Qu'est-ce qu'une machine à mesurer tridimensionnelle ?
Une machine à mesurer les coordonnées est un appareil industriel spécialisé qui mesure les propriétés géométriques d'un objet. Sa principale application est la fabrication de pièces de machines, où elle permet de vérifier que le produit fini correspond au plan de conception. Elle est donc utile pour l'inspection des produits, les mesures GD&T et l'analyse dimensionnelle.
Les machines à mesurer tridimensionnelles analysent les objets en les plaçant dans un système de coordonnées tridimensionnelles. Un palpeur touche l'objet aux points spécifiques qui doivent être mesurés, déterminant avec précision la distance qui les sépare. Les MMT sont essentielles dans les industries qui exigent des mesures 3D précises, car les outils traditionnels tels que les pieds à coulisse et les comparateurs optiques ne peuvent pas effectuer de telles tâches. Elles sont responsables d'applications critiques dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la médecine et de la défense.
Avantages des machines à mesurer tridimensionnelles
Le principal avantage des MMT par rapport aux machines de mesure traditionnelles est la mesure en 3D. En déterminant avec précision des paramètres tridimensionnels tels que la distance, l'angularité, la circularité et le parallélisme, les MMT sont des outils d'inspection inestimables. Elles se distinguent également des outils de mesure traditionnels par l'utilisation de lignes et de points virtuels. Ces techniques sont essentielles pour mesurer des objets en 3D tels que des pièces de machines. Les MMT peuvent également effectuer des contrôles de surface et des tolérances géométriques.
Quels sont les différents types de MMC ?
Les MMT diffèrent par la taille des pièces qu'elles analysent et par leur fonctionnement. Toutes les MMT se composent de quatre éléments principaux : un pont, des palpeurs, une platine et un contrôleur. Cette section aborde les détails des différents types de MMT.
Pont CMM
La MMT à pont est la variante la plus courante. Elle se compose d'un cadre debout qui glisse sur une surface plane. Le cadre comporte deux poutres verticales sur les côtés de la table et une poutre horizontale qui s'étend de part et d'autre. La sonde de contact est suspendue verticalement au-dessus de la poutre horizontale. La sonde est capable d'effectuer un mouvement vertical qui mesure la coordonnée z. Elle peut également se déplacer sur la poutre. La sonde peut également se déplacer sur la poutre, ce qui représente la coordonnée y. Enfin, le mouvement du cadre lui-même représente la coordonnée x.
La MMT à pont est très précise et idéale pour mesurer des pièces de machines de petite et moyenne taille. Elle peut mesurer des pièces de moteur et de carrosserie dans les ateliers automobiles, des équipements médicaux et des composants de fabrication.
MMT à portique
Le corps de la MMT à portique contient deux cadres rectangulaires situés de part et d'autre de l'espace scénique. Une poutre horizontale s'étend sur ces cadres et glisse d'avant en arrière à l'aide d'un servomoteur. La sonde s'étend vers le bas sur un bras fixé à la poutre horizontale. Le mouvement de la poutre, du bras et du palpeur facilite la mesure des trois dimensions.
Les MMT à portique ont le corps le plus grand de tous les types. Pour les versions les plus grandes, la zone de travail peut se trouver au sol. Les MMT à portique offrent un grand volume dans la zone de travail. Elles inspectent de grandes machines telles que des pièces automobiles, des tomodensitomètres et des hélices d'avion. Elles sont également utilisées dans l'industrie manufacturière et l'industrie des biens de consommation pour analyser de grandes pièces de machines.
CMM en porte-à-faux
La MMT en porte-à-faux possède un cadre rectangulaire sur un côté de la table, contenant un rail de guidage au sommet. La traverse horizontale se déplace sur ce rail de guidage, représentant la coordonnée x. Le bras de support contenant le palpeur se déplace sur la traverse, mesurant la coordonnée y. Le bras de support contenant le palpeur se déplace sur la traverse, mesurant la coordonnée y. Enfin, l'étai de la sonde s'étend verticalement, déterminant la coordonnée z. Elle tire son nom de la traverse qui s'étend au-dessus de l'espace scénique.
Grâce à sa structure ouverte sur trois côtés, la MMT Cantilever est très accessible. Elle convient aux pièces de petite et moyenne taille et offre une excellente précision. Elle est également idéale pour le travail automatisé, car elle est facile à charger et à décharger. En raison de sa nature compacte, son application conventionnelle consiste à inspecter des pièces petites et complexes, des jauges et des pièces maîtresses.
Bras de mesure portable CMM
Les bras de mesure portables (MMT), également appelés bras articulés, sont des MMT mobiles qui peuvent mesurer des pièces minuscules ou de grande taille. Contrairement aux MMT traditionnelles, les MMT à bras portable modélisent le bras humain avec une épaule, un coude, un avant-bras et un poignet. Elles peuvent être déplacées dans l'atelier et amenées jusqu'à la pièce à contrôler.
Grâce à leur portabilité, les MMT à bras portable sont très pratiques. Elles peuvent couvrir un large éventail de cas d'utilisation dans n'importe quel atelier. Elles permettent des mesures faciles et précises et prennent en charge de nombreuses configurations d'axes. La taille des MMT à bras portable varie de moins d'un mètre à plus de quatre mètres. Elles permettent l'inspection des produits dans les secteurs de l'aviation, de l'aérospatiale et de l'armée.
MMT optique
Les MMT optiques utilisent une lentille optique, une caméra et un logiciel informatique pour capturer et traiter l'image d'une pièce. Par conséquent, la mesure est effectuée principalement par un logiciel, et non par du matériel. C'est pourquoi les MMT optiques sont également connues sous le nom d'appareils de mesure sans contact. Une MMT optique peut également comporter des composants supplémentaires tels qu'un capteur CMOS, un objectif télécentrique et un module d'éclairage. Il s'agit de machines très efficaces avec des vitesses de mesure rapides.
Grâce à leur technique de mesure sans contact, les MMT optiques sont idéales pour l'analyse de pièces délicates ou déformables, comme les moules en cire. Elles sont également bien adaptées aux postes de travail automatisés et aux usines ayant des exigences de production élevées. Les MMT optiques peuvent effectuer des analyses de surface telles que la mesure de la planéité, le profil de température et le travail sur les contours. Elles mesurent les caractéristiques de petites pièces déformables dans les secteurs de l'électronique, de la médecine et du plastique.
Accessoires pour machines à mesurer tridimensionnelles
Outre les composants fondamentaux, les MMT disposent de plusieurs accessoires personnalisables qui complètent leurs performances. Ces accessoires permettent d'ajouter des fonctions à la MMT et aident les ateliers à répondre à des exigences particulières.
Pointe du stylet/de la sonde
Le palpeur est un élément commun à toutes les machines à mesurer tridimensionnelles. Le palpeur d'une MMT peut utiliser un contact direct, un laser ou des lentilles optiques pour enregistrer les mesures. La pointe la plus courante consiste en une extrémité sphérique dure en acier ou en rubis. Les palpeurs de MMT reposent sur un mécanisme de déclenchement par contact qui leur permet de détecter les coordonnées au contact de la surface de l'objet. Les systèmes de palpage modernes des MMT utilisent jusqu'à 5 axes. Les palpeurs peuvent être de simples déclencheurs du haut vers le bas ou être motorisés pour prendre en charge différents angles. Les palpeurs tactiles peuvent glisser le long de la surface de l'objet et enregistrer des observations en continu. Ils sont très utiles pour l'inspection des surfaces.
Table en granit
La table en granit utilisée dans la zone de travail de la MMT sert de base pour les mesures. Son but est de fournir une surface plane et régulière pour serrer les pièces à usiner. Les tables en pierre de granit sont durables et robustes, ce qui est nécessaire pour supporter le poids de pièces de machines et de pièces lourdes.
Fixtures (en anglais)
Les montages sont nécessaires dans les MMT pour garantir que la pièce à usiner ne se déplace pas pendant la mesure. Dans les opérations de haute précision, le moindre mouvement peut entraîner d'énormes erreurs d'observation. Les types courants de montages pour MMT sont les pinces, les plaques de fixation et les aimants de maintien.
Compresseurs et sécheurs d'air
L'alimentation en air comprimé est le moteur du fonctionnement de la MMT. Le système d'alimentation en air se compose d'un compresseur, d'un filtre, d'un sécheur, d'un réservoir sous pression et de commandes. Les niveaux d'air comprimé doivent être contrôlés en permanence, car une mauvaise alimentation peut endommager la MMT.
Logiciel
Les MMT modernes s'appuient sur des logiciels pour effectuer les mesures. Les outils logiciels ont considérablement simplifié le processus d'inspection des produits. La plupart des logiciels de MMT ne nécessitent pas la connaissance d'un langage de programmation. Le calcul de la distance et l'analyse géométrique sont effectués via une interface conviviale sur un modèle CAO. La station de contrôle, qui héberge le logiciel de MMT, nécessite un ordinateur moderne doté d'un système d'exploitation actualisé et des composants matériels requis.
Comment utiliser une machine à mesurer tridimensionnelle
Dans cette section, nous passerons en revue certaines actions préparatoires fondamentales qui doivent être entreprises pour que le fonctionnement de la MMC soit couronné de succès.
Étalonnage du stylet (étalonnage de la sonde)
En cas d'utilisation continue, le stylet - ou la pointe de la sonde - d'une MMT peut perdre de sa précision. Une maintenance opportune et un étalonnage régulier garantissent que la MMT fonctionne de manière optimale. L'étalonnage du palpeur consiste à mesurer des distances sur un objet prédéfini, appelé artefact. Les dimensions de l'objet sont connues et la distance enregistrée par la MMT lors de l'étalonnage est comparée aux valeurs réelles. Pour la plupart des MMT, l'artefact est un objet sphérique. Si les distances enregistrées ne sont pas exactes, les différentes parties de la MMT peuvent faire l'objet d'une maintenance et d'ajustements jusqu'à ce que les valeurs étalonnées soient acceptables.
Précautions de manipulation
Avant d'utiliser la MMT, assurez-vous toujours que la zone de travail et les sondes sont exemptes d'objets et de débris étrangers (FOD). De même, vous devez vous assurer que les bras de la MMT se déplacent en douceur sur les rails de guidage. Certains objets ont tendance à se dilater ou à se contracter à des températures différentes ; il est donc conseillé de laisser à la pièce le temps de s'adapter à la température ambiante. Vous devez également vous assurer que la sonde entre en contact avec l'objet à une vitesse constante pour les mesures tactiles.
Maintenance et étalonnage
En cas d'utilisation continue sur de longues périodes, les MMT ont tendance à perdre de leur précision. Votre machine devra faire l'objet d'une maintenance et d'un étalonnage pour fonctionner à 100%. La maintenance d'une MMT implique l'inspection et la réparation de toutes les pièces mobiles et fixes, des articulations, des vis, des moteurs et des contrôleurs. L'étalonnage de la MMT consiste à vérifier la précision globale en mesurant un objet de dimensions connues. En fonction des résultats de l'étalonnage, la MMT peut faire l'objet d'une nouvelle série de travaux de maintenance ou être autorisée à fonctionner.
Formation d'opérateur de machine à mesurer tridimensionnelle (MMT)
Les MMT sont des appareils complexes qui nécessitent des opérateurs qualifiés. Les opérateurs de MMT sont des techniciens en métrologie formés à la programmation, au débogage et à l'administration industrielle. Les opérateurs doivent connaître toutes les parties fonctionnelles de la MMT. Ils doivent être capables d'effectuer efficacement des tâches avec la MMT et connaître tous les protocoles opérationnels. La formation des opérateurs exige également une connaissance du contrôleur et des outils logiciels utilisés pour l'analyse géométrique.
Conclusion
L'investissement dans une machine à mesurer tridimensionnelle comporte de nombreuses étapes, mais nous sommes là pour vous faciliter la tâche. Pour autant que vous connaissiez vos besoins, un peu d'assistance professionnelle peut vous aider à atteindre vos objectifs. Les principaux facteurs qui influencent le choix d'une MMT sont les exigences de production, la taille des pièces, la précision et la répétabilité. Les options d'assistance et de service sont également des facteurs importants dans le choix d'une MMT. L'entretien et l'étalonnage réguliers prolongent non seulement la durée de vie d'une MMT, mais sont également nécessaires à son fonctionnement optimal. Contactez-nous pour une consultation professionnelle sur les MMT. Nous nous ferons un plaisir de vous aider !