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Jean-Paul MATHIEN : Ingénieur à la section Métrologie dimensionnelle du Laboratoire National d’Essais (LNE)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Pour les machines à mesurer, comme pour tout autre moyen de mesure, il a été élaboré progressivement des méthodes et des moyens permettant d’en déterminer les erreurs géométriques et d’en vérifier le performances métrologiques.
L’ensemble de cet article est orienté sur les machines à mesurer par coordonnées (MMT, machines à mesurer tridimensionnelles). Les méthodes et les moyens décrits pourront être également appliqués aux machines de mesure uni- et bidirectionnelles.
Les paragraphes 2 et 3 s’adressent particulièrement aux utilisateurs de MMT. Ils développent l’état de l’art pour vérifier les performances métrologiques de la machine (contrôle de réception et surveillance périodique).
À l’inverse, le paragraphe 4 permet aux constructeurs et aux services de maintenance de faire le point sur l’ensemble des moyens à leur disposition pour déterminer les diverses erreurs géométriques.
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4. Mesure des erreurs géométriques
La détermination d’une ou plusieurs de ces erreurs est nécessaire dans les cas suivants :
-
lors du montage initial de la MMT ;
-
après un déplacement de la MMT ;
-
à l’issue d’une opération de maintenance ;
-
lors de la création ou de la modification de la matrice de correction de ces erreurs.
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Types d’erreurs géométriques : pour une MMT, il existe 21 paramètres élémentaires :
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justesse du positionnement et hystérésis (1 paramètre par axe) 3
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orthogonalité (1 paramètre par plan) 3
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translation : écarts de rectitude (2 paramètres par axe) 6
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rotation : lacet, tangage, roulis (3 paramètres par axe) 9
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Total : 21
Voir norme E 11-150 chapitre 7.
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4.1 Justesse du positionnement et hystérésis
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La méthode la plus répandue est l’interférométrie laser à comptage de franges (cf. norme E 11-016).
Cette méthode, de mise en œuvre rapide et aisée, possède néanmoins des limites qu’il est bon de connaître. D’une part, la longueur d’onde émise, qui est la référence du système, subit les variations d’indice de réfraction de l’air avec la température, la pression atmosphérique, l’hygrométrie… D’autre part, il est nécessaire de bien maîtriser les conditions thermiques de l’axe considéré sur la MMT.
Ces facteurs d’influence induisent, pour une machine implantée dans une salle climatisée, une incertitude de mesure propre à ce système de l’ordre de ± 1 · 10–6 dans le meilleur des cas.
Aussi certains constructeurs utilisent l’interféromètre laser en tant qu’« étalon linéaire », c’est-à-dire qu’il permet de ramener les erreurs de justesse d’un axe à une droite. Le coefficient de cette droite est annulé en mesurant, à l’aide de la machine, une cale étalon, de longueur légèrement plus petite que celle de l’axe considéré, dont l’incertitude de mesure sur la longueur peut être connue à ± 0,3 · 10–6.
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On...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Foundations of mechanical accuracy. - The Moore Special Tool Company. (1970).
-
(2) - KNAPP (W.), TSCHUDI (U.), BUCHER (A) - Metrology Standards News. Comparison of different artefacts for interim coordinate measuring machine checking. - A report from Swiss Standards Committee. Collection Precis, Butterworth-Heinemann (1991).
-
(3) - The machine checking gauge. User’s guide. - Notice technique Renishaw.
-
(4) - SCHATZ (B.) - Étude d’un étalon tridimensionnel pour la vérification des MMT. - Revue Pratique de Contrôle Industriel no 143 (1988).
-
(5) - OIML - – Document international no 10 – Conseils pour la détermination des intervalles de réétalonnage des équipements de mesure utilisés dans les laboratoires d’essai (1984).
-
(6) - SCHATZ (B.) - Contrôle des angles. - R 1300,...
ANNEXES
BACHMANN (J.) - Contribution à la propagation des incertitudes dans les gammes de mesure des machines à mesurer par coordonnées. - Université d'Aix-Marseille 2. Faculté des Sciences (2003).
BLUTEAU (H.) - Contribution à l'amélioration de la qualité des mesures sur machines à mesurer tridimentionnelles, surveillance, diagnostic et correction des défaillances - (1999).
HAUT DE PAGE2.1 AFNOR Association Française de Normalisation
NF E 10-101 (2.88), Méthodes de mesurage dimensionnel. Deuxième partie. Écarts de rectitude
NF EN ISO 14253-1 (3.99), Spécification géométrique des produits (GPS). Vérification par la mesure des pièces et équipements de mesure. Partie 1 : règles de décision pour prouver la conformité ou la non-conformité à la spécification
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