FR2570502A1 - Installation pour le controle ultrasonore de pieces, et dispositif pour balayer une surface de la piece a controler - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE EN PARTICULIER UNE INSTALLATION POUR LE CONTROLE ULTRASONORE DE LA STRUCTURE DE DIFFERENTS TYPES DE PIECES, DE FORMES ET DE DIMENSIONS TRES DIVERSES. CETTE INSTALLATION COMPORTE UN DISPOSITIF 2 POUR BALAYER L'UNE AU MOINS DES SURFACES DE LA PIECE A CONTROLER 1 AVEC UN EMETTEUR-RECEPTEUR D'ULTRASONS, DES MOYENS 19, 20 POUR VISUALISER ETOU IMPRIMER UNE REPRESENTATION, RV OU RI, DE LA PIECE CONTROLEE 1, ET DES MOYENS 5, 9 POUR MARQUER LES DEFAUTS STRUCTURELS DECELES PAR 2, A L'INTERIEUR DE RV ETOU DE RI, PAR DES SIGNES CONVENTIONNELS P, DONT LES POSITIONS CORRESPONDENT A CELLES DES DEFAUTS. L'INVENTION EST APPLICABLE EN PARTICULIER AU CONTROLE DE PIECES DE VEHICULES AERIENS, REALISEES PAR COLLAGE OU DE STRUCTURE COMPOSITE.
Description
La présente invention concerne essentiellement une installation pour le contrôle ultrasonore de la structure de différents types de pièces, de formes et de dimensions très diverses, notamment de pièces de véhicules aériens, réalisées par collage ou de structure composite.
De nombreux composants des véhicules aériens modernes, notamment des avions modernes, tels que des ailerons, des élevons, des gouvernes diverses ... etc sont assemblés par collage; d'autres pièces ont une structure dite "monolithique composite, C'est le cas notamment des pièces constituées par une structure en nid d'abeilles sur laquelle est collée une couche de métal ou de carbone.
On connatt déjà des installations du type indiqué précédemment, qui fonctionnent par réflexion d'ondes ultrasonores, de caractéristiques approprieess par les défauts internes de la pièce contr3lée. Les installations connues de ce type comportent des moyens pour balayer l'une au moins des surfaces de la pièce à contrôler avec au moins un émetteur-récepteur d'ultra- sons, appliqué sur ladite surface, et des moyens pour signaler l'existence d'un défaut structurel lorsque l'émetteur-récepteur se trouve à son niveau.
Parmi ces installations de contrôle connues, on distingue les deux types suivants
Dans un premier type dtinstallation, l'émetteurrécepteur est déplaçable manuellement sur la pièce à contrôler, avec interposition d'un film capillaire d'un liquide approprié, tel que de l'eau, de l'huile, destiné à faciliter la pénétration des ultra-sons dans la pie ce.
Dans un premier type dtinstallation, l'émetteurrécepteur est déplaçable manuellement sur la pièce à contrôler, avec interposition d'un film capillaire d'un liquide approprié, tel que de l'eau, de l'huile, destiné à faciliter la pénétration des ultra-sons dans la pie ce.
les échos reçus en provenance de l'intérieur de la pièce contrôlée sont généralement visualisés sur l'écran d'un tube à faisceau cathodique, par exemple d'un simple oscilloscope de laboratoire, ces échos se présentant par exemple comme des impulsions verticales qui apparaissent lorsque ltémetteur récepteur est placé manuel lement au-dessus d'un défaut interne de la pièce contrôle. Pour tracer une carte des défauts de la pièce, ou d'une zone de la pièce, l'opérateur doit donc repérer lui-même les positions de l'émetteur-récepteur sur la pièce, pour chacune desquelles un échoc d'amplitude plus ou moins grande apparat sur 11 écran de visualisation.
On comprend qu'il s'agit d'une méthode de contrôle, qui a certes l'avantage de ne nécessiter qu'une installation sommaire et peu coûteuse, mais qui est pénible à mettre en oeuvre par l'opérateur, si bien que la fiabilité des résultats qu'elle permet d'obtenir est sujette à caution; de même, la reproductibilité des résultats obtenus manuellement est faible.Comme le film capillaire,précédemment mentionné, est défini de façon imprécise, il peut également en résulter des erreurs dans la détection des défauts D'autre part, comme la détermination éventuelle d'un défaut n'est possible que lorsque l'émetteur-récepteur est immobilisé par rapport à la pièce contrôlée, des déterminations successives doivent avoir lieu en un réseau de points de la surface de la pièce contrôle, dont le "pas", de préférence constant, doit être choisi en rapport avec la distance moyenne des défauts dans la pièce, de façon à laisser échapper le moins possible de défauts.
Dans le cas des installations à balayage manuel, c'est l'opérateur qui fixe lui-mEme le "pas" de balayage, ce qui procure l'avantage de permettre d'adapter ce "pas" à la complexité de la pièce contrôlée.
Dans les installations de contrôle du second type connu, des moyens sont prévus pour faire balayer automatiquement la surface de la pièce à contrôler par ltémetteur-récepteur d'ultra-sons. La pièce contr8lée étant alors immergée localement ou totalement dans un liquide approprié, la transmission des ultra-sons à ladite pièce est très bonne. les résultats du contrôle d'une pièce peuvent être mis en mémoire. Ils peuvent aussi être interprétés automatiquement, ce qui rend le con trolle de la pièce,fiable et reproductible.En contrepartie, les installations de ce genre sont complexes et comateuses, et manquent cependant souvent de la souplesse nécessaire au contrôle d différents types de pièces de formes et de dimensions très diverses.
L'installation pour le contrôle ultrasonore selon la présente invention est du type indiqué initiale- ment, c'est-à-dire qu'elle comporte des moyens pour balayer - manuellement ou automatiquement - l'une au moins des surfaces de la pièce è contrôler avec au moins un émetteur-récepteur d'ultra-sons, appliqué sur ladite surface, et des moyens pour signaler l'existence d9un défaut structurel lorsque l'émetteur-récepteur se trouve à son niveau.Elle ne présente cependant pas les défauts des installations à balayage manuel, ni ceux des instal- lations automatiques, si bien qu'elle permet d'obtenir des performances supérieures à celles de ces deux types connus d'installation de contrôle.
L'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invgention est du type qui vient d'être indiqué, et elle est caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens de visualisation et/on d'impression d'une représentation de la pièce contrôlée, notamment de sa surface balayée, et des moyens pour marquer les défauts signalés, à l'intérieurieur de ladite représentation de la pièce, par des signes conventionnels, dont les positions respectives correspondent à celles des défauts.
Sur les installations antérieurement connues, du type à balayage manuel, l'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention offre les avantages de permettre la cartographie automatique des défauts de la pièce contrôlée, de permettre un contrôle très fiable et reproductible,et susceptible autre mis en mémoire, notamment sous la forme d'une représentation imprimée de la pièce contrôlées notamment de sa surface balayée, représentation imprimée à l'intérieur de laquelle les défauts détectés sont eux-mêmes imprimés par des signes conventionnels, dont les positions respectives correspondent à celles des défauts.Sur les installations antérieurement connues, du type entièrement automatique, l'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention offre 11 avantage de présenter une complexité et un coft moins élevés, tout en présentant pratiquement les mêmes avantages en ce qui concerne Il interprétation automatique des résultats du contrôle, leur fiabilité et leur reproductibilité, ainsi que la possibilité de les mettre en mémoire. L'installation de contré ultrasonore selon la présente invention offre er. outre une très grande souplesse d'utilisation, la possibilité d'adapter le "pas" de balayage à chaque type de pièce et de le mettre en mémoire, tout en permettant une réduction du temps de contrôle.
Dans une forme de réalisation préférée de l'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention, celle-ci comporte en outre un ordinateur, une mémoire renfermant les formes et les dimensions des différents types de pièces ou zones de pièces à contrôler, des moyens pour lire dans ladite mémoire la forme et les dimensions de la piece ou de la zone à contrôler effectivement, et les transmettre à l'ordinateur, des moyens pour capter la position de l'émetteur-récepteur sur la pièce à contrôler et la transmettre à l'ordinateur, et au moins un inter-face, inséré entre, d'une part, des sorties appropriées de l'ordinateur, et, d'autre part, un appareil de vlsualisation, en particulier à écran, et/ou une imprimante graphique, et/ou une table traçante.
Grace aux inter-faces appropriés qu'elle comporte, l'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention peut être gérée par un ordinateur numérique, de type universel ce qui élimine la nécessité d'un ordinateur spécialisé, correspondant à un investissement et à des frais de fonctionnement plus importants, puisque l'ordinateur universel peut être utilisé à d'autres tAches, notamment lorsque l'installation de contrôle ultrasonore n'est pas en service.La mise en mémoire des formes et des dimensions des différents types de pièces à contrôler, ou des différentes zones d'une même pièce à contrôler, facilite considérablement les opérations de contrôle lorsque, comme c'est le cas dans les fabrications aéronautiques, il est nécessaire de contrôler des pièces de différents types, par exemple des ailerons, des élevons, des gouvernes .. este, chacune produite en petit nombre.En effet,chaque fois qu'une ou plusieurs pièces d'un type déterminé, par exemple un aileron de formes et dimensions déterminées, doit autre contrôlé, il suffit d'appeler dans la mémoire les formes et les dimensions de ce type de pièce pour que l'ordinateur commande l'affichage et/ou l'impression d'une représenta- tion, à une échelle appropriée, de ladite pièce à contrôler, cette représentation servant ensuite de cadre pour la visualisation et/ou la cartographie des défauts de la pièce ou de la zone de pièce contrôlée.
Selon une autre caractéristique de cette forme de réalisation préférée de l'invention, la mémoire peut renfermer également les valeurs des paramètres réglables de 'l'émetteur-récepteur, correspondant respec vivement aux différents types de pièces, de manière que les paramètres dudit émetteur-récepteur puissent etre réglés automatiquement, par l'ordinateur, aux valeurs qu'il a été prélever dans la mémoire, pour le type de pièce à contrôler, ce qui décharge l'opérateur des opérations manuelles de réglage de l'émetteur-récepteur
L'émetteur-récepteur d'ultra-sons dont est pourvue l'installation de contrôle selon la présente in- vention, peut être du type connu, déplaçable manuellement sur la pièce à contrôler; dans ce cas, les moyens pour capterla position de l'émetteur-récepteur sur la surface de la pièce à contrôler peuvent comprendre au moins une source d'ondes sonores on électromagnétiques, par exemple un éclateur électriques ainsi que des détecteurs d'ondes, placés en des points déterminés à l'extérieur du pourtour de la pièce à contrôler, par exemple suivant deux rangées9 transversales l'une à l'autre, de détecteurs équidistants, par exemple de microphones, disposés de façon équidistante, suivant deux rangées transversales. Cette forme de réalisa tion de l'invention présente un rapport particulièrement favorable de son coût à ses performances.
L'émetteur-récepteur d'ultra-sons dont est pourvue l'installation de contrôle selon la présente in- vention, peut être du type connu, déplaçable manuellement sur la pièce à contrôler; dans ce cas, les moyens pour capterla position de l'émetteur-récepteur sur la surface de la pièce à contrôler peuvent comprendre au moins une source d'ondes sonores on électromagnétiques, par exemple un éclateur électriques ainsi que des détecteurs d'ondes, placés en des points déterminés à l'extérieur du pourtour de la pièce à contrôler, par exemple suivant deux rangées9 transversales l'une à l'autre, de détecteurs équidistants, par exemple de microphones, disposés de façon équidistante, suivant deux rangées transversales. Cette forme de réalisa tion de l'invention présente un rapport particulièrement favorable de son coût à ses performances.
Dans le cas par exemple d'une installation de contrôle selon la présente invention, du type qui vient d'être indique, c'est-à-dire à balayage manuel, la mémoire peut renfermer également les directions et les amplitudes des "pas" de balayage manuel discontinu de la pièce, qui correspondent respectivement aux différents types de pièces; des moyens peuvent être en outre prévus pour marquer les pas de balayage de la pièce à contrôler effectivement, par des points à l'intérieur de
la représentation visualisée de ladite pièce, et pour, à chaque "pas de balayage de la pièce, effacer le point marqué sur la représentation dans la zone correspondant à celle atteinte par ltémetteur-récepteur. Cette forme de réalisation est particulièrement avantageuse, dans la mesure où le balayage manuel de la pièce par l'opérateur est considérablement facilité, puisque celui-ci n'a plus qu'à amener l'émetteur-récepteur mobile,successivement au niveau des différentes zones de la pièce,marquées par des points sur la visualisation de ladite pièce et, éventuellement, à déclencher successivement l'enregistrement des échos reçus pour chacune desdites positions de l'émetteur-récepteur, de façon à effacer successivement les différents points correspondants, qui sont visualisés à l'intérieur de la représentation de la pièce contrôlée.
la représentation visualisée de ladite pièce, et pour, à chaque "pas de balayage de la pièce, effacer le point marqué sur la représentation dans la zone correspondant à celle atteinte par ltémetteur-récepteur. Cette forme de réalisation est particulièrement avantageuse, dans la mesure où le balayage manuel de la pièce par l'opérateur est considérablement facilité, puisque celui-ci n'a plus qu'à amener l'émetteur-récepteur mobile,successivement au niveau des différentes zones de la pièce,marquées par des points sur la visualisation de ladite pièce et, éventuellement, à déclencher successivement l'enregistrement des échos reçus pour chacune desdites positions de l'émetteur-récepteur, de façon à effacer successivement les différents points correspondants, qui sont visualisés à l'intérieur de la représentation de la pièce contrôlée.
Dans une autre forme de réalisation de 1 'inven- tion, l'émetteur-récepteur est monté de façon à pouvoir être déplacé automatiquement sur la pièce à contrôler; par exemple il est fixé en-dessous du chariot d'un pont roulant, dont les extrémités du portique sont guidées par des rails fixes, et disposées transversalement audit portique, de part à d'autre de la pièce à contrôler, et des moyens sont prévus pour capter la position du portique sur les rails et celle du chariot sur le portique, et les transmettre à l'ordinateur.Dans ce cas, de préférence, l'émetteur-récepteur est réuni au chariot du pont roulant par au moins un bras, comportant au moins trois axes d'articulation, de préférence perpendiculaires les uns aux autre Cette forme de réalisation9 entièrement automatique, de l'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention9 décharge 1 opé- rateur pratiquement en totalité, son -= rôle étant seulement de surveiller la bonne exécution du déroulement du programme de contrôle9 et éventuellement de l'interrom- pre en cas de perturbationse
-La présente invention concerne également un dispositif pour balayer une surface d'une pièce à contrôler avec au moins un émetteur récepteur d'ultra-sons, par exemple pour une installation de contrôle selon la présente invention, de l'un des types précédemment définis.Le dispositif de balayage selon la présente invention est caractérisé en ce que l' l'émetteur-récepteur est monté sur un chariot9 pouvant se déplacer sur la surface de la pièce à contrôler à l'aide de patins ou d'au moins deux, et de préférence trois ou quatre9 organes de roulement0 Des moyens peuvent être prévus pour entretenir un film capillaire d'un liquide approprié entre la face active de l'émetteur-récepteur et la surface de la piece à contrôler; de préférence9 des moyens sont prévus pour régler avec précision la distance de la face active de l'émetteur-récepteur à la surface de la pièce à contrôler, de manière à définir avec précision les conditions de transmission des ultra-sons à la pièce,
Dans une variante du dispositif selon la présente invention des moyens sont prévus pour entretenir une colonne de liquide approprié entre la face active de l'émetteur-récepteur et une membrane perméable9 et un film capillaire de liquide entre la membrane et la surface de la pièce à contrôler.
-La présente invention concerne également un dispositif pour balayer une surface d'une pièce à contrôler avec au moins un émetteur récepteur d'ultra-sons, par exemple pour une installation de contrôle selon la présente invention, de l'un des types précédemment définis.Le dispositif de balayage selon la présente invention est caractérisé en ce que l' l'émetteur-récepteur est monté sur un chariot9 pouvant se déplacer sur la surface de la pièce à contrôler à l'aide de patins ou d'au moins deux, et de préférence trois ou quatre9 organes de roulement0 Des moyens peuvent être prévus pour entretenir un film capillaire d'un liquide approprié entre la face active de l'émetteur-récepteur et la surface de la piece à contrôler; de préférence9 des moyens sont prévus pour régler avec précision la distance de la face active de l'émetteur-récepteur à la surface de la pièce à contrôler, de manière à définir avec précision les conditions de transmission des ultra-sons à la pièce,
Dans une variante du dispositif selon la présente invention des moyens sont prévus pour entretenir une colonne de liquide approprié entre la face active de l'émetteur-récepteur et une membrane perméable9 et un film capillaire de liquide entre la membrane et la surface de la pièce à contrôler.
Le dispositif de balayage selon la présente invention peut être également adapté pour contrôler une arete d'une pièce; cette forme de réalisation de l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte deux sabots, munis éventuellement d'organes pour rouler sur les deux surfaces de la pièce, contiguës à l'arête à contrôler, et plusieurs émetteurs-récepteurs1 répartis entre les deux sabots) transversalement à 1'arête à contrôler;; des moyens sont en outre prévus pour déplacer le dispositif le long ae 1'arête de la pièce, par glissement ou roulement de ses sabots sur lesdites sur- faces de la pièce. L'avantage de cette forme de réalisation du dispositif de balayage selon la présente invention, et de l'installation de contrôle ultrasonore qui en est pourvue, est de permettre le contrôle d'une arête d'une pièce par un unique mouvement unidirectionnel le long de l'artte, dont cependant les différentes génératrices sont contrôlées simultanément par les différents émetteurs-récepteurs que comporte le dispositif.Avec les dispositifs antérieurs pour le contrôle ultrasonore de 1'arête d'une pièce, il était nécessaire de déplacer successivement l'émetteur-récepteur unique le long de plusieurs génératrices de ladite arête, de façon à déterminer successivement les défauts pouvant exister respectivement au niveau desdites génératrices.
 titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé, plusieurs formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est le bloc-diagramme d'une première forme de réalisation de l'installation pour le contrôle ultrasonore selon la présente invention.
La figure 2 est une vue en perspective des principaux composants d'une seconde forme de réalisation de l'installation selon la présente invention.
La figure 3 est une vue en perspective du bras articulé qui, dans la forme de réalisation de la figure 2, réunit 1' émetteur-récepteur d'ultra-sons au chariot du pont roulant.
La figure 4 illustre, sous la forme d'une fiche obtenue à l'aide de l'imprimante graphique dont est pourvue l'installation selon la présente invention, la cartographie des défauts d'une pièce contrôlée dans ladite installation, ainsi que la cartographie des différents points de la pièce qui ont été contrôlés.
les figures 5 et 6 sont respectivement une vue en élévation et une vue en plan d'un dispositif selon la présente invention, pour balayer une surface d'une pièce à contrôler avec au moins un émetteur-récepteur d'ultra-sons.
les figures 7 et 8 sont des vues en coupe9 par un plan axial, du dispositif de balayage des figures 5 et 6, et d'une variante de ce dispositif, respective ment,
La figure 9 est une vue,en élévation et en coupe partielle,dXune autre forme d'un dispositif selon la pré- sente invention5 permettant le contrôle, par un balayage unique, d'une arete d'une pièce0
La forme de réalisation d'une installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention qni est illustrée schématiquement sur la figure î9comoorte tout d'abord une table - non représentée - sur laquelle repose la pièce 1 à contrôler; il s'agit par exemple d'une gouverne d'avion, de structure composite, dont il s agit de déterminer les défauts internes de structurez Sur la surface supérieure de cette pièce, on peut déplacer ma- nuellement un émetteur-récepteur d'ultra-sons, 29 d'un type connu, fonctionnant suivant le principe de la réflexion des ondes ultra-sonores par les défauts internes de structure et la transformation de ces échos ultrasonores en signaux électriques correspondants. Il existe un grand nombre d'émetteums-récepteurs d'ultra-sons de ce type, dont les caractéristiques particulières peuvent d'ailleurs différer de l'un à l'autre, mais qui sont tous utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention; le ou les transducteurs de signaux électriques en ultra-sons9 et inversement, peuvent tre regroupés dans un dispositif selon la présente invention du type qui est illustré sur les figures 5 à 8; par contre, les circuits électro niques correspondants, pour la production des signaux électriques d'émission, la réception et le traitement des signaux électriques de réflexion, sont regroupes dans une unité 2a, qui est reliée à l'émetteur- récepteur d'ultra-sons 2 par un câble à conducteurs mul- tiples,3, dont au moins la partie la plus proche de l'émetteur-récepteur mobile, 2, est souple.
La figure 9 est une vue,en élévation et en coupe partielle,dXune autre forme d'un dispositif selon la pré- sente invention5 permettant le contrôle, par un balayage unique, d'une arete d'une pièce0
La forme de réalisation d'une installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention qni est illustrée schématiquement sur la figure î9comoorte tout d'abord une table - non représentée - sur laquelle repose la pièce 1 à contrôler; il s'agit par exemple d'une gouverne d'avion, de structure composite, dont il s agit de déterminer les défauts internes de structurez Sur la surface supérieure de cette pièce, on peut déplacer ma- nuellement un émetteur-récepteur d'ultra-sons, 29 d'un type connu, fonctionnant suivant le principe de la réflexion des ondes ultra-sonores par les défauts internes de structure et la transformation de ces échos ultrasonores en signaux électriques correspondants. Il existe un grand nombre d'émetteums-récepteurs d'ultra-sons de ce type, dont les caractéristiques particulières peuvent d'ailleurs différer de l'un à l'autre, mais qui sont tous utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention; le ou les transducteurs de signaux électriques en ultra-sons9 et inversement, peuvent tre regroupés dans un dispositif selon la présente invention du type qui est illustré sur les figures 5 à 8; par contre, les circuits électro niques correspondants, pour la production des signaux électriques d'émission, la réception et le traitement des signaux électriques de réflexion, sont regroupes dans une unité 2a, qui est reliée à l'émetteur- récepteur d'ultra-sons 2 par un câble à conducteurs mul- tiples,3, dont au moins la partie la plus proche de l'émetteur-récepteur mobile, 2, est souple.
Dans cette première forme de réalisation de l'invention, des moyens pour capter la position de 1' émetteur-récepteur 2 sur la surfàce supérieure de la pièce à contrôler 1,comprennent, de façon connue en soi, les éléments suivants : un éclateur électrique - non représenté en détail, mais dssun type connu - est fixé à l'émetteur-récepteur mobile, 2, de façon à titre alimenté électriquement par certains des conducteurs d'un câble 4, à multiples conducteurs et partiellement souple, à partir d'une unité électronique de recopie de la position de ltémetteur-récepteur 2 sur la pièce 1, qui a été désigné par 5. les ondes sonores produites par les étincelles engendrées par éclateur mentionné sont captées, selon la position de l'émetteur-récepteur 2 sur la pièce 1, par certains des microphones - non représentés en détail- qui sont platées en des points déterminés à l'extérieur du pourtour de la pièce 1, suivant deux rangées, transversales l'une à l'autre; par exemple, les microphones de chaque rangée sont montés à des distances égales les uns des autres dans un boîtier, 6a ou 6b, extérieur à la pièce 1 et de préférence parallèle à l'un de ses bords ou arêtes, la ou lb. L'éclateur pourrait d'ailleurs être remplacé par une source quelconque d'ondes sonores, ou par une source d'ondes électromagnétiques, par exemple de rayonnement lumineux, visible ou non; dans ce dernier cas, les microphones devraient être remplacés par des détecteurs d'ondes électromagnétiques, adaptés à leur longueur d'onde, par exemple des cellules photoélectriques.
Les coordonnées correspondant à la position instantanée de l'émetteur-récepteur 2 sur la pièce 1, qui peuvent être déduites par exemple de ceux des microphones des boitiers 6a et 6b qui reçoivent les ondes sonores produites par l'éclateur, sont transmises, sous la forme de signaux électriques appropriés, à l'unité 5 déjà mentionnée, par un câble à conducteursmultiples7; les différents circuits d'une unité susceptible de remplir les fonctions de l'unité 5 sont bien connus, si bien qu'il n'est pas nécessaire de les décrire en détail; des signaux électriques correspondant aux coordonnées instan- tanées de l'émetteur-récepteur 2 sont ensuite transmis, par un câble à conducteurs multiples 89 à un ordinateur numérique universel 99 soit de façon continue 9 ou, tout an moins9 à chaque "pas" du balayage de la pièce 1 par l'émetteur-récepteur 2 comme on le précisera ultérieurement9 soit à la demande de l'ordinateur 99 selon la pro- grammation. Bien entendus il peut être nécessaire de prévoir un inter-face approprié, ainsi éventuellement qu'un convertisseur analogique - numérique entre les accès de l'unité 5 et ceux de l'ordinateur 9 qui sont réunis respectivement par les différents conducteurs du câble 89 de façon à adapter l'un à l'autre les modes de fonctionnement respectifs des unités 5 et 9 De De même, un câble à conducteurs multiples 109 relie certains des accès de l'unité électronique 2a associée à l'émetteur- récepteur d'ultra-sons, 2, à des accès correspondants de l'ordinateur 99 éventuellement par l'intermédiaire d'un inter-face 11.
D'autres accès de l'ordinateur 9 sont reliés par un câble 12 à une mémoire 13, notamment à une mémoire de masse, dans laquelle peuvent être enregistrées en permanence les formes et les dimensions des pièces à contrôler, par exemple des gouvernes, ou bien seulement des zones de ces pièces qui sont à contrôler9 les valeurs des paramètres réglables de l'émetteur-récepteur 2-2a (par exemple la fréquence et l'intensité des ondes ultra-sonores émises, leur taux d'impulsions si elles sont émises sous la forme d'impulsions périodiques, etc), ainsi éventuellement que les valeurs d'autres paramètres réglables de l'installation.Dans un cas partie lier, cette forme de réalisation de l'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention peut être aménagée de telle sorte que le balayage manuel de la surface supérieure de la pièce 1 puisse avoir lieu de façon discontinue, ou encore "pas à pas"; dans ce cas, par exemple, ---- opérateur, ayant d'sabord posé l'émetteurrécepteur mobile, 2, par exemple près du eoin 1A de la pièce à contrôler 1, le déplace ensuite successivement, parallèlement à son arête la, à chaque fois d1une distance, ou "pas" de balayage, choisie suffisamment petite pour éviter que des défauts internes rapprochés 'échappent au contrôle; chaque fois que l'émetteur-récepteur 2 est immobilisé dans l'une des positions successives qui viennent d'être indiquées, il y a déclenchement, automatique' ou contrôlé par l'opérateur, de la transmission des échos reçus à l'unité électronique 2a; après avoir ainsi balayé pas à pas la zone de la pièce 1 la plus proche de son arete la, l'opérateur déplace 1'émetteur-récepteur 2, parallèlement à son arête lb, d'un "pas" ,puis du nombre de "pas" nécessaires pour balayer la bande suivante de la surface supérieure de la pièce 1, parallèle à son arête la ... etc, jUsqu 'à ce que toute ladite surface ait été contrôlée pas à pas.Avec ce mode de fonctionnement, il est aussi possible, selon la présente invention, d'inscrire dans la mémoire 13 les directions (par exemple parallèles à llarête la ou à ltarête lb de la pièce 1) et les amplitudes des pas de balayage, dans un but qui sera expliqué ultérieurement.
A l'ordinateur 9, sont associés, de façon connue en soi, des moyens permettant à l'opérateur de dialoguer avec ledit ordinateur, ces moyens comprenant par exemple un clavier 14 et un écran de visualisation 15, dont les circuits de commande sont insérés entre le clavier 14 et des accès correspondants de l'ordinateur 9.Ces moyens de dialogue permettent en particulier à l'opérateur, avant le contrôle d'une pièce déterminée, d'indiquer audit ordinateur le type de cette pièce, afin qu'il puisse interroger la mémoire 13 sur les formes et les dimensions de la pièce qui va etre contrôlée, sur les valeurs de réglage des différents paramètres de l'émetteur-récepteur 2-2a, ainsi éventuellement que sur les directions et les amplitudes des "pas't de balayage de la pièce, qui doivent évidemment être adaptées au type de la pièce, à ses dimensions, et à la distribution statistique probable des défauts internes de sa structure. Bien entendu, l'opérateur peut contrôler sur l'écran 15 non seulement le type de la pièce qu'il a frappé sur le clavier 14, mais aussi les différentes données que l'ordinateur vient d'obtenir de la mémoire 13 pour le type de pièce qui a été frappé.
D'autre part, des câbles 16, 179 18 relient des accès appropriés de l'ordinateur 9 respectivement aux entrées d'un appareil de visualisation, 19, muni d'un écran 19a, de préférence du type permettant la visualisation en plusieurs couleurs, d'une imprimante graphique20 et d'une table traçante 21, de préférence aussi à plusieurs couleurs Tous ces différents appareils sont bien connus dans la technique, de même que ceux précédemment mentionnés, si-bien qu'il n'est pas néces- saire de les décrire en détail, le choix, parmi les différents types d'appareils disponibles pour assurer les mêmes fonctions, dans le commerce, étant évident pour l'homme de l'art, dès l'instant où les fonctions à accomplir par cet appareil dans l'installation selon la présente invention ont été définies avec précision
Il résulte de ce qui précède que, grâce à des circuits électroniques appropriés de l'ordinateur 9 et de l'appareil de visualisation 19, il apparat sur l'écran 19a de ce dernier, dès que l'opérateur a sélectionné le type de la pièce à contrôler sur le clavier 14 une représentation de la pièce sélectionnée, notamment, dans le cas illustré sur la figure 1, un trapèze Rv dont les côtés correspondent respectivement aux aretes la, lb, lc et Id de la pièce à contrôler 1, avec une échelle de réduction déterminée.En même temps, éventuellement, il apparaît, à l'intérieur de cette représentation visuelle, notamment du trapèze RV, un réseau de points équidistants, p, qui correspondent respectivement aux "pas" successifs de balayage qui ont été prévus pour le contrôle de la pièce 1, et dont les directions et les amplitudes ont été précédemment emmagasinées dans la mémoire 13, où ellesont été lues par l'ordinateur 9. L'opérateur peut ensuite procéder au contrale de la pièce 1 par un balayage discontinu, du type précédemment décrit.Après chaque pas de balayage, c'est-à-dire lorsque la partie mobile 2 de l'émetteur-récepteur est appliquée sur une zone de la surface supérieure de la pièce 1, centrée en l'un des points désignés par 2 sur l'écran 19a, il y a, simultanément, extinction du point p correspondant,sur l'écran 19a; les coordonnées instantanées dudit émetteur-récepteur 2, qui ont été transmises à l'ordinateur 9 à partir de l'unité éRectro- nique de recopie 5, servent simultanément à supprimer la visualisation du point correspondant, E, sur l'écran 19a, et à faire imprimer un signe conventionnel P, au point homologue de la représentation, Ri, de la pièce 1, qui a été imprimée par l'imprimante graphique 20 dès l'instant où la représentation correspondante, Rv, a été visualisée sur l'écran 19a de l'appareil 19. En observant l'écran 19a, l'opérateur constate donc, grace à l'extinction du point p correspondant, que l'opération de contrôle de la zone d'application de l'émetteur-récepteur 2 sur la pièce 1 est achevée.Ceci facilite considérablement l'opération manuelle de balayage de la surface supérieure de la pièce par l'opérateur 2. L'opération de contrôle est évidemment terminée lorsque tous les points 2 ont disparu de l'écran 19a. L'opérateur peut alors retirer de l'imprimante 20une fiche de contrôle telle que celle représentée sur la figure 4. Celle-ci présente une première représentation imprimée, Ril, de la pièce contrôlée, à l'intérieur de laquelle les défauts internes détectés ont été représentés conventionnellement par des traits sensiblement horizontaux, dont la longueur est par exemple proportionnelle à la profondeur du défaut, toute autre convention pouvant être envisagée. On voit que la très grande majorité des défauts de la pièce contrôlée se trouve à proximité de son arête la.La re présentation imprimée inférieureg Ri2, correspond sensi blement à celle qui était visible sur écran 19a avant le début de l'opération de contrôle chacun des points p correspondant â un "pas" de balayage Cette dispose -tion facilite la localisation des défauts trouvés par rapport aux arêtes la et lb de la pièce 10 Bien entendu, en plus de ces cartographies, dautres informations pourraient être imprimées sur la fiche de contrôle, notamment les valeurs des paramètres de réglage de l'émetteur-récepteur 2-2a, la valeur du "pas" de balayage, les formes et dimensions de la pièce .. etc Une fiche ou un diagramme analogue peut entre obtenu simultanément avec la table traçante 21, la présentation, notamment le contour de la pièce, d'une part, et les points ou les signes tracés à l'intérieur dudit contour pouvant autre de couleurs différentes.
Il résulte de ce qui précède que, grâce à des circuits électroniques appropriés de l'ordinateur 9 et de l'appareil de visualisation 19, il apparat sur l'écran 19a de ce dernier, dès que l'opérateur a sélectionné le type de la pièce à contrôler sur le clavier 14 une représentation de la pièce sélectionnée, notamment, dans le cas illustré sur la figure 1, un trapèze Rv dont les côtés correspondent respectivement aux aretes la, lb, lc et Id de la pièce à contrôler 1, avec une échelle de réduction déterminée.En même temps, éventuellement, il apparaît, à l'intérieur de cette représentation visuelle, notamment du trapèze RV, un réseau de points équidistants, p, qui correspondent respectivement aux "pas" successifs de balayage qui ont été prévus pour le contrôle de la pièce 1, et dont les directions et les amplitudes ont été précédemment emmagasinées dans la mémoire 13, où ellesont été lues par l'ordinateur 9. L'opérateur peut ensuite procéder au contrale de la pièce 1 par un balayage discontinu, du type précédemment décrit.Après chaque pas de balayage, c'est-à-dire lorsque la partie mobile 2 de l'émetteur-récepteur est appliquée sur une zone de la surface supérieure de la pièce 1, centrée en l'un des points désignés par 2 sur l'écran 19a, il y a, simultanément, extinction du point p correspondant,sur l'écran 19a; les coordonnées instantanées dudit émetteur-récepteur 2, qui ont été transmises à l'ordinateur 9 à partir de l'unité éRectro- nique de recopie 5, servent simultanément à supprimer la visualisation du point correspondant, E, sur l'écran 19a, et à faire imprimer un signe conventionnel P, au point homologue de la représentation, Ri, de la pièce 1, qui a été imprimée par l'imprimante graphique 20 dès l'instant où la représentation correspondante, Rv, a été visualisée sur l'écran 19a de l'appareil 19. En observant l'écran 19a, l'opérateur constate donc, grace à l'extinction du point p correspondant, que l'opération de contrôle de la zone d'application de l'émetteur-récepteur 2 sur la pièce 1 est achevée.Ceci facilite considérablement l'opération manuelle de balayage de la surface supérieure de la pièce par l'opérateur 2. L'opération de contrôle est évidemment terminée lorsque tous les points 2 ont disparu de l'écran 19a. L'opérateur peut alors retirer de l'imprimante 20une fiche de contrôle telle que celle représentée sur la figure 4. Celle-ci présente une première représentation imprimée, Ril, de la pièce contrôlée, à l'intérieur de laquelle les défauts internes détectés ont été représentés conventionnellement par des traits sensiblement horizontaux, dont la longueur est par exemple proportionnelle à la profondeur du défaut, toute autre convention pouvant être envisagée. On voit que la très grande majorité des défauts de la pièce contrôlée se trouve à proximité de son arête la.La re présentation imprimée inférieureg Ri2, correspond sensi blement à celle qui était visible sur écran 19a avant le début de l'opération de contrôle chacun des points p correspondant â un "pas" de balayage Cette dispose -tion facilite la localisation des défauts trouvés par rapport aux arêtes la et lb de la pièce 10 Bien entendu, en plus de ces cartographies, dautres informations pourraient être imprimées sur la fiche de contrôle, notamment les valeurs des paramètres de réglage de l'émetteur-récepteur 2-2a, la valeur du "pas" de balayage, les formes et dimensions de la pièce .. etc Une fiche ou un diagramme analogue peut entre obtenu simultanément avec la table traçante 21, la présentation, notamment le contour de la pièce, d'une part, et les points ou les signes tracés à l'intérieur dudit contour pouvant autre de couleurs différentes.
La forme de réalisation de l'invention qui vient d'être décrite à l'aide de la figure I est susceptible de nombreuses variantes,entrant toutes dans le cadre de l'invention, et dont quelques unes ont déjà été précédemment indiquées. Les résultats de chaque opération de contrôle ultrasonore d'une pièce peuvent être enregistrés par exemple dans la mémoire 13, ou dans une autre mémoire associée à l'ordinateur 9, par exemple une mémoire à disquettes. Cette disposition permettra ultérieurement de faire imprimer une nouvelle fiche de contrôle par l'imprimante 20, ou même, éventuellement, de visualiser les résultats du contrôle sur l'écran 19a de l'appareil 19 (les défauts trouvés y étant cette fois figurés par des signes P, remplaçant certains des points p représentés sur la figure 1). Bien entendu, le réseau de points sur l'écran 19a de la figure 1) pourrait être remplacé par des points de contrôle non équidistants, par exemple plus serrés dans les zones où les risques de défauts sont plus importants ou bien dans les zones où les conséquences des défauts seraient les plus importantes, c'est-à-dire notamment dans les zones de contraintes maximales.Cependant, il n'est pas nécessaire de prédéterminer les points de contrôle; l'opérateur peut déplacer manuellement la partie mobile de ltémetteur- récepteur 2 sur la pièce 1 de façon continue, sans suivre un trajet imposé, mais de façon à balayer au moins les zones de la pièce qui doivent eAtre nécessaire ment contrôlées. a fiche qui est alors fournie par l'imprimante graphique ZO, à la fin de l'opération de contrôle, peut indiquer les points de la pièce où des contrôles ont eu lieu. Au lieu d'être bidimensionnelles comme on l'a indiqué précédemment la représentation visuelle, Rv, etiareprésentation imprimée, Ri, de la pièce à contrôler, pourraient titre, sinon tridimensionnelles, au moins "en perspective", la pièce étant représentée comme si elle était transparente, et les défauts internes étant eux-mêmes visualisés et/ou imprimés dans des positions qui permettent au moins d'apprécier leur profondeur à l'intérieur de la pièce supposée transparente. Bien entendu, dans le cas notamment d'une pièce à contrôler de grande surface, il est possible de la diviser en zones distinctes, dont certaines au moins seront soumises respectivement à des opérations indépendantes de contrôle.La même technique, utilisée au niveau de la programmation de l'ordinateur 9, permet, après avoir déterminé les défauts dans une zone relativement grande de la pièce, éventuellement sur toute la totalité de la pièce, de renouveler le contrôle dans une ou plusieurs zones, de plus en plus étroites,de façon à localiser des défauts concentrés ou de faibles dimensions, par une sorte d'effet de zoom. Dans le même ordre d'idée, il est possible de faire balayer la pièce à contrôler, ou une zone de celle-ci, surtout si elle est de grandes dimensions, par plusieurs émetteurs-récepteurs d'ultrasons, tels que 2, accouplés rigidement entre-eux, par exemple juxtaposés dans un meme boîtier, déplaçable manuellement. Ceci permet évidemment d'accélérer l'opération de contrôle de la pièce ou d'une zone déterminée de celle-ci.Bien entendu, dans ce cas, ltordinateur 9 doit être choisi de façon à pouvoir gérer en temps réel les résultats de plusieurs contrôles simultanés, grâce à une programmation appropriée.
a figure 2 représente partiellement une autre forme de réalisation de l'installation de contrôle ultrasonore selon la présente invention, qui ne diffère essentiellement de la forme de réalisation illustrée sur la figure I ,que par les moyens mis en oeuvre pour assurer le balayage de la pièce à contrôler 1 par l'émetteur- récepteur d'ultrawsons 2 Dans cette forme de réalisation, ces moyens de balayage comprennent un pont roulant9 constitué essentiellement par un portique 22, dont les extrémités sont guidées, par exemple par des galets 23a, 23b, sur des rails parallèles, 24a et 24b, par exemple parallèles à lXarete la de la pièce 1, l'ensemble étant disposé suivant les côtés d'un rectangle fixe, de dimensions suffisantes pour encadrer la plus grande pièce à contrôler. L'émetteur-récepteur 2 est fixé en-dessous du chariot 25 lui-mee mobile entre les extrémités du portique 22.Des moteurs et des transmissions appropriés, bien connus, sont prévus pour assurer les déplacements du portique 22 sur les rails 24a9 24b et du chariot 25 sur le portique 22, de façon à produire un déplacement automatique de l'émetteur-récepteur 2, sur la surface supérieure de la pièce 1, suivant un parcours de balayage, continu ou discontinu, approprié
Avec cette forme de réalisation, la détermination des coordonnées de l'émetteur-récepteur 2 par rapport à la pièce contrôlé 1 est très facile à réaliser puisque ses coordonnées diffèrent au plus de quantités fixes, des coordonnées du portique 22 sur les rails 24a et 24b et du chariot 25 sur le portique 22.De très nombreux moyens connus, mécaniques, électriques, ... etc peuvent autre utilisés pour traduire ces coordonnées en signaux électriques,transmissibles à l'ordinateur de l'installaX tion - qui n'est pas représenté sur la figure 2 avec ou sans l'intermédiaire d'un inter-face et/ou d'un convertisseur analogique-digitale, appropriés.Dans cette forme de réalisation, l'émetteur-récepteur 2 est réuni de préférence au chariot 25 du pont roulant par un bras 26, qui est représenté en perspective, à plus grande échelle, sur la figure 3, et qui comporte trois axes d'articulation, perpendiculaires les uns aux autres, à savoir un axe de basculement al par l'intermédiaire duquel le bras 26 est réuni à un prolongement inférieur du chariot 25 du pont roulant, un axe a2, perpendiculaire à a7, et un axe a3, normal à l'axe a2, sur lequel est monté le support 30 de l'émetteur-récepteur 2 (non représenté sur la figure 3). Gracie à ce bras à triple articulation, la liaison entre l'émetteur-récepteur 2 et le chariot 25 du pont roulant comporte trois degrés de liberté, ce qui permet facilement audit émetteurrécepteur 2 de suivre les courbures, les galbes et autres saillies de la surface supérieure de la pièce contrôlée 1 sans que l'émetteur-récepteur 2 cesse d'être correctement appliqué sur ladite surface supérieure, pour permettre une bonne transmission des ondes ultrasonores à l'intérieur de la pièce 1. Le bras à triple articulation de la figure 3 pourrait évidemment être remplacé par toute autre articulation à la cardan, susceptible d'assurer une liaison à trois degrés de liberté entre l'émetteur-récepteur et le pont roulant.
Avec cette forme de réalisation, la détermination des coordonnées de l'émetteur-récepteur 2 par rapport à la pièce contrôlé 1 est très facile à réaliser puisque ses coordonnées diffèrent au plus de quantités fixes, des coordonnées du portique 22 sur les rails 24a et 24b et du chariot 25 sur le portique 22.De très nombreux moyens connus, mécaniques, électriques, ... etc peuvent autre utilisés pour traduire ces coordonnées en signaux électriques,transmissibles à l'ordinateur de l'installaX tion - qui n'est pas représenté sur la figure 2 avec ou sans l'intermédiaire d'un inter-face et/ou d'un convertisseur analogique-digitale, appropriés.Dans cette forme de réalisation, l'émetteur-récepteur 2 est réuni de préférence au chariot 25 du pont roulant par un bras 26, qui est représenté en perspective, à plus grande échelle, sur la figure 3, et qui comporte trois axes d'articulation, perpendiculaires les uns aux autres, à savoir un axe de basculement al par l'intermédiaire duquel le bras 26 est réuni à un prolongement inférieur du chariot 25 du pont roulant, un axe a2, perpendiculaire à a7, et un axe a3, normal à l'axe a2, sur lequel est monté le support 30 de l'émetteur-récepteur 2 (non représenté sur la figure 3). Gracie à ce bras à triple articulation, la liaison entre l'émetteur-récepteur 2 et le chariot 25 du pont roulant comporte trois degrés de liberté, ce qui permet facilement audit émetteurrécepteur 2 de suivre les courbures, les galbes et autres saillies de la surface supérieure de la pièce contrôlée 1 sans que l'émetteur-récepteur 2 cesse d'être correctement appliqué sur ladite surface supérieure, pour permettre une bonne transmission des ondes ultrasonores à l'intérieur de la pièce 1. Le bras à triple articulation de la figure 3 pourrait évidemment être remplacé par toute autre articulation à la cardan, susceptible d'assurer une liaison à trois degrés de liberté entre l'émetteur-récepteur et le pont roulant.
Bien entendu, les moyens de balayage automatique, illustrés sur la figure 2, sont susceptibles de nombreuses variantes, bien connues; l'émetteurrécepteur d'ultra-sons s pourrait par exemple être porté par la flèche d'une grue, dont le pied serait disposé à l'extérieur de la pièce à contrôler. Avec des dispositifs de balayage automatique tels que ceux qui viennent d'être indiqués, le choix des paramètres du balayage, c'est-à-dire notamment les lignes de balayage, ainsi que le "pas" de balayage dans le cas d'un balayage discontinu, peuvent être choisis avec la même liberté que dans le cas du balayage manuel, précédemment considéré.
Le dispositif de balayage selon la présente invente sur sur les figures 5 à 7,uasa variante, illustrée sur la figure 8, peut être utilisé dans les deux formes de réalisation de l'invention, qui ont été décrites précédemment à l'aide des figures 1 et 2 respec- tivement, à la place de ce qui a été dénommé, dans les descriptions correspondantes, comme 1 "émetteur-récepteur d'ultra-sons 2". Ce dispositif de balayage est caracté- risé par la fait que l'émetteur-récepteur d'ultra-sons - proprement dit - qui a été désigné par 28 sur les figures 5 à 8 -,'est monté sur un chariot, pouvant se déplacer sur la surface de la pièce à contrôler, 1.
Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 5 à 7, de mme que dans la variante de la figure 8, le chariot est constitué essentiellement par un anneau rigide 29, par exemple circulaire, au bord interne duquel est fixé, par tous moyens appropriés, par exemple par soudage, le bord inférieur d'une virole cylindrique 30.
Dans l'exemple de réalisation illustré la plaque annulaire 29 est supportée au-dessus de la surface de la pièce 1 par quatre galets, 31, dont chacun est monté tournant sur un axe horizontal, entre deux supports de palier, 32a et 32b. Bien entendu, le nombre des organes de roule- ment est matière à option; il pourrait eAtre seulement de trois, ou éventuellement supérieur à quatre certains des organes de roulement, ou même tous, pourraient Stra remplacés par des patins, en un matériau non susceptible d'endommager la surface de la pièce à contrôler 1.
Le nombre d'organes de roulement du chariot pourrait ainsi être limité à deux, un ou plusieurs patins étant en outre disposés convenablement. Comme on l'a déjà suggéré, au lieu d'être circulaire, l'ouverture intérieure de l'anneau 29 pourrait être polygonale, par exemple carrée ou rectan- gulaire, la virole 30 étant alors un élément tubulaire de section transversale correspondante. L'émetteur-r6cepteur d'ultra-sons 28 est lui-même assujetti à l'intérieur d'un manchon 33, de diamètre externe inférieur au diamètre interne de la virole 30, et constitué de préférence en un matériau électriquement isolant, tel que du Téflon (marque déposée).Le manchon 33 est immobilisé à l'inté- rieur de la virole 30 par quatre vis 34, qui sont vissées dans des trous taraudés de la paroi de la virole 30, de manière que leurs extrémités viennent s'appliquer contre la face externe du manchon 33. D'autre part, l'émetteurrécepteur 28 est conformé et disposé à l'intérieur du manchon 33 de manière que la face inférieure active, 28a, dudit émetteur-récepteur 28, se trouve à une cer au-dessus taine distance, a,/de la face inférieure ouverte du manchon 33, de façon à délimiter entre ladite face active 28a et la surface de la piece à contrôler 1, une chambre 35a (figure 7) de tres faible hauteur, qui peut être remplie avec un film capillaire d'un liquide approprié, tel que l'eau, de l'huile ... etc, provenant d'une chambre annulaire 35b, où débouche latéralement, à travers la paroi du manchon 33, l'une des extrémités d'une conduite souple 36, dont l'autre extrémité est raccordée au fond d'un bac 37, fixé à une partie fixe (non représentée) de l'installation de contrôle ultrasonore. Le film capillaire de liquide, qui remplit la chambre 35a, facilite la transmission, avec un rendement élevé, des ondes ultrasonores à la pièce 1. L'épaisseur de ce film, qui doit être très faible, peut être ajustée avec précision en réglant la position du manchon 33 dans la virole 30, par desserrage, puis resserrage des vis 34.Dans la variante illustrée sur la figure 8, où on a désigné par les mêmes références les composants homologues de ceux des figures 5 à 7, on a prévu, en dessous de la face active 28a, de ltémetteur-récepteur d'ultra-sons 28, une chambre 35 de hauteur b assez importante, et dont la face inférieure, correspondant à l'extrémité inférieure, ouverte, du manchon 33, est fermée par une membrane perméable, 38, par exemple une membrane en Mylar (marque déposée), convenablement percée. Dans la chambre 35, le tuyau souple 36 entretient une colonne d'un liquide approprié, dont la désaération est favorisée par plusieurs conduits, ou un seul conduit annulaire, 39, aménagé entre la paroi interne du manchon 33 et la paroi externe de l'émetteur-récepteur 28, et débouchant dans l'atmosphère au niveau de l'extrémité supérieure dudit manchon 33.Une partie du liquide contenu dans la chambre 35 traverse la membrane perméable 38 et vient former un film capillaire de liquide entre la face inférieure de ladite membrane 38 et la surface de la pièce à contrôler 1,-
Les formes de réalisation du dispositif de balayage selon la présente invention, qui viennent d'être décrites à laide des figures 5 à 89 sont suscepn tibles de nombreuses variantes,entrant toutes dans le cadre de l'invention.Les organes de roulement 31 peuvent être constitués par des rouleaux ou des billes0 Bes moyens pour former un film capillaire de liquide entre la face active 28a de l'émetteur-récepteur 28 et la surface de la pièce à contrôler 1 peuvent aussi différer des deux réalisations illustrées sur les figures 7 et 8, de même que la réalisation des moyens de réglage de l'épaisseur de ce film liquide Les moyens de réglage de la position en hauteur du manchon 33 dans la virole 30 sont matières à option.On pourrait prévoir entre les éléments tubulaires 30 et 33, une liaison par crémaillère et engrenage, une vis micrométrique9 punie éventuellement d'un vernier et d'un démultiplicateur9 permettant de régler lgépaisseur du film avec une haute précision. En motorisant l'engrenage' mentionné, ou la transmission, il serait possible d'automatiser le réglage de l'épaisseur du film à partir de données transmises par l'ordinateur (9 sur les figures 1 et 2), par l'inter- médiaire d'un interface approprié.
Les formes de réalisation du dispositif de balayage selon la présente invention, qui viennent d'être décrites à laide des figures 5 à 89 sont suscepn tibles de nombreuses variantes,entrant toutes dans le cadre de l'invention.Les organes de roulement 31 peuvent être constitués par des rouleaux ou des billes0 Bes moyens pour former un film capillaire de liquide entre la face active 28a de l'émetteur-récepteur 28 et la surface de la pièce à contrôler 1 peuvent aussi différer des deux réalisations illustrées sur les figures 7 et 8, de même que la réalisation des moyens de réglage de l'épaisseur de ce film liquide Les moyens de réglage de la position en hauteur du manchon 33 dans la virole 30 sont matières à option.On pourrait prévoir entre les éléments tubulaires 30 et 33, une liaison par crémaillère et engrenage, une vis micrométrique9 punie éventuellement d'un vernier et d'un démultiplicateur9 permettant de régler lgépaisseur du film avec une haute précision. En motorisant l'engrenage' mentionné, ou la transmission, il serait possible d'automatiser le réglage de l'épaisseur du film à partir de données transmises par l'ordinateur (9 sur les figures 1 et 2), par l'inter- médiaire d'un interface approprié.
Ces différents moyens selon la présente invention, permettent d'obtenir un couplage ultrasonore parfait entre l'émetteurbrécepteur d'ultra-sons et la pièce à contrôler, quelle que soit la forme de sa surface supérieure, qu'elle soit galbée, rugueuse .. etc.
Dans le cas d'une installation de contrôle ultra-sonore selon la présente invention, qui est pour vue de moyens de balayage automatique, telle que celle illustrée sur la figure 2, le chariot 2, portant l'émetteur-récepteur 28, peut être monté à l'extrémité du bras articulé 26; dans ce cas, comme on le soit sur la figure 3, la paroi de la virole 30 est montée pivotante autour de l'axe Inférieur a3.
La figure 9 représente une forme de réalisation d'un dispositif de balayage selon la présente invention pour contrôler une pièce 1, au niveau d'une arête la de raccordement de deux surfaces A et B de ladite pièce 1, cette arête la présentant un certain rayon r, et pouvant donc être considérée comme une portion de cylindre de petit rayon.Ce dispositif selon la présente invention comprend également un chariot 2,qui est pourvu de deux sabots, 39A et 393, par exemple en Plexiglas (marque déposée), dont les extrémités respectives sont conformées de façon à pouvoir glisser au contact des surfaces IL et B de la pièce, sans endommager lesdites surfaces; à cet effet, des organes de roulement peuvent autre prévus aux extrémités desdits sabots 39A et 39B, tournées vers les surfaces A et B de la pièce 1. Dans l'intervalle entre les deux sabots 39A et 393, le chariot comporte plusieurs émetteurs-récepteurs, 28a à 28d, qui sont répartis entre les deux sabots, transversalement à l'arête à contrôler la.En outre, des moyens, non représentés, sont prévus pour déplacer l'ensemble du chariot 2 le long de l'arête la de la pièce 1, c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire au plan de la figure 9, par glissement ou roulement de ses sabots, 39A et 39B, sur les surfaces A et B de la pièce 1. Au cours de ce balayage de -'arête la, les différents émetteurs-récepteurs d'ultra-sons 28a à 28d, détectent les défauts existants éventuellement à l'intérieur de la pièce 1 au niveau des génératrices correspondantes de l'arête la, en forme de portion de cylindre.Ce dispositif selon la présente invention permet de contrôler les différentes zones d'une arête arrondie telle que la, par une seule opération de balayage, alors que les dispositifs de l'art antérieur nécessitaient de balayer successivement plusieurs des génératrices de l'arrondi de l'arête la. Bien entendu, le chariot 2 de cette forme de réalisation du dispositif de balayage selon la présente invention peut être mu soit manuellement, soit de façon automatique. En outre, un tuyau souple peut être prévu pour amener au chariot 2 un liquide approprié pour remplir une chambre de couplage, 35a,
avec un liquide approprié, pour faciliter la transmission des ultra-sons à la pièce, et en sens inverse.
avec un liquide approprié, pour faciliter la transmission des ultra-sons à la pièce, et en sens inverse.
Le nombre des émetteur-ré@epteurs d'ultrasons, 28a à 28d, est matière à option; il est de préférence de l'ordre de cinq à sept. Ce dispositif selon la présante invention augmente non seulement la rapidité du contrôle de l'arête d'une pièce, mais aussi accroît sa fiabilité et permet une cartographie aisée de ses défauts internes0
Au lieu de créer un film capillaire de liquide 35a sur l'arête la et sur ses zones de raccordement aux surfaces
A et B de la pièce à contrôler 1, il est possible d'immerger l'ensemble de la pièce 1 et de la partie correspondante du chariot 2 dans une cuve remplie d'un liquide approprié0 La même disposition est également applicable, à titre de variantes aux formes de réalisation du dispo- sitif de balayage qui sont illustrées sur les figures 6 à 8 et qui ont été précédemment décrites
Dans une autre variante, il serait possible de monter un petit moteur, par exemple électrique, sur le chariot du dispositif de balayage selon la présente invention (désigné par 2 sur les figures 5 à 9), et d'accoupler ee moteur à l'un des organes de roulement dudit chariot. La télécommande du chariot, et par suite du balayage de la pièce à contrôler, pourrait avoir lieu soit par fil, soit par ondes sonores ou électromagnéti- ques.
Au lieu de créer un film capillaire de liquide 35a sur l'arête la et sur ses zones de raccordement aux surfaces
A et B de la pièce à contrôler 1, il est possible d'immerger l'ensemble de la pièce 1 et de la partie correspondante du chariot 2 dans une cuve remplie d'un liquide approprié0 La même disposition est également applicable, à titre de variantes aux formes de réalisation du dispo- sitif de balayage qui sont illustrées sur les figures 6 à 8 et qui ont été précédemment décrites
Dans une autre variante, il serait possible de monter un petit moteur, par exemple électrique, sur le chariot du dispositif de balayage selon la présente invention (désigné par 2 sur les figures 5 à 9), et d'accoupler ee moteur à l'un des organes de roulement dudit chariot. La télécommande du chariot, et par suite du balayage de la pièce à contrôler, pourrait avoir lieu soit par fil, soit par ondes sonores ou électromagnéti- ques.
Claims (14)
- REVENDICATIONSi.' Installation pour le contrôle ultrasonore de la structure de différents types de pièces, de formes et de dimensions très diverses, notamment de pièces de véhicules aériens, réalisées par collage ou de structure composite, comportant des moyens pour balayer l'une au moins des surfaces de la piece à contrôler avec au moins un émetteur-récepteur d'ultra-sons, appliqué sur ladite surface, et des moyens pour signaler l'existence d'un défaut structurel lorsque 1'émetteur-récepteur se trouve à son niveau, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens de visualisation (19) et/ou d'impression (20) -d'une représentation (Rv ou Ri) de la pièce contrôlée (1), notamment de'sa surface balayée, et des moyens (9) pour marquer les défauts signalés, à l'intérieur de ladite représentation (Rv ou Ri) de la pièce (1), par des signes conventionnels (P), dont les positions respectives correspondent à celles des défauts.
- 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un ordinateur (9), une mémoire (13) renfermant notamment les formes et les dimensions des différents types de pièces ou de zones de pièces à contrôler, des moyens pour lire dans ladite mémoireles formes et les dimensions de la pièce (1) ou de la zone à contrôler effectivement et les transmettre à l'ordinateur (9), des moyens (6a, 6b) pour capter la position de l'émetteur-récepteur (2) sur la pièce à contrôler (1), et la transmettre à l'ordinateur (9), et au moins un inter-face (9b) inséré entre,d'une part,des sorties appropriées de l'ordinateur (9) et, d'autre part, un appareil de visualisation (19), en particulier à écran (19a), et/ou une imprimante graphique (20), et/ou une table traçante (21).
- 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée én ce que la mémoire (13) renferme également les valeurs des paramètres réglables de l'émetteur- récepteur (2-2a), correspondant respectivement aux différents types de pièces.
- 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'émetteur récepteur (2) est du type déplaçable manuellement sur la pièce à contrôler (1), et que les moyens pour capter sa position comprennent au moins une source d'ondes sonores ou électromagnétiques et des détecteurs d'ondes, placés en des points déterminés à l'extérieur du pourtour de la pièce à contrôler (1), par exemple suivant deux rangées (6a, 6b), transversales l'une à l'autre, de détecteurs équidistants
- 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la mémoire (13) renferme également les directions et les amplitudes des pas de balayage manuel,discontinu de la pièce à contrôler (1), qui correspondent respectivement aux différents types de pièces, que des moyens sont en outre prévus pour marquer les pas de balayage de la pièce (1) à contrôler effecti- vement,par des points (p) à l'intérieur de la représenté tation visualisée (Rv) de ladite pièce (1)9 et pour, à chaque pas de balayage manuel de la pièce (1) effacer le point (p) marqué sur la représentation (Rv) dans la zone correspondant à celle atteinte par l'émetteur- récepteur (2).
- 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que l'émetteur-récepteur (2) est monté de façon à pouvoir être déplacé automatiquement sur la pièce à contrôler (1) e
- 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'émetteur-récepteur (2) est fixé endessous du chariot (25) d'un pont roulant, dont les extré- mités du portique (22) sont guidées par des rails fixes (24a, 24b),di'sposés transversalement audit portique (22), de part et d'autre de la pièce à contrôler (1). et que des sont prévus moyens/pour capter ia position su portique (22) sur les rails (24a, 24b) et celle du chariot (25) sur le portique (22), et les transmettre à l'ordinateur.
- 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que ltémetteur-récepteur (2) est réuni au chariot (25) du pont roulant par au moins un bras (26), comportant au moins trois axes d'articulation (a1, a2, a3), de préférence perpendiculaires les uns aux autres.
- 9. Dispositif pour balayer une surface d'une pièce à contrôler avec au-moins un émetteur-récepteur d'ultra-sons, par exemple pour une installation de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'émetteur-récepte1lr (28) est monté sur un chariot (2), pouvant se déplacer sur la surface de la pièce à contrôler (1), à l'aide de patins et/ ou d'au moins deux, et de préférence trois ou quatre organes de roulement (31).
- 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (35b, 36, 37) pour entretenir un film capillaire (35a) d'un liquide approprié entre la face active (28a) de 1'émetteur récepteur (28) et la surface de la piece à contrôler (1).
- 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le chariot comporte des moyens (34) pour régler avec précisi(o2nla distance de la face active (28a)de l'émetteur-récepteur/a la surface de la pièce à contrôler (1).
- 12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (35, 36, 37), pour entretenir une colonne d'un liquide approprié entre la face active (28a) de l'émetteur-récepteur (28) et une membrane perméable (38), et un film capillaire dudit liquide entre la membrane (38) et la surface de la pièce à contrôler (1).
- 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, pour contrôler une arête d'une pièce, caractérisé en ce que son chariot (2) comporte deux sabots (39A, 39B), munis éventuellement d'organes pour rouler sur les deux surfaces (A, B) de la pièce (1), contigus à l'arête à contrôler (la),et plusieurs émetteurs-récepteurs (28a à 28d), répartis entre les deux sabots (39IL, 39-B), transversalement à l'arête à contrôler (la), et que des moyens sont prévus pour déplacer le dispositif le long de l'arête (la) de la pièce (1), par glissement ou roulement de ses sabots (39A, 39B) sur lesdites surfaces (A, B) de la pièce (1).
- 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé par le fait que son chariot (2) est muni d'un moteur télécommandable, accouple à leur au moins de ses organes de roulement (31).
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