EP4459385A1 - Detection acoustique d'un niveau de lubrification des composants d'un mouvement horloger - Google Patents

Detection acoustique d'un niveau de lubrification des composants d'un mouvement horloger Download PDF

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Publication number
EP4459385A1
EP4459385A1 EP23170982.5A EP23170982A EP4459385A1 EP 4459385 A1 EP4459385 A1 EP 4459385A1 EP 23170982 A EP23170982 A EP 23170982A EP 4459385 A1 EP4459385 A1 EP 4459385A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lubricant
acoustic
lubrication
diagnostic method
following step
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23170982.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric Georges
Alexis HERAUD
Olivier Steiner
Zoé OULEVEY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Richemont International SA
Original Assignee
Richemont International SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richemont International SA filed Critical Richemont International SA
Priority to EP23170982.5A priority Critical patent/EP4459385A1/fr
Publication of EP4459385A1 publication Critical patent/EP4459385A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/002—Electrical measuring and testing apparatus
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/12—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard
    • G04D7/1207—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring
    • G04D7/1214—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring for complete clockworks
    • G04D7/1221—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring for complete clockworks with recording, e.g. vibrograph
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/12—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard
    • G04D7/1257—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard wherein further adjustment devices are present
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D5/00—Oiling devices; Special lubricant containers for watchmakers

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of watchmaking and jewelry, more particularly to the field of lubrication detection on components and assemblies.
  • the aim of the present invention is to propose a new way of detecting the correct lubrication of watch components (or the quantity of lubricant) and to propose a diagnosis or a method of lubrication thereof in order to make it compliant.
  • the document CH716023 discloses a condition evaluation program with an accuracy evaluation process, wherein the accuracy evaluation function is a function of accumulating the time during which the sound emitted by the watch escapement (ticking) is collected to calculate a cumulative ticking sound generation time, and to determine whether or not the cumulative ticking sound generation time exceeds a predetermined threshold value, and wherein the notification data output function is a function generating notification data recommending an overhaul of the watch when it is determined that the cumulative ticking sound generation time exceeds the predetermined threshold value during the accuracy evaluation process.
  • the accuracy evaluation function is a function of accumulating the time during which the sound emitted by the watch escapement (ticking) is collected to calculate a cumulative ticking sound generation time, and to determine whether or not the cumulative ticking sound generation time exceeds a predetermined threshold value
  • the notification data output function is a function generating notification data recommending an overhaul of the watch when it is determined that the cumulative ticking sound generation time exceeds the predetermined threshold value during the accuracy evaluation process.
  • the prior art document relates to a revision notification based on cumulative operating time, which is unsuitable for control during manufacturing or assembly or after-sales service. Furthermore, the prior art document does not disclose detection of lubrication of watch components, nor of the quantity, nor does it propose a lubrication method or a lubrication instruction method.
  • Multimode piezoacoustic detection or, more advantageously, acoustic and ultrasonic stethoscopic detection make it possible to achieve sufficient fidelity in terms of accuracy and precision for such a diagnosis, as well as its ease of implementation.
  • acoustic signature is used to describe a combination of acoustic emissions.
  • mechanisms and their components, in normal or degraded operation can be described as having their own acoustic signatures or characteristic sound attributes, which can be used to study their state, behavior, and physical location.
  • the signature is the set of elements that allow, for example, a sensor to characterize the presence, type, or identity of an object, from a signal of the object collected by the sensor.
  • a signature is thus understood to be the set of characteristic and recognizable features that can be extracted from a sensor signal and that allow something to be attributed or identified. This signature therefore depends not only on the object to be characterized but also on the characteristics of the sensor and the way in which it is applied.
  • an acoustic sensor has its sensitivity, its own noise, its time and frequency response, i.e. a set of more or less distorting or reducing characteristics.
  • Reliability is generally greater the larger the quantity of lubricant, provided that an overflow does not risk causing the lubrication to leak and contaminate third-party surfaces or cause excessively long running-in times.
  • the quantity of lubricant should be adjusted, i.e. neither too much nor too little, and in the right place (for example between two parts in relative motion with respect to each other).
  • the lubrication check can take place immediately after the lubrication step, by optical or visual inspection, before other assembly elements are assembled and cover the area to be checked.
  • the lubrication can take time to set up, as capillary phenomena and the operation of the mechanism are driving parameters for this set-up.
  • the final lubrication check after start-up and running-in is difficult to carry out because few contacts remain visible. Any disassembly to check compliance will tend to change the position of the lubrication with a risk of contaminating surfaces and involves a significant effort in terms of time and labor, and also risks damaging the parts.
  • the check can be facilitated by the use of fluorescent lubrications to detect their presence in the area to be lubricated, but without giving any indication of the correct arrangement in the contact.
  • the lubrication may be in an inappropriate place (for example above, in below or next to it). Therefore, the method of the present invention has the advantage of solving these problems.
  • Spectral flatness is a quantity among other acoustic quantities. This example of spectral flatness is based on a model with this parameter, other examples might not be based on it.
  • the mechanism is a mechanical watch movement.
  • the amount of lubricant is determined from insufficient lubrication, adequate lubrication or excess lubrication.
  • the quantity of lubricant is a lubrication volume, preferably from 0.5 to 100 nL.
  • the oils are for example the Moebius references: 9504 (synthetic grease for high friction, with a viscosity of 305 cSt at 20 degrees), 9501 (synthetic grease for high precision micromechanics with a viscosity of 176 cST at 20 degrees), 8200 (natural grease for watchmaking, for example for slow mobiles), Synth HP1300 (synthetic precision oil for high pressure, viscosity 1250 cST at 20 degrees), Synth HP 500 (synthetic precision oil for high pressure, viscosity 500 cST at 20 degrees), and/or 9010 commercially available, without being limited to these examples.
  • 9504 synthetic grease for high friction, with a viscosity of 305 cSt at 20 degrees
  • 9501 synthetic grease for high precision micromechanics with a viscosity of 176 cST at 20 degrees
  • 8200 natural grease for watchmaking, for example for slow mobiles
  • Synth HP1300 synthetic precision oil for high pressure, viscos
  • a confusion matrix is understood to be a matrix comprising the prediction results. It compares the actual data for a target variable with those predicted by a model. Correct and incorrect predictions are revealed and divided by class, allowing them to be compared with defined values.
  • the confusion matrix is a matrix that measures the quality of a classification system.
  • the operating instruction may be to remove or add lubricant.
  • the operating or adjustment instruction may be to add lubricant (lubricating oil or other), to remove lubricant, in particular if it appears that the movement is over-lubricated, to change lubricant, to add an additive in order to modify the lubrication, to specify in what quantities these additions or removals should be made, to remove the component in question, for example to clean it entirely or replace it.
  • lubricant lubricating oil or other
  • the usage or adjustment instruction is displayed on a connected device, such as a connected magnifying glass.
  • a third aspect concerns the use of an acoustic sensor to detect the quantity of lubricant in a watch or jewelry mechanism.
  • the piezo-acoustic sensor has in particular a good signal-to-noise ratio over a wide frequency band. It is also possible to provide with this piezo-acoustic sensor a multimode operation in order to obtain a high signal-to-noise ratio over a wide frequency range via the natural vibration modes. This has the advantage of being able to go to high frequency, of improving the speed of rise of the sound signal and of obtaining better temporal precision. A measurement via direct contact (solid-borne transmission, for example by a crown) is possible. It is also possible to cut the low frequencies in order to isolate ambient noise.
  • MEMS microelectromechanical system
  • the plurality of sensors can include four sensors for example.
  • the watch it is possible to install the watch on a structure comprising the sensor with one (or more) acoustic access(es), preferably a felt, a coupling microcavity and one (or more) acoustic access(es) to allow the sensor to have greater sensitivity to the sounds of the mechanism.
  • a structure comprising the sensor with one (or more) acoustic access(es), preferably a felt, a coupling microcavity and one (or more) acoustic access(es) to allow the sensor to have greater sensitivity to the sounds of the mechanism.
  • the various sensors mentioned above allow for finer, more faithful listening, and therefore with greater recognition capacity by obtaining a greater quantity of information, by extending the band towards high frequencies which contain useful acoustic energy, by obtaining information less disturbed by the acoustic (and vibrational) environment, by the rapid dissipation of short wavelengths in air and in solids, by obtaining information less disturbed by the connection and electrical environment, by digitizing signals as close as possible to the transduction source, by obtaining very low self-noise by multiplying paired transducers, by the possibility of implementing coherent reconstruction techniques, time shifting, convolution, filtering and focusing, i.e. more precisely all the signal processing methods and acoustic antenna algorithms by microphone arrays and applicable in the near field. Furthermore, by using miniature transducers of known sensitivity and factory matched in amplitude and phase, and for their entire lifetime, the technology does not require initial or periodic calibration.
  • the sensors may be used in all aspects of the present invention.
  • the prediction machine comprises a processor and/or a computer.
  • the prediction machine further comprises prediction software, such as artificial intelligence.
  • the prediction machine comprises one or more neural networks, such as one or more convolutional neural networks.
  • the prediction machine can determine the amount of lubricant and categorize the mechanism as compliant or non-compliant, based on the acoustic signature.
  • the prediction machine must solve the problem of the amount of lubrication on the parts of the mechanism (including all lubrication variants described herein).
  • the prediction machine then receives the acoustic signature, uses the model, and determines the quantity of lubricant.
  • This learning phase allows to build calibrated reference data for later comparison during a prediction/production phase with defect detection.
  • learning allows to obtain test data from reference parts or tested/simulated in parallel to build the model.
  • the reference parts can be confirmed by a watchmaker.
  • the prediction machine uses a predictive model that can be built from repeated and trained operation.
  • the reference quantity is predetermined.
  • the reference quantity is defined by the model.
  • the model can include a correlation phase in which the acoustic signature is linked to the conclusion of the compliant or non-compliant mechanism.
  • the model is defined by the construction of the mechanism.
  • the model is predetermined by construction of the mechanism.
  • the model is adapted after operating the mechanism or a plurality of mechanisms, so as to modify parameters or coefficients of the constructed model.
  • the learning process is carried out by machine learning.
  • the learning method includes the use of neural networks.
  • the input data is the caliber of the movement, the constituent parts, the geometry of the parts, the type of oil, and/or the quantity of oil expected.
  • the output data is the quantity of oil measured, the qualification as insufficient, correct or excess lubrication, and/or the determination of the part on which the lubrication is inspected.
  • FIG. 1 represents an acoustic detection of a watch mechanism (or a movement or a caliber) in operation.
  • the graph of the figure 1 represents the evolution of the sound level 10 (on the ordinate, expressed in decibels dB) as a function of the sound frequency (on the abscissa, expressed in Hertz Hz).
  • the graph shows three curves: a first curve 1 represents the evolution of the noise level 10 for lubrication at zero percent of the reference value, i.e. curve 1 represents the case without lubrication.
  • a second curve 2 represents the evolution of the noise level 10 for lubrication at forty percent of the reference value, i.e. curve 2 represents the case of ideal or target lubrication.
  • a third curve 3 represents the evolution of the noise level 10 for lubrication at one hundred percent of the reference value, i.e. curve 3 represents the case of excess lubrication.
  • the first curve 1 is an acoustic signature for lubrication at zero percent of the reference value
  • the second curve 2 is an acoustic signature for lubrication at forty percent of the test reference value
  • the third curve 3 is an acoustic signature for lubrication at one hundred percent of the reference value.
  • the reference value is predetermined, and can also be called the test reference value, control reference value, monitoring value, alert value, or non-conformity value.
  • the value of forty percent can be adapted and chosen for example between zero and one hundred, such as twenty-five or fifty. Note also that it is generally more damaging to the mechanism to be without lubricant than with excess lubricant.
  • the machine may use a model established by learning, if necessary initially predetermined in relation to the intrinsic construction of the mechanism, and/or adapted on the basis of the operation of the mechanism.
  • the learning step may further rely on human confirmation of the quantity of lubricant to teach the model and the machine how to classify mechanisms and determine the quantity of lubricant.
  • the learning step may confirm or highlight that for the given mechanism it is possible to use spectral flatness as a relevant acoustic quantity, as detailed with reference to the figure 2 .
  • the graph represents three candlesticks: a first candlestick 11 represents the spectral flatness of the sound level 10 for a lubrication at zero percent of the reference value, that is to say that the candlestick 11 represents the case without lubrication of the first acoustic signature 1.
  • a second candlestick 12 represents the spectral flatness of the sound level 10 for a lubrication at forty percent of the reference value, that is to say that the candlestick 12 represents the case of an ideal lubrication of the second acoustic signature 2.
  • a third candlestick 13 represents the spectral flatness of the sound level 10 for a lubrication at one hundred percent of the reference value, that is to say that the candlestick 13 represents the excess lubrication case of the third acoustic signature 3.
  • the first candlestick 21 comprises a first median value
  • the second candlestick 22 comprises a second median value
  • the third candlestick 23 comprises a third median value 23.
  • the median values 21, 22, 23 allow to determine, with the help of acoustic detection, what is the lubrication of the mechanism, that is to say whether it is a mechanism not lubricated, partially lubricated or correctly lubricated, or excessively lubricated. It is possible to make this determination also from all the data of the candlesticks 11, 12, 13 and not only from the median values.
  • the watch mechanism is, for example, an automatic winding system.
  • the movements are then placed on a movement listening bench, which can be rotated in both directions (clockwise or counterclockwise). It is possible to use a listening bench without rotation.
  • the automatic system is then put into operation and the sound it emits is captured.
  • the operating signal is recorded, processed (e.g. by spectral decomposition, or by power or by signal energy or combination) and described by its temporal and/or frequency acoustic signature.
  • the objective is to define acoustic markers associated with the lubrication level and to define an average (or median or characteristic) signal describing the lubrication category (without lubrication, partially lubricated or correctly lubricated). It is also possible to obtain more details on the volume of lubricant, the type of oil, the component for which the lubrication is determined, as previously indicated. It is thus possible to train a model so as to teach it to correctly detect the quantity of lubricant. For example, it is possible to use a classification method of the "random forest" type to determine that spectral flatness is one of the most relevant characteristics of analysis, and to build or train a model, for example of the GLM "Generalized linear model” type.
  • Each measured movement is then classified or placed in its category (for example poorly lubricated, partially lubricated, correctly lubricated, or even excess lubrication by including in the control batch movements with excess lubricant).
  • category for example poorly lubricated, partially lubricated, correctly lubricated, or even excess lubrication by including in the control batch movements with excess lubricant.
  • Spectral flatness can be seen as a measure of the amount of noise in a signal or, conversely, of the tonality. It is possible to use another acoustic quantity than spectral flatness, such as loudness, frequency, duration, power, but not limited to these examples. It can be an acoustic quantity detected as relevant by artificial intelligence or machine learning.
  • spectral flatness or tone coefficient can also be called Wiener entropy, and is a measure used in signal processing to characterize an audio spectrum.
  • Spectral flattening is usually measured in decibels and is a measure of how much a sound resembles a pure tone, as opposed to (or contrasts with) noise.
  • tone is the amount of peaks or resonant structure in a power spectrum, as opposed to the flat spectrum of white noise.
  • a high spectral flatness indicates that the spectrum has a similar amount of power in all spectral bands - this looks like white noise, and the spectrum graph would appear relatively flat and smooth.
  • a low spectral flatness indicates that the spectral power is concentrated in a relatively small number of bands - this looks like typically to a mixture of sine waves, and the spectrum appears "spiky”.
  • the ratio produced by this calculation is often converted to a decibel scale for reporting, with a maximum of zero dB and a minimum of - ⁇ dB.
  • Spectral flatness can also be measured in a specific subband, rather than across the entire band.
  • FIG. 3 represents an example of a measuring device for measuring a sound and implementing the diagnostic method.
  • the near-field acoustic emission of a watch can be highly variable along its outer shell and that a spatial scan of the near-field acoustic emission provides a plurality of information that allows for better characterization of the acoustic behavior and the noise and emission sources of the watch.
  • the inventors also recognized that a measurement based on one or more microphones and a spatial scan provides the best available information in terms of frequency band, because microphones have an inherently wider measurement bandwidth than vibration sensors, and also that a plurality of microphones provides the best available information from weak signal captures, because the combination of a plurality of signal captures inherently provides increased signal-to-noise ratio capability.
  • a measuring device 2000 for measuring the sound generated by the watch W may be used, such as the measuring device 2000 having: a support surface 1100, a plurality of microphones 1200 placed on or under the support surface 1100, a controller connected to the plurality of microphones 1200, wherein the controller is configured to process the output of the plurality of microphones 1200 so as to obtain one or more signals representative of the sound generated by the watch W.
  • the plurality of microphones 1200 may be placed in close proximity to the object to be measured, such as a watch W, so that environmental noise is limited from reaching the microphones 1200 and that the sound of the watch is measured with very high sensitivity and selectivity.
  • the plurality of microphones 1200 may be phase and amplitude matched.
  • the plurality of microphones 1200 may be configured to have an amplitude shift of less than 3 dB, preferably less than 2 dB, more preferably less than 1 dB, and/or the plurality of microphones 1200 may be configured to have a phase shift of less than 10°, preferably less than 5°, more preferably less than 1°.
  • the plurality of microphones 1200 may be MEMS-based microphones.
  • the plurality of microphones 1200 may be separated from each other by an intra-microphone distance, the intra-microphone distance being less than 1/2 of the smallest wavelength measured by the measuring device 2000, preferably less than 1/4 of the smallest wavelength, more preferably less than 1/8 of the smallest wavelength.
  • the plurality of microphones 1200 may cover a total distance, the total distance may be less than the smallest wavelength measured by the measuring apparatus 2000, preferably less than half of the smallest wavelength.
  • the plurality of microphones 1200 may cover a total distance, the total distance may be less than 10 cm, preferably less than 5 cm, more preferably less than 3 cm.
  • the plurality of microphones 1200 may include at least 4 microphones, preferably at least 16 microphones, more preferably at least 32 microphones.
  • Different 1200 microphones can be configured to measure sounds on different frequency ranges.
  • a volume V between the watch and a majority, preferably all, microphones can be filled with liquid and/or gel.
  • the watch W to be measured or listened to may be placed at a measurement distance from the plurality of microphones 1200 that may be less than 1 cm, preferably less than 0.5 cm, more preferably less than 1 mm.
  • the plurality of microphones 1200 may be configured to implement an acoustic antenna.
  • An acoustic antenna may be considered as a device comprising an array of microphones 1200 used to detect sound waves coming from a particular direction.
  • a microphone can measure in the bandwidth of 500 Hz to 200 kHz, it can be used to measure sounds in a narrower bandwidth only, such as 500 Hz to 1 kHz, for optimal use.
  • the measuring device 2000 may be configured such that the watch W is held at the measuring distance without additional support. This may be achieved by providing a suitable frame for holding the watch W. Alternatively, or in addition, the support surface 1100 of the measuring device 2000 may be configured such that it holds the watch in place. The portion of the measuring device 2000 that holds the watch W in place may have a shape complementary to at least a portion of the outer shape of the watch, such that the watch may be held firmly and securely, while reducing the amount of ambient noise reaching the microphone(s) due to the complementarity of the support structure and the shape of the watch, as will be illustrated with reference to FIG. figure 4 .
  • the measuring device 2000 may also comprise a housing 2100 configured to define a volume V.
  • the volume V is therefore an internal volume of the housing 2100.
  • the housing 2100 may comprise or be connected to the support surface 1100, so that the plurality of microphones 1200 can be placed inside the volume V.
  • the support surface 1100 may comprise at least one opening 1110.
  • FIG. 4 represents another example of a measuring device for measuring sound and implementing the diagnostic method.
  • the support surface 4100 of the measuring device 2000 may be flexible and/or configured to conform to a surface of the watch W.
  • the flexible support surface 4100 may be held in place by a suitable non-flexible support frame 4400, which is only schematically illustrated in FIG. figure 4 .

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Procédé de diagnostic pour détecter une quantité de lubrification d'un mécanisme d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes :
- procéder à une détection acoustique du mécanisme en fonctionnement,
- obtenir une signature acoustique (1, 2, 3) du mécanisme,
- déterminer, en fonction de la signature acoustique (1, 2, 3) du mécanisme, la quantité de lubrification du mécanisme.

Description

  • La présente invention concerne de manière générale le domaine de l'horlogerie et de la joaillerie, plus particulièrement le domaine de la détection de lubrification sur les composants et les assemblages.
  • La présente invention a pour but de proposer une nouvelle façon de détecter la bonne lubrification de composants horlogers (ou la quantité de lubrifiant) et de proposer un diagnostic ou un procédé de lubrification de ceux-ci afin de le rendre conforme.
  • Il est connu dans l'art antérieur l'utilisation de la détection acoustique. Par exemple le document CH716023 divulgue un programme d'évaluation d'état avec un processus d'évaluation de précision, dans lequel la fonction d'évaluation de précision est une fonction d'accumulation du temps pendant lequel le son émis par l'échappement de la montre (tic-tac) est collecté pour calculer un temps cumulé de génération du son de tic-tac, et pour déterminer si oui ou non le temps cumulé de génération du son de tic-tac excède une valeur de seuil prédéterminée, et dans lequel la fonction de sortie de données de notification est une fonction générant des données de notification préconisant une révision de la montre quand il est déterminé que le temps cumulé de génération du son de tic-tac excède la valeur de seuil prédéterminée durant le processus d'évaluation de précision.
  • Néanmoins, le document de l'art antérieur concerne une notification de révision sur la base d'un temps cumulé de fonctionnement, ce qui est inadapté à un contrôle pendant la fabrication ou le montage ou le service après-vente. En outre, le document de l'art antérieur ne divulgue pas de détection de la lubrification de composants horloger, ni de la quantité, ni ne propose de procédé de lubrification ou de procédé d'instruction de lubrification.
  • Ainsi, il est souhaité de pouvoir proposer un diagnostic permettant de diagnostiquer la qualité et la quantité de lubrification des composants horlogers et de proposer un réglage ou une action corrective afin d'obtenir un assemblage des composants conformes, tout en réduisant l'effort et le coût nécessaire à cette fin pour l'horloger.
  • Une détection piézo-acoustique multimodes ou encore plus avantageusement une détection stéthoscopique acoustique et ultrasonique permettent d'atteindre une fidélité suffisante en justesse et en précision pour un tel diagnostique, ainsi que sa facilité de mise en oeuvre.
  • Dès lors, l'invention concerne, dans un premier aspect, un procédé de diagnostic pour détecter une quantité de lubrifiant d'un mécanisme d'horlogerie ou de joaillerie, comprenant les étapes suivantes :
    • procéder à une détection acoustique du mécanisme en fonctionnement, à l'aide d'un capteur acoustique,
    • identifier une signature acoustique du mécanisme en fonctionnement, basée sur une grandeur acoustique extraite de la détection acoustique,
    • comparer la signature acoustique avec une grandeur acoustique de référence,
    • définir ou déterminer, en fonction de la comparaison de la signature acoustique, la quantité de lubrifiant du mécanisme.
  • En d'autres termes, l'invention concerne un procédé de diagnostic pour détecter une quantité de lubrifiant d'un mécanisme d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes :
    • procéder à une détection acoustique du mécanisme d'horlogerie en fonctionnement,
    • déterminer une signature acoustique du mécanisme d'horlogerie en fonctionnement,
    • déterminer, en fonction de la signature acoustique du mécanisme d'horlogerie, la quantité de lubrifiant du mécanisme.
  • Le terme signature acoustique est utilisé pour décrire une combinaison d'émissions acoustiques. De plus, les mécanismes et leurs composants, en fonctionnement normal ou dégradé, peuvent être décrits comme ayant leurs propres signatures acoustiques ou attributs sonores caractéristiques, qui peuvent être utilisés pour étudier leur état, leur comportement et leur emplacement physique. La signature est l'ensemble des éléments qui permettent par exemple de caractériser par un capteur la présence, le type, ou l'identité d'un objet, à partir d'un signal de l'objet prélevé par le capteur. On entend ainsi par signature l'ensemble de traits caractéristiques et reconnaissables extractibles du signal d'un capteur et permettant d'attribuer ou d'identifier quelque chose. Cette signature dépend donc non seulement de l'objet à caractériser mais aussi des caractéristiques du capteur et de la manière de l'appliquer. Par exemple un capteur acoustique présente sa sensibilité, son bruit propre, sa réponse temporelle et en fréquence, c'est-à-dire un ensemble de caractéristiques plus ou moins déformantes ou réductrices. Plus le capteur acoustique est sensible, linéaire, sa résolution temporelle et fréquentielle étendues à toute l'émission de l'objet, et plus il est stable dans ces qualités, plus la capture d'une signature est fidèle en justesse et en précision, c'est-à-dire nette et reproductible, et donc porteuse d'informations fiables de diagnostic.
  • Singulièrement une détection stéthoscopique acoustique et ultrasonique en champ proche, qui présente des qualités très hautes de largeur de bande, de planéité spectrale, de faiblesse de bruit et d'immunité aux perturbations parasites, permet de proposer un procédé de diagnostic permettant de détecter ou de caractériser la quantité de lubrifiant, en particulier au moment de la fabrication et du montage, mais également en tout temps, de sorte à connaître plus finement l'état de la montre et de pouvoir apporter des actions correctives si besoin, comme par exemple lubrifier plus les composants, enlever du lubrifiant en excès ou apporter un additif notamment afin de limiter l'effet de cet excès, planifier une maintenance à une date prévue, prévoir un fonctionnement dégradé et à partir de quand, sans être limité à ces exemples. En d'autres termes, il s'agit de détecter à postériori la quantité de lubrifiant après avoir lubrifié le mécanisme.
  • Ainsi, il est possible de proposer un procédé permettant de diagnostiquer la qualité et la quantité de lubrifiant des composants horlogers et de proposer un réglage ou une action corrective afin d'obtenir un assemblage des composants conformes, tout en réduisant l'effort et le coût nécessaire à cette fin pour l'horloger.
  • De plus, un grand nombre de retour en service après-vente sont liés à des phénomènes d'usure qui peuvent être liés à un manque ou une mauvaise disposition des lubrifiants initialement (c'est-à-dire au moment de la fabrication) sur certains mécanismes de montre, en particulier pour les mécanismes à remontage automatique.
  • La fiabilité est généralement d'autant plus grande que la quantité de lubrifiant est grande, pour autant qu'un trop plein ne risque pas de faire couler la lubrification et souiller des surfaces tierces ou engendrer des temps de rodage trop importants. En d'autres termes, il convient d'ajuster la quantité de lubrifiant, c'est-à-dire ni trop, ni trop peu, et au bon endroit (par exemple entre deux pièces en mouvement relatif l'une par rapport à l'autre). Le contrôle de la lubrification peut avoir lieu juste après l'étape de lubrification, par contrôle optique ou visuel, avant que d'autres éléments d'assemblage ne soient assemblés et ne recouvrent la zone à contrôler. La lubrification peut mettre du temps à se mettre en place, les phénomènes de capillarité et le fonctionnement du mécanisme étant des paramètres moteurs à cette mise en place. Le contrôle final de la lubrification après la mise en marche et le rodage est difficilement réalisable car peu de contacts restent visibles. Un éventuel démontage pour contrôler la conformité aura tendance à modifier la position de la lubrification avec un risque de souiller des surfaces et entraîne un effort important en terme de temps et de main d'oeuvre, et risque en outre d'endommager les pièces. Le contrôle peut être facilité par l'emploi de lubrifications fluorescentes pour détecter leur présence dans la zone à lubrifier, mais sans donner d'indication sur la bonne disposition dans le contact. La lubrification peut être dans un endroit inapproprié (par exemple au-dessus, en dessous ou à coté). Dès lors, le procédé de la présente invention présente l'avantage de résoudre ces problèmes.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • procéder à une détection acoustique de fidélité de caractérisation suffisante en justesse et en précision du mécanisme d'horlogerie en fonctionnement, à l'aide d'un capteur acoustique.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • extraire une combinaison de grandeur acoustique de la signature acoustique.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • extraire une planéité spectrale de la signature acoustique.
  • Ceci permet de proposer une détection efficace et efficiente de la lubrification des composants horlogers, une précision et une finesse de détection importante, tout en ayant une bonne reproductibilité et en limitant les faux-positifs ou les faux-négatifs. La planéité spectrale est une grandeur parmi d'autres grandeurs acoustiques. Cet exemple de planéité spectrale se base sur un modèle avec ce paramètre, d'autres exemples pourraient ne pas être basé dessus.
  • Avantageusement, le mécanisme est un mouvement mécanique de montre.
  • Avantageusement, le mécanisme comprend une pluralité de composants,
    le procédé comprenant l'étape suivante :
    • définir ou déterminer une quantité de lubrifiant sur l'au moins un composant de la pluralité de composants.
  • Avantageusement, le mécanisme comprend la pluralité de composants, et
    le procédé comprenant l'étape suivante :
    • définir ou déterminer la quantité de lubrifiant sur chacun de la pluralité de composants.
  • Ceci permet de diagnostiquer quel composant a un fonctionnement normal ou dégradé, et d'apporter les actions correctives sur ce seul composant (ou ensemble de composants) de sorte à limiter l'effort de correction.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • définir ou déterminer la quantité de lubrifiant sur au moins un composant basée sur une vitesse prédéterminée de fonctionnement de l'au moins un composant.
  • Avantageusement, il est possible de prévoir un type d'huile prédéterminé en fonction de la vitesse prédéterminée de fonctionnement de l'au moins un composant.
  • Ceci permet d'affiner la détermination en fonction d'un paramètre pertinent de fonctionnement.
  • Avantageusement, le mécanisme comprend au moins un composant choisi parmi un barillet, un mécanisme de remontage, un échappement, un système antichoc, des rouages, un pivot d'excentrique, un autre pivot, une denture à dents de loup agencée pour coopérer avec un cliquet,
    le procédé comprenant l'étape suivante :
    • définir ou déterminer une quantité de lubrifiant sur l'au moins un composant.
  • Ceci permet de diagnostiquer quel composant a un fonctionnement normal ou dégradé, et d'apporter les actions correctives sur ce seul composant (ou ensemble de composants) de sorte à limiter l'effort de correction.
  • Avantageusement, la quantité de lubrifiant est déterminée parmi une lubrification insuffisante, une lubrification adéquate ou une lubrification excédentaire.
  • Avantageusement, la quantité de lubrifiant est un volume de lubrification, préférentiellement de 0.5 à 100 nL.
  • Ceci permet de détecter la bonne lubrification, en particulier pour des dents de loup ou une roue d'échappement.
  • Avantageusement, le mécanisme comprend une pluralité d'huiles de lubrification,
    le procédé comprenant l'étape suivante :
    • définir ou déterminer la quantité de lubrifiant d'au moins une huile de lubrification parmi la pluralité d'huiles de lubrification.
  • Avantageusement, les huiles sont par exemple les références Moebius : 9504 (graisse de synthèse pour frottement élevé, avec une viscosité de 305 cSt à 20 degrés), 9501 (graisse de synthèse pour la micromécanique de haute précision avec une viscosité de 176 cST à 20 degrés), 8200 (graisse naturelle pour horlogerie, par exemple pour les mobiles lents), Synth HP1300 (huile synthétique de précision pour haute pression, de viscosité 1250 cST à 20 degrés), Synth HP 500 (huile synthétique de précision pour haute pression, de viscosité 500 cST à 20 degrés), et/ou 9010 disponibles dans le commerce, sans être limité à ces exemples.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • définir ou déterminer la quantité de lubrifiant de chaque huile de la pluralité d'huiles de lubrification.
  • Ceci permet d'affiner la connaissance du mécanisme, afin de déterminer un niveau de lubrification, une quantité de lubrifiant et quelle huile pose difficultés.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • utiliser une matrice de confusion afin de déterminer, en fonction de la signature acoustique du mécanisme, la quantité de lubrifiant du mécanisme.
  • Il est entendu par matrice de confusion une matrice comprenant les résultats de prédiction. Elle compare les données réelles pour une variable cible à celles prédites par un modèle. Les prédictions justes et fausses sont révélées et réparties par classe, ce qui permet de les comparer avec des valeurs définies. En d'autres termes, en apprentissage automatique supervisé, la matrice de confusion est une matrice qui mesure la qualité d'un système de classification.
  • Ceci permet de rendre plus robuste le diagnostic, d'améliorer la finesse de détection, de mieux classifier les composants et leur lubrification et de limiter en particulier les faux-négatifs et les faux-positifs.
  • Un deuxième aspect de l'invention concerne un procédé de lubrification pour lubrifier un mécanisme horloger ou joailler comprenant les étapes suivantes :
    • réaliser ou mettre en oeuvre le procédé de diagnostic selon le premier aspect,
    • émettre une consigne d'utilisation ou une consigne de réglage à un utilisateur.
  • Avantageusement, la consigne d'utilisation peut être d'enlever ou d'ajouter du lubrifiant.
  • Ceci permet de proposer un procédé de lubrification avec une consigne d'utilisation ou une consigne de réglage afin de permettre à un utilisateur de correctement lubrifier les composants horlogers.
  • Ainsi, il est possible de proposer un procédé permettant de lubrifier correctement les composants horlogers, en particulier en terme de qualité et de quantité de lubrifiant des composants horlogers et de proposer un réglage ou une action corrective afin d'obtenir un assemblage des composants conformes, tout en réduisant l'effort et le coût nécessaire à cette fin pour l'horloger.
  • Avantageusement, la consigne d'utilisation ou de réglage peut être de rajouter du lubrifiant (huile de lubrification ou autre), d'enlever du lubrifiant, en particulier s'il apparaît que le mouvement est trop lubrifié, de changer de lubrifiant, d'ajouter un additif afin de modifier la lubrification, de préciser dans quelles quantités ces ajouts ou retraits devraient être faits, de retirer le composant en question, par exemple pour le nettoyer entièrement ou le remplacer.
  • Avantageusement, la consigne d'utilisation ou de réglage est affichée sur un dispositif connecté, tel qu'une loupe connectée.
  • Ceci permet de proposer un fonctionnement avec un dispositif connecté, de sorte à faciliter le travail de l'horloger.
  • Ceci permet de proposer un procédé de lubrification (et de réglage de lubrification) et une interface homme-machine à un utilisateur, en particulier un horloger, afin de réduire son effort mental et physique pour le réglage de l'ensemble, tout en permettant d'améliorer la qualité, la précision et la répétabilité de l'ensemble. Une loupe connectée est connue par exemple du document CH717263 . Une telle loupe électronique d'horloger est destinée à observer un produit horloger, notamment un mécanisme de montre, et est munie :
    • d'un objectif grossissant, pour observer le produit horloger,
    • de moyens de communication, pour recevoir des données,
    • d'un écran d'affichage, pour afficher les données,
    • d'un séparateur de faisceau, prévu pour diriger simultanément vers un oeil d'un utilisateur au moins une image du produit horloger provenant de l'objectif grossissant et au moins une image de l'écran d'affichage. La loupe électronique peut comprendre en outre une caméra d'acquisition, pour acquérir au moins une image du produit horloger, les moyens de communication étant prévus pour envoyer à un utilisateur distant l'image du produit horloger acquise par la caméra d'acquisition, le séparateur de faisceau étant prévu pour diriger simultanément vers la caméra d'acquisition au moins une image du produit horloger provenant de l'objectif grossissant et au moins une image de l'écran d'affichage.
  • Un troisième aspect concerne l'utilisation d'un capteur acoustique afin de permettre de détecter une quantité de lubrifiant d'un mécanisme d'horlogerie ou de joaillerie.
  • Il s'agit ainsi de l'utilisation d'un capteur en vue d'obtenir une détection de quantité et qualité de lubrification.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • utiliser un capteur, de préférence un capteur piézo-acoustique, afin de capter une pluralité de sons du mécanisme d'horlogerie en fonctionnement et obtenir une signature acoustique du mécanisme.
  • Ceci permet de capter les sons afin de mettre en oeuvre le procédé de diagnostic. Le capteur piézo-acoustique a notamment un bon rapport signal sur bruit sur une large bande fréquentielle. Il est en outre possible de prévoir avec ce capteur piézo-acoustique un fonctionnement en multimodes afin d'obtenir un haut rapport signal-bruit sur une large gamme de fréquence via les modes propres de vibration. Ceci présente l'avantage de pouvoir aller à haute fréquence, d'améliorer la rapidité de montée du signal sonore et d'obtenir une meilleure précision temporelle. Une mesure via contact direct (transmission solidienne, par exemple par une couronne) est possible. Il est en outre possible de couper les basses fréquences afin d'isoler les bruits ambiants.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • utiliser un capteur, de préférence un capteur avec une pluralité de microphones ultrasoniques, par exemple digitaux, afin de capter la pluralité de sons et obtenir une signature acoustique du mécanisme.
  • La technologie MEMS (microsystème électromécanique) permet de couvrir une large bande passante (par exemple 100Hz - 80kHz), tout en autorisant une mesure sans contact en champ proche (de type stéthoscope). La pluralité de capteur peut comprendre quatre capteurs par exemple.
  • Pour des mesures de type chronométrie, il est possible de couper les basses fréquences afin d'isoler les bruits ambiants
  • Il est possible d'installer la montre sur une structure comprenant le capteur avec un (ou plusieurs) accès acoustique(s), de préférence une feutrine, une microcavité de couplage et un (ou plusieurs) accès acoustique(s) afin de permettre au capteur d'avoir une plus grande sensibilité aux sons du mécanisme.
  • Les différents capteurs mentionnés ci-avant permettent une écoute plus fine, plus fidèle, et donc à plus grande capacité de reconnaissance par l'obtention d'une plus grande quantité d'information, par l'extension de la bande vers les hautes fréquences qui contiennent une énergie acoustique utile, par l'obtention d'une information moins perturbée par l'environnement acoustique (et vibratoire), par le fait de la dissipation rapide des longueurs d'ondes courtes dans l'air et dans les solides, par l'obtention d'une information moins perturbée par l'environnement connectique et électrique, par la numérisation des signaux au plus près de la source de transduction, par l'obtention d'un très faible bruit propre par la multiplication de transducteurs appariés, par la possibilité de mise en oeuvre des techniques de reconstruction cohérente, de décalage temporel, de convolution, de filtrage et de focalisation, c'est-à-dire plus précisément toutes les méthodes de traitement de signal et d'algorithmes d'antennerie acoustique par réseaux de microphones et applicables en champ proche. En outre, par l'emploi de transducteurs miniatures de sensibilité connue et appairés d'usine en amplitude et en phase, et pour toute leur durée de vie, la technologie ne nécessite pas de calibration initiale, ni périodique.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • utiliser un dispositif d'acquisition afin d'enregistrer les données sonores captées.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • utiliser un ordinateur notamment afin de comparer les données sonores captées.
  • Ceci permet de mettre en oeuvre le procédé.
  • Il est possible d'utiliser les capteurs dans tous les aspects de la présente invention.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivant :
    • soumettre la signature acoustique à une machine de prédiction pour déterminer la quantité de lubrifiant du mécanisme d'horlogerie.
  • Avantageusement, la machine de prédiction comprend un processeur et/ou un ordinateur.
  • Avantageusement, la machine de prédiction comprend en outre un logiciel de prédiction, tel qu'une intelligence artificielle.
  • Avantageusement, la machine de prédiction comprend un ou plusieurs réseaux de neurones, tel qu'un ou plusieurs réseaux de neurones convolutifs.
  • Avantageusement, la machine de prédiction peut déterminer la quantité de lubrifiant et catégoriser le mécanisme conforme ou non conforme, sur la base de la signature acoustique. Ainsi, la machine de prédiction doit résoudre le problème de la quantité de lubrification sur les pièces du mécanisme (y inclut toutes les variantes de lubrification décrites ici).
  • La machine de prédiction reçoit ainsi la signature acoustique, utilise le modèle, et détermine la quantité de lubrifiant.
  • Cette phase d'apprentissage permet de bâtir des données de référence étalonnées pour une comparaison ultérieure lors d'une phase de prédiction / production avec recherche de défauts. En particulier, l'apprentissage permet d'obtenir des données de test de pièces de référence ou testées/simulées en parallèle pour construire le modèle. Les pièces de référence peuvent être confirmées par un horloger.
  • La machine de prédiction utilise un modèle prédictif qu'il est possible de construire à partir du fonctionnement répété et entrainé.
  • Ainsi, il est possible d'entrainer le modèle pour la détection et d'ensuite utiliser le modèle, avec ou sans amélioration du modèle.
  • Avantageusement, la grandeur de référence est prédéterminée.
  • Avantageusement, la grandeur de référence est définie par le modèle.
  • Pour établir un modèle de prédiction qui puisse recevoir en entrée la signature acoustique et donner en sortie un jugement ou une détermination d'un mécanisme conforme ou non conforme et une consigne de réglage ou d'utilisation. Il est possible de prévoir, lors de la phase d'apprentissage, de fournir les données relatives aux signaux sonores réels testés, y compris des mécanismes conformes et des mécanismes non conformes. Le modèle peut comprendre une phase de corrélation dans laquelle la signature acoustique est reliée à la conclusion du mécanisme conforme ou non conforme.
  • Une fois la phase d'apprentissage terminée, on peut passer à une phase de prédiction, par exemple lors d'un procédé de contrôle des mécanismes.
  • Un quatrième aspect de la présente invention concerne un procédé d'apprentissage d'une machine de prédiction, comprenant les étapes suivantes :
    • faire fonctionner un mécanisme d'horlogerie ou de joaillerie,
    • enregistrer une pluralité de sons émis pendant le fonctionnement du mécanisme d'horlogerie,
    • entraîner la machine de prédiction à l'aide d'un modèle et d'une série de sons émis par le mécanisme en fonctionnement, de sorte à déterminer une quantité de lubrifiant, de préférence sur un ou plusieurs d'une pluralité de composants du mécanisme.
  • Avantageusement, le modèle est définit par la construction du mécanisme.
  • Avantageusement, le modèle est prédéterminé par construction du mécanisme.
  • Avantageusement, le modèle est adapté après avoir fait fonctionner le mécanisme ou une pluralité de mécanismes, de sorte à modifier des paramètres ou coefficient du modèle construit.
  • Avantageusement, le procédé d'apprentissage est réalisé par apprentissage automatique.
  • Avantageusement, le procédé d'apprentissage comprend l'utilisation de réseaux de neurones.
  • Les données d'entrées sont le calibre du mouvement, les pièces constituantes, la géométrie des pièces, le type d'huile, et/ou la quantité d'huile espérée.
  • Les données de sorties sont la quantité d'huile mesurée, la qualification en lubrification insuffisante, correcte ou en excès, et/ou la détermination de la pièce sur laquelle la lubrification est inspectée.
  • Ceci permet de proposer un procédé d'apprentissage afin d'améliorer la détermination de la quantité de lubrifiant dans mouvement d'horlogerie.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple nullement limitatif et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 représente une détection acoustique d'un mécanisme horloger en fonctionnement,
    • la figure 2 représente une planéité spectrale du mécanisme horloger en fonctionnement,
    • la figure 3 représente un exemple de dispositif de mesure pour mesurer un son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic,
    • la figure 4 représente un autre exemple de dispositif de mesure pour mesurer le son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic.
  • La figure 1 représente une détection acoustique d'un mécanisme horloger (ou un mouvement ou un calibre) en fonctionnement. Le graphique de la figure 1 représente l'évolution du niveau sonore 10 (en ordonnées, exprimé en décibels dB) en fonction de la fréquence sonore (en abscisses, exprimé en Hertz Hz).
  • Le graphique représente trois courbes : une première courbe 1 représente l'évolution du niveau sonore 10 pour une lubrification à zéro pourcent de la valeur de référence, c'est-à-dire que la courbe 1 représente le cas sans lubrification. Une deuxième courbe 2 représente l'évolution du niveau sonore 10 pour une lubrification à quarante pourcent de la valeur de référence, c'est-à-dire que la courbe 2 représente le cas d'une lubrification idéale ou cible. Une troisième courbe 3 représente l'évolution du niveau sonore 10 pour une lubrification à cent pourcent de la valeur de référence, c'est-à-dire que la courbe 3 représente le cas de lubrification en excès. En d'autres termes, la première courbe 1 est une signature acoustique pour une lubrification à zéro pourcent de la valeur de référence, la deuxième courbe 2 est une signature acoustique pour une lubrification à quarante pourcent de la valeur de référence de test, et la troisième courbe 3 est une signature acoustique pour une lubrification à cent pourcent de la valeur de référence. Notons que la valeur de référence est prédéterminée, et peut également être appelée valeur de référence de test, valeur de référence de contrôle, valeur de monitoring, valeur d'alerte, ou valeur de non-conformité. Notons que la valeur de quarante pourcent peut être adaptée est choisie par exemple entre zéro et cent, comme par exemple vingt-cinq ou cinquante. Notons également qu'il est généralement plus dommageable pour le mécanisme d'être sans lubrifiant qu'avec un lubrifiant en excès.
  • Ainsi, il est possible de déterminer en fonction de la signature acoustique du mécanisme, la quantité de lubrifiant.
  • En outre, il est possible de soumettre à une machine de prédiction une signature acoustique du mécanisme. La machine de prédiction permet alors de déterminer la quantité de lubrifiant du mécanisme.
  • La machine peut utiliser un modèle établit par apprentissage, si besoin initialement prédéterminé en rapport à la construction intrinsèque du mécanisme, et/ou adapté sur la base du fonctionnement du mécanisme. L'étape d'apprentissage peut se baser en outre sur une confirmation humaine de la quantité de lubrifiant pour apprendre au modèle et à la machine comment il convient de classifier les mécanismes et déterminer la quantité de lubrifiant. L'étape d'apprentissage peut confirmer ou mettre en avant que pour le mécanisme donné, il est possible d'utiliser la planéité spectrale comme grandeur acoustique pertinente, comme il est détaillé en référence à la figure 2.
  • La figure 2 représente une planéité spectrale du mécanisme horloger en fonctionnement.
  • Le graphique représente trois chandeliers : un premier chandelier 11 représente la planéité spectrale du niveau sonore 10 pour une lubrification à zéro pourcent de la valeur de référence, c'est-à-dire que le chandelier 11 représente le cas sans lubrification de la première signature acoustique 1. Un deuxième chandelier 12 représente la planéité spectrale du niveau sonore 10 pour une lubrification à quarante pourcent de la valeur de référence, c'est-à-dire que le chandelier 12 représente le cas d'une lubrification idéale de la deuxième signature acoustique 2. Un troisième chandelier 13 représente la planéité spectrale du niveau sonore 10 pour une lubrification à cent pourcent de la valeur de référence, c'est-à-dire que le chandelier 13 représente le cas de lubrification en excès de la troisième signature acoustique 3.
  • Les valeurs extrêmes peuvent être écartées (ici représentées en pointillés), afin de rendre la détection plus fiable.
  • Le premier chandelier 21 comprend une première valeur médiane 21, le deuxième chandelier 22 comprend une deuxième valeur médiane 22, le troisième chandelier 23 comprend une troisième valeur médiane 23.
  • Les valeurs médianes 21, 22, 23 permettent de déterminer, à l'aide de la détection acoustique, quelle est la lubrification du mécanisme, c'est-à-dire s'il s'agit d'un mécanisme pas lubrifié, partiellement lubrifié ou correctement lubrifié, ou lubrifié en excès. Il est possible de faire cette détermination également à partir de toutes les données des chandeliers 11, 12, 13 et pas seulement depuis les valeurs médianes.
  • Notons qu'il est possible en outre d'utiliser une moyenne ou toute autre caractéristique à la place de la médiane, ou en plus.
  • Ceci permet de proposer un contrôle acoustique (ou diagnostic acoustique), de préférence effectué lors des opérations de contrôle final (en fin de fabrication), qui permet de rendre compte de la conformité de la lubrification du mécanisme horloger. Le mécanisme horloger est par exemple un système de remontage automatique.
  • Il est possible d'appliquer le diagnostic à toute pièce du mécanisme, par exemple au pivot d'excentrique.
  • Un exemple de méthode pour qualifier ou calibrer le diagnostic est de fournir trois séries de mouvements assemblés selon trois quantités différentes de lubrification:
    • dix mouvements sans lubrification,
    • dix mouvements très bien lubrifié (au nominal),
    • cinq ou dix mouvements lubrifiés de manière intermédiaire, par exemple entre vingt-cinq pourcent et cinquante pourcent.
  • Les mouvements sont alors placés sur un banc d'écoute des mouvements, qui peut être mis en rotation dans les deux sens de rotation (horaire ou anti horaire). Il est possible d'utiliser un banc d'écoute sans mise en rotation.
  • Le système automatique est mis alors en fonctionnement et le son qu'il émet est capté.
  • Le signal de fonctionnement est enregistré, traité (par exemple par décomposition spectrale, ou par puissance ou par énergie du signal ou combinaison) et décrit par sa signature acoustique temporelle et/ou fréquentielle.
  • L'objectif est de définir des marqueurs acoustiques associés au niveau de lubrification et de définir un signal moyen (ou médian ou caractéristique) décrivant la catégorie de lubrification (sans lubrification, partiellement lubrifié ou correctement lubrifié). Il est en outre possible d'obtenir plus de détails sur le volume de lubrifiant, le type d'huile, le composant pour lequel la lubrification est déterminé, comme indiqué précédemment. Il est ainsi possible d'entrainer un modèle de sorte à lui apprendre à détecter correctement la quantité de lubrifiant. Par exemple, il est possible d'utiliser une méthode de classification de type « random forest » (forêt aléatoire) afin de déterminer que la planéité spectrale est une des caractéristiques les plus pertinentes d'analyse, et de construire ou entrainer un modèle, par exemple de type GLM « Generalized linear model » (modèle linéaire généralisé).
  • Chaque mouvement mesuré est ensuite classé ou rangé dans sa catégorie (par exemple mal lubrifié, partiellement lubrifié, correctement lubrifié, voire lubrification en excès en incluant dans le lot de contrôle des mouvements avec lubrifiant en excès).
  • La planéité spectrale peut être vue comme une mesure de la quantité de bruit d'un signal ou, de manière inversée, de la tonalité. Il est possible d'utiliser une autre grandeur acoustique que la planéité spectrale, comme par exemple la bruyance, la fréquence, la durée, la puissance, sans être limité à ces exemples. Il peut s'agir d'une grandeur acoustique détectée comme pertinente par intelligence artificielle ou apprentissage automatique.
  • Si la planéité spectrale est proche de zéro, nous avons à faire à un spectre avec des pics plus « tonale » du point de vue acoustique.
  • Si la valeur est plus élevée, nous avons à faire à un spectre plutôt plat, soit plus proche d'un bruit.
  • Ainsi, il est possible de classer ou ranger les mouvements dans la bonne catégorie, et plus particulièrement de s'assurer qu'aucun mouvement non lubrifié n'est rangé dans la catégorie correctement lubrifié et inversement.
  • De façon plus détaillée, la planéité spectrale ou coefficient de tonalité, peut également être nommée entropie de Wiener, et est une mesure utilisée dans le traitement des signaux pour caractériser un spectre audio.
  • L'aplatissement spectral est généralement mesuré en décibels et permet de quantifier dans quelle mesure un son ressemble à un ton pur, par opposition à (ou contraste avec) un bruit. En d'autres termes, la tonalité est ainsi la quantité de pics ou de structure résonante dans un spectre de puissance, par opposition au spectre plat d'un bruit blanc.
  • Une planéité spectrale élevée (proche de « un » pour un bruit blanc) indique que le spectre a une quantité similaire de puissance dans toutes les bandes spectrales - cela ressemble à un bruit blanc, et le graphique du spectre apparaîtrait relativement plat et lisse. Une faible planéité spectrale (proche de zéro pour un son pur) indique que la puissance spectrale est concentrée dans un nombre relativement faible de bandes : cela ressemble typiquement à un mélange d'ondes sinusoïdales, et le spectre apparaît "hérissé".
  • La planéité spectrale (« flatness » ou « spectral flatness » en anglais) est définie en divisant la moyenne géométrique du spectre de puissance par la moyenne arithmétique du spectre de puissance, c'est-à-dire Flatness = ∏ n = 0 N − 1 x n N ∑ n = 0 N − 1 x n N = exp 1 N ∑ n = 0 N − 1 ln x n 1 N ∑ n = 0 N − 1 x n
    Figure imgb0001
     où x(n) représente la magnitude de la case numéro n. Une seule (ou plusieurs) case vide donne une planéité de zéro, donc cette mesure est plus utile lorsque les cases ne sont généralement pas vides.
  • Le rapport produit par ce calcul est souvent converti en une échelle de décibels pour les rapports, avec un maximum de zéro dB et un minimum de -∞ dB. La planéité spectrale peut aussi être mesurée dans une sous-bande spécifique, plutôt que sur l'ensemble de la bande.
  • Il est en outre possible de prévoir une étape d'apprentissage par intelligence artificielle afin de déterminer un paramètre physique d'une autre pièce à diagnostiquer et d'appliquer le procédé de diagnostic à ce paramètre afin de déterminer si cette autre pièce est correctement lubrifiée, mal lubrifiée, ou partiellement lubrifiée et d'y appliquer les différentes variantes d'exécution de l'invention pour cette pièce.
  • En particulier, il convient de déterminer par apprentissage automatique ou autonome (« machine learning » en anglais) des regroupements (« clusters » en anglais) afin de pouvoir détecter la lubrification de cette autre pièce. Il est en outre possible d'utiliser des réseaux de neurones à cette fin.
  • La figure 3 représente un exemple de dispositif de mesure pour mesurer un son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic.
  • Comme indiqué ci-dessus, il est important, lors de la fabrication de montres mécaniques, de vérifier le fonctionnement des différents composants de la montre telle qu'elle est assemblée. Il s'agit, par exemple, de vérifier la bonne synchronisation du mécanisme d'horlogerie (ou mouvement d'horlogerie), la présence de défauts de fabrication, etc.
  • En général, les inventeurs ont reconnu que l'émission acoustique en champ proche d'une montre peut être très variable le long de son enveloppe externe et qu'un balayage spatial de l'émission acoustique en champ proche fournit une pluralité d'informations qui permettent de mieux caractériser le comportement acoustique et les sources de bruit et d'émission de la montre.
  • Les inventeurs ont également reconnu qu'une mesure basée sur un ou plusieurs microphones et un balayage spatial fournit les meilleures informations disponibles en termes de bande de fréquence, car les microphones ont une bande de mesure intrinsèquement plus large que les capteurs de vibrations, et aussi qu'une pluralité de microphones fournit les meilleures informations disponibles à partir de captures de signaux faibles, car la combinaison d'une pluralité de captures de signaux apporte intrinsèquement une capacité accrue de rapport signal-bruit.
  • Comme illustré en figure 3, un dispositif de mesure 2000 pour mesurer le son généré par la montre W peut être utilisé, comme le dispositif de mesure 2000 ayant : une surface de support 1100, une pluralité de microphones 1200 placés sur ou sous la surface de support 1100, un contrôleur connecté à la pluralité de microphones 1200, dans lequel le contrôleur est configuré pour traiter la sortie de la pluralité de microphones 1200 de manière à obtenir un ou plusieurs signaux représentatifs du son généré par la montre W.
  • La pluralité de microphones 1200 peut être placée à proximité immédiate de l'objet à mesurer, comme une montre W, de sorte que le bruit de l'environnement est limité pour atteindre les microphones 1200 et que le son de la montre est mesuré avec une sensibilité et une sélectivité très élevées.
  • Dans certains modes de réalisation du dispositif de mesure 2000, la pluralité de microphones 1200 peut être adaptée en phase et en amplitude. La pluralité de microphones 1200 peut être configurée pour avoir un décalage d'amplitude inférieur à 3 dB, de préférence inférieur à 2 dB, de préférence encore inférieur à 1 dB, et/ou la pluralité de microphones 1200 peut être configurée pour avoir un décalage de phase inférieur à 10°, de préférence inférieur à 5°, de préférence encore inférieur à 1°.
  • La pluralité de microphones 1200 peut être constituée de microphones à base de MEMS.
  • La pluralité des microphones 1200 peut être séparée les uns des autres par une distance intra-microphone, la distance intra-microphone pouvant être inférieure à 1/2 de la plus petite longueur d'onde mesurée par le dispositif de mesure 2000, de préférence inférieure à 1/4 de la plus petite longueur d'onde, de préférence encore inférieure à 1/8 de la plus petite longueur d'onde.
  • La pluralité de microphones 1200 peut couvrir une distance totale, la distance totale peut être inférieure à la plus petite longueur d'onde mesurée par l'appareil de mesure 2000, de préférence inférieure à la moitié de la plus petite longueur d'onde.
  • La pluralité de microphones 1200 peut couvrir une distance totale, la distance totale peut être inférieure à 10 cm, de préférence inférieure à 5 cm, de préférence encore inférieure à 3 cm.
  • La pluralité de microphones 1200 peut comprendre au moins 4 microphones, de préférence au moins 16 microphones, de préférence encore au moins 32 microphones.
  • Différents microphones 1200, ou différents groupes de microphones 1200, peuvent être configurés pour mesurer des sons sur différentes gammes de fréquences. Lors de l'utilisation, un volume V compris entre la montre et une majorité, de préférence tous les microphones, peut être rempli par un liquide et/ou un gel.
  • La montre W à mesurer ou à écouter peut être placée à une distance de mesure de la pluralité de microphones 1200 qui peut être inférieure à 1 cm, de préférence inférieure à 0,5 cm, de préférence encore inférieure à 1 mm. La pluralité de microphones 1200 peut être configurée pour mettre en oeuvre une antenne acoustique. Une antenne acoustique peut être considérée comme un dispositif comprenant un réseau de microphones 1200 utilisé pour détecter les ondes sonores provenant d'une direction particulière.
  • En outre, même si un microphone peut mesurer dans la bande passante de 500 Hz à 200 kHz, il peut être utilisé pour mesurer des sons dans une bande passante plus étroite seulement, par exemple de 500 Hz à 1 kHz, pour une utilisation optimale.
  • Le dispositif de mesure 2000 peut être configuré de manière à ce que la montre W soit maintenue à la distance de mesure sans support supplémentaire. Ceci peut être réalisé en fournissant un cadre approprié pour tenir la montre W. Alternativement, ou en plus, la surface de support 1100 du dispositif de mesure 2000 peut être configurée de manière à maintenir la montre en place. La partie du dispositif de mesure 2000 qui maintient la montre W en place peut avoir une forme complémentaire à au moins une partie de la forme extérieure de la montre, de sorte que la montre peut être maintenue fermement et en toute sécurité, tout en réduisant la quantité de bruit ambiant qui atteint le(s) microphone(s) grâce à la complémentarité de la structure de support et de la forme de la montre, comme il sera illustré en référence à la figure 4.
  • Le dispositif de mesure 2000 peut également comprendre un boîtier 2100 configuré pour définir un volume V. Le volume V est donc un volume interne du boîtier 2100. Le boîtier 2100 peut comprendre ou être relié à la surface de support 1100, de sorte que la pluralité de microphones 1200 peut être placée à l'intérieur du volume V.
  • Dans cette configuration, afin de permettre aux sons provenant de la montre W, qui est extérieure au volume V, d'atteindre les microphones 1200, la surface de support 1100 peut comprendre au moins une ouverture 1110.
  • La figure 4 représente un autre exemple de dispositif de mesure pour mesurer le son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic.
  • Comme visible par exemple à la figure 4, la surface de support 4100 du dispositif de mesure 2000 peut être flexible et/ou configurée pour se conformer à une surface de la montre W. La surface de support flexible 4100 peut être maintenue en place par un cadre de support non flexible approprié 4400, qui n'est illustré que de manière schématique à la figure 4.
  • On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description.

Claims (15)

  1. Procédé de diagnostic pour détecter une quantité de lubrifiant d'un mécanisme d'horlogerie ou de joaillerie, comprenant les étapes suivantes :
    - procéder à une détection acoustique du mécanisme en fonctionnement, à l'aide d'un capteur acoustique,
    - identifier une signature acoustique (1, 2, 3) du mécanisme en fonctionnement, basée sur une grandeur acoustique extraite de la détection acoustique,
    - comparer la signature acoustique (1, 2, 3) avec une grandeur acoustique de référence,
    - définir, en fonction de la comparaison de la signature acoustique (1, 2, 3), la quantité de lubrifiant du mécanisme.
  2. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant en outre l'étape suivante :
    - extraire une combinaison de grandeur acoustique (11, 12, 13) de la signature acoustique (1, 2, 3).
  3. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant en outre l'étape suivante :
    - extraire une planéité spectrale (11, 12, 13) de la signature acoustique (1, 2, 3).
  4. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme comprend une pluralité de composants,
    le procédé comprenant l'étape suivante :
    - déterminer une quantité de lubrifiant sur au moins un composant de la pluralité de composants.
  5. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant l'étape suivante :
    - déterminer la quantité de lubrifiant sur au moins un composant basée sur une vitesse prédéterminée de fonctionnement de l'au moins un composant.
  6. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme comprend au moins un composant choisi parmi un barillet, un mécanisme de remontage, un échappement, un système antichoc, une valve, des rouages, un pivot d'excentrique, un autre pivot, une denture à dents de loup agencée pour coopérer avec un cliquet,
    le procédé comprenant l'étape suivante :
    - déterminer une quantité de lubrifiant sur l'au moins un composant.
  7. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la quantité de lubrifiant est déterminée parmi une lubrification insuffisante, une lubrifiant adéquate ou une lubrification excédentaire.
  8. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la quantité de lubrifiant est un volume de lubrification.
  9. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme comprend une pluralité d'huiles de lubrification,
    le procédé comprenant l'étape suivante :
    - déterminer la quantité de lubrifiant d'au moins une huile de lubrification parmi la pluralité d'huiles de lubrification.
  10. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant l'étape suivante :
    - déterminer la quantité de lubrifiant de chaque huile de la pluralité d'huiles de lubrification.
  11. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape suivante :
    - utiliser une matrice de confusion afin de déterminer, en fonction de la signature acoustique du mécanisme, la quantité de lubrifiant du mécanisme.
  12. Procédé de lubrification pour lubrifier un mouvement horloger comprenant les étapes suivantes :
    - réaliser le procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes,
    - émettre une consigne d'utilisation à un utilisateur.
  13. Procédé de lubrification selon la revendication précédente, dans lequel la consigne d'utilisation est affichée sur un dispositif connecté, tel qu'une loupe connectée.
  14. Procédé d'apprentissage d'une machine de prédiction, comprenant les étapes suivantes :
    - faire fonctionner un mécanisme d'horlogerie ou de joaillerie,
    - enregistrer une pluralité de sons émis pendant le fonctionnement du mécanisme,
    - entraîner la machine de prédiction à l'aide d'un modèle et d'une série de sons émis par le mécanisme en fonctionnement, de sorte à déterminer une quantité de lubrifiant.
  15. Procédé d'apprentissage d'une machine de prédiction selon la revendication précédente, dans lequel le modèle est prédéterminé par construction du mécanisme.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH708942A2 (fr) * 2013-12-05 2015-06-15 Gaeatec S Rl Dispositif de mesure de paramètres d'une montre, et montre comprenant un tel dispositif.
CH716023A2 (fr) 2019-03-28 2020-09-30 Seiko Instr Inc Programme d'évaluation d'état et bracelet de montre pour exécuter le programme.
CH717263A1 (fr) 2020-03-27 2021-09-30 Richemont Int Sa Loupe électronique d'horloger, ensemble de loupe électronique d'horloger et procédé pour effectuer un contrôle d'un produit horloger, notamment d'un mécanisme de montre.

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Title
"Technique de mesure et analyses des défauts de montre", 31 October 2010 (2010-10-31), pages 1 - 55, XP055229894, Retrieved from the Internet <URL:http://www.witschi.com/assets/files/sheets/Witschi%20Formation.pdf> [retrieved on 20151120] *

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