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NOTE DE L'ÉDITEUR
La partie 3 de la norme ISO 230 d'août 2007 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 230-3 : Code d'essai des machines-outils - Partie 3: Évaluation des effets thermiques (Révision novembre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2011 (Décembre 2020).
La norme NF ISO 230-3 d'octobre 2007 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF ISO 230-3 (E60-100-3) : Code d'essai des machines-outils - Partie 3 : évaluation des effets thermiques (Révision janvier 2021)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2101 (Février 2021).
RÉSUMÉ
Les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) à coordonnées sont largement utilisées pour le contrôle dimensionnel. Une MMT est constituée d’un système de déplacement mécanique permettant de positionner un système de palpage relativement à l’objet à mesurer et de repérer sa position dans le repère de la MMT. Dans cet article, nous présentons les principales structures des MMT actuelles, ainsi que les systèmes de palpage associés les plus répandus. Les MMT présentent des défauts géométriques qu’ils convient de maîtriser. Nous présentons ainsi la modélisation des défauts géométriques associés aux MMT ainsi que les méthodes d’étalonnage courantes basées sur l’évaluation des 21 défauts en référence à des étalons.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Pierre BOURDET : Professeur émérite à l'école normale supérieure de Cachan
-
Claire LARTIGUE : Professeur à l’université Paris-Sud
INTRODUCTION
Dans le domaine du contrôle dimensionnel macrogéométrique, les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) à coordonnées ont pris leur essor à partir des années 1970. Classiquement, elles sont essentiellement composées d’une structure mécanique permettant de guider un palpeur mécanique qui, au contact d'une surface, déclenche électroniquement la mesure de sa position dans un système de coordonnées cartésiennes. Les MMT permettent ainsi de restituer une « image numérique » des surfaces d'un objet physique au travers d'un ensemble de nuages de points. Le traitement par logiciel des informations ainsi acquises permet de restituer la mesure de caractéristiques géométriques dimensionnelles et tridimensionnelles qui peuvent être conformes aux différentes normes ISO-GPS (spécification géométrique des produits).
Depuis une dizaine d’années, les MMT connaissent une nouvelle évolution technologique liée à l'utilisation de capteurs de mesure optique sans contact toujours plus performants. Il est désormais plus judicieux de parler de « systèmes de mesure 3D », dans lesquels les MMT à coordonnées apportent leur contribution dans une offre technologique très diversifiée où la MMT peut elle-même être remplacée par un système de mesure optique (MMT optique).
Après avoir présenté les principaux critères de choix d’un système de mesure 3D, nous développerons plus spécialement les technologies liées aux MMT à coordonnées en apportant ainsi les bases métrologiques communes aux différents systèmes.
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3. Système de déplacement et de détermination des coordonnées spatiales du système de palpage
3.1 Description générale
Une MMT est constituée d’une table sur laquelle repose l’objet à mesurer et de parties mobiles dont les déplacements sont mesurés par des règles et des codeurs angulaires qui permettent de déterminer les coordonnées spatiales du système de palpage. Il existe une grande diversité dans l'agencement des parties mobiles. Leur choix répond à des critères liés essentiellement au volume effectif de mesure, à son accessibilité, à l'exactitude recherchée et à la variabilité de l'environnement.
HAUT DE PAGE3.2 Description des principaux types de MMT à coordonnées
3.2.1 MMT à trois guidages en translation orthogonaux
La norme NF EN ISO 10360-1 de mars 2001 propose une classification des MMT composées de trois guidages en translation orthogonaux. Six types principaux sont référencés.
HAUT DE PAGE3.2.1.1 MMT à portique mobile avec une table fixe ou à portique fixe avec une table mobile
Bien adaptées aux pièces de mécanique générale, les MMT à portique mobile et table fixe (figure 1 a ) sont les plus répandues. L’incertitude de mesure d’une distance entre deux points est de l’ordre de 3 + L/300 μm. Lorsqu’elles sont à portique fixe avec table mobile (figure 1 b ), une incertitude de l’ordre de 0,6 + L/600 µm peut être atteinte. Elles sont principalement utilisées comme référence dans les salles de métrologie.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOURDET (P.), CLÉMENT (A.) - Controlling a complex surface with a 3 axis Measuring Machine. - Annals of the CIRP, Vol. 25, Manufacturing Technology, pp. 359 (january 1976).
-
(2) - SCHWENKE H. (PTB), FRANKE M. (PTB), HANNAFORD J. (NPL) - Error mapping of CMMs and machine tools by a single tracking interferomter. - Annals of the CIRP, Manufacturing Technology, Vol. 54/1/2005, p. 475-478 (Janv. 2005).
-
(3) - CAMBOULIVES (M.) - Étalonnage d’un espace de travail 3D par multilatération. - Thèse de 3ème cycle, Ens de Cachan, chap. 2 (Déc. 2015).
-
(4) - GRZESIAK (J.-L.), DAVID (J.-M.), COOREVITS (Th.), VAILLEAU (G.) - Acquisition des erreurs de géométrie des MMT à l’aide de barres à trous et incertitudes associées. - Actes du 9ème Congrès international de métrologie (18-21 oct. 1999).
-
(5) - COOREVITS (T.), DAVID (J.-M.) - Le contrôle tridimensionnel sur MMT. - Renishaw (collection...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
PDF – M.A.V. Chapman, R. Furgusson-Kelly, A. Hommoway, W. Lee, Interferometric angle measurement and the hardware options available from Renishaw, Technical white paper : TE326 Renishaw.
PDF – M.A.V. Chapman, Calibration_of_machine_squareness, Technical white paper : [TE 328] Renishaw.
PDF – T. Coorevits, Métrologie tridimensionnelle : technologie des machines à mesurer, article d’auteur, Afnor bivi, 6 pages.
http://www.bivi.metrologie.afnor.org/layout/set/print/ofm/metrologie/ii/ii-80/ii-80-20/1/(print).
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(pages consultées juin 2016)
Hexagon Metrology, rubrique Produits http://www.hexagonmetrology.fr/Produits_98.htm#.V3D3yVfjjJY
Renishaw, rubrique Métrologie industrielle http://www.renishaw.fr/fr/1030.aspx
Nikon Metrology, rubrique produits ...
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