CH716887A2 - Device and method for measuring timepieces. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de mesure d'ébats d'horlogerie, comportant une structure (50) portant un mécanisme articulé avec un mécanisme compliant (10) à caractéristique force/course linéaire reliant un premier élément (1) fixe à un deuxième élément (2) mobile linéairement sous l'action d'un actionneur le manoeuvrant sans contact dans les deux sens, et un capteur de position déterminant la position du deuxième élément (2) selon une direction (D), et un capteur d'effort (7) déterminant la variation de l'effort axial de poussée ou de traction du deuxième élément (2) porteur d'un préhenseur (4) serrant un mobile (8), et/ou la variation du gradient dudit effort, générant un signal de déclenchement de mesure de position lors de chaque rupture de pente d'effort dans chaque sens de marche, pour déterminer l'ébat du mobile (8), par comparaison des positions mesurées lors des ruptures de pente lors des courses aller et retour.The invention relates to a device for measuring timepieces, comprising a structure (50) carrying an articulated mechanism with a compliant mechanism (10) with a linear force / stroke characteristic connecting a first fixed element (1) to a second element. (2) linearly movable under the action of an actuator operating it without contact in both directions, and a position sensor determining the position of the second element (2) in a direction (D), and a force sensor ( 7) determining the variation of the axial thrust or traction force of the second element (2) carrying a gripper (4) gripping a mobile (8), and / or the variation of the gradient of said force, generating a signal of triggering of position measurement at each break in the force slope in each direction of travel, to determine the swing of the mobile (8), by comparison of the positions measured during the break in slope during the outward and return journeys.
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
[0001] L'invention concerne un dispositif de mesure d'ébats d'horlogerie, comportant une structure porteuse d'un mécanisme articulé comportant une pince agencée pour serrer un mobile d'horlogerie au sein d'un ensemble horloger ou d'un mouvement d'horlogerie assemblé. The invention relates to a device for measuring timepieces, comprising a supporting structure of an articulated mechanism comprising a clamp arranged to clamp a timepiece mobile within a watch assembly or a movement assembled clockwork.
[0002] L'invention concerne un procédé de mesure d'ébats d'horlogerie, mettant en oeuvre ce dispositif. The invention relates to a method for measuring timepieces, implementing this device.
[0003] L'invention concerne le domaine de la métrologie horlogère, au stade de l'assemblage final des mécanismes, et plus particulièrement de la mesure des ébats de certains mobiles assemblés dans un ensemble ou dans un mouvement d'horlogerie. [0003] The invention relates to the field of horological metrology, at the stage of the final assembly of the mechanisms, and more particularly to the measurement of the lovemaking of certain mobiles assembled in an assembly or in a timepiece movement.
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
[0004] La mesure de l'ébat d'un mobile d'horlogerie au sein d'un mécanisme assemblé, comme un mouvement d'horlogerie, est une opération difficile et souvent peu précise. Cette mesure est très délicate à effectuer, en raison de la faible accessibilité aux composants d'un mécanisme horloger, et elle est tributaire des conditions de mesure, et en particulier de la position dans le champ de gravité. La mesure nécessite un déplacement des composants, et peut, encore, être faussée par les frottements, les défauts micrométriques de forme et d'état de surface, et par la nature de la lubrification. [0004] Measuring the frenzy of a timepiece mobile within an assembled mechanism, such as a timepiece movement, is a difficult and often imprecise operation. This measurement is very difficult to perform, because of the poor accessibility to the components of a watch mechanism, and it depends on the measurement conditions, and in particular on the position in the field of gravity. The measurement requires a displacement of the components, and can, again, be distorted by friction, micrometric defects in shape and surface condition, and by the nature of the lubrication.
[0005] On connaît un principe consistant à retourner un mécanisme complet dans le champ de gravité, et à mesurer les positions et les courses dans deux configurations opposées dessus/dessous, mais il se révèle difficile à mettre en oeuvre. A principle is known consisting in returning a complete mechanism in the field of gravity, and in measuring the positions and the races in two opposite configurations above / below, but it proves to be difficult to implement.
[0006] Les mécanismes existants nécessitent un accès de part et d'autre du mécanisme pour la mesure d'un ébat, ce qui n'est pas toujours possible avec certains mécanismes, notamment avec des montres intégrées, ou à composants soudés, ou similaires. [0006] The existing mechanisms require access from either side of the mechanism for measuring a frolic, which is not always possible with certain mechanisms, in particular with integrated watches, or with welded components, or the like. .
[0007] De plus, aujourd'hui sur les appareils existants, la force de poussée exercée pour effectuer la mesure est donnée en fonction de l'expérience, et cela ne garantit pas qu'il n'y ait aucune déformation parasitant la mesure de l'ébat, pr exemple la déformation d'un pont, ou similaire. In addition, today on existing devices, the thrust force exerted to perform the measurement is given according to experience, and this does not guarantee that there is no deformation interfering with the measurement of the frolic, for example the deformation of a bridge, or the like.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0008] L'invention se propose de mettre en œuvre un dispositif et un procédé de mesure ne nécessitant un accès que sur un seul côté du mécanisme d'horlogerie. The invention proposes to implement a device and a measuring method requiring access only on one side of the clockwork mechanism.
[0009] Le principe d'une mesure d'ébats basée sur des éléments compliants permet de remplir cette condition. [0009] The principle of framing measurement based on complying elements makes it possible to fulfill this condition.
[0010] Le système compliant présente l'avantage de présenter une caractéristique linéaire effort/déplacement, ce qui permet de connaître simultanément la force et le déplacement du mobile. Il est ainsi possible de garantir que l'on mesure uniquement l'ébat, et non la déformation d'un pont ou autre partie du mouvement ou de la tête de montre. The compliant system has the advantage of having a linear force / displacement characteristic, which makes it possible to simultaneously know the force and the displacement of the mobile. It is thus possible to guarantee that one measures only the ripple, and not the deformation of a bridge or other part of the movement or of the watch head.
[0011] Le déroulement de la mesure selon l'invention est également innovant : le système pousse le mobile, selon une direction de mesure, dans un premier sens, par exemple vers le bas, jusqu'à détecter la déformation du mouvement, établit son zéro, et fait de même dans le sens inverse lors d'un mouvement ascendant jusqu'à déformation pour déterminer l'ébat. The course of the measurement according to the invention is also innovative: the system pushes the mobile, in a measurement direction, in a first direction, for example downwards, until the deformation of the movement is detected, establishes its zero, and do the same in the opposite direction during an upward movement until deformation to determine the ripple.
[0012] De plus, le système compliant étant sans jeu et sans frottement, on garantit ainsi que le guidage ne produit pas d'effets susceptibles de perturber / fausser la mesure. In addition, the compliant system being without play and without friction, it is thus guaranteed that the guidance does not produce effects liable to disturb / distort the measurement.
[0013] Ainsi l'invention concerne un dispositif de mesure d'ébats d'horlogerie selon la revendication 1. [0013] Thus the invention relates to a device for measuring timepieces according to claim 1.
[0014] L'invention concerne encore un procédé de mesure d'ébat, mettant en oeuvre ce dispositif. [0014] The invention also relates to a process for measuring the state of play, implementing this device.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où : la figure 1 représente, de façon schématisée, et en perspective, un dispositif de mesure d'ébats selon l'invention, qui est une machine comportant une structure apte à positionner un mouvement d'horlogerie ou un ensemble d'horlogerie, et à procurer l'accès, selon une direction de mesure, un préhenseur, ici une pince; ce préhenseur est monté à l'extrémité d'une poutre animée d'un mouvement sensiblement linéaire par un actionneur, cette poutre est suspendue par un mécanisme compliant par rapport à un autre élément fixé à la structure, ce mécanisme compliant comportant ici des traverses à cols formant un parallélogramme déformable avec la poutre et l'élément fixe ; la poutre mobile est munie d'un moyen de contrôle sans contact de sa position linéaire, ici un contrôle optique ; la figure 2 représente, de façon similaire à la figure 1, le même mécanisme sous un autre angle, laissant voir le préhenseur en position de saisie du mobile ; les figures 3 à 5 représentent, de façon schématisée, un préhenseur constitué par une pince avec des bras élastiques, dans un état libre non contraint en figure 3, en position d'ouverture sous l'action d'un excentrique en figure 4, et en position refermée, en saisie d'un mobile, en figure 5 ; la figure 6 représente, de façon schématisée, une partie du mécanisme de la figure 1, montrant uniquement le mécanisme articulé comportant le mécanisme compliant, l'actionneur de manoeuvre, le préhenseur en position ouverte, et le mobile à contrôler ; la figure 7 est un schéma-blocs montrant les modules fonctionnels d'acquisition des données ; la figure 8 est un diagramme force/course montrant les deux positions de rupture de pente d'effort, qui définissent l'ébat, entre lesquelles la caractéristique de force est la caractéristique linéaire du mécanisme compliant, et au-delà desquelles la valeur absolue de l'effort est supérieure à celle de l'effort du seul mécanisme compliant et où la pente de l'effort est variable et supérieure à la pente de la caractéristique du mécanisme compliant.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows, with reference to the accompanying drawings, where: FIG. 1 represents, schematically, and in perspective, a device for measuring frills according to the invention, which is a machine comprising a structure capable of positioning a timepiece movement or a timepiece assembly, and of providing access, in a direction of measurement, to a gripper, here a clamp; this gripper is mounted at the end of a beam driven by a substantially linear movement by an actuator, this beam is suspended by a compliant mechanism with respect to another element fixed to the structure, this compliant mechanism comprising here cross members to necks forming a deformable parallelogram with the beam and the fixed element; the mobile beam is provided with a contactless control means of its linear position, here an optical control; FIG. 2 represents, in a manner similar to FIG. 1, the same mechanism from another angle, showing the gripper in the gripping position of the mobile; FIGS. 3 to 5 represent, schematically, a gripper constituted by a clamp with elastic arms, in a free unconstrained state in FIG. 3, in the open position under the action of an eccentric in FIG. 4, and in the closed position, when gripping a mobile, in FIG. 5; FIG. 6 schematically represents part of the mechanism of FIG. 1, showing only the articulated mechanism comprising the compliant mechanism, the maneuvering actuator, the gripper in the open position, and the mobile to be checked; FIG. 7 is a block diagram showing the functional modules of data acquisition; FIG. 8 is a force / stroke diagram showing the two force slope breaking positions, which define the range, between which the force characteristic is the linear characteristic of the compliant mechanism, and beyond which the absolute value of the force is greater than that of the force of the only compliant mechanism and where the slope of the force is variable and greater than the slope of the characteristic of the compliant mechanism.
Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed description of the preferred embodiments
[0016] L'invention concerne un dispositif de mesure d'ébats d'horlogerie 100. Ce dispositif 100 comporte une structure 50, qui est porteuse d'un mécanisme articulé 3 comportant un préhenseur 4 agencée pour serrer un mobile 8 d'horlogerie au sein d'un ensemble horloger ou d'un mouvement d'horlogerie assemblé. Le terme de préhenseur s'entend au sens large : les figures représentent un préhenseur 4 mécanique qui est une pince, avec des bras 41 et 42 capables de serrer une portée d'un mobile 8, mais ce préhenseur peut être d'un autre type, par exemple à dépression, magnétique, ou autre, sans s'éloigner de l'invention. The invention relates to a device for measuring timepieces 100. This device 100 comprises a structure 50, which carries an articulated mechanism 3 comprising a gripper 4 arranged to clamp a mobile 8 timepiece to the within a watch assembly or an assembled watch movement. The term gripper is understood in the broad sense: the figures represent a mechanical gripper 4 which is a gripper, with arms 41 and 42 capable of gripping a bearing surface of a mobile 8, but this gripper may be of another type. , for example vacuum, magnetic, or other, without departing from the invention.
[0017] Selon l'invention, ce mécanisme articulé 3 comporte un premier élément 1 fixé à la structure 50, et par rapport auquel est mobile un deuxième élément 2 dans un mouvement sensiblement linéaire sous l'action d'au moins un actionneur 6. Cet actionneur 6 est agencé pour manoeuvrer sans contact et dans les deux sens le deuxième élément 2 sensiblement parallèlement à une direction de mesure D. Par exemple l'actionneur 6 peut comporter une bobine générant le mouvement d'un noyau, ou un vérin, ou similaire ; on appelle ici „moteur“ l'élément générant un effort, qu'il soit mécanique, électrique, hydraulique, pneumatique, ou autre. According to the invention, this articulated mechanism 3 comprises a first element 1 fixed to the structure 50, and relative to which a second element 2 is movable in a substantially linear movement under the action of at least one actuator 6. This actuator 6 is arranged to operate without contact and in both directions the second element 2 substantially parallel to a measurement direction D. For example, the actuator 6 may include a coil generating the movement of a core, or a jack, or similar; the element generating a force, whether mechanical, electrical, hydraulic, pneumatic, or other, is referred to here as "motor".
[0018] Le mécanisme articulé 3 comporte un mécanisme compliant 10 à cols et/ou à lames flexibles, à caractéristique force/course sensiblement linéaire, reliant le deuxième élément 2 au premier élément 1. The articulated mechanism 3 comprises a compliant mechanism 10 with flexible collars and / or blades, with a substantially linear force / stroke characteristic, connecting the second element 2 to the first element 1.
[0019] Le dispositif 100 comporte au moins un capteur de position 9, qui est agencé pour déterminer la position du deuxième élément 2 selon la direction de mesure D. The device 100 comprises at least one position sensor 9, which is arranged to determine the position of the second element 2 according to the measurement direction D.
[0020] Le dispositif 100 comporte encore au moins un capteur d'effort 7, qui est agencé pour déterminer la variation de l'effort axial de poussée ou de traction du deuxième élément 2 porteur du préhenseur 4, et/ou la variation du gradient de cet effort. Ce capteur d'effort 7 est agencé pour adresser à un système de pilotage 200, que comporte le dispositif 100, un signal de déclenchement de mesure de position lors de chaque rupture de pente d'effort dans chaque sens de marche, et pour déterminer la valeur de l'ébat E du mobile 8 au sein de l'ensemble dans lequel il est monté, par comparaison des valeurs de position mesurées lors des deux positions de rupture de pente lors de la course aller et de la course retour. The device 100 also comprises at least one force sensor 7, which is arranged to determine the variation of the axial thrust or traction force of the second element 2 carrying the gripper 4, and / or the variation of the gradient of this effort. This force sensor 7 is arranged to send to a control system 200, which the device 100 comprises, a position measurement trigger signal at each break in the force slope in each direction of travel, and to determine the value of stage E of mobile 8 within the assembly in which it is mounted, by comparison of the position values measured during the two slope break positions during the outward stroke and the return stroke.
[0021] La figure 8 illustre le diagramme effort/course : entre les positions A et B une caractéristique linéaire d'une certaine pente qualifie le mécanisme compliant ; en deçà de la première position A et au-delà de la deuxième position B, l'effort mesuré, est, en valeur absolue, fortement supérieur à l'effort propre au mécanisme compliant 10, et intègre donc la déformation des structures porteuses du mobile 8 : ponts, guidages, ou autres. Le dispositif 100 a donc pour fonction de repérer ces deux positions A et B : l'ébat E est tout simplement la course linéaire entre ces deux positions. FIG. 8 illustrates the force / stroke diagram: between positions A and B, a linear characteristic of a certain slope qualifies the compliant mechanism; below the first position A and beyond the second position B, the measured force is, in absolute value, greatly greater than the force specific to the compliant mechanism 10, and therefore includes the deformation of the supporting structures of the mobile 8: bridges, guides, or others. The function of the device 100 is therefore to identify these two positions A and B: the stage E is quite simply the linear travel between these two positions.
[0022] Plus particulièrement, le mécanisme compliant 10 est du type système à quatre cols avec au moins deux traverses 31, 32, s'étendant entre le premier élément 1 et le deuxième élément 2, notamment mais non limitativement sensiblement perpendiculairement à l'un et à l'autre, auxquels les traverses 31 et 32 sont reliées chacune par deux cols 311, 312, respectivement 321, 322, les deux traverses 31, 32, constituant avec le premier élément 1 et le deuxième élément 2 un parallélogramme déformable dans l'exemple particulier et non limitatif des figures. More particularly, the compliant mechanism 10 is of the four-neck system type with at least two cross members 31, 32, extending between the first element 1 and the second element 2, in particular but not limited to substantially perpendicular to one and to the other, to which the sleepers 31 and 32 are each connected by two necks 311, 312, respectively 321, 322, the two sleepers 31, 32, constituting with the first element 1 and the second element 2 a deformable parallelogram in the particular and non-limiting example of the figures.
[0023] De façon particulière, cet au moins un capteur de position 9 est un capteur optique avec une règle de mesure 92 fixée sur le mécanisme compliant 10, au niveau du deuxième élément 2, ou fixée sur la structure 50, et une tête de lecture 91 est fixée sur la structure 50, ou respectivement sur le deuxième élément 2 du mécanisme compliant 10. In particular, this at least one position sensor 9 is an optical sensor with a measuring rule 92 fixed on the compliant mechanism 10, at the level of the second element 2, or fixed on the structure 50, and a head of reading 91 is fixed on the structure 50, or respectively on the second element 2 of the compliant mechanism 10.
[0024] De façon particulière, cet au moins un capteur d'effort 7 est un capteur de consommation d'énergie de l'actionneur 6. En effet, la caractéristique force/déplacement du mécanisme compliant 10 est linéaire et connue, et la force peut être mesurée via le courant injecté dans le moteur. Tant qu'on est dans la zone avec un ébat, la force suit la caractéristique du mécanisme compliant 10, et, une fois arrivé en butée, le courant qu'on va devoir injecter dans le moteur de l'actionneur 6 pour atteindre la position suivante va augmenter, et on peut détecter facilement ce seuil de gradient de consommation d'énergie du moteur. In particular, this at least one force sensor 7 is a sensor for the energy consumption of the actuator 6. In fact, the force / displacement characteristic of the compliant mechanism 10 is linear and known, and the force can be measured via the current injected into the motor. As long as one is in the zone with a frolic, the force follows the characteristic of the compliant mechanism 10, and, once reached the stop, the current which will have to be injected into the motor of the actuator 6 to reach the position following will increase, and we can easily detect this gradient threshold of motor power consumption.
[0025] L'invention concerne encore un procédé de mesure d'ébats d'horlogerie. Selon ce procédé pour la mesure de l'ébat d'un mobile 8 assemblé dans un mécanisme dans une direction de mesure D, on met en oeuvre un tel dispositif 100 et on effectue les étapes suivantes : on aligne le deuxième élément 2 selon la direction de mesure D ; on saisit le mobile 8 avec le préhenseur 4 ; on met en oeuvre l'actionneur 6 dans un premier sens de marche jusqu'à l'enregistrement d'une première variation brusque du gradient d'effort sur l'actionneur 6 ; on enregistre la première position à laquelle se produit cette première variation ; on manoeuvre l'actionneur 6 dans un deuxième sens de marche opposé au premier, jusqu'à l'enregistrement d'une deuxième variation brusque du gradient d'effort sur l'actionneur 6 ; on enregistre la deuxième position à laquelle se produit cette deuxième variation ; et on calcule la valeur de l'ébat du mobile par la distance entre la première position et la deuxième position.The invention also relates to a method of measuring timepieces. According to this method for measuring the ripple of a mobile 8 assembled in a mechanism in a measuring direction D, such a device 100 is used and the following steps are carried out: the second element 2 is aligned along the measurement direction D; the mobile 8 is seized with the gripper 4; actuator 6 is operated in a first direction of travel until a first sudden variation in the force gradient is recorded on actuator 6; the first position at which this first variation occurs is recorded; actuator 6 is operated in a second direction of travel opposite to the first, until a second sudden variation in the force gradient is recorded on actuator 6; the second position is recorded at which this second variation occurs; and the value of the moving body is calculated by the distance between the first position and the second position.
[0026] Plus particulièrement, pour la saisie du mobile 8, ou choisit le préhenseur 4 sous forme d'une pince, on ouvre le préhenseur 4 autour d'une portée du mobile 8, et on referme le préhenseur 4 en appui de serrage sur le mobile 8. More particularly, for entering the mobile 8, or chooses the gripper 4 in the form of a clamp, the gripper 4 is opened around a range of the mobile 8, and the gripper 4 is closed by clamping support on mobile 8.
[0027] La mesure de l'ébat du mobile n'est pas la seule application possible ; le système peut également être utilisé pour d'autres mesures de distance ou de jeu, nécessitant un contrôle de la force, par exemple la mesure de l'ébat balancier d'un mouvement mécanique, ou encore la mesure de battement d'un roulement de masse oscillante, parmi bien d'autres applications possibles. The measurement of the frolic of the mobile is not the only possible application; the system can also be used for other measurements of distance or clearance, requiring a control of the force, for example the measurement of the pendulum swing of a mechanical movement, or the measurement of beating of a bearing of oscillating weight, among many other possible applications.
[0028] En somme, l'invention procure un moyen fiable, peu coûteux, de mesure d'ébats basé sur des éléments compliants, ce qui assure une excellente reproductibilité des mesures. L'invention permet la mesure de l'ébat d'un mobile avec accès uniquement sur le dessus du mouvement ou de la tête de montre. In short, the invention provides a reliable, inexpensive means of measuring frills based on complying elements, which ensures excellent reproducibility of the measurements. The invention allows the measurement of the ripple of a mobile with access only to the top of the movement or the watch head.
[0029] Le système compliant est peu coûteux à la réalisation et possède une très bonne durée de vie, sans altération de ses caractéristiques. The compliant system is inexpensive to produce and has a very good lifespan, without altering its characteristics.
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AZW | Rejection (application) |