DÉTECTION DE DÉFAUT DE ROUAGE PAR ANALYSE SYNCHRONE DE MARCHE ET/OU D'AMPLITUDE

Abstract

 Procédé de diagnostic acoustique pour détecter une roue non conforme d'un mouvement d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes :
- détecter une pluralité de sons, chaque son de la pluralité de sons correspondant au passage de chaque dent de la roue d'échappement sur chacune des palettes, formant des alternances,
- mesurer, à chaque alternance, une grandeur caractéristique de l'oscillateur en fonctionnement,
- choisir une séquence d'alternance associée à une rotation, au moins partielle, de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, sur la base du nombre de dents prédéterminé,
- empiler, sur la séquence d'alternance choisie, chaque mesure de la grandeur caractéristique pour chaque alternance, de sorte à obtenir un signal synchrone,
- détecter une variabilité de la grandeur caractéristique,
- en déduire une non-conformité sur une roue de la pluralité de roues.

Description

[0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine de l'horlogerie, plus particulièrement le domaine du contrôle qualité des composants horlogers, notamment assemblés dans un mécanisme d'horlogerie.

[0002] Les méthodes et dispositifs de contrôle qualité sont connus dans l'art antérieur.

[0003] Il existe des procédés permettant de faire une analyse des perturbations dues aux défauts de rouage, ces procédés reposant sur l'analyse visuelle ou une analyse FFT (« Fast Fourier Transform » en anglais, ou transformation de Fourier rapide en français), mais fournissent une vision imprécise des défauts dans la transmission.

[0004] En outre, le document de formation Witschi « technique de mesure et analyses des défauts de montre » est connu dans l'art antérieur. Toutefois, il présente au moins les inconvénients suivants. Il est nécessaire dans l'art antérieur de regarder le signal en direct pour un opérateur, sans même avoir d'information sur la localisation de l'origine du problème. Ceci peut être utile et raisonnablement simple dans le cas d'une roue d'échappement mais cela devient très compliqué dans le cas de roues à rotation lente. Au surplus, cette méthode de l'art antérieur n'est pas automatisable et est donc onéreuse et chronophage.

[0005] Il est ainsi désirable d'améliorer leurs efficacités et leurs capacités, afin de mieux identifier quel composant présente un défaut, et par exemple de notifier l'utilisateur sur le composant présentant le défaut et/ou sur la correction à apporter.

[0006] La présente invention a ainsi pour but de proposer une nouvelle méthode de contrôle qualité dans le domaine de l'horlogerie, afin de surmonter les inconvénients de l'art antérieur.

[0007] L'objectif de l'analyse de la présente invention est, entre autres, de déterminer l'impact d'un des éléments du rouage (de préférence chaque élément) dans la perturbation du couple transmis à l'échappement, que l'on souhaite le plus stable possible pour optimiser le fonctionnement et la chronométrie du mouvement de montre et de la montre.

[0008] La présente invention permet une analyse approfondie des défauts du rouage de finissage par la mesure des perturbations sur l'amplitude afin de détecter différents défauts qualité, comme par exemple :

• défaut de malrond ou de concentricité,
• défaut de taillage des dentures,
• défaut d'ovalisation,
• défaut de localisation et d'entraxe,
• existence de point(s) dur(s) dans la transmission menant éventuellement à un blocage (qui peut aussi être vu comme une somme des défauts).

[0009] Tous ces défauts, seuls ou cumulés sur l'ensemble du train de rouage, génèrent des perturbations sur le couple transmis et empêchent un fonctionnement optimal et causent ainsi du retravail pour analyser et décotter les pièces.

[0010] Ainsi, dans un premier aspect, l'invention concerne un procédé de diagnostic acoustique pour détecter une roue non conforme d'un mouvement d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes :

• fournir le mouvement d'horlogerie comprenant un oscillateur, une roue d'échappement, une ancre (de préférence avec des palettes)et une pluralité de roues, un nombre de dents par roue étant prédéterminé,
• détecter une pluralité de sons, chaque son de la pluralité de sons correspondant au passage de chaque dent de la roue d'échappement en coopération avec l'ancre (ou sur chacune des palettes), formant des alternances (et/ou de chaque dent de roue de la pluralité de roues),
• mesurer, à chaque alternance, une grandeur caractéristique de l'oscillateur en fonctionnement, telle qu'une amplitude, une marche, un repère, un angle de levée réel,
• choisir une séquence d'alternance associée à une rotation, au moins partielle, de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, sur la base du nombre de dents prédéterminé,- superposer (ou empiler), sur la séquence d'alternance choisie, chaque mesure de la grandeur caractéristique pour chaque alternance, de sorte à obtenir un signal synchrone,
• détecter, sur la base du signal synchrone, une variabilité de la grandeur caractéristique par rapport à une tolérance prédéterminée,
• en déduire, si un défaut est détecté sur la séquence d'alternance choisie, une non-conformité sur une roue de la pluralité de roues.

[0011] Ceci permet d'améliorer le contrôle qualité comme indiqué ci-avant et de déterminer quelle roue parmi les roues du mécanisme d'horlogerie (ou du mouvement horloger) est non conforme ou présente un défaut, ceci afin de pouvoir proposer une correction. On observe ainsi une évolution temporelle (ou fréquentielle) d'un signal calculé à partir d'une mesure, échantillonnée de préférence à la fréquence de l'oscillateur (par exemple 4 Hz), tel que la marche et/ou l'amplitude ou d'autres grandeurs. En outre, le fait d'avoir un signal ou une mesure par alternance (par exemple au lieu d'un signal toutes les deux secondes) évite d'avoir recours à une pièce préalablement réglée. Le fait de mesurer pour chaque l'alternance (au lieu de toutes les deux secondes par exemple) permet d'avoir une meilleure résolution et donc de remonter plus haut dans la chaîne de rouage, vers les mobiles rapides. Il est observé que les appareils (par exemple Witschi mentionné ci-dessus) de l'état de l'art, ne font classiquement qu'un point de mesure toutes les deux secondes. Le fait de mesurer chaque alternance avec un bon signal/bruit et un haut taux d'acquisition, permet de remonter dans les rouages les plus rapides.

[0012] De plus, la présente invention se base de préférence sur un décompte des dents car on a ainsi la résolution nécessaire (chaque évènement (passage de dent ou révolution voire demi-révolution) est un multiple fini d'alternances avec un profil de répétition spécifique). On obtient une signature exacte de l'évènement indépendamment du réglage de la pièce (si la pièce n'est pas du tout réglée, il est inutile de chercher un motif de répétition chaque 5 secondes par exemple, correspondant à la durée de rotation théorique de la roue d'échappement. En d'autres termes, un des avantages de la présente invention est de permettre de regrouper les motifs non par rapport à une théorie, mais par rapport à leur autocorrélation, donc sans besoin de connaitre très précisément les durées des divers événements.

[0013] Au surplus, la méthode proposée permet de décomposer le signal complet en faisant ressortir la contribution au signal de chacun des rouages. Notons qu'en plus de la détection de malrond, la présente invention permet de détecter des points durs dans le rouage pouvant mener à l'arrêt du mouvement. En outre, l'analyse du rouage proposée dans la présente invention repose, dans un mode de réalisation, sur la combinaison de la FFT (ou d'un autre traitement mathématique) et du signal d'amplitude resynchronisé sur la période considérée (i.e. un évènement) et moyenné sur l'ensemble des évènements mesurés, ainsi que sur la détection du dernier évènement avant un arrêt.

[0014] Les KPI (pour « Key Performance Indicator » en anglais, ou indicateur clef de performance en français) de l'analyse sont établis pour chaque période caractéristiques du rouage (rotation des mobiles et passage des dents) et sont, par exemple:

• valeur de la variation d'amplitude (enveloppe d'amplitude) pour la période considérée (par exemple 4σ ou tout autre valeur de σ, ou toute autre valeur),
• les principales périodes présentant le plus d'impact sur l'amplitude obtenu par FFT, la somme des impacts devant correspondre approximativement à la valeur de l'enveloppe.

[0015] En horlogerie, la marche d'une montre caractérise son fonctionnement, évalué en fonction de sa régularité. On entend par marche instantanée la marche à l'instant de l'observation de la montre. La mesure de la marche instantanée se fait avec un chrono comparateur, appareil capable de mesurer précisément la fréquence de l'oscillateur de la montre. On entend par marche mensuelle l'expression de la différence entre deux états séparés par un intervalle de temps d'un mois (par exemple une variation de marche de ±20 secondes par mois). On entend par marche probable la valeur de la marche que l'instrument de mesure du temps aurait probablement s'il était placé ou utilisé dans des conditions définies et apparentées à celle de l'usage prévu. Elle peut se référer par exemple à une durée :

• de 24 h (marche diurne probable),
• de un mois (marche mensuelle probable),
• de un an (marche annuelle probable).

[0016] En d'autres termes, on entend par marche un écart isochronique. La variabilité de la marche se réfère à un écart de marche en horlogerie.

[0017] On entend par passage de dent un contact de cette dent avec sa contrepartie, qui peut être une dent correspondante sur une autre roue, une palette de l'échappement, ou tout autre mécanisme usuel en horlogerie destiné, ou apte à, coopérer avec des dents, par exemple un doigt, une croix de malte, sans être limité à ces exemples.

[0018] On entend par superposer ou empiler le fait d'observer et aligner toutes les occurrences de l'évènement en synchronisation avec sa période (défini en nombre d'alternances). Il s'agit par exemple de superposer les occurrences pour moyenner les variations dues au bruit et obtenir une image plus nette du signal. Notons qu'il est possible de réaliser un empilement (ou une superposition) synchrone en connaissant la durée de superposition, donc la période de l'événement analysé.

[0019] En d'autres termes, l'invention concerne un procédé de diagnostic acoustique pour détecter une roue non conforme d'un mouvement d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes :

• fournir le mouvement d'horlogerie comprenant un oscillateur, une roue d'échappement et une pluralité de roues, un nombre de dents par roue étant prédéterminé,
• mesurer une grandeur caractéristique l'oscillateur en fonctionnement, telle qu'une amplitude et/ou une marche, un repère, un angle de levée réel,
• détecter une pluralité de sons, chaque son de la pluralité de sons correspondant au passage de chaque dent de la roue d'échappement (et/ou de chaque dent de roue de la pluralité de roues),
• associer les sons de la pluralité de sons à une rotation, au moins partielle, de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, sur la base du nombre de dents prédéterminé, et de préférence empiler les sons pour obtenir un signal synchrone et moyenné relatif à chaque évènement,
• détecter, sur la base des sons associés et/ou sur la base de la mesure de la grandeur caractéristique, et sur une période prédéterminée, une variabilité (ou une variation) de la grandeur caractéristique, et/ou d'une durée de rotation de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues,
• en déduire quelle roue parmi la roue d'échappement et/ou au moins l'une des roues de la pluralité de roues, est non conforme, ou déduire que le mouvement d'horlogerie est conforme (i.e. aucune roue non-conforme).

[0020] L'invention peut aussi être définie selon les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en combinaison.

[0021] De préférence, la grandeur caractéristique de l'oscillateur en fonctionnement est une amplitude et/ou une marche de l'oscillateur en fonctionnement.

[0022] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• associer, ou corréler, des sons de la pluralité de sons à une roue parmi la pluralité de roue ou la roue d'échappement, en fonction du nombre de dents prédéterminé de ladite roue.

[0023] Ceci permet d'identifier quelle roue pose problème en associant ou corrélant les sons. Ce peut être par exemple en détectant un motif répétitif dans les sons et d'associer tel motif (sonore) avec telle roue. En détectant un écart dans le motif par rapport au motif attendu, il est ainsi possible de déterminer la roue non conforme.

[0024] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• détecter un caractère reproductible de sons de la pluralité de sons, de préférence en fonction d'une période (ou d'une fréquence, la fréquence étant l'inverse de la période) de rotation des roues, et/ou d'une fréquence de sons repérés, et/ou d'une fréquence de défauts.

[0025] Ceci permet de déterminer les motifs sonores (ou caractères reproductibles des sons) et de les traiter afin de conclure à un défaut en cas de biais ou d'écart par rapport au motif attendu.

[0026] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• décompter le nombre de dents par roue en fonction de la pluralité de sons détectés.

[0027] Ceci permet d'associer un nombre de sons pour telle dent. Par exemple, telle dent devrait tourner à telle vitesse : il en résulte que cette dent pourra être associée à un bruit d'une intensité donnée frappant à la fréquence correspondant à la vitesse de rotation. En effet, à chaque engagement de dent, la roue va tourner d'un angle correspondant à son nombre de dents et va faire un bruit. Ce bruit sera répété en fonction du nombre de dents. Ceci s'applique de préférence pour la roue d'échappement. De manière encore plus privilégiée, ceci s'applique aux sons émis par le contact entre la roue d'échappement et les levées de l'ancre.

[0028] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• indexer des dents de la roue d'échappement ou de la pluralité de roues en fonction de la grandeur caractéristique mesurée.

[0029] Ceci permet de numéroter chaque dent de la roue afin de connaître quelle dent est en prise ou engrainée dans le rouage.

[0030] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• identifier des écarts, des motifs (en particulier des motifs continus ou discontinus d'erreur) ou des anomalies par rapport à des seuils prédéterminés, dans la grandeur caractéristique, (ou dans l'amplitude de l'oscillateur, de la marche), et/ou d'une durée de rotation de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, de sorte à détecter quelle roue parmi la roue d'échappement et/ou au moins l'une des roues de la pluralité de roues, est non conforme.

[0031] Par exemple, un malrond donne un signal ou un motif continu d'erreur alors qu'une dent abîmée donne un signal ou motif discret d'erreur. Dans les deux exemples, l'usage industriel est pertinent et utile.

[0032] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• représenter, sur un graphique, la grandeur caractéristique, l'amplitude de l'oscillateur, de la marche, et/ou d'une durée de rotation de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, de sorte à détecter quelle roue parmi la roue d'échappement et/ou au moins l'une des roues de la pluralité de roues, est non conforme.

[0033] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• proposer une correction après avoir déduit quelle roue parmi la roue d'échappement et/ou au moins l'une des roues de la pluralité de roues, est non conforme.

[0034] Avantageusement, la correction peut être choisie parmi le remplacement de la roue d'échappement, de la totalité ou d'une partie de la pluralité de roues, retoucher une ou plusieurs dents de roue, et/ou corriger un arbre de roue, et/ou retoucher l'ébat d'une ou plusieurs roues.

[0035] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• déduire que la roue non conforme présente un défaut parmi un défaut de malrond ou de concentricité, un défaut de taillage des dentures, un défaut d'ovalisation, un défaut de localisation, un défaut d'entraxe, un défaut d'usure normale ou un défaut d'usure prématurée.

[0036] Ceci permet d'identifier une pluralité de défaut dans le mécanisme d'horlogerie et d'avoir une connaissance précise de quel élément pose difficulté.

[0037] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• procéder à au moins une transformée de Fourier sur le signal synchrone.

[0038] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• empiler les motifs (de sons) par analyse synchrone pour en déduire un motif représentatif, tel que motif moyen ou motif médian.

[0039] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• réaliser une analyse statistique sur les données (i.e. mesure de grandeur caractéristique, sons), de sorte à définir une moyenne, un écart type, et/ou des points extrêmes de la distribution statistique.

[0040] Ceci permet d'appliquer un traitement mathématique, informatique et/ou automatique aux sons détectés afin de mieux identifier le défaut. En particulier, la transformée de Fourier peut être réalisée sur le signal synchrone d'un mobile prédéterminé et non sur l'entièreté des données sonores. Cela permet d'obtenir une précision à la dent près, circonscrit au mobile prédéterminé (i.e. telle roue). Une transformé de Fourier sur l'entièreté du signal temporel est fortement impactée voire déformée par la baisse de l'amplitude dans le temps due à la décharge du barillet, ce qui précise l'intérêt de se baser sur un signal synchrone. La présente invention permet également de détecter des évènements singuliers (non continu sur la rotation d'un mobile) du fait de l'approche via l'analyse synchrone. L'analyse est également plus robuste que celle de l'art antérieur car elle est capable d'écarter des éléments aberrants ponctuels et de confirmer la présence du défaut sur la totalité du signal entre un début et une fin de réserve de marche. Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• identifier une fréquence propre correspondant à un défaut, tel qu'une fréquence propre correspondante à une durée de révolution pour un défaut de malrond, une fréquence propre correspondante à une moitié de durée de révolution pour un défaut d'ovalisation, ou une fréquence propre correspondant à un point dur comprenant une série d'harmoniques.

[0041] Avantageusement, le procédé comprend l'étape suivante :

• établir une valeur moyenne de la grandeur caractéristique (par exemple de l'amplitude de l'oscillateur, de la marche), et/ou une durée de rotation de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, et
• détecter, en comparant à la valeur moyenne correspondante, la variabilité de la grandeur caractéristique, et/ou de la durée de rotation de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues.

[0042] En d'autres termes, l'invention concerne une méthode d'analyse consistant à établir le signal de grandeur caractéristique (ou d'amplitude) associé à la rotation de chaque composant, pour en identifier les différents défauts et proposer une correction adéquate. Il s'agit d'identifier le temps de chaque évènement et décompter un motif de répétition (par exemple : multiple d'un nombre entier de dents d'échappement relatif à un évènement). Il convient de construire l'évènement moyen et d'analyser la forme de la courbe moyenne pour en déduire la présence des différents défauts possibles. Il est ainsi possible de confirmer un éventuel point dur par l'identification du point d'arrêt (mobile et dent du point dur et/ou d'arrêt).

[0043] Il est possible de produire l'analyse mobile par mobile.

[0044] En premier lieu, il convient de réaliser une analyse synchrone de la marche et/ou de l'amplitude sur une partie ou la totalité de la durée d'une réserve de marche pour chaque élément constitutif du rouage et identifier un défaut et proposer une correction. Il est possible de se limiter à une période suffisamment longue pour avoir assez de répétitions sans forcément faire toute la réserve de marche, notamment pour un calibre avec une longue réserve de marche (par exemple cinq jours). Ainsi, il n'est pas nécessaire d'imposer la totalité de la réserve de marche, mais il y a besoin d'un à plusieurs tours (de préférence quelques tours, comme par exemple deux, trois, quatre, cinq tours ou plus de dix tours) pour les mobiles considérés. Dès lors, pour un mobile du rouage, la période suffisamment longue correspond préférentiellement à trois tours complets de mobile et très préférentiellement à l'équivalent d'un tour complet de barillet. D'autre part, il est intéressant de noter que l'analyse dépend de là où on se place sur la réserve de marche : en effet les points durs se révèlent généralement à plus faible niveau d'armage, donc pour les détecter, il est pertinent de faire une analyse sur un tour complet de barillet à faible niveau d'armage et de comparer à l'analyse à haut niveau d'armage. En outre, un exemple d'analyse synchrone est d'empiler (c'est à dire de découper par modulo de temps) chaque motif d'un évènement pour en déterminer un motif, comme un motif moyen, un motif médian, un motif minimum, un motif maximum, etc.

[0045] En second lieu, il convient d'utiliser un outil donnant une sensibilité à l'oscillation.

[0046] Ainsi, l'invention concerne un procédé de détection d'un défaut d'un rouage d'un mouvement d'horlogerie d'une fréquence d'oscillation de l'oscillateur connue et comprenant une roue d'échappement, le nombre de dents des rouages du mouvement étant connu, le procédé comprenant les étapes suivantes :

• mettre en fonctionnement le mouvement d'horlogerie,
• mesurer l'amplitude et/ou la marche de l'oscillateur,
• identifier le temps de chaque rotation d'un rouage et décompter un nombre entier de dents d'échappement relatif à une rotation d'un rouage (par exemple un tour de mobile de seconde se fait une révolution en 60 secondes correspond à 240 dents d'échappement, ou un engrènement moyenne / seconde se fait en 4 secondes soit 16 dents d'échappement),

• indexer chaque passage de dent d'échappement par rapport à la durée de l'événement (par exemple dent n° 1 / 16 dans l'événement),
• calculer la variation des grandeurs mesurées par analyse synchrone,
• en déduire un défaut sur un rouage.

[0047] L'invention concerne, dans un deuxième aspect, un dispositif agencé pour mettre en œuvre le procédé du premier aspect.

[0048] Avantageusement, le dispositif comprend un capteur acoustique.

[0049] Avantageusement, le dispositif comprend un capteur optique.

[0050] Avantageusement, le dispositif comprend une unité de calcul ou un processeur.

[0051] Avantageusement, le dispositif comprend une unité d'association agencée pour associer les sons avec les composants du mouvement, par exemple telle roue ou telle autre roue.

[0052] L'invention concerne, dans un troisième aspect, un procédé de contrôle d'un mouvement horloger comprenant les étapes de :

• placer un mouvement horloger dans un dispositif d'analyse acoustique, tel que le dispositif selon le deuxième aspect, apte à mesurer une grandeur caractéristique de l'oscillateur en fonctionnement, telle qu'une amplitude, une marche, un repère, et/ou un angle de levée réel,
• identifier une conformité ou un non-conformité, de préférence automatiquement, d'une roue du mouvement horloger grâce à, ou par, le procédé de diagnostic selon le premier aspect.

[0053] L'invention concerne, dans un quatrième aspect, un procédé de réglage ou d'entretien d'un mouvement horloger comprenant les étapes suivantes :

• réaliser le procédé de diagnostic selon le premier aspect,
• émettre une consigne de réglage à un utilisateur.

[0054] Avantageusement, la consigne de réglage est affichée sur un dispositif connecté, tel qu'une loupe connectée.

[0055] Avantageusement, la consigne de réglage à un utilisateur correspond à un changement de roue, un changement de positionnement d'au moins un rubis, à un changement de pont, à un changement de platine et/ou retoucher l'ébat d'une ou plusieurs roues.

[0056] Avantageusement, calculer la perte de rendement et/ou le rendement associé au train de rouage ou à un sous ensemble du train de rouage

[0057] Il est en effet possible de calculer une perte de rendement global (par exemple de x %). On observe l'impact du défaut par exemple 10° et on le ramène à l'amplitude moyenne par exemple 250°, on peut alors déduire que le défaut impacte de 4% l'amplitude (que l'on peut convertir en point de rendement, modulo quelques paramètres du calibre).

[0058] Ceci permet d'aider l'opérateur à repérer la correction la plus importante à faire.

[0059] 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 mesure de réserve de marche et d'amplitude pour un mouvement d'horlogerie, avec l'amplitude en fonction du temps de marche, dans le procédé selon la présente invention,

la figure 2 représente l'amplitude en fonction du temps sur une période de temps limitée de la mesure de la figure 1,

la figure 3 représente l'amplitude et ses transformées de Fourier en fréquence et en période,

la figure 4 représente les fréquences caractéristiques et périodes caractéristiques après transformées de Fourier,

la figure 5 représente des variations de l'amplitude sur des périodes correspondant à des roues du mécanisme d'horlogerie,

la figure 6 représente l'amplitude moyenne sur un tour de roue d'une première roue parmi les roues du mécanisme d'horlogerie,

la figure 7 représente l'amplitude moyenne sur un tour de roue d'un autre exemple de la première roue parmi les roues du mécanisme d'horlogerie mais sur un autre mouvement,

la figure 8 représente l'amplitude moyenne sur un tour de roue d'encore un autre exemple de la première roue parmi les roues du mécanisme d'horlogerie sur encore un autre mouvement,

la figure 9 représente l'amplitude sur une mesure en ticket donnée, un ticket étant une mesure effectuée dans les positions horlogères de référence avec des durées d'intégration et de stabilisation,

la figure 10 représente des variations de l'amplitude sur des périodes correspondant à des roues du mécanisme d'horlogerie,

la figure 11 représente l'amplitude sur une autre mesure en ticket donnée,

la figure 12 représente des variations de l'amplitude sur des périodes correspondant à des roues du mécanisme d'horlogerie,

la figure 13 représente une acquisition du signal temporel de l'amplitude avec superposition temporelle,

la figure 14 représente une signature ou un signal synchrone à l'oscillation,

la figure 15a représente une régression sinusoïdale sur le signal synchrone,

la figure 15b représente une dent en prise à l'arrêt sur le signal synchrone,

la figure 15c représente un pignon singulier ou une dent singulière sur le signal synchrone,

la figure 16 représente un signal synchrone pour identifier un défaut de malrond.

[0060] La figure 1 représente une mesure de réserve de marche et d'amplitude pour un mouvement d'horlogerie, avec l'amplitude en fonction du temps de marche, dans le procédé selon la présente invention, utilisé comme point de départ. La résolution nécessaire à l'invention est préférentiellement une résolution à l'oscillation.

[0061] Le procédé de diagnostic acoustique pour détecter une roue non conforme d'un mouvement d'horlogerie de la présente invention comprend les étapes suivantes :

• fournir le mouvement d'horlogerie comprenant un oscillateur, une roue d'échappement, une ancre (avec des palettes), et une pluralité de roues, un nombre de dents par roue étant prédéterminé,
• détecter une pluralité de sons, chaque son de la pluralité de sons correspondant au passage de chaque dent de la roue d'échappement sur chacune des palettes, formant des alternances, ou de chaque dent de roue de la pluralité de roues,
• mesurer, à chaque alternance, une grandeur caractéristique de l'oscillateur en fonctionnement, telle qu'une amplitude, une marche, un repère, un angle de levée réel,
• choisir une séquence d'alternance associée à une rotation, au moins partielle, de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, sur la base du nombre de dents prédéterminé,
• superposer ou empiler, sur la séquence d'alternance choisie, chaque mesure de la grandeur caractéristique pour chaque alternance, de sorte à obtenir un signal synchrone,
• détecter, sur la base du signal synchrone, une variabilité de la grandeur caractéristique par rapport à une tolérance prédéterminée,
• en déduire si un défaut est détecté sur la séquence d'alternance choisie, une non-conformité sur une roue de la pluralité de roues.

[0062] En d'autres termes, dans le cadre la présente invention, il est possible de capter l'information relative à chaque dent de planche d'échappement (marche, amplitude, sons, durée de rotation, etc).

[0063] A cette fin, il convient d'identifier le temps de chaque évènement et décompter un nombre entier de dents d'échappement relatif à un évènement (par exemple, un tour de mobile de seconde se fait une révolution en 60 secondes correspond à 240 dents d'échappement, ou un engrènement moyenne / seconde se fait en (approximativement) 4 secondes soit 16 dents d'échappement). Notons que les durées données sont des exemples non limitatifs.

[0064] Il convient d'indexer alors chaque passage de dent d'échappement par rapport à la durée de l'événement (dent n° 1 /16 dans l'événement),

[0065] Il convient ensuite d'identifier le motif de répétition de l'événement (par exemple : évènement de 60 secondes chaque 60 secondes pour un tour de mobile de seconde ou évènement de (approximativement) 4 secondes chaque 60 secondes pour une dent de ce mobile).

[0066] Il convient d'identifier la séquence de répétition de l'événement (révolution n° 52 / 156 par exemple)

[0067] Il convient de calculer l'évènement moyen ou médian ou statistiquement représentatif.

[0068] Il convient de tracer et/ou calculer la variation des grandeurs mesurées sur l'évènement moyen. Ce traitement peut être visuel ou automatiquement réalisé par un processeur. Par exemple, il est possible d'identifier le numéro de dent qui génère un minimum d'amplitude, qui peut correspondre à la présence d'un point dur, que l'on viendra ensuite comparer au dernier numéro de dent observé en cas d'arrêt (comme indiqué ci-après)

[0069] Il convient de réaliser ensuite un traitement mathématique telle qu'une FFT circonscrit à l'évènement, pour :

• identifier une fréquence propre correspondante à la durée de révolution (défaut de malrond), et/ou
• identifier une fréquence propre correspondante à la moitié de la durée de la révolution (défaut d'ovalisation), et/ou
• identifier une fréquence propre correspondant à un point dur comprenant une série d'harmoniques,
• identifier l'émergence de fréquence propre par rapport aux autres en fin de réserve de marche, également symptomatique de points durs.

Il s'agit de l'étape d'analyse mathématique sur l'évènement moyen. En effet, la FFT est optionnelle, elle apporte une confirmation à l'analyse.

[0070] En cas d'arrêt, il est possible d'identifier le dernier événement survenu.

[0071] De préférence, la séquence est choisie et/ou définie en amont en fonction de la roue sur laquelle un défaut est recherché. Par exemple, 40 alternances sur une roue d'échappement de 20 dents ou 20'000 alternances sur une rotation de grande moyenne. L'évolution pour une roue d'échappement peut être faite sur 20 oscillations soit 40 alternances, pour une roue de seconde 240 oscillations soit 480 alternances, et pour une roue de petite moyenne 2400 oscillations soit 4800 alternances. Notons que ces exemples sont propres à un calibre donné avec un rapport d'engrenage donné. Ils sont des exemples non limitatifs.

[0072] Ainsi, en référence à la figure 1, il est possible de représenter la mesure de réserve de marche pour le mouvement d'horlogerie, avec l'amplitude en fonction du temps de marche.

[0073] La réserve de marche est ici par exemple d'une durée d'environ 42 heures. On observe que l'amplitude baisse globalement en fonction de l'écoulement du temps de la réserve de marche. On peut identifier en outre, en fin de réserve de marche, une zone avec une amplitude perturbée 7.

[0074] Toutefois, en zoomant sur une période de 300 secondes, il est possible d'obtenir des informations additionnelles, comme expliqué ci-après.

[0075] La figure 2 représente l'amplitude en fonction du temps, dans le cadre d'un zoom d'environ 300 secondes.

[0076] Le zoom sur la période de 300 secondes correspond à une rotation de petite moyenne, comprenant également plusieurs motifs répétitifs :

• le passage de la dent de barillet / GM (pour « Grande Moyenne » ou roue de centre) chaque 150 secondes,
• la rotation du mobile intermédiaire chaque 40 secondes,
• le passage de la dent GM / PM (pour « Petite Moyenne » ou mobile de moyenne) chaque 30 secondes,
• la rotation de l'échappement chaque 5 secondes,
• le passage de la dent PM / INTER (pour mobile intermédiaire) chaque 4 secondes.

[0077] La figure 3 représente l'amplitude et ses transformées de Fourier en fréquence et en période.

[0078] La FFT est réalisée de préférence uniquement sur les 120 000 premiers échantillons correspondant à des valeurs d'amplitudes supérieures à 200° de sorte à ne pas intégrer de valeurs aberrantes, le cas échéant.

[0079] Le graphique en haut de la figure 3 représente l'amplitude en fonction du temps qui passe de la réserve de marche, pour les 120 000 échantillons.

[0080] Le graphique au milieu de la figure 3 représente les fréquences caractéristiques après FFT. On peut identifier des fréquences d'intérêt 8.

[0081] Le graphique en bas de la figure 3 représente les périodes caractéristiques. On peut identifier des périodes d'intérêt 9.

[0082] La figure 4 représente les fréquences caractéristiques et périodes caractéristiques après transformées de Fourier.

[0083] Les résultats à très basses fréquences sont de préférence à filtrer pour observer les fréquences d'intérêt associées au rouage (entre 0 seconde et 300 secondes).

[0084] Les valeurs numériques des dix pics principaux ayant une période inférieure à 350 secondes permet d'obtenir les principales perturbations du rouage sur le signal d'amplitude.

Tableau 1

index	impact (°)	fréquence	période(s)
1	4.706859589	0.033334375	29.9990625
2	3.619336605	0.003333438	299.990625
3	2.705308676	0.006666875	149.9953125
4	1.103452325	0.01333375	74.99765625
5	0.957385421	0.20000625	4.99984375
6	0.884805799	0.020000625	49.9984375
7	0.830545425	0.06666875	14.99953125
8	0.747223258	0.023334063	42.85580357
9	0.725010157	0.036667813	27.271875
10	0.716868281	0.016667188	59.998125

[0085] Inconvénients de la FFT:

• les très basses fréquences sont prépondérantes dans une FFT réalisée sur une réserve de marche complète et ne présentent aucun intérêt particulier, sauf éventuellement à vouloir analyser le désarmage du barillet,
• l'étape de filtration des valeurs obtenues en fin de réserve de marche (RM) est importante sur la cohérence des résultats,
• la valeur de l'impact correspond à l'amplitude de la fonction cosinus, il faut le multiplier par deux pour le rendre comparable à l'impact visible sur le graphique temporel d'amplitude. Cette interprétation nécessaire pénalise la lecture de la FFT.
• les harmoniques peuvent être à intégrer à l'interprétation (par exemple, la perturbation associée à la rotation de la rotation du mobile de moyenne est la somme de la perturbation chaque 300 secondes mais aussi en partie de chaque 150 secondes.

[0086] Le fait de réaliser l'analyse sur la durée de l'évènement moyen, permet de pas être gêné par les basses fréquences, la plus basse fréquence étant celle de l'évènement. L'évènement moyen permet d'identifier de manière plus robuste, l'individu (i.e. quelle dent de quelle roue) qui génèrerait un minimum d'amplitude. Cette individu générant l'amplitude minimum ne pourrait pas être vu dans l'analyse FFT qui se traduirait en une série d'harmonique «passant sous les radars » de la détection de défaut. C'est bien la conjonction d'une analyse en fréquence circonscrite sur la durée de l'événement étudié et une analyse temporelle par individu qui permet de retrouver les défauts.

[0087] Les figures 1, 2, 3, 4 (et leurs descriptions correspondantes) sont issues de l'art antérieur, mais ont été utilisées et modifiées lors d'implémentation du procédé de la présente invention, comme point de départ.

[0088] La figure 5 représente des variations de l'amplitude sur des périodes correspondant à des roues du mécanisme d'horlogerie.

[0089] Avec la présente invention, on obtient alors une vision plus synthétique des perturbations du rouage comme illustré en figure 5.

[0090] La rotation d'un tour de petite moyenne sur 300 secondes génère une variation d'amplitude de 21.5° (visible au niveau de la rotation PM 300.0 s sur la figure 5).

[0091] Cette variation est principalement constituée d'une variation (crête à crête) de 12.1° chaque 30 secondes. Cette période de 30 secondes correspondant à un passage de dent de planche de GM vers le pignon de petite moyenne (par exemple pignon de 10 dents).

[0092] On détecte également la présence d'un malrond sur le mobile et surtout la présence d'un point dur sur la rotation du mobile.

[0093] La transmission entre grande et petite moyenne est l'élément le plus perturbateur dans le rouage (par exemple lié à des défauts de taillage, malrond, ovalisation de la planche). Une correction sur ce mouvement pourrait être apportée en remplaçant ce mobile.

[0094] La figure 6 représente l'amplitude moyenne sur un tour de roue d'une première roue parmi les roues du mécanisme d'horlogerie.

[0095] Sur d'autres mesures de RM, les observations peuvent être différentes.

[0096] Sur la première roue, la rotation d'un tour présente deux points durs 11, qui sont espacés de 31 dents, or le mobile étudié transmet son énergie à deux mobiles dont l'angle embrassé correspond également à 31 dents. La transmission est mauvaise, cela est dû à un défaut de localisation et d'entraxe. L'efficacité de la transmission est péjorée.

[0097] La figure 7 représente l'amplitude moyenne sur un tour de roue d'un autre exemple de la première roue parmi les roues du mécanisme d'horlogerie mais sur un autre mouvement.

[0098] Sur la première roue de cet autre exemple, on peut constater également le même comportement avec deux points durs 12 séparés du même nombre de dents.

[0099] La figure 8 représente l'amplitude moyenne sur un tour de roue d'encore un autre exemple de la première roue parmi les roues du mécanisme d'horlogerie, sur encore un autre mouvement.

[0100] Enfin sur la première roue prise dans encore un autre exemple, seule un malrond est visible, la perturbation de la transmission est moindre et acceptable.

[0101] La figure 9 représente l'amplitude sur une mesure en ticket donnée.

Exemple ticket 1:

[0102] Sur un ticket mesuré sur 60 secondes sur six positions, soit 360 secondes (six zones 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f à la figure 9) : ce mouvement se distingue par un bruit sur le signal d'amplitude acoustique plus important que le reste de la population.

[0103] La figure 10 représente des variations de l'amplitude sur des périodes correspondant à des roues du mécanisme d'horlogerie.

Analyse du ticket 1 grâce à la présente invention :

[0104] On obtient une vision bornée au mobile de seconde et d'échappement des perturbations du rouage. L'analyse ne portant que sur peu de tours (ici ticket de 60 secondes seulement) est par définition imprécise, notamment le terme de plus basse fréquence associé à la rotation du mobile de seconde récupérant une partie des effets du rouage amont.

[0105] Toutefois, il est possible de déduire ce qui suit, même avec peu de tours.

[0106] Le mobile de seconde est un élément perturbateur dans ce rouage dû aux défauts suivants :

• malrond puisque chaque tour génère une variation d'environ 4.5°,
• ovalisation de la planche ou du pignon puisque chaque demi-tour génère une variation de 4.2°,
• de taillage puisque chaque dent de planche de seconde avec le pignon d'échappement génère une variation d'environ 2.9°.

[0107] Une correction sur ce mouvement pourrait être apportée en remplaçant ce mobile.

[0108] Le mouvement présente également un malrond de la roue d'échappement générant une variation de 1.5° chaque 5 secondes.

[0109] La figure 11 représente l'amplitude sur une autre mesure en ticket donnée.

Exemple ticket 2 :

[0110] Sur un ticket mesuré sur 60 secondes : celui-ci présente un bruit faible.

[0111] La figure 12 représente des variations de l'amplitude sur des périodes correspondant à des roues du mécanisme d'horlogerie.

Analyse du ticket 2 grâce à la présente invention :

[0112] Sur ce mouvement, le mobile de seconde ne génère aucun défaut, les principales perturbations du rouage étant due :

• transmission entre la planche de moyenne et le pignon de seconde (chaque 6.6 secondes) générant une variation d'environ 1.5°,
• transmission entre la planche de seconde avec le pignon d'échappement (chaque 0.62 seconde) générant une variation d'environ 1.3°. Les effets observés chaque 1.25 secondes et 2.5 secondes sont également des conséquences de cet engrènement.

[0113] Ce mouvement constitue une référence en termes de qualité de transmission.

[0114] S'agissant de la tolérance prédéterminée (également appelé seuil de tolérance prédéterminé), il est possible de prévoir ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif :

• déclaration d'une dent non conforme comme étant à une distance de la moyenne en termes de nombre d'écart type,
• pour qu'une dent de pignon soit non conforme, il faut que sa distance soit à 1.64 sigma par exemple,
• pour qu'une dent de planche soit non conforme, il faut que sa distance soit à 2.5 sigma par exemple.

[0115] Cela se justifie en considérant qu'un pignon comporte environ 10 dents (1 dent = 10%), or dans une loi normale, 90% des points se trouvent dans un intervalle d'environ ±1.64 écarts types autour de la moyenne. Une planche de l'ordre de 80 dents (1 dent = 1.25%) aurait 98.75% des points se trouvant dans un intervalle d'environ ±2.5 de déviations standard autour de la moyenne.

[0116] La figure 13 représente l'acquisition du signal temporel de l'amplitude avec superposition temporelle.

[0117] La figure 14 représente une signature ou un signal synchrone à l'oscillation.

[0118] En prenant l'exemple du signal d'amplitude associé à un mobile de moyenne de révolution 300s soit 1200 oscillations (quel que soit le réglage de marche du mouvement) et les différentes étapes d'identification sont :

• signature synchrone à l'oscillation,
• identification 101 de la zone en prise lors en fin de réserve de marche (la pièce est non conforme, la réserve de marche nominale n'a pas été atteinte, dent sur arrêt),
• signal synchrone rééchantillonné avec un point par dent de planche (ce qui permet de lisser le bruit),
• des descripteurs statistiques [min, max et moyenne], 102, 103, 104,
• régression sinusoïdale 105,
• identification 106 d'une dent singulière (selon le critère du nombre d'écart type).

[0119] Dans cet exemple, la valeur d'amplitude est à plus de 1.64 sigma de la moyenne, or la dent de pignon singulière correspond justement à la dent en prise lors de l'arrêt en fin de réserve de marche : le mobile présente un point dur et celui-ci est à l'origine de l'arrêt.

[0120] Ceci est en outre explicité aux figures 15a à 15c détaillées ci-après.

[0121] La figure 15a représente la régression sinusoïdale 105 sur le signal synchrone.

[0122] La figure 15b représente la dent en prise à l'arrêt en fin de réserve de marche RM (identification de la dent en prise à l'arrêt 101 sur le signal synchrone).

[0123] La figure 15c représente un pignon singulier (ou une dent singulière) sur le signal synchrone (identification du pignon singulier ou de la dent singulière 106).

[0124] En outre, pour être complet, la superposition temporelle de toutes les séquences successives de 1200 oscillations, permet de construire la signature synchrone.

[0125] De plus, s'agissant de la tolérance sur tous les défauts périodiques (malrond, taillage, etc..), nous pouvons noter ce qui suit.

[0126] La tolérance devient un pourcentage de perte admissible par rapport de la valeur nominale. Par exemple, on autorise jusqu'à 1% de perte d'amplitude associé au défaut.

[0127] Exemple 1 : malrond de roue d'échappement (une révolution = 20 oscillations soit 5 s).

[0128] Le malrond occasionne une variation de 4.8° et donc une perte de 2.4° en moyenne sur un temps d'observation suffisamment long (par exemple au moins 30s), soit une perte de 1% d'amplitude en considérant une amplitude nominale de 240° : cette pièce est déclarée non conforme vis-à-vis de la tolérance.

[0129] Si le signal est parfait, on est horizontal à la valeur max.

[0130] La figure 16 représente un signal synchrone pour identifier un défaut de malrond.

[0131] A la figure 16, il s'agit d'un exemple de malrond de roue d'échappement avec une révolution correspondant à 20 oscillations soit 5 secondes.

[0132] En outre, on fait référence à l'exemple 2 : profil de taillage au niveau de la grande moyenne (un passage de dent -968 oscillations soit 242 s).

[0133] Le profil de taillage réalisé occasionne une variation de 5° à chaque passage de dent correspondant à une perte de 1%. Le taillage est non conforme vis-à-vis de la tolérance.

[0134] 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.

[0135] Notons enfin qu'il est possible de combiner les modes de réalisations autant que possible ou nécessaire.

Revendications

1. Procédé de diagnostic acoustique pour détecter une roue non conforme d'un mouvement d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes :

- fournir le mouvement d'horlogerie comprenant un oscillateur, une roue d'échappement, une ancre, et une pluralité de roues, un nombre de dents par roue étant prédéterminé,

- détecter une pluralité de sons, chaque son de la pluralité de sons correspondant au passage de chaque dent de la roue d'échappement en coopération avec l'ancre, formant des alternances,

- mesurer, à chaque alternance, une grandeur caractéristique de l'oscillateur en fonctionnement, telle qu'une amplitude, une marche, un repère, un angle de levée réel,

- choisir une séquence d'alternance associée à une rotation, au moins partielle, de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, sur la base du nombre de dents prédéterminé,

- superposer, sur la séquence d'alternance choisie, chaque mesure de la grandeur caractéristique pour chaque alternance, de sorte à obtenir un signal synchrone,

- détecter, sur la base du signal synchrone, une variabilité de la grandeur caractéristique par rapport à une tolérance prédéterminée,

- en déduire, si un défaut est détecté sur la séquence d'alternance choisie, une non-conformité sur une roue de la pluralité de roues.

2. Procédé de diagnostic acoustique selon la revendication précédente, comprenant l'étape suivante :

- indexer des dents de la roue d'échappement ou de la pluralité de roues en fonction de la grandeur caractéristique mesurée.

3. Procédé de diagnostic acoustique selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape suivante :

- identifier des écarts, des motifs ou des anomalies par rapport à des seuils prédéterminés, dans la grandeur caractéristique, de sorte à détecter quelle roue parmi la roue d'échappement et/ou au moins l'une des roues de la pluralité de roues, est non conforme.

4. Procédé de diagnostic acoustique selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape suivante :

- proposer une correction après avoir déduit quelle roue parmi la roue d'échappement et/ou au moins l'une des roues de la pluralité de roues, est non conforme.

5. Procédé de diagnostic acoustique selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape suivante :

- déduire que la roue non conforme présente un défaut parmi un défaut de malrond ou de concentricité, un défaut de taillage des dentures, un défaut d'ovalisation, un défaut de localisation, un défaut d'entraxe, un défaut d'usure normale ou un défaut d'usure prématurée.

6. Procédé de diagnostic acoustique selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape suivante :

- procéder à au moins une transformée de Fourier sur le signal synchrone.

7. Procédé de diagnostic acoustique selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape suivante :

- identifier une fréquence propre correspondant à un défaut, tel qu'une fréquence propre correspondante à une durée de révolution pour un défaut de malrond, une fréquence propre correspondante à une moitié de durée de révolution pour un défaut d'ovalisation, ou une fréquence propre correspondant à un point dur comprenant une série d'harmoniques.

8. Procédé de diagnostic acoustique selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape suivante :

- établir une valeur moyenne de la grandeur caractéristique, et/ou une durée de rotation de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues, et

- détecter, en comparant à la valeur moyenne correspondante, la variabilité de la grandeur caractéristique, et/ou de la durée de rotation de la roue d'échappement ou d'au moins une des roues de la pluralité de roues.

9. Procédé de contrôle d'un mouvement horloger comprenant les étapes de :

- placer un mouvement horloger dans un dispositif d'analyse acoustique apte à mesurer une grandeur caractéristique de l'oscillateur en fonctionnement, telle qu'une amplitude, une marche, un repère, et/ou un angle de levée réel,

- identifier une conformité ou une non-conformité, de préférence automatiquement, d'une roue du mouvement horloger par le procédé de diagnostic selon l'une des revendications 1 à 8.

10. Procédé de réglage ou d'entretien d'un mouvement horloger comprenant les étapes suivantes :

- réaliser le procédé de diagnostic selon l'une des revendications 1 à 8,

- 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 de réglage selon l'une des revendications 10 à 11, dans lequel la consigne de réglage à un utilisateur correspond à un changement de roue, un changement de positionnement d'au moins un rubis, à un changement de pont, à un changement de platine et/ou retoucher l'ébat d'une ou plusieurs roues.

Dessins