Tête palpeuse pour l'exécution de mesures sur une pièce
L'objet de l'invention est une tête palpeuse pour l'exécution de mesures sur une pièce, dans laquelle chaque mesure est effectuée en saisissant entre deux palpeurs des éléments de surface de cette pièce, dirigés en sens opposés.
Les possibilités de contrôle ou de mesure simultanée de plusieurs cotes d'une même pièce sont notoirement limitées par les dimensions des palpeurs utilisés à cet effet. Dans le cas de pièces de petites dimensions, aussi bien que dans celui de pièces dont la forme est relativement compliquée et nécessite des contrôles ou des mesures en des points très voisins l'un de l'autre, il n'est plus possible de prévoir des palpeurs qui puissent être amenés simultanément en position de travail.
C'est pourquoi des dispositifs ont été créés, dans lesquels les différentes cotes d'une pièce sont mesurées successivement. Les dispositifs connus de ce genre comprennent une tête pourvue de plusieurs paires de palpeurs, dont chacune est destinée à mesurer une cote déterminée d'une série de pièces identiques.
Certains dispositifs connus de ce genre sont desti- nés à contrôler plusieurs pièces à la fois, en une séquence déterminée d'opérations. Au cours de la première opération de cette séquence, tous les palpeurs de la tête sont amenés en contact avec l'une ou l'autre de l'ensemble des pièces contrôlées simultanément. Un premier groupe déterminé de palpeurs peut ainsi être amené en contact avec la première pièce de l'ensemble, un second groupe déterminé de palpeurs avec la seconde pièce, etc. Au cours de la seconde opération de la séquence, le premier groupe de palpeurs est amené en contaçt, par exemple, avec la seconde pièce de l'ensem- ble, le second groupe de palpeurs avec la troisième pièce de l'ensemble, et ainsi de suite, le dernier groupe de palpeurs étant amené en contact avec la première pièce de l'ensemble.
Au cours des différentes opérations de la séquence, un groupe déterminé de palpeurs est, par conséquent, amené en contact successivement avec chacune des pièces contrôlées simultanément. Lorsque la séquence est terminée, toutes les cotes des pièces de l'ensemble soumis au contrôle simultané ont été mesurées; les pièces de cet ensemble peuvent être enlevées du dispositif de mesure et rangées selon les résultats de la mesure, et un nouvel ensemble de pièces peut être mis en place sur le dispositif.
Ces dispositifs connus sont toutefois relativement compliqués. Ils comprennent un instrument de mesure, tel qu'un comparateur, pour chaque palpeur ou paire de palpeurs destinés à mesurer une cote déterminée.
De plus, les évolutions de la tête portant les palpeurs au cours desquelles un groupe déterminé de palpeurs passe d'une pièce aux suivantes, requièrent des moyens de commande encombrants et délicats et sont source d'imprécisions.
On connaît aussi des dispositifs, dans lesquels les différents palpeurs de la tête palpeuse travaillent avec le même comparateur. Dans ces dispositifs connus, un groupe d'organes de liaison est associé à chaque palpeur de la tête. Lorsqu'un de ces palpeurs est amené en contact avec la pièce à contrôler, ses organes de liaison se déplacent avec lui et le mettent en contact avec le comparateur, quand il arrive en position de travail.
Ces dispositifs connus sont encore relativement compliqués, du fait qu'ils comprennent un groupe distinct d'organes de liaison pour chaque palpeur. Les frottements qui se produisent sous la pointe de mesure du comparateur, chaque fois qu'un nouveau palpeur est amené en contact avec la pièce à contrôler, peuvent engendrer des erreurs de mesure, de même que ceux qui se produisent sur le support fixe des palpeurs, lors des différentes évolutions de ceux-ci.
Le but de l'invention est de créer une tête palpeuse exempte des inconvénients précités.
La tête palpeuse selon l'invention est caractérisée en ce que les palpeurs situés d'un même côté de la pièce à contrôler sont reliés au même instrument de mesure par une seule et même semelle mobile, que ces palpeurs actionnent successivement, au fur et à mesure de leur entrée en contact avec les éléments de surface correspondants.
Une forme d'exécution de la tête palpeuse selon l'invention est représentée à titre d'exemple au dessin annexé, dans lequel:
la fig. 1 montre une pièce à mesurer;
la fig. 2 est une vue en perspective d'une partie antérieure de la tête palpeuse représentée à la fig. 4, selon la ligne II-II de cette fig. 4;
la fig. 3 est une vue en perspective d'une partie postérieure de la tête palpeuse, faisant suite à la partie antérieure représentée à la fig. 2 et obtenue par une coupe selon la ligne III-III de la fig. 4;
la fig. 4 est une coupe à plus petite échelle selon la ligne IV-IV de la fig. 5;
la fig. 5 est une vue en plan de la tête palpeuse, à la même échelle que la fig. 4;
la fig. 6 est une vue d'une partie de la fig. 4 selon la ligne VI-VI, et
la fig. 7 est une vue schématique, à une échelle encore plus réduite, du dispositif auquel la tête palpeuse est destinée à être associée.
La tête palpeuse représentée au dessin est agencée pour mesurer les différentes cotes de la pièce 15 représentée à la fig. 1, qui pourrait être l'ébauche décolletée d'un arbre de barillet d'horlogerie. Les flèches 1 à 14 de la fig. 1 indiquent les différentes mesures à effectuer. La flèche 1 indique ainsi la mesure du diamètre de la portée de l'arbre sur laquelle sera taillé le carré recevant le rochet, la flèche 2, celle du pivot de l'arbre dans le pont de barillet, la flèche 3, celle de la portée recevant, par exemple, le couvercle du barillet, la flèche 4, celle de l'épaulement de l'arbre contre lequel le couvercle appuie axialement, la flèche 5, celle de la bonde, la flèche 6, celle de l'épaulement contre lequel le tambour du barillet appuie axialement, la flèche 7, celle de la portée du tambour, la flèche 8, celle du pivot de l'arbre dans la platine, les flèches 9 à 12,
respectivement celle des hauteurs de l'épaulement 4, de la portée 3, du pivot 2 et de la portée 1 par rapport à la surface de butée axiale de l'arbre sur la platine, les flèches 13, celle de la distance entre les deux épaulements servant d'appui axial au tambour et au couvercle du barillet, et les flèches 14, celle de la hauteur du pivot de l'arbre dans la platine.
Les quatorze mesures indiquées à la fig. 1 sont effectuées successivement, en faisant passer la pièce 15 à travers un canal 16 (fig. 4) de la tête palpeuse, dont la section droite a la même forme que la silhouette de la pièce 15. Les dimensions du canal 16 sont adaptées à celles de la pièce 15, de façon que celle-ci glisse à frottement doux dans le canal 16, mais sans trop de jeu, afin que la pièce 15 ne risque pas de se mettre en travers et de rester coincée.
Comme on le voit aux fig. 4 et 5, le canal 16 est formé par moitié dans une semelle 17 et par moitié dans une semelle 18 de la tête palpeuse. Chacune des semelles 17, 18 est montée coulissante sur deux tiges de guidage 19, 20. A cet effet, chaque semelle a deux talons 21 présentant chacun un alésage 22. Des paniers à billes 23 assurent un frottement doux des semelles 17, 18 sur les tiges 19, 20, de sorte que les semelles peuvent se déplacer parallèlement, par translation, l'une par rapport à l'autre.
La partie centrale de chaque tige 19, 20, s'étendant entre les talons 21 situés du même côté des semelles 17, 18, est portée par une pièce 24, 25, en forme de T, fixée à un support commun 26.
Des ressorts 27, montés sur les pièces 24, 25, agissent sur les semelles 17, 18, de façon à les faire appuyer normalement l'une contre l'autre, comme on le voit à la fig. 4. Dans le cas où la tête palpeuse est destinée à être utilisée dans la position représentée aux fig. 4 et 5, c'est-à-dire avec la semelle 17 dessus et la semelle 18 dessous, les ressorts 27 sont tarés de façon que les talons 21 de ces semelles soient au moins approximativement équidistants des parties des pièces 24, 25 portant les tiges 19, 20, quand les semelles 17, 18 sont appliquées l'une contre l'autre.
Huit paires de palpeurs 1 à 8, destinés à effectuer les mesures de diamètres indiquées à la fig. 1, sont solidaires des semelles 17, 18. Les palpeurs de chaque paire sont coaxiaux. Chaque palpeur est constitué par une protubérance des semelles 17, 18, faisant saillie dans le canal 16. Ces palpeurs peuvent indifféremment être venus de fabrication en une pièce avec les semelles correspondantes ou être constitués par des éléments indépendants, rapportés. Dans ce dernier cas, ils peuvent être venus de fabrication avec des corps cylindriques, par taillage de l'une des faces planes extrêmes de ces corps, ces derniers étant engagés à force dans des trous correspondants des semelles 17, 18, de façon que leur partie cylindrique soit entièrement noyée dans ces semelles et se trouve à fleur des faces de celles-ci, qui délimitent le canal 16.
Afin que ces palpeurs rapportés occupent la position voulue dans le canal 16, sans que le corps qui les porte n'obstrue ce canal, il est cependant préférable de donner une forme prismatique au corps 28 des palpeurs, qui est noyé dans la semelle correspondante. Les trous des semelles 17, 18, destinés à recevoir les corps 28, peuvent être obtenus en perçant d'abord des trous cylindriques, puis en engageant des poinçons polygonaux dans ces trous. D'autres moyens pourraient aussi être prévus pour assurer la position angulaire des palpeurs lors de leur mise en place dans les semelles 17, 18.
Comme on le voit plus particulièrement à la fig. 2, dans laquelle, seuls, quatre des huit palpeurs ont été représentés, l'extrémité des corps 28 de ces palpeurs est usinée de façon à épouser la forme du canal 16. En d'autres tennes, cette face extrême est située à fleur du canal 16. Bien que les corps 28 aient des dimensions relativement grandes par rapport à la pièce à mesurer, les trous qui leur servent de logement dans les semelles 17, 18, ne provoquent aucune solution de continuité du canal 16 pouvant entraîner un coincement de la pièce 15, quand on la fait passer à travers ce canal.
En comparant les fig. 2 et 5, on remarque que la fig. 2 représente, d'une part, le palpeur 4, qui est le premier avec lequel la pièce 15 arrive en contact, quand on l'engage dans le canal 16 et, d'autre part, le palpeur
3, qui est le dernier avec lequel la pièce 15 entre en contact, lorsqu'elle traverse le canal 16. Bien que ces deux palpeurs soient relativement éloignés l'un de l'autre, ils entrent en contact avec des portées extrêmement rapprochées l'une de l'autre de la pièce 15, comme on peut s'en rendre compte à la fig. 1. Les palpeurs supérieurs, non représentés à la fig. 2, sont naturellement symétriques aux palpeurs inférieurs.
Lorsque la pièce 15 arrive au droit des deux palpeurs coaxiaux 4, dans le canal 16, sa portée située immédiatement à gauche de celle de plus grand diamètre dans la fig. 1, est prise entre ces palpeurs 4. Pour que cette portée de la pièce 15 puisse passer entre les palpeurs 4, il faut qu'elle écarte préalablement ces palpeurs, ce qui provoque un déplacement correspondant des semelles 17, 18 et permet, par conséquent, une mesure du diamètre de la portée considérée de la pièce 15. La portée adjacente de la pièce 15 est mesurée de la même façon, lorsque cette pièce arrive au droit des deux palpeurs coaxiaux 3.
Les deux portées voisines de la pièce 15, qui sont situées à droite de celle ayant le plus grand diamètre dans la fig. 1, sont mesurées de la même façon par les palpeurs 6 et 7, qui sont relativement éloignés l'un de l'autre, ainsi qu'on le voit à la fig. 5.
En disposant ainsi des palpeurs en quinconce le long du canal 16, comme on le voit à la fig. 5, il est possible de mesurer le diamètre de n'importe quelle portée d'une pièce décolletée. Les corps 28 peuvent être relativement gros par rapport à la pièce à mesurer.
Même si les portées à mesurer de cette pièce sont très étroites, les palpeurs qui effectuent ces mesures ne sont pas des éléments délicats qui risquent de se briser en service.
Pour effectuer les six mesures axiales indiquées par les flèches 9 à 14 dans la fig. 1, la tête palpeuse représentée comprend un second ensemble, analogue à celui décrit ci-dessus en référence à la fig. 4. Ce second ensemble comprend ainsi une paire de pièces 29, 30, en forme de T, identiques aux pièces 24, 25 du premier ensemble et fixées à ces dernières par quatre goujons 31 engagés dans des alésages 32 des pièces 24, 25, 29, 30, qui sont disposés aux sommets d'un carré. Les pièces 29, 30 portent chacune une tige de guidage 33, 34 et des semelles 35, 36 sont montées coulissantes sur ces tiges, comme dans le premier ensemble décrit. Les deux ensembles décrits diffèrent l'un de l'autre par l'orientation du canal destiné à livrer passage aux pièces à mesurer.
Au lieu que le grand axe du profil du canal 16' soit parallèle aux faces des semelles 35, 36, qui sont en contact l'une avec l'autre, comme l'est celui du canal 16 par rapport aux faces correspondantes des
semelles 17, 18, il est perpendiculaire à ces faces. Comme les pièces 29, 30 sont elles-mêmes fixées aux pièces 24, 25 dans une position tournée de 900, le canal 16' coïn-
cide exactement avec le canal 16 et en constitue un prolongement. Les semelles 35, 36 se déplacent donc horizontalement, vu le décalage angulaire des pièces 29,
30. Elles portent les palpeurs 9 à 14, qui sont aussi
associés par pairies. Les corps des palpeurs d'une même paire sont aussi noyés dans des trous coaxiaux des
semelles 35, 36, dans lesquels ils sont engagés à force.
Au lieu d'être perpendiculaires au grand axe du profil
du canal 16', comme le sont ceux du premier ensem
ble, ils sont toutefois parallèles à ce grand axe. La fig.
6 montre les emplacements des palpeurs 9 à 14 par rap
port au canal 16'.
Comme les palpeurs 1 à 8 sont disposés le long du
canal 16, les palpeurs 9 à 14 sont disposés le long du chemin que la pièce 15 parcourt dans le canal 16', de façon que la pièce ait quitté une paire de palpeurs, quand elle entre en contact avec la paire suivante.
Une seule paire de palpeurs horizontaux, les palpeurs 12, est représentée plus en détail à la fig. 3. Comme on le voit à la fig. 1, les palpeurs 12 mesurent la distance de l'extrémité gauche de l'arbre 15 à la face de cet arbre qui bute axialement contre la platine. Comme les mesures axiales s'effectuent en des points de la pièce 15 qui ne se trouvent généralement pas sur une droite parallèle à l'axe de la pièce, les palpeurs d'une même paire ne sont plus symétriques. Seules les extrémités des corps de ces palpeurs, qui arrivent à fleur du canal 16', le sont encore. Le palpeur 12 de gauche dans la fig. 3 s'étend dans la partie la plus s large du canal 16', dans laquelle passe la portée de l'arbre 15 destinée à recevoir le rochet, tandis que le palpeur 12 de droite s'étend dans une partie plus étroite de ce canal 16'.
Pour que la pièce 15 ne reste pas accrochée aux palpeurs 9 à 14, les bords de ceux-ci sont anglés, comme on le voit en 12a et 12b dans la fig. 3.
Lors du passage de la pièce 15, les paires de palpeurs horizontaux 9 à 14 provoquent un déplacement des semelles 35, 36, comme les paires de palpeurs verticaux 1 à 8 le font des semelles 17, 18. Lorsqu'une pièce 15 passe à travers les canaux 16 et 16', les palpeurs des paires 1 à 14 sont écartés successivement l'un de l'autre et provoquent par conséquent huit déplacements successifs des semelles 17, 18, puis six déplacements successifs des semelles 35, 36. Il suffit, dès lors, de mesurer les déplacements successifs des deux paires de semelles 17, 18 et 35, 36, par exemple, en un point fixe de chacune de ces quatre semelles, pour obtenir les quatorze mesures désirées.
Comme on le voit à la fig. 7, ces mesures peuvent être effectuées en plaçant les pointes 37 de quatre comparateurs en contact chacune avec l'une des semelles 17, 18 et 35, 36, en un point fixe. En utilisant des comparateurs électroniques, ceux-ci peuvent être reliés par des conduites 38 à une centrale 39. Cette dernière peut comprendre un enregistreur automatique des mesures successives et un indicateur optique, permettant de ranger les pièces mesurées en fonction du résultat des mesures. La centrale 39 peut évidemment être utilisée pour commander automatiquement un dispositif de triage des pièces mesurées.
Dans le cas où ces pièces sont celles qui viennent d'être produites par une machineoutil automatique, la centrale 39 peut être associée à des moyens de commande de cette machine, par exemple en vue de l'arrêter dès qu'une cote des pièces produites sort des tolérances, ou pour effectuer une correction des organes de commande de la machine, quand celle-ci commence à produire des pièces dont certaines cotes s'écartent des valeurs nominales.
Pour faire passer les pièces à mesurer à travers les canaux 16 et 16', divers moyens peuvent être utilisés.
Un distributeur peut d'abord amener les pièces une à une devant l'entrée du canal 16 en les plaçant dans une position déterminée. Une languette, animée d'un mouvement de va-et-vient, peut alors pousser la pièce qui est dans cette position à travers les canaux 16, 16', puis
revenir à sa position de repos, pour permettre à la pièce
suivante de se mettre en place. Un ruban sans fin, pré
sentant des ouvertures ou des encoches, peut aussi entraîner les pièces à travers les canaux 16, 16', ce ruban passant dans une fente horizontale ou verticale des semelles. Les pièces à contrôler peuvent être placées à la main ou de façon automatique dans les ouvertures ou dans les encoches d'un tel ruban. Au lieu que la tête palpeuse soit disposée de façon que les canaux 16, 16' soient horizontaux, elle pourrait aussi être placée de façon que ces deux canaux soient inclinés ou même verticaux.
Dans un tel cas, le passage des pièces à travers ces canaux pourrait être assuré par gravité. Dans certains cas, lorsque le nombre des mesures à effectuer et les moyens d'enregistrement de ces mesures le permettent, on pourrait enfin envoyer les pièces à contrôler en une file continue à travers les canaux de la tête palpeuse.