FR2481444A1

FR2481444A1 - Appareil pour controler la precision de dimensions, ou pour mesurer des dimensions

Info

Publication number: FR2481444A1
Application number: FR8107908A
Authority: FR
Inventors: Rudolf Wiklund
Original assignee: Pharos AB
Current assignee: Pharos AB
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1981-04-21
Publication date: 1981-10-30
Also published as: FR2481444B1; GB2075185A; IT1137149B; NL191216C; JPS56163976A; NL191216B; DE3116253C2; SE8102307L; SE448785B; GB2075185B; NL8102015A; JPH0213722B2; DE3116253A1; IT8121317A0

Abstract

APPAREIL POUR CONTROLER LA PRECISION DES DIMENSIONS OU POUR MESURER LES DIMENSIONS D'UN OBJET VOLUMINEUX, TEL QU'UNE CARROSSERIE 1 D'AUTOMOBILE, MUNI DE POINTS DE CONTROLE 2 A 7. AU MOINS UN TRAJET DE DEPLACEMENT 17 EST FORME A COTE DE L'OBJET LE LONG DUQUEL PEUT SE DEPLACER UN DISPOSITIF DE TRANSMISSION 20, 21 QUI EMET UN ETROIT FAISCEAU LUMINEUX ORIENTE D'UN CERTAIN ANGLE PAR RAPPORT AU TRAJET. LE DISPOSITIF DE TRANSMISSION 20, 21 EST MUNI D'UN DETECTEUR QUI FOURNIT A UNE UNITE DE CALCUL 22 LES INFORMATIONS RELATIVES AUX POSITIONS SUCCESSIVES OCCUPEES PAR LE DISPOSITIF LORSQUE LE FAISCEAU QU'IL EMET FRAPPE LES POINTS DE CONTROLE. L'UNITE DE CALCUL COMPARE CES MESURES A DES INFORMATIONS CORRESPONDANTES, PREALABLEMENT INTRODUITES, ET AFFICHE OU SIGNALE ACOUSTIQUEMENT LES RESULTATS DE CES CALCULS ET COMPARAISONS.

Description

La présente invention concerne un appareil pour contrôler la précision des

dimensions, ou pour mesurer les dimensions d'objets lourds et volumineux, tels que des

carrosseries de véhicules.

Les automobiles modernes comportant une car- rosserie monocoque sont fabriquées en grande série avec une très grande précision. Le moteur, la transmission, le

bloc avant et le bloc arrière sont fixés plus ou moins di-

rectement à la carrosserie sur des renforcements et sur des montants soudés à la carrosserie. Le fonctionnement de l'automobile est extrêmement dépendant du fait que les points de fixation, par exemple ceux de la direction, pour les blocs avant et arrière, occupent toujours les

positions voulues et ont l'aspect voulu par le fabricant.

Dans le cas d'une collision, les forces d'im-

pact se propagent fréquemment dans la coque de la car-

rosserie, ce qui entraîne des déformations résiduelles.

Sans une inspection approfondie et des mesures précises, il peut être difficile de localiser les déformations et

ceci peut avoir un effet nuisible sur les caractéristi-

ques de conduite de l'automobile. Il est possible de com-

penser les déformations peu importantes du châssis à l'ai-

de des moyens de réglage incorporés au bloc avant. Il n'est cependant, en aucune circonstance, acceptable de "déplacer" les emplacements de fixation de la suspension du bloc avant, par exemple en élargissant les trous de

passage des boulons.

Le brevet suédois nO 71 03780-8 décrit un dis-

positif pour contrôler si une automobile a conservé les dimensions correctes du modèle d'automobile en cause, par exemple, après une collision. L'automobile est soulevée

dans un dispositif, tel qu'un gabarit ou un banc de re-

dressement. Les points d'une automobile qui sont utilisés pour contrôler les mesures du châssis sont les trous de fixation et les trous de montage pour les boulons et les joints boulonnés sous l'automobile. Pour pouvoir définir ces points de mesure, on utilise des dispositifs appelés dispositifs de point de mesure qui sont attachés à tous

les points de contrôle utiles du châssis d'automobile.

Dans chaque dispositif de point de mesure est suspendue une règle qui est munie d'une échelle millimétrique et d'un curseur qui peut être prépositionné à une hauteur nominale. En lisant le point o un faisceau lumineux

frappe les règles, il est possible de déterminer direc-

tement les écarts en hauteur du châssis. Des marques en

couleurs réfléchissantes permettent de contrôler facile-

ment la position du faisceau lumineux sur les règles à

une distance de plusieurs mètres.

La lumière provient d'un laser qui émet un faisceau de lumière rouge pratiquement parallèle le long d'une poutre longitudinale. Le faisceau lumineux frappe un dispositif déviateur dans lequel il est divisé en deux faisceaux perpendiculaires entre eux. Un faisceau lumineux

poursuit son trajet le long de la poutre longitudinale pré-

citée tandis que l'autre s'écarte à angle droit de ladite poutre. Lorsque le dispositif déviateur, qui est mobile,

est déplacé le long de la poutre longitudinale, le fais-

ceau de lumière perpendiculaire est également déplacé le long de la poutre et frappe les règles les unes après les autres. La distance entre les règles peut alors être lue directement sur un ruban de mesure du type enroulable qui

est monté sur la poutre longitudinale.

De cette manière, on mesure toutes les dimen-

sions longitudinales et verticales du châssis de l'auto-

mobile. Pour mesurer les dimensions transversales on dé-

place l'élément déviateur jusqu'à l'extrémité terminale de la poutre longitudinale. L'élément déviateur émet alors un faisceau lumineux le long de la poutre transversale suivant laquelle les mesures sont effectuées de la même

manière que dans le cas de la poutre longitudinale.

Si l'automobile a besoin d'être redressée, l'o-

3 2481444

pérateur place le dispositif déviateur sur les poutres res-

pectives successivement dans les positions dans lesquelles, selon les données relatives au modèle d'automobile en cause, il doit être placé pour que le faisceau lumineux frappe normalement les règles. Si, dans une position quel- conque, le faisceau lumineux ne frappe pas alors la règle

en cause, on procède au redressement de l'automobile jus-

qu'à ce que ceci se produise.

Selon les brevets cités ci-dessus, on effectue ainsi la mesure en fixant mécaniquement au trajet de mesure,

à la position de départ du déplacement, un dispositif in-

dicateur mobile le long du trajet de mesure. On fixe le ruban de mesure enroulable au dispositif indicateur et on lit la mesure au niveau du dispositif déviateur. L'un des inconvénients de cette construction est que le ruban de

mesure doit être fixé à un galet, une poulie ou analogue.

En outre, le ruban de mesure peut s'user ou s'allonger avec

le temps. Un autre inconvénient réside en ce que le ru-

ban de mesure ne permet pas un enregistrement électronique.

Cet inconvénient est évité selon la présente in-

vention qui a pour objet un appareil pour contrôler la pré-

cision des dimensions et/ou pour mesurer les dimensions d'ob-

jets volumineux, tels que des carrosseries d'automobile ou analogues, l'objet comportant des points de contrôle, tels que des têtes de boulon, des tiges de-mesure suspendues ou

analogues, cet appareil comportant une poutre de mesure mon-

tée à côté de l'objet et au moins un dispositif de transmis-

sion mobile le long de la poutre de mesure et qui émet un étroit faisceau lumineux à un certain angle par rapport à la poutre, cet appareil étant notamment caractérisé en ce que la position du dispositif de transmission le long de la poutre ou la distance entre un point de référence sur la poutre et le dispositif de transmission peuvent être lues automatiquement au moyen d'un dispositif de lecture, en ce que l'information relative à la position du dispositif de transmission sur la poutre ou à son déplacement le long de la poutre est traitée de façon à être mise en mémoire dans une unité de calcul équipée de mémoires et en ce qu'avant une opération de mesure, les mesures d'un objet

de référence ont été introduites ou peuvent être intro-

duites dans les mémoires, l'unité de calcul étant agencée

de façon à calculer, après achèvement d'une ou de plu-

sieurs opérations de mesure, au début d'une série de me-

sures relativement à au moins un point de contrôle, la position de l'objet à mesurer par rapport à la poutre de mesure et les positions dans l'espace o d'autres points de contrôle devraient se trouver ainsi que la position sur la poutre de mesure et le réglage angulaire par rapport à

la poutre de mesure que doivent avoir le ou les disposi-

tifs de transmission pour que leur faisceau lumineux frap-

pe d'autres points de contrôle et à indiquer optiquement

ou acoustiquement pour chaque point de contrôle une va-

leur prévue en fonction des positions et réglages calculés du ou des dispositifs de transmission en vue de l'exécution

effective du déplacement et du réglage de ce ou ces der-

niers.

En utilisant un lecteur électronique, non seule-

ment on peut obtenir des indications plus fiables sans usure mécanique après une certaine période de temps mais,

en outre, les valeurs mesurées peuvent être transmises é-

lectroniquement à une unité de traitement centrale ou ana-

logue. Il est également possible de munir chaque dispo-

sitif déviateur d'une unité de traitement séparée qui calcule les données pour les mesures et les présente sur un dispositif d'affichage visuel, tel qu'un cadran de lecture

ou analogue prévu sur le dispositif déviateur.

Il est également possible de transmettre les données numériquement à une unité de traitement centrale, telle qu'un microordinateur ou un miniordinateur muni d'un clavier. Dans ce cas, les données relatives à l'objet qui est mesuré peuvent être présentées sur un dispositif

de visualisation et/ou sur une imprimante ainsi que les é-

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carts par rapport aux valeurs normales pour l'objet en

cause. Si les dispositifs déviateurs sont, en outre, mu-

nis de moteurs d'entraînement, un opérateur peut effec-

tuer la totalité des opérations de mesure en se tenant debout ou assis devant le clavier. La lecture électronique peut être effectuée de

différentes manières. La lecture du déplacement d'un dis-

positif déviateur le long de la poutre peut être effectuée au moyen d'informations enregistrées magnétiquement sur un

ruban d'acier disposé le long de la poutre. Il est égale-

ment possible d'enregistrer les informations directement sur la poutre. On peut utiliser à cette fin des marques optiques formées sur la poutre et comportant des zones noires et blanches alternées en combinaison avec plusieurs

diodes d'analyse pour obtenir un haut pouvoir séparateur.

Les dispositifs déviateurs peuvent être munis de roues d'engrenage et une lecture électronique ou électro-optique

de la rotation de ladite roue d'engrenage peut être effec-

tuée soit directement soit à l'aide d'un disque codeur. Il

est également entièrement possible de combiner un ou plu-

sieurs de ces procédés. On obtient une indication de dis-

tance particulièrement précise et fiable en utilisant des informations magnétiques disposées le long de la poutre en

combinaison avec des marques optiques disposées à des dis-

tances relativement grandes les unes des autres, par exem-

ple à une distance de 10 cm les unes des autres. Ces mar-

ques optiques sont utilisées pour la mise à jour du comp-

teur qui compte chaque marque magnétique franchie par un

dispositif déviateur.

La lecture électronique de la distance entre le dispositif de transmission X qui, de préférence, comporte un dispositif à prisme ou un agencement de miroirs, et un

point de référence sur la poutre, qui peut être par exem-

ple le laser dont la lumière émise est déviée par le dis-

positif de transmission, peut être également effectuée de manières différentes de celles ci-dessus décrites. 'Selon un procédé, la distance peut être mesurée au moyen d'une mesure acoustique par émission d'ultrasons vers un plan acoustique. On peut alors munir le point de référence ou

le dispositif de transmission du plan acoustique et l'au-

tre élément du télémètre. Il est également possible d'u- tiliser le faisceau laser déjà existant pour effectuer la

mesure de la distance, et, dans ce cas, le procédé de me-

sure dit mesure de distance interférométrique est le plus approprié. Il est également possible d'utiliser pour la

mesure de distance un ruban ou fil enroulable ou une rou-

lette qui roule le long de la poutre et dont les indica-

tions sont lues. Une caractéristique essentielle de l'in-

vention est que la mesure de distance est convertie en

signaux électriques et que ces signaux sont traités.

Chaque unité de traitement, qu'elle soit montée dans un dispositif de déviation séparé ou dans une unité centrale, peut être munie d'une mémoire dans laquelle un opérateur peut, avant d'effectuer une mesure d'un objet à mesurer, tel qu'une automobile, introduire les données de

référence pour le modèle d'automobile en cause. Cette mé-

moire peut être organisée de telle sorte que les coordon-

nées, dans un système de coordonnées tel qu'un système de coordonnées cartésiennes ayant des coordonnées x, y et z,

des points de mesure qui présentent une importance criti-

que pour la mesure de l'objet, y sont enregistrées. Les mesures de la longueur et de la largeur de l'objet en cause sont également introduites dans la mémoire, par exemple par l'opérateur qui appuie à cette fin sur une touche lorsque le réglage correct est atteint. La mesure est présentée

en coordonnées x, y et z et comparée aux valeurs de réfé-

rence d'entrée. Les écarts sont présentés sur un "indica-

teur d'écarts"visuel qui indique, par exemple, la valeur

nominale, la valeur réelle, et la valeur de la différence.

L'introduction des valeurs de référence dans la

mémoire peut être effectuée, par exemple, au moyen de car-

tes magnétiques, du type utilisé dans les ordinateurs pro-

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grammables, au moyen de bandes perforées, au moyen d'un lecteur de code optique etc... Si une unité de traitement centrale est utilisée, les données peuvent être également introduites au moyen d'un clavier, au moyen d'une bande en cassette, au moyen d'un disque souple, etc....0

Lorsqu'on utilise une unité centrale, cette der-

nière est raccordée d'une manière appropriée au trajet de mesure (la poutre) par l'intermédiaire d'un câble souple ou d'un cordon électrique aux fins de la transmission des

données mais il est également entièrement possible d'utili-

ser une transmission acoustique ou optique. La transmis-

sion optique s'effectue de préférence avec une lumière infrarouge pour que la transmission ne soit pas entravée

par la lumière qui éclaire les locaux dans lesquels la me-

sure est effectuée. L'unité centrale est munie d'un cla-

vier au moyen duquel l'opérateur peut commander les opéra-

tions de mesure. Si les dispositifs déviateurs sont munis de moteurs électriques et de moyens électroniques pour le

réglage angulaire dans les directions horizontale et ver-

ticale, un opérateur peut commander la totalité des opéra-

tions de mesure en se tenant devant le clavier. Un avanta-

ge résultant de l'emploi d'une unité centrale est que le dispositif de déviation est moins compliqué qu'il suffit de le munir d'indicateurs de mouvement et de transmetteurs pour transmettre les informations, c'est-àdire s'il n'est

pas nécessaire de le munir d'une unité de calcul.

Dans la construction décrite dans le brevet sué-

dois n0 71 03780-8, deux poutres de mesure sont utilisées, l'une pour effectuer les mesures dans la direction y et

l'autre pour effectuer les mesures dans la direction x.

L'invention est applicable d'une manière plus particuliè-

rement appropriée à cette construction. Cependant, on peut

également effectuer une mesure d'un objet à mesurer en u-

tilisant uniquement un trajet de mesure rectiligne. Dans

ce cas, on peut utiliser un ou plusieurs dispositifs dé-

viateurs et un ou plusieurs angles de déviation par rapport

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au trajet de mesure. Si un changement de réglage peut être effectué entre une déviation perpendiculaire et une

déviation a un angle de 450 par rapport au faisceau lu-

mineux orienté suivant la longueur de la poutre de mesure, on peut obtenir à la fois la distance dans la direction x

et la distance dans la direction y de l'objet qui est me-

suré avec le même dispositif déviateur. Si l'on utilise deux dispositifs déviateurs, la lumière peut être déviée simultanément vers le même point de mesure par les deux

dispositifs et la lumière est modulée à une même fréquen-

ce dans des positions de phase différentes par les deux dispositifs, cette fréquence et cette différence de phase étant telles qu'un point d'incidence est interprété par l'oeil comme une lumière clignotante s'il n'est frappé que par le faisceau lumineux provenant d'un seul dispositif déviateur mais comme une lumière fixe s'il est frappé par

les faisceaux lumineux provenant d'au moins deux disposi-

tifs. Grâce à ce moyen, on peut obtenir un alignement très

précis avec un point de mesure suivant au moins deux direc-

tions différentes.,-Un opérateur peut facilement effectuer

le réglage debout ou assis devant un clavier si les dispo-

sitifs déviateurs sont équipés de moteurs qui peuvent être commandés à partir de ce clavier. Il est, naturellement, également possible d'utiliser cette caractéristique même

dans le cas de dispositifs déviateurs qui sont déplacés ma-

nuellement le long du trajet de mesure par un opérateur, cas dans lequel chaque disposition déviateur est muni de

sa propre unité de calcul.

Les dispositifs déviateurs peuvent également a-

voir un angle de déviation réglable et, dans ce cas, un mi-

roir incorporé au dispositif peut être déplacé en rotation et la rotation peut être indiquée par la lecture d'une vis micrométrique, d'une manière en soi connue, par exemple au moyen d'un disque codeur, d'un transformateur différentiel,

d'un synchrotransmetteur, ou analogue.

Les informations susceptibles d'être obtenues,

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telles que le déplacement suivant un trajet de mesure, la rotation du miroir et les données de base relatives à la position linéaire du dispositif et à la position angulaire du miroir sont suffisantes pour calculer la distance et la largeur entre les points de mesure de l'objet qui est me- suré. En particulier, si les dispositifs déviateurs séparés sont munis d'unités de calcul, ils peuvent être, en outre, équipés de moyens générateurs d'informations acoustiques de telle sorte que, par exemple, on entend un signal sonore lorsque la valeur de point de consigne a été

atteinte à l'intérieur d'un niveau de tolérance prédéter-

miné. Le signal sonore peut être également un signal pul-

sé ou modulé en fréquence afin d'indiquer l'écart par rap-

port à la valeur de point de consigne d'une manière plus graduelle.

On donnera ci-après une description plus détail-

lée de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels

La figure 1 représente un premier mode de réa-

lisation de l'appareil selon l'invention;

La figure 2 représente un second mode de réa-

lisation de l'appareil selon l'invention; et La figure 3 représente un mode de réalisation utilisable pour déterminer le déplacement le long de la poutre.

Sur la figure 1, on a représenté un premier mo-

de de réalisation d'un instrument pour contrôler les mesu-

res et donner une indication de dimensions correctes dans

le cas o les mesures d'une automobile sont correctes.

L'automobile 1 est soulevée à l'aide d'un dispositif de levage (non représenté). Des règles 2 à 7 sont fixées à des points de mesure appropriés au-dessous de l'automobile

1. Ces points de mesure sont situés à différents emplace-

ments pour différents modèles d'automobile. Les points de mesure et les dimensions concernant un véhicule de série de

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chaque modèle d'automobile sont spécifiés dans des regis-

tres de mesure spéciaux.

Deux poutres 8 et 9 disposées transversalement l'une à l'autre sont disposées obliquement au-dessous de l'automobile soulevée et à une hauteur de travail appro- priée pour l'opérateur qui doit effectuer le contrôle des mesures. La poutre longitudinale 8 est disposée parallèle

à l'axe longitudinale de l'automobile. Une source lumi-

neuse 10 est disposée à poste fixe à une extrémité de la

poutre 8. La caractéristique importante en ce qui concer-

ne la source lumineuse est qu'elle doit être capable d'é-

mettre un étroit faisceau de lumière collimatée d'une in-

tensité suffisante pour frapper l'une des règles d'une manière clairement lisible par l'opérateur de l'endroit o il se tient à côté de la poutre. Un laser du type He-Ne

répond à ces conditions.

On a représenté, montés sur la poutre 8, deux

dispositifs déviateurs 12, 13 qui servent à dévier la lu-

mière émise par le laser à angle droit par rapport à la poutre. Le dispositif 12 peut être déplacé le long de la

poutre 8 tandis que le dispositif 13 est monté fixe à l'ex-

trémité de la poutre 8 qui est contiguë à la poutre 9.

Le dispositif 12 projette à la fois un faisceau lumineux dévié et un faisceau lumineux en ligne droite. Le dispositif 13 dévie le faisceau lumineux se propageant le long de la poutre 8 de sorte qu'il se propage ensuite le

long de la poutre 9 et est dévié vers le même point d'in-

cidence sur la règle de mesure 2 que le faisceau lumineux

dévié par le dispositif 12.

Il est également possible, conformément à l'in-

vention, de n'utiliser qu'un dispositif de déviation 12 sur la poutre 8 et d'effectuer des mesures de l'automobile dans les directions x et y séparément en deux étapes différentes, auquel cas, au cours de la mesure dans la direction y, on

place le dispositif déviateur 12 dans la position repré-

sentée comme occupée par le dispositif 13.

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Conformément à l'invention, le trajet de dépla-

cement, c-'est-à-dire la poutre 8 et la-poutre 9, est muni de marques détectables électroniquement sur la totalité

de sa longueur, marques qui sont utilisables pour la me-

sure, et les dispositifs déviateurs mobiles sont munis de détecteurs pour détecter les marques. Ces marques et ces

détecteurs peuvent être de divers types qui sont déjà con-

nus en tant que tels. Par exemple, on peut signaler que la

poutre peut être munie suivant sa longueur d'un ruban d'a-

cier portant des informations enregistrées magnétiquement, auquel cas les dispositifs déviateurs sont munis chacun d'une tête de détection pour capter les informations. Le

ruban d'acier peut éventuellement être supprimé et la pou-

tre elle-même peut, alors, porter les informations enre-

gistrées. Il est également possible de munir la poutre de

marques optiques ayant des zones blanches et noires alter-

nées ayant, par exemple, une longueur d'un centimètre et de munir les dispositifs déviateurs d'une-série de diodes

d'analyse, par exemple au nombre de dix, pour l'interpola-

tion des millimètres. Les dispositifs d'analyse peuvent également comporter des roues d'engrenage coopérant avec des moyens de lecture électro-optique, soit directement,

soit par l'intermédiaire d'un disque codeur. On peut éga-

lement utiliser des combinaisons de ces dispositifs indica-

teurs.

Une signalisation appropriée peut être produite au moyen d'informations enregistrées magnétiquement le long

de la poutre et de marques optiques placées à des inter-

valles relativement grands, par exemple tous les dix centi-

mètres, constituées, par exemple, par des diodes électrolu-

minescentes bien occultées dont la lumière est détectée par

des détecteurs de lumière bien occultés, tels que des pho-

todiodes. Grâce à ces moyens, le dispositif indicateur

peut être mis à jour à des intervalles espacés et une in-

dication supplémentaire peut être obtenue signalant que les

marques magnétiques ont été correctement signalées.

*il

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Les marques détectées sont avantageusement transmises sous la forme d'impulsions qui sont appliquées à un compteur progressif-régressif, c'est-à-dire à un compteur qui compte en progressant lorsque le dispositif déviateur est déplacé dans un sens et qui compte à re-

bours lorsqu'il est déplacé dans l'autre sens. L'indica-

tion du sens dans lequel le dispositif est déplacé est effectuée, d'une manière en soi connue, par exemple au moyen d'un détecteur supplémentaire décalé par rapport au

détecteur ordinaire afin de détecter les marques par exem-

ple avec un déphasage d'un quart de longueur d'onde par

rapport au détecteur ordinaire.

La mesure de distance peut également être ef-

fectuée entre un dispositif de transmission (prisme) et un point de référence (laser), par exemple au moyen d'une mesure de distance acoustique à l'aide d'ultrasons émis

vers un plan acoustique ou au moyen d'une mesure de dis-

tance interférométrique suivant laquelle la distance est lue au moyen du faisceau laser déjà existant, ou au moyen d'un ruban ou d'un fil enroulable ou de roues qui roulent

le long de la poutre et dont les indications sont lues.

On a représenté sur la figure 1 un opérateur qui se tient devant le dispositif déviateur 12. Dans une main, il tient une carte magnétique 16 qui doit être introduite dans une ouverture 17 (voir le dispositif 14 qui est d'une construction identique à celle du dispositif

12). Sur la carte magnétique sont enregistrées des infor-

mations relatives aux données de référence pour le modèle d'automobile qui doit être mesuré. Le dispositif 12 ou 14, est muni de trois cadrans indicateurs, le cadran 18 indiquant la distance nominale, le cadran 19 indiquant la distance mesurée et le cadran 20 indiquant l'écart entre la

distance nominale et la distance effectivement mesurée.

L'opérateur commence la mesure en s'assurant que le faisceau lumineux 21 dévié par le dispositif 12 passe

par les points de repère des deux règles arrière 2 et 3.

Le trajet de déplacement, c'est-à-dire la poutre 8, est ainsi parallèle à l'axe longitudinal de l'automobile. En

utilisant une touche (non représentée) prévue sur le dis-

positif 12, l'opérateur marque que cette position est la position de départ pour le déplacement du dispositif le

long du trajet. La distance le long de la poutre de la-

quelle le dispositif s'est déplacé pour que le faisceau

lumineux dévié frappe les règles 4 et 5 est maintenant in-

diquée sur le cadran 18. L'opérateur déplace le dispo-

sitif 12 et, lorsqu'il voit que le faisceau luminetux frap-

pe l'une ou l'atrre des règles 4 et 5, il l'indique en appuyant sua une autre touche (non représentée) prévue sur le dispositif 12o Les cadrans 19 et 20 indiquent respect tivement la distance réelle et l'écart entre la distance

nominale et la distance réelle.

Le dispositif 12 peut être également muni d'un indicateur acoustique qui émet un signal sonore lorsque la valeur de point de consigne est obtenue à l'intérieur d'un certain niveau de tolérance donné. Ce signal peut être pulsé ou modulé en fréquence afin d'indiquer l'écart par rapport à la valeur de point de consigne d'une manière

plus progressive. Par exemple, le signal peut être d'au-

tant plus aigu que le dispositif est placé proche de la valeur de point de consigne. Cette caractéristique est particulièrement appropriée dans les cas ou l'automobile

qui est mesurée doit être redressée de façon à se confor-

mer à certaines dimensions données. L'opérateur déplace alors le dispositif 12 jusqu'à ce qu'il entende le signal

acoustique et il ajuste ensuite avec précision le dispo-

sitif dans laquelle le son est le plus aigu. Si le fais-

ceau lumineux ne passe pas alors par les deux règles aux points d'incidence préréglés, l'automobile est redressée

jusqu'à ce qu'il le fasse.

Après avoir effectué l'opération de mesure sur les règles 4 et 5, l'opérateur appuie sur une touche (non représentée) pour marquer que la distance jusqu'aux règles 6 et 7 est maintenant mesurée et la mesure est effectuée pour ces règles d'une manière analogue à celle utilisée

pour les règles 4 et 5. D'une manière semblable, on effectue des mesu-

res dans la direction y en déplaçant le dispositif déviateur

14 le long de la poutre 9. En particulier, lorsqu'on re-

dresse une automobile, il est avantageux de noter simulta-

nément les distances dans les directions x et y pour le

même point de mesure. Pour obtenir ce résultat, le dis-

positif 12 est construit de telle sorte qu'il émet à la fois un faisceau lumineux dévié en direction de la règle et un faisceau lumineux le long de la poutre dans la même direction que le faisceau lumineux incident. Le faisceau lumineux qui se déplace le long de la poutre est dévié de

façon à se propager le long de la poutre 9 par le dispo-

sitif déviateur fixe 13 situé au point d'intersection des poutres 8 et 9 et il est ensuite dévié par le dispositif déviateur 14 vers l'une des règles 2, 3 qui est frappée par le faisceau lumineux dévié par le dispositif 12. Sur la

figure, on a montré le faisceau lumineux émis par le dis-

positif 14 comme frappant la règle 2.

On peut obtenir l'un et l'autre des deux fais-

ceaux émis par le dispositif 12 en plaçant un miroir semi-

transparent dans le trajet du faisceau émis par la source de lumière 10 de sorte qu'on obtient ainsi deux faisceaux

lumineux fixes ayant approximativement la même intensité.

On obtient, cependant, un avantage très important si, au lieu de cela, les deux faisceaux lumineux émis sont modulés à une fréquence qui a pour effet que la lumière qui frappe

un point d'incidence parait clignoter pour un observateur.

Une fréquence appropriée peut être comprise entre 3 et 13

Hz. Les deux faisceaux lumineux modulés émis par le dis-

positif 12 doivent être déphasés l'un par rapport à l'au-

tre avec un déphasage tel qu'un point d'incidence qui est frappé par les deux faisceaux lumineux apparaît comme une lumière fixe. Avantageusement, la modulation des deux

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faisceaux lumineux peut être en opposition de phase. On

peut effectuer la modulation d'une manière-simple en pla-

çant à l'intérieur du dispositif 12, dans le trajet lu-

mineux de la source lumineuse un miroir 10, qui est formé par un cristal liquide du type qui est réfléchissant lorsqu'une tension supérieure à une valeur donnée lui est appliquée et transparent lorsqu'une tension inférieure à

cette valeur lui est appliquée. Le miroir à cristal liqui-

de est excité pa'r une tension qui varie périodiquement en-

tre ces valeurs à la fréquence de modulation. Un autre procédé utilisable pour effectuer la modulation consiste à placer un élément polarisant 11 devant la source lumineuse

et à polariser la lumière alternativement dans deux direc-

tions perpendiculaires entre elles. Ce polarisateur peut

être une cellule de Pockel excitée par une tension alter-

native, un disque tournant muni de feuilles transparentes

polarisantes "Polaroids"' dont les polarisations sont al-

ternativement croisées, feuilles polarisantes qui sont dis-

posées en un anneau qui coupe le trajet du faisceau0 Un miroir placé dans le trajet du faisceau lumineux incident émis par la source lumineuse est alors un miroir polarisé, avantageusement à l'aide d'un revêtement dichroIque, miroir

qui réfléchit la lumière polarisée dans une première direc-

tion et laisse passer la lumière polarisée dans une direc-

tion perpendiculaire à la première direction. Le change-

ment de polarisation de la lumière émise par la source lu-

mineuse 10 s'effectue à la fréquence précitée qui est avan-

tageusement comprise entre 3 et 13 Hz.

La figure 2 représente un second mode de réali-

sation d'un instrument selon l'invention dans lequel une

unique poutre est placée à coté de l'automobile qui doit ê-

tre contrôlée. Une source lumineuse 18 et, éventuellement, un dispositif modulateur 19 sont disposés à poste fixe à

une extrémité de la poutre 17.

On a représenté, montés sur la poutre, deux dis-

positifs déviateurs 20 et 21, dont chadun dévie un faisceau lumineux émanant de la source dans le plan horizontal, dans des directions différentes entre elles de sorte que la règle 2 est frappée à partir de deux directions. La

position du point d'incidence dans un système de coor-

données orientées suivant les faisceaux est déterminée

de manière non ambiguë par la position le long de la pou-

tre des deux dispositifs déviateurs 20 et 21 et par les deux angles entre le faisceau lumineux dévié par chacun

des dispositifs déviateurs et l'intervalle qui les sépare.

Sur la figure, les faisceaux lumineux déviés ont été re-

présentés comme étant orientés dans un plan horizontal et comme frappant un point de la règle situé dans ce plan mais il est, en général, possible, au lieu de suspendre des règles aux points de mesure sur le véhicule, de dévier également les faisceaux lumineux au moyen des dispositifs déviateurs dans le plan vertical de façon qu'ils frappent directement les différents points de mesure. On doit

observer que cette caractéristique est, naturellement, éga-

lement applicable dans le mode de réalisation représenté

sur la figure 1.

Dans le mode de réalisation représenté sur la

figure 2, les dispositifs déviateurs sont munis de détec-

teurs pour détecter les marques portées par la poutre et de moyens de transmission pour transmettre à une unité de traitement central 22 les informations détectées relatives

à la distance de déplacement. Sur la figure, on a repré-

senté cette transmission comme étant effectuée au moyen d'un câble entre la poutre et l'unité centrale mais cette transmission peut être également effectuée sans fil par exemple au moyen d'une transmission acoustique ou d'une

transmission en lumière infrarouge modulée.

Les informations relatives au modèle d'automo-

bile en cause peuvent être introduites, avant exécution d'une mesure, dans les mémoires de l'unité centrale 22 d'une manière connue dans la technique antérieure, par

exemple au moyen d'une carte magnétique, d'une bande per-

forée, d'un enregistreur sur bande en cassette, d'un disque souple, etc... Les deux dispositifs déviateurs 20

et 21 peuvent être déplacés manuellement par l'opéra-

teur, comme indiqué dans le cas du mode de réalisation selon la figure 1, auquel cas l'unité centrale est net- tement plus petite que le mode de réalisation représenté

sur la figure et peut 8tre facilement portée par l'opé-

rateuro Elle peut9 par exemple, avoir les mêmes dimen-

sions qu.unxe calculatrice de poche. Dans les cadrans de lecture de cette unité centrale sont affichées9 pour le dispositif déviateur avec lequel l'opérateur travaille au moment en cause, la distance nominale9 la distance effective et la différence entre ces valeurs9 de la même manière et pour les mêmes opérations de travail que dans le mode de réalisation selon la figure 1. On doit faire remarquer que le dispositif déviateur 20 peut produire une

diéviation de 90 et que son déplacement le long de la pou-

tre indique la distance dans la direction x (suivant l'axe

longitudinal de l'au:tomobile) entre les règles. Le dis-

positif déviateur 21 produit une déviation autre que 90 et la distance dans la direction y entre les règles ayant la même coordonnée x9 comme ceci est le cas pour chaque paire de règles 29 3 ou 49 5 ou 69 7 est donnée par la

distance de déplacement le long de la poutre du disposi-

tif 21 entre les points ou son faisceau frappe chacune des

règles de la paire, divisée par la tangente de l'angle for-

mé entre la poutre et le faisceau lumineuxc dévié. Si cet angle est de 45 0 la distance de déplacement est égale à cette distance dans la direction yo Il est, cependant, également possible d'équiper

les dispositifs de déviation 20 et 21 de moteurs d'entraî-

nement qui peuvent être commandés et, dans un tel cas, l'o-

pérateur peut effectuer la totalité de l'opération de me-

sure en se tenant debout ou assis devant l'unité de mesure,

comme représenté sur la figure. Il est possible de per-

mettre à l'unité centrale de guider automatiquement les

18 2481444

moteurs d'entraînement jusqu'à des positions de réglage

appropriées le long de la poutre selon les données d'en-

trée relatives au modèle d'automobile en cause.

Lorsqu'on redresse une automobile, on poursuit le travail de redressement jusqu'à ce que le faisceau de

lumière dévié frappe correctement chacune des règles.

Lorsqu'une automobile doit seulement être mesurée, ou bien

les dispositifs déviateurs peuvent être déplacés automati-

quement jusqu'à des positions le long de la poutre qui sont appropriées pour le modèle d'automobile en cause et déplacés ensuite par l'opérateur au moyen d'une commande

effectuée à l'aide de touches du clavier jusqu'à une po-

sition dans laquelle un faisceau de lumière dévié frappe effectivement un point d'incidence, ou bien l'opérateur

peut déplacer le dispositif déviateur à partir de la po-

sition de départ en appuyant sur les touches appropriées

du clavier de l'unité centrale 22.

Comme dans le mode de réalisation selon la figure 1, c'est la distance entre différentes positions

le long de la poutre de chacun des dispositifs dévia-

teurs qui présente de l'importance. L'opérateur marque avec une touche spéciale ou avec un code spécial que la position du dispositif constitue la position de départ

pour une mesure.

Il n'est pas nécessaire que les déviations produites par les dispositifs déviateurs respectifs 20

et 21 soient fixes mais, au contraire, la position an-

gulaire de la déviation peut être également réglable, soit de manière continue, soit par paliers, ce résultant

étant obtenu en faisant tourner l'un des miroirs incorpo-

rés au dispositif. Dans les dispositifs déviateurs, il est avantageux d'effectuer la déviation à l'aide de deux surfaces réfléchissantes qui font entre elles un angle

fixé, d'une manière analogue à celle des surfaces réflé-

chissantes d'un prisme pentagonal et de régler l'angle en-

tre ces miroirs. Ceci assure une insensibilité à la rota-

tion accidentelle du dispositif déviateur proprement dit par rapport à la poutre. La rotation d'un des miroirs peut être lue sur une vis micrométrique mais elle peut également être obtenue en raccordant le miroir à un synchrotransmetteur, auquel cas la rotation du miroir

peut être commandée à distance à partir de l'unité cen-

trale.

Dans la description qui précède, on a admis

que la déviation était effectuée dans un unique plan, avantageusement le pl-an horizontal, et que le faisceau lumineux dévié frappait des points d'incidence préétablis

sur des règles suspendues à des points de mesure spéciaux.

Du fait que les dispositifs déviateurs ou l'unité centrale

ont été équipés d'unités de calcul, il n'y a aucun incon-

vénient susceptible d'entraver le travail, à dévier égale-

ment le faisceau lumineux dans la direction verticale de façon qu'il frappe directement les points de mesure, étant

donné que chaque unité de calcul peut être facilement pro-

grammée pour calculer, sur la base des angles réglés, éga-

lement la hauteur du point de mesure au-dessus du plan ho-

rizontal. Les dispositifs déviateurs peuvent être munis de moyens d'entraînement en rotation et d'un transducteur

d'angle vertical, par exemple du type accéléromètre à pen-

dule, pour le réglage en hauteur et l'indication de l'an-

gle dans un plan vertical du faisceau lumineux dévié. Lors-

que deux miroirs placés d'une manière analogue aux surfaces réfléchissantes d'un prisme pentagonal sont utilisés pour produire la déviation, il convient de placer ces moyens de réglage en hauteur et ces moyens indicateurs de hauteur de telle sorte que la bissectrice de l'angle formé entre les

surfaces réfléchissantes soit inclinée, avantageusement au-

tour d'un point de rotation situé sur l'axe optique du faisceau lumineux incident. L'unité de calcul-effectue le calcul géométrique de l'angle de pente de la bissectrice et également de l'angle de déviation dans le plan horizontal qui se produit par suite du réglage en.hauteur du faisceau lumineux. Une autre variante utilisable pour le réglage en hauteur du faisceau lumineux consiste à-assurer, par exemple au moyen d'un niveau ou d'un transducteur d'angle servocommande aux positions zéro, que ladite bissectrice de l'angle formé entre les surfaces réfléchissantes est maintenue horizontale et à dévier le faisceau lumineux,

qui est alors dévié dans le plan horizontal par les mi-

roirs, dans la direction verticale à l'aide de moyens dé-

viateurs rotatifs, tels qu'un miroir ou analogue, placés

dans le trajet du faisceau.

On a représenté schématiquement sur la figure 3, sous forme d'un schémabloc, un mode de réalisation du dispositif électrique utilisé pour l'agencement selon

l'invention. Une source lumineuse 30 est disposée à pos-

te fixe à une extrémité d'une poutre. La caractéristique importante de la source lumineuse est qu'elle doit être capable d'émettre un étroit faisceau lumineux collimaté de

façon que son incidence sur l'une des règles soit claire-

ment visible pour l'opérateur de l'emplacement o il se tient à côté de la poutre. Un laser du type He-Ne répond à ces conditions. Un dispositif peut éventuellement être

placé devant la source lumineuse pour effectuer la modula-

tion de la lumière. Ce dispositif est représenté ici com-

me comprenant un disque rotatif 31 qui est entraîné par un moteur d'entraînement 32 et est muni d'un anneau 33 dans lequel alternent des feuilles polarisantes "Polaroids"

ayant des polarisations alternativement croisées.

Deux dispositifs déviateurs sont montés sur la poutre. Tous deux comportent des miroirs disposés d'une manière analogue aux surfaces réfléchissantes d'un prisme pentagonal. Le dispositif 34 doit provoquer la déviation perpendiculaire du rayonnement émis par le laser 30 et, de ce fait, l'angle que font entre eux les miroirs 36, 37, est de 45 . Le dispositif 35 doit provoquer une déviation suivant un angle aigu du rayonnement émis par le laser 30 et si cette déviation est de 450, l'angle Q que font entre e eux les miroirs 38, 39 est de 67,5 . En disposant les

miroirs 38, 39 dans les dispositifs d'une manière analo-

gue aux surfaces réfléchissantes d'un prisme pentagonal, on obtient une insensibilité à la rotation du dispositif sur la poutre. Si9 dans ce cas, le miroir 37 est un miroir polarisée par exemple a l'aide d'un revêtement dichroique,

miroir cqui réfléchit la lumière polarisée dans une direc-

tion et qui permet à la lumière polarisée dans une autre direction de le traverser9 le rayonnement est réfléchi pendant la moitié de la révolution du disque: rotatif 31 et est transmis à lVautre dispositif déviateur pendant 1'autre moitié de cette révolutiono Comme mentionné cil dessus, on peut utiliser9 à la place du dispositif 31-33 et d lum miroir polarisé 37, un miroir à cristal liquide, auquel cas une tension alternative du type pulsé est appli: quce entre ses électrodeso

Le dispositif déviateur 34 comporte un indica-

teur 40 et le dispositif déviateur 35 comporte un indica=

teur 41 pour lire les marques 42 inscrites sur la poutre.

Chacaul des indicateurs 40 et 41 comporte un compteur pro-

gressifréeressi, connecté à une unité de traitement de doines 43 qui lit les réglages des compteurs à des points spécifiques dans le temps0 Une mémoire 44 est connectée à l'unité 43. Avant la mesure, des informations relatives

à l'objet à mesurer peuvent être introduites dans la mé-

moire au moyen d'une unité d'entrée de données. Les don-

nées relatives à l'objet réel sont présentées sur un dis-

positif de visualisation 45 et un dispositif de signalisa-

tion sonore 46 peut être agencé de la manière précédemment décrite. En utilisant le clavier 47, l'opérateur indique quelles sont les fonctions qui doivent être affichées à

l'instant en cause. Les éléments 43-48 peuvent naturelle-

ment être disposés séparément dans chaque dispositif dévia-

teur comme décrit en se référant à la figure I au lieu d'8-

tre contenus dans une unité centrale commune aux deux dis-

positifs 34 et 35.

Dans le cas o les dispositifs 34 et 35 doi-

vent être commandés à partir d'une unité centrale, comme décrit en se référant à la figure 2, les données sont fournies à une unité de commande 48, laquelle fournit des

informations de commande aux moteurs d'entrainement res-

pectifs 49 et 50 contenus dans les dispositifs déviateurs 34 et 35 afin de provoquer le déplacement de ces derniers

jusqu'aux emplacements prévus le long de la poutre, con-

formément aux données introduites dans la mémoire 44 lors du commencement de la mesure. L'unité de commande 48

peut également assurer le réglage de l'angle que font en-

tre eux les miroirs dans le but de modifier l'angle de dé-

viation au moyen de la commande d'un dispositif de modifi-

cation de réglage 51 ou 52 prévu respectivement dans le

dispositif 34 et dans le dispositif 35. Des moyens indi-

cateurs de niveau horizontal 53 et, respectivement, 54

sont disposés pour détecter l'écart par rapport à la po-

sition horizontale de la bissectrice de l'angle formés par les miroirs de chacmun des dispositifs déviateurs. Les dispositifs peuvent être munis de moyens de réglage qui font tourner automatiquement les dispositifs 34 et 35 de telle sorte que le dispositif 53 et, respectivement,

le dispositif 54 soient toujours dans la position horizon-

tale et un alignement en hauteur éventuel du faisceau lu-

mineux peut être effectué avec un type courant quelconque

de dispositif d'analyse réglable (non représenté) ou, éga-

lement, le réglage dans la direction verticale peut être effectué par la rotation des moyens 53 et, respectivement, 54 jusqu'à des inclinaisons particulières calculées par l'unité de traitement de données. Les moyens utilisés peuvent être, par exemple, des accéléromètres à pendule

du type décrit dans le brevet suédois n 78 06294-0.

L'unité de traitement de données 43 calcule de

la manière appropriée les coordonnées des points de con-

trôle dans un système de coordonnées dont l'origine est un de ces points, et défini par rapport à la poutre au moyne de mesures par rapport à des points de référence établis au début de la mesure. Lorsqu'une unité de traitement centrale est utilisée, cette unité peut, après achèvement d'une série de mesures, calculer des données spéciales relatives à l'objet qui est mesuré, telles que les mesures de diagonales, et ou déterminer si les points de mesure se trouvent, dans l'intervalle de tolérances prédéterminées, sur une courbe spécifique ou analogue introduite dans la mémoire de l'unité de traitement avant le commencement de la mesure et, sur la base de ces critères, indiquer sur le cadran indicateur

si l'objet mesuré est ou non accepté.

Diverses modifications peuvent être réalisées sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, il n'est pas nécessaire que les dispositifs 12, 14, 20, 21 soient des dispositifs qui dévient un faisceau lumineux projeté le long de la poutre mais chaque dispositif peut être muni de sa propre source lumineuse qui peut projeter son faisceau dans différentes positions angulaires par

rapport à la poutre.

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Claims

REVENDICATIONS

1) Un appareil pour contrôler la précision des

dimensions ou pour mesurer les dimensions d'objets volu-

mineux (1), tels que des carrosseries d'automobile ou analogues, l'objet comportant des points de contrôle,

tels que des têtes de boulon, des tiges de mesure sus-

pendues (2-7) ou analogues, cet appareil comportant une poutre de mesure montée à côté de l'objet et au moins un dispositif de transmission (12, 14; 20, 21) mobile le long de la poutre de mesure et qui émet un étroit faisceau lumineux à un certain angle par rapport à la poutre (8, 9; 17); cet appareil étant caractérisé en ce que la position du dispositif de transmission (12, 14; , 21) le long de la poutre ou la distance entre un point de référence sur la poutre et le dispositif de transmission peuvent être lues automatiquement au moyen d'un dispositif

de lecture; en ce que l'information relative à la posi-

tion du dispositif de transmission sur la poutre ou à son

déplacement le long de la poutre est traitée de façon à ê-

tre mise en mémoire dans une unité de calcul (12, 14; 22; 43-48) équipée de mémoires (44); et en ce qu'avant une opération de mesure, les mesures d'un objet de référence ont été introduites ou peuvent être introduites dans les

mémoires, l'unité de calcul étant agencée de façon à cal-

culer, après échèvement d'une ou de plusieurs opérations de mesure, au début d'une série de mesures relativement à au moins un point de contrôle, la position de l'objet à mesurer par rapport à la poutre de mesure et les positions dans l'espace o d'autres points de contrôle devraient se trouver, ainsi que la position sur la poutre de mesure et le réglage angulaire par rapport à la poutre de mesure que doivent avoir le ou les dispositifs de transmission pour

que leur faisceau lumineux frappe d'autres points de con-

tiôle, et à indiquer optiquement ou acoustiquement pour chaque point de contrôle une valeur prévue en fonction des positions et réglages calculés du ou des dispositifs de

transmission en vue de l'exécution effective du déplace-

ment et du réglage de ce ou ces derniers.

2) Un appareil selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les écarts de tolérance des positions des points de contrôle du modèle de série sont mis en mémoire ou peuvent être mis en mémoire dans la mémoire de l'unité de calcul et en ce qu'une indication est produite telle

que, par exemple, une indication sonore, dès qu'un dis-

positif de transmission est situé à l'intérieur de l'in-

tervalle de tolérance, signalant que le faisceau lumineux

devrait frapper un point de contrôle.

3) Un appareil selon l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que le dispositif ou les dispo-

sitifs de transmission émettent leur faisceau lumineux dans un plan, en ce que les dimensions de l'objet qui constitue l'objet de référence sont indiquées dans un système de coordonnées à deux dimensions dans ce plan et en ce que l'unité de calcul compare, dans le système à deux dimensions, les données relatives à l'objet qui est mesuré aux données relatives à l'objet de référence et indique les écarts par rapport à des valeurs de point de consigne pertinentes, les points de mesure de l'objet étant alors munis de tiges de mesure (2-7) qui comportent des

points de contrôle qui sont frappés par les faisceaux lu-

mineux projetés par les dispositifs de transmission.

4) Un appareil selon l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que le faisceau lumineux émis par

l'unité de transmission peut être orienté dans deux dimen-

sions par rapport au trajet de déplacement et en ce que l'unité de calcul effectue des calculs et des comparaisons sur les données tridimensionnelles mesurées et mises en

mémoire-et indique sur le dispositif d'affichage, ou a-

coustiquement, si les positions des points de contrôle se

trouvent à l'intérieur de limites de tolérance prédétermi-

nées.

) Un appareil selon l'une des revendications 1 à

4, caractérisé en ce que chaque dispositif de transmission est muni de sa propre unité de calcul et d'un dispositif

de visualisation correspondant.

6) Un appareil selon l'une des revendications 1 à

4, caractérisé en ce que les dispositifs de transmission coopèrent avec une unité de calcul commune à tous les dispositifs de transmission.

7) Un appareil selon l'une des revendications 1 à

6, caractérisé en ce que l'unité de calcul, après achève-

ment d'une série de mesures relatives à plusieurs points de mesure, effectue des calculs spéciaux sur la base des positions calculées des points de contrôle, tels que le calcul des mesures de diagonales ou la forme d'une courbe

obtenue par le report sur un graphique des points de con-

trôle et en ce que l'unité de calcul, sur la base des cal-

culs spéciaux, indique si l'objet doit ou non être accepté.