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Auteur(s)
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Pierre BOURDET : Professeur à l’École Normale Supérieure de Cachan
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les machines à mesurer par coordonnées appelées aussi MMT (machines à mesurer tridimensionnelles) sont basées sur un principe simple. À l’aide de règles de mesure de haute précision placées sur les différents guidages d’une machine, on relève les coordonnées d’un palpeur que l’on vient mettre en contact avec la surface d’une pièce à mesurer.
Les logiciels associés aux machines à mesurer assurent de nombreuses fonctions, l’apprentissage et l’exécution de gamme de contrôle, la commande numérique des déplacements du palpeur suivant des trajectoires prédéfinies, le traitement statistique des résultats de mesures obtenu sur une série de pièces, la compensation numérique des 21 défauts géométriques de la machine [1]. Parmi toutes ces fonctions nous nous limiterons dans cet article à celles qui sont liées au traitement de la mesure, c’est-à-dire celles qui permettent de déterminer les coordonnées des points de contact entre le palpeur et la surface à mesurer, et qui permettent, par un traitement mathématique des coordonnées, d’effectuer des mesures dimensionnelles et de vérifier les caractéristiques des tolérances géométriques des pièces.
Nous ferons donc l’hypothèse que la géométrie de la machine à mesurer et son système de mesure sont sans défaut, c’est-à-dire que les coordonnées sont exprimées dans un repère orthonormé avec un maximum de précision vis-à-vis des défauts macrogéométriques des pièces à mesurer. En outre, afin de simplifier cette présentation, nous considérons, dans tous nos exemples, que la MMT est une machine à mesurer de type portique sans quatrième axe. Le lecteur pourra facilement transposer cette présentation à d’autres structures de machines.
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Principe de la saisie des coordonnées d’un point de mesure
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9. Conclusion
Les logiciels associés aux machines à mesurer ont permis progressivement une maîtrise de la qualité géométrique des machines, et une meilleure connaissance des défauts de la géométrie tridimensionnelle des pièces. Les constructeurs de machines à mesurer améliorent leurs produits par des logiciels qui prennent en compte les défauts des trajectoires des déplacements du palpeur, l’objectif à atteindre est de garantir, dans un repère orthonormé, la précision des coordonnées d’un point mesuré sur une surface. Les concepteurs de logiciels limitent les écarts dus aux algorithmes, en ne proposant que des calculs dimensionnels définis sans ambiguïtés d’interprétation entre des éléments géométriques idéaux, eux-mêmes définis par des algorithmes d’optimisation certifiés. Ces algorithmes permettent d’associer des éléments géométriques simples (plan, sphère, cylindre, cône, droite et cercle) à des nuages de points, leur certification est obtenue à partir de plusieurs jeux de données significatives qui permettent de comparer les résultats à ceux détenus par le laboratoire consulté.
Les logiciels des MMT sont donc essentiellement conçus pour effectuer avec précision des mesures dimensionnelles entre des éléments géométriques associés à des points de mesure. La vérification des tolérances dimensionnelles et géométriques, portées sur les dessins de définition, demande de la part du métrologue, d’adapter les possibilités dimensionnelles des logiciels à la vérification de spécifications normalisées basées sur le concept de zone de tolérance et de références spécifiées.
La principale difficulté rencontrée est de situer sur la pièce des zones de tolérance dans les mêmes conditions géométriques que celles demandées par les spécifications normalisées. En effet, l’impossibilité de construire des systèmes de références spécifiées conformes aux normes du tolérancement, entraîne le métrologue à réduire la taille des zones de tolérance servant au contrôle ce qui a pour conséquence d’augmenter le risque de déclarer « hors tolérance » des pièces bonnes.
Les améliorations futures apportées dans les logiciels porteront sur l’approche fonctionnelle de la géométrie,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - PRIEL (M.) - Incertitudes de mesure et tolérances. - Techniques de l’Ingénieur. Traité Mesures et Contrôle, [R 285], 1999.
-
(2) - MATHIEN (J.P.) - Contrôle des machines à mesurer. - Techniques de l’Ingénieur, Traité Mesures et Contrôle, [R 1 318], 1995.
-
(3) - BOURDET (P.), CLÉMENT (A.) - Controlly a Complex Surface with a 3 Axis Measuring Machine, - Annals of CIRP, Vol. 25 : p. 354-361, 1976.
NORMES
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Dessins techniques - Principe de tolérancement de base - ISO 8015 - 1985
-
Dessins techniques - Tolérancement géométrique - Références spécifiées et systèmes de références spécifiées pour tolérances géométriques - ISO 5459 - 1981
-
Spécification géométrique des produits (GPS) - Tolérancement géométrique - Tolérancement de forme, orientation, position et battement - ISO 1101 - 2004
-
Spécification géométrique des produits (GPS) - Tolérancement géométrique - Tolérancement de localisation - ISO 5458 - 1998
-
Dessins techniques - Tolérancement géométrique - Principe du maximum de matière - ISO 2692 - 1988
-
Dessins techniques - Tolérancement d’orientation et de position - Zone de tolérance projetée - ISO 10578 - 1992
-
Dessins techniques - Cotation et tolérancement - Cônes - ISO...
1 Logiciels de Machines à mesurer
PROMESUR, groupe DEA - Brown & Sharpe - http://www.brownandsharpe.com
TUTOR - (DEA), groupe DEA - Brown & Sharpe - http://www.brownandsharpe.com
MASTER, groupe DEA - Brown & Sharpe - http://www.brownandsharpe.com
QUINDOS-LEITZ, groupe DEA - Brown & Sharpe - http://www.brownandsharpe.com
MESTRID - (ENS Cachan) - Metrolec - http://www.metrolec.com
MARLENE - Metrolec - http://www.metrolec.com
PRELUDE INSPECTION - Metrolec
METROLOG II - Métrologie instruments S.A. - http://www.metrolec.com
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