JP2022001402A - 時計部品の測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】時計部品の製造方法において、速度低下や負担なくして、時計部品の機械加工を最適化可能にする時計部品の測定装置を提供する。【解決手段】時計部品の測定装置は、測定用セル４と、少なくとも２つの光学系と、駆動ユニットとを含む。測定用セルは、液体で充填された測定チャネル６と、平坦であり平行な面を含む。各光学系は、測定チャネルの測定区域内に存在し変位される時計部品を照明可能なように、所定の波長の光を発するのに適した発光体２１と、発光体が発する光の少なくとも一部を受けるための、発光体と関連付けられた光学センサ２２とを含む。光学系は、それぞれ異なる波長で作動する。駆動ユニットは、光学系を駆動し、光学系から得られたデジタルデータを処理する。駆動ユニットは、時計部品の少なくとも１つの寸法の計算を実施するよう構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、時計部品の測定装置に関する。本発明はまた、時計部品の製造装置に関する。本発明はまた、時計部品の測定方法と、時計部品の製造方法に関する。

時計部品は、しばしば、かなりの正確性をもって複雑な形状の製造を可能にする工作機器を用いた機械加工により製造される。このような製造方法の正確性を更に向上させたいという願望が継続して存在する。このため、既知の実務として、製造された部品の適合を検査し、使用する工作機器のセッティングを最適化するために、製造された部品を測定することによる定期的な検査の実施が行われる。しかしながら、このような部品の測定は、例えば特定の測定プラットホームへの部品の位置決めや、保持されている部品の測定を可能にするための機械加工ユニットの適合を要求する、及びまたは部品が工作機器を離れる際に、工作機器が使用する切削油により被覆されたままの部品の洗浄を必要とする、など、測定方法に余分な複雑さをもたらす。このため、こうした測定は、一般的には、製造方法の速度低下を招き、その実施を煩雑にする。

このため、工作機器を用いた機械加工中に時計部品の製造の正確性を改善させる既存の解決策は、満足できるものではない。

このため、本発明の目的は、部品の迅速かつ単純な測定により、時計部品の機械加工中に、正確性を最適化可能な解決策を提案することにある。

より具体的には、本発明の目的は、時計部品の製造方法において、速度低下や負担なくして、時計部品の機械加工を最適化可能にする解決策を提案することにある。

本発明の主題はまた、時計部品の少なくとも１つの寸法の、迅速、正確、且つ信頼性のある測定のための解決方法である。

このため、本発明は、
ａ． 測定用セルであって、
ｉ． 長手方向に延長し、液体で充填され、時計部品を変位可能な、測定チャネルと、
ｉｉ． 平坦であり、一対で平行である、外面と、を含む測定用セルと、
ｂ． 前記測定用セルの測定区域に、前記測定用セルの前記外面の少なくとも一部に対向して配置された、少なくとも２つの光学系であって、各光学系は、
ｉ． 前記測定チャネルの前記測定区域内に存在し変位される時計部品を照明可能なように、前記測定用セルの外面を通じて前記測定チャネルの方向へ、所定の波長または定められた偏光の光、とりわけコリメート光を発するのに適した発光体と、
ｉｉ． 前記発光体が発する光の少なくとも一部を受けるための、前記発光体と関連付けられた光学センサと、を含み、
それぞれ異なる波長または異なる偏光で作動する発光体を含む、少なくとも２つの光学系と、
ｃ． 前記光学系を駆動可能であり、前記光学系から得られた前記デジタルデータを処理可能であって、時計部品の少なくとも１つの寸法の計算を実施するよう構成された、駆動ユニットと、
を含む、時計部品の測定装置に基づく。

本発明はまた、機械加工ユニットと、上述の測定装置を含む、時計部品の製造装置に関する。

本発明はまた、時計部品の測定方法であって、
−測定用セルの測定チャネル内の液体内で時計部品を動かすステップと、
−任意で、検知センサにより前記時計部品を検知し、駆動ユニットへ前記検知データを伝達するステップと、
−前記時計部品による測定用セルの測定区域内の通過の瞬間に、同時に画像が撮影されるよう、少なくとも２つの光学系を駆動ユニットにより駆動するステップと、
−前記少なくとも２つの光学系により得られた前記画像を表すデジタルデータを駆動ユニットへ伝達するステップと、
−前記デジタルデータから、前記駆動ユニットのコンピュータにより、前記時計部品の少なくとも１つの寸法を計算するステップ、
の各ステップを含む、時計部品の測定方法に関する。

本発明は、より具体的には請求項により定義される。

本発明の目的、特徴、及び利点は、添付された図面に関して非限定的態様で与えられる特定の実施形態についての、以下の記述によって詳細に説明される。

図１は、本発明の実施形態にかかる、時計部品の測定装置を概略的に示す図である。 図２ａ及び２ｂは、本発明の実施形態にかかる時計部品の測定装置の測定チャネル内の時計部品の、変位の２つの構成を概略的に示す図である。 図３は、本発明の実施形態にかかる時計部品の測定装置の測定チャネルを概略的に示す図である。 図４は、本発明の実施形態の変形例にかかる、時計部品の測定装置の測定区域を概略的に示す図である。 図５は、本発明の実施形態にかかる、工作機器に連結された測定装置、仕分けユニットと駆動ユニットの概略図である。

本発明は、機械加工工作機械を離れる際に時計部品の洗浄を必要とせず、当該時計部品の変位中に光学系により撮影された画像からの測定を可能にする時計部品の測定装置に基づく。有利には、この時計部品の変位は、流体に入れられた、自由移動である。その結果として、本発明は、測定が移動中の部品に対して行われるため、高い測定速度という第１の利点を提供する。更に、一方では、部品が特定のプラットホーム上へ及びまたは所定の向きに従い、位置決めされる必要がないため、他方では、部品の洗浄が必要がないため、非常に簡単であり実施が容易である。

図１は、実施形態にかかる時計部品用測定装置１を示す。当該装置は、工作機械３０の直接下流に、即ち工作機械３０による機械加工段階を離れてすぐに時計部品の導入を受けるように、位置されることが可能な、時計部品の導入部２を含む。当該導入部２は、じょうご状の形状を有する。導入部２は、時計部品の案内及びまたは方向合わせを可能にするあらゆる形状を取ってよい。当該案内機能は、振動ボウル、遠心力フィーダ等の形状を取ることができる導入部２のあらゆる作動により、補強されてもよい。好ましくは、例えば、流体への導入にあたり、時計部品の表面に存在するあらゆる気泡の除去を可能にするため、当該導入部２の少なくとも一部は、流体により充填される。

測定装置１はまた、以下に説明するように、時計部品を導入部２から測定用セル４の測定チャネル６へ移送することを可能にする、第１移送構造３を含む。導入部２と第１移送構造３との間のリンクは、例えば適切な形状及び制御された表面状態を介して、時計部品の妨害を回避するよう設計される。このため、当該リンクは、時計部品を、好ましくは導入部２が与えた選択された向きに従い、測定用セル４へ案内されることを可能にする。有利には、第１移送構造３は、時計部品の所定の好ましい向きの維持を可能にする。第１移送構造３は、好ましくは同様に流体で充填される。このため、時計部品は、第１移送構造３において有する位置と実質的に同じ位置で、１つの部品から他の部品へ実質的に繰り返し可能な態様で、測定用セル４に到達可能である。このために、第１移送構造３は、例えば、上述の流体で充填された、円形または楕円断面のダクトの形状を取る。更に、当該ダクトの内面は、流体の流れのあらゆるかく乱を最小化し、時計部品の妨害を回避するようにされる。

測定装置１は最後に、任意で、時計部品を測定用セル４から図示しない収集器へ移送させるのに適した、第２移送構造５を含む。その後、時計部品は、仕分けユニット４０へ案内されることができ、当該仕分けユニット４０において、適合しないと見なされる時計部品は廃棄される。変形例としてまたは追加として、時計部品は、図示しない洗浄ユニットへ向けられてもよい。当該第２移送構造５もまた、有利には、流体で充填される。

本実施形態によれば、第１移送構造３及びまたは任意の第２移送構造５の、測定用セル４の測定チャネル６との接合は、先細形状を有し、これは時計部品が妨害される危険性を最小化することを可能にする。好ましくは、測定用セル４の測定チャネル６の直径は、移送構造３のダクトの直径以下である。

前述の通り、第１及び第２移送構造３、５及び測定用セル４の測定チャネル６は、流体で充填される。当該流体は、好ましくは液体であり、好ましくは強粘液である。加えて、例えばポンプまたはその他の適切なシステムを介して、測定装置１の液体の全体積を実質的に一定に保つために、装置が設けられる。必要であれば、測定を阻害する可能性が高い、測定用セル４内のあらゆる気泡の存在を回避するために、脱ガス装置を設けてもよい。流体は、より好ましくは、粒子の存在を最小化するために、事前にフィルタにかけられる。

流体は、時計部品の変位において重要な機能を果たすものであり、その粘度は制御される。とりわけ、流体の温度は、流体の粘度に影響を与えるため、好ましくは制御される。このような温度は、例えば、２０から３５℃の、また好ましくは２１から２５℃の間の範囲に維持される。有利には、流体は、層流状態で、その運動が測定用セルの光学系により知覚不能なように可能な限り一定の所定の速度で、測定装置１内の閉または開路内を循環する。このような速度は、時計部品の移送に寄与することを可能にする。当該速度は、測定用セル４内での時計部品の変位速度に不連続を誘発しないことを可能にする。変形例において、流体は、測定装置１内で不動であり、測定されるべき時計部品は、例えば重力の影響下で変位される。有利には、当該測定用セル４の測定チャネル６は、静止流体内で重力により、または層流及びまたは重力による液体の引き込みにより、測定区域内の測定チャネル６の制御された一定速度により、時計部品の自由な変位を可能にするよう配置される。

このように、流体の動粘性率は、測定用セル内の時計部品の通過の速度を制御することを可能にする。当該速度は、とりわけ時計部品の１以上の画像が光学系により撮影可能なように選択される。有利には、測定されるべき時計部品が、７０ｍｍ／ｓから１８０ｍｍ／ｓの速度で測定用セル４を、とりわけ測定用セル４の光学系を通過するために、測定用セル４が寸法づけられ流体が選択される。この変位速度は、測定用セルの測定チャネルの長手方向において、非ゼロの成分を有する。このような速度は、光学系の動作頻度と両立可能となる。上述の性質を最高に達成するために、液体（流体）は有利には、（ＤＩＮ５１５６２−１規格によれば４０℃において）２ｍｍ^２／ｓから５０ｍｍ^２／ｓの間の動粘性率を有する。

また、使用される流体は、時計部品の機械加工用の機械加工装置（工作機械３０）が使用する機械加工油の動粘性率と同様の、所定の動粘性率を有する。これは、測定の前に時計部品を洗浄する必要性を除去するだけでなく、機械加工の残留物及びまたは油の痕跡が時計部品上に存在する場合に測定の正確性と反復性を低下させる、工作機器の機械加工区域の通常ならば好ましくない環境を省くことを可能にする。

最後に、流体は、以下で詳細に説明するように、測定用セル４の光学系に関して最適になるために、所定の屈折率と、少なくとも部分的な透明度で選択される。このような流体は、例えば、鉱物性流体、植物油、エマルジョン、マイクロエマルジョン、ただしエマルジョンの成分が同様の屈折率を有することを条件とする、合成流体、などである。理想的には、流体は、部品が得られる工作機械３０が使用する切削油と同一である。例として商品名Ｂｌａｓｏｍｉｌｌ（登録商標）（とりわけＢｌａｓｏｍｉｌｌ（登録商標）２２）、Ｓｗｉｓｓｃｕｔ（登録商標） ｏｔｈｏ、Ｓｗｉｓｓｃｕｔ（登録商標）Ｆｒｉｓｃｏ、Ｓｗｉｓｓｃｕｔ（登録商標） Ｄｅｃｏｍｅｄとして既知の油は、良く役割を果たすと見なされる。

このため、測定用セル４は、変位中の時計部品を案内する測定チャネル６を含む。当該測定チャネル６は、上述の流体で充填される。測定チャネルは、好ましくは、時計部品及びまたは流体の変位を最適化可能にする構造を有する。例えば、測定チャネルは、円形または楕円の断面を有してもよく、または好ましくは鋭い端部を有さない、その他の形状を有してもよい。さらに、その壁は、好ましくは、光学測定ユニットとの干渉を許さず、測定チャネル内でパーツが妨害されることを防止可能な、粗さを有する。より世界的には、測定チャネル６の寸法、形状、及び表面粗さは、究極的には、時計部品の連続的変位の促進を可能にするものであり、当然その妨害の回避を可能にするものである。一般的に、測定チャネルの直径は、その断面が円形の場合に測定チャネルの直径を説明するのに用いられる用語であり、もしくは測定チャネルの断面が円形でない場合に、当該断面が内接される最小円の直径を説明するのに用いられる用語である。更に、時計部品の最大直径は、測定されるべき時計部品が内接する最小円筒の直径に用いられる用語である。好ましくは、測定チャネルの直径は、妨害を回避するために、時計部品の最大直径よりも大きく、好ましくは時計部品の最大直径より５％大きい。更に、測定チャネルの直径はまた、以下に説明する通過センサによる時計部品の検知を保証するため、好ましくは時計部品の最大直径の１．８倍よりも小さい。

図２ａ及び２ｂは、例として、同じ測定用セル４の測定チャネル６内の、天真１０の変位の２つの構成を図示する。このような天真１０は、実質的に、中央軸周りの回転対称性を有する。天真は、その直径が天真の最大直径に、すなわち上述の定義に従ってここでは天真１０の最大直径と呼ばれる、天真が内接する円筒１１の最小直径に対応する、最大断面を有する。天真１０は、一般的には、０．３ｍｍから１．２ｍｍの間の最大直径を有し、６ｍｍから８ｍｍの間の長さを有する。例として、最大直径１．２ｍｍの回転の時計部品の場合、１．２６ｍｍから２．１６ｍｍの間の直径の測定チャネル６、典型的には１．４ｍｍの直径の測定チャネル６は、図２ａに図示するように時計部品がチャネルの片側へ押された場合でも、時計部品の検知を保証することを可能にし、他方で図２ｂは、測定チャネル６の縦軸に沿ったその長さの向きに従って、天真１０が測定チャネル６の中心で変位される理想の状況を図示する。

測定用セル４はまた、図３及び４に示すように、測定区域に配置された、少なくとも２つの光学系２０、２０’を含む。各光学系２０、２０’の機能は、画像を基に時計部品の１以上の寸法の推定を可能にするため、測定用セル４を通過する時計部品の１以上の画像を撮ることである。

本実施形態によれば、各光学系２０、２０’は、所定の波長で作動する、好ましくはコリメート光を発する、発光体２１、２１’と、例えば高解像度ＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラといった、光源と関連付けられた光学センサ２２、２２’、を含む。有利には、光学系２０、２０’は、発光体２１、２１’と、整列され測定用セルの４の両側に配置された、関連付けられた光学センサ２２、２２’とを含む。このように、光学センサ２２、２２’は、発光体２１、２１’に対向して位置され、発光体２１、２１’が発する光線の軌跡に位置する時計部品が誘導する影を検知することで、測定されるべき時計部品の端部の非常に正確な定義を得ることが可能になる。

光学センサ２２、２２’は、カメラであってもよい。有利には、このようなカメラは、最大解像度で３０ｆｐｓ（１秒当たりのフレーム数／撮像数）以上の撮像フレーム周波数を有するよう選択される。露光時間は、時計部品の変位速度により生じるぼやけを最小化するよう最適化される。例えば、３０ｆｐｓのフレーム周波数と、１０８ｍｍ／ｓの速度で変位される時計部品とでは、露光時間は１６μｓである。

本実施形態によれば、測定用セル４は、２つの光学系２０、２０’を有する。もちろん、変形例として、３つまたは４つの光学系を有してもよい。２つの光学系２０、２０’は、両方とも、測定用セル４の縦軸に直角な同一平面内に配置される。このため測定区域は、本実施形態では、実質的に平らである。少なくとも２つの光学系２０、２０’は、互いに対して角度的にオフセットしている。図３に示すように、測定用セル４は、多角形の、より具体的には八角形の外部断面を有する。このため、測定用セル４は、平坦で平行の一対である、外面７を有する。各光学系２０、２０’は、これら平坦な外面７の１つに直角の方向に整列され、好ましくはこれら平坦な外面７の１つに実質的に中心を有する。本実施形態によれば、２つの光学系２０、２０’は、互いに直角に向けられる。変形例として、２つの光学系は、多角形断面の隣接する面に配置され、両者の間に４５度の角度を有してもよい。他の変形例として、測定用セル４の外部断面は、例えば四角、長方形、または六角形といった他の多角形状を有してもよい。この場合、光学系は、両者の間にその他の角度、例えば６０°、１２０°、またはその他の値を有してもよい。発光体２１、２１’及びそれらに関連付けられた光学センサ２２、２２’は、測定チャネル６の中央に焦点面を有するように、測定用セル４から距離を有して配置される。また、測定用セル４の外面７は、対向して配置される光学系２０、２０’の視野の表面積以上の表面積を有する。更に、光学センサ２２、２２’の視野は、測定されるべき寸法の全てが記録されるように、測定されるべき時計部品の寸法に調節される。

また、異なる光学系２０、２０’の波長または偏光は、これら光学系２０、２０’が互いに、またはより一般的には測定装置１の他の光学装置と干渉しないように、選択される。このため、本実施形態では、２つの光学系２０、２０’は、互いに相互に干渉しないよう設計される。光学系２０、２０’の発光体２１、２１’の光スペクトルは、紫外線と赤外線を含む、可視スペクトルと非可視スペクトルの両方で選択可能である。例えば、発光体２１、２１’は、紫外線、紫色、青色、緑色、黄色、または赤色で放射可能である。最低の波長は、時計部品の端部により誘発される回析を減少させることが好ましい。更に、光学系が異なる波長で作動するため、様々な光線の迷光反射による不自然な結果を限定、または除去すること、及びまたは光学センサ２２、２２’の感度を高めることが可能になる。

本実施形態によれば、第１光学系２０の発光体２１は、４３５ｎｍから５００ｎｍ（青色）の間の波長で作動し、第２光学系２０’の発光体２１’は、４９５ｎｍから５７０ｎｍ（緑色）の間の波長で作動する。

加えて、光学系２０、２０’は、有利には、帯域フィルタが設けられる。例えば、青色で作動する光学系には、（青色の照明に対応する）４３５ｎｍから５００ｎｍの間で作動する帯域フィルタが選択され、緑色で作動する光学系には、（緑色の照明に対応する）４８５ｎｍから５６５ｎｍの間で作動する帯域フィルタが選択される。

光学センサ２２、２２’は、更に有利には、２つの光学系２０、２０’の潜在的な相互作用を減少させるため、スペクトルフィルタが設けられる。その目的は、他の光学系の他の照明により阻害されることなく、選択されたバックライト構成で得られた時計部品の輪郭の情報を保護することである。スペクトルフィルタは、例えば適切な帯域フィルタである。フィルタは、他の光学系２０’、２０による潜在的な外乱を除去するために、所定の波長に対する光学センサ２２、２２’の相対的スペクトル応答の関数として選択される。フィルタは、測定用セル４と光学センサ２２、２２’との間に設置されてもよく、または光学センサ２２、２２’のレンズに直接統合されてもよい。レンズの直径は視野よりも極めて大きいため、測定用セル４と光学センサ２２、２２’との間にフィルタを位置させることが有利かもしれない。

測定用セル４は、有利には、一体鋳造の部品である。測定用セルは、対称軸周りに配置された、少なくとも部分的に透明で多角形の基部を有するプリズム素材のブロック形状を取ってもよい。測定チャネル（または中央チャネル）は、ブロックの中心に配置され、好ましくは対称軸に中心を取る。好ましくは、チャネルの軸は、外面７に実質的に平行である。このため、外面は、上述のように、多角形の断面を含む。更に、測定用セルの長さは、測定用セル４の各外面７の表面積が、対向する光学系２０、２０’の視野の表面積以上であるように、寸法づけられる。

上述の通り、測定用セル４の外面は、異なる多角形形状を取ってもよい。外面は、少なくとも光学系と同数の対向する平行の外面７の一対と、場合により他のセンサとを含む。測定用セル４の平らな面はまた、光学センサ２２、２２’の位置決めと整列を簡単にすることを注記する。このため、２つまたは３つの光学系２０、２０’と、以下に説明する通過センサ２６とを含む測定用セル４において、測定用セルは、有利には、八角形の基部を有するプリズムの形状を取り、これは続く寸法計算を簡単にする。変形例として、測定用セルはまた、同一の平面上に、２つの光学系２０、２０’のみを含んでもよい。このような構成の場合、測定用セル４は、長方形または四角形の基部を有するプリズムの形状をとってもよい。

また、測定用セル４は、異なる光学系２０、２０’の、及びまたは通過センサ２６といった他の光学装置の波長において透明な素材で設計される。

加えて、その構成材料は、好ましくは、様々な光線を妨害しないように、均質且つ等方性である。更に、測定用セル４は、好ましくは、光学系２０、２０’に関して良好に作用するよう設計された、所定の屈折率を有する。以下の表は、非限定的態様で、２０℃における、使用可能な素材の典型的な屈折率のいくつかを示す。

とりわけ、素材の選択は、測定用セル４の測定チャネル６の壁が、測定チャネル６を充填する、流体との境界面を形成するようにされ、境界面は、流体が不動であっても層流であっても、様々な光学系にとって不可視または準不可視である。この結果、第一に、測定チャネル６の壁の表面粗さによって支持される。これら壁の表面は、０．５μｍ以下の粗さＲａで研磨されてもよい。また、測定チャネル６を充填する流体の屈折率と測定用セル４の構成素材の屈折率のそれぞれは、実施される光学系の様々な波長において、実質的に等しくなるよう選択される。この理想の構成において、両者は等しく、流体と測定用セル４との間の境界面において回析が存在しない。変形例として、屈折率は、光学系で感知が不可能またはほぼ不可能な小さな差異であって、測定への影響を最終的に無視できる差異を示す。このため、測定用セル４の素材の屈折率と流体の屈折率との差は、有利には２％より小さい、または１％より小さい、または０．５％より小さい。

流体の屈折率は、２０℃で、アッベ屈折計（５８７ｎｍ）で測定される。以下の表は、非限定的な態様で、予見可能な流体の典型的な屈折率のいくつかを示す。

変形実施形態において、測定用セル４は、様々な素材製のいくつかの断面からなり、これにより、いくつかの断面にわたり分配される、様々な光学系で用いられる波長のそれぞれについて、測定用セルと流体との間の屈折率差を最小限にすることを可能にする。様々な素材は、結合された断面または窓の形状で、組み立てられる。

本実施形態は、複数の光学系を含む単一の測定用セル４を基に説明された。変形例として、いくつかの測定用セル４を直列に配置することも可能であり、各測定用セルは、単一の時計部品の同一のまたは異なる所定の寸法の測定のために最適化される。

変形実施形態において、測定されるべき時計部品の特定の詳細を強調するために、特に図３に示した、上述のような光学系２０、２０’のみの構成で提供される単純な照明だけではマスクされてしまう特定の区域を照らすために、補完的照明が用いられる。例えば、特定の端部がマスクされ、測定不能になる可能性がある。このため、補完的照明は、あらゆる影区域の除去と、例えば楕円や非対称的形状の再構築のための情報の追加を可能とする。このような補完的照明は、ドームタイプ照明または０°同軸照明と９０°傾斜照明との組み合わせからなってもよい。変形例として、このような照明は、補完的４５°照明の追加からなってもよい。補完的照明は、光学系２０、２０’の少なくとも１つの光学センサ２２、２２’により可視可能になるよう選択される。公開されるべき構造により、照明は、偏光、拡散、指向性、などであってもよい。

このように、図４は、図３のこのような変形実施形態を図示し、対応する光学系２０、２０’の波長で作動する半円または半円環の補完的照明装置は、各光学センサ２２、２２’の両側に位置される。第１照明装置２３は、そのカメラが光学センサ２２を形成する第１光学系２０の波長と同一または実質的に同一の波長を有する。更に、第１照明装置は、当該カメラに隣接して測定用セル４の外面７に対向して配置される。第２照明装置２４は、第２光学系２０’の波長と同一または実質的に同一の波長を有する。第２照明装置２４は、第２光学系２０’の光学センサ２２’を形成するカメラに隣接して測定用セル４の外面７に対向して配置される。最後に、第３照明装置２５は、２つの光学系２０の２つの光学センサ２２を形成する２つのカメラの間に配置される。当該第３光学系２０からの照明は、当該２つのカメラによる視認性を可能にするため、対応する２つの波長を集約する。

変形例として、第３照明装置２５は、第１照明装置２３の一部と第２照明装置２４の一部を、２つの光学系２０、２０’の２つの光学センサ２２、２２’を形成する２つのカメラの間に配置することにより得られてもよい。このように照明は、２つの対応する波長を集約する。

変形例として、２つの光学系は、同じ平面に配置されず、オフセットされてもよい。このような変形例において、各補完的照明装置は、光学センサ（カメラ）周りに配置され、カメラの前を通過する時計部品の半分を照明する、２つの半円の形状を有してもよい。

もちろん、変形例として、その他のタイプの光学系や、その他の関連する照明を用いることもできる。

任意で、測定用セル４内の時計部品の存在を判断する及びまたは測定用セル４内の時計部品の通過の速度を判断するために、１以上の通過センサ２６を用いることもできる。例えば、通過センサ２６は、図３及び４に示すように、光学系２０、２０’と同じ高さに、即ち同じ平面に組み込まれてもよい。変形例として、このような通過センサ２６は、光学系の上流に配置されてもよい。

通過センサ２６が少なくとも２つの光学系２０、２０’と同じ高さに組み込まれる場合、あらゆる干渉を防ぐために、当該光学系２０、２０’の波長と異なる波長で作動するセンサを選択することが有利である。例えば、上述の例に従って青色及び緑色の波長で作動する光学系２０、２０’の場合、赤色の波長で作動する、即ち例えば６７０ｎｍの波長で作動するレーザの形状の、通過センサ２６を選択することが可能である。こうすることで、時計部品上に通過センサ２６が誘導する反射は、光学系２０、２０’の光学センサ２２、２２’に不可視となる。通過センサは、時計部品を直接的または反射体上のレーザの反射を介して検知することができ、図４に示すように、連射センサであってもよい。有利には、通過センサ２６は、測定チャネルの向きにかかわらず、部品を正確に検知するように、測定チャネルの全幅をカバーするように設計される。

あらゆる場合において、通過センサ２６は、光学系の同期に寄与する、即ち少なくとも２つの光学系が、測定されるべき時計部品の存在により同時に始動されることを可能にする情報を伝達する。通過センサは、より具体的には、測定用セル内の時計部品の存在に対応する時間間隔を示すデータの形状で、以下に説明する駆動ユニットへ情報を伝達する。

測定装置１は、最後に、光学系２０、２０’や測定装置のその他のセンサを駆動する、図５に示す駆動ユニット５０を含む。このように駆動ユニット５０は、光学系センサ及びその他のセンサを起源とするデジタルデータの処理を進めるべく、ハードウェア及びまたはソフトウェア手段を、とりわけ少なくとも１つのコンピュータと少なくとも１つのメモリとを含む。これを基礎として、測定装置は、時計部品の１以上の測定を計算する方法を実施する。更に、測定装置１は、要素間のデジタルデータの交換を可能にするため、光学系と駆動ユニットのあらゆるセンサとの間に配置された、通信装置を含む。

変形例において、方法に入るピースの寸法を知るために、測定ユニットまたは第２測定ユニットは、機械加工ユニットの上流に位置される。

本実施形態にかかる時計部品の測定の計算の原理を以下に説明する。上述のように、少なくとも２つの光学系２０、２０’が、同じ時計部品の同時画像を撮影する。これら画像は、同じ瞬間の、異なる向きの、同じ時計部品の描写のデジタルデータを得ることを可能にする。画像のそれぞれは、視差エラーを含んでもよく、これは少なくとも２つの異なる画像の使用により修正される。

例として、単に対称軸周りに配置された異なる直径のいくつかの円筒部分の配置という形状を取ることができる、例えば天真といった、対称軸周りに編成された形状を含む、時計部品を以下に検討する。このような場合、有益な測定は、特定の断面にわたりその他の直径が得られたとしても、時計部品の最大直径であってもよい。加えて、他の有益な測定は、対称軸に沿って測定される、時計部品の長さであってもよい。同様に、当該アプローチは、軸周りに準対称を示すその他の部品にも同じく適用される。

測定装置の第１光学系２０は、時計部品について、第１平面Ｘ内の寸法を、例えば少なくとも長さＬ_ｘと少なくとも１つの直径Ｄ_ｘを測定することを可能にする。加えて、測定用セルの基準方向を形成する、測定チャネルの軸、すなわち長手方向に対する時計部品の第１角度α_ｘが測定される。

第２光学系２０’は、第２光学系の異なる向きによって、同じ時計部品について、ただし第２平面Ｙ内の、同じ寸法を測定することを可能にし、それにより長さＬ_ｙと少なくとも１つの直径Ｄ_ｙを得ることを可能にする。測定チャネルの軸、すなわち長手方向に対する時計部品の第２角度α_ｙが測定される。

測定装置が２つの光学系以上を含む場合、その他の光学系のそれぞれについて、上記測定を繰り返すことも可能である。

円筒形部品または軸周りの対称形状を有する部品について、上述のように、求める正確性を達成するためには２つの光学系で十分であることを注記する。より複雑な立体形状を有する時計部品について、第３光学系、または第４またはそれ以上の光学系が必要になることもあり得る。

各光学系によって得られる異なる画像によって、各画像で可視の長さから、上述角度α_ｎを検討に入れることにより、時計部品の有効長を計算することが可能になる。得られた各測定は、視差または投射エラーにより影響される可能性がある。しかしながら、修正された測定が、計算処理により得られる。このアプローチは、視差エラーを修正することを可能にする。

変形例において、異なる光学系が撮影する画像が部分的に重なる場合、立体再構成により測定を補完可能である。

上述の原理は、少なくとも２つの光学系２０、２０’が、同一の時計部品の画像を同時に撮影した場合にも適用されることを注記する。この画像の撮影の瞬間は、駆動ユニットの制御下での、上述のように採用可能な通過センサ２６の使用により最適化可能である。変形例として、クロックにより、少なくとも２つの光学系の協調を簡単に可能にすることができる。変形実施形態によれば、これら光学系２０、２０’はそれぞれ、画像が各光学系の間で同時に維持されるように互いに協調されたまま、例えばバーストにより、同じ時計部品のいくつかの連続する画像を撮影することができる。このような変形例は、光学系ごとにいくつかの画像を考慮に入れることを可能にし、これにより正確性を向上することができる。

測定装置の駆動ユニット５０はまた、下流の仕分けユニット４０または洗浄ユニット、及びまたは上流の機械加工ユニットといった、追加の外部装置と自動的に通信するための通信装置を含んでもよい。

有利な例として、駆動ユニットまたはあらゆる追加ユニットは、少なくとも１つの計算測定と、基準値を形成する予期される理論的測定との比較のステップを通じて、時計部品の定性的評価を行っても良い。当該比較に基づき、例えば所定の品質閾値との比較によって、得られた品質が十分か否かを判断することができる。加えて、もし時計部品の品質が不十分の場合、得られた不良の測定を機械加工ユニットの調節に置き換えることによって、機械加工ユニットの自動修正の追加ステップを実施可能である。当該アプローチは、満足な測定が得られるまで、何回か繰り返すことができる。有利な変形実施形態によれば、機械加工ユニットの制御及びまたは修正は、例えば短いサーボ制御に基づき、即時または準即時に実施されることを注記する。考え得る下流ユニットの駆動もまた、駆動ユニットにより、自動的に及びまたは即時または準即時に扱われてもよい。このような下流ユニットは、例えば、実施された測定の適合または不適合に基づき、寸法の範囲によるバッチに基づき、所定の数の部品を含むバッチに基づき、等々、時計部品を仕分けする仕分けユニットであってもよい。

このため、本発明はまた、時計部品を製造する装置に関し、装置は、機械加工ユニットと、上述の測定装置とを含み、事前の洗浄なくして、機械加工ユニットにより得られた時計部品の測定装置への伝達を可能にする導入部を含む。

測定ユニットはまた、駆動ユニットに連結可能なヒューマン−マシンインターフェースを含んでもよい。ヒューマン−マシンインターフェースは、計算された測定または複数の測定が表示される表示スクリーンを含んでもよい。当該ヒューマン−マシンインターフェースはまた、各測定の基準値、時計部品の品質診断の結果、及びまたは加工機の設定値を表示してもよい。ヒューマン−マシンインターフェースはまた、オペレータがデータやコマンドを入力する手段を含んでもよい。

上述のように、本発明にかかる測定装置は、回転体の形状の時計部品を測定することを可能にする。時計部品は、ミリメートルサイズであってもよい。もちろん、回転体のみならず、あらゆる形状を取ることができる時計部品の寸法の測定を可能にする。

より一般的には、本発明は、以下の利点を提供する。
− とりわけ動いている時計部品に対して実施され、また測定前に接続金具上へ静的に時計部品を位置決めすることを省くため、時計部品の少なくとも１つの測定を高速で実施することに適している。
− 高い精度を得ることと、作動距離の関数としての光量のひずみや、光場に直角ではないことによる時計部品のゆがみといった現象、及び部品の端部への斜光照明の回析及び拡散の作用を被らないことを可能にする。
− 機械加工環境と両立可能な環境内での動作に適している。とりわけ、時計部品を洗浄する必要なくして、機械加工機器を退出する、当該機械で使用される油で覆われている可能性がある、時計部品の回収と両立可能な、所定の動粘性率の液体内に位置された時計部品に適用される。
− 自由な時計部品に、すなわち液体に浸された自由運動中の時計部品に、測定が実施されるため、単純である。

まとめると、上述の説明から明らかなように、本発明にかかる測定装置は、所定の速度で、時計部品が測定区域を、すなわち測定装置の少なくとも２つの光学系の焦点面を通過するように、搬送システムによる測定用セルへの時計部品の案内を可能にする。当該測定区域において、光学系はそれぞれ同時に１以上の画像を収集する。これら画像は、デジタルデータフォーマットにて、各光学系の同時測定を考慮に入れることで時計部品の求める寸法の抽出を可能にする、とりわけ画像分析ソフトウェアを含む、駆動ユニットに伝達される。得られた寸法は、最低でも、製造された時計部品の品質の結果を伝達可能にし、場合によっては、加工機の制御ユニットとの相互作用により、及びまたは当該加工機のオペレータへ即時に情報を伝達することにより、機械加工ドリフトの迅速な追跡、機械加工パラメータの調整／修正、及び加工機の停止に進み、不適合時計部品の数を制限することができる。

本発明はまた、上述の測定装置の駆動ユニットにより実施される、時計部品を測定する方法に関連し、以下のステップを含む。
− 測定用セルの測定チャネル内の液体内で時計部品を動かす、
− 任意で、検知センサにより時計部品を検知し、駆動ユニットへ検知データを伝達する、
− 測定用セルの測定区域内の時計部品の通過の瞬間に、同時に画像が撮影されるよう、少なくとも２つの光学系を駆動ユニットにより駆動する、
− 少なくとも２つの光学系により得られた画像を表すデジタルデータを、駆動ユニットへ伝達する、
− 当該デジタルデータから、駆動ユニットのコンピュータにより、時計部品の少なくとも１つの寸法を計算する。

時計部品を測定する方法は、測定用セルの測定チャネルの長手方向に非ゼロ成分を有する変位の速度に従って、時計部品の自由な変位中にいくつかの画像を同時に撮影することを含んでもよく、当該速度は、７０ｍｍ／ｓ以上１８０ｍｍ／ｓ以下である。

加えて、本発明はまた、上述の測定方法の実施を含む、時計部品の製造方法に関し、
− 駆動ユニットのコンピュータにより計算された時計部品の寸法の、基準寸法との比較により、時計部品が適合するか否かを判断する、
− 比較の結果に基づき、専用保管区域へ部品を移動する、
− 不適合時計部品の場合、時計部品の計算された寸法の関数としての機械加工修正データを計算し、機械加工ユニットへ修正データを転送する、及びまたはオペレータへ警告を伝達する、
各追加ステップの全部または一部を追加で含む、方法に関する。

当該製造方法は、追加で、有利には、加工機を介して時計部品を製造する予備段階を含む。当該方法はまた、当該加工機で得られた時計部品の、事前の洗浄なしの、測定装置への直接の案内を含む。

もちろん、本発明は、天真やその他のシャフト、またはピニオン、円筒対称性を有する回転の時計部品、または香箱真の四角またはフックといった、円筒形でも対称でもない時計部品といった、あらゆる時計部品に適用可能である。

１ 測定装置
２ 導入部
４ 測定用セル
６ 測定チャネル
７ 外面
２０ 光学系
２１ 発光体
２２ 光学センサ
２３ 第１照明装置
２４ 第２照明装置
２５ 第３照明装置
２６ 通過センサ
５０ 駆動ユニット

Claims (20)

1. ａ． 測定用セル（４）であって、
   ｉ． 長手方向に延長し、液体で充填され、時計部品を変位可能な、測定チャネル（６）と、
   ｉｉ． 平坦であり、一対で平行である、外面（７）と、
   を含む測定用セル（４）と、
   ｂ． 前記測定用セル（４）の測定区域に、前記測定用セル（４）の前記外面（７）の少なくとも一部に対向して配置された、少なくとも２つの光学系（２０、２０’）であって、各光学系（２０、２０’）は、
   ｉｉｉ． 前記測定チャネル（６）の前記測定区域内に存在し変位される時計部品を照明可能なように、前記測定用セル（４）の外面（７）を通じて前記測定チャネル（６）の方向へ、所定の波長または定められた偏光のコリメート光を発するのに適した発光体（２１、２１’）と、
   ｉｖ． 前記発光体（２１、２１’）が発する光の少なくとも一部を受けるための、前記発光体（２１、２１’）と関連付けられた光学センサ（２２、２２’）と、
   を含み、
   前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）は、それぞれ異なる波長または偏光で作動する発光体（２１、２１’）を含む、
   少なくとも２つの光学系（２０、２０’）と、
   ｃ． 前記光学系（２０、２０’）を駆動可能であり、前記光学系から得られた前記デジタルデータを処理可能であって、時計部品の少なくとも１つの寸法の計算を実施するよう構成された、駆動ユニット（５０）と、
   を含む、時計部品の測定装置（１）。
2. 前記測定用セル（４）は、前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）の各波長に対して透明な素材製であり、前記測定用セルは、前記外面（７）を形成する多角形外部断面を有し、前記外面（７）は、対向して設けられた光学系（２０、２０’）の前記視野の前記表面積以上の表面積を有し、前記測定用セルは、鋭い端部のない、前記測定チャネル（６）を区切る円形の、とりわけ円形または楕円形の、内部断面を有する、
   請求項１に記載の時計部品の測定装置。
3. 同一平面に、前記測定チャネル（６）の前記長手方向に直角に位置される少なくとも２つの光学系（２０、２０’）を有し、前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）は、互いに角度的にオフセットしている、
   請求項１または２に記載の時計部品の測定装置。
4. 少なくとも２つの光学系（２０、２０’）を有し、それぞれの前記発光体（２１、２１’）は、４３５から５００ｎｍの間の、及び４９５ｎｍから５７０ｎｍの間の、それぞれの波長で作動する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
5. 前記測定用セル（４）の前記測定チャネル（６）は、静的な液体内で重力により、または層流及びまたは引力による液体の引き込みにより、前記時計部品の自由な変位を可能にするよう配置される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
6. ７０ｍｍ／ｓ以上１８０ｍｍ／ｓ以下の速度での時計部品の前記変位のために配置され、前記測定チャネル（６）の前記長手方向への非ゼロ変位の少なくとも１つの成分を含む、
   請求項５に記載の時計部品の測定装置。
7. 前記測定チャネル（６）内の前記液体は、２ｍｍ^２／ｓから５０ｍｍ^２／ｓの間の動粘度を有する液体、とりわけ切削油、鉱油、野菜油、エマルジョン、マイクロエマルジョン、または合成流体である、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
8. 前記液体の及び前記測定用セルの素材の前記屈折率は、実質的に同一である、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
9. 前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）の知覚を高めるため、前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）の光学センサ（２２、２２’）に沿って配置された補完的照明装置（２３、２４、２５）を更に含む、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
10. 前記駆動ユニットは、同一の時計部品の少なくとも１つの同時画像を前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）のそれぞれが撮影するよう、前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）を同期させるように、前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）を駆動するよう構成された、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
11. 前記駆動ユニットは、基準データに対する適合または不適合を評価するため、コンピュータプログラムにより時計部品の少なくとも１つの寸法の計算を実施するよう構成されたコンピュータを含む、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
12. 前記コンピュータは、時計部品の長さ、時計部品が回転対称性を有するときには時計部品の前記直径に実質的に対応する、前記長さを横断する寸法、及び当該長さの前記方向と前記測定チャネル（６）の前記長手方向との間の角度、を計算を実施するよう構成された、
    請求項１１に記載の時計部品の測定装置。
13. 前記測定用セル（４）の前記測定チャネル（６）内を変位される時計部品の前記存在を、そして任意で前記速度を、検知可能な検知センサ（２６）を含む、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
14. 前記検知センサ（２６）は、前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）の波長とは異なる波長を基に動作する、
    請求項１３に記載の時計部品の測定装置。
15. 時計部品を前記インプットへ移動可能な配置であって、前記測定用セル（４）の前記測定チャネル（６）へ向けられ、時計部品を直接、洗浄なくして、加工機の前記アウトプットから前記測定チャネル（６）へ移動可能な配置を含む、及びまたは時計部品を前記測定チャネル（６）の前記アウトプットへ移動可能な配置であって、前記計算された寸法または複数の寸法の適合に基づき、洗浄、保管およびまたは不合格ユニットに向けられた配置を含む、
    請求項１から１４のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
16. 天真といった円筒対称性を有する回転の時計部品、及びまたは香箱真の四角またはフックといった円筒でないまたは対称でない時計部品を測定可能な、
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の時計部品の測定装置。
17. 時計部品の製造装置であって、機械加工ユニットと請求項１から１６のいずれか一項に記載の測定装置（１）を含み、時計部品を前記機械加工ユニットの前記アウトプットから前記測定装置（１）の測定用セル（４）へ、中間の洗浄なくして、移動可能にする導入部（２）と、任意で、前記測定装置（１）により計算された、前記加工機から得られた時計部品の少なくとも１つの寸法の関数として、前記測定装置（１）により前記加工機を修正するコマンドを自動伝達するよう構成された通信装置とを含む、
    時計部品の製造装置。
18. 時計部品の測定方法であって、
    測定用セル（４）の測定チャネル（６）内の液体内で時計部品を動かすステップと、
    任意で、検知センサ（２６）により前記時計部品を検知し、駆動ユニットへ前記検知データを伝達するステップと、
    前記時計部品による測定用セル（４）の測定区域内の通過の瞬間に、同時に画像が撮影されるよう、少なくとも２つの光学系（２０、２０’）を駆動ユニットにより駆動するステップと、
    前記少なくとも２つの光学系（２０、２０’）により得られた前記画像を表すデジタルデータを駆動ユニットへ伝達するステップと、
    前記デジタルデータから、前記駆動ユニットのコンピュータにより、前記時計部品の少なくとも１つの寸法を計算するステップ、
    の各ステップを含む、時計部品の測定方法。
19. 測定用セル（４）の前記測定チャネル（６）の前記長手方向に非ゼロ成分を有する変位の速度に応じて、前記時計部品の自由変位中にいくつかの画像の前記同時撮影を含み、前記速度は、７０ｍｍ／ｓ以上１８０ｍｍ／ｓ以下である、
    請求項１８に記載の時計部品の測定方法。
20. 前記駆動ユニットの前記コンピュータが計算した前記時計部品の少なくとも１つの寸法の、少なくとも１つの基準寸法との比較により、前記時計部品が適合するか否かを判断するステップと、
    前記時計部品の専用保管区域へ移動するステップと、
    不適合時計部品の場合、前記時計部品の前記少なくとも１つの計算された寸法の関数としての、少なくとも１つの機械加工修正データを計算し、前記少なくとも１つの修正データを機械加工ユニットへ伝達する及びまたはオペレータへ警告を伝達するステップ、
    の各追加ステップの全部または一部を含む、
    請求項１８または１９に記載の時計部品の測定方法。

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