Les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) sont des outils essentiels dans divers secteurs industriels pour garantir la précision dimensionnelle des pièces produites. L'aéronautique, l'automobile et l'industrie de l'armement sont parmi les plus grands utilisateurs de capteurs de haute précision, car chaque pièce produite est critique et un dysfonctionnement peut avoir des conséquences graves.
Les palpeurs de mesure sont des capteurs qui enregistrent les coordonnées XY et Z des points caractéristiques à la surface d’une pièce manufacturée. Les palpeurs peuvent être tactiles ou sans contact. Il faut savoir que les capteurs sans contact sont moins précis que les capteurs tactiles, puisqu’ils délivrent une valeur relative, en fonction de leur étalonnage.
Le palpeur contact, dont le modèle TP20 de Renishaw, adresse un signal au logiciel de mesure dès qu’il entre en contact physique avec la surface de la pièce. Le logiciel de mesure 3D de la machine sur laquelle il est monté enregistre chacune des positions XYZ de ces points de contact par rapport au zéro machine. Il construit ensuite à l’aide d’un calcul les surfaces pièce, géométriques ou gauches.
Le principe de fonctionnement d’un palpeur de mesure sans contact repose sur le capteur laser et le capteur caméra.
La calibration est essentielle pour garantir la précision des mesures effectuées par les MMT.
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Pour calibrer les capteurs contact, les stylets à bille sont généralement montés sur une tête de mesure Renishaw. Pour les calibrer, l’opérateur mesure une sphère étalon de haute précision dont le diamètre a été contrôlé en laboratoire. Le logiciel machine enregistre la position du centre ville à chaque déclenchement du capteur. L’addition de chacun des points permet de calculer au micron la position du palpeur dans l’espace de mesure de la machine.
Une caméra numérique haute résolution ou un laser ne font qu’observer l’image d’une surface, qui peut, suivant les conditions d’éclairage, varier fortement. Pour être certain que l’on restitue au mieux la réalité d’une surface, il est nécessaire d’avoir une pièce étalon dont on connaît les dimensions et qui dans l’idéal possède les mêmes caractéristiques de surface que la pièce à contrôler. On règle la sensibilité du capteur en mesurant l’étalon et en faisant en sorte qu’il indique la dimension exacte de celui-ci.
Clairement les capteurs sans contact sont moins précis que les capteurs tactiles, puisqu’ils délivrent une valeur relative, en fonction de leur étalonnage.
Pour l’étalonnage, il est essentiel d’utiliser des étalons traçables aux étalons primaires, puisque nous utilisons les mêmes unités. En surveillant la chaîne d'étalonnage, depuis l'étalon primaire jusqu'à l'étalon de travail [voir « traçabilité »], l'incertitude de mesure augmentera, car tout étalonnage ultérieur contient les incertitudes des étalons utilisés et en plus l'incertitude de la méthode d'étalonnage.
Un intervalle d'étalonnage est la période de temps établie pour qu'un instrument de test soit réétalonné.
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Une accréditation par des organismes confirme que les organisations telles que les organismes d'essai, d'inspection et de certification peuvent entreprendre leurs activités avec compétence conformément aux normes internationalement reconnues et aux exigences réglementaires. En fait, les étalonnages accrédités étaient devenus plus intéressants en raison des contrats et des directives entre l'industrie et leurs fournisseurs.
En conclusion, la bille de calibration est un élément crucial pour assurer la précision des mesures effectuées par les MMT. Le choix entre palpeur tactile et sans contact dépend des exigences de précision et des caractéristiques de la pièce à mesurer. Une calibration rigoureuse, avec des étalons traçables, est indispensable pour garantir la fiabilité des résultats et la conformité aux normes internationales.
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