Appareil pour le contrôle optique des filetages.
La présente invention a pour objet un appareil pour le contrôle optique des filetages, comprenant un bâti, un dispositif d'éclai- rage de la pièce filetée à contrôler et un microscope d'observation.
La plupart des appareils de contrôle de ce type actuellement connus utilisent la diascopie et comprennent généralement un collimateur d'éclairage dont l'axe coïncide avec celni d'un microscope d'observation. D'autre part, le profil du filetage est habituellement défini dans le plan qui passe par l'axe de rotation de la pièce filetée, et exceptionnellement dans un plan perpendiculaire à la direction de l'hélice du filet. 0'est pourquoi on utilise ie plus souvent des appareils de contrôle qui sont disposés uniquement avec l'axe microscope-collimateur perpendiculaire à l'axe de la pièce à vérifier.
Ce procédé présente toutefois l'inconvé nient de ne pas permettre le contrôle des filets ayant un angle supérieur à quelques degrés, car, dans ce cas, on ne peut observer qu'un seul des flanes dlu filetage, l'autre étant caché par la partie de la pièce située entre le plan de contrôle et l'objectif du microscope.
Pour avoir une meilleure image, surtout si le filetage présente un angle d'hélice prononcé, on incline de la valeur de l'angle de l'hélice le groupe microscop c-collimateur. Dans ce cas, on observe une section- qui est perpendiculaire à la direction de l'hélice. I1 faut aussi que le faisceau lumineux soit constitué de rayons parallèles, sinon l'image formée par l'ombre ne correspond pas à Ia section du filetage perpendiculaire à l'axe optique microscopecollimateur.
Enfin, plus le diamètre de la pièce contro- lée est grand, moins l'objectif travaille dans de bonnes conditions et il en résulte des déforrnations importantes. fl convient encore de noter que l'éclairage provoque souvent des réflexions parasites qui contribuent à fausser l'image de la forme observée dans le microscope.
Pour illustrer l'importance du parallélisme du faisceau éclairant, nous avons représenté, en fig. 1, une bille éclairée par des rayons parallèles; son ombre, dont la limite sur la bille est située dans un plan perpendiculaire à l'axe du faisceau, apparaît avec un diamètre
D égal à celui de la bille. En revanche, si cette même bille est éclairée par un faisceau non parallèle, convergent, dans le cas représenté en fig. 2, son ombre, vue par un microscope dont l'axe coïncide avec celui du faisceau, apparaîtra avec un diamètre d inférieur à D. L'éclairage non parallèle produit une erreur d'observation. Or, du fait qu'au cime source lumineuse matérielle ne peut être réduite à un point, il est impossible d'avoir un faisceau lumineux rigoureusement paras lèle et on ne peut que tendre vers cette condition.
Pour obvier à ces divers inconvénients, on a cherché à créer, dans le plan où l'on veut contrôler le filetage, une section définie par un couteau. Ce dernier est appliqué contre les flancs du filetage et on observe par diffraction une fente mince traversée par la lumière du collimateur et située entre le couteau et la pièce. Si le filetage a lme hélice de pente prononcée, on observe non pas la fente, mais un trait fin tracé sur la face du couteau parallèlement à l'arête que lon applique contre le filet. Ce système demande de ia part de l'opérateur une habileté manuelle assez grande pour pouvoir régler l'application de la tranche du couteau contre le filetage.
D'autre part, on ne contrôle par cette méthode que l'angle du filet et non sa forme.
Enfin, l'application du couteau est difficile si la forme du flanc est bombée au lieu d'être rectiligne, car l'opérateur ne peut pas déter miner une position unique dans laquelle le couteau repose sur le flane.
On connaît aussi un procéde utilisant un faisceau lumineux linéaire pour former sur la pièce une trace lumineuse qui définit la section du filetage à contrôler. La lumière diffusée par cette trace permet de projeter sur le réticule d'un microscope ou sur lui écran le profil de ladite section. Dans ce procédé, la projection de l'image ne se fait pas perpendiculairement au plan de la section, mais obliquement, pour éviter l'interférence d'une partie du filetage avec l'image lorsque l'hélice a une forte pente et pour que la densité de la lumière diffusée par la surface soit suffisante pour donner une image visible dans le microscope ou sur l'écran du projecteur.
L'inconvénient de ce procédé réside dans la nécessité de corriger très exactement la distorsion de l'image provoquée par cette projection oblique, ce qui entrains une complication importante du dispositif optique.
L'appareil sauvant la présente invention est caractérisé par le fait qu'un bras mobile est monté de façon à pouvoir pivoter sîîr le bâti et porte, d'une part, le dispositif d'éclairage et, d'autre part, le microscope, l'axe du dispositif d'éclairage coincidant avec l'axe de pivotement du bras, par le fait que l'axe optique du microscope coupe l'axe du dispositif d'éclairage perpendiculairement à ce dernier, et que le dispositif d'éclairage est construit de façon à créer, sur la pièce à contrôler, un trait lumineux dont le bord détermine la section à contrôler et dont l'inclinaison par rapport à l'axe de ladite pièce peut être modifiée en faisant pivoter le bras mobile,
le plan défini par l'axe du dispositif d'éclairage et par ledit trait lumineux étant perpendiculaire à l'axe du microscope.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 illustrent le fait qu'un éclairage non parallèle modifie la forme apparente d'une pièce.
La a fig. 3 est une coupe verticale de l'ap- pareil, perpendiculaire à l'axe de la pièce.
La fig. 4 est une vue en élévation de l'appareil.
La fig. 5 représente ce qu'un opérateur observe dans l'oculaire.
L'appareil représenté au dessin comprend un bâti désigné par 1. Il est muni de glisr sières 2 et 2a sur lesquelles est susceptible de se déplacer un coulisseau longitudinal 3 qui porte lui-même un coulisseau transversal 3a. La position de ces coulisseaux peut être réglée par des vis micrométriques 4 et 4a. Le coulisseau 3a porte des pointes horizontales 5 et 5a destinées à maintenir une pièce filetée à contrôler 7.
Le bâti comprend un support latéral 8 formant un palier 9 dont l'axe horizontal O-O coupe l'axe des pointes 5 et 5a et lui est perpendiculaire. Dans ce palier est monté un bras mobile 10 qui peut pivoter autour de O-O. Il est maintenu dans la position angulaire désirée par une vis de blocage non représentée. Un index 11, solidaire du bras 10, indique sur un secteur gradué fixe 12 l'ineli- naison par rapport à la verticale.
Le bras 10 porte un dispositif d'éclairage dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation du bras; ce dispositif comprend une source lumineuse 13, une lentille 14, un objectif 15 et deux écrans 16 et 17. L'écran 16, dont le bord rectiligne coïncide avec l'axe O-O, masque toute la partie inférieure du faisceau lumi neux située au-dessous de cet axe. Le bord de l'écran 17 est parallèle à celui de l'écran 16 et forme avec lui une fente étroite 18 dont la largeur peut être réglée par une vis 19.
L'objectif 15 est destiné à projeter sur la pièce 7 l'image de cette fente qui forme un trait lumineux 20 très étroit dont la largeur dépend de la position de l'écran 17. La mise au point de cette projection est possible au moyen d'un dispositif connu non représenté.
L'extrémité supérieure du bras 10 porte un coulisseau 21 dans lequel est monté un microscope 22 dont l'axe optique est perpeli- diculaire au plan défini par l'axe O-O et par le trait lumineux sur la pièce 7. La mise au point est réglée en manoeuvrant le coulis- seau 21 au moyen d'une vis 23 actionnant une crémaillère 24.
L'extrémité inférieure du bras 10 porte un dispositif additionnel d'éclairage comprenant un corps tubulaire 25, une source lumineuse 26, une lentille 27 et un miroir 28 destiné à réfléchir le faisceau lumineux dans l'axe optique du microscope 22. Des ouvertures 29, 30, 31 et 32 ont été pratiquées respectivement dans le corps 25, dans le bâti 1 et dans les coulisseaux 3 et 3a pour laisser passer le faisceau lumineux. La lumière diffusée par le trait 20 est projetée dans le microscope; la fig. 5 montre en 33 l'image du profil de ce trait telle qu'elle apparaît sur le réticule du microscope où elle se détache en clair sur fond sombre. Grâce à l'éclairage additionnel, le fond sombre du réticule est légèrement éclairé et permet de distinguer nettement une marque de référence 34.
Pour augmenter la luminosité de l'image 33, on peut revêtir la pièce 7 d'une couche de matière diffusante selon l'un quelconque des procédés connus.
Les deux dispositifs d'éclairage et le microscope étant solidaires du bras mobile 10, leur position relative n'est pas modifiée par le pivotement du bras et, en inclinant celui-ci par exemple d'un angle égal à l'angle de l'hC- lice du filetage à contrôler, le plan de la section contrôlée s'incline de la même quantité.
On peut alors observer dans le microscope une image nette et sans distorsion du profil du filet dans un plan perpendiculaire à la direction de l'hélice.