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Auteur(s)
-
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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Conclusion
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8. Contrôle des spécifications normalisées
Si nous analysons une mesure faite sur une MMT, la procédure de contrôle est sensiblement la même quel que soit le logiciel et la MMT utilisés :
-
relevé dans un repère unique des coordonnées des points mesurés obtenus par une estimation de la position de chaque point de contact entre un palpeur et la surface de la pièce à contrôler ;
-
association d’éléments géométriques idéaux de type plan, sphère, cylindre, cône, droite, cercle, ellipse… aux différents ensembles de points mesurés ;
-
constitution d’une base de données géométriques ou les éléments géométriques associés sont représentés par leurs paramètres intrinsèques et par seulement trois types d’éléments géométriques point, droite et plan ;
-
enrichissement de la base de données par la création de nouveaux éléments géométriques de type point, droite ou plan, construits à partir des éléments géométriques contenus dans la base de données ;
-
calcul des distances et des angles, mathématiquement sans ambiguïtés, entre les éléments géométriques de la base de données.
Les sources de dispersion d’un résultat de mesure sont nombreuses et complexes à maîtriser [2]. Chaque constructeur de MMT spécifie globalement l’erreur maximale d’indication tolérée sous la forme :
et = (a + b · L)avec :
- a :
- (µm) erreur de fidélité
- b :
- (µµ/µµ) erreur de justesse
- L :
- (mm) longueur de l’étalon.
Cette indication ne prend pas en compte les écarts dus à la qualification du repère de mesure, ni les écarts dus à la procédure de calcul choisie par l’opérateur. En effet l’erreur maximale d’indication est obtenue par la mesure d’une cale étalon dans l’espace de mesure de la MMT, chaque mesure est réalisée avec une même configuration du palpeur et le calcul de la longueur de la cale se limite à un calcul de distance entre deux points ou entre un point et un plan considéré dans ce cas...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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
-
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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