CH642179A5 - Method for measuring defects in a kinematic chain - Google Patents

Description

L'invention concerne un procédé de mesure des défauts d'une chaîne cinématique selon le préambule de la revendication 1. The invention relates to a method for measuring the defects of a kinematic chain according to the preamble of claim 1.

Dans le domaine technique des mécanismes, et plus particulièrement dans celui des machines-outils, la nécessité s'est révélée de mesurer avec précision les rapports de transmission des cinémati-ques utilisées, ou plus précisément, de détecter les éventuels défauts de ces chaînes cinématiques. In the technical field of mechanisms, and more particularly in that of machine tools, the need has turned out to measure with precision the transmission ratios of the kinematics used, or more precisely, to detect any defects in these kinematic chains. .

Certains matériels de mesure existent déjà, mais présentent des inconvénients importants. Some measurement equipment already exists, but has significant drawbacks.

Ainsi, ceux utilisant des circuits analogiques de mesure ont un fonctionnement instable, qui gêne la mesure et l'étalonnage, quand la résolution (ou précision) du dispositif est grande. Ces appareils sont fragiles et ont une vitesse limite d'utilisation faible. Thus, those using analog measurement circuits have an unstable operation, which hinders measurement and calibration, when the resolution (or precision) of the device is high. These devices are fragile and have a low speed limit for use.

Existent d'autres dispositifs comportant des capteurs digitaux (ou incrémentaux). Les meilleurs de ces dispositifs sont très sensibles et précis, mais ont une utilisation, là aussi, limitée en vitesse, et sont fragiles. En outre, les capteurs adoptés sont des capteurs spéciaux très coûteux. There are other devices with digital (or incremental) sensors. The best of these devices are very sensitive and precise, but have, again, limited speed, and are fragile. In addition, the adopted sensors are very expensive special sensors.

L'invention entend remédier à cet état de choses en proposant un procédé de mesure au moyen duquel est obtenue une précision de mesure aussi grande que désiré en utilisant un matériel connu. The invention intends to remedy this state of affairs by proposing a measurement method by means of which a measurement accuracy as high as desired is obtained using known equipment.

Le procédé selon l'invention est défini par la revendication 1. The method according to the invention is defined by claim 1.

Le rapport des fréquences est pris égal à 1 pour des raisons pratiques. The frequency ratio is taken equal to 1 for practical reasons.

De manière avantageuse, on multiplie la fréquence du signal produit par chaque capteur par un coefficient de multiplication respectif, les impulsions obtenues correspondant à un des capteurs étant déphasées par rapport à celles correspondant à l'autre capteur. La comparaison peut être obtenue par un circuit de comptage qui est incrémenté ou décrémenté instantanément par chaque impulsion, le signe de l'incrémentation étant déterminé par le sens de mouvement instantané déterminé par le capteur correspondant. Advantageously, the frequency of the signal produced by each sensor is multiplied by a respective multiplication coefficient, the pulses obtained corresponding to one of the sensors being out of phase with those corresponding to the other sensor. The comparison can be obtained by a counting circuit which is incremented or decremented instantaneously by each pulse, the sign of the increment being determined by the instantaneous direction of movement determined by the corresponding sensor.

L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront au cours de la description d'un dispositif mettant en œuvre le procédé, donnée ci-dessous à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: The invention will be better understood and its advantages will appear during the description of a device implementing the method, given below by way of example, with reference to the appended drawings, in which:

la fig. 1 est le bloc diagramme du dispositif, et la fig. 2 est le schéma de réalisation de ce dispositif. fig. 1 is the block diagram of the device, and FIG. 2 is the embodiment of this device.

La chaîne cinématique dont il s'agit de mesurer les éventuels défauts est constituée par deux pignons dentés 1 et 2, qui engrènent l'un avec l'autre. L'arbre 3 du pignon 1 est attelé en 4 à l'arbre moteur 5 d'un moteur d'entraînement 6. Des pluralités de repères 7 et 8 sont fixés sur chacun des pignons 1 et 2, respectivement. The kinematic chain of which it is a question of measuring the possible defects consists of two toothed pinions 1 and 2, which mesh with each other. The shaft 3 of the pinion 1 is coupled at 4 to the motor shaft 5 of a drive motor 6. Pluralities of pins 7 and 8 are fixed to each of the pinions 1 and 2, respectively.

Des capteurs digitaux, dits incrémentaux, 9,10 sont disposés à proximité des pignons 1 et 2, respectivement, de manière à détecter le passage des repères. Chacun des capteurs 9,10 émet deux trains de signaux carrés 11-12,13-14. Les deux trains de signaux d'un même capteur 11,12 et 13,14 respectivement sont déphasés d'un quart de la période correspondante T9, T10. Digital sensors, called incremental, 9,10 are arranged near the pinions 1 and 2, respectively, so as to detect the passage of the marks. Each of the sensors 9,10 emits two trains of square signals 11-12,13-14. The two signal trains of the same sensor 11, 12 and 13, 14 respectively are phase shifted by a quarter of the corresponding period T9, T10.

Les trains de signaux 11,12 et 13,14 sont dirigés par des canaux 15 et 16 vers des circuits 17 et 18 de mise en forme respectifs. The signal trains 11, 12 and 13, 14 are directed by channels 15 and 16 to respective shaping circuits 17 and 18.

Chaque circuit de mise en forme 17,18 est suivi par un circuit séparateur 19, 20, qui détecte le sens de rotation du pignon correspondant et délivre, sur une première sortie, un signal 0 si le pignon tourne dans un premier sens, ou un signal 1 si le pignon tourne dans un sens opposé au premier. Chaque circuit séparateur délivre en outre, sur une deuxième sortie, un signal rectangulaire ayant une fréquence égale à celle des signaux d'entrée. Each shaping circuit 17,18 is followed by a separator circuit 19, 20, which detects the direction of rotation of the corresponding pinion and delivers, on a first output, a signal 0 if the pinion rotates in a first direction, or a signal 1 if the pinion turns in a direction opposite to the first. Each separator circuit also delivers, on a second output, a rectangular signal having a frequency equal to that of the input signals.

Le signal rectangulaire issu de chaque circuit séparateur est dirigé par un canal respectif 23,24 vers un circuit multiplicateur 25, 26 qui engendre un train d'impulsions à haute fréquence 27, 28 à partir de chaque impulsion d'entrée. Le nombre N2s, N26 de ces impulsions à haute fréquence est choisi par l'expérimentateur au moyen d'un commutateur manuel 29, 30 relié en 31,32 an multiplicateur 25, 26 respectif. Une horloge 33, reliée en 34, 35 à chacun des multiplicateurs 25,26, engendre les signaux haute fréquence de base. Les signaux haute fréquence de sortie 27, 28 des multiplicateurs sont dirigés par des canaux 36, 37 vers le circuit d'entrée 38 d'un comp-teur-décompteur 39, de même que sont dirigés par des canaux 40,41 vers ce circuit d'entrée 38 les informations concernant le sens de rotation, issues des circuits séparateurs 19,20. Le circuit d'entrée 38 tient compte des sens de rotation et dirige en conséquence par des canaux 42, 43 les signaux de sortie des multiplicateurs 25, 26 vers le comptage ou le décomptage du compteur-décompteur 39. The rectangular signal from each separator circuit is directed by a respective channel 23, 24 to a multiplier circuit 25, 26 which generates a train of high frequency pulses 27, 28 from each input pulse. The number N2s, N26 of these high frequency pulses is chosen by the experimenter by means of a manual switch 29, 30 connected at 31.32 an multiplier 25, 26 respectively. A clock 33, connected at 34, 35 to each of the multipliers 25, 26, generates the basic high frequency signals. The high frequency output signals 27, 28 of the multipliers are directed by channels 36, 37 to the input circuit 38 of an up-down counter 39, just as are directed by channels 40, 41 to this circuit input 38 the information concerning the direction of rotation, coming from the separator circuits 19,20. The input circuit 38 takes account of the directions of rotation and consequently directs, via channels 42, 43, the output signals of the multipliers 25, 26 to the counting up or down counting of the up-down counter 39.

Enfin, ce compteur-décompteur comprend un convertisseur digi-tal-analogique qui transforme les variations enregistrées en une tension analogique 44 qui peut être exploitée de toute manière connue, par exemple pour la visualisation sur l'écran d'un oscilloscope. Finally, this up-down counter includes a digital-to-analog converter which transforms the recorded variations into an analog voltage 44 which can be exploited in any known manner, for example for viewing on the screen of an oscilloscope.

Le schéma de la fig. 2 donne un exemple de réalisation d'un dispositif de la fig. 1. Les représentations des constituants sont classiques et standardisées, de sorte qu'il n'y a pas à commenter ce schéma. On y relève, outre les circuits déjà définis: une source d'alimentation 45 en énergie électrique (tensions de sortie disponibles: — 15 V, +5Vet+15V), des circuits de remise à zéro automatique 46 et commandé 47, le convertisseur digital-analogique 48 que comporte le compteur-décompteur 39. The diagram in fig. 2 gives an exemplary embodiment of a device of FIG. 1. The representations of the constituents are classic and standardized, so there is no need to comment on this diagram. There are, in addition to the circuits already defined: a power source 45 of electrical energy (available output voltages: - 15 V, + 5V and + 15V), automatic reset 46 and controlled 47 circuits, the digital converter -analogical 48 that includes the up-down counter 39.

Il est encore indiqué que les signaux 34 et 35 émis par l'horloge haute fréquence 33 sont déphasés afin d'éviter que le compteur-décompteur 39 puisse recevoir en même temps deux impulsions provenant des deux multiplicateurs 25,26. It is further indicated that the signals 34 and 35 emitted by the high-frequency clock 33 are out of phase in order to prevent the up-down counter 39 from receiving two pulses from the two multipliers 25,26 at the same time.

L'originalité de l'ensemble décrit est de comporter ces multiplicateurs 25,26, ce qui permet non pas, comme dans les dispositifs connus, de diviser les fréquences des impulsions détectées, mais au contraire de les multiplier. De ce fait, il n'y a pas perte d'informations et, par conséquent, il y a obtention d'une bonne précision de mesure. The originality of the described assembly is to include these multipliers 25,26, which does not allow, as in the known devices, to divide the frequencies of the detected pulses, but on the contrary to multiply them. As a result, there is no loss of information and, therefore, there is obtaining good measurement accuracy.

Cette précision de la mesure n'est pas fonction d'un choix de capteurs 9,10 spéciaux, très sensibles, et donc fragiles et généralement exigeant un fonctionnement à vitesse faible, mais est inhérente au procédé de multiplication adopté. Les capteurs utilisables peuvent donc être d'un type banal. This precision of the measurement is not a function of a choice of special 9,10 sensors, very sensitive, and therefore fragile and generally requiring operation at low speed, but is inherent in the multiplication process adopted. The sensors that can be used can therefore be of a common type.

Le choix des coefficients multiplicateurs N2S, N26 permet, d'une part, d'adapter instantanément l'ensemble à la mesure de toutes vitesses de défilement des repères 7 et 8 en regard des capteurs 9 et 10, The choice of multiplying coefficients N2S, N26 makes it possible, on the one hand, to instantly adapt the assembly to the measurement of all the running speeds of the marks 7 and 8 opposite the sensors 9 and 10,

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

donc de travailler, s'il y a nécessité, avec des capteurs peu sensibles, mais adaptés aux vitesses élevées, d'autre part, d'introduire un rapport inverse des rayons Rj et R2 des pignons 1 et 2, afin de détecter très simplement les irrégularités de la chaîne cinématique par therefore to work, if necessary, with insensitive sensors, but adapted to high speeds, on the other hand, to introduce an inverse ratio of the radii Rj and R2 of the pinions 1 and 2, in order to detect very simply kinematic chain irregularities by

642 179 642,179

rapport à un rapport de transmission théorique examiné égal à 1. Naturellement, l'analyse est effectuée à n'importe quelle vitesse de rotation de l'arbre 5, mais à chaque fois pour une vitesse de rotation sensiblement constante. with respect to a theoretical transmission ratio examined equal to 1. Naturally, the analysis is carried out at any speed of rotation of the shaft 5, but each time for a substantially constant speed of rotation.

R R

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims (3)

642 179642,179 1. Procédé de mesure des défauts d'une chaîne cinématique comprenant deux organes mobiles reliés l'un à l'autre, selon lequel on place, à proximité de chacun de ces deux organes, un capteur incrémental produisant, en réponse aux passages de repères fixés audit organe en regard dudit capteur, un signal rectangulaire dont la fréquence est indicative de la vitesse de mouvement de l'organe correspondant, on multiplie la fréquence du signal produit par au moins l'un desdits capteurs par un coefficient de multiplication choisi de manière à obtenir un rapport théorique des fréquences des signaux correspondant à chaque organe égal à l'unité, et on compare lesdites fréquences, caractérisé en ce que, pour multiplier la fréquence du signal rectangulaire issu du capteur, on produit, à chacune de ses impulsions, un nombre constant d'impulsions déterminé par le coefficient de multiplication. 1. A method of measuring the defects of a kinematic chain comprising two movable members connected to each other, according to which one places, near each of these two members, an incremental sensor producing, in response to the passage of marks fixed to said member opposite said sensor, a rectangular signal whose frequency is indicative of the speed of movement of the corresponding member, the frequency of the signal produced by at least one of said sensors is multiplied by a multiplication coefficient chosen so to obtain a theoretical ratio of the frequencies of the signals corresponding to each organ equal to unity, and the said frequencies are compared, characterized in that, in order to multiply the frequency of the rectangular signal coming from the sensor, each of its pulses is produced, a constant number of pulses determined by the multiplication coefficient. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on multiplie la fréquence du signal produit par chaque capteur par un coefficient de multiplication respectif, les impulsions obtenues correspondant à un des capteurs étant déphasées par rapport à celles correspondant à l'autre capteur. 2. Method according to claim 1, characterized in that the frequency of the signal produced by each sensor is multiplied by a respective multiplication coefficient, the pulses obtained corresponding to one of the sensors being out of phase with those corresponding to the other sensor . 2 2 REVENDICATIONS 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la comparaison est obtenue par un circuit de comptage qui est incrémenté ou décrémenté instantanément par chaque impulsion, le signe de l'incrémentation étant déterminé par le sens de mouvement instantané déterminé par le capteur correspondant. 3. Method according to claim 2, characterized in that the comparison is obtained by a counting circuit which is incremented or decremented instantaneously by each pulse, the sign of the increment being determined by the instantaneous direction of movement determined by the corresponding sensor .