Appareil pour la mesure statisfiique ou le contrôle de dimension
Pour effectuer le contrôle de dimension de pièces usinées, on utilise généralement un appareil connu sous le nom de comparateur. Ce comparateur est pourvu d'un organe palpeur dont les déplacements commandent, par l'intermédiaire de pièces articulées, le déplacement d'une aiguille en face d'un cadran gradué.
Lorsqu'on utilise un tel comparateur pour le contrôle de tolérances, il est possible de limiter le nombre d'indications de mesures en les groupant en deux zones correspondant au champ de tolérance et au champ de rebut. A cet effet, on a déjà proposé de remplacer l'aiguille indicatrice, soit par un balai rotatif se dépla çant sur des contacts électriques, soit par un fléau portant à ses extrémités des contacts électriques commandant l'allumage de trois lampes au néon correspondant respectivement au champ de tolérance et aux champs de rebut inférieur et supérieur.
La complexité de ces appareils augmente rapidement si l'on veut les adapter de manière à pouvoir effectuer des mesures statistiques et les frottements considérables des contacts empchent d'effectuer des mesures rapides avec une précision suffisante.
La présente invention a pour objet un appareil pour la mesure statistique ou le contrôle de dimensions, comprenant un boîtier et un organe palpeur dont les déplacements commandent par l'intermédiaire de pièces articulées la rotation d'un élément mobile en forme de disque ou de secteur de disque, caractérisé par le fait que ledit élément mobile comprend au moins une zone opaque et une zone transparente, qui se déplacent, lors de la rotation de cet élément mobile, entre au moins une source lumineuse et au moins un élément photo-électrique relié à un dispositif d'affichage ou de commande par l'intermédiaire d'un circuit électrique, de manière à intercepter ou à laisser passer la lumière de ladite source, donnant ainsi au moins deux indications de mesure.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement un appareil de mesure comprenant une seule cellule photo-électrique.
La fig. 2 représente schématiquement un appareil comprenant deux cellules photo-électriques.
La fig. 3 représente le disque d'un appareil à quatre cellules photo-électriques, permettant de distinguer 16 zones de mesure.
La fig. 4 représente schématiquement le circuit électrique de l'appareil.
La fig. 1 est une représentation schématique d'un appareil pour le contrôle de tolérance. Cet appareil comprend essentiellement un disque entraîné en rotation par un organe palpeur et un mécanisme non représentés, du type utilisé dans les comparateurs connus actuellement.
Ce disque 1 est monté sur un axe 2 portant en outre une aiguille 3 se déplaçant en face d'un cadran gradué et permettant une lecture précise des mesures et facilitant l'étalonnage des zones et le contrôle du fonctionnement de l'appareil. Le disque 1 est en matière transparente à l'exception d'une zone a qui, dans une certaine position angulaire du disque 1, vient intercepter la lumière issue d'une lampe 4, de manière que le faisceau lumineux traversant la fente 6 d'un écran 5 n'atteigne plus la cellule photo-électrique 8. Ceci constitue la forme d'exécution la plus simple de l'appareil, qui permet, à l'aide de deux zones a et b de déterminer si une pièce est dans les tolérances ou hors des tolérances.
La forme d'exécution représentée à la fig. 2 permet, à l'aide de deux cellules photo-électriques 8 et 9, d'obtenir quatre indications, selon que les deux cellules, ou rune ou l'autre des cellules, ou aucune d'entre elles ne reçoit de la lumière de la lampe 4 à travers les fentes 6 et 7 de l'écran 5. A cet effet, le disque 1 est divisé en quatre zones distinctes par les secteurs a, b, c et d. Lorsque le secteur a se trouve devant les fentes 6 et 7, seule la cellule photo-électrique 9 est éclairée, si c'est le secteur b, aucune des cellules ne reçoit de la lumière, tandis que si c'est le secteur c, seule la cellule 8 est éclairée, le secteur d étant constitué par le reste du disque transparent.
Avec cet appareil, il sera donc possible de trier les pièces mesurées en trois groupes utilisables, dont la tolérance correspond à la largeur de chacun des secteurs a et c, la zone d correspondant aux pièces hors tolérance, c'est-à-dire aux pièces destinées au rebut puisqu'il n'est pas possible à l'aide de ces quatre zones de déterminer si ces pièces sont hors tolérance par valeur supérieure ou par valeur inférieure.
Il est clair que le nombre de cellules photo-électriques utilisées n'est pas limité à deux. La fig. 3 montre par exemple le disque d'un appareil fonctionnant avec 4 cellules photo-électriques correspondant à chacun des secteurs de couronne A, B, C, et D. Sa source lumineuse et les cellules photo-électriques non représentées, sont disposées de la mme manière que dans la fig. 2. Les cellules photo-électriques seront disposées de préférence sur une droite passant par l'axe de rotation du disque 1.
Il est clair, qu'à l'aide de quatre cellules photo-électriques, il est possible d'obtenir 24 = 16 combinaisons différentes auxquelles correspondent 16 secteurs du disque a, b, c, ... p. Ces 16 combinaisons peuvent tre utilisées de diverses manières. En constituant des secteurs a à o égaux, et en affichant individuellement les indications de chacun de ces secteurs, il est possible d'effectuer un contrôle statistique des pièces à mesurer, les secteurs a à o correspondant à des zones de tolérance égales entre elles. Il sera également possible, en groupant un certain nombre de secteurs voisins entre eux, d'obtenir des champs de tolérance plus ou moins larges. En formant par exemple trois groupes comprenant respectivement les secteurs a à f, g à i, j à o, on obtiendrait des indications analogues à celles obtenues par la disposition représentée à la fig. 2.
Le nombre de combinaisons différentes pouvant tre obtenues avec un seul appareil, n'est limité que par la dimension des cellules photo-électriques par rapport aux dimensions du boîtier de l'appareil. D'une manière générale, avec n éléments photo-électriques, il sera possible d'obtenir 2n combinaisons différentes.
Le schéma électrique d'un appareil comprenant n cellules photo-électriques est représenté à la fig. 4. La source lumineuse L est reliée aux bornes d'une batterie ou d'une source de courant continu extérieur. Les éléments photo-électriques sont constitués ici par n photo diodes C,, C2 C La cathode de chacune des photodiodes est reliée directement à la borne négative d'une source de courant continu, tandis que l'anode est reliée à la borne positive, à travers une résistance faisant partie d'un circuit décodeur D.
Le circuit décodeur
D possède m sorties I1, 12, I3, 14, ... 1m-1' Im, m étant au maximum égal à 2". Le circuit décodeur D sera en général situé à l'extérieur de l'appareil de mesure.
I1 peut tre constitué par une matrice de diodes semiconductrices telle qu'utilisée pour le décodage de signaux codés selon un code binaire, ou par un dispositif à relais.
De tels appareils se prteront particulièrement bien à la commande automatique de machines. A l'aide des trois zones a, b et c, du disque de la fig. 2, il sera par exemple possible de régler automatiquement la machine de manière que la pièce usinée reste constamment dans le champ de tolérance délimité par les trois secteurs a, b et c. En effet, selon que l'élément photo-électrique 8 ou 9 émettra un signal, la position de la pièce ou de l'outil sera corrigée en plus ou en moins de manière à ramener constamment la mesure de la pièce dans le secteur b.
Quand on effectuera des mesures statistiques, les indications fournies par le circuit de décodage pourront tre utilisées pour commander automatiquement les sorties d'une trieuse. Les indications pourront tre d'autre part enregistrées, emmagasinées, imprimées ou retransmises par tout moyen connu dans la technique de l'élaboration de données digitales.
Au lieu de photodiode, il est évident que l'on peut utiliser un autre élément photo-électrique, par exemple une cellule photo-électrique ou un phototransistor.
Cependant, lorsqu'on dispose d'une source de courant suffisante, il est avantageux d'utiliser des photodiodes telles que représentées à la fig. 4, le circuit réalisé étant très simple et le courant traversant ces photodiodes étant suffisant pour opérer un circuit de décodage à relais.
I1 est clair d'autre part que les zones opaques et les zones transparentes peuvent tre interverties sans modifier en rien le principe de fonctionnement des appareils décrits.