CH688108A5 - Holding mechanism for guiding sensor on its support and for adjusting applied measurement force - Google Patents

Abstract

The device for holding a guiding a measurement sensor on a support of a measuring machine and for force adjusting an applied force on the sensor. The device has a movable carriage which carries the sensor, which is displaceable with respect to the machine support to measure in the measurement direction. The device includes at least a jack which is attached to the machine support, and of which a part of the free front face of the piston cooperates with a fixed abutment on the support. The carriage has a drive piece which cooperates directly and indirectly with the front face of the piston. The jack is fed from a source of fluid under pressure.

Description

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Description Description

Pour effectuer la mesure de dimensions de pièces mécaniques avec une grande précision, il est indispensable de pour le moins connaître ou maintenir constante, ou tout au moins de pouvoir reproduire, la même force qui applique le palpeur contre la pièce à mesurer ou qui pince la pièce à mesurer entre deux palpeurs. To measure the dimensions of mechanical parts with great precision, it is essential to at least know or maintain constant, or at least to be able to reproduce, the same force which applies the probe against the part to be measured or which pinches the piece to be measured between two probes.

En effet, pour des mesures de très haute précision, l'élasticité de la pièce mesurée, du palpeur et de son support peuvent jouer un rôle et il est donc indispensable de pouvoir déterminer cette force de mesure de façon exacte ou tout au moins de pouvoir garantir sa constance. Dans les machines de mesure de précision connues, le palpeur est monté de façon déplaçable linéairement ou pseudo-linéai-rement sur un chariot coulissant sur le bâti de la machine de mesure ou sur la broche de cette machine de mesure. Ce montage est réalisé soit à l'aide de ressorts à boudins, soit à l'aide de lames ressort formant un parallèle déformable. Indeed, for very high precision measurements, the elasticity of the measured part, the probe and its support can play a role and it is therefore essential to be able to determine this measurement force accurately or at least to be able guarantee its consistency. In known precision measuring machines, the probe is mounted in a linearly or pseudo-linearly movable manner on a sliding carriage on the frame of the measuring machine or on the spindle of this measuring machine. This assembly is carried out either using coil springs, or using spring blades forming a deformable parallel.

Dans de telles machines de mesure, la force de mesure n'est constante que si le déplacement linéaire du palpeur par rapport au chariot ou à la broche de la machine est déterminé. En effet, les ressorts à boudin ou à lames ont une caractéristique non linéaire de sorte que la force d'appui du palpeur contre la pièce à mesurer dépend de la course de ce palpeur par rapport à son support au moment de la mesure. En pratique, il est impossible d'assurer que cette course du palpeur par rapport à son support soit égale à une valeur strictement déterminée au moment de la mesure. Il est donc impossible de garantir la reproductibilité exacte de la mesure, la force de mesure étant variable, indéterminée. De plus, la force de mesure est, du moins dans son ordre de grandeur, déterminée constructivement par les caractéristiques des ressorts. Ceci est un inconvénient supplémentaire car il est fréquemment nécessaire d'effectuer des mesures de longueur à des pressions ou forces de mesure déterminées, différentes, pouvant varier de 100 g à 3 kg par exemple suivant la pièce à mesurer, le palpeur utilisé, etc. In such measuring machines, the measuring force is only constant if the linear displacement of the probe relative to the carriage or the machine spindle is determined. Indeed, the coil or leaf springs have a non-linear characteristic so that the pressing force of the probe against the part to be measured depends on the stroke of this probe relative to its support at the time of measurement. In practice, it is impossible to ensure that this stroke of the probe relative to its support is equal to a value strictly determined at the time of the measurement. It is therefore impossible to guarantee the exact reproducibility of the measurement, the measuring force being variable, indefinite. In addition, the measuring force is, at least in its order of magnitude, determined constructively by the characteristics of the springs. This is an additional disadvantage since it is frequently necessary to carry out length measurements at different determined pressures or measuring forces, which can vary from 100 g to 3 kg, for example depending on the part to be measured, the probe used, etc.

Le but de la présente invention est de réaliser une machine de mesure dont la force d'appui du palpeur contre la pièce à mesurer soit constante, indépendante de la course du palpeur par rapport à son support, et réglable à volonté à une valeur déterminée à l'intérieur d'une plage allant par exemple de quelques dizaines de grammes à quelques kilogrammes. The object of the present invention is to produce a measuring machine whose pressing force of the probe against the part to be measured is constant, independent of the stroke of the probe relative to its support, and adjustable at will to a value determined at within a range ranging for example from a few tens of grams to a few kilograms.

La présente invention a pour objet un dispositif de maintien et de guidage d'un palpeur de mesure sur son support et de réglage de la force de mesure appliquée au palpeur pendant la mesure tendant à obvier aux inconvénients précités. Ce dispositif se distingue par les caractéristiques énoncées à la revendication 1. The present invention relates to a device for holding and guiding a measuring probe on its support and for adjusting the measuring force applied to the probe during the measurement tending to obviate the aforementioned drawbacks. This device is distinguished by the characteristics set out in claim 1.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une machine à mesurer équipée du dispositif de montage du palpeur et de réglage de sa force de mesure selon l'invention. The appended drawing illustrates schematically and by way of example, an embodiment of a measuring machine equipped with the device for mounting the probe and for adjusting its measuring force according to the invention.

La fig. 1 est une vue en élévation de côté d'une machine à mesurer horizontale équipée du dispositif selon l'invention. Fig. 1 is a side elevation view of a horizontal measuring machine equipped with the device according to the invention.

La fig. 2 est une vue en plan de la machine de mesure illustrée à la fig. 1. Fig. 2 is a plan view of the measuring machine illustrated in FIG. 1.

La fig. 3 est un détail à plus grande échelle, en plan, d'une partie du dispositif selon l'invention. Fig. 3 is a detail on a larger scale, in plan, of a part of the device according to the invention.

Dans l'exemple illustré, le dispositif selon l'invention équipe une machine à mesurer horizontale comportant un bâti 1 équipé d'une butée 2 réglable linéairement portant un palpeur fixe 3. Un système de blocage actionné par l'organe de manœuvre 4 permet de fixer ou solidariser dans une position déterminée cette butée fixe 2 sur le bâti 1. In the example illustrated, the device according to the invention equips a horizontal measuring machine comprising a frame 1 equipped with a linearly adjustable stop 2 carrying a fixed probe 3. A blocking system actuated by the operating member 4 makes it possible to fix or secure in a determined position this fixed stop 2 on the frame 1.

Cette machine à mesurer comporte encore un chariot de transport 5 muni d'un système d'entraînement linéaire le long du bâti 1 commandé à l'aide d'une manivelle 6, d'un système de blocage 7 du chariot de transport 5 sur le bâti 1. This measuring machine further comprises a transport carriage 5 provided with a linear drive system along the frame 1 controlled by means of a crank 6, a locking system 7 of the transport carriage 5 on the frame 1.

Ce chariot de transport 5 constitue en fait le support d'un palpeur de mesure 9, support qui pourrait dans d'autres machines de mesure être différent, par exemple une broche. This transport carriage 5 in fact constitutes the support for a measuring probe 9, support which in other measuring machines could be different, for example a spindle.

Le palpeur 9 est porté par un chariot mobile 10 déplaçable linéairement par rapport au chariot de transport 5 dans le sens de déplaçement du palpeur 9, à l'aide de tous moyens connus, glissière, V, chemin à billes, etc. The probe 9 is carried by a mobile carriage 10 linearly movable relative to the transport carriage 5 in the direction of movement of the probe 9, using any known means, slide, V, ball track, etc.

Le chariot mobile 10 comporte une ouverture 11 donnant passage à une pièce de fixation en forme de U 12 et à une butée B, toutes deux fixées sur ou solidaires du chariot de transport 5. The mobile carriage 10 has an opening 11 giving passage to a U-shaped fixing part 12 and to a stop B, both fixed to or integral with the transport carriage 5.

Sur chacune des ailes 12a de la pièce de fixation 12 est monté le corps ou cylindre 13 d'un vérin pneumatique ou hydraulique dont le piston est formé par un axe 14 coulissant gras, sans jeu dans l'alésage 15 du corps 13. On each of the wings 12a of the fixing piece 12 is mounted the body or cylinder 13 of a pneumatic or hydraulic jack whose piston is formed by a greasy sliding pin 14, without play in the bore 15 of the body 13.

La butée fixe B est décalée par rapport à l'axe longitudinal des pistons ou axes 14 des vérins 13, 14, 15 de sorte que lorsque ceux-ci sont alimentés avec un fluide sous pression, généralement de l'air, à partir d'une même source de fluides par l'intermédiaire d'un détendeur de réglage de la pression, les deux pistons 14 sont en appui contre la butée fixe B (voir fig. 3) par une partie, environ la moitié de leur face frontale. The fixed stop B is offset from the longitudinal axis of the pistons or axes 14 of the jacks 13, 14, 15 so that when these are supplied with a pressurized fluid, generally air, from the same source of fluids by means of a pressure regulator, the two pistons 14 are pressed against the fixed stop B (see fig. 3) by a part, approximately half of their front face.

Une pièce d'entraînement 16 est fixée sur le chariot mobile 10 à l'aide de vis 17. Cette pièce d'entraînement comporte un doigt 18 dont la largeur correspond à celle de la butée fixe B et qui est aligné sur celle-ci et situé entre les faces frontales des pistons 14 des vérins 13, 14, 15. A drive part 16 is fixed to the movable carriage 10 using screws 17. This drive part comprises a finger 18 whose width corresponds to that of the fixed stop B and which is aligned on the latter and located between the front faces of the pistons 14 of the cylinders 13, 14, 15.

Grâce au dispositif décrit, il est possible de solidariser le chariot mobile 10 avec le chariot de transport 5 par une force de poussée longitudinale donnée. En alimentant les deux vérins 13, 14, 15 par un fluide sous pression provenant de la même source, donc ayant la même pression, pression dont la valeur est réglée par le manomètre détendeur ou autre dispositif de réglage de la pression, les deux pistons 14 sont déplacés avec une force déterminée, fonction de la pression du fluide et de la section des pistons, en appui contre la butée fixe B et maintiennent entre eux le doigt 18 de la pièce Thanks to the device described, it is possible to secure the mobile carriage 10 with the transport carriage 5 by a given longitudinal thrust force. By supplying the two cylinders 13, 14, 15 with a pressurized fluid coming from the same source, therefore having the same pressure, pressure the value of which is adjusted by the pressure reducer or other pressure adjustment device, the two pistons 14 are moved with a determined force, depending on the fluid pressure and the piston section, pressing against the fixed stop B and hold between them the finger 18 of the part

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d'entraînement 16. Ainsi, le chariot mobile 10 support du palpeur 9 est immobilisé par rapport au chariot de transport 5, avec une force déterminée, réglable. drive 16. Thus, the movable carriage 10 supporting the probe 9 is immobilized relative to the transport carriage 5, with a determined, adjustable force.

Pour effectuer une mesure d'une pièce on place celle-ci entre les palpeurs fixe 3 et mobile 9, puis déplace le chariot de transport 5 par rapport au bâti 1 de la machine jusqu'à ce que la pièce soit au contact des deux palpeurs 3, 9. On fixe le chariot de transport 5 sur le bâti 1 à l'aide du dispositif de blocage 7. Puis à l'aide du dispositif d'avance 6, on déplace le chariot de transport 5 en direction de la pièce à mesurer, le chariot mobile 10 lui reste en place puisque le palpeur 9 touche la pièce à mesurer. Le doigt 18 de la pièce d'entraînement 16 déplace, refoule un des pistons 14 dans le corps 13 de son vérin contre la pression constante du fluide. Ainsi, on applique le palpeur 9 contre la pièce à mesurer avec la pression ou force de mesure désirée, exacte et constante, quelle que soit la course de déplacement du chariot mobile et par rapport au chariot de transport 5. L'autre piston 14 reste en appui contre la butée fixe B. To measure a part, place it between the fixed 3 and mobile 9 probes, then move the transport carriage 5 relative to the frame 1 of the machine until the part is in contact with the two probes. 3, 9. The transport trolley 5 is fixed to the frame 1 using the locking device 7. Then using the advance device 6, the transport trolley 5 is moved in the direction of the workpiece. measure, the mobile carriage 10 remains in place since the probe 9 touches the part to be measured. The finger 18 of the drive part 16 moves, pushes one of the pistons 14 into the body 13 of its cylinder against the constant pressure of the fluid. Thus, the probe 9 is applied against the part to be measured with the desired pressure or force of measurement, exact and constant, whatever the displacement stroke of the mobile carriage and relative to the transport carriage 5. The other piston 14 remains bearing against the fixed stop B.

Ainsi, lorsque les deux pistons 14 sont sous pression, le chariot mobile 10 se trouve immobilisé sur le chariot de transport 5 et lorsqu'on exerce une force sur le chariot mobile soit dans un sens, soit dans l'autre (pour la mesure d'alésage par exemple), l'un des deux pistons se met en mouvement et délivre une force de résistance linéaire constante sur toute sa course. Thus, when the two pistons 14 are under pressure, the mobile carriage 10 is immobilized on the transport carriage 5 and when a force is exerted on the mobile carriage either in one direction or in the other (for the measurement of 'bore for example), one of the two pistons sets in motion and delivers a constant linear resistance force over its entire stroke.

Le dispositif décrit est très simple, facile à utiliser, permet l'obtention d'une forme de mesure constante, indépendante de la position du palpeur par rapport à son support, et permet en outre de régler cette force de mesure à une valeur désirée par exemple entre 50 g et 3 à 5 kg. The device described is very simple, easy to use, allows a constant measurement form to be obtained, independent of the position of the probe relative to its support, and also allows this measurement force to be adjusted to a value desired by example between 50 g and 3 to 5 kg.

En pratique, le corps 13 des vérins présente simplement un alésage, sur une longueur de 20 à 40 mm dans laquelle coulisse l'axe formant le piston 14. La tolérance en diamètre entre ces deux pièces est de l'ordre de 1 à 2 centièmes de millimètres. Grâce à un tel montage, il n'est pas nécessaire de prévoir de joints entre le corps 13 et le piston 14 et la fuite d'air est minime. In practice, the body 13 of the cylinders simply has a bore, over a length of 20 to 40 mm in which the axis forming the piston 14 slides. The diameter tolerance between these two parts is of the order of 1 to 2 hundredths of millimeters. With such an arrangement, it is not necessary to provide seals between the body 13 and the piston 14 and the air leakage is minimal.

De cette façon, le dispositif est très robuste aucune usure n'étant à craindre. De plus, la très faible fuite d'air ne s'entend pas et c'est grâce à celle-ci que la force de mesure est constante, la pression dans les vérins n'étant ainsi pas dépendante de la position des pistons 14 dans le corps 13. In this way, the device is very robust, no wear being to be feared. In addition, the very low air leakage cannot be heard and it is thanks to this that the measurement force is constant, the pressure in the cylinders thus not being dependent on the position of the pistons 14 in the body 13.

Le diamètre des pistons 14 et des alésages 15 correspondants, est choisi en fonction de la force de mesure désirée, étant donné la plage de pressions pouvant être obtenue par la source de fluides sous pression. The diameter of the pistons 14 and the corresponding bores 15 is chosen as a function of the desired measurement force, given the range of pressures that can be obtained by the source of pressurized fluids.

Dans une variante du dispositif, l'un des vérins peut être remplacé par une butée fixe coopérant avec l'une des faces du doigt de la pièce d'entraînement. Un tel dispositif ne permet alors la mesure que dans une seule direction. In a variant of the device, one of the jacks can be replaced by a fixed stop cooperating with one of the faces of the finger of the drive part. Such a device then only allows measurement in one direction.

Dans d'autres variantes, le ou les pistons peuvent prendre appui sur le doigt du chariot mobile portant le palpeur par l'intermédiaire de liaisons mécaniques. On peut ainsi réaliser un montage dans lequel le support du palpeur est pivotant, ce qui permet la mesure d'angles. In other variants, the piston or pistons can bear on the finger of the mobile carriage carrying the probe by means of mechanical connections. It is thus possible to produce an assembly in which the support of the probe is pivoting, which allows the measurement of angles.

Il est important de relever que pour un bon fonctionnement du dispositif, il faut une faible fuite calibrée entre le ou les pistons 14 et les organes 13 correspondants. Généralement, le piston est guidé sur une longueur égale à plusieurs fois son diamètre, 3 à 4 fois de préférence, dans le corps 13. Il est également important qu'il n'y ait pas de joints entre le piston 14 et le corps 13. D'une manière générale, le jeu entre le piston 14 et le corps 13 peut être d'autant plus grand que la longueur du guidage entre piston et corps est longue. It is important to note that for proper operation of the device, a small calibrated leak is required between the piston or pistons 14 and the corresponding members 13. Generally, the piston is guided over a length equal to several times its diameter, 3 to 4 times preferably, in the body 13. It is also important that there are no seals between the piston 14 and the body 13 In general, the clearance between the piston 14 and the body 13 can be all the greater the longer the length of the guide between piston and body.

Dans des variantes, les vérins peuvent être disposés parallèlement côte à côte ou former un angle entre eux. Dans de telles variantes, on prévoit deux butées fixes coopérant chacune avec la pièce d'entraînement du chariot mobile et un piston. In variants, the jacks can be arranged parallel side by side or form an angle between them. In such variants, two fixed stops are provided, each cooperating with the drive part of the mobile carriage and a piston.

Claims (9)

RevendicationsClaims 1. Dispositif de maintien et de guidage d'un palpeur de mesure sur un support d'une machine à mesurer et de réglage de la force de mesure appliquée à ce palpeur, comprenant un chariot mobile, portant le palpeur, se déplaçant par rapport au support de la machine à mesurer dans le sens de la mesure, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un vérin solidaire du support de la machine à mesurer dont une partie de la face frontale libre du piston coopère avec une butée fixe sur ledit support; par le fait que le chariot mobile comporte une pièce d'entraînement coopérant directement ou indirectement avec la face frontale libre du piston; et par le fait que le vérin est alimenté par une source de fluide sous pression.1. Device for holding and guiding a measuring probe on a support of a measuring machine and for adjusting the measuring force applied to this probe, comprising a movable carriage, carrying the probe, moving with respect to the support of the measuring machine in the direction of measurement, characterized in that it comprises at least one actuator integral with the support of the measuring machine of which a part of the free front face of the piston cooperates with a fixed stop on said support; by the fact that the mobile carriage comprises a drive part cooperating directly or indirectly with the free front face of the piston; and by the fact that the jack is supplied by a source of pressurized fluid. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide sous pression est délivré aux vérins par l'intermédiaire d'un régulateur de pression.2. Device according to claim 1, characterized in that the pressurized fluid is supplied to the cylinders via a pressure regulator. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la force de mesure est ajustée à une valeur comprise entre 0,50 N et plusieurs Newton.3. Device according to claim 2, characterized in that the measuring force is adjusted to a value between 0.50 N and several Newton. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte deux vérins dont les faces libres des pistons coopèrent avec des côtés opposés de la butée fixe et de la pièce d'entraînement, les deux vérins étant alimentés par la même source de fluides sous pression.4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it comprises two cylinders whose free faces of the pistons cooperate with opposite sides of the fixed stop and the drive part, the two cylinders being supplied by the same source of pressurized fluids. 5. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte deux vérins dont les faces libres des pistons coopèrent chacune avec une butée fixe et avec la pièce d'entraînement, les deux vérins étant alimentés par la même source de fluide sous pression.5. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it comprises two jacks whose free faces of the pistons each cooperate with a fixed stop and with the drive part, the two jacks being supplied by the same source of pressurized fluid. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le chariot mobile comporte une ouverture donnant passage à la butée fixe et à une pièce de fixation du ou des vérins.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile carriage has an opening giving passage to the fixed stop and to a fixing part of the jack (s). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le piston et le corps des vérins est déterminé de manière à créer une fuite calibrée du fluide sous pression, généralement de l'air, rendant ainsi la force appliquée sur le7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston and the body of the jacks is determined so as to create a calibrated leak of the pressurized fluid, generally air, thus rendering the force applied to the 55 1010 1515 2020 2525 3030 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 33 55 CH 688 108 A5CH 688 108 A5 piston indépendante de sa position dans le corps du vérin.piston independent of its position in the cylinder body. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les deux vérins sont coaxiaux.8. Device according to claim 4, characterized in that the two cylinders are coaxial. 9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les deux vérins sont disposés parallèlement côte à côte ou forment un angle entre eux.9. Device according to claim 5, characterized in that the two cylinders are arranged parallel side by side or form an angle between them. 55 1010 1515 2020 2525 3030 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 44