l'indication fournie par l'indicateur de mesure 45. La mémoire programmable 42a ayant été ainsi réglée, on appuie sur une touche stop provoquant la fermeture du contact 59 (fig. 6) et l'ouverture du contact 54. La fermeture du contact 59 provoque, par l'intermédiaire du circuit de commande 55, l'inversion du sens de rotation du moteur 14, pour ramener les deux jauges 1 dans leurs positions de repos prédéterminées. Quand les jauges 1 arrivent dans leurs positions de repos prédéterminées, cela est détecté par le détecteur de proximité 22, qui émet un signal qui est appliqué, d'une part, au circuit de commande 55 pour arrêter le moteur 14 et, d'autre part, au décompteur 36 pour le remettre à l'état initial. La mise à l'état initial du décompteur 36 est obtenue au moyen d'un dispositif de mise à l'état initial 60 qui, en coïncidence avec le signal engendré par le détecteur de proximité 22, charge le décompteur 36 de manière à le prérégler à une valeur égale au diamètre maximal mesurable.

Pour étalonner le micromètre sur la portée cylindrique suivante 3b de la pièce étalon, cette dernière est déplacée axialement, de manière à placer cette portée 3b en regard des jauges 1. Les mémoires programmables 4b et 42b sont alors sélectionnées à l'aide du séquenceur 44 et des sélecteurs 38 et 43, de manière à relier ces mémoires respectivement au comparateur 37 et au comparateur 41. On règle ensuite les mémoires 4b et 42b comme indiqué ci-dessus à propos des mémoires 4a et 42a.

Pour chacune des portées cylindriques suivantes 3c, 3d..., etc., de la pièce étalon 3, on répète les mêmes opérations que ci-dessus jusqu'à ce que les mémoires 4n et 42n associées à la dernière portée cylindrique de la pièce étalon 3 aient été réglées. Le micromètre de mesure est alors prêt pour mesurer les écarts de diamètres d'une pièce, ou d'une série de pièces, par rapport à la pièce étalon avec laquelle le micromètre a préalablement été étalonné. Pour la mesure, la pièce à mesurer est mise à la place de la pièce étalon et le micromètre est commuté dans le mode de fonctionnement automati5

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que à l'aide du commutateur manuel-automatique, ce qui a pour effet de fermer le contact 53 de la fig. 6. La pièce à mesurer 3 est alors automatiquement déplacée axialement par des moyens d'entraînement, non représentés, de façon à amener sa portée cylindrique 3a en regard des deux jauges 1. Lorsque la pièce à mesurer arrive dans la position désirée, elle actionne un contact 61a prévu sur la machine. La fermeture de ce contact 61a provoque, d'une part, l'arrêt de la pièce à mesurer 3 dans la position désirée et, d'autre part, par l'intermédiaire du séquenceur 44 et des deux sélecteurs 38 et 43, la sélection des mémoires programmables 4a et 42a. Le séquenceur 44 peut aussi commander l'allumage d'une lampe témoin 62a, indiquant ensuite le contact «départ cycle» 54, ce qui a pour effet de provoquer, d'une part, la remise à zéro d'une bascule bistable de défaut 63 dont on verra l'utilité plus loin et, d'autre part, par l'intermédiaire du circuit de commande 55, de l'amplificateur de puissance 56, du moteur 14 et de la vis 11, le déplacement des deux jauges 1, depuis leurs positions de repos prédéterminées jusqu'à leurs positions de travail définies pat= la valeur réglée précédemment dans la mémoire programmable 4a pendant la phase d'étalonnage. L'arrêt des jauges 1 dans leurs positions de travail est obtenu, comme décrit plus haut, lorsque le comparateur 37 détecte l'égalité entre le contenu du décompteur 36 et le contenu de la mémoire programmable 4a. Les touches 6 des deux bras palpeurs 5 étant ainsi amenées en contact avec la portée cylindrique 3a de la pièce à mesurer, la somme des signaux issus des deux capteurs de déplacement 10 est comparée à la valeur étalon enregistée précédemment dans la mémoire programmable 42a. Si les deux valeurs comparées sont différentes, le comparateur 41 fournit sur sa sortie un signal, dont la valeur correspond à l'écart entre la valeur du diamètre de la portée cylindrique 3a de la pièce à mesurer et la valeur du diamètre de la portée cylindrique correspondante de la pièce étalon. Le signal de sortie du comparateur 41 est envoyé au dispositif d'asservissement 46 (fig. 1) pour commander l'avance de la meule 48 en direction de la pièce 3. L'usinage de la portée cylindrique 3a de la pièce 3 commence alors, et il se poursuit jusqu'à ce que le signal de sortie du comparateur 41 devienne nul. Un détecteur de zéro 64, dont l'entrée est reliée à la sortie du comparateur 41, engendre sur sa sortie, lorsqu'il détecte la valeur 0 du signal de sortie du comparateur 41, un signal qui est appliqué, à travers une porte ET 65 (validée par la fermeture du contact 53), à une bascule bistable 66. A la réception du signal engendré par le détecteur de zéro 64, la bascule bistable 66 est déclenchée, et produit sur sa sortie un signal qui est envoyé au dispositif d'asservissement 46 pour provoquer l'arrêt de l'avance de la meule 48, et le recul de cette dernière à l'écart de la pièce 3. Le signal de sortie de la bascule bistable 66 est aussi appliqué au circuit de commande 55, pour inverser le sens de rotation du moteur 14 et pour ramener les deux jauges 1 dans leurs positions de repos prédéterminées. Le signal de sortie de la bascule bistable 66 peut aussi être utilisé pour provoquer l'allumage d'une lampe témoin 67, indiquant que la portée cylindrique 3a en cours d'usinage a atteint la cote de la portée correspondante de la pièce étalon. Lorsque les deux jauges arrivent dans leurs positions de repos prédéterminées, cela est détecté par le détecteur de proximité 22, qui émet un signal provoquant la remise à l'état initial du décompteur 36, la remise à zéro de la bascule bistable 66 et l'arrêt du moteur 14 par le circuit de commande 55.

Le signal, émis par le détecteur de proximité 22, peut être aussi utilisé pour commander le déplacement axial de la pièce 3, de façon à amener la portée cylindrique suivante 3b de cette pièce en regard des deux jauges 1. Lorsque la portée cylindrique 3b de la pièce 3 arrive en regard des deux jauges 1, un autre contact 61b prévu sur la machine est actionné, ce qui provoque par l'intermédiaire du séquenceur 44 et des sélecteurs 38 et 43, la sélection des mémoires programmables 4b et 42b, et le cycle recommence comme décrit ci-dessus pour la mesure et l'usinage de la portée cylindrique 3b jusqu'à ce que cette dernière ait atteint la cote de la portée cylindrique correspondante de la pièce étalon.

A ce moment, le cycle de mesure et d'usinage recommence de la même manière pour la portée cylindrique 3c, puis pour la portée cylindrique 3d, et ainsi de suite.

Le micromètre dont le fonctionnement a été décrit ci-dessus comporte, en outre, un certain nombre de sécurités. Par exemple, il est absolument nécessaire d'éviter que, par suite d'un mauvais réglage de l'une des mémoires programmables 4a à 4n, les jauges 1 ne puissent être amenées dans une position de travail, telle que les bras palpeurs 5 subissent un déplacement supérieur à la plage de mesure des jauges 1, c'est-à-dire supérieur au déplacement maximal possible pour les bras palpeurs 5, car cela risquerait d'endommager les jauges. Cela pourrait se produire au cours de l'étalonnage du micromètre ou, en cours de mesure, si l'une des portées cylindriques de la pièce à mesurer présente un écart de diamètre trop important par rapport à la portée cylindrique correspondante de la pièce étalon. Afin d'éviter cela, le signal de sortie de l'amplificateur 52 est aussi envoyé à l'une des deux entrées d'un comparateur de sécurité 68 qui reçoit sur son autre entrée une tension de seuil, correspondant à une valeur maximale à ne pas dépasser, en provenance d'une source de tension de seuil 69. Si le signal de sortie de l'amplificateur 52 atteint la valeur de la tension de seuil, le comparateur de sécurité 68 délivre sur sa sortie un signal qui est appliqué à l'entrée S de mise à l'état 1 de la bascule bistable de défaut 63 (bascule du type D), afin de déclencher cette bascule. Dans ces conditions, la bascule 63 fournit sur sa sortie Q un signal qui provoque l'allumage d'une lampe témoin 70 indiquant la présence d'un défaut et qui, simultanément, est appliqué au circuit de commande 55, pour provoquer immédiatement l'inversion du sens de rotation du moteur 14 et le recul des deux jauges 1 jusqu'à leurs positions de repos prédéterminées.

D'un autre côté, en cas d'absence de pièce à mesurer, ou si l'une des portées cylindriques de la pièce à mesurer a un diamètre plus petit que celui de la portée cylindrique correspondante de la pièce étalon, il est encore nécessaire de pouvoir ramener les deux jauges 1 dans leurs positions de repos prédéterminées puisque, dans ce cas, il n'y a pas de matière à enlever et que la pièce est défectueuse. Dans ce cas, lorsque les touches 6 des deux bras palpeurs 5 ont été amenées en contact avec la pièce à mesurer, le comparateur analogique 41 révèle la présence d'une valeur inférieure à la valeur étalon réglée dans l'une des mémoires programmables 42a à 42n, à laquelle il est relié à ce moment par l'intermédiaire du sélecteur 43. Ce fait est détecté par le détecteur de zéro 64, qui délivre sur sa sortie un signal qui est appliqué à l'une des deux entrées d'une porte ET 71, dont l'autre entrée est déjà validée par le contact 53 qui est fermé. Le signal de sortie du détecteur de zéro 64 est donc transmis à travers la porte ET 71 à l'entrée D de la bascule 63. Toutefois, dans ce cas, la bascule 63 ne doit être déclenchée qu'après que les deux jauges 1 sont arrivées dans leurs positions de travail ou de mesure. Autrement, elle pourrait être déclenchée pendant la phase d'approche des deux jauges 1, même dans le cas d'une pièce non défectueuse. Afin d'éviter cela, le signal délivré par le comparateur 37, lorsqu'il détecte l'égalité entre le contenu du décompteur 36 et le contenu de l'une des mémoires 4a à 4n à laquelle il est relié à ce moment par l'intermédiaire du sélecteur 38, est appliqué à un circuit de retard 72 dont la sortie est reliée à l'entrée d'horloge CK de la bascule 63. Le circuit de retard 72 est conçu pour produire un retard d'environ 0,5 s, c'est-à-dire un intervalle de temps légèrement plus grand que le temps nécessaire pour que l'électro-aimant 27 soit excité, et que la came 33 effectue environ le quart de tour restant pour que la butée 32 vienne en contact avec la butée 24 (fig. 4). A ce moment, on est certain que les deux jauges 1 sont arrivées dans leurs positions de travail. Le circuit de retard 72 peut être, par exemple, constitué par un circuit monostable, qui est déclenché par le signal de sortie du comparateur 37 et qui produit une impulsion d'une durée environ égale à 0,5 s. Lorsque le front descendant de l'impulsion produite par le circuit de retard 72 se présente à l'entrée d'horloge CK de la bascule 63, le signal présent sur l'entrée D de cette bascule est transmis à la sortie Q de cette même bascule, pour provoquer.

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comme précédemment, l'allumage de la lampe témoin indicatrice de défaut 70 et, par l'intermédiaire du circuit de commande 55, le recul des deux jauges 1 dans leurs positions de repos prédéterminées.

Il est bien entendu que les formes d'exécution de la présente invention, qui ont été décrites ci-dessus, ont été données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi notamment que d'autres systèmes d'entraînement peuvent être utilisés pour déplacer la ou les jauges 1, depuis leurs positions prédéterminées de repos jusqu'à leurs positions de travail ou de mesure. Par exemple, on peut utiliser un système d'entraînement par pignon et crémaillère, la crémaillère étant solidaire de la jauge. Dans ce cas, au lieu de compter le nombre de tours effectués par la vis 11, on peut compter le nombre de tours effectués par le pignon qui attaque la crémaillère, ou le nombre de tours effectués par l'arbre du moteur d'entraînement du pignon, ou encore le nombre de dents de la crémaillère qui passent devant un détecteur approprié. En outre,

lorsqu'un système d'entraînement par pignon et crémaillère est utilisé, la butée destinée à arrêter la ou les jauges 1 dans leur position de travail peut être par exemple agencée pour venir, lorsqu'elle est actionnée, entre deux dents de la crémaillère afin de 5 bloquer cette dernière. Par ailleurs, au lieu d'utiliser le générateur d'impulsions 35, et le compteur ou décompteur 36 pour fournir un signal correspondant à la valeur du déplacement de la ou des jauges, depuis leurs positions de repos prédéterminées jusqu'à leurs positions de travail, on peut aussi utiliser un capteur de déplacement du io type analogique, par exemple un potentiomètre dont le contact mobile est déplacé par la jauge ou l'une des deux jauges 1. Dans ce dernier cas, les mémoires programmables 4a à 4n peuvent aussi être constituées par des mémoires analogiques, par exemple par des potentiomètres comme les mémoires 42a à 42n, et le comparais teur 37 peut être aussi constitué par un comparateur analogique. Dans le cas où on utilise des capteurs de déplacement du type analogique et des mémoires programmables du type analogique, on peut aussi prévoir des convertisseurs analogiques/numériques pour traiter ensuite les signaux sous forme numérique.

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4 feuilles dessins

Claims (6)

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   REVENDICATIONS

   1. Micromètre permettant de mesurer un écart de dimensions entre une pièce à mesurer et une pièce étalon, dans une très large plage de mesure, comprenant au moins une jauge micrométrique (1) comportant un bras palpeur (5) mobile par rapport au corps de la jauge et un capteur de déplacement (10) associé au bras palpeur, et capable de convertir un déplacement du bras palpeur en un premier signal électrique dont la valeur correspond à la valeur du déplacement du bras palpeur, au moins une première mémoire programmable (42a,..., 42d) propre à emmagasiner une première valeur correspondant à la valeur du déplacement du bras palpeur consécutif à sa mise en contact avec la pièce étalon, un premier comparateur (41) propre à additionner algébriquement la valeur emmagasinée dans la première mémoire programmable au premier signal électrique fourni par le capteur de déplacement (10), et un indicateur de mesure (45) relié à la sortie du premier comparateur pour fournir une indication de l'écart de dimension entre la pièce à • mesurer (3) et la pièce étalon, lorsque le bras palpeur est mis en contact avec la pièce à mesurer, des moyens d'entraînement pour déplacer la jauge micrométrique depuis une position de repos prédéterminée jusqu'à une position de travail, dans laquelle le bras palpeur est en contact avec la pièce étalon ou la pièce à mesurer, et vice versa, des moyens (35,36) propres à fournir un second signal électrique ayant une valeur correspondant à la valeur du déplacement de la jauge micrométrique depuis ladite position de repos prédéterminée, au moins une seconde mémoire (4a,..., 4d) programmable propre à emmagasiner une seconde valeur qui correspond à la valeur du déplacement de la jauge micrométrique consécutif à la mise en contact du bras palpeur avec la pièce étalon et qui définit ladite position de travail, un second comparateur (37) ayant une entrée reliée à la seconde mémoire programmable et une entrée reliée aux moyens fournissant le second signal électrique, et des moyens pour maintenir la jauge micrométrique dans la position de travail définie par la seconde valeur enregistrée dans la seconde mémoire programmable, caractérisé en ce que la sortie du second comparateur (37) est reliée auxdits moyens de maintien pour leur fournir un signal de blocage, lorsqu'il détecte une coïncidence entre la seconde valeur emmagasinée dans la seconde mémoire programmable (4a,..., 4d) et la valeur du second signal électrique, et en ce que lesdits moyens de maintien sont constitués par des moyens mécaniques de blocage (24 à 34) réagissant audit signal de blocage.
2. 2. Micromètre selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'entraînement de la jauge micrométrique comprennent un système à vis et écrou, dont la vis est entraînée en rotation par un moteur réversible, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de blocage comprennent une première butée (32) solidaire en rotation de la vis ( 11 ), et une seconde butée mobile (24) qui peut être déplacée d'une position inactive à une position de travail sur le trajet de la première butée (32), en réponse au signal de blocage émis par le second comparateur (37).
3. 3. Micromètre selon la revendication 2, dans lequel les moyens fournissant le second signal électrique comprennent un générateur d'impulsions propre à fournir une impulsion à chaque tour complet de la vis, et un dispositif de comptage relié au générateur d'impulsions et fournissant sur sa sortie ledit second signal électrique, caractérisé en ce que ladite première butée (32) est formée par la partie épaulée d'une came (33) en forme d'escargot solidaire en rotation de la vis ( 11 ), et en ce que le générateur d'impulsions est formé par un repère tournant avec la vis (11) et la came escargot (33), et par un détecteur fixe (35) disposé de manière à émettre une impulsion chaque fois que le repère passe devant lui, une fraction de tour avant que la partie épaulée (32) de la came escargot (33) arrive à la position de travail de la seconde butée mobile (24).
4. 4. Micromètre selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de blocage comprennent un électro-aimant (27) activé par le signal de blocage pour amener la seconde butée mobile (24) dans sa position de travail, où elle prend appui sur deux butées fixes (30,31), et au moins un aimant (28) pour maintenir la seconde butée mobile (24) dans sa position de travail.
5. 5. Micromètre selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort (34) ayant une faible force pour soliciter la seconde butée mobile (24) vers sa position inactive.
6. 6. Micromètre selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de commande de ralenti (57) qui réagit au signal de blocage du comparateur (37), pour ralentir le moteur (14) d'entraînement de la vis (11) et pour continuer à fournir à ce moteur un faible courant, de telle façon qu'un léger couple reste appliqué à la vis (11) pendant que les première et seconde butées (32,34) sont en contact, afin d'annuler les jeux.