Dispositif de calcul statistique
Pour garantir le respect des tolérances de produits fabriqués, par les divers moyens de fabrication existants, il est nécessaire de connaître, en cours de fabrication, les variations qui sont engendrées par les imperfections des moyens employés.
Ces variations doivent faire l'objet d'un relevé statistique instantané à des intervalles plus ou moins rapprochés qui dépendent de la plage des tolérances, des moyens de fabrication et de la cadence de fabrication.
Pour obtenir cette distribution statistique instantanée, des échantillons du produit fabriqué sont prélevés pendant la fabrication à des intervalles réguliers. Chaque échantillon comprend pour chaque intervalle un nombre toujours égal de pièces variant dans l'usage courant de 3 à 5 pièces fabriquées au moment du prélèvement.
Sur chaque pièce de l'échantillon on mesure ensuite la cote dont on veut en tirer la distribution statistique.
En fonction des mesures obtenues, il est possible de déterminer alors la moyenne (x) qui est la somme algébrique divisée par le nombre de pièces mesurées et le rang (écart R) qui est la différence entre la plus grande et la plus petite pièce mesurée.
Dans l'état actuel de la technique, ces informations sont obtenues au moyen de diagrammes établis manuellement au moyen de règles à calcul de conception spéciale et encore au moyen de calculatrices.
La présente invention concerne un dispositif de calcul statistique permettant de déterminer la moyenne (K) de plusieurs valeurs mesurées et l'écart (R) entre la plus grande et la plus petite valeur mesurée, caractérisé par un système de touches associées chacune à une déviation déterminée d'une valeur de base, par un organe totalisateur commandé par lesdites touches et fournissant une indication représentant la valeur moyenne de ces déviations, et par un mécanisme mémoire également commandé par lesdites touches pour stocker les valeurs introduites et pour former l'écart maximum (R) entre les valeurs stockées.
L'invention sera maintenant expliquée en détail à l'aide du dessin qui représente les parties importantes pour la compréhension de l'invention d'une forme d'exécution de l'enregistreur statistique.
La fig. 1 représente d'une manière fortement schématisée la disposition générale des différentes parties de l'enregistreur.
La fig. 2 représente la partie compteur de l'enregistreur, et
la fig. 3 représente la partie mémoire de l'enregistreur pour former et indiquer l'écart.
L'enregistreur statistique comprend un bâti 1 dont la partie supérieure présente une ouverture dans laquelle est logé un clavier formé des touches 2 dont le nombre, qui est de dix dans la forme présentée, varie suivant les cas et dont la disposition permet, en attribuant à la touche extrême de gauche (fig. 2 et 3) dans le cas particulier la position zéro, de donner un ordre croissant aux autres touches à partir de ladite touche zéro.
Chaque touche 2 constitue avec une tige de commande 2c un levier indépendant, lequel pivote autour de l'axe 3 et représente une position numérique qui lui est propre.
Suivant le sens de la pression qui est soumise à une touche 2, sa rotation commande les fonctions relatives à des valeurs positives, dans le sens 2a et à des valeurs négatives dans le sens 2b.
Les tiges de commande 2c de chaque touche 2 traversent deux platines 8 et 21 qui représentent, schématiquement, un mécanisme compteur illustré sur la fig. 2, respectivement un mécanisme mémoire illustré sur la fig. 3.
Des aiguilles 6 et 7 du mécanisme de comptage 8, respectivement du mécanisme mémoire 21, sont déplaçables le long des échelles 6a et 7a décalées latéralement sur un cadran visible par une fenêtre la du bâti 1.
Le mécanisme compteur représenté plus en détail sur la fig. 2 présente un bouton de réglage 4 muni d'un index qui est en relation avec une échelle 5 disposée de façon apparente dans la partie supérieure du bâti 1. Le bouton 4 porte des butées 4a dans des positions radiales différentes, ces butées servant à un but expliqué plus bas.
Le nombre d'impulsions appliquées aux touches 2 est indiqué constamment par un compteur totalisateur qui est également disposé de façon apparente dans la partie supérieure du bâti 1.
Le déplacement des tiges de commande 2c des touches est limité par des dégagements 8a de la platine 8.
Une came 9 de forme rectangulaire est guidée sur la platine 8 pour être déplacée dans sa direction longitudinale. Normalement, la came 9 est maintenue dans une position de repos par un ressort 9a, cette position étant déterminée par une des butées 4a qui retient une langue 9b de la came 9. La came 9 comporte des dents dont l'arête forme une came inclinée. Des paires de cames inclinées 9c et 9d sont disposées symétriquement par rapport à la position neutre de la tige de commande de chaque touche représentée sur la fig. 2. La longueur des arêtes 9c et 9d augmente de gauche à droite de façon que lors du déplacement d'une tige de commande 2c, le déplacement de la came 9 varie selon la longueur des arêtes de came 9c et 9d.
Sous la platine 8 coulissent transversalement, par exemple dans une rainure, des brides 10a et lOb dont les arêtes droites lOc et lOd se trouvent pratiquement en contact avec les tiges 2c lorsque celles-ci se trouvent dans la position de repos représentée sur la fig. 2. La bride îOa présente un bras 10e portant une goupille lOf qui coopère avec un cliquet il pivotant sur une goupille 1 la fixée dans la came 9. Le cliquet 11 présente une dent 1 lb dirigée vers la droite. Un ressort lic agissant entre le cliquet 11 et la came 9 a tendance à faire pivoter ce cliquet dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son pivot lia. La came 9 porte un autre cliquet 12 pivotant autour d'une goupille 12a fixée dans la came 9.
Le cliquet 12 présente une dent 12b orientée vers la gauche. Un ressort 12c a tendance à faire pivoter le cliquet 12 en sens inverse des aiguilles d'une montre. Une goupille 12d chassée dans le cliquet 12 s'engage dans une fenêtre lOg de la bride lOb.
Les dents 1 lb et 12b des cliquets 11 et 12 se trouvent vis-à-vis d'une denture d'une crémaillère 13 qui peut coulisser dans une rainure de la platine 8 dans une direction parallèle à la came 9. La crémaillère 13 est maintenue dans tous ses déplacements à gauche ou à droite par un levier à rochet 16 qui agit sur une denture 17 de la crémaillère 13. L'aiguille 6 est fixée sur la crémaillère 13 et peut être déplacée dans les deux sens par rapport à l'échelle 6a.
Le fonctionnement du mécanisme compteur représenté sur la fig. 2 est le suivant: normalement, les brides îOa et lOb sont maintenues dans les positions illustrées par des ressorts non représentés. Les tiges de commande 2c sont ainsi maintenues dans leurs positions neutres entre les sens 2a et 2b. Le cliquet 11 est maintenu dans une position dégagée de la crémaillère 13 par la goupille 10f, et le cliquet 12 est maintenu dégagé de la crémaillère 13 par le bord supérieur de la fenêtre îOg qui touche la goupille 12d du cliquet 12. Lorsque n'importe laquelle des touches 2 est pressée soit dans le sens positif (2a), soit dans le sens négatif (2b), la tige associée 2c est déplacée dans une direction transversale à la direction du coulissement de la came 9.
Pour des valeurs positives, la tige de commande est déplacée vers le bas de la fig. 2. D'abord, elle déplace la bride 10a vers le bas de la fig. 2, de sorte que la goupille 10f de cette bride libère le cliquet 11 et permet l'engagement de la dent 1 lb de ce cliquet dans la crémaillère 13. Ensuite, la tige de commande 2c touche l'arête de came 9c inclinée et déplace la came 9 vers la gauche. La valeur de ce déplacement dépend de ia longueur de l'arête inclinée 9c sur laquelle agit la tige de commande 2c de la touche pressée. Lors de ce déplacement de la came 9 vers la gauche, les cliquets 11 et 12 sont déplacés avec la came.
Le cliquet 12 est dégagé et la dent lîb du cliquet 11 saute sur les dents de la crémaillère 13 sans la déplacer, du fait qu'elle est maintenue dans sa position par le levier à rochet 16. Le retour en position de repos de la touche 2 libère la came 9 qui retourne vers la droite dans sa position de repos représentée sous l'action du ressort 9a.
Pendant ce déplacement, le cliquet 11 reste engagé et entraîne cette fois la crémaillère 13 vers la droite, c'est-à-dire dans le sens positif de la valeur correspondant à celle de la touche utilisée, et avec elle l'aiguille 6 qui est solidaire de la crémaillère 13. Chaque pression exercée sur une touche dans le sens positif 2a provoque un cumul des avances dans le sens positif.
Lors du déplacement d'une touche 2 dans le sens négatif 2b, les fonctions s'opèrent de la même façon que dans le cas d'une pression positive, sauf que cette fois la bride lOb est déplacée vers le haut par la tige de commande 2c de la touche pressée de façon que le bord supérieur de la fenêtre îOg de la bride lOb libère la goupille 12 du cliquet 12 et permet ainsi l'engagement de la dent 12b de ce cliquet dans la crémaillère 13 sous l'action du ressort 12c. Lors du déplacement vers la gauche de la came 9 qui suit, la crémaillère 13 est déplacée vers la gauche par le cliquet 12b, ce déplacement correspondant à la valeur associée à la touche pressée. Lors du recul suivant de la came 9 dans sa position de repos, la dent
12b du cliquet 12 saute sur la crémaillère sans la déplacer.
Les valeurs positives et négatives sont ainsi accumulées dans le sens correct par le compteur.
Comme mentionné plus haut, la position de repos de la came 9 peut être présélectionnée par le positionnement du bouton 4. n va de soi que lorsque la position initiale de la came 9 est déjà déplacée vers la gauche, le déplacement qui peut s'y ajouter lorsque n'importe laquelle des tiges de commande 2c est actionnée, diminue d'autant. n est ainsi possible de présélectionner les déplacements, respectivement les valeurs associées à chaque touche.
La fig. 3 représente le mécanisme mémoire permettant de former, d'indiquer et d'enregistrer l'écart R entre la plus petite et la plus grande valeur mesurée. Ce mécanisme est monté sur la platine 21 comportant des fentes 22 permettant le déplacement des tiges de commande 2c.
La platine 21 porte une rangée de leviers 23a sur lesquels sont chassés des ergots 23c et une rangée de leviers 23b sur lesquels sont chassés des ergots 23d. Chaque levier 23a et 23b est maintenu dans n'importe quelle position par un ajustement à friction à son point de pivotement 23. Les leviers 23a et 23b sont seulement représentés dans quelques positions des rangées. Mais la position des ergots 23c et 23d est indiquée pour tous les leviers et il ressort clairement de la fig. 3 que la distance de ces ergots à la position neutre des tiges de commande 2c augmente de la première touche jusqu'à la dernière. Un levier 23o avec un ergot 23e est associé à la touche zéro.
Les leviers 23a, 23b et 230 sont représentés dans leur position inactive, dans laquelle les ergots 23a, 23b et 23e des ]eviers se trouvent vis-à-vis des entredents 24 de deux râteaux ou peignes 30 et 33 qui peu- vent coulisser sur la platine 21 dans une direction transversale, c'est-à-dire verticale dans la fig. 3. Ces râteaux ou peignes présentent des dents 25 associées chacune à un levier 23a, 23b ou 23e. Le râteau 30 présente une crémaillère 31 dont la denture est en prise avec la denture d'un pignon 28a. Le pignon 28a est solidaire d'un pignon 28b et les deux pignons tournent librement sur un axe fixé dans le râteau 33.
Sur le râteau 33 coulisse latéralement dans une rainure une crémaillère 26 en prise avec le pignon 28b et portant une partie saillante 27 prise entre deux goupilles 28 chassées dans une semelle 36 sur laquelle est fixée l'aiguille 7. Un ressort 29 agissant sur l'aiguille 7 tend à déplacer cette dernière et la semelle 36 vers la gauche.
Lors du déplacement d'une touche 2 dans le sens positif (2a), dont la course est limitée par une des fentes 22 de la platine 21, un levier 23a, 23b ou 23o qui se trouve sur le passage de la tige de commande 2c de ladite touche, se déplace de sa position inactive représentée vers la gauche de façon que son ergot 23c, 23d ou 23e passe de sa position inactive à une position active représentée par exemple en traits pointillés pour les leviers extrêmes sur la fig. 3. L'ergot 23a ou 23b du levier activé se trouve maintenant en face d'une dent 25 du râteau 30 ou du râteau 33. Chaque actionnement d'une touche 2 déplace un levier 23a, 23b ou 23o dans sa position active. Lorsque toutes les valeurs mesurées sur une série de pièces sont introduites, la crémaillère 26 est poussée vers la droite.
Ce mouvement est transmis par les pignons 28b et 28a au râteau 30 qui est ainsi rapproché des ergots 23c ou 23e des leviers activés. Le râteau 30 s'immobilise au contact du premier ergot 23c.
En continuant la poussée vers la droite de la crémaillère 26, le râteau 33 subit à son tour un déplacement en direction des leviers activés par l'intermédiaire du pignon 28a qui est entraîné par le pignon 28b et qui se déplace le long de la crémaillère 31 immobilisée. Le râteau 33 s'immobilise à son tour au contact du premier ergot 23d, 23c ou 23e activé sous l'action d'une des touches 2. La position finale de la crémaillère 26 résultant de la course des râteaux 30 et 33 jusqu'au moment où ils sont immobilisés par les ergots 23c, 24d ou 230 est toujours proportionnelle à la valeur de l'écart représenté par la position extrême desdits ergots qui ont été activés par l'action d'une touche 2.
Cette valeur proportionnelle à l'écart R est transmise à l'aiguille 7 par l'intermédiaire de la partie saillante 27 de la crémaillère 26, les goupilles 28 et la semelle 36.
En effet, dans les opérations décrites des pages précédentes, nous opérons une addition ou une soustraction de valeurs au moyen des touches qui possèdent chacune une valeur propre, en plus, le papier étalonné 6a détermine automatiquement par une division la moyenne de la valeur à trouver.
Un exemple pratique fera bien comprendre le processus en prenant 4 pièces à contrôler ayant un diamètre respectivement, de 5001; 50 4; 50o6; 5004. Nous pressons sur les touches respectives qui font dans l'exemple cité avancer l'aiguille 6 sur la droite, autrement dit positivement, cependant l'étalonnage du papier montre que pour la première valeur l'aiguille avance de Ol
- = soit de 0,25;
4 pour les valeurs suivantes respectivement de 1, 1,5; et 1; dès cet instant, l'aiguille s'est arrêtée sur 0,25 + 1 + 1,5 + 1 soit 3,75. En reprenant les valeurs de base, nous avons:
500t + 5004 + 5000 + 5004
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ - 50,0375
4 de valeur moyenne.
A la suite des fonctions décrites, les aiguilles 6 et 7 indiquent respectivement la moyenne X et l'écart R. I1 va de soi qu'au lieu ou en plus des aiguilles 6 et 7 qui indiquent directement les résultats désirés, on peut prévoir des marqueurs, soit des plumes feutres, des crayons, des plumes à billes, des plumes à encre, des têtes magnétiques, etc., qui enregistrent le résultat de chaque série de mesures sur un support approprié, par exemple une bande de papier. Ce support peut porter des lignes relatives à la moyenne X et à l'écart R pour permettre une lecture directe des résultats.
Après l'enregistrement, la remise à zéro du dispositif d'enregistrement s'effectue en écartant le levier 16 de la denture de la crémaillère 13 qui revient en position zéro sous l'effet d'un système de ressorts non représentés. La remise à zéro du dispositif d'enregistrement de l'écart R s'effectue à l'aide du ressort 29 qui ramène les éléments 36, 26, 30 et 33 dans leurs positions initiales représentées et à l'aide d'un peigne de remise non représenté permettant de ramener les leviers 23a, 23b et 23o dans leurs positions inactives.
L'enregistreur peut être réalisé sous des formes modifiées. Au lieu de prévoir des mouvements en général rec tllignes des éléments commandés par les touches, on pourrait prévoir des éléments qui se déplacent sur une ligne en arc de cercle autour d'un point de pivotement commun, l'enregistrement étant effectué sur un papier dont la disposition est en forme de secteur ou de disque.
Dans l'enregistreur représenté et décrit ci-dessus, on introduit les déviations d'une valeur de base nominale dans le sens positif et négatif, ce qui nécessite l'utilisation de touches à trois positions. On pourrait également partir d'une valeur qui est supérieure ou inférieure à toute valeur extrême mesurée, de sorte que les déviations peuvent alors être enregistrées uniquement dans un sens.
La forme d'exécution représentée et décrite fonctionne d'une manière purement mécanique, mais le fonctionnement peut être plus ou moins automatisé. A titre d'exemple, la fonction mécanique des touches, des moyens de remise à zéro, etc., peut être commandée par des éléments électromécaniques au moyen de circuits électriques ou électroniques, les valeurs à enregistrer étant obtenues par exemple par mesure électrique ou électronique. I1 serait ainsi possible que la moyenne X et l'écart R puissent être obtenus sans intervention manuelle.
On peut prévoir également deux ou plusieurs interrupteurs fin de course, placés de telle manière qu'un enclenchement ou déclenchement puissent se produire au moment où les organes d'enregistrement atteignent une limite préalablement réglée dans le sens positif ou négatif.