EP4459384A1 - Mesure acoustique de pénétration d'une palette entre des dents d'une roue d'échappement - Google Patents

Mesure acoustique de pénétration d'une palette entre des dents d'une roue d'échappement Download PDF

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EP4459384A1
EP4459384A1 EP23170978.3A EP23170978A EP4459384A1 EP 4459384 A1 EP4459384 A1 EP 4459384A1 EP 23170978 A EP23170978 A EP 23170978A EP 4459384 A1 EP4459384 A1 EP 4459384A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pallet
tooth
penetration
teeth
anchor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23170978.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric Georges
Alexis HERAUD
Olivier Steiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Richemont International SA
Original Assignee
Richemont International SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richemont International SA filed Critical Richemont International SA
Priority to EP23170978.3A priority Critical patent/EP4459384A1/fr
Priority to EP24171653.9A priority patent/EP4459386A1/fr
Publication of EP4459384A1 publication Critical patent/EP4459384A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/002—Electrical measuring and testing apparatus
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/06—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus for escapements
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/12—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard
    • G04D7/1257—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard wherein further adjustment devices are present
    • G04D7/1271—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard wherein further adjustment devices are present for the control mechanism only (from outside the clockwork)

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of watchmaking, more particularly to the field of fault detection on components and assemblies.
  • the aim of the present invention is to propose a new way of detecting a fault in the adjustment of watch components and of proposing an adjustment of these in order to make them compliant.
  • the document CH691992 discloses a measurement of balance amplitude by optical measurement, a measurement of balance travel time by analysis of emitted sounds, and a determination of a travel angle based on the amplitude and travel time.
  • an existing method is based on direct optical measurements by image processing (e.g. Divalog or LecControl). These measurements require a movement without a balance and optical access to the tooth contact on the pallet.
  • image processing e.g. Divalog or LecControl.
  • the accuracy and repeatability of optical measurements is a point of attention. On a repetition of measurements on several movements, the measurement precision is not satisfactory compared to the required objective, even in the case where the measurements are consistent in relative terms (e.g. relative order and delta).
  • the optical measurement e.g. Divalog
  • the play adjustments and the dynamic components modify the real penetrations by an unknown and unmeasurable value.
  • the prior art does not allow to diagnose, in a reliable manner and in operation, a pallet penetration distance on escape wheel teeth in operation nor to propose an adjustment in order to arrive at a desired position.
  • multimode piezoacoustic detection or, more advantageously, acoustic and ultrasonic stethoscopic detection make it possible to achieve sufficient fidelity in terms of accuracy and precision for such a diagnosis, as well as its ease of implementation.
  • Penetration means a distance of engagement of the pallet with the tooth of the wheel, in particular on a resting plane of the pallet. Duration means a space of time, a measurable period during which an event, a phenomenon, an action takes place.
  • the invention makes it possible to propose a diagnosis making it possible to deduce a pallet penetration distance on at least one escape wheel tooth, and thus deduce whether it is appropriate to adjust the components and/or the assembly.
  • this makes it possible to avoid unnecessary adjustment or to allow more efficient or more precise adjustment for the watchmaker, i.e. to limit the effort (physical and mental) for the watchmaker, via a graphical interface or another type of interface, such as a sound interface.
  • This also allows better management of penetrations. It is thus possible to inform the person skilled in the art about the possible correction to be made, and preferably in real time, i.e. this improves understanding and knowledge of the escapement.
  • the prediction machine thus makes it possible to predict whether the penetration distance is correct, and thus to propose a correction or an adjustment instruction.
  • the penetration is too weak, there is a risk of rebeating, a risk of poor timing, particularly if the rest phase is not not established correctly (case of shock), or even to the extreme in the case of zero penetration, the system may not work.
  • the at least two sounds correspond to the sounds of the release and the impulse.
  • the penetration adjustment is selected from a movement of the at least one pallet in a pallet housing of the anchor, a change of the at least one pallet, a change of the escape wheel or a displacement of the center distance between the anchor and the escape wheel.
  • the center distance can be defined as a distance between the anchor stem and the axis of rotation of the escape wheel.
  • the two sound signals correspond to the sounds of the release and the impulse of the pallet with the tooth.
  • the overall penetration adjustment is selected from a movement of the at least one pallet in a pallet housing of the anchor (also called a pallet system), a change of the at least one pallet, a change of the escape wheel or a movement of the center distance between the anchor and the escape wheel.
  • Moving the pallet in its pallet housing means pushing the pallet in or out of its housing. It is also possible to provide for a stripping of the pallets, or in extreme cases (or if necessary or more efficient) a change of pallet(s) or wheel.
  • a sound (or several sounds) is emitted, which may correspond at least in part to the so-called "TIC” sounds or to the so-called “TAC” sounds, in a conventional manner. It is thus possible to provide for detecting the sounds at the TIC and the TAC, to take into consideration the characteristics at the TIC and the TAC for the same tooth or for all the teeth, so as to make the deduction more reliable, and in particular thanks to a more developed or robust statistical base. It is also possible to repeat the operations on the input and/or output pallet, at the TIC and the TAC, in order to reinforce the deduction and the quality of the process.
  • TIC the sound linked to the contact between a tooth of the escape wheel with the rest plane of a first pallet
  • TAC the sound linked to the contact between a tooth of the escape wheel with the rest plane of a second pallet
  • the sounds emitted during operation are synchronous.
  • Synchronous is an event that occurs at the same time as another or at regular intervals relative to another.
  • the piezo-acoustic sensor has in particular a good signal-to-noise ratio over a wide frequency band. It is also possible to provide with this piezo-acoustic sensor a multi-mode operation in order to obtain a high signal-to-noise ratio over a wide frequency range via the natural vibration modes. This has the advantage of being able to go to high frequency, of improving the speed of rise of the sound signal and of obtaining better temporal precision. A measurement via direct contact (solid-borne transmission, for example by a crown) is possible. It is also possible to cut the low frequencies in order to isolate ambient noise.
  • MEMS microelectromechanical system
  • the plurality of sensors may include four sensors, for example.
  • the watch it is possible to install the watch on a structure comprising the sensor with one (or more) acoustic access(es), preferably a felt, a coupling microcavity and one (or more) acoustic access(es) in order to allow the sensor to have greater sensitivity to the sounds of movement.
  • a structure comprising the sensor with one (or more) acoustic access(es), preferably a felt, a coupling microcavity and one (or more) acoustic access(es) in order to allow the sensor to have greater sensitivity to the sounds of movement.
  • the various sensors mentioned above allow for finer, more faithful listening, and therefore with greater recognition capacity by obtaining a greater quantity of information, by extending the band towards high frequencies which contain useful acoustic energy, by obtaining information less disturbed by the acoustic (and vibrational) environment, by the rapid dissipation of short wavelengths in air and in solids, by obtaining information less disturbed by the connection and electrical environment, by digitizing signals as close as possible to the transduction source, by obtaining very low self-noise by multiplying paired transducers, by the possibility of implementing coherent reconstruction techniques, time shifting, convolution, filtering and focusing, i.e. more precisely all the signal processing methods and acoustic antenna algorithms by microphone arrays and applicable in the near field. Furthermore, by using miniature transducers of known sensitivity and factory matched in amplitude and phase, and for their entire lifetime, the technology does not require initial or periodic calibration.
  • the prediction machine comprises a processor and/or a computer.
  • the prediction machine further comprises prediction software, such as artificial intelligence.
  • the prediction machine comprises one or more neural networks, such as one or more convolutional neural networks.
  • the prediction machine can determine the penetration distance and categorize the exhaust as compliant or non-compliant, based on the time elapsed between the two exhaust sound signals.
  • the prediction machine must solve the problem of determining the penetration distance and categorizing the exhaust as compliant or non-compliant.
  • the prediction machine then receives the elapsed time, uses the model, and determines the penetration distance.
  • This learning phase allows to build calibrated reference data for later comparison during a prediction/production phase with defect detection.
  • learning allows to obtain test data from reference parts or tested/simulated in parallel to build the model.
  • the reference parts can be confirmed by a watchmaker.
  • the prediction machine uses a predictive model that can be built from repeated and trained operation.
  • a prediction model should be established that can receive as input the elapsed times and output a judgement or determination of a conforming or non-conforming exhaust and a setting instruction. Provision may be made, during the training phase, to provide data relating to the actual sound signals tested, including conforming and non-conforming exhausts.
  • the model may include a correlation phase in which the elapsed time is related to the conclusion of conforming or non-conforming exhaust.
  • the usage instruction or the adjustment instruction is displayed on a connected device, such as a connected magnifying glass.
  • the model is predetermined by construction of the escape wheel and the anchor.
  • the model is adapted after operating a plurality of wheels, so as to modify parameters or coefficients of the constructed model.
  • the learning process is carried out by machine learning.
  • the learning method includes the use of neural networks.
  • FIG. 1 represents an escape wheel 10 cooperating with an anchor 100 in a conventional manner.
  • the escape wheel 10 tends to want to turn because it is engaged with a barrel of the watch movement (not shown) and the anchor 100 prevents it from turning, or lets it turn at a certain frequency, and transmits energy to an oscillator of the watch movement (not shown) to maintain it.
  • the anchor 100 comprises a fork 110 in a conventional manner, in order to allow cooperation with a balance shaft.
  • the anchor carries two pallets 101, 102, preferably made of ruby: these are the entry pallet 101 and the exit pallet 102.
  • the pallet 101 is housed in an entry pallet housing 101a of the anchor 100 and the pallet 102 is housed in an exit pallet housing 102a of the anchor 100.
  • the anchor 100 is rotatable about an axis of rotation of an anchor rod 103 of the anchor 100.
  • the escape wheel 10 comprises a plurality of teeth 11 and is rotatable about an axis of rotation of a wheel shaft 12.
  • a contact 15 is present when the contacting tooth 13, among the teeth 11 of the escapement wheel 10, comes into contact with one of the pallets 101, 102.
  • the escape wheel has twenty teeth 11, including one tooth in contact 13 with the input pallet 101 or the output palette 102, depending on whether we consider the figure 1 left or right.
  • Contact 15 can be, for example, an area or a surface.
  • TIC can be defined as the sound linked to the contact between a tooth of the escape wheel with the resting plane of a first pallet
  • TAC as the sound linked to the contact between a tooth of the escape wheel with the resting plane of a second pallet
  • TIC and TAC are a first and a second sound characteristic of the contact between the resting plane of a first and respectively of a second pallet.
  • the "TIC” can be considered as the input sound (i.e. of the input pallet on the tooth) and the "TAC” as the output sound of the anchor (i.e. of the output pallet on the tooth) for said tooth of the escapement wheel.
  • FIG. 2 represents an acoustic detection of an operation of the escapement, that is to say of the escapement wheel 10 for a given tooth 11, 13 with the anchor 100.
  • a detected sound signal 200 comprises a first sound 201, a second sound 202 and a possible third sound 203.
  • the third sound 203 is advantageously used to ensure the presence and consistency of the first sound 201 and the second sound 202. in other words, the shape and amplitude of the third sound 203 makes it possible to confirm that the first sound 201 and the second sound 202 are indeed the sounds that one hopes to detect. It is further possible to carry out this confirmation by analyzing an envelope of the sounds 201, 202 or by considering their amplitude or any other parameter, such as a distance from another sound (for example parasitic) not shown. Furthermore, it is possible to use the third sound for measuring the amplitude of the balance wheel.
  • the first sound 201 occurs during the first shock, when the roller pin touches the entrance of the pallet fork.
  • the second sound 202 occurs when a tooth of the escape wheel falls on the impulse plane of the pallet and the pallet fork catches up with the roller pin.
  • the third sound 203 is generally the loudest, and occurs when a tooth of the escape wheel falls onto the pallet resting plane (fall) and the pallet stick presses against the limiting pin (lost path).
  • the elapsed time 204 between the first two sounds 201, 202 of the exhaust is a function of the penetration distances (99, visible in figure 5 ) of the pallets 101, 102.
  • the elapsed time 204 can be considered from peak to peak or from an average (or median or characteristic) value of the first sound 201 and the second sound 202.
  • the elapsed time 204 can further be a function of the operating amplitude of the balance coupled to the escapement.
  • the diagnostic method allows to measure the penetrations 99 of the pallets 101, 102 directly on the assembled watch movement, without visual access to the components. It is enough to hear the noise of the escapement and clearly distinguish the three shocks of the escapement (it is advisable to isolate and not take into account the parasitic noises).
  • the measurement can be done by analyzing the acoustic signal coupled to the optical signal of the balance, in particular to measure the actual operating amplitude of the balance.
  • a numerical model provides a penetration value corresponding to this elapsed time 204 between the first two sounds 201, 202. This can be a function of the elapsed time 204. It can also be a mathematical model depending on the amplitude, amplitude squared, clearance time, interaction terms, and a constant depending on the type of escapement, and translates the penetration specification (expressed in [mm]) into [ms]. Furthermore, it is possible to know the amplitude either by construction of the oscillator, or by acoustic detection (as for example with the third sound as discussed above), or by optical detection, or any combination of these.
  • FIG. 3 represents the release time (on the ordinate) as a function of the amplitude of a balance (on the abscissa) coupled to the anchor 100 from numerical simulations.
  • the input data are the movement caliber, the entry penetration, the exit penetration and the wheel torque.
  • the output data are amplitude, input clearance time and output clearance time.
  • the curve bundles delimit the expected clearance times for 99 penetrations within the tolerances. It is possible to carry out one or more measurement campaigns to obtain more statistical data and thus make the theoretical numerical model more robust.
  • the clearance time is greater at the exit (due to the asymmetric lever arms of the anchor) than at the entry.
  • the measured times are projected onto the numerical simulation, the reading of the relative position of the point compared to the position of the curves gives a penetration value for the part.
  • Curves 210 correspond to the output
  • curves 220 correspond to the input.
  • the clearance time is a function of the amplitude and the penetration. It is possible to project the measured times onto the digital simulation of the construction of the parts in dynamic version (i.e. with the modeled positions of the different parts, for example using CAD (Computer Aided Design) software), and then reading the relative position of the points on the digital simulation gives a penetration value.
  • CAD Computer Aided Design
  • the measurement is broken down into signal acquisition and processing.
  • the data entered is the acoustic measurement (ac), and possibly the optical measurement (opt) and the caliber data.
  • the output data are the oscillation amplitude, the oscillation rate, the oscillation acoustic cue, the oscillation escapement times and the actual lift angle.
  • An additional layer of signal processing is applied to calculate the average clearance times over the measurement on the input paddle sound on the tooth and the output paddle sound on the tooth.
  • the clearance times are also associated with a tooth index (repetition of the signal every 20 teeth), which allows visualization of the differences in elapsed time 204 between the first two sounds 201, 202 on a wheel revolution 10 which accounts for the out-of-roundness of the escape wheel 10.
  • Out-of-roundness also called out-of-round or out-of-round
  • the curve at the top of the figure 4 corresponds to the output sound, the bottom curve to the input sound, in this example.
  • the numerical value of the penetration is directly calculated by means of the quadratic function.
  • the numerical value can also be read from a look-up table resulting from numerical simulation.
  • a correction to the calculation is made because the amplitude is corrected by considering the reference defect which unbalances the amplitude of the input sound and the output sound.
  • a median of the twenty teeth 11, 13 as a comparison reference. It is possible to define another characteristic for the comparison, as previously mentioned (for example an average, a linear regression, a common characteristic, a representative characteristic, a function of the penetration distances of the pallets of the teeth, without being limited to these), in order to determine whether it is necessary to modify the position of the pallets 101, 102 in the anchor 100, to change the escape wheel 10, the pallets 101, 102 or to carry out any corrective operation.
  • the acquisition frequency can influence the measurement resolution. By default, the acquisition is done at 50 kHz, but it is possible to maximize the detection capacity by setting it to 100 kHz.
  • the lift angle is a linear function of the penetrations, the greater the penetrations, the longer the balance takes to disengage from the escapement, the greater the lift angle.
  • An optical and acoustic coupling of the process makes it possible to calculate a quantity called the real lift angle which is a quantity close to but different from the lift angle.
  • a model providing the equivalence between these quantities can make it possible to have a second method of calculating the penetrations as well as a value of the torque available at the escape wheel.
  • FIG. 5 represents a detailed view of the penetration 99 of one of the pallets 101, 102 (here pallet 101 for the example) on the tooth in contact 13 among the teeth 11.
  • FIG. 6 represents an example of a measuring device for measuring a sound and implementing the diagnostic method.
  • the near-field acoustic emission of a watch can be highly variable along its outer shell and that a spatial scan of the near-field acoustic emission provides a plurality of information that allows for better characterization of the acoustic behavior and the noise and emission sources of the watch.
  • the inventors also recognized that a measurement based on one or more microphones and a spatial scan provides the best available information in terms of frequency band, because microphones have an inherently wider measurement bandwidth than vibration sensors, and also that a plurality of microphones provides the best available information from weak signal captures, because the combination of a plurality of signal captures inherently brings increased signal-to-noise ratio capability.
  • a measuring device 2000 for measuring the sound generated by the watch W may be used, such as the measuring device 2000 having: a support surface 1100, a plurality of microphones 1200 placed on or under the support surface 1100, a controller connected to the plurality of microphones 1200, wherein the controller is configured to process the output of the plurality of microphones 1200 so as to obtain one or more signals representative of the sound generated by the watch W.
  • the plurality of microphones 1200 can be placed in close proximity to the object to be measured, such as a watch W, so that environmental noise is limited from reaching the microphones 1200 and the sound of the watch is measured with very high sensitivity and selectivity.
  • the plurality of microphones 1200 may be phase and amplitude matched.
  • the plurality of microphones 1200 may be configured to have an amplitude shift of less than 3 dB, preferably less than 2 dB, more preferably less than 1 dB, and/or the plurality of microphones 1200 may be configured to have a phase shift of less than 10°, preferably less than 5°, more preferably less than 1°.
  • the plurality of microphones 1200 may be MEMS-based microphones.
  • the plurality of microphones 1200 may be separated from each other by an intra-microphone distance, the intra-microphone distance being less than 1/2 of the smallest wavelength measured by the measuring device 2000, preferably less than 1/4 of the smallest wavelength, more preferably less than 1/8 of the smallest wavelength.
  • the plurality of microphones 1200 may cover a total distance, the total distance may be less than the smallest wavelength measured by the measuring apparatus 2000, preferably less than half of the smallest wavelength.
  • the plurality of microphones 1200 may cover a total distance, the total distance may be less than 10 cm, preferably less than 5 cm, more preferably less than 3 cm.
  • the plurality of microphones 1200 may include at least 4 microphones, preferably at least 16 microphones, more preferably at least 32 microphones.
  • Different microphones 1200 may be configured to measure sounds over different frequency ranges.
  • a volume V between the watch and a majority, preferably all, of the microphones may be filled with a liquid and/or gel.
  • the watch W to be measured or listened to may be placed at a measurement distance from the plurality of microphones 1200 that may be less than 1 cm, preferably less than 0.5 cm, more preferably less than 1 mm.
  • the plurality of microphones 1200 may be configured to implement an acoustic antenna.
  • An acoustic antenna may be considered as a device comprising an array of microphones 1200 used to detect sound waves coming from a particular direction.
  • a microphone can measure in the bandwidth of 500 Hz to 200 kHz, it can be used to measure sounds in a narrower bandwidth only, such as 500 Hz to 1 kHz, for optimal use.
  • the measuring device 2000 may be configured such that the watch W is held at the measuring distance without additional support. This may be achieved by providing a frame suitable for holding the watch W. Alternatively, or in addition, the support surface 1100 of the measuring device 2000 may be configured to hold the watch in place.
  • the portion of the measuring device 2000 that holds the watch W in place may have a shape complementary to at least a portion of the outer shape of the watch, such that the watch may be held firmly and securely, while reducing the amount of ambient noise reaching the microphone(s) due to the complementarity of the support structure and the shape of the watch, as will be illustrated with reference to the figure 7 .
  • the measuring device 2000 may also include a housing 2100 configured to define a volume V.
  • the volume V is therefore an internal volume of the housing 2100.
  • the housing 2100 may include or be connected to the support surface 1100, such that the plurality of microphones 1200 may be placed inside the volume V.
  • the support surface 1100 may comprise at least one opening 1110.
  • FIG. 7 represents another example of a measuring device for measuring sound and implementing the diagnostic method.
  • the support surface 4100 of the measuring device 2000 may be flexible and/or configured to conform to a surface of the watch W.
  • the flexible support surface 4100 may be held in place by a suitable non-flexible support frame 4400, which is only schematically illustrated in FIG. figure 7 .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Procédé de diagnostic pour régler un échappement horloger,l'échappement horloger comprenant une roue d'échappement ayant une pluralité de dents, et une ancre ayant au moins une palette,le procédé comprenant les étapes suivantes :- fournir la roue d'échappement, et l'ancre agencée pour coopérer avec la pluralité de dents,- procéder à une détection acoustique d'un fonctionnement de la roue d'échappement avec l'ancre, une pluralité de sons étant émis pendant le fonctionnement, lors de contacts d'au moins une dent de la pluralité de dents avec l'au moins une palette,- pour l'au moins une dent de la pluralité de dents, détecter au moins deux signaux sonores d'échappement relatifs à cette dent parmi la pluralité de sons, déterminer une durée écoulée (204) entre les deux signaux sonores d'échappement (201, 202) relatifs à cette dent, et en déduire une distance de pénétration de l'au moins une palette sur cette dent.

Description

  • La présente invention concerne de manière générale le domaine de l'horlogerie, plus particulièrement le domaine de la détection de défaut sur les composants et les assemblages.
  • La présente invention a pour but de proposer une nouvelle façon de détecter un défaut de réglage de composants horlogers et de proposer un réglage de ceux-ci afin de le rendre conforme.
  • La détection acoustique en tant que telle est connue de l'art antérieur.
  • En outre, le document CH691992 divulgue une mesure d'amplitude de balancier par mesure optique, une mesure du temps de parcours du balancier par une analyse des sons émis, et une détermination d'un angle de parcours basée sur l'amplitude et le temps de parcours.
  • De plus, une méthode existante repose sur des mesures optiques directes par traitement d'image (par exemple Divalog ou LecControl). Ces mesures nécessitent un mouvement sans balancier et un accès optique au contact dent sur palette. Mais la justesse et la répétabilité des mesures optiques est un point d'attention. Sur une répétition de mesures sur plusieurs mouvements, la précision de mesure n'est pas satisfaisante par rapport à l'objectif demandé, même dans le cas où les mesures sont cohérentes en relatif (par exemple ordre relatif et delta). En outre, en production, la mesure optique (par exemple Divalog) vient dès l'assemblage de l'ancre et du pont d'ancre dans la gamme d'assemblage. La mesure optique s'intercale dans la gamme de fabrication avant la lubrification de l'échappement et la pose du balancier. Lorsque le mouvement est en fonctionnement réel, les rattrapages des jeux et les composantes dynamiques modifient les pénétrations réelles d'une valeur inconnue et non mesurable.
  • En outre, la variabilité de la mesure optique étant trop grande par rapport aux espérances, il est nécessaire de trouver un moyen de référence plus fiable.
  • Aussi, l'art antérieur ne permet pas de diagnostiquer, d'une manière fiable et en fonctionnement, une distance de pénétration de palette sur des dents de roue d'échappement en fonctionnement ni de proposer un réglage afin d'arriver à une position désirée.
  • Ainsi, il est souhaité de pouvoir proposer une méthode permettant de diagnostiquer la distance de pénétration de palette sur les dents de roue d'échappement et de proposer un réglage afin d'obtenir un assemblage des composants conformes, tout en réduisant l'effort et le coût nécessaire à cette fin pour l'horloger.
  • Singulièrement, une détection piézo-acoustique multimodes ou encore plus avantageusement une détection stéthoscopique acoustique et ultrasonique permettent d'atteindre une fidélité suffisante en justesse et en précision pour un tel diagnostique, ainsi que sa facilité de mise en oeuvre.
  • Dès lors, l'invention concerne un procédé de diagnostic acoustique d'une distance de pénétration d'au moins une palette sur une dent d'une pluralité de dents d'un échappement horloger,
    • l'échappement horloger comprenant une roue d'échappement ayant la pluralité de dents, et une ancre ayant l'au moins une palette,
    • le procédé comprenant les étapes suivantes :
      • fournir la roue d'échappement ayant la pluralité de dents, et l'ancre agencée pour coopérer avec la pluralité de dents,
      • procéder à une détection acoustique d'un fonctionnement de la roue d'échappement avec l'ancre, une pluralité de sons étant émis pendant le fonctionnement, lors de contacts d'au moins une dent de la pluralité de dents avec l'au moins une palette,
      • pour la dent de la pluralité de dents, détecter au moins deux signaux sonores d'échappement relatifs à cette dent parmi la pluralité de sons, déterminer une durée écoulée entre les deux signaux sonores d'échappement relatifs à la dent, et en déduire la distance de pénétration de l'au moins une palette sur la dent.
  • On entend par pénétration une distance d'engagement de la palette avec la dent de la roue, en particulier sur un plan de repos de la palette. On entend par durée un espace de temps, une période mesurable pendant lequel a lieu un événement, un phénomène, une action.
  • L'invention permet de proposer un diagnostic permettant de déduire une distance de pénétration de palette sur au moins une dent de roue d'échappement, et ainsi déduire s'il convient de procéder à un réglage des composants et/ou de l'assemblage. Ainsi, ceci permet d'éviter un réglage inutile ou de permettre un réglage plus efficient ou plus précis pour l'horloger, c'est-à-dire de limiter l'effort (physique et mental) pour l'horloger, via une interface graphique ou un autre type d'interface, comme une interface sonore. Cela permet en outre une meilleure gestion des pénétrations. Il est ainsi possible d'informer l'homme de métier sur la correction éventuelle à apporter, et de préférence en temps réel, c'est-à-dire que cela améliore la compréhension el la connaissance de l'échappement. La machine de prédiction permet ainsi de prédire si la distance de pénétration est correcte, et ainsi proposer une correction ou une consigne de réglage.
  • En effet, la gestion des pénétrations de l'échappement est un prérequis à son bon fonctionnement.
  • Si la pénétration est trop importante, il existe un risque à avoir un chemin perdu trop faible voire inexistant, se concrétisant par un blocage du système. Le système perd alors inutilement de l'énergie à se libérer et cela nuit au rendement du système.
  • Si la pénétration est trop faible, il existe un risque de rebat, un risque de mauvaise chronométrie, en particulier si la phase de repos n'est pas établie correctement (cas de choc), voire à l'extrême en cas de pénétration nulle, le système peut ne pas fonctionner.
  • De préférence, les au moins deux sons correspondent aux sons du dégagement et de l'impulsion.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape consistant à :
    • procéder à une détection acoustique de fidélité de caractérisation suffisante en justesse et en précision d'un fonctionnement de la roue d'échappement avec l'ancre, une pluralité de sons étant émis pendant le fonctionnement, lors de contacts d'au moins une dent de la pluralité de dents avec l'au moins une palette.
  • Avantageusement, le procédé de diagnostic comprend en outre l'étape suivante :
    • comparer la distance de pénétration de l'au moins une palette sur la dent avec une distance de pénétration prédéterminée.
  • Ceci permet de proposer un diagnostic permettant de comparer la distance de pénétration avec une valeur idéale ou souhaitée afin d'éviter un réglage inutile ou de permettre un réglage plus efficient.
  • Avantageusement, le procédé de diagnostic comprend en outre l'étape suivante :
    • proposer un réglage de pénétration, de sorte à rapprocher la distance de pénétration déduite de la distance de pénétration prédéterminée.
  • Ceci permet de proposer de déterminer s'il convient de procéder à un réglage des composants et/ou de l'assemblage et de quelle manière, afin de porter assistance à l'horloger réglant l'ensemble, et lui éviter la lourde tâche d'essais et de tâtonnements successifs.
  • Avantageusement, le réglage de pénétration est choisi parmi un déplacement de l'au moins une palette dans un logement de palette de l'ancre, un changement de l'au moins une palette, un changement de la roue d'échappement ou un déplacement de l'entraxe entre l'ancre et la roue d'échappement. L'entraxe peut être défini comme une distance entre la tige d'ancre et l'axe de rotation de la roue d'échappement.
  • Ceci permet de proposer un réglage et de guider l'horloger afin d'économiser ses efforts et de permettre de gagner du temps, tout en améliorant la qualité, la fiabilité et la reproductibilité.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
    • mesurer une amplitude de fonctionnement d'un balancier coopérant avec l'ancre,
    • déduire la distance de pénétration de l'au moins une palette sur cette dent en fonction de la durée écoulée entre les deux signaux sonores d'échappement relatifs à cette dent et l'amplitude de fonctionnement du balancier.
  • De préférence, les deux signaux sonores correspondent aux sons du dégagement et de l'impulsion de la palette avec la dent.
  • Avantageusement, le procédé comprend les étapes suivantes :
    • mesurer l'amplitude de fonctionnement du balancier coopérant avec l'ancre,
    • déduire la distance de pénétration de l'au moins une palette sur plusieurs dents de la pluralité de dents en fonction de la durée écoulée entre les deux signaux sonores d'échappement relatifs à chaque dent et de l'amplitude de fonctionnement du balancier.
  • Avantageusement, le réglage de pénétration globale est choisi parmi un déplacement de l'au moins une palette dans un logement de palette de l'ancre (également appelée système de palettes), un changement de l'au moins une palette, un changement de la roue d'échappement ou un déplacement de l'entraxe entre l'ancre et la roue d'échappement.
  • On entend par déplacement de la palette dans son logement de palette le fait d'enfoncer ou de faire sortir la palette de son logement. Il est en outre possible de prévoir un décottage des palettes, ou en cas extrême (ou si nécessaire ou plus efficace) un changement de palette(s) ou de roue.
  • Ceci permet d'améliorer la déduction de la distance de pénétration par couplage d'une mesure acoustique et d'une mesure optique, et en outre de tirer profit de la pluralité de dents ou pour lisser les caractéristiques sur la pluralité de dents afin de confirmer la déduction ou d'éviter des faux-positifs ou des faux négatifs.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • pour plusieurs dents de la pluralité de dents, détecter au moins deux signaux sonores d'échappement relatifs à chaque dent parmi les plusieurs dents, déterminer une durée écoulée entre les deux signaux sonores d'échappement relatifs à chaque dent, et en déduire une distance de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • établir une distance de pénétration spécifique à plusieurs dents de la pluralité de dents basée sur la distance de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent.
  • Avantageusement, la distance de pénétration spécifique à plusieurs dents est choisie parmi :
    • une médiane des distances de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent,
    • une moyenne des distances de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent,
    • une régression linéaire des distances de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent,
    • une caractéristique commune des distances de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent,
    • une caractéristique représentative des distances de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent, ou
    • une fonction des distances de pénétration de l'au moins une palette sur chaque dent.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
    • comparer la distance de pénétration spécifique à plusieurs dents avec la distance de pénétration prédéterminée.
    • proposer un réglage de pénétration globale, de sorte à rapprocher la distance de pénétration spécifique à plusieurs dents de la distance de pénétration prédéterminée.
  • Ceci permet de prendre en compte les caractéristiques des autres dents et ainsi de fiabiliser la déduction et le procédé, en particulier grâce à une base statistique plus développée ou robuste.
  • Pour chaque passage de dent en contact avec l'une des palettes, un son (ou plusieurs sons) est émis, qui peut correspondre au moins en partie aux sons dits « TIC » ou aux sons dits « TAC », de façon conventionnelle. Il est ainsi possible de prévoir de détecter les sons aux TIC et aux TAC, de prendre en considération les caractéristiques aux TIC et aux TAC pour une même dent ou pour toutes les dents, de sorte à fiabiliser la déduction, et en particulier grâce à une base statistique plus développée ou robuste. Il est en outre possible de répéter les opérations sur la palette d'entrée et/ou de sortie, au TIC et au TAC, afin de renforcer la déduction et la qualité du procédé.
  • Ainsi, on peut définir par « TIC » le son lié au contact entre une dent de la roue d'échappement avec le plan de repos d'une première palette, et par « TAC » le son lié au contact entre une dent de la roue d'échappement avec le plan de repos d'une deuxième palette, c'est-à-dire que le « TIC » et le « TAC » sont un premier et un deuxième son caractéristique du contact entre le plan de repos d'une première et respectivement d'une deuxième palette. On peut considérer le « TIC » comme le son d'entrée et le « TAC » comme le son de sortie de l'ancre pour ladite dent de la roue d'échappement.
  • Avantageusement, les sons émis pendant le fonctionnement sont synchrones.
  • On entend par synchrone un événement qui se produit au même moment qu'un autre ou à intervalles réguliers par rapport à un autre.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • utiliser un capteur, de préférence un capteur piézo-acoustique , afin de capter la pluralité de sons.
  • Ceci permet de capter les sons afin de mettre en oeuvre le procédé de diagnostic. Le capteur piézo-acoustique a notamment un bon rapport signal/bruit sur une large bande fréquentielle. Il est en outre possible de prévoir avec ce capteur piézo-acoustique un fonctionnement en multimodes afin d'obtenir un haut rapport signal-bruit sur une large gamme de fréquence via les modes propres de vibration. Ceci présente l'avantage de pouvoir aller à haute fréquence, d'améliorer la rapidité de montée du signal sonore et d'obtenir une meilleure précision temporelle. Une mesure via contact direct (transmission solidienne, par exemple par une couronne) est possible. Il est en outre possible de couper les basses fréquences afin d'isoler les bruits ambiants.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • utiliser un capteur, de préférence un capteur avec une pluralité de microphones ultrasoniques, par exemple digitaux, afin de capter la pluralité de sons.
  • La technologie MEMS (microsystème électromécanique) permet de couvrir une large bande passante (par exemple 100Hz - 80kHz), tout en autorisant une mesure sans contact en champ proche (de type stéthoscope). La pluralité de capteur peut comprendre quatre capteurs par exemple.
  • Pour des mesures de type chronométrie, il est possible de couper les basses fréquences afin d'isoler les bruits ambiants
  • Il est possible d'installer la montre sur une structure comprenant le capteur avec un (ou plusieurs) accès acoustique(s), de préférence une feutrine, une microcavité de couplage et un (ou plusieurs) accès acoustique afin de permettre au capteur d'avoir une plus grande sensibilité aux sons du mouvement.
  • Les différents capteurs mentionnés ci-avant permettent une écoute plus fine, plus fidèle, et donc à plus grande capacité de reconnaissance par l'obtention d'une plus grande quantité d'information, par l'extension de la bande vers les hautes fréquences qui contiennent une énergie acoustique utile, par l'obtention d'une information moins perturbée par l'environnement acoustique (et vibratoire), par le fait de la dissipation rapide des longueurs d'ondes courtes dans l'air et dans les solides, par l'obtention d'une information moins perturbée par l'environnement connectique et électrique, par la numérisation des signaux au plus près de la source de transduction, par l'obtention d'un très faible bruit propre par la multiplication de transducteurs appariés, par la possibilité de mise en oeuvre des techniques de reconstruction cohérente, de décalage temporel, de convolution, de filtrage et de focalisation, c'est-à-dire plus précisément toutes les méthodes de traitement de signal et d'algorithmes d'antennerie acoustique par réseaux de microphones et applicables en champ proche. En outre, par l'emploi de transducteurs miniatures de sensibilité connue et appairés d'usine en amplitude et en phase, et pour toute leur durée de vie, la technologie ne nécessite pas de calibration initiale, ni périodique.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • utiliser un dispositif d'acquisition afin d'enregistrer les données sonores captées.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape suivante :
    • utiliser un ordinateur notamment afin de comparer les données sonores captées.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • soumettre la durée écoulée à une machine de prédiction pour déterminer une la distance de pénétration de l'au moins une palette sur la dent.
  • Avantageusement, la machine de prédiction comprend un processeur et/ou un ordinateur.
  • Avantageusement, la machine de prédiction comprend en outre un logiciel de prédiction, tel qu'une intelligence artificielle.
  • Avantageusement, la machine de prédiction comprend un ou plusieurs réseaux de neurones, tel qu'un ou plusieurs réseaux de neurones convolutifs.
  • Avantageusement, la machine de prédiction peut déterminer la distance de pénétration et catégoriser l'échappement comme conforme ou non conforme, sur la base de la durée écoulée entre les deux signaux sonores d'échappement. Ainsi, la machine de prédiction doit résoudre le problème de la détermination de la distance de pénétration et la catégorisation de l'échappement comme conforme ou non conforme.
  • La machine de prédiction reçoit ainsi la durée écoulée, utilise le modèle, et détermine la distance de pénétration.
  • Il est en outre possible de fournir à la machine de prédiction, et pour chaque roue ou chaque dent:
    • la durée écoulée entre deux signaux sonores d'échappement,
    • la durée d'écoulement attendue.
  • Cette phase d'apprentissage permet de bâtir des données de référence étalonnées pour une comparaison ultérieure lors d'une phase de prédiction / production avec recherche de défauts. En particulier, l'apprentissage permet d'obtenir des données de test de pièces de référence ou testées/simulées en parallèle pour construire le modèle. Les pièces de référence peuvent être confirmées par un horloger.
  • La machine de prédiction utilise un modèle prédictif qu'il est possible de construire à partir du fonctionnement répété et entrainé.
  • Ainsi, il est possible d'entrainer le modèle pour la détection et d'ensuite utiliser le modèle, avec ou sans amélioration du modèle.
  • Il convient d'établir un modèle de prédiction qui puisse recevoir en entrée les durées écoulées et donner en sortie un jugement ou une détermination d'un échappement conforme ou non conforme et une consigne de réglage. Il est possible de prévoir, lors de la phase d'apprentissage, de fournir les données relatives aux signaux sonores réels testés, y compris des échappement conformes et des échappement non conformes. Le modèle peut comprendre une phase de corrélation dans laquelle la durée écoulée est reliée à la conclusion de l'échappement conforme ou non conforme.
  • Une fois la phase d'apprentissage terminée, on peut passer à une phase de prédiction, par exemple lors d'un procédé de contrôle des échappements.
  • Un second aspect de l'invention concerne un procédé de réglage comprenant les étapes suivantes :
    • réaliser le procédé de diagnostic selon le premier aspect,
    • émettre une consigne d'utilisation ou une consigne de réglage à un utilisateur.
  • Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :
    • afficher sur un afficheur la consigne d'utilisation ou la consigne de réglage à un utilisateur.
  • Avantageusement, la consigne d'utilisation ou la consigne de réglage est affichée sur un dispositif connecté, tel qu'une loupe connectée.
  • Ceci permet de proposer un procédé de réglage et une interface homme-machine à un utilisateur, en particulier un horloger, afin de réduire son effort mental et physique pour le réglage de l'ensemble, tout en permettant d'améliorer la qualité, la précision et la répétabilité de l'ensemble. Une loupe connectée est connue par exemple du document CH717263 . Une telle loupe électronique d'horloger est destinée à observer un produit horloger, notamment un mécanisme de montre, et est munie:
    • d'un objectif grossissant, pour observer le produit horloger,
    • de moyens de communication, pour recevoir des données,
    • d'un écran d'affichage, pour afficher les données,
    • d'un séparateur de faisceau, prévu pour diriger simultanément vers un oeil d'un utilisateur au moins une image du produit horloger provenant de l'objectif grossissant et au moins une image de l'écran d'affichage. La loupe électronique peut comprendre en outre une caméra d'acquisition, pour acquérir au moins une image du produit horloger, les moyens de communication étant prévus pour envoyer à un utilisateur distant l'image du produit horloger acquise par la caméra d'acquisition, le séparateur de faisceau étant prévu pour diriger simultanément vers la caméra d'acquisition au moins une image du produit horloger provenant de l'objectif grossissant et au moins une image de l'écran d'affichage.
  • Un troisième aspect de la présente invention concerne un procédé d'apprentissage d'une machine de prédiction, comprenant les étapes suivantes :
    • faire fonctionner une roue d'échappement avec une ancre ayant au moins une palette,
    • enregistrer une pluralité de sons émis pendant le fonctionnement lors de contacts d'au moins une dent d'une pluralité de dents de la roue d'échappement,
    • entraîner la machine de prédiction à l'aide d'un modèle et d'une série de sons émis par la roue d'échappement et l'ancre en fonctionnement, de sorte à déterminer une distance de pénétration de l'au moins une paletter sur la dent.
  • Avantageusement, le modèle est prédéterminé par construction de la roue d'échappement et de l'ancre.
  • Avantageusement, le modèle est adapté après avoir fait fonctionner une pluralité de roues, de sorte à modifier des paramètres ou coefficient du modèle construit.
  • Avantageusement, le procédé d'apprentissage est réalisé par apprentissage automatique.
  • Avantageusement, le procédé d'apprentissage comprend l'utilisation de réseaux de neurones.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple nullement limitatif et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 représente une roue d'échappement coopérant avec une ancre munie de palettes,
    • la figure 2 représente une détection acoustique d'un fonctionnement de la roue d'échappement pour une dent,
    • la figure 3 représente la durée de dégagement en fonction d'une amplitude d'un balancier couplé à l'ancre à partir de simulations numériques,
    • la figure 4 représente une détection sur toutes les dents de la roue,
    • la figure 5 représente une vue détaillée de la pénétration d'une palette sur la dent,
    • la figure 6 représente un exemple de dispositif de mesure pour mesurer un son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic,
    • la figure 7 représente un autre exemple de dispositif de mesure pour mesurer le son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic.
  • La figure 1 représente une roue d'échappement 10 coopérant avec une ancre 100 de façon conventionnelle. Dans un fonctionnement conventionnel, la roue d'échappement 10 à tendance à vouloir tourner car elle est en prise avec un barillet du mouvement de montre (non représenté) et l'ancre 100 l'empêche de tourner, ou la laisse tourner à une certaine fréquence, et transmet de l'énergie à un oscillateur du mouvement de montre (non représenté) pour l'entretenir.
  • L'ancre 100 comprend une fourchette 110 de façon conventionnelle, afin de permettre la coopération avec un axe du balancier.
  • L'ancre porte deux palettes 101, 102, de préférence en rubis : c'est la palette d'entrée 101 et la palette de sortie 102. La palette 101 est logée dans un logement de palette d'entrée 101a de l'ancre 100 et la palette 102 est logée dans un logement de palette de sortie 102a de l'ancre 100. L'ancre 100 est mobile en rotation autour d'un axe de rotation d'une tige d'ancre 103 de l'ancre 100.
  • La roue d'échappement 10 comprend une pluralité de dents 11 et est mobile en rotation autour d'un axe de rotation d'un arbre de roue 12.
  • Un contact 15 est présent lors du contact de la dent en contact 13, parmi les dents 11 de la roue d'échappement 10, avec l'une des palettes 101, 102. Dans l'exemple de la figure 1, la roue d'échappement possède vingt dents 11, dont une dent en contact 13 avec la palette d'entrée 101 ou la palette de sortie 102, selon que l'on considère la figure 1 à gauche ou à droite. Le contact 15 peut être par exemple une zone ou une surface.
  • A gauche de la figure 1 est représentée la roue d'échappement 10 et l'ancre 100, dans une position dans laquelle la dent en contact 13 (parmi les dents 11) est en contact avec la palette d'entrée 101. A droite de la figure 1 est représentée la roue d'échappement 10 et l'ancre 100, dans une position dans laquelle la dent en contact 13 (parmi les dents 11) est en contact avec la palette de sortie 102.
  • Le procédé est ainsi détaillé en référence aux figures 1 et 2.
  • Pour chaque passage de dent en contact 13 avec l'une des palettes 101, 102, un son (ou plusieurs sons) est émis, qui peut correspondre au moins en partie aux sons dits « TIC » ou aux sons dit « TAC », de façon conventionnelle. Ainsi, comme discuté ci-avant, on peut définir par « TIC » le son lié au contact entre une dent de la roue d'échappement avec le plan de repos d'une première palette, et par « TAC » le son lié au contact entre une dent de la roue d'échappement avec le plan de repos d'une deuxième palette, c'est-à-dire que le « TIC » et le « TAC » sont un premier et un deuxième son caractéristique du contact entre le plan de repos d'une première et respectivement d'une deuxième palette. On peut considérer le « TIC » comme le son d'entrée (i.e. de la palette d'entrée sur la dent) et le « TAC » comme le son de sortie de l'ancre (i.e. de la palette de sortie sur la dent) pour ladite dent de la roue d'échappement.
  • La figure 2 représente une détection acoustique d'un fonctionnement de l'échappement, c'est-à-dire de la roue d'échappement 10 pour une dent 11, 13 donnée avec l'ancre 100.
  • Il est considéré qu'un signal sonore 200 détecté comprend un premier son 201, un deuxième son 202 et un éventuel troisième son 203. Le troisième son 203 est avantageusement utilisé pour s'assurer de la présence et de la consistance du premier son 201 et du deuxième son 202. En d'autres termes, la forme et l'amplitude du troisième son 203 permet de confirmer que le premier son 201 et le deuxième son 202 sont bien les sons que l'on espère détecter. Il est en outre possible d'effectuer cette confirmation en analysant une enveloppe des sons 201, 202 ou en considérant leur amplitude ou tout autre paramètre, comme une distance par rapport à un autre son (par exemple parasite) non représenté. En outre, il est possible d'utiliser le troisième son pour la mesure de l'amplitude du balancier. D'une manière générale, il est considéré que le premier son 201 a lieu lors du premier choc, quand la cheville de plateau touche l'entrée de la fourchette de l'ancre. Le deuxième son 202 a lieu lorsque une dent de la roue d'échappement tombe sur le plan d'impulsion de la palette et que la fourchette de l'ancre rattrape la cheville de plateau. Le troisième son 203, est généralement le plus fort, et se produit lorsqu'une dent de la roue d'échappement tombe sur le plan de repos de la palette (chute) et que la baguette de l'ancre s'appuie contre la goupille de limitation (chemin perdu).
  • La durée écoulée 204 entre les deux premiers sons 201, 202 de l'échappement est une fonction des distances de pénétrations (99, visible en figure 5) des palettes 101, 102. La durée écoulée 204 peut être considérée de pic à pic ou à partir d'une valeur moyenne (ou médiane ou caractéristique) du premier son 201 et du deuxième son 202. La durée écoulée 204 peut en outre être une fonction de l'amplitude de fonctionnement du balancier couplé à l'échappement.
  • Le procédé de diagnostic permet de mesurer les pénétrations 99 des palettes 101, 102 directement sur le mouvement de montre assemblé, sans accès visuel aux composants. Il suffit d'entendre le bruit de l'échappement et distinguer clairement les trois chocs de l'échappement (il convient d'isoler et de ne pas tenir compte des bruits parasites).
  • Dans un mode de réalisation, la mesure peut se faire par analyse du signal acoustique couplé au signal optique du balancier, notamment pour mesurer l'amplitude réelle de fonctionnement du balancier.
  • Un modèle numérique fournit une valeur de pénétration correspondant à cette durée écoulée 204 entre les deux premiers sons 201, 202. Il peut s'agir d'une fonction de la durée écoulée 204. Il peut s'agir aussi d'un modèle mathématique fonction de l'amplitude, de amplitude au carré, du temps de dégagement, de termes d'interactions, et d'une constante selon le type d'échappement, et traduit la spécification de pénétrations (exprimé en [mm]) en [ms]. En outre, il est possible de connaître l'amplitude soit par construction de l'oscillateur, soit par détection acoustique (comme par exemple avec le troisième son comme discuté ci-avant), soit par détection optique, ou toute combinaison de ceci.
  • Un avantage de cette mesure est de se dérouler en temps masqué lors du contrôle chronométrique. Le gain se trouve en décottage de production et service après-vente. Cette stratégie de mesure est intéressante lors du diagnostic de pièces déjà assemblées pour donner un moyen de vérification des pénétrations sans démontage.
  • L'avantage de cette mesure est de s'assurer qu'en condition dynamique, l'échappement fonctionne dans son intervalle de tolérance (abrévié IT). Ceci permet d'ajouter une couche de contrôle qualité sans surcoût.
  • La figure 3 représente la durée de dégagement (en ordonnées) en fonction d'une amplitude d'un balancier (en abscisses) couplé à l'ancre 100 à partir de simulations numériques.
  • Les simulations numériques donnent les temps de dégagement sur l'entrée et la sortie en fonction des pénétrations entrées et sorties.
  • Les données d'entrées sont le calibre du mouvement, la pénétration entrée, la pénétration sortie et le couple à la roue.
  • Les données de sorties sont l'amplitude, la durée de dégagement d'entrée et la durée de dégagement de sortie.
  • L'exploitation des résultats permet de générer un modèle mathématique du dégagement en fonction de l'amplitude de fonctionnement et de la pénétration. Il est possible de construire un modèle du type temps de dégagement = a - b * amplitude + c * pénétration + d * amplitude^2 + e * pénétration*amplitude avec a, b, c, d, e des paramètres de construction, le temps de dégagement correspondant à la durée écoulée 204.
  • Les faisceaux de courbes délimitent les temps de dégagement attendus pour des pénétrations 99 dans les tolérances. Il est possible de faire une ou plusieurs campagnes de mesures pour se donner plus de données statistiques et rendre ainsi plus robuste le modèle théorique numérique.
  • Pour une pénétration donnée, classiquement la durée de dégagement est plus grande à la sortie (due aux bras de levier asymétriques de l'ancre) qu'à l'entrée. On projette les temps mesurés sur la simulation numérique, la lecture de la position relative du point comparé à la position des courbes donne une valeur de pénétration pour la pièce.
  • Pour la proposition de réglage, si la position de la mesure se trouve en dehors des bornes, la lecture de la position relative donne la valeur de la retouche à apporter. On peut directement utiliser la formule pour calculer ces valeurs.
  • Deux aires bien différenciées assurent une bonne reconnaissance et la bonne association du son de la palette d'entrée et du son de la palette de sortie. Les courbes 210 correspondent à la sortie, les courbes 220 correspondent à l'entrée.
  • La durée de dégagement est fonction ici de l'amplitude et de la pénétration. Il est possible de projeter les temps mesurés sur la simulation numérique de construction des pièces en version dynamique (c'est-à-dire avec les positions modélisées des différentes pièces, par exemple à l'aide d'un logiciel de CAO (Construction Assistée par Ordinateur)), et alors la lecture de la position relative des points sur la simulation numérique donnent une valeur de pénétration.
  • Pour la proposition de réglage, si la position de la mesure se trouve en dehors des bornes ou des intervalles de tolérance, la lecture de la position relative sur la simulation numérique donne la valeur de la retouche à apporter.
  • On peut en outre directement utiliser la formule ci-dessus pour calculer ces valeurs.
  • Par ailleurs, la mesure se décompose en acquisition et traitement du signal.
  • Les données entrées sont la mesure acoustique (ac), et éventuellement la mesure optique (opt) et les données du calibre.
  • Les données sorties sont l'amplitude à l'oscillation, la marche à l'oscillation, le repère acoustique à l'oscillation, les temps de l'échappement à l'oscillation et l'angle de levée réel.
  • Une couche supplémentaire de traitement du signal est appliquée pour calculer les temps de dégagement moyen sur la mesure sur le son de la palette d'entrée sur la dent et le son de la palette de sortie sur la dent.
  • La figure 4 représente une détection sur toutes les dents de la roue.
  • Les temps de dégagement sont également associés à un index de dent (répétition du signal tous les 20 dents), ce qui permet de visualiser les différences de durée écoulée 204 entre les deux premiers sons 201, 202 sur un tour de roue 10 ce qui rend compte du malrond de la roue d'échappement 10. On entend par malrond (également appelé mal-rond ou mal rond) le fait de n'être pas centré sur son axe. La courbe du haut de la figure 4 correspond au son de sortie, la courbe du bas au son d'entrée, dans cet exemple.
  • La valeur numérique de la pénétration est directement calculée par le biais de la fonction quadratique. La valeur numérique peut également être lue dans une table de correspondance issue de simulation numérique.
  • Une correction au calcul est apportée car l'amplitude est corrigée en considérant le défaut de repère qui déséquilibre l'amplitude du son d'entrée et du son de sortie.
  • Enfin, un autre moyen de vérification est de considérer l'écart entre entrée et sortie au sein d'une même mesure, qui présente moins de variabilité qu'entre deux mesures différentes.
  • Enfin, il est en outre possible de définir une médiane des vingt dents 11, 13 comme référence de comparaison. Il est possible de définir une autre caractéristique pour la comparaison, comme évoqué précédemment (par exemple une moyenne, une régression linéaire, une caractéristique commune, une caractéristique représentative, une fonction des distances de pénétration des palettes les dents, sans être limité à celles-ci), afin de déterminer s'il est nécessaire de modifier la position des palettes 101, 102 dans l'ancre 100, de changer la roue d'échappement 10, les palettes 101, 102 ou de procéder à toute opération corrective.
  • La fréquence d'acquisition peut influer la résolution de la mesure. Par défaut, l'acquisition se fait à 50 kHz, mais il est possible de maximiser la capacité de détection en se plaçant à 100 kHz.
  • Il est possible de prévoir plusieurs tours de roue 10 afin de renforcer la pertinence statistique.
  • De plus, l'angle de levée est une fonction linéaire des pénétrations, plus les pénétrations sont grandes plus le balancier met de temps à se dégager de l'échappement, plus l'angle de levée est grand. Un couplage optique et acoustique du procédé permet de calculer une grandeur appelée angle de levée réelle qui est une grandeur proche mais différente de l'angle de levée. Un modèle fournissant l'équivalence entre ces grandeurs, peut permettre d'avoir une seconde méthode de calcul des pénétrations ainsi qu'une valeur du couple disponible à la roue d'échappement.
  • La figure 5 représente une vue détaillée de la pénétration 99 d'une des palettes 101, 102 (ici palette 101 pour l'exemple) sur la dent en contact 13 parmi les dents 11.
  • La figure 6 représente un exemple de dispositif de mesure pour mesurer un son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic.
  • Comme indiqué ci-dessus, il est important, lors de la fabrication de montres mécaniques, de vérifier le fonctionnement des différents composants de la montre telle qu'elle est assemblée. Il s'agit, par exemple, de vérifier la bonne synchronisation du mécanisme d'horlogerie (ou mouvement d'horlogerie), la présence de défauts de fabrication, etc.
  • En général, les inventeurs ont reconnu que l'émission acoustique en champ proche d'une montre peut être très variable le long de son enveloppe externe et qu'un balayage spatial de l'émission acoustique en champ proche fournit une pluralité d'informations qui permettent de mieux caractériser le comportement acoustique et les sources de bruit et d'émission de la montre.
  • Les inventeurs ont également reconnu qu'une mesure basée sur un ou plusieurs microphones et un balayage spatial fournit les meilleures informations disponibles en termes de bande de fréquence, car les microphones ont une bande de mesure intrinsèquement plus large que les capteurs de vibrations, et aussi qu'une pluralité de microphones fournit les meilleures informations disponibles à partir de captures de signaux faibles, car la combinaison d'une pluralité de captures de signaux apporte intrinsèquement une capacité accrue de rapport signal-bruit.
  • Comme illustrée en figure 6, un dispositif de mesure 2000 pour mesurer le son généré par la montre W peut être utilisé, comme le dispositif de mesure 2000 ayant : une surface de support 1100, une pluralité de microphones 1200 placés sur ou sous la surface de support 1100, un contrôleur connecté à la pluralité de microphones 1200, dans lequel le contrôleur est configuré pour traiter la sortie de la pluralité de microphones 1200 de manière à obtenir un ou plusieurs signaux représentatifs du son généré par la montre W.
  • La pluralité de microphones 1200 peut être placée à proximité immédiate de l'objet à mesurer, comme une montre W, de sorte que le bruit de l'environnement est limité pour atteindre les microphones 1200 et que le son de la montre est mesuré avec une sensibilité et une sélectivité très élevées.
  • Dans certains modes de réalisation du dispositif de mesure 2000, la pluralité de microphones 1200 peut être adaptée en phase et en amplitude. La pluralité de microphones 1200 peut être configurée pour avoir un décalage d'amplitude inférieur à 3 dB, de préférence inférieur à 2 dB, de préférence encore inférieur à 1 dB, et/ou la pluralité de microphones 1200 peut être configurée pour avoir un décalage de phase inférieur à 10°, de préférence inférieur à 5°, de préférence encore inférieur à 1°.
  • La pluralité de microphones 1200 peut être constituée de microphones à base de MEMS.
  • La pluralité des microphones 1200 peut être séparée les uns des autres par une distance intra-microphone, la distance intra-microphone pouvant être inférieure à 1/2 de la plus petite longueur d'onde mesurée par le dispositif de mesure 2000, de préférence inférieure à 1/4 de la plus petite longueur d'onde, de préférence encore inférieure à 1/8 de la plus petite longueur d'onde.
  • La pluralité de microphones 1200 peut couvrir une distance totale, la distance totale peut être inférieure à la plus petite longueur d'onde mesurée par l'appareil de mesure 2000, de préférence inférieure à la moitié de la plus petite longueur d'onde.
  • La pluralité de microphones 1200 peut couvrir une distance totale, la distance totale peut être inférieure à 10 cm, de préférence inférieure à 5 cm, de préférence encore inférieure à 3 cm.
  • La pluralité de microphones 1200 peut comprendre au moins 4 microphones, de préférence au moins 16 microphones, de préférence encore au moins 32 microphones.
  • Différents microphones 1200, ou différents groupes de microphones 1200, peuvent être configurés pour mesurer des sons sur différentes gammes de fréquences. Lors de l'utilisation, un volume V compris entre la montre et une majorité, de préférence tous les microphones, peut être rempli par un liquide et/ou un gel.
  • La montre W à mesurer ou à écouter peut être placée à une distance de mesure de la pluralité de microphones 1200 qui peut être inférieure à 1 cm, de préférence inférieure à 0,5 cm, de préférence encore inférieure à 1 mm. La pluralité de microphones 1200 peut être configurée pour mettre en oeuvre une antenne acoustique. Une antenne acoustique peut être considérée comme un dispositif comprenant un réseau de microphones 1200 utilisé pour détecter les ondes sonores provenant d'une direction particulière.
  • En outre, même si un microphone peut mesurer dans la bande passante de 500 Hz à 200 kHz, il peut être utilisé pour mesurer des sons dans une bande passante plus étroite seulement, par exemple de 500 Hz à 1 kHz, pour une utilisation optimale.
  • Le dispositif de mesure 2000 peut être configuré de manière à ce que la montre W soit maintenue à la distance de mesure sans support supplémentaire. Ceci peut être réalisé en fournissant un cadre approprié pour tenir la montre W. Alternativement, ou en plus, la surface de support 1100 du dispositif de mesure 2000 peut être configurée de manière à maintenir la montre en place. La partie du dispositif de mesure 2000 qui maintient la montre W en place peut avoir une forme complémentaire à au moins une partie de la forme extérieure de la montre, de sorte que la montre peut être maintenue fermement et en toute sécurité, tout en réduisant la quantité de bruit ambiant qui atteint le(s) microphone(s) grâce à la complémentarité de la structure de support et de la forme de la montre, comme il sera illustré en référence à la figure 7.
  • Le dispositif de mesure 2000 peut également comprendre un boîtier 2100 configuré pour définir un volume V. Le volume V est donc un volume interne du boîtier 2100. Le boîtier 2100 peut comprendre ou être relié à la surface de support 1100, de sorte que la pluralité de microphones 1200 peut être placée à l'intérieur du volume V.
  • Dans cette configuration, afin de permettre aux sons provenant de la montre W, qui est extérieure au volume V, d'atteindre les microphones 1200, la surface de support 1100 peut comprendre au moins une ouverture 1110.
  • La figure 7 représente un autre exemple de dispositif de mesure pour mesurer le son et mettre en oeuvre le procédé de diagnostic.
  • Comme visible par exemple à la figure 7, la surface de support 4100 du dispositif de mesure 2000 peut être flexible et/ou configurée pour se conformer à une surface de la montre W. La surface de support flexible 4100 peut être maintenue en place par un cadre de support non flexible approprié 4400, qui n'est illustré que de manière schématique à la figure 7.
  • On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description.

Claims (13)

  1. Procédé de diagnostic d'une distance de pénétration d'au moins une palette sur une dent d'une pluralité de dents d'un échappement horloger,
    l'échappement horloger comprenant une roue d'échappement (10) ayant la pluralité de dents (11, 13), et une ancre (100) ayant l'au moins une palette (101, 102),
    le procédé comprenant les étapes suivantes :
    - fournir la roue d'échappement (10) ayant la pluralité de dents (11, 13), et l'ancre (100) agencée pour coopérer avec la pluralité de dents (11, 13),
    - procéder à une détection acoustique d'un fonctionnement de la roue d'échappement (10) avec l'ancre (100), une pluralité de sons étant émis pendant le fonctionnement, lors de contacts d'au moins une dent (11, 13) de la pluralité de dents (11, 13) avec l'au moins une palette (101, 102),
    - pour la dent (11, 13) de la pluralité de dents (11, 13), détecter au moins deux signaux sonores d'échappement (201, 202) relatifs à cette dent (11, 13) parmi la pluralité de sons, déterminer une durée écoulée (204) entre les deux signaux sonores d'échappement (201, 202) relatifs à la dent (11, 13), et en déduire la distance de pénétration (99) de l'au moins une palette (101, 102) sur la dent (11, 13).
  2. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant en outre l'étape suivante :
    - comparer la distance de pénétration (99) de l'au moins une palette (101, 102) sur la dent (11, 13) avec une distance de pénétration prédéterminée.
  3. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant en outre l'étape suivante :
    - proposer un réglage de pénétration, de sorte à rapprocher la distance de pénétration (99) déduite de la distance de pénétration prédéterminée.
  4. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, dans lequel le réglage de pénétration est choisi parmi un déplacement de l'au moins une palette (101, 102) dans un logement de palette (101a, 102a) de l'ancre (100), un changement de l'au moins une palette (101, 102), un changement de la roue d'échappement (10) ou un déplacement de l'entraxe entre l'ancre (100) et la roue d'échappement (10).
  5. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre les étapes suivantes :
    - mesurer une amplitude de fonctionnement d'un balancier coopérant avec l'ancre (100),
    - déduire la distance de pénétration (99) de l'au moins une palette (101, 102) sur cette dent (11, 13) en fonction de la durée écoulée (204) entre les deux signaux sonores d'échappement (201, 202) relatifs à cette dent (11, 13) et l'amplitude de fonctionnement du balancier.
  6. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre l'étape suivante :
    - pour plusieurs dents (11, 13) de la pluralité de dents (11, 13), détecter au moins deux signaux sonores d'échappement (201, 202) relatifs à chaque dent (11, 13) parmi les plusieurs dents (11, 13), déterminer une durée écoulée (204) entre les deux signaux sonores d'échappement (201, 202) relatifs à chaque dent (11, 13), et en déduire une distance de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13).
  7. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant en outre l'étape suivante :
    - établir une distance de pénétration spécifique à plusieurs dents (11, 13) de la pluralité de dents (11, 13) basée sur la distance de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13).
  8. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, dans lequel la distance de pénétration spécifique à plusieurs dents (11, 13) est choisie parmi :
    - une médiane des distances de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13),
    - une moyenne des distances de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13),
    - une régression linéaire des distances de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13),
    - une caractéristique commune des distances de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13),
    - une caractéristique représentative des distances de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13), ou
    - une fonction des distances de pénétration de l'au moins une palette (101, 102) sur chaque dent (11, 13).
  9. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications 7 à 8, comprenant en outre les étapes suivantes :
    - comparer la distance de pénétration spécifique à plusieurs dents (11, 13) avec la distance de pénétration prédéterminée.
    - proposer un réglage de pénétration globale, de sorte à rapprocher la distance de pénétration spécifique à plusieurs dents (11, 13) de la distance de pénétration prédéterminée.
  10. Procédé de réglage pour régler un échappement horloger comprenant les étapes suivantes :
    - réaliser le procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes,
    - émettre une consigne de réglage à un utilisateur.
  11. Procédé de réglage selon la revendication précédente, dans lequel la consigne de réglage est affichée sur un dispositif connecté, tel qu'une loupe connectée.
  12. Procédé d'apprentissage d'une machine de prédiction, comprenant les étapes suivantes :
    - faire fonctionner une roue d'échappement (10) avec une ancre (100) ayant au moins une palette (101, 102),
    - enregistrer une pluralité de sons émis pendant le fonctionnement lors de contacts d'au moins une dent (11, 13) d'une pluralité de dents (11, 13) de la roue d'échappement (10),
    - entraîner la machine de prédiction à l'aide d'un modèle et d'une série de sons émis par la roue d'échappement et l'ancre en fonctionnement, de sorte à déterminer une distance de pénétration (99) de l'au moins une paletter sur la dent (11, 13).
  13. Procédé d'apprentissage d'une machine de prédiction selon la revendication précédente, dans lequel le modèle est prédéterminé par construction de la roue d'échappement et de l'ancre.
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