DESCRIPTION
Pour de petites pièces cylindriques telles les paliers de pivots de mobile d'horlogerie ou des connecteurs de fibres optiques et notamment pour ces derniers il est de plus en plus exigé que l'excentricité du trou de la pièce par rapport à son diamètre extérieur soit contrôlé avant livraison. Dans le cas des connecteurs de fibres optiques cela se comprend aisément car l'opération de fixation des fibres au connecteur est longue et nécessite une main d'oeuvre qualifiée et ce n'est qu'une fois l'assemblage réalisé qu'il est possible de vérifier si la connexion est parfaite. Or une connexion ne peut être parfaite que si l'excentricité du trou du connecteur et au maximum de l'ordre de plus ou moins 2,5 microns. L'utilisateur exige donc que ces connecteurs soient contrôlés avant livraison.
Ce contrôle s'effectue généralement à l'aide d'un projecteur de profil, opération relativement longue et nécessitant elle aussi un personnel qualifié.
Le but de la présente invention est la réalisation d'un dispositif ou appareil de contrôle de l'excentricité d'un trou axial d'une pièce cylindrique par rapport à sa surface extérieure permettant un contrôle manuel ou automatique rapide et sans nécessiter de qualification particulière.
Le dispositif de contrôle selon la présente invention se distingue par les caractéristiques énumérées à la revendication 1.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution manuelle du dispositif selon l'invention.
La figure 1 en est une vue en perspective.
La figure 2 en illustre une élévation de côté en détail à plus grande échelle.
La figure 3 est une élévation de face de la partie représentée à la figure 2.
La figure 4 illustre à plus grande échelle encore l'extrémité du palpeur engagé dans le trou de la pièce à contrôler.
Le dispositif illustré comporte un bâti 1 portant une table 2 déplaçable suivant un axe X par rapport au bâti à l'aide d'une vis micrométrique 3. Cette table 2 porte une coulisse 4 dépla çable suivant un axe Y - orthogonal à l'axe X, par rapport à cette table 2 au moyen d'une vis micrométrique 5. Enfin cette coulisse porte un support 5, commandé par un micromètre 7, déplaçable suivant l'axe Z orthogonal aux axes X et Y.
Le support 6 porte un palpeur 8 dont le doigt mobile 9 est articulé suivant un axe 10 parallèle à l'axe Y. Le corps 8 du palpeur est guidé suivant l'axe Z sur la coulisse 4.
Pour cette application le palpeur 8 comporte, dans la plage de déplacement de mesure, une force constante de 0,02 N.
L'extrémité de la partie mobile 9 de ce palpeur 8 est formée par une tige fine 11, non flexible pour la force en question de 0,02 N et dont l'extrémité est biseautée de sorte que sa face terminale 12 soit située dans un plan parallèle à l'axe Y et formant des angles avec les axes X et Z.
Le diamètre de cette tige 11 est par exemple pour une application particulière d'environ 0,10 mm.
Le bâti 1 présente encore une colonne 13 servant de support à un dispositif d'entraînement en rotation des pièces à contrôler monté pivotant sur un axe 14 et comportant un moteur 15 entraînant de façon connue, par exemple à l'aide d'un réducteur, une roue 16 dont la périphérie est munie d'un boudin caoutchouté 17. L'axe de rotation de cette roue 16 est parallèle à l'axe X.
La colonne 13 porte un excentrique 18 s'étendant parallèlement à l'axe Y et servant d'appui à la partie mobile 9 du palpeur pendant une partie de sa course d'avance.
Le bâti 1 porte enfin un bloc 19 dont la face supérieure présente une ou plusieurs gorges 20 en V d'axe parallèle à l'axe X.
Ces gorges 20 reçoivent les pièces cylindriques 21 à contrôler.
Le fonctionnement du dispositif de contrôle de l'excentricité d'un trou 22 d'une pièce 21 par rapport à sa surface cylindrique externe est le suivant:
Une pièce 21 à contrôler est placée dans une gorge en V 20 du bloc 19 et est entraînée en rotation sur elle-même, roulant sur les flancs de la gorge en V, par la roue à boudin 16, 17, elle-même entraînée par le moteur 15. La roue à boudin 16, 17 repose sur la surface externe de la pièce 21 sous l'effet du poids de l'ensemble 15, 16 pivoté autour de l'axe 14.
La coulisse 4 et le support 6 ont été préalablement réglés à l'aide de la vis micrométrique 5 respectivement du micromètre 7 pour que l'axe du palpeur 8, 9, 1 1 soit légèrement endessus de l'axe du trou 22 de la pièce si celui-ci se trouve à sa position normale, par exemple de quelques centièmes de milimètres.
On avance ensuite en direction de la pièce à mesurer la table 2 à l'aide de la vis micrométrique 3 et la partie cylindrique 23 de la partie mobile 9 du palpeur 8 glisse sur l'excentrique 16 dont la position a été réglée de façon que, quelles que soient les imprécisions de la pièce 21, la tige 11 soit en regard du trou 22 ou tout au moins que l'extrémité biseautée 12 de cette tige soit partiellement en regard de ce trou. Une avance subséquente de la table 2 provoque la pénétration de la tige 11, d'une distance de l'ordre de 0,10 mm dans le trou 2 de la pièce 21 d'un diamètre de l'ordre de 0,128 mm par exemple.
Lors de cette avance subséquente la partie cylindrique 23 de la partie mobile 9 du palpeur quitte l'excentrique et la tige 11 du palpeur n'est appuyée que par son arête 24 contre la surface interne du trou 22 à une distance déterminée, environ 0,2 mm de la face frontale de cette pièce 21.
La tige 11 du palpeur est ainsi soumise à un déplacement de va et vient linéaire suivant l'axe Z égal au double de l'excentricité du trou 22 de la pièce 21. Les signaux électriques délivrés par le palpeur sont délivrés par un câble électrique 25 à un système d'affichage indiquant l'amplitude de l'oscillation de la tige 1 1 ainsi que sa position moyenne.
Ainsi, une fois le dispositif réglé il suffit à l'opérateur de lever la roue 16 de placer une nouvelle pièce 21 dans la gorge 20, de rabaisser la roue 16 et d'avancer jusqu'à une valeur préétablie la table 2 puis de lire l'excentricité sur l'appareil d'affichage. Ces opérations sont simples et ne nécessitent aucune précaution, elles peuvent même être facilement automatisées.
Ce qui est particulièrement remarquable dans ce dispositif est la très faible différence de diamètre entre la tige 11 du palpeur et le diamètre du trou 22 à palper, de l'ordre de quelques centièmes de milimètres ce qui a conduit à conçevoir la forme biseautée de la face frontale 12 de la tige et le guidage du palpeur par l'excentrique 18 pour assurer l'entrée de la tige 1 1 dans le trou 22.
Grâce à cet appareil on peut mesurer des écarts de concentricité du trou 22 par rapport à la surface externe de la pièce 21 de l'ordre du micron.
Dans des variantes du dispositif le système de table, coulisse et support déplaçable suivant trois axes orthogonaux peut être différent pour autant que le palpeur 8, 9 puisse être disposé avec suffisamment de prévision en regard du trou à contrôler et qu'il soit déplaçable dans un mouvement de va et vient suivant une direction parallèle à l'axe du trou de la pièce à contrôler.
De même l'entraînement en rotation des pieces à contrôler peut s'effectuer de toute autre façon.
Ce qui est essentiel dans cette invention réside dans le fait que l'axe du palpeur ou de sa tige 11 en position de palpage forme un angle avec l'axe du trou de la pièce de manière à être certain que le contact entre l'extrémité du palpeur et la pièce se fasse suivant une circonférence du trou dans un plan perpendiculaire à l'axe du trou. De plus est essentiel également le guidage mécanique de l'extrémité du palpeur pour s'assurer qu'elle pénétre dans le trou de la pièce. Enfin il est également important que la pièce à contrôler soit entraînée en rotation entre deux faces en V ce qui élimine toute excentricité due à des galets porteur ou autre système de rotation de la pièce.
DESCRIPTION
For small cylindrical parts such as the bearings of clockwork mobile pivots or optical fiber connectors and in particular for the latter it is increasingly required that the eccentricity of the hole of the part with respect to its outside diameter be controlled before delivery. In the case of fiber optic connectors this is easily understood because the operation of fixing the fibers to the connector is long and requires skilled labor and it is only after assembly has been carried out that it is possible to check if the connection is perfect. However, a connection can only be perfect if the eccentricity of the connector hole and at most of the order of plus or minus 2.5 microns. The user therefore requires that these connectors be checked before delivery.
This control is generally carried out using a profile projector, a relatively long operation and also requiring qualified personnel.
The object of the present invention is the production of a device or apparatus for controlling the eccentricity of an axial hole of a cylindrical part with respect to its external surface allowing rapid manual or automatic control and without requiring any particular qualification. .
The control device according to the present invention is distinguished by the characteristics listed in claim 1.
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example a manual embodiment of the device according to the invention.
Figure 1 is a perspective view.
Figure 2 illustrates a side elevation in detail on a larger scale.
FIG. 3 is a front elevation of the part shown in FIG. 2.
Figure 4 illustrates on a larger scale the end of the probe engaged in the hole of the part to be checked.
The illustrated device comprises a frame 1 carrying a table 2 movable along an axis X relative to the frame using a micrometric screw 3. This table 2 carries a slide 4 movable along an axis Y - orthogonal to the axis X, relative to this table 2 by means of a micrometric screw 5. Finally, this slide carries a support 5, controlled by a micrometer 7, movable along the Z axis orthogonal to the X and Y axes.
The support 6 carries a feeler 8, the movable finger 9 of which is articulated along an axis 10 parallel to the axis Y. The body 8 of the feeler is guided along the axis Z on the slide 4.
For this application, the probe 8 has, in the measurement displacement range, a constant force of 0.02 N.
The end of the movable part 9 of this probe 8 is formed by a thin rod 11, not flexible for the force in question of 0.02 N and the end of which is bevelled so that its end face 12 is located in a plane parallel to the Y axis and forming angles with the X and Z axes.
The diameter of this rod 11 is for example for a particular application of approximately 0.10 mm.
The frame 1 also has a column 13 serving as a support for a device for rotating the parts to be checked in rotation, mounted pivotally on an axis 14 and comprising a motor 15 driving in known manner, for example using a reduction gear, a wheel 16, the periphery of which is provided with a rubberized flange 17. The axis of rotation of this wheel 16 is parallel to the axis X.
The column 13 carries an eccentric 18 extending parallel to the axis Y and serving as a support for the movable part 9 of the probe during part of its advance travel.
The frame 1 finally carries a block 19 whose upper face has one or more grooves 20 in V with an axis parallel to the axis X.
These grooves 20 receive the cylindrical parts 21 to be checked.
The operation of the device for controlling the eccentricity of a hole 22 of a part 21 relative to its external cylindrical surface is as follows:
A part 21 to be checked is placed in a V-groove 20 of the block 19 and is rotated on itself, rolling on the sides of the V-groove, by the flanged wheel 16, 17, itself driven by the motor 15. The flanged wheel 16, 17 rests on the external surface of the part 21 under the effect of the weight of the assembly 15, 16 pivoted about the axis 14.
The slide 4 and the support 6 were previously adjusted using the micrometric screw 5 respectively of the micrometer 7 so that the axis of the probe 8, 9, 1 1 is slightly endess of the axis of the hole 22 of the part if it is in its normal position, for example a few hundredths of a millimeter.
We then advance towards the part to be measured table 2 using the micrometric screw 3 and the cylindrical part 23 of the movable part 9 of the probe 8 slides on the eccentric 16 whose position has been adjusted so that , whatever the inaccuracies of the part 21, the rod 11 is opposite the hole 22 or at least that the beveled end 12 of this rod is partially opposite this hole. A subsequent advance of the table 2 causes the rod 11 to penetrate, from a distance of the order of 0.10 mm into the hole 2 of the part 21 with a diameter of the order of 0.128 mm for example.
During this subsequent advance, the cylindrical part 23 of the movable part 9 of the probe leaves the eccentric and the rod 11 of the probe is only supported by its edge 24 against the internal surface of the hole 22 at a determined distance, approximately 0, 2 mm from the front of this piece 21.
The probe rod 11 is thus subjected to a linear back and forth movement along the axis Z equal to twice the eccentricity of the hole 22 of the part 21. The electrical signals delivered by the probe are delivered by an electric cable 25 a display system indicating the amplitude of the oscillation of the rod 1 1 and its average position.
Thus, once the device has been adjusted, the operator just has to raise the wheel 16 to place a new part 21 in the groove 20, to lower the wheel 16 and to advance to a preset value table 2 and then read eccentricity on the display device. These operations are simple and require no precautions; they can even be easily automated.
What is particularly remarkable in this device is the very small difference in diameter between the rod 11 of the probe and the diameter of the hole 22 to be probed, of the order of a few hundredths of a millimeter, which has led to the design of the bevelled shape of the front face 12 of the rod and the guide of the probe by the eccentric 18 to ensure the entry of the rod 1 1 in the hole 22.
With this device, it is possible to measure the concentricity deviations of the hole 22 with respect to the external surface of the part 21 of the order of a micron.
In variants of the device, the table, slide and support system movable along three orthogonal axes may be different as far as the probe 8, 9 can be arranged with sufficient foresight opposite the hole to be checked and that it can be moved in a back and forth movement in a direction parallel to the axis of the hole of the part to be checked.
Similarly, the rotation of the parts to be checked can be carried out in any other way.
What is essential in this invention resides in the fact that the axis of the probe or of its rod 11 in the probing position forms an angle with the axis of the hole of the part so as to be certain that the contact between the end of the probe and the part is made along a circumference of the hole in a plane perpendicular to the axis of the hole. In addition, mechanical guiding of the end of the probe is also essential to ensure that it enters the hole in the workpiece. Finally, it is also important that the part to be checked is rotated between two V-shaped faces which eliminates any eccentricity due to carrier rollers or other system for rotating the part.