钟表活动部件的几何检测设备

文档序号:789168 发布日期:2021-04-09 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 钟表活动部件的几何检测设备 (Device for detecting the geometry of a mobile part of a timepiece ) 是由 F·甘吉恩 E·韦尔茨 于 2019-12-16 设计创作,主要内容包括:钟表活动部件的几何检测设备(100),其包括公共底座(3)上的头架(1)和尾架(2),该头架(1)支承限定第一旋转轴线(D1)的第一心轴(10),该尾架(2)限定第二旋转轴线(D2),该头架(1)或该尾架(2)可以相对于该公共底座(3)在与第一旋转轴线(D1)平行的公共方向(D)上移动,该设备(100)包括可互换的微定心装置(5),该第一心轴(10)和/或该第二心轴(20)包括接纳装置(30),该接纳装置(30)布置成同轴地容纳可移除定心装置(5),该头架(1)和/或该尾架(2)包括牵拉装置(40),该牵拉装置(40)布置成与将头架(1)和尾架(2)分开的空间(90)远离地沿着公共方向D非接触地轴向拉动微定心装置(5)。(Geometrical detection apparatus (100) of a timepiece moving part comprising a headstock (1) and a tailstock (2) on a common base (3), the headstock (1) supporting a first spindle (10) defining a first axis of rotation (D1), the tailstock (2) defining a second axis of rotation (D2), the headstock (1) or the tailstock (2) being movable with respect to the common base (3) in a common direction (D) parallel to the first axis of rotation (D1), the apparatus (100) comprising interchangeable micro-centering means (5), the first spindle (10) and/or the second spindle (20) comprising receiving means (30), the receiving means (30) being arranged to coaxially house the removable centering means (5), the headstock (1) and/or the tailstock (2) comprising pulling means (40), the pulling means (40) being arranged to be remote from a space (90) separating the headstock (1) and the tailstock (2) in the common direction D without contact The micro-centring device (5) is pulled axially.)

钟表活动部件的几何检测设备

技术领域

本发明涉及一种钟表活动部件的几何检测设备,其包括布置在公共底座上的头架和尾架,该头架支承第一不固定的或机动化的心轴,并且限定了第一旋转轴线,该尾架支承第二不固定的或机动化的心轴,并且限定了第二旋转轴线,至少所述头架和/或所述尾架可以相对于该公共底座在与所述第一旋转轴线平行的公共方向上沿着对准引导装置以至少一个自由度平移移动,该设备包括布置成保证或设置所述第二旋转轴线相对于所述第一旋转轴线的同轴度的装置。

本发明涉及计量工具领域,更具体地,对于钟表活动部件的尺寸和几何检测的特定情况,涉及过程中检测工具领域。

背景技术

钟表部件的尺寸和几何检测很难进行,因为部件的尺寸非常小,并且公差极低,其幅度通常明显小于常规多功能测量装置(如三维测量中心或类似物)的分辨率。因此,过程中检测通常需要在检测室或实验室中采样和通过,以进行耗时且昂贵的验证,或者实际上专用的、非多功能且非常昂贵的工具。

对活动部件的抓握特别谨慎,因为由于其直径小,心轴固定部件无法像一般力学中那样包括内部中心,以在各点之间进行工作台检测,并且外部肩部通常太短而无法提供满意的旋转引导。因此,经常在V形块上进行这种活动部件的检测,这将检测限制在空间水平位置上,该位置通常不代表操作位置;此外,V型块的高度设置通常难以正确执行。在静态模式下已经很难正确执行,当需要旋转活动部件进行动态检测,或者非常简单地测量翘曲、平面或其它安装不正确区域时,检测更加复杂。气流驱动并非适用于所有活动部件的几何形状,并且仅就主要缺点而言,由于丝张力的不可再现性、丝的倾斜度、丝及其扭转棘爪的老化、其可高达断裂的磨损、丝所携带的污染等问题,难以使用已知的弓形件和轴承丝驱动机构。

已知的设备不是多用途的,因此不适用于大量参考文献的制造的变化的生产情况。

保持和旋转长度小于4毫米的钟表活动部件的双重问题是,心轴固定部件的直径接近十分之一毫米,因此仍未解决,对其检测仍然是困难且昂贵的操作。

发明内容

本发明提出为该双重问题提供工业解决方案,并且限定一种易于使用、可互换并且适应于生产变化的机构,从而使得对新产品的检测既容易又在材料投资和检测时间方面保持经济性,并且保证所需的准确性和测量的可重复性。

为此,本发明涉及一种根据权利要求1所述的钟表活动部件的几何检测设备。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时,本发明的其他特征和优点将变得明显,图中:

-图1用紧凑的替代实施例以透视图示意性地示出了根据本发明的设备,该设备构成标准支承装置,在此以非限制性实施例示出,其具有头架,该头架固定地安装在底座上,并且支承心轴,可互换的可移动定心装置插入该心轴中;在同一底座上具有柱式引导装置,该柱式引导装置引导尾架与头架对准,它们共同界定了气隙,待检测的活动部件插入该气隙中;该尾架以与头架相同的方式配备有心轴,另一可互换的可移动定心装置插入该心轴中;测微计使得能够精确地设定尾架相对于头架的轴向位置;该替代实施例是机动化的,并且包括用于使头架心轴旋转的驱动装置;

-图2以与图1相似的方式示出了非机动化的替代实施例,其没有图1的驱动装置;

-图3以当头架和尾架正确对准时,经过头架和尾架的公共轴线的截面图示意性地示出了图2的设备,其中,头架和尾架处于它们分开以展示和插入待检测的活动部件之前的靠近位置;

-图4是图3的中央部分的细节图,并且示出了每个可互换的可移动定心装置在特定的非限制性替代实施例中的布置,其中,外管状部分包括圆柱形外表面,该圆柱形外表面与相应的心轴中所包括的孔尽可能紧密配合;该管状部分围绕铁磁性或磁性极芯,该极芯在气隙的相对侧支承在由头架或尾架支承的磁体上,或者实际上与这种磁体直接相邻,该极芯布置成将磁场线引导在公共轴线附近;管状部分在此非限制性地在气隙侧支承夹持器;驱动电机经由万向节组件、载架或任何类似的工作驱动器间接地驱动头架心轴;

-图5至图9示出了根据本发明的可移动定心装置的多种有利组合:

-图5在气隙侧的头架和尾架侧都包括扁平的红宝石支承块,铁磁性或磁性极块在其后方使活动部件完全地沿着轴线保持磁悬浮;

-挨着图5的图6在头架侧包括红宝石,该红宝石包括定中心的凹状圆锥部,而尾架的微定心装置是扁平的红宝石;

-图7在气隙侧的头架和尾架侧都包括夹持器,该夹持器包括带有凹状圆锥齿部的凹状支承圆锥部,其用于机械地夹持活动部件的端部;这些微定心装置在此也以铁磁性或磁性极块表示,它们也可以单独地使活动部件完全地沿着轴线保持磁悬浮;

-图8与图7相反,两个夹持器在此包括凸状锥形齿部;

-图9示出了适合于待测量的活动部件的特定形状的构型,其在头架和尾架侧具有不同的直径;

-图10是图7所示的凹状锥形齿部的详细视图;

-图11是图8所示的凸状锥形齿部的详细视图;

-图12是微定心装置的两个非限制性替代实施例的双剖视图;管状外壳从一个定心装置到另一定心装置具有恒定的校准直径,这保证了头架和尾架的互换性,其中,心轴包括相同的孔;

-图12的顶部区段表示定心设备,该定心设备具有夹持器,该夹持器支承在内部极块上,该内部极块又支承在头架或尾架的磁体上;

-在图12的底部区段中,通常由红宝石或类似物制成的非磁性支承块位于铁磁性或磁性中间极块之前,其支承在极芯上,并且在该中间极块是磁性的时,引导磁场或增强轴向磁场;

-图13以正视图示意性地示出了活动部件,将在该活动部件上进行半静态尺寸检测,例如切割部件的长度和不同肩部的直径;可以看出,切割部件的近侧与一个端部使得用传统方法难以夹持;

-图14以正视图示意性地示出了另一活动部件,将在该活动部件上进行几何检测,在这种情况下是动态齿隙检测,例如,齿轮外径相对于该齿轮两侧的两个端部肩部的简单齿隙,以及齿轮的一个齿面相对于这两个相同肩部的简单齿隙;在此,大齿轮的近侧与一个端部也使得用传统方法难以夹持;

-图15示出使用根据本发明的设备来夹持图14的活动部件,其中,定心装置在其前部被清理,以更好地将磁通量引导向活动部件的轴线,从而在头架旋转时进行检测;

-图16示出了夹持另一活动部件,该活动部件以微点保持,面对根据本发明的设备中所包括的观察装置,特别是照相机;靠近较大直径的矩形表示摄像机的观察区域的示例,如下图17所示;垂直于轴线的窄矩形示出了光学监视区域的其它示例,特别是为了检测跳动的缺失,如下图17和18所示;

-图17示出了将另一活动部件夹持在定心红宝石与扁平红宝石之间,面对该照相机,以在头架旋转时进行检测;

-图18示出了夹持另一活动部件,该活动部件由两个圆锥形内齿部保持,面对该摄像机,以在头架旋转时进行检测;

-图19示出了夹持平均小齿轮的特别困难的情况,该平均小齿轮由两个圆锥形内齿部保持,面对该照相机,以在头架旋转时进行检测;

-图20以透视图示意性地示出了根据本发明的设备,该设备包括支承旋转板的框架,该旋转板布置成接纳图1或图2的机构,或者构成其支承基部,面对该旋转板的另一结构元件支承照相机及其设定装置;

-图21是图20中的设备的另一反角度视图;

-图22以局部透视图示意性地示出了整个设备,图1的机构的头架和尾架的公共底座以四个不同的角位置安装在图20的旋转板上,该四个角位置对应于待测量的活动部件在引力场中的四个不同位置;

-图23是表示这种设备的方框图,其具有用于分析由观察装置关于设定值产生的图像和/或测量的装置、用于计算偏差的装置和联接装置,该联接装置与集成的产品质量管理系统和/或生产管理系统相联接,以根据偏差校正对生产装置的设定;

-图24以与图4相似的方式示出了本发明的另一替代实施例。

具体实施方式

本发明提出定义一种检测机构,该检测机构易于使用、可互换并且适应于生产变化,从而使得对新产品的检测既容易又在材料投资和检测时间方面保持经济性,并且保证所需的准确性和测量的可重复性。

为此,本发明涉及一种钟表活动部件的几何检测设备100。尤其如图1和图2所示,该设备100包括布置在公共底座3上的头架1和尾架2,该头架1支承第一不固定的或机动化的旋转心轴10,具有第一孔101,并且限定了第一旋转轴线D1,该尾架2支承第二不固定的或机动化的心轴20,并且限定了第二旋转轴线D2,至少该头架1和/或尾架2可以相对于该公共底座3在与第一旋转轴线D1平行的公共方向D上沿着对准引导装置4以至少一个自由度平移移动。例如,如图所示,头架1是固定的,而尾架2可以沿着构成这些对准引导装置4的引导柱移动。

设备100包括布置成确保或设置第二旋转轴线D2相对于第一旋转轴线D1的同轴度的装置。在附图中的情况下,对准引导装置4确保该同轴度,并且尾架2的横向位置是不可调节的。在未示出的替代实施例中,尾架2可以沿着与第一旋转轴线D1正交的方向装载在横向载架上,并且包括测微横向调节装置。

根据本发明,设备100包括多个可互换的可移动定心装置5,并且至少第一心轴10和/或第二心轴20包括接纳装置30,该接纳装置30布置成同轴地容纳这种可移动定心装置5。

至少头架1和/或尾架2包括牵拉装置40,该牵拉装置40布置成相反地沿着公共方向D非接触地轴向拉动这种可移动定心装置5到将头架1和尾架2分开的气隙90。更具体地,如图所示,第一心轴10和第二心轴20都包括这种接纳装置30,头架1和尾架2都包括牵拉装置40。

在简单、精确和经济的替代实施例中,接纳装置30包括孔,并且可以包括轴向抵接的支承表面。

特别地,第二心轴20包括直径与第一孔101相同的第二孔102,设备100包括多个可移动且可互换的微定心装置5,每个微定心装置5都布置成无差别地插入第一孔101或第二孔102中,并且每个微定心装置都包括外周肩部590,该外周肩部590的直径设置成能与第一孔101或第二孔102紧密滑动配合。每个微定心装置5都包括铁磁性或磁性极芯42或者由极芯42构成,该极芯42布置成与包括在头架1和/或尾架2中的磁极41吸引配合,并且在使头架1和尾架2分开的或者由极芯42形成的气隙/空间90中限定围绕第一旋转轴线D1的回转形式的磁场。

本文以其具有单个头架1和单个尾架2的最简单的形式描述了本发明,但是应当理解,该设备可以包括布置成与同一头架1配合的多个尾架。然而,本发明的具有可互换的可移动定心装置5的设计如此简单且易于使用,使得检测设备100的设备更换非常迅速,并且所示构型被证明是足够的。

更具体地,牵拉装置40包括至少一个磁极41,特别是至少一个磁体,其布置成将包括在每个可移动定心装置5中的铁磁性或磁性极芯42吸引到抵接支承表面上的后抵接位置,该表面可以是磁极41的表面,或者实际上是可以使该磁极41发出的磁场基本上轴向循环的隔板的表面。图中用永磁体示出了本发明,这种磁极41自然也可以包括至少一个电磁体。

图3和图4示出了这些磁体41的轴向布置,如在头架1上所示,可以用第二磁体430增强该磁体41,以增强磁场。

重要的方面是在公共轴线D附近引导磁场。为此,可移动定心装置5布置成至少沿着该方向引导磁通量,或者如图15所示,使其移动成更靠近几何轴线D,或者如将在下文所给出的,通过铁磁性或磁性极块52的串联布置来增强磁场。

因此,具体地,至少一个可移动定心装置5包括用于将其在与空间90相对的第一轴向端处受到的和/或由该至少一个可移动定心装置5产生的围绕公共方向D的轴向磁场集中在朝向空间90的第二端处的装置。因此,图15示出了对活动部件的夹持,定心装置5在其前部被清理,以更好地将磁通量引导向活动部件的轴线D,从而在头架1旋转时进行检测。MONTRES BREGUET SA持有的文献EP28887007B1描述了一种具有这种通量集中器的支架。

具体地,至少一个微定心装置5构成包括管形主体43的筒形件,其中,外径布置成使其与第一孔101或第二孔102紧密滑动配合,该管形主体43包含铁磁性或磁性极芯42。

自然地,如果根据本发明的设备100有利地设计成夹持铁磁性或类似部件,则它也能够处理非磁性材料的情况。而且,更具体地,至少一个可移动定心装置5在空间90侧包括夹持器51,该夹持器51布置成通过与钟表活动部件的轴向端机械接触来配合。这种机械接触可以代替磁性相互作用或对其进行补充。更具体地,这种夹持器51布置成当可移动定心装置5受到由头架1或尾架2施加在其上的旋转时,使钟表活动部件的轴向端旋转。

更具体地,如图7、8、10、12、19所示,夹持器51包括凸状或凹状的圆锥形支承齿部58,该圆锥形支承齿部58构造成与钟表活动部件的轴向端配合,以使该活动部件旋转。因此,当待检测的活动部件是非磁性时,该圆锥形齿部58保持、定心和驱动该活动部件。

夹持器51可以由不同的材料制成,特别地且非限制性地是硬化钢、不锈钢、诸如碳化钨的烧结材料或其他材料。有利地,该夹持器51在其用于驱动活动部件的表面的水平高度上具有介于2微米和5微米之间的恒定的粗糙度Ra,以令人满意地摩擦驱动该活动部件。

对于一些应用,夹持器51还可以包括简单的凸状或凹状平滑圆锥。

在特定实施例中,至少一个可移动定心装置5在空间90侧包括铁磁性或磁性极块52,该铁磁性或磁性极块52布置成与钟表活动部件的磁性或铁磁性轴向端磁性吸引或排斥地配合。更具体地,该极块52布置成向钟表活动部件的磁性或铁磁性轴向端施加或传递旋转驱动力矩。

在另一具体实施例中,包括这种铁磁性或磁性极块52的至少一个可移动定心装置5在空间90侧还包括支承块53,该支承块53布置成限制钟表活动部件的轴向行进。图5在气隙90侧的头架1和尾架2侧都包括这种平坦的红宝石支承块53,铁磁性或磁性极块52在其后方使活动部件完美地沿着轴线保持磁悬浮。MONTRES BREGUET SA持有的文献EP2450758B1公开了活动部件的磁性枢转。更具体地,支承块53由红宝石或类似物制成。

在特定的实施例中,尾架2包括弹性回复机构21,该弹性回复机构21布置成将第二心轴20或由第二心轴20支承的可移动定心装置5向空间90推回。特别地,该弹性回复机构21倾向于将尾架2推向头架1,并且阻尼尾架的回退,该弹性回复机构21是弹簧或类似物,特别地且非限制性地标定为0.2N。

更具体地,至少头架1包括第一机动化装置19,其布置成使第一心轴10围绕第一旋转轴线D1旋转,并且在第一机动化装置19和第一心轴10之间包括万向节或类似类型的第一联接装置18,以保证第一心轴10的旋转不受限制,并且避免任何电机对准失败。如图4所示,头架1的第一心轴10借助于其磁体41被驱动,因此驱动是间接的,其优点是齿隙或电机对准误差不影响心轴旋转。

在未示出的特定实施例中,至少尾架2包括第二机动化装置17,其布置成使第二心轴20围绕第二旋转轴线D2旋转,并且在第二机动化装置17与第二心轴20之间包括万向节或类似类型的第二联接装置16,以保证第二心轴20的旋转不受限制。

更具体地,如图1、2、3和22所示,设备100包括尾架2沿着公共方向D相对于头架1的相对位置的测微设定和/或测量装置60。

在未示出的特定实施例中,设备100包括第二旋转轴线D2相对于第一旋转轴线D1的位置的横向设定装置70。

更具体地,头架1、第一心轴10、尾架2和第二心轴20的主体由非磁性材料制成,例如黄铜(特别是镀铑黄铜)或类似材料,从而不使磁通量从公共方向D发散开。

在未示出的特定实施例中,头架1和/或尾架2包括至少一个应力计,以测量沿着公共方向D的轴向力,或者与设定值进行比较。

图24示出了替代实施例,其中,头架1包括两个导向轴承61和62,在它们之间布置有弹簧63,该弹簧63布置成补偿这些轴承的轴向和径向间隙。尾架2包括弹簧21,该弹簧21位于第二极块42的后部,并且能够在该尾架的水平高度上进行阻尼。

更具体地,如图20和图21所示,设备100包括主框架50,该主框架50布置成直接或间接地支承公共底座3,并且支承观察装置80,该观察装置80布置成观察和/或测量由两个可互换的可移动定心设备5保持在空间90中的钟表活动部件,设备100包括观察装置80的位置设定装置81,例如螺纹或类似物。

有利地,主框架50布置成经由至少一个旋转板500间接地支承公共底座3,该旋转板500可选地机动化地布置成使钟表活动部件处于重力场中的不同位置。

更具体地,设备100包括用于分析由观察装置80关于设定点值产生的图像和/或测量值的分析装置1010、用于计算偏差的计算装置1020和联接装置1030,该联接装置1030与集成的产品质量管理系统1040和/或生产管理系统1050相联接,以根据偏差校正对生产装置的设定。

总之,根据本发明的可移动定心装置5由于其在待检测的活动部件的水平位置的端部尺寸小而实际上是微定心装置,该可移动定心装置5简单、廉价、易于互换、非常适合各种需求,并且适合用于各种测量工具(特别地但非限制性地是光学测量工具)。头架和尾架中包含的磁体执行两种功能:

-磁性地吸引相应心轴上的每个微定心装置;和

-在微定心装置中感生磁场,该微定心装置还将磁通量集中在待检测的活动部件的轴线附近。

因此,本发明构成了一种微技术设备,以在由心轴和对应的心轴组成的系统之间保持和旋转微部件。每个心轴构造成使得可以通过磁性吸引作用将微定心装置插入并且容易且快速地固定在其中。如果部件是铁磁性的,则将通过同一磁场保持该部件。如果部件是非磁性的,则可以通过机械定心将它们保持在心轴的和对应的心轴的微定心装置之间。所谓的驱动心轴具有双重磁性作用,同时提供了部件的完美圆周旋转。就其本身而言,对应的心轴根据其执行方式而保持固定不旋转、不固定地旋转,或者与心轴同步地机动化。在铁磁性和/或不由枢轴组成的部件的情况下,特定的微定心装置容易地保证了保持、对准和旋转所讨论的部件。

该设备代表了制表领域的一项创新,它代表了用于保持和旋转任何种类和任何材料的微部件的与游隙、定位或尺寸测量有关的唯一系统。

最后,如图20和图21所示,整个设备非常紧凑(约200立方毫米),因此非常易于集成在生产线中。此外,自动化机械手的可及性非常好。

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