Alsaeci

Métrologie et ateliers : les machines de mesure

Aujourd’hui, les exigences en matière de conformité sont de plus en plus contraignantes. Pour les respecter et assurer la qualité des pièces et des produits manufacturés, il est indispensable d’être bien équipé. Pour répondre à ce besoin, les fabricants de machines de mesure continuent d’innover pour proposer des appareils à la pointe de la technologie. Découvrez ici les différentes machines de mesure nécessaire à la métrologie dimensionnelle.

Les machines de mesure 3D contact

Aussi appelée machine de mesure tridimensionnelle (MMT), la machine de mesure 3D est un appareil servant à prendre les mesures d’une pièce. La plupart du temps, elle s’utilise dans l’industrie de la mécanique, mais elle peut aussi servir dans divers domaines d’activité comme l’horlogerie, l’aéronautique et l’impression.

La machine de mesure par contact permet de reconstituer virtuellement la forme d’un modèle. Cela permet de vérifier sa conformité avec un exemplaire numérique de la pièce. Elle peut également être utilisée pour la rétro conception d’un accessoire existant. Le champ d’application de ce type de machine de mesure est assez large. Par conséquent, elle vous permettra d’examiner différents critères tels que :

  • les dimensions,
  • les alésages,
  • et les contours.

Généralement, la précision de cette machine de mesure est de l’ordre du centième ou du dixième de micromètre. De fait, cette machine peut vous permettre d’avoir des résultats presque aussi justes que ceux d’une machine conçue spécifiquement pour mesurer un critère. Concrètement, cela signifie que pour mesurer la cylindricité d’une pièce, une machine 3D peut donner des résultats proches de ceux d’un profilomètre destiné à mesurer ce critère uniquement.

L’utilisation d’une machine de mesure 3D par contact est donc un excellent moyen pour gagner du temps dans votre processus de fabrication. Pour plus de précision, certains professionnels de la métrologie recommandent de combiner la machine de mesure 3D par contact avec les machines avec un champ d’application unique.

Comment fonctionne une machine de mesure 3D par contact ?

Le fonctionnement d’une MMT 3D par contact repose sur les techniques de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Pour reproduire avec un maximum de précision un objet, la machine procède à une collecte des données en utilisant un palpeur. Il s’agit d’une tige ou un stylet qui possède une bille à son extrémité. C’est la bille qui touche la pièce à examiner point par point ou en continu.

machine mesure 3D

Une fois le contact établi, le stylet envoie un signal et détecte les irrégularités ou les limites de la pièce. Puis, pour restituer l’image numérique, la machine de mesure 3D par contact est connectée à un ordinateur sur lequel est installé un logiciel d’analyse des données.

L’ordinateur s’occupe du calcul rapide des paramètres et affiche le résultat. Le temps d’analyse est assez variable en fonction des objets à examiner. Parfois, cela peut durer quelques minutes ou quelques heures.

Comment la choisir ?

Sur le marché, vous distinguerez une grande variété de modèles de machine de mesure 3D par contact. Pour trouver celle qui répondra le mieux à votre besoin, vous devrez tenir compte de différents paramètres. L’un des premiers critères est l’environnement dans lequel sera votre machine de mesure.

En effet, la poussière, les vibrations ou l’humidité peuvent interférer avec la prise des mesures. C’est pourquoi l’environnement est un point important au moment du choix de la machine. En atelier, vous devrez privilégier les modèles avec des amortisseurs pour éviter les vibrations.

Vous pouvez aussi opter pour une machine avec un stylet résistant à la chaleur pour réduire les risques de déformation. La rapidité, le niveau de précision et la taille de la machine sont autant de facteurs que vous devez également considérer avec d’arrêter un choix sur un modèle. Pour vous aider, n’hésitez pas à demander l’avis d’un professionnel en métrologie.

Les machines de mesure vidéo 2D et 3D

Les machines de mesure vidéo 2D et 3D sont des appareils qui utilisent les technologies combinées de mesure vidéo et de microscope. Ces machines sont généralement présentées comme des projecteurs de profil par vision. Les caractéristiques dépendent des modèles et chaque fabricant rivalise pour proposer des appareils de mesure par vidéo toujours plus performant.

Par exemple, vous pourrez trouver un modèle muni d’un dispositif optique avec un double système télécentrique et un champ de vision étendue. Il intègre un logiciel d’analyse des données, ce qui lui permet d’offrir des procédures de mesures rapides et simples. Certains modèles de machines de mesure vidéo 3D sont équipés d’une caméra à multicapteurs.

Ces machines ont diverses options comme le palpage, l’axe rotatif et la rugosité sans contact. Pour gérer ces options, la machine est programmée par un logiciel qui contrôle la mesure. Cela permet d’obtenir des résultats assez précis et rapides. Ce type d’appareil facilite la vérification de la conformité des pièces.

Concernant le déplacement de la machine, il varie aussi en fonction du modèle. Vous pourrez trouver des machines motorisées ou manuelles qui utilisent des commandes par joystick. Dans le même sens, en fonction de la taille des portiques, les machines de mesure par vidéo 2D ou 3D peuvent mesurer de petits ou grands objets.

Pour choisir votre modèle de machine de mesure vidéo, vous devez également penser à vérifier le poids maximum que peut supporter l’appareil. Selon les modèles, le poids maximum peut être de 25 kg. Parfois, il peut atteindre les 75 kg. Le plus souvent, les appareils de mesure par vidéo 2D et 3D possèdent des éclairages programmables par diodes.

Les différents projecteurs de profils

Les projecteurs de profils sont des instruments de mesurage optique en deux dimensions. Ils ont une incertitude de mesure d’environ 0,01 mm. Ils sont composés d’une platine mobile, d’un objectif de projection, d’un écran de projection et de poignées (X et Y). Le principe de mesure est presque identique à celui d’un microscope optique.

La pièce à mesure est placée sur la platine mobile de l’appareil. Ensuite, elle est éclairée pour générer une ombre qui sera projetée directement sur l’écran de projection. Vous pourrez ensuite agrandir le profil sur l’écran afin de procéder à la métrologie dimensionnelle. À l’aide d’un dispositif optique télécentrique, vous pourrez analyser les distances, les diamètres, les points et les angles de l’objet.

En fonction de la mesure, vous pourrez changer ou modifier l’éclairage de votre projecteur. Le plus souvent, ces instruments de mesure offrent trois types d’éclairage. Le premier est l’éclairage diascopique, vous permet d’observer la pièce avec une lumière orientée vers le haut à travers l’objet à mesurer.

Le deuxième est l’éclairage épiscopique coaxial qui consiste à utiliser une lumière réfléchie suivant l’axe de l’objectif pour éclairer la pièce à mesurer. Le troisième est l’éclairage épiscopique oblique qui vous permet d’éclairer indirectement la surface de l’objet. Aujourd’hui, grâce à l’avancée des technologies et du numérique, les projecteurs de profils ne sont plus manuels.

Les projecteurs de profils numériques

Sur le marché, vous distinguerez deux catégories de projecteurs de profils numériques. Il s’agit des projecteurs de profils horizontaux et des modèles verticaux. Le projecteur horizontal est un modèle employé pour mesurer des pièces cylindriques et des pièces usinées par tournage ou fraisage. Il possède un calculateur de géométrie bidimensionnelle qui garantit une mesure précise, quelle que soit la taille des objets à mesurer.

Quant au dispositif vertical, il permet un mesurage de cibles plates sans contact. Ces dernières sont souvent réalisées en fraisage, usiné et d’injection plastique. L’objectif de projection de cet appareil peut varier entre 5 et 100x en fonction de l’application. Muni d’un calculateur géométrique 2D, il favorise une analyse plus précise et fiable. Vous pouvez l’utiliser lors d’une phase de production ou pour un contrôle qualité de petites pièces manufacturées.

contrôle de la qualité

Les avantages des projecteurs de profil

L’utilisation d’un projecteur de profil, qu’il soit horizontal ou vertical, présente de nombreux avantages. D’abord, il fournit une précision submillimétrique sur un large panel de géométries. De fait, il vous permet de mesurer efficacement et sans faux pas, des objets de toutes formes et tailles. Certains modèles possèdent un système de rotation à 360° pour mesurer entièrement la cible.

Équipé d’une caméra haute définition et d’un dispositif optique télécentrique, cet appareil permet un mesurage dimensionnel presque instantané. De plus, les projecteurs de profils sont pratiques pour contrôler plusieurs côtes en quelques secondes tout en garantissant une bonne détection des contours. Par conséquent, ils facilitent la réduction du temps de mesure tout en aidant à améliorer la réactivité du processus de production.

Par ailleurs, ces instruments de mesure sont faciles à manipuler et sont à la portée de tout le monde. Pour les utiliser, il suffit de poser les pièces à mesurer sur la platine et d’appuyer sur le bouton démarrage de l’appareil. Le projecteur de profil pourra localiser et contrôler automatiquement la pièce.

Il faut aussi noter que la pluralité des modèles disponibles garantit de trouver l’appareil adapté à chaque besoin. Vous pourrez ainsi bénéficier d’une machine de mesure qui s’accorde parfaitement à vos exigences et aux types de produits que vous réalisez.

Les machines de mesure intérieure et de profondeur

Lorsqu’il est question de machine de mesure d’intérieur et de profondeur, vous distinguerez plusieurs appareils. En général, vous aurez le choix entre le pied à coulisse à vernier, le palmer et les jauges de profondeur.

Le pied à coulisse

Le pied à coulisse à vernier est un instrument de mesure directe en acier inoxydable avec des becs. Son principe d’utilisation est assez simple. Sur le long d’une règle divisée en mm, vous devez faire glisser une réglette, jusqu’à ce que les graduations se rencontrent.

Il faut noter que les divisions de la réglette sont plus petites que celle d’une règle. La précision de lecture du pied à coulisse à vernier est déterminée par le nombre de divisions qui constitue la graduation. Concrètement, un vernier au 1/10 dispose de 10 graduations. Chaque graduation équivaut à 0,1 mm. Cela revient à dire que 5 graduations font 0,5 mm.

Certains modèles modernes sont dotés de cadran pour faciliter la lecture de la mesure. Cet instrument sert pour mesurer les cotes intérieures comme le diamètre d’une bague ou celui d’un alésage de cylindre. Pour l’utiliser, il suffit d’ouvrir le pied à coulisse pour mettre les 2 becs, mesurant 10 mm, en contact avec l’alésage sur le diamètre du cylindre.

En déplaçant l’instrument de part et d’autre du diamètre, vous pourrez sentir la position pour laquelle il s’ouvre au maximum. Il ne vous restera plus qu’à serrer la vis du curseur du pied et de le sortir pour lire la mesure indiquée. Pour un résultat correct, il faut toujours ajouter 10 mm à la dimension relevée.

précision de la mesure

Le palmer

Aussi appelé micromètre, le palmer est un instrument de mesure à vis qui permet de mesurer les cotes intérieures au centième de millimètres (1/100 de mm). Il est par conséquent plus précis qu’un pied en coulisse. Pour l’utiliser, il faut placer la pièce à mesurer entre l’enclume et la broche. Puis, il faut tourner le tambour jusqu’à entrer en contact avec la pièce.

Normalement, la capacité de mesure est de 25 mm. Toutefois, sur le marché, les instruments peuvent être établis de deux manières différentes. Ils peuvent être fabriqués avec une ouverture correspondant à 25 mm ou avec une ouverture d’étrier plus grande. Dans ce cas, il possède des touches fixes interchangeables.

Pour simplifier son contrôle, l’instrument peut être livré avec plusieurs étalons. De plus, pour éviter les variations de température résultant du contact de la main, l’étrier de l’appareil peut être muni d’une plaque isolante de chaque côté.

La jauge de profondeur

La jauge de profondeur est un instrument de mesure de profondeur. Cet appareil est scindé en deux catégories. Vous distinguerez la jauge de profondeur à vernier qui est très proche du pied à coulisse. Elle possède une tige centrale graduée coulissante dans le corps de l’instrument. Une molette permet de bloquer la tige.

Certains modèles de jauge à vernier disposent d’un coulisseau à 2 parties. L’une des parties assure l’appui, pendant que l’autre garantit le réglage de l’appareil. La précision et le fonctionnement de ce type de jauge sont identiques à ceux du pied à coulisse à vernier.

En dehors de cette jauge de profondeur, vous trouverez la jauge de type palmer. Sur cet instrument, une tige solidaire de la broche traverse une semelle plate qui remplace l’étrier. Des tiges de différentes tailles et interchangeables peuvent être livrées avec l’appareil pour couvrir une large gamme de profondeurs.

Contrairement à la jauge vernier, cet instrument présente l’avantage d’être plus précis pour le mesurage. Les modèles récents sont équipés d’un affichage digital pour faciliter l’utilisation de l’instrument.

Vous savez maintenant l’essentiel à savoir sur les machines de mesures nécessaires en métrologie. N’hésitez pas à demander l’avis de professionnel pour acquérir les appareils adaptés à votre besoin.

Facebook
Twitter
LinkedIn