FR3072172A1 - Procede de detection de defauts sur la denture d'une couronne entrainee en rotation au moyen d'un capteur sans contact - Google Patents
Procede de detection de defauts sur la denture d'une couronne entrainee en rotation au moyen d'un capteur sans contact Download PDFInfo
- Publication number
- FR3072172A1 FR3072172A1 FR1759354A FR1759354A FR3072172A1 FR 3072172 A1 FR3072172 A1 FR 3072172A1 FR 1759354 A FR1759354 A FR 1759354A FR 1759354 A FR1759354 A FR 1759354A FR 3072172 A1 FR3072172 A1 FR 3072172A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- crown
- profile
- sensor
- section
- image
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 47
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9515—Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2416—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures of gears
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
- G01B2210/52—Combining or merging partially overlapping images to an overall image
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Procédé de détection de défauts sur la denture d'une couronne entraînée en rotation à l'aide d'un capteur sans contact, le capteur étant fixe par rapport au support de la couronne dentée et comprenant un champ de vision orienté selon un axe de visée qui est disposé sensiblement perpendiculaire à l'axe principal de la couronne de sorte que le champ de vision vise à tout instant au moins un tronçon du flanc de la couronne, le procédé comprenant notamment la reconstruction à partir d'images successives recalées du profil de la denture de la couronne pour détecter des défauts du profil de la denture de la couronne comme étant des écarts avec un profil de référence.
Description
L’invention concerne le domaine de la détection de défauts sur une couronne dentée au moyen d’un capteur, sans nécessité de devoir démonter la couronne.
Plus particulièrement, mais non limitativement, l’invention concerne des machines tournantes de grandes tailles, bien souvent à axe sensiblement horizontal, telles que rencontrées dans les industries chimiques, minérales ou sucrières. De telles machines sont en général munies d’une couronne dentée de grande taille fixée sur la machine qui coopère avec un système d’entraînement, typiquement un pignon entraîné par un bloc moteur, pour induire la rotation de la machine autour de son axe. A titre d’exemples, on peut citer comme machines tournantes à couronne dentée de grande taille les fours rotatifs, les broyeurs à boulets, les broyeurs à galets, les tours de diffusion de sucrerie.
Le contact répété entre les dents de la couronne et celles du pignon, bien souvent soumis à des contraintes mécaniques et/ou thermiques et/ou chimiques élevées, génère une usure des dents qui peut se présenter sous divers aspects compte tenu du réglage de la position relative entre le système d’entraînement et la machine tournante, et des divers mouvements de la machine autres que la rotation autour de son axe. La forme des dents s’écarte du profil d’origine, leur épaisseur se réduit et des défauts ponctuels de surface peuvent apparaître.
Les déformations des dents impliquent que les efforts de contact entre les dents de la couronne et du pignon peuvent s’orienter dans des directions anormales, et des vibrations peuvent apparaître. Ceci génère des sollicitations mécaniques anormales à la fixation de la couronne sur son support, à l’ensemble moteur et à la machine elle-même, qui peuvent provoquer des dommages aux divers systèmes mécaniques, perturber le procédé mis en œuvre dans la machine, et également amplifier les phénomènes d’usure.
La détection des déformations sur la couronne dentée est réalisée en général soit à l’œil par un opérateur expérimenté sur place, soit de manière indirecte en détectant un dysfonctionnement de la machine, des dégâts sur la machine pouvant déjà être apparus. La réparation des dents est alors effectuée manuellement par des opérateurs manœuvrant des outils d’usinage ou de meulage, de sorte que la qualité de la réparation dépend grandement des opérateurs. Les documents WO2016/146899 et WO2016/146900 proposent par ailleurs des solutions automatisées pour réparer la couronne sans la démonter de la machine.
Il est également connu de démonter la couronne dentée pour l’examiner dans un atelier et éventuellement la réparer. La machine tournante doit toutefois être arrêtée, impactant l’ensemble de l’installation industrielle dans laquelle la machine est intégrée, ce qui n’est pas souhaitable.
Il existe aussi des méthodes nécessitant de connaître le centre de rotation de la couronne, la vitesse de rotation de la couronne, d’avoir une vitesse de rotation constante ou encore de connaître le positionnement angulaire de la dent mesurée, ce qui rend leur mise en œuvre complexe.
Il existe donc un besoin pour fournir un procédé de détection des défauts sur la denture d’une couronne surmontant notamment les inconvénients précités.
A cet effet, un premier objet de l’invention est de permettre la détection des défauts de la denture d’une couronne au plus tôt, sans démontage de la couronne.
Un deuxième objet de l’invention est d’éviter que la qualité de la mesure ne dépende d’un opérateur, et d’augmenter la fiabilité de la détection.
Un troisième objet de l’invention est d’anticiper la formation des défauts, avant que ceux-ci n’impactent le fonctionnement de la machine.
Un quatrième objet de l’invention est de détecter les défauts des dentures de la couronne sans augmenter les coûts.
Ainsi, selon un premier aspect, l’invention propose un procédé de détection de défauts à l’aide d’un capteur sans contact sur une couronne de type dentée, c'est-à-dire comprenant au moins une dent sur un flanc. La couronne est entraînée en rotation par rapport à un support autour d’un axe principal, le capteur étant fixe par rapport au support de la couronne et comprenant un champ de vision orienté selon un axe de visée qui est disposé sensiblement perpendiculaire à l’axe principal de sorte que le champ de vision vise à tout instant au moins un tronçon du flanc de la couronne. Le procédé comprend alors les étapes suivantes :
/1/ mise en rotation de la couronne autour de l’axe principal permettant un mouvement relatif de la couronne par rapport à l’axe de visée du capteur ;
/2/ acquisition par le capteur d’au moins deux images successives de la couronne, une première image correspondant à un premier tronçon du flanc de la couronne et une deuxième image correspondant à un deuxième tronçon du flanc de la couronne, chaque image étant constituée par un ensemble de points de mesure positionnés dans un repère, le premier tronçon et le deuxième tronçon se chevauchant partiellement de manière à comprendre une portion commune du flanc de la couronne ;
/3/ recalage des images successives l’une par rapport à l’autre en ramenant les points d’une image dans le repère de l’image précédente ;
/4/ reconstruction à partir des images successives recalées d’au moins une partie du profil du flanc de la couronne ;
/5/ comparaison de la partie reconstruite du profil du flanc de la couronne avec un profil de référence ;
/6/ détection des défauts de la partie reconstruite du profil du flanc de la couronne comme étant des écarts avec un profil de référence.
Le procédé permet ainsi d’acquérir rapidement, une image des dents sur son flanc, afin d’éventuellement mettre en œuvre une étape de réparation des dents. Le procédé est ainsi facile à mettre en œuvre, et peu coûteux.
Selon un mode de réalisation particulier, dans l’étape /2/ d’acquisition, le capteur acquiert une pluralité d’images successives, la couronne effectuant une rotation complète autour de l’axe principal et dans lequel dans l’étape /4/ de reconstruction, le profil du flanc de la couronne est reconstruit en son entier. En d’autres termes, le procédé permet d’obtenir une image complète du profil des dents de la couronne.
Avantageusement, le procédé peut comprendre en outre une étape de détermination de l’excentricité de la couronne, et/ou une étape de détermination du diamètre extérieur de la couronne et du diamètre de fond de dent. Ainsi, des opérations de rectification peuvent être entreprises sur la couronne ou sur l’installation qui l’utilise pour compenser d’éventuels défauts, améliorant les performances de l’équipement sur lequel la couronne est montée.
Avantageusement, la couronne est en fonctionnement et le procédé est mis en œuvre sur site, sans démontage de la couronne de son support. Ainsi, la détection de défauts sur la couronne se fait sans interrompre le fonctionnement de l’équipement sur lequel la couronne est monté, de sorte que le procédé n’impacte par l’équipement, et ne provoque pas de surcoût.
Selon un mode de réalisation, l’étape /3/ de recalage peut comprendre la suppression des points aberrants, facilitant et rendant plus fiable la reconstruction du profil de la couronne.
Selon un mode de réalisation, l’étape /3/ de recalage peut comprendre la détermination d’une matrice T de transfert des points d’une mesure dans le repère d’au moins une des mesures précédentes.
L’étape /5/ de comparaison entre une partie reconstruite du flanc de la couronne avec le profil de référence peut être réalisée à partir d’un profil reconstruit incomplet du flanc de la couronne. H n’est en effet pas nécessaire de reconstruire la couronne dans son entier pour détecter des défauts sur les dents. Par exemple, un opérateur peut souhaiter vérifier les éventuels défauts des dents uniquement sur une portion de la couronne. Le procédé peut ainsi être mis en œuvre plus rapidement.
De préférence, chaque ensemble de points comprend au moins 10 points, de manière à obtenir une reconstruction fiable de la couronne.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la détermination du voile de la couronne à l’aide d’un capteur comprenant un champ de vision selon un axe de visée orienté sensiblement parallèlement à l’axe principal de la couronne de sorte que le champ de vision englobe à tout instant au moins un tronçon d’une face de la couronne. Le capteur peut être le même que celui utilisé pour reconstruire le profil du flanc de la couronne, déplacé de 90°, ou un autre capteur. Là encore, il n’est nécessaire ni de démonter la couronne, ni d’arrêter son fonctionnement. Grâce à la connaissance du voile de la couronne, des mesures correctrices sur la couronne ou sur l’équipement qui la supporte peuvent facilement être mises en œuvre pour prendre en compte le voile, améliorant les performances de l’équipement.
D’autres effets et avantages de l’invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisation accompagnée des figures dans lesquelles :
La figure 1 est une représentation schématique d’une section transversale d’un four, tel qu’un four rotatif de cuisson de clinker de ciment, sur lequel est montée une couronne dentée et accompagné d’un capteur pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention selon un mode de réalisation.
La figure 2 est un agrandissement d’un détail de la figure 1.
La figure 3 est une représentation schématique d’une portion du flanc de la couronne dentée de la figure 1.
La figure 4 est une représentation schématique d’une image comprenant un ensemble de points correspondant à un tronçon du flanc de la couronne de la figure 1.
La figure 5 est une représentation schématique du profil du flanc de la couronne de la figure 1 reconstruit.
La figure 6 est un schéma illustrant différentes étapes du procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 7 est une représentation schématique de la couronne dentée de la figure 1 vue de côté, selon son flanc, et accompagnée d’un capteur pour la mise en œuvre d’un mode de réalisation particulier de l’invention.
Sur la Figure 1, on peut voir schématiquement représentée en vue latérale une couronne 1 dentée, c'est-à-dire comprenant au moins une et en pratique une pluralité de dents réparties sur son flanc, entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d’une montre autour d’un axe 2 principal. Cette couronne 1 dentée est par exemple solidaire d’un four F cylindrique rotatif dont elle permet l’entrainement en rotation par l’intermédiaire d’un pignon et d’un ensemble moteur non représentés, la denture du pignon venant s’imbriquer dans celle de la couronne 1. Le four F rotatif est porté par un support 3, en contact avec le sol, comprenant des galets 4 venant en contact du four sur une piste de roulement. Un capteur 5, sans contact avec la couronne 1, est placé sur le côté de la couronne dentée, dans une position fixe par rapport au support 3 du four et de la couronne dentée. Le four F est par exemple un four tel que ceux utilisés dans l’industrie du ciment pour la cuisson du clinker.
Le capteur 5 est avantageusement un profilomètre à triangulation laser. La triangulation est un principe de mesure de la distance par calcul angulaire. Le capteur comprend typiquement un émetteur et un récepteur. Par exemple, l’émetteur projette un rayon laser formant un point lumineux sur l’objet à mesurer, ici la denture de la couronne 1, et la lumière réfléchie atteint sous un angle certain le récepteur, en fonction de la distance. La distance par rapport à l'objet de mesure est calculée à partir de la position du point lumineux sur le récepteur et à partir de la distance séparant l'émetteur du récepteur. Le laser est avantageusement un laser bleu de 405 nm de longueur d’onde afin de disposer d’un faisceau focalisé très fin, permettant de détecter des défauts de petites dimensions, inférieures au millimètre, avec une grande précision ce qui permet d’obtenir des profils de surface précis de la denture de la couronne 1.
Le temps d’une mesure, l’émetteur 5 balaye son rayon laser selon une ligne 10 de mesure sur un tronçon du flanc de la couronne 5, de manière à définir un champ 6 de vision du capteur 5 par un axe 7 de visée et un secteur angulaire de visée. Le capteur 5 acquiert ainsi pour une mesure un ensemble de points de mesures le long de ladite ligne 10 de mesure, formant une image du tronçon, afin de caractériser un profil de la denture du tronçon de la couronne 1. Le champ 6 de vision du capteur 5 est orienté selon un axe 7 de visée qui est disposé sensiblement perpendiculaire à l’axe principal 2 et de telle sorte que le champ 6 de vision vise à tout instant au moins un tronçon du flanc de la couronne 1, celuici comprenant avantageusement plus d’une dent.
L’orientation de l’axe 7 de visée par apport à l’axe 2 principal n’est pas nécessairement précise. Le capteur 5 est donc installé manuellement, un opérateur s’assurant visuellement de la bonne orientation de l’axe 7 de visée de sorte qu’à tout instant le champ de vision vise un tronçon du flanc de la couronne. En d’autres termes, à chaque instant, l’axe 7 de visée du capteur 5 atteint le flanc de la couronne 1. Aucun repère ou dispositif d’alignement du capteur 5 n’est ainsi requis. Plus précisément, le capteur 5 repose sur le sol, à proximité de la couronne 1, par exemple à l’aide d’un trépied.
Selon l’état de surface des dentures, un produit de contraste peut être pulvérisé sur la couronne 1 pour rendre la mesure plus nette en limitant les réflexions parasites.
Sur la Figure 2, on peut voir schématiquement représenté en vue latérale un agrandissement de la portion de couronne 1 dentée entourée par un cercle 8 sur la Figure 1 comprenant trois dents 9a, 9b, 9c. Le rayon laser incident du capteur 5 balaye la surface de la denture selon la ligne 10 de mesure, selon son angle de mesure, matérialisé sur la figure 2 entre les deux traits pointillés 11, 12 et qui illustrent la limite du champ 6 de vision du capteur. Ainsi, lors d’une mesure, le capteur 5 acquiert une image d’un tronçon du flanc de la couronne 1 selon la ligne 10 de mesure.
Sur la Figure 3, on peut voir schématiquement représenté la même portion de la couronne dentée que sur la Figure 2 mais en vue longitudinale, avec toujours les mêmes dents 9a, 9b, 9c. La ligne 10 de mesure représente le champ 6 de vision du capteur 5 qui englobe l’image du tronçon correspondant du flanc de la couronne 1. Par exemple, pour une position donnée du capteur 5 vis-à-vis de la couronne 1, le champ de vision du capteur permet de couvrir une ligne 10 de 100 mm de longueur sur la couronne. Une image par le capteur 5 comprend un ensemble de points de mesure, au moins dix points de mesure, de préférence au moins deux cents points de mesures, et par exemple 800 points de mesure, le long de la ligne 10 de mesure. Ces données ne sont évidemment qu’illustratives, la longueur de la ligne 10 de mesure et la densité de points de mesure pouvant être très différentes selon notamment le diamètre de la couronne dentée à mesurer, les dimensions des dents et les caractéristiques et réglages du capteur 5.
Les données des points de mesures du capteur 5 sont traitées par un logiciel de calcul afin de construire le profil en deux dimensions du flanc et donc des dents sur la longueur de la ligne 10 de mesure.
Sur la Figure 4, on peut voir schématiquement représenté l’image du profil 14 d’un tronçon de la couronne 1 comprenant la dent 9b, et qui résulte du traitement des données des points de la ligne 10 de mesure au niveau de la dent 9b, selon la Figure 3.
La couronne 1 n’est pas arrêtée pour réaliser les mesures successives à l’aide du capteur 5. Ainsi, la couronne 1 demeure en rotation autour de l’axe 2 principal lorsque le capteur 5 est mis en œuvre. La fréquence de balayage du capteur 5 alors est avantageusement élevée au regard de la vitesse de rotation de la couronne 1 de sorte que la mesure des points de mesures sur une ligne 10 de mesure, pour une image d’un tronçon, est réalisée sur un temps très court, le déplacement de la couronne 1 pendant une mesure étant négligeable. Ainsi, du point de vue du capteur 5, la couronne 1 est quasiment immobile le temps d’une mesure et, en d’autres termes, le tronçon du flanc de la couronne 1 pour lequel l’image est en cours d’acquisition peut être considéré comme immobile le temps de l’acquisition de l’image par le capteur 5. La fréquence de balayage du capteur 5 est par exemple de 1kHz (kilohertz) pour une vitesse de rotation de couronne 1 comprise entre 0,1 tr/min (tour par minute) et 10 tr/min.
La mesure du profil de l’ensemble de la couronne 1 dentée peut ainsi être réalisée avec une succession d’images, par des lignes 10 de mesure par exemple chacune de de 100 mm de longueur sur la couronne 1, avec un recouvrement partiel entre deux images successives, en gardant le capteur 5 fixe alors que la couronne 1 est en rotation autour de l’axe 2 principal. Plus précisément, le capteur acquière au moins deux images, chaque image correspondant à un tronçon du flanc de la couronne 1, les deux tronçons ayant une portion commune. La portion commune entre les tronçons de deux images successives permet de recaler les points des images pour assurer la continuité du profil et reconstruire ainsi le profil complet du flanc de la couronne 1 sur sa circonférence, sans mesure angulaire ni de la vitesse ni du déplacement de la couronne 1. A cet effet, chaque image est associée à un repère dans lequel les points de mesure sont enregistrés. Deux images successives sont alors recalées l’une par rapport à l’autre en ramenant le repère d’une des images dans le repère de l’autre image à l’aide d’une méthode de recalage.
Eventuellement, une première dent, c'est-à-dire la dent sur laquelle le capteur 5 commence à acquérir la première mesure pour reconstruire le profil complet de la couronne 1, est avantageusement repérée par un opérateur, soit car la dent est visuellement reconnaissable, par exemple du fait de son niveau d’usure, soit au moyen d’un marquage spécial et temporaire.
Les données des points de mesures du capteur 5, éventuellement mais non nécessairement accompagnées d’une information sur le nombre de dents de la couronne 1, sont ainsi traitées par un logiciel de calcul afin de construire le profil 13 entier de la couronne 1, comme représenté schématiquement sur la Figure 5.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le recalage des points de mesure se fait par la méthode des moindres carrés. Pour chaque point d’une image, c'est-à-dire pour chaque point d’une ligne 10 de mesure, on calcule sa distance orthogonale aux points de l’image précédente, de manière à retrouver sa position dans l’image précédente. . Il en est ainsi déterminé une matrice de transfert des points de l’image « t+1 » dans le repère de l’image « t ». Toute la reconstruction se fait de proche en proche, en déterminant entre deux images successives la matrice T de transfert du repère d’une image dans le repère de l’autre image. Par exemple, si on appelle Tl->2 la matrice de transfert des points de l’image n°2 sur l’image n°l et T2->3 la matrice de transfert des points de l’image n°3 sur la mesure n°2, on ramène les points de l’image n°3 dans le repère de l’image n°l en appliquant T2->3 puis Tl ->2. Il en est de même pour la dernière image qui sera ramenée dans le repère de l’image n°l selon le même principe.
L’invention permet par exemple de déterminer le diamètre extérieur de la couronne et son diamètre de fond de dents à partir du profil reconstruit.
A titre d’exemple, l’acquisition selon l’invention d’un profil complet d’une couronne dentée d’un diamètre de 5 m en rotation à 3 tours par minutes peut être réalisée sur une seule rotation de la couronne, soit en 20 secondes.
En variante, le profil de la couronne 1 peut être reconstruit qu’en partie, par exemple parce qu’un opérateur souhaite vérifier l’usure uniquement sur une partie des dents de la couronne 1.
Avantageusement, au moins un second profil entier de la couronne 1 est réalisé avec un décalage longitudinal par rapport au premier profil, c'est-à-dire selon l’axe 2 principal de la couronne 1, du capteur 5 par rapport aux dents de la couronne 1. De préférence, au moins trois profils entiers avec décalage longitudinal sont ainsi reconstruits. Le logiciel de calcul compare les profils entiers successifs pour reconstituer le profil de la denture de la couronne 1 en trois dimensions, de sorte d’identifier des différences de profil sur la largeur, c'est-à-dire sur la dimension selon l’axe 2 principal, des dents.
Avantageusement selon l’invention, dans le cas où la rotation de la couronne 1 dentée autour de son axe 2 n’est pas parfaite, le faux rond radial de la couronne 1, ou son excentricité, peut être évalué automatiquement par le logiciel de calcul à partir des mesures réalisées par le capteur 5.
Pour l’évaluation des défauts de forme des flancs des dents de la couronne 1, le logiciel de calcul peut appliquer un filtrage des points de mesure après la suppression des éventuels points aberrants.
Une fois la mesure de la géométrie des dents réalisée et le profil 13 de la couronne 1 reconstruit, le logiciel de calcul compare tout ou partie du profil de la couronne 1 reconstruit à l’aide des mesures du capteur 5 avec un profil de référence, dans une étape SI de comparaison. Puis, dans une étape S2 de détection, le logiciel de calcul détecte des défauts éventuels du profil reconstruit de la denture de la couronne 1 comme étant des écarts avec le profil de référence. Dans une étape S3 de calcul, le logiciel de calcul peut par ailleurs déterminer une valeur de l’écart entre le profil 13 reconstruit et le profil de référence, et déterminer l’épaisseur de la denture à reprendre par usinage pour réparer la couronne 1. Puis, dans une étape S4 de réparation, des actions sont mises en œuvre pour réparer la ou les dents présentant des défauts. Dans le cas d’un reprofilage automatique de la couronne au moyen d’une machine d’usinage à commande numérique, les données nécessaires au paramétrage de la machine d’usinage sont fournies par le logiciel de calcul, qui les a déterminées dans l’étape S3 de calcul, sous un format approprié. Ainsi, dans l’étape S4 de réparation, la denture peut être reprise par la mise en œuvre des solutions décrites dans les documents WO2016/146899 et W02016/146900.
Par exemple, une première dent ayant été repérée par l’opérateur et connaissant le nombre de dents de la couronne, l’opérateur peut facilement identifier, à partir des données issues de l’étape S3 de calcul, quelle dent présente une usure maximale et quelle dent présente une usure minimale, pour ensuite régler des opérations de réusinage des dents de la couronne dans l’étape S4 de réparation.
Après l’étape S4 de réparation, le contrôle du profil de la couronne 1 peut être réalisé par la même méthode, avec la mise en œuvre l’invention, c'est-à-dire que le capteur 5 recommence l’acquisition d’images pour reconstruire le profil réparé, et de nouveau mettre en œuvre les étapes SI à S3, voire S4 si nécessaire.
Selon un mode de réalisation, le voile de la couronne 1, c'est-à-dire la déformation de la couronne 1 autour de l’axe 2 principal, peut également être déterminé. A cet effet, le capteur 5 est déplacé de 90°, ou un autre capteur similaire est utilisé, de sorte que son axe 7 de visée soit orienté sensiblement parallèle à l’axe 2 principal de la couronne 1. Le capteur 5 peut mesurer ainsi les variations de distance entre le capteur 5 et une face de la couronne 1, permettant d’en déterminer le voile.
Comme nous l’avons vu, l’invention permet de faire un état des lieux de la géométrie d’une couronne dentée sur site, avec une mesure sans contact et rapide du profil des dents et en phase de virage, sans arrêt de l’équipement. L’invention est ainsi particulièrement adaptée, mais de manière non restrictives, aux couronnes dentées de grandes dimensions, difficiles à démonter, et qui sont installées sur des équipements difficiles à arrêter. Cela est le cas notamment dans l’industrie du ciment, dans laquelle des couronnes de grandes dimensions sont montées notamment sur les fours rotatifs de cuisson du clinker. L’arrêt des fours tout comme la reprise de la cuisson sont des opérations délicates notamment du fait de l’inertie thermique des matériaux utilisés pour le four. Il n’est donc pas souhaitable de les arrêter pour effectuer la maintenance des couronnes dentées. Ce type de couronne se retrouve également sur des équipements tels que des broyeurs ou des sécheurs.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détection de défauts à l’aide d’un capteur (5) sans contact sur une couronne (1) comprenant au moins une dent sur un flanc, la couronne (1) étant entraînée en rotation par rapport à un support (3) autour d’un axe (2) principal, le capteur (5) étant fixe par rapport au support (3) de la couronne (1) et comprenant un champ (6) de vision orienté selon un axe (7) de visée qui est disposé sensiblement perpendiculaire à l’axe (2) principal de sorte que le champ (6) de vision vise à tout instant au moins un tronçon du flanc de la couronne (1), le procédé comprenant les étapes suivantes :/1/ mise en rotation de la couronne (1) autour de l’axe (2) principal permettant un mouvement relatif de la couronne (1) par rapport à l’axe (7) de visée du capteur(5) ;/2/ acquisition par le capteur (5) d’au moins deux images successives de la couronne (1), une première image correspondant à un premier tronçon du flanc de la couronne (1) et une deuxième image correspondant à un deuxième tronçon du flanc de la couronne (1), chaque image étant constituée par un ensemble de points de mesure positionnés dans un repère, le premier tronçon et le deuxième tronçon se chevauchant partiellement de manière à comprendre une portion commune du flanc de la couronne (1) ;/3/ recalage des images successives l’une par rapport à l’autre en ramenant les points d’une image dans le repère de l’image précédente ;/4/ reconstruction à partir des images successives recalées d’au moins une partie du profil du flanc de la couronne (1) ;/5/ comparaison de la partie reconstruite du profil du flanc de la couronne (1) avec un profil de référence ;/6/ détection des défauts de la partie reconstruite du profil du flanc de la couronne (1) comme étant des écarts avec le profil de référence.
- 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel dans l’étape /2/ d’acquisition, le capteur (5) acquiert une pluralité d’images successives, la couronne (1) effectuant une rotation complète autour de l’axe (2) principal et dans lequel dans l’étape/4/ de reconstruction, le profil (13) du flanc de la couronne (1) est reconstruit en son entier.
- 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre la détermination de l’excentricité de la couronne (1).
- 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre la détermination du diamètre extérieur de la couronne (1) et du diamètre de fond de dent.
- 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couronne (1) est en fonctionnement, le procédé étant mis en œuvre sur site, sans démontage de la couronne (1) de son support (3).
- 6. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l’étape /3/ de recalage comprend la suppression des points aberrants.
- 7. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l’étape /3/ de recalage comprend la détermination d’une matrice (T) de transfert des points d’une mesure dans le repère d’au moins une des mesures précédentes.
- 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape /5/ de comparaison entre une partie reconstruite du flanc de la couronne (1) avec le profil de référence est réalisée à partir d’un profil reconstruit incomplet du flanc de la couronne (D-
- 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque ensemble de points comprend au moins 10 points.
- 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre la détermination du voile de la couronne (1) à l’aide d’un capteur (5) comprenant un champ (6) de vision selon un axe (7) de visée orienté sensiblement parallèlement à l’axe (2) principal de la couronne (1) de sorte que le champ de vision englobe à tout instant au moins un tronçon d’une face de la couronne (1).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1759354A FR3072172B1 (fr) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Procede de detection de defauts sur la denture d'une couronne entrainee en rotation au moyen d'un capteur sans contact |
| PCT/FR2018/052445 WO2019069027A1 (fr) | 2017-10-05 | 2018-10-04 | Procede de detection de defauts sur la denture d'une couronne entrainee en rotation au moyen d'un capteur sans contact |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1759354 | 2017-10-05 | ||
| FR1759354A FR3072172B1 (fr) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Procede de detection de defauts sur la denture d'une couronne entrainee en rotation au moyen d'un capteur sans contact |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3072172A1 true FR3072172A1 (fr) | 2019-04-12 |
| FR3072172B1 FR3072172B1 (fr) | 2019-11-08 |
Family
ID=60302355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1759354A Expired - Fee Related FR3072172B1 (fr) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Procede de detection de defauts sur la denture d'une couronne entrainee en rotation au moyen d'un capteur sans contact |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3072172B1 (fr) |
| WO (1) | WO2019069027A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113587846A (zh) * | 2021-08-01 | 2021-11-02 | 北京工业大学 | 一种基于坐标变换原理的小模数齿形检测方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110793462B (zh) * | 2019-11-15 | 2021-11-30 | 中北大学 | 基于视觉技术的尼龙齿轮分度圆测量方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5940302A (en) * | 1981-02-27 | 1999-08-17 | Great Lakes Intellectual Property | Controlled machining of combustion chambers, gears and other surfaces |
| WO2001001072A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-04 | M & M Precision Systems Corporation | Appareil et procede permettant de determiner les dimensions geometriques d'un objet |
| US20130133168A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-05-30 | Nikon Corporation | Profile measuring apparatus, structure manufacturing system, method for measuring profile, method for manufacturing structure, and non-transitory computer readable medium |
| EP2985565A1 (fr) * | 2013-03-27 | 2016-02-17 | Nikon Corporation | Dispositif de mesure de forme, système de production de structure, procédé de mesure de forme, procédé de production de structure et programme de mesure de forme |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3033724B1 (fr) | 2015-03-17 | 2017-03-10 | Fives Fcb | Procede de reparation de la denture d'une couronne dentee |
| FR3033723B1 (fr) | 2015-03-17 | 2017-03-10 | Fives Fcb | Procede de reparation de la denture d'une couronne |
-
2017
- 2017-10-05 FR FR1759354A patent/FR3072172B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-10-04 WO PCT/FR2018/052445 patent/WO2019069027A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5940302A (en) * | 1981-02-27 | 1999-08-17 | Great Lakes Intellectual Property | Controlled machining of combustion chambers, gears and other surfaces |
| WO2001001072A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-04 | M & M Precision Systems Corporation | Appareil et procede permettant de determiner les dimensions geometriques d'un objet |
| US20130133168A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-05-30 | Nikon Corporation | Profile measuring apparatus, structure manufacturing system, method for measuring profile, method for manufacturing structure, and non-transitory computer readable medium |
| EP2985565A1 (fr) * | 2013-03-27 | 2016-02-17 | Nikon Corporation | Dispositif de mesure de forme, système de production de structure, procédé de mesure de forme, procédé de production de structure et programme de mesure de forme |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113587846A (zh) * | 2021-08-01 | 2021-11-02 | 北京工业大学 | 一种基于坐标变换原理的小模数齿形检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019069027A1 (fr) | 2019-04-11 |
| FR3072172B1 (fr) | 2019-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2748013C (fr) | Procede de controle non destructif d'une piece mecanique | |
| FR3072172B1 (fr) | Procede de detection de defauts sur la denture d'une couronne entrainee en rotation au moyen d'un capteur sans contact | |
| FR2916534A1 (fr) | Procede et dispositif pour la mesure sans contact d'oscillations d'un objet | |
| EP3112800B1 (fr) | Procede de mesure d'au moins une dimension d'un composant horloger | |
| EP1657003A1 (fr) | Procédé de détection des vibrations d'une cage de laminoir | |
| EP3641966A1 (fr) | Calibration de la focalisation d'une source de rayonnement de puissance d'un appareil de fabrication additive | |
| FR3076619A1 (fr) | Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimensionnelle d'une surface de bague de recipient | |
| EP3371549B1 (fr) | Dispositif de contrôle tridimensionnel sans contact d'une pièce mécanique à denture | |
| EP1155282B1 (fr) | Procede de controle d'un filetage conique et dispositifs de controle correspondants | |
| EP2760631B1 (fr) | Procede de detourage d'une lentille ophtalmique | |
| WO1990012277A1 (fr) | Procede et dispositif de mesurage profilometrique de large echelle et leurs applications a la mesure de l'etat de surfaces de forme quelconque | |
| FR3068390B1 (fr) | Dispositif pour l'assemblage d'une turbomachine, et procede utilisant le dispositif | |
| EP1870181A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un vilebrequin | |
| BE1017060A3 (fr) | ||
| FR2926632A1 (fr) | Procede de controle de la conformite dimensionnelle d'une piece et dispositif de mise en oeuvre d'un tel procede | |
| EP3408827A1 (fr) | Méthode de contrôle d'une pièce de machine | |
| FR3033724A1 (fr) | Procede de reparation de la denture d'une couronne dentee | |
| WO2019135041A1 (fr) | Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient | |
| FR2955513A1 (fr) | Machine a outil, procede de mesure par contact d'une dimension d'un outil d'usinage monte dans une broche d'une machine-outil et procede de compensation mettant en oeuvre ledit procede de mesure | |
| EP0658740A1 (fr) | Procédé de contrôle et de réglage de la géométrie de la ligne d'arbres d'un groupe hydroélectrique à axe vertical | |
| FR2721703A1 (fr) | Dispositif pour la mesure des dimensions d'une pièce tubulaire, telle qu'un tube métallique. | |
| FR2659436A1 (fr) | Dispositif de mesure de la configuration d'un verre de lunette, et appareil le comportant. | |
| FR2963094A1 (fr) | Procede de metrologie optique et machine-outil associee | |
| FR2878951A1 (fr) | Procede et dispositif de centrage d'un rotor dans son stator au sein d'une turbine de production industrielle d'electricite | |
| FR2687342A1 (fr) | Procede et dispositif de controle de l'etat de surface d'un cylindre de lamininoir. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190412 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20240606 |