FR2522149A1 - Procede et appareil de controle de defauts de surface d'une vis - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE CONTROLE DES DEFAUTS SUPERFICIELS DU FILETAGE D'UNE VIS, ET APPAREIL POUR SA MISE EN OEUVRE. ON PROJETTE UN FAISCEAU LUMINEUX 21 SUR LA SURFACE DE LA VIS ET ON DEPLACE CE FAISCEAU DANS LA DIRECTION AXIALE DE LA VIS. LA LUMIERE 23 REFLECHIE PAR LASURFACE RENCONTREE EST CAPTEE DE FACON A DETECTER LES DEFAUTS SUR LA BASE DE LA VARIATION D'INTENSITE DE LA LUMIERE REFLECHIE, EN FONCTION D'UNE BASE DE TEMPS. LE PROCEDE ET L'APPAREIL PERMETTENT DE DECOUVRIR RAPIDEMENT ET EXACTEMENT DES DEFAUTS DE PETITES DIMENSIONS, ALORS QU'UNE TELLE INSPECTION N'ETAIT POSSIBLE QUE VISUELLEMENT ET AVEC BEAUCOUP DE TEMPS.

Description

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PROCEDE ET APPAREIL DE CONTROLE DE DEFAUTS DE SURFACE

D'UNE VIS.

La présente invention se rapporte à un procédé

de contrôle optique des défauts superficiels d'un fileta-

ge de vis pendant l'usinage de la vis, ainsi qu'à un ap-

pareil pour la mise en oeuvre pratique de ce procédé de contrôle.

Pour le contrôle de qualité, il est indispensa-

ble de mesurer les éléments caractéristiques du filetage, tels que le profil, le pas et la hauteur, et de rechercher

les défauts de surface du filetage Les mesures ont jus-

qu'à présent été exécutées au moyen d'instruments de con-

tact, par exemple des calibres divers, et on a souvent

cherché à automatiser la mesure mais l'inspection des dé-

fauts superficiels est basée presque uniquement sur l'exa-

men visuel et on n'a pas pu jusqu'à présent réaliser en

pratique un procédé et un appareil d'inspection automati-

que La présente invention vise donc à proposer un procédé et un appareil pour le contrôle automatique des défauts de

surface d'une vis.

Un tel appareil de contrôle suivant l'art anté-

rieur est décrit dans le brevet japonais N 054-150163 Son principe est expliqué ci-après, avec référence à la figure 1 Une vis 10, schématisée sur la figure 1, est exposée à

un rayonnement lumineux dans une direction oblique par rap-

port à la vis 10 et non perpendiculaire à son axe 11 ou à sa surface enveloppe 12, de sorte qu'un flanc 13 se trouve entièrement dans l'ombre et l'autre flanc 14 en partie dans l'ombre De cette manière, lorsqu'une image de la vis

est prise perpendiculairement à l'axe 11 ou à la surfa-

ce enveloppe 12, on peut obtenir une information optique qui représente la répartition de la lumière réfléchie,

dont la brillance est faible dans la partie à l'ombre Ain-

si, lorsqu'il n'existe pas de défaut sur la surface du fi-

letage, l'information optique présente une configuration régulière brillante-sombre en alternance, comme illustré

par la figure 2 Au contraire, lorsqu'il existe par exem-

pie un défaut de non usinage du fond de filet, comme re-

présenté sur la figure 3, le flanc 14 recevant la lumière est entièrement éclairé jusqu'au pied, mais la brillance de réflexion vers un appareil de prise d'image est faible à l'endroit de l'angle entre le flanc 14 et le fond plat

16 Par suite, la configuration de la brillance de la lu-

mière réfléchie se présente comme illustré par la figure 4,

c'est-à-dire qu'on n'obtient pas le tracé régulier d'alter-

nances brillant-sombre,comme sur la figure 2, mais un tra-

cé irrégulier de parties brillantes et de parties sombres, comme représenté sur la figure 4 Bien que de tels tracés

permettent de détecter divers défauts de surface, l'appa-

reil de contrôle suivant l'art antérieur, du fait du prin-

cipe de mesure spécifié ci-dessus, peut détecter des dé-

fauts importants des caractéristiques du filetage, par

exemple une hauteur et un pas incorrects, mais il est tou-

tefois absolument impossible de contrôler un petit défaut

superficiel du filetage, cette inspection reposant inévi-

tablement, dans l'art antérieur, sur l'examen visuel;et

étant l'objectif visé par la présente invention.

L'invention a pour objet un procédé de contrôle

optique et un appareil pour sa mise en oeuvre, qui permet-

tent de détecter automatiquement, à grande vitesse et avec précision, de petits défauts superficiels, tels que des

stries ou entailles, marques d'outils ou autres, d'un file-

tage de vis.

L'invention vise également un procédé de contrôle et un appareil pour sa mise en oeuvre, qui permettent de

détecter tout défaut de petite dimension sur toute la sur-

face du filetage d'une vis, c'est-à-dire au sommet, au

fond et sur les flancs du filet.

L'invention a encore pour objet un procédé de contrôle des défauts de surface d'une vis et un appareil

pour sa mise en oeuvre, qui nécessitent seulement un trans-

ducteur photo-électrique pour capter la lumière réfléchie par la surface de la vis, ce qui simplifie le circuit de

traitement des signaux fournis par le transducteur photo-

électrique.

L'invention vise également un procédé d'inspec-

tion des défauts superficiels d'une vis et un appareil

pour sa mise en oeuvre, qui permettent de situer la posi-

tion du défaut au sommet, au fond ou sur les flancs du fi-

letage. L'invention a également pour objet un appareil

de contrôle qui est capable de détecter une anomalie, pro-

voquée par un défaut, dans un signal à une sortie d'un

transducteur photo-électrique, indépendamment des varia-

tions des défauts, de façon à permettre le contrôle exact

des défauts, cet appareil comportant un circuit de cons-

truction simple L'invention a encore pour objet un appareil de contrôle des défauts de surface du filetage d'une vis, qui

est capable d'examiner automatiquement toute la surface pé-

riphérique de la vis.

Le procédé de contrôle des défauts de surface

d'une vis suivant l'invention est caractérisé essentielle-

ment en ce que le rayon lumineux est projeté sur la surfa-

ce d'une vis et effectue un balayage le long de l'axe de

la vis, la lumière réfléchie par la surface rencontrée é-

tant captée afin de détecter un défaut superficiel de la

vis,sur la base de la variation de l'intensité de la lumiè-

re réfléchie, en fonction d'une base de temps.

D'autres objets et avantages de l'invention ap-

paraitront aux hommes de l'art à la lecture de la descrip-

tion de ses formes de réalisation, non limitatives, repré-

sentées sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 illustre le principe du contrôle suivant l'art antérieur la figure 2 est un tracé de la brillance de la lumière réfléchie, correspondant à la figure 1; la figure 3 illustre le principe de contrôle

suivant l'art antérieur, dans le cas o il existe un dé-

faut de la surface de la vis; la figure 4 est un tracé de la brillance de la lumière réfléchie, correspondant à la figure 3; la figure 5 illustre le principe d'un mode de réalisation du procédé de contrôle conforme à l'invention;

la figure 6 représente schématiquement des exem-

ples de rayons lumineux réfléchis; 1 o la figure 7 est un tracé de forme d'onde d'un signal de transmetteur photo-électrique pour la lumière réfléchie;

les figures 8 à 13 sont des tracés de forme d'on-

de de signaux de transmetteur photo-électrique correspon-

dant respectivement à des configurations de défauts; les figures 14 et 15 sont des vues qui expliquent la direction de réflexion des rayons lumineux et montrent en même temps la section transversale de la vis; les figures 16 et 17 représentent un exemple de

construction du système optique, dans un mode de réalisa-

tion de l'appareil conforme à l'invention;

la figure 18 est un schéma synoptique d'un cir-

cuit de traitement des signaux qui fait partie de l'appa-

reil suivant l'invention;

la figure 19 est un diagramme de temps qui il-

lustre le fonctionnement de l'appareil représenté sur la figure 18;

la figure 20 est un schéma synoptique d'un cir-

cuit de traitement des signaux, dans un autre mode de réa-

lisation de l'appareil suivant l'invention; et

la figure 21 est un diagramme de temps qui il-

lustre le fonctionnement de l'appareil représenté sur la

figure 20.

On explique d'abord le principe de l'invention.

Le profil d'une vis 10 est représenté sur la figure 5 Un

faisceau lumineux, dirigé vers l'axe 11 de la vis 10, per-

pendiculairement à cet axe 11 ou à la surface enveloppe 12 de la vis 10, est projeté sur la surface de la vis 10 de manière à former sur cette surface un point lumineux 22 Ensuite, le faisceau lumineux est déplacé, par exemple parallèlement à l'axe 11, pour effectuer une exploration

ou un balayage par le point lumineux 22 Pendant l'explo-

ration, un transmetteur photo-électrique reçoit la lumière

23 réfléchie par la surface de la vis, de manière à four-

nir un signal photo-électrique de conversion D'autre part, le transmetteur photo-électrique peut se déplacer en même temps que le balayage du point lumineux 22, ou il peut

avoir une longueur suffisante pour recevoir la lumière ré-

fléchie dans toute la plage de balayage.

La figure 6 est une vue, à plus grande échelle, du profil de la vis 10 Le point lumineux 22 projeté sur le sommet 15 du filet de vis est réfléchi, à l'endroit du

sommet, dans la direction de projection du faisceau lumi-

neux 21, car le sommet 15 agit comme un miroir convexe,

mais la réflexion du point lumineux 22 diverge et entral-

ne une diffusion lorsque le point 22 s'approche d'un flanc 13 ou 14 D'autre part, le point lumineux 22 projeté au pied ou fond 16 du filet de vis est réfléchi par le pied 16 dans la direction de projection du faisceau lumineux 21, car le fond 16 agit comme un miroir concave, mais la réflexion du point lumineux au voisinage du flanc 13 ou 14 devient convergente puis elle diffuse à l'extérieur de la vis 10 La lumière réfléchie par les flancs 13 et 14 est

largement diffusée, du fait des réflexions multiples en-

tre ces flancs Par suite, la variation,en fonction du temps,de la valeur de l'intensité de la lumière réfléchie reçue par le transducteur photoélectrique, ou d'un signal électrique de sortie du transmetteur, atteint la valeur maximale pendant la projection des points lumineux 22 sur le sommet 15 et les fonds 16 des filets de la vis 10 et

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une valeur minimale sur les flancs 13 ou 14, comme repré-

senté par le tracé de forme d'onde de la figure 7.

Dans le cas d'une surface normale de la vis 10,

le signal indicatif de cette variation présente une alter-

nance régulière, comme représenté sur la figure 7 S'il existe un défaut quelconque de la surface de la vis, le

mode de réflexion à l'endroit du défaut diffère de la ré-

flexion dans la partie normale, de sorte que le signal

diffère du tracé répétitif ci-dessus.

Le procédé de contrôle suivant l'invention est

conçu pour découvrir l'existence d'un défaut, par détec-

tion d'une telle anomalie du signal On décrit ci-après la

configuration d'un signal de sortie du transmetteur photo-

électrique, dans le cas de défauts caractéristiques d'une vis d'accouplement formée aux extrémités d'un tube pour

puits de pétrole.

La figure 8 a est une forme d'onde correspondant

au défaut de surface, appelé coup ou entaille, qui est pro-

voqué par un choc avec un objet étranger pendant le trans-

port ou la manipulation et qui apparait sous la forme d' une indentation locale ou d'un aplatissement de la surface du sommet du filet de vis La forme d'onde du signal pour un tel défaut présente une augmentation très nette de la valeur de pic correspondant au sommet défectueux, comme représenté sur la figure 8 b, ou une intensité de réflexion

très réduite à ce sommet, comme représenté sur la figure 8 c.

La figure 9 a correspond au défaut, appelé marque d'outil, qui est provoqué par un outil de mauvaise qualité ou des vibrations anormales pendant la taille de la vis dans la direction longitudinale ou circonférentielle de celle-ci Comme représenté sur la figure 9 b, un tel défaut

diminue l'intensité dans la partie qui correspond à ce dé-

faut, de sorte que des vibrations serrées de faible ampli-

tude apparaissent dans les parties correspondant au sommet

et aux flancs.

La figure 10 a se rapporte au défaut, appelé de rugosité de surface, qui est provoqué par une combinaison incorrecte de la profondeur de coupe et de la vitesse de coupe d'un outil dans le dispositif de taille du filetage, ou par passage de copeaux entre l'outil de coupe et la

vis La surface du filetage est égratignée circonférentiel-

lement et devient irrégulièrement rugueuse, de sorte que la forme d'onde du signal, comme représenté sur la figure 1 Ob, diminue d'amplitude dans la partie correspondant au

sommet et présente des vibrations adoucies dans les par-

ties correspondant au sommet et aux flancs.

La figure lia représente le défaut su-

perficiel, appelé rouille, qui est le restant d'oxyde de

fer non éliminé de la surface pendant la taille du file-

tage, cette partie oxydée devenant presque noire et ne réfléchissant pas la lumière alors que les autres parties

sont polies comme un miroir Par suite, on obtient un si-

gnal plat au niveau minimal, correspondant à la partie o-

xydée.

La figure 12 a illustre le défaut de surface, ap-

pelé strie ou ligne dans un filetage trapézoïdal, qui est provoqué par une flexion, une égratignure ou un manque de matière pendant la taille du filetage, ou par une petite cassure dans l'outil de coupe, et qui se présente sous la forme d'une ligne qui se prolonge circonférentiellement ou

axialement sur le dessus du sommet plat ou le fond du fi-

let Par conséquent, comme représenté sur la figure 12 b, le signal comprend une partie qui chute lorsque le signal

de sortie est normalement plat et à haut niveau correspon-

dant au sommet ou au fond du filet.

La figure 13 a illustre le défaut de surface, ap-

pelé écailles, qui est provoqué par le contact ou un choc avec un mandrin dans la machine de taille de filetage de sorte que, dans le filetage trapézoïdal, la partie plate du sommet est localement abîmée et rendue rugueuse et donc

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non réfléchissante Par suite, comme représenté sur la figure 13 b, le signal présente un niveau réduit seulement

dans la partie marquée.

Les composantes anormales du signal, décrites ci-dessus, sont détectées par un circuit de traitement

de signal, décrit plus loin.

On explique maintenant le choix de la direction de projection du faisceau lumineux 21, pour former le point lumineux 22 Tout d'abord, en ce qui concerne la direction axiale, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, un angle de projection <qui est défini

comme l'angle entre le faisceau lumineux et la pe-rpendi-

culaire à l'axe 11 ou à la surface enveloppe 12) du faisceau lumineux ou point lumineux par rapport à l'axe

11 ou à la surface enveloppe 12, dans le mode de réalisa-

tion de la figure 5,est de zéro degré; mais l'angle de

projection nul ne doit pas être conservé sur toute la lon-

gueur de la région explorée Autrement dit, l'angle de

projection Q par rapport à l'axe 11 ou à la surface en-

veloppe 12, comme indiqué en trait mixte, est considéré comme étant limité à une valeur inférieure à celle de 1 ' angle complémentaire ( 900 - 0 <) d'un angle o défini entre la surface enveloppe 12 et les flancs 13 ou 14 Dans

ces conditions, aucune ombre n'est provoquée par le som-

met 15 du filet de vis, de sorte que le point lumineux 22 peut être projeté sur la totalité du sommet 15, du

fond 16 et des flancs 13 et 14, ce qui permet l'inspec-

tion de toute la surface D'autre part, le balayage du point lumineux 22 peut être effectué non seulement par

déplacement parallèle mais également par mouvement pi-

votant de la source de lumière, ce qui augmente la souples-

se de construction du système optique.

D'autre part, en ce qui concerne la direction radiale, dans le mode de réalisation représenté sur la

figure 5, le faisceau lumineux 21 est prévu pour être di-

rigé vers l'axe de la vis 10 Sur la figure 14, le mode

de projection et de réflexion du point lumineux est illus-

tré en même temps qu'une coupe transversale de la vis L' angle de projection par rapport à la tangente à la surface de la vis est fixé à zéro degré (l'angle de projection é- tant défini, comme déjà indiqué, comme l'angle entre le

faisceau lumineux et la normale à la surface de la vis).

Dans ce mode d'exécution de la projection et de la réfle-

xion, la lumière réfléchie 23, qui est dirigée radialement, se déplace dans la direction de projection Par conséquent,

l'angle de projection défini ci-dessus n'a pas besoin d'ê-

tre rigoureusement nul et un angle à l'intérieur d'une pla-

ge correspondant à un diamètre de point lumineux et à une

région de réception de lumière du transmetteur photo-élec-

trique est admissible, l'angle de projection étant suffi-

sant pour que la lumière réfléchie du point lumineux soit

reçue au moyen d'un transmetteur photo-électrique.

La figure 15 illustre une autre méthode de pro-

jection, dans laquelle l'angle de projection par rapport

à la tangente 17 à la surface de la vis n'est pas nul Ain-

si, dans un cas d'exécution de la projection du faisceau

lumineux, les angles de projection par rapport aux tangen-

tes 17 a, 17 b et 17 c, lorsque le point lumineux 22 se trouve au sommet 15, sur les flancs 13 et 14 et au pied 16, ont des valeurs différentes Ca, (gb, (Fc, ce qui conduit à des directions différentes des lumières réfléchies 23 a, 23 b et 23 c Par conséquent, dans un tel mode de projection du faisceau lumineux, les transmetteurs photo-électriques

sont prévus en des endroits circonférentiellement diffé-

rents,de façon à recevoir séparément la lumière réfléchie 22 a, 23 b ou 23 c afin que la sortie de chaque transmetteur photo-électrique soit utilisée comme signal permettant 1 ' examen des défauts de surface En bref, l'emplacement du défaut peut être déterminé indépendamment au sommet 15, sur les flancs 13, 14 ou au fond 15 du filetage En outre, en ce qui concerne l'angle de projection, le transmetteur photo-électrique pour la réception de la lumière réfléchie

23 b du flanc peut bien entendu être utilisé également comn-

me celui du sommet 15 ou du fond 16.

On décrit maintenant un appareil pour la mise en

oeuvre pratique du procédé de contrôle conforme à l'inven-

tion La figure 16 représente schématiquement le disposi-

tif optique de l'appareil dans lequel une vis 10 est sup-

portée verticalement dans un mandrin rotatif 31, de façon

à tourner autour de l'axe 11.

Un oscillateur 32 à rayon laser est prévu à une distance appropriée de la vis 10 et un rayon laser 21 émis par l'oscillateur 32 est projeté, à travers une lentille

convergente 36, sur un miroir rotatif polygonal 33 de ba-

layage dont l'axe de rotation est maintenu horizontal Le rayon laser 21 est réfléchi par le miroir 33 puis projeté sur la surface de la vis 10 pour former le point lumineux 22, l'oscillateur 32 à rayon laser et le miroir rotatif 33 étant disposés de façon à ce que le point lumineux 22 balaie la vis 10 dans le sens axial, par rotation du miroir rotatif 33 à grande vitesse Il est entendu que la source de lumière n'est pas limitée à l'oscillateur à rayon laser et elle doit seulement former un point lumineux de diamètre convenable De même, les moyens de balayage pour le point

lumineux 22 ne sont pas limités au miroir rotatif mais doi-

vent seulement permettre au point lumineux 22 d'effectuer un balayage d'une longueur prédéterminée, des dispositifs

de balayage galvanométrique ou à déviation d'ultrasons pou-

vant par exemple être utilisés avantageusement L'angle de projection du rayon laser 21 sur la vis 10 est différent dans les parties supérieure et inférieure de celui-ci, mais le miroir rotatif 33 et la vis 10 sont disposés de façon à

être éloignés d'une distance tenant compte de cette condi-

tion D'autre part, dans cette forme de réalisationl'os-

cillateur 32 à rayon laser, le miroir rotatif 33 et la vis sont placés de manière à ce que le rayon laser soit

dirigé vers l'axe 11, comme représenté sur la figure 14.

Un séparateur de faisceau 34 est interposé dans le passage du rayon laser 21 entre le miroir rotatif 33 et la vis 10, le séparateur de faisceau 34 étant prévu pour dévier le chemin optique de la lumière réfléchie 23

de celui de la lumière incidente, de façon à ce que la lu-

mière réfléchie 23 soit dirigée vers un transmetteur

photo-électrique 35.

Le transmetteur photo-électrique 35 comprend un

élément de dimension verticale sensiblement égale à la pla-

ge de balayage du point lumineux 22 et de faible largeur.

Il suffit qu'il émette un signal de tension de valeur cor-

respondant à l'intensité de la lumière reçue et il peut être, par exemple, du type miniaturisé à photodiode PIN-L 9 fabriqué par UNITED DETECTOR TECHNOLOGY D'autre part, il

suffit de prévoir un filtre approprié avant le transmet-

teur photo-électrique afin que celui-ci ne soit pas affecté par la lumière autre que le rayon laser Dans l'appareil décrit ci-dessus, l'oscillateur

32 à rayon laser est maintenu en état d'oscillation, le mi-

roir rotatif 33 tourne à grande vitesse et lemandrin rota-

tif 31 tourne à la vitesse prédéterminée, de façon à com-

muniquer au point lumineux 22 le mouvement principal de

balayage suivant l'axe de la vis 10 et le mouvement secon-

daire de balayage suivant sa circonférence, le transmet-

teur photo-électrique 35 recevant la lumière réfléchie

*dans la plage de balayage.

D'autre part, la dimension verticale du trans-

metteur photo-électrique peut être réduite, par interposi-

tion d'une lentille convergente ou d'un faisceau de fibres

optiques entre le séparateur de faisceau 34 et le transmet-

teur photo-électrique 35 De même, dans le cas o la plage de balayage du point lumineux, pour répondre aux conditions de l'angle de projection par rapport à la direction axiale de la vis 10, est de longueur plus faible qu'une longueur

axiale totale de la vis, on utilise un mandrin rotatif mu-

ni d'une fonction de soulèvement, pour permettre l'examen dans des conditions répondant aux exigences indiquées plus haut Les moyens de balayage du point lumineux autour de

la circonférence de la vis ne sont pas limités à la cons-

truction ci-dessus mais on peut utiliser des moyens de ba-

layage comportant une révolution de la source de lumière

autour de la vis.

La figure 17 représente schématiquement le sys-

tème optique de l'appareil conforme à l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé qui consiste à ne pas avoir un angle de projection nul, comme représenté sur la figure Dans ce cas, la vis 10 est supportée verticalement

dans un mandrin rotatif 31,de manière à pouvoir tourner au-

tour de l'axe 11.

Un oscillateur 32 à rayon laser est prévu à une

distance appropriée de la vis 10, de façon à ce que le ra-

yon laser 21 émis par l'oscillateur 32 soit projeté à tra-

vers une lentille convergente 36 sur un miroir rotatif po-

lygonal 33 de balayage dont l'axe de rotation est mainte-

nu horizontal Le rayon laser est réfléchi par le miroir 33 et projeté sur la surface de la vis 10 de manière à ce

que l'angle de projection par rapport à la direction radia-

le de la vis ne soit pas nul mais d'une valeur (g, afin de former le point lumineux 22 L'oscillateur 32 à rayon laser et le miroir rotatif 33 sont disposés de façon à ce que le point lumineux 22 puisse effectuer un balayage

dans le sens axial de la vis 10, par rotation à grande vi-

tesse du miroir rotatif 33 D'autre part, l'angle de pro-

jection du rayon laser 21 par rapport à la direction axiale

de la vis 10 est déterminé de la même façon que dans la for-

me de réalisation représentée sur la figure 16.

Les angles de réflexion de la lumière au sommet 15, sur les flancs 13 et 14 et au fond 16 du filet sont

différents les uns des autres, de sorte que trois transmet-

teurs photo-électriques 35 a, 35 b et 35 c sont juxtaposés pour permettre la réception de chaque lumière réfléchie, les transmetteurs photoélectriques 35 a, 35 b et 35 c étant de même construction que le transmetteur photo-électrique 35 déjà mentionné La diffusion de la lumière réfléchie par les flancs 13 et 14 dans la direction axiale de la vis , comme indiqué plus haut, est elle-même utilisée pour faire la distinction avec le sommet 15 et le fond 16, mais

la diffusion circonférentielle ou radiale aboutit simple-

ment à une dispersion de l'information de défaut Une len-

tille convergente 37 doit donc être prévue à l'avant du

transmetteur photo-électrique 35 b, pour concentrer effica-

cement la lumière sur celui-ci.

On décrit maintenant un circuit de traitement du signal de sortie du transmetteur photo-électrique afin

d'indiquer l'existence d'un défaut, ce circuit étant il-

lustré à titre d'exemple par la figure 18 Par exemple, un

signal de sortie (f igure 19-( 1)l du transmetteur photo-é-

lectrique 35 a est envoyé à des dispositifs de numérisation 40 et 41 dans lesquels des valeurs de seuil V 1 et V 2 (V 2

> V 1) sont fixées, respectivement Les dispositifs numéri-

ques 40 et 41 comparent les signaux d'entrée aux valeurs V 1 et V 2 et, lorsque les signaux d'entrée ont une valeur supérieure à V 1 et V 2, ils émettent des signaux de sortie à l'état haut, respectivement, la valeur de seuil V 1 étant choisie, comme représenté sur la figure 19-( 1), légèrement

inférieure à la valeur maximale dans la configuration répé-

titive et V 2 étant choisie, comme représenté sur la figure

19-( 1), légèrement supérieure à cette valeur maximale.

Si on suppose que le défaut existe sur le dessus

du sommet du filet, il se produit dans le signal une modi-

fication, comme illustré par les figures 8 à 13, qui est classée comme suit: une variation, comme représenté en sur la figure 19-( 1), de façon à tomber brusquement, dans la partie de valeur maximale,à une valeur inférieure à V 1 une variation, comme représenté en O sur la figure 19-( 1), de façon à monter instantanément, dans la région de pic, à une valeur supérieure à V 2; et une variation, comme représenté en(Osur la figure 19-( 1), de façon à réduire le pic à une valeur inférieure à V 1 Les signaux

de sortie b et c des dispositifs numériques 40 et 41, lors-

qu'ils reçoivent à l'entrée les signaux modifiés r O Qet sont représentés par les figures 19-( 2) et 19-( 4), le signal de sortie b étant inversé par un inverseur 44, ce signal inversé b lfigure 19-( 3)_ étant envoyé à une porte "NON-ET" 45 et le signal de sortie c étant envoyé à une

porte "NON-ET" 46.

Sur la figure 18, le repère 43 désigne un géné-

rateur de signal de temps qui reçoit un signal de synchro-

nisation d (fig 19-( 5)J, en synchronisme avec le début du balayage du point lumineux 22, et un signal d'horloge e (fig 19-( 6)_ engendré par un oscillateur 42 On effectue ainsi une division de fréquence et on émet sur la base de

signaux d et e un signal de temps f lfig 19-( 7)_ 7 de ni-

veau haut pendant une durée appropriée avant et après le pic du signal a,y compris ce pic, autrement dit pendant le laps de temps o la partie du sommet du filet de vis est

explorée, le signal de temps f étant envoyé à d'autres en-

trées des portes "NON-ET" 45 et 46 respectivement, ainsi

qu'à un générateur 49 de signal de réarmement Le généra-

teur 49 de signal de réarmement émet une impulsion instan-

tanée, telle qu'une impulsion k de réarmement, au passage du bord arrière du signal de temps f envoyé au générateur 49 de signal de réarmement, comme représenté sur la figure

19-( 12), l'impulsion de réarmement k étant envoyée aux bor-

nes de réarmement de bascules bistables 47 et 48, respecti-

vement Les signaux de sortie g et h des portes 45 et 46

sont envoyés aux h Drnes d'appel des bascules 47 et 48 res-

pectivement, ces bornes d'appel étant activées par l'entrée

à état bas pour appeler les bascules 47 et 48 respective-

ment Les sorties en position d'appel i et j /fig 19-( 10) et ( 11)l des bascules 47 et 48 sont envoyées à une porte

"OU" 50, dont une sortie (Fig 19-( 13)_ 7 permet d'action-

ner une alarme 51 de détection de défaut, lorsque cette

sortie est à l'état haut.

Dans le cas d'apparition de la modification de signal correspondant au défaut désigné pareÈ, la sortie b du dispositif numérique 40, qui comporte une répétition régulière de niveaux hauts et bas, tombe instantanément à

un niveau bas pendant un niveau haut, de sorte que la sor-

tie g de la porte "NON-ET" 45 tombe instantanément à l'é-

tat bas pour appeler la bascule bistable 47, dont la sor-

tie i en position d'appel passe à l'état haut, jusqu'à ce qu'elle soit rappelée par l'impulsion de réarmement k, la sortie t de la porte "OU" 50 étant également à l'état

haut, ce qui signale l'existence du défaut.

Lorsqu'il se produit une modification de signal

correspondant au défaut désigné par@, la sortie c du dis-

positif numérique 41 prend instantanément un état haut,ce qui appelle la bascule bistable 48 La sortie en position d'appel j de cette dernière reste à l'état haut jusqu'à ce qu'elle soit rappelée par l'impulsion de réarmement k, de sorte que la sortie t de la porte "OU" 50 est également

à l'état haut, ce qui signale l'existence du défaut.

Lorsqu'il se produit une modification de signal

correspondant au défaut désigné par X la sortie b du dis-

positif numérique 40,ou la sortie b de l'inverseur 44, est en condition d'absence d'impulsion, de sorte que les deux entrées à la porte "NON-ET" 45 sont à l'état haut pendant l'absence d'impulsion, ce qui appelle la bascule 47 Par suite, la sortie t de la porte "OU" 50 est à l'état haut,

ce qui signale l'existence du défaut.

Comme indiqué ci-dessus, les portes "NON-ET" 45 et 46 sont ouvertes seulement lorsque le signal de temps f est engendré, de sorte que les bruits, même lorsqu'ils sont reçus pendant le balayage du point lumineux sur d'autres parties (les parties autres que le sommet du filet dans cette forme de réalisation), peuvent être éliminés, afin

d'éviter une fausse indication de détection.

D'autre part, puisque les bascules bistables 47 et 48 sont appelées à l'état bas, par les entrées à

l'état bas envoyées aux bornes d'appel, et sont mainte-

nues dans cette condition pendant un certain temps, le

défaut même minime peut être détecté et indiqué avec pré-

cision D'autre part, le signal relatif à la lumière ré-

fléchie par le flanc ou le fond du filet peut être traité

de façon tout à fait semblable.

Le circuit ci-dessus de traitement de signal

est construit de façon à ce que le dispositif de numérisa-

tion détecte la non répétition des mêmes configurations sur le transmetteur photo-électrique On décrit ci-après

un circuit qui stocke la forme du signal répétitif lui-

même, lit ce signal répétitivement et compare cette lectu-

re avec les sorties du transmetteur photo-électrique envo-

yées séquentiellement au circuit, de façon à permettre la

détection de l'existence du défaut.

La figure 20 est un schéma du circuit de traite-

ment du signal ci-dessus Par exemple, un signal de sortie a úfig 21-( 1)l du transmetteur photo-électrique 35 a est

envoyé à la borne d'entrée "plus" d'un amplificateur dif-

férentiel 67, ainsi qu'à un convertisseur 61 analogique-

numérique Un générateur 62 de signal de temps, semblable au générateur 43 de signal de temps de la figure 18, reçoit

un signal d'horloge d à haute fréquence (fig 21-( 4)7, né-

cessaire pour échantillonner le signal de sortie a du

transmetteur photo-électrique 35 a,et un signal de synchro-

nisation b lfig 21-( 2)7, reçu en synchronisme avec le dé-

but de balayage du point lumineux 22 Le dispositif 62 ef-

fectue une division de fréquence et émet un signal de temps e lfig 21-( 5) l qui est à niveau haut pendant une durée appropriée avant et après le signal a et incluant le pic

de ce signal, autrement dit pendant le balayage de la par-

tie de sommet du filet de vis, le signal de temps e étant

envoyé à une borne d'entrée d'une porte "ET" 64, le si-

gnal d'horloge d étant envoyé à une autre borne d'entrée de cette porte La sortie de la porte "ET" 64 est repré- sentée par un signal f lfig 21-( 6)> de signal d'horloge, apparaissant par intermittence Un circuit de commande 66

pour une mémoire 63 reçoit un signal c de départ de sys-

tème, reçu avant le signal de synchronisation b, et il maintient son signal de sortie g Zfig 21-( 7)l à l'état haut pendant la durée prédéterminée, le signal de sortie g étant envoyé à la mémoire 63 comme signal de commande écriture-lecture et d'exécution d'entrée d'écriture pour

l'état haut et de sortie de lecture pour l'état bas D'au-

tre part, la durée de maintien du signal de sortie g à l' état haut est réglée à une valeur un peu supérieure à une

largeur d'impulsion du signal e.

Le signal f est envoyé au convertisseur 61 ana-

logique numérique, comme signal d'horloge pour l'échan-

tillonnage, et à la mémoire 63, comme signal d'incrémenta-

tion pour son compteur d'adresse La mémoire 63 fonctionne en mode d'écriture pendant l'état haut du signal de sortie g du circuit de commande 66, de sorte que les informations

discrètes de la forme d'onde du signal a, obtenues par é-

chantillonnage du contenu de ce signal au moyen du signal f et envoyées aux adresses d'écriture du compteur d'adresse

incrémenté par le signal f, sont enregistrées séquentielle-

ment D'autre part, lorsque le signal g est passé à l'état bas, la mémoire 63 fonctionne en mode de lecture, de sorte

que le contenu du compteur d'adresse incrémenté par le si-

gnal f est utilisé comme adresses de lecture pour lire le contenu stocké dans la mémoire 63 Les informations lues

dans la mémoire 63 sont envoyées à un convertisseur 65 numé-

rique analogique et transformées par ce dernier en un si-

gnal analogique Par suite, la sortie du convertisseur 65 numérique analogique fournit un signal analogique h lfig 21-( 8)7 reproduisant de façon répétitive la forme d'onde du signal a qui a été enregistrée pendant l'état haut du signal g, le signal analogique h étant envoyé à la borne "moins" d'un amplificateur différentiel 67 de sorte qu'un signal correspondant à une différence entre les deux entrées est amplifié et émis comme signal de sortie i de

l'amplificateur différentiel 67, le signal de sortie i é-

tant envoyé à un circuit approprié de détection et d'indi-

cation de défaut.

Ainsi, dans le circuit de traitement de signal,

les deux entrées de l'amplificateur différentiel sont é-

gales mutuellement lorsqu'aucune modification de signal n'est provoquée par un défaut, de sorte que le signal de sortie i est maintenu au niveau zéro Toutefois, lorsqu' il se produit une modification du signal, représentée par

X ou G, le signal de sortie i représente la modifi-

cation correspondant au défaut ci-dessus, ce qui permet

la détection précise du défaut En variante, le tracé ré-

pétitif du signal a à stocker dans la mémoire 63 peut com-

prendre une pluralité de cycles et ne pas être limité à un cycle On peut également stocker les informations d'un cycle, obtenues par un traitement de calcul de la moyenne

des informations d'une pluralité de cycles.

Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la mise en oeuvre

du procédé et de l'appareil suivant l'invention, sans sor-

tir du cadre de celle-ci.

Claims (9)

Revendications

1 Procédé de contrôle des défauts superficiels d'une vis, caractérisé en ce qu'on projette un faisceau lumineux

( 21) sur la surface de la vis, on déplace ce faisceau sui-

vant l'axe de la vis et on capte la lumière ( 23) réfléchie par la surface réfléchissante de façon à détecter un défaut de surface de la vis sur la base d'un signal de variation de l'intensité de la lumière réfléchie, en fonction d'une

base de temps.

2 Procédé de contrôle des défauts superficiels d'une

vis suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'an-

gle de projection ( 9) du faisceau lumineux par rapport à

la surface enveloppe ( 22) de la vis et à la direction a-

xiale de la vis est plus petit que l'angle complémentaire d'un angle <:(d) compris entre le flanc ( 13,14) d'un filet

de vis et la surface enveloppe ( 12).

3 Procédé de contrôle des défauts superficiels d'une

vis suivant la revendication 1, caractérisé ence que l'an-

gle de projection du faisceau lumineux par rapport à la tangente à la surface de la vis dans la zone de projection du faisceau lumineux et dans la direction radiale de la

vis est sensiblement nul.

4 Procédé de contrôle des défauts superficiels d'une

vis suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'an-

gle de projection du faisceau lumineux par rapport à la tangente à la surface de la vis dans la zone de projection du faisceau lumineux et dans la direction radiale de la

vis est sensiblement nul.

Procédé de contrôle des défauts superficiels d'une

vis suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'an-

gle de projection du faisceau lumineux par rapport à la

tangente ( 17) à la surface de la vis dans la zone de projec-

tion du faisceau lumineux et dans la direction radiale de

la vis a une valeur prédéterminée (,G).

2522149

6 Procédé de contrôle des défauts superficiels d'une vis suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle de projection du faisceau lumineux par rapport à

la tangente à la surface de la vis dans la zone de projec-

tion du faisceau lumineux et dans la direction radiale

de la vis a une valeur prédéterminée.

7 Appareil de contrôle des défauts superficiels d'une vis, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 32) d'émission d'un faisceau lumineux ( 21) à projeter sur la surface d'une vis ( 10), des moyens ( 33) de balayage de ce faisceau lumineux dans la direction axiale de la vis, au moins un transmetteur photo-électrique ( 35) qui convertit

photo-électriquement la lumière du faisceau lumineux réflé-

chie à la surface de la vis, et un circuit de traitement

de signal qui extrait de la sortie du transmetteur photo-

électrique la composante de signal autre que la configura-

tion répétitive.

8 Appareil de contrôle des défauts superficiels d'une vis suivant la revendication 7, caractérisé en ce que

des transmetteurs photo-électriques ( 35 a, 35 b, 35 c) sont dis-

posés en correspondance de la lumière réfléchie provenant

du sommet, du fond ou des flancs du filet de vis.

9 Appareil de contrôle des défauts superficiels d'une vis suivant la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de traitement de signal comprend une pluralité de dispositifs de numérisation ( 40,41) comportant différents niveaux de seuil (V 1, V 2), un circuit de discrimination ( 45, 46) pour différencier les sorties des dispositifs de numérisation des bruits associés au balayage du faisceau lumineux, et un circuit de maintien ( 47, 48) pour conserver pendant un temps prédéterminé le

signal de sortie du circuit de discrimination.

Appareil de contrôle des défauts superficiels d'une vis suivant la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de traitement de signal comprend une mémoire ( 63) qui stocke le signal pendant

21 2522149

au moins un cycle de ladite configuration répétitive et un circuit de lecture ( 65) qui lit le contenu de cette mémoire répétitivement en association avec le balayage du faisceau lumineux, et en ce qu'il compare le contenu de la mémoire lu par ce circuit de lecture avec le signal de sortie du transmetteur photo-électrique ( 35 a) 11 Appareil de contr 8 le des défauts superficiels

d'une vis suivant l'une des revendications 7 à O l, carac-

térisé en ce qu'il comprend des moyens ( 31) de changement de la position de projection du faisceau lumineux par rapport à à 1 a vis, dans la direction eirconf*rentielle de cette dernière.