FR2771808A1 - Electronic unit for the measurement and dimensional control of machined parts. - Google Patents

Electronic unit for the measurement and dimensional control of machined parts. Download PDF

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FR2771808A1 FR9815116A FR9815116A FR2771808A1 FR 2771808 A1 FR2771808 A1 FR 2771808A1 FR 9815116 A FR9815116 A FR 9815116A FR 9815116 A FR9815116 A FR 9815116A FR 2771808 A1 FR2771808 A1 FR 2771808A1
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Beitia Enrique Sanchez
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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • Y02P90/26Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS] characterised by modelling or simulation of the manufacturing system
    • Y02P90/265Product design therefor

Abstract

The unit includes a tool (3) which supports the piece to be measured. This tool (3) is fitted with a number of inductive position sensors (30) and has a measurement and control unit (2) connected to the tool (3) by an electronic connection module (4) with individualized circuits for conditioning the sensor (30) signals. A computer (7) integrates the data acquisition circuits (30, 4, 5, 6) and a programme (12) is executed by the unit (8) for the measurement and dimensional control of the piece to be machined and for processing the data for display on a screen (9).

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
Secteur de la technique Technical Sector
La présente invention se rapporte à un appareil électronique pour la mesure, l'indication et le contrôle dimensionnel de pièces usinées, en utilisant un outil multicote pourvu de capteurs de position inductifs. The present invention relates to an electronic device for measuring, indicating and dimensional inspection of workpieces, using a tool Multicote provided with inductive position sensors.

Etat anterieur de la technique anterior State of the art
Sont connus les appareils pour la mesure multidimensionnelle de pièces usinées, comprenant un instrument électronique de mesure et contrôle accouplé à un ordinateur et qui est connecté à un outil support des pièces à mesurer, l'outil étant pourvu d'une pluralité de capteurs ou palpeurs de position qui palpent la pièce, et transmettent à l'instrument les signaux électriques représentatifs du résultat de la mesure, lesquels en des lectures numériques ou graphiques sur l'écran de l'ordinateur. Are known apparatus for the multi-dimensional measuring of workpieces, comprising an electronic measuring and control instrument coupled to a computer that is connected to a piece support tool to be measured, the tool being provided with a plurality of sensors or feelers position which palpate the room, and transmit to the instrument the electrical signals representative of the result of the measurement, which in digital or graphical readings on the computer screen. L'information des mesures obtenue est enregistrée et réordonnée pour son traitement statistique ou envoyée à un autre centre externe de traitement de données. The measures obtained information is recorded and reordered to its statistical processing or sent to another external data processing center.

Le document US 4231158 décrit un appareil électronique pour la mesure des dimensions linéaires de pièces usinées, qui utilise un outil pourvu de deux têtes palpeurs des pièces à mesurer qui produisent des signaux représentatifs de leur position. Document US 4231158 discloses an electronic apparatus for measuring linear dimensions of workpieces, using a tool provided with two heads probes of parts to be measured which produce representative of their position signals. L'appareil mentionné comprend des circuits électroniques de détection et d'amplification auxquelles se branchent les têtes palpeurs et qui reçoivent les signaux d'un circuit oscillatoire qui alimente aussi les têtes palpeurs. The mentioned apparatus comprises electronic circuits for detecting and amplifying which plug heads and sensors that receive signals from an oscillating circuit which also supplies the sensors heads.

Préalablement à la mesure de la série de pièces usinées, sont enregistrées les mesures dimensionnelles d'un gabarit et sont graduées les positions zéro de référence, en utilisant un présélecteur des différentes parties à mesurer. Prior to the measurement of the series of workpieces are registered dimensional measurements of a template and are graduated zero positions of reference, using a preselector of the various parts to be measured. A l'aide d'un bouton-poussoir de mise en marche, commence le processus de mesure pour l'obtention de mesures absolues, lesquelles sont indiquées sur un écran. Using a push button start, begins the measurement process for obtaining absolute measurements, which are shown on a screen.

L'appareil mentionné au brevet utilise de coûteux circuits spécifiques pour s'assurer le caractère répétitif des résultats des mesures. The patent mentioned the unit uses expensive specific circuits to ensure the repetitive nature of the measurement results.

Exposé de l'invention Disclosure of the invention
L'objet de la présente invention est un appareil électronique pour la mesure, l'indication et le contrôle dimensionnel d'une série de pièces usinées comprenant un appareil électronique pour la mesure et le contrôle dimensionnel de pièces usinées, comprenant un outil support de la pièce à mesurer pourvu d'une pluralité de palpeurs de position inductifs, et un instrument de mesure et contrôle pourvu d'un ordinateur, avec un écran et un clavier et de moyens pour la programmation et le contrôle de la mesure, où l'instrument a des moyens de connexion individuels aux palpeurs de l'outil, une pluralité de circuits pour le conditionnement du signal de sortie des palpeurs, pour la conversion A/N des signaux, et pour l'acquisition des données individualisées de chaque palpeur, et un boîtier de commande qui coopère dans l'exécution du programme de mesure et contrôle. The object of the present invention is an electronic device for measuring, indicating and dimensional control of a series of machined parts comprising an electronic device for measuring and dimensional control of workpieces, comprising a support tool part to be measured provided with a plurality of inductive position sensors, and a measuring instrument and control provided with a computer with a screen and a keyboard and means for programming and control of the measurement, where the instrument a means for individual connection to the sensors of the tool, a plurality of circuits for conditioning the output signal of the sensors to the a / D conversion of the signals, and for the acquisition of individualized each sensing data, and control unit which cooperates in the execution of the measurement program and control.

L'outil de mesure supporte la pièce à mesurer après avoir été usinée, et est pourvu d'une pluralité de palpeurs pour la mesure des longueurs, diamètres extérieurs et intérieurs, superficies et contours, et milieux pour la positionnement et le réglage des palpeurs. The measuring tool supports the part to be measured after having been machined, and is provided with a plurality of sensors for the measurement of lengths, outside and inside diameters, areas and contours, and media for the positioning and adjustment of the feeler. Chaque combinaison de cotes à mesurer sur une pièce constitue une configuration ou une règle de mesures, et pour chacune d'elles, sont définis une pluralité de degrés de mesures, sur lesquels changent le palpeur et le point ou la zone de contact avec le palpeur. Each combination of dimensions to measure on a workpiece is a configuration or a measurement rule, and for each, are defined a plurality of degrees of measurements on which change the sensor and the point or area of ​​contact with the feeler .

L'interface pour l'interconnexion des palpeurs, aussi bien unipolaires que bipolaires, est incorporée avec les connecteurs d'entrée et les ports de sortie individuels, dans une boite d'interconnexion, comprenant un circuit individuel de conditionnement de signal spécifique pour des capteurs inductifs de position, avec des sorties de niveau standard. The interface for the interconnection of sensors, both unipolar and bipolar, is incorporated with the input connectors and the individual output ports, in an interconnection box comprising a circuit specific individual signal conditioning for sensors Inductive position with standard level outputs. Pour l'acquisition des données, est connectée directement à la boite d'interconnexion une plaque de circuit convertisseur de signaux For the data acquisition, is connected directly to the interconnection box a signal converter circuit board
A/N, et ce dernier à un multiplexeur de canaux pour l'acquisition de données par l'ordinateur. A / N, and the latter to a channel multiplexer for data acquisition by the computer. L'instrument de mesure comprend en plus un écran pour la présentation instantanée des résultats des mesures, et l'exposé des registres de données de chaque pièce, en mode numérique ou en mode graphique sur un croquis de pièce, et en plus les résultats du contrôle des données de chaque pièce, et de l'information d'un groupe de pièces, appartenant à la série usinée sur une même tête de machine, en forme d'histogrammes, ou de graphiques XR. The measuring instrument further comprises a display for the presentation instant of measurement results, and the presentation of the data registers of each piece, in digital or graphical mode on a part sketch, and in addition results control data of each part, and information of a group of parts, belonging to the machined series on the same machine head, in the form of histograms or graphics XR. L'écran permet aussi à l'ouvrier de consulter les normes particulières de l'usager, spécifiquement programmées pour chacun d'eux. The display also allows the worker to check the specific standards of the user, specifically programmed for each.

L'instrument de mesure de l'appareil conformément à l'invention comprend un ordinateur avec des moyens de mémoire et de traitement d'un programme de mesure, indication et contrôle de la mesure, incluant l'enregistrement et la vérification des mesures nominales, la correction du zéro, la sélection de pièces et de mesures, la formulation de chaque cote ou dimension pour l'obtention d'une donnée de mesure, et le calcul et la transmission des écarts et de la correction de la machine. The measuring device of the apparatus according to the invention comprises a computer with memory means and for processing a measuring program, indication and control of the measurement, including the recording and verification of nominal values, the zero correction, the selection of parts and steps, the formulation of each side or dimension for obtaining a measurement data, and the calculation and the transmission gap and the correction of the machine. L'exécution du programme est commandée par l'ouvrier depuis un boîtier connecté à l'ordinateur. Program execution is controlled by the worker from a box connected to the computer. L'ordinateur appartenant à l'instrument a un clavier pour l'introduction des données du programme, pour l'accès au registre des données de mesures antérieures, et pour l'exportation des données à d'autres systèmes de mesure ou de contrôle compatibles. The computer in the instrument has a keyboard for data entry program for access to the register data from previous measurements, and export data to other compatible measurement or control systems .

L'appareil est caractérisé en ce que les moyens de connexion individuels aux palpeurs sont distribués dans un boîtier d'interconnexion configuré par des modules, qui comprennent chacun, une pluralité de connecteurs à quatre fils ordonnés, un circuit monolithique complet de conditionnement du signal respectif de chaque connecteur et autant d'autres sorties de signal de tension échelonné représentatif de la position mécanique du palpeur correspondant, et ce que le programme de mesure et de contrôle comprend les étapes d'étalonnage, sélection de la provenance de l'usinage, réglage des palpeurs, définition de chaque cote à mesurer par la formulation, la mesure de pièces par séries, modèles, types et familles, discrimination des écarts de mesure, la séparation des mesures étrangères à la série, et la correction de l'usinage. The apparatus is characterized in that the means for individual connection to the probes are distributed in a housing configured by interconnecting modules which each comprise a plurality of connectors to four son ordered, a full monolithic circuit of the respective signal conditioning each connector and such other scaled voltage signal outputs representative of the mechanical position of the corresponding sensor, and that the measuring and control program includes the calibration steps, selecting from machining, setting feelers, definition of each side to be measured by the formulation, measurement of parts per series, models, types and families, discrimination metering difference, separation of foreign measures to the series, and the correction machining.

Quant aux appareils connus de l'état de la technique, l'appareil correspondant à l'invention, a les avantages suivants simplicité d'utilisation et versatilité pour différentes configurations de la mesure, accessibilité à la formula tion, sert de support d'aide pour le réglage et l'ajustement des outils de mesure, une boite d'interconnexion de l'outil avec l'instrument qui est modulaire, et économique pour des palpeurs de différents types et de différentes précisions, communication avec les automatismes de l'outil pour la charge et la décharge de la pièce, et le programme pour l'exécution de la mesure et du contrôle, et pour le traitement de l'information et son exposé graphique. As for devices known in the prior art, the device corresponding to the invention has the following advantages ease of use and versatility for different configurations of the measure, access to the formula tion, serves as support bracket for setting and adjustment of measurement tools, an interconnection box of the tool with the instrument that is modular, and cost for different types of sensors and different information, communication with the automation tool for the charging and discharging of the room, and the program for executing the measurement and control, and for data processing and graphical presentation.

Description des dessins Description of drawings
- La figure 1 est un schéma par blocs fonctionnels de l'appareil correspondant à l'invention. - Figure 1 is a functional block diagram of the device corresponding to the invention.

- La figure 2 est un schéma de la boite d'interconnexion de l'appareil de la figure 1. - Figure 2 is a diagram of the box interconnection of the Figure 1 device.

Description détaillée de l'invention Detailed Description of the Invention
En référence aux figures 1 et 2, la réalisation préférentielle de l'appareil 1 correspondant à l'invention, comprend l'outil 3 support de la pièce, non représenté sur la figure, pourvu d'une pluralité de palpeurs 30 pour la mesure dimensionnelle de la pièce placée sur l'outil 3, et l'instrument 2 de mesure et contrôle qui intègre la boite d'interconnexion 4, le circuit 5 convertisseur N/A, le multiplexeur 6 de canaux, l'ordinateur 7, le boîtier 8, écran 9, le clavier 11 et les moyens 12 de programmation et d'exécution des opérations de mesure et contrôle, tous les blocs 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 12 étant tous logés dans une armoire non représentée sur la figure. Referring to Figures 1 and 2, the preferred embodiment of the device 1 corresponding to the invention, the tool comprises three supporting the workpiece, not shown in the figure, provided with a plurality of sensors 30 for dimensional measurement of the workpiece placed on the tool 3, and the measurement instrument 2 and control that integrates the interconnection box 4, the circuit 5 D / A converter, the multiplexer 6 channels, the computer 7, the casing 8 , display 9, the keyboard 11 and the means 12 for programming and execution of measurement and control operations, all the blocks 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 12 are all housed in a cabinet not shown on the Fig.

La boite 4 d'interconnexion de l'outil 3 à l'instrument 2 comprend plusieurs modules chacun, comme le montre la figure 2, pour la connexion d'un groupe de palpeurs 30 unipolaires ou bipolaires, chacun desquels intègre les connecteurs 13 individuels à quatre fils et la pluralité de circuits 40 chacun desquels est une interface du palpeur 30 respectif à l'instrument 2, et autant d'autres sorties 14 de signal de tension indicateur de la position mécanique du palpeur 30. Chaque circuit 40 est un sous-système monolithique complet de conditionnement de signal pour capteurs de LVDT (Transformateur différentiel variable linéaire), par exemple du type AD698 de The 4-speed interconnection of the tool 3 to the instrument 2 comprises several modules, as shown in Figure 2, for connection of a group of sensors 30 unipolar or bipolar, each of which incorporates the connectors 13 at individual four son and the plurality of circuits 40 each of which is an interface of the respective sensor 30 to the instrument 2, and as many other outlets 14 voltage signal indicative of the mechanical position of the probe 30. Each circuit 40 is a sub complete monolithic system signal conditioning for sensors LVDT (linear variable differential Transformer), for example of the type AD698
Analog Devices, avec sortie de tension échelonnée + - 11 V DC, proportionnelle à la position détectée par le palpeur 30 connecté. Analog Devices, with stepped output voltage + - 11 V DC, proportional to the position detected by the sensor 30 connected. Le circuit convertisseur 5 N/A est un circuit multifonctions du niveau d'entrée pour signaux digitaux et analogues, par exemple du type PCL-818LS de Advantech, et le multiplexeur 6 est par exemple un PCL-725 de Advantech. The inverter circuit 5 N / A is a multifunctional circuit input level for digital and analog signals, for example of the PCL-818LS Advantech, and the multiplexer 6 is e.g., a PCL-725 of Advantech.

Le boîtier 8 inclut les commandes pour l'exécution de chacune des opérations contenues dans la méthode de mesure et de contrôle dimensionnel des pièces qui est suivi par les moyens 12 de programme de l'appareil - début de la mesure après le placement de la pièce, - étalonnage (calibrage) du système de mesure, au moyen d'un The housing 8 includes commands for performing each of the operations contained in the method of measurement and dimensional control of parts which is followed by the means 12 of device program - start of measurement after the room placement - calibration (calibration) of the measuring system by means of a
gabarit, en commençant l'étalonnage à partir du boîtier 8 ou template, starting calibration from the housing 8 or
depuis le clavier 11, et en enregistrant dans les moyens de from the keyboard 11 and to store in the means of
mémoire de l'ordinateur 7 les mesures nominales de gabarit, memory of the computer 7 of the template nominal values,
ainsi que les données du dernier étalonnage, - sélection et identification de la provenance des pièces par and the data of the last calibration, - selection and identification of the source of parts
les têtes d'usinage, - validation des mesures, autres que celles programmées, réglage des palpeurs 11 par l'exposition sur l'écran 9 d'une the machining heads, - validation of measurements other than those programmed, the feelers 11 by adjusting exposure on the screen 9 of a
barre de résultats de chaque palpeur, voire agrandie pour bar results of each sensing or enlarged to
être vue de loin et en temps réel, - définition des configurations de mesure (règles de mesure), - sélection de modèles de pièces, - définition de cotes, par la formulation d'expressions de cha be seen from a distance and in real time - definition of measurement configurations (measurement rules), - selection of parts models - definition of ratings, by formulating cha expressions
que caractéristique de la pièce, pour leur évaluation à tra that characteristic of the part, for their evaluation tra
vers la prise de plusieurs données de mesure. toward taking more measurement data.

- sélection du type de mesure, par groupes de pièces de même - measurement type selection in groups of the same parts
étalonnage mais dans un champ de tolérances différent, dont calibration tolerances but in a different field, including
les données sont enregistrées dans des fichiers différents de the data are stored in different file
mémoire, mesure sur les pièces des caractéristiques définies et enre memory, custom parts defined characteristics and Stu
gistrement des données, en séparant les mesures étrangères au istration data, separating foreign measures
processus de mesure de la série en cours, signal lumineux sur le boîtier 8 discriminant les mesures ad Process for measuring the current series, light signal on the casing 8 discriminant measures ad
missibles de celles écartées, - annulation des données de la dernière mesure réalisée pour communicable those apart, - cancellation of the last measurement data made for
leur omission du registre, - présentation visuelle sur l'écran 9 des mesures écartées, et their omission from the register, - visual presentation on screen 9 of steps apart, and
émission d'une alarme sonore pour la correction de la ma issuing an alarm for the correction of my
chine, incluant la transmission de la tendance de l'écart au Pen, including the transmission of the pattern of the gap
CNC de la machine pour la correction automatique de la coor CNC machine for automatic correction of the coor
donnée écartée, - contrôle statistique des mesures obtenues et exposé des ré Data rejected, - statistical process control measurements obtained and explanatory re
sultats du contrôle sur l'écran 9, - configuration de l'information résultant de la mesure et con Results of the control of the screen 9, - the information pattern resulting from the measurement and con
trôle sur l'écran 9 dans des formats déterminés, numériques trol on the screen 9 in specific formats, digital
et graphiques. and graphics.

- exportation des données à d'autres processeurs étrangers à - Data export to other foreign processors
l'appareil, par une sortie 15 série, the apparatus through an outlet 15 series,

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS 1.- Appareil électronique pour la mesure et le contrôle dimensionnel de pièces usinées, comprenant un outil (3) support de la pièce à mesurer pourvu d'une pluralité de palpeurs (30) de position inductifs, et un instrument (2) de mesure et contrôle pourvu d'un ordinateur (7), avec un écran (9) et un clavier (11) et de moyens (12) pour la programmation et le contrôle de la mesure, où l'instrument (2) a des moyens (13, 40, 14) de connexion individuels aux palpeurs de l'outil (3), une pluralité de circuits (40, 5, 6) pour le conditionnement du signal de sortie des palpeurs (30), pour la conversion N/A des signaux, et pour l'acquisition (6) des données individualisées de chaque palpeur (30), et un boîtier (8) de commande qui coopère dans l'exécution du programme (12) de mesure et contrôle, caractérisé en ce que, les moyens (13, 40, 14) de connexion individuels aux palpeurs (30) sont distribués dans un boîtier (4) d'interconnexion configuré par des modul CLAIMS 1. An electronic device for measurement and dimensional inspection of workpieces, comprising a tool (3) for supporting the piece to be measured provided with a plurality of sensors (30) of the inductive position, and an instrument (2) measurement and control provided with a computer (7), with a screen (9) and a keyboard (11) and means (12) for programming and control of the measurement, where the instrument (2) has means (13, 40, 14) for individual connection to probes of the tool (3), a plurality of circuits (40, 5, 6) for conditioning the output signal of the sensors (30) for D / a conversion signals, and the acquisition (6) of each sensing individualized data (30) and a housing (8) which cooperates in controlling the execution of the program (12) for measuring and control, characterized in that, the means (13, 40, 14) for individual connection to sensors (30) are distributed in a housing (4) configured by interconnecting modul es, qui comprennent chacun, une pluralité de connecteurs (13) à quatre fils ordonnés, un circuit (40) monolithique complet de conditionnement du signal respectif de chaque connecteur (13) et autant d'autres sorties (14) de signal de tension échelonné représentatif de la position mécanique du palpeur (30) correspondant, et ce que le programme (12) de mesure et de contrôle comprend les étapes d'étalonnage, sélection de la provenance de l'usinage, réglage des palpeurs (30), définition de chaque cote à mesurer par la formulation, la mesure de pièces par séries, modèles, types et familles, discrimination des écarts de mesure, la séparation des mesures étrangères à la série, et la correction de l'usinage. es, which each include a plurality of connectors (13) to four son ordered, a circuit (40) complete conditioning monolithic the respective signal of each connector (13) and as many other outlets (14) of scaled voltage signal representative of the mechanical position of the feeler (30) corresponding, and that the program (12) for measuring and control includes the calibration steps, selecting from machining, setting the feelers (30), definition of each side measuring the formulation, the measurement of parts in series, models, types and families, discrimination metering difference, separation of foreign measures to the series, and the correction machining.
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