Machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et machines de mesure 3D

Le contrôle avant la 3D

Avant l’invention des Machines à Mesurer 3D, le contrôle qualité utilisait uniquement des moyens de mesure manuels 1D ou 2D, du type pieds à coulisse, micromètre, colonne de mesure ou projecteur de profils. Ces instruments étaient simples, mais peu précis, de l’ordre du centième.             

Ces méthodes d’inspection portatives traditionnelles avaient leurs limites. Les résultats de mesure dépendent fortement de la compétence du personnel chargé d’inspecter les pièces. 

Surtout, certaines caractéristiques dimensionnelles 3D ne pouvaient être mesurées avec précision.

A l’origine de la machine 3D

Depuis la fin du XXème siècle les procédés de fabrication des pièces manufacturées n’ont cessé de progresser. Les machines-outils autrefois pilotées par un opérateur posté à demeure, sont devenues des centres d’usinage multi-axe, programmés et pilotés par ordinateur. 

Cette fabrication par commande numérique sophistiquée a permis la réalisation de pièces complexes aux surfaces gauches. 

Pour répondre à cette évolution majeure de l’industrie, le contrôle a dû se moderniser. Les industriels de la métrologie ont conçu les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT).

Aujourd’hui le bureau d’étude peut concevoir ses pièces au format numérique 3D et concevoir en amont la gamme de mesure qui sera ensuite exécutée par la MMT située au milieu de l’atelier de production. 

Les premières 3D

Les premières MMT étaient fabriquées presque de manière artisanale par des sociétés dont les opérateurs hautement qualifiés réussissent à construire des structures géométriquement parfaites, mais extrêmement coûteuses. Ces premières machines, comme les modèles SIP Suisse, étaient utilisées par des laboratoires nationaux ou de très grandes entreprises multinationales.  

C’est l’avènement de l’informatique qui a permis de construire des structures plus légères et moins précises, dont les défauts géométriques peuvent être corrigés par des logiciels de plus en plus puissants. 

Les machines modernes sont de fait moins bien construites que leurs ancêtres mais souvent beaucoup plus précises. Elles utilisent les algorithmes de correction conçus par les ingénieurs informatique. L’accélération exponentielle des vitesses de calcul de l’informatique a fortement aidé à cette évolution. 

Comment fonctionne une machine à mesurer tridimensionnelle ?

Pour mesurer les dimensions d’un objet il faut connaître la position relative dans l’espace entre chacun des éléments physiques qui le composent. Pour cela, les machines à mesurer 3D sont équipées d’un capteur de mesure, souvent un stylet à bille, qu’elles déplacent dans leur espace de mesure en X, Y et Z avec une précision de positionnement au dixième de micron.                                                

Chaque fois que la bille touche la pièce, elle enregistre sa position 3D. Il suffit alors d’avoir un nombre suffisant de points pour déterminer par calcul, la géométrie et les dimensions de l’objet.

Les MMT peuvent être fabriquées à partir d’une grande variété de matériaux, mais une combinaison de granit et d’aluminium a été largement adoptée par l’industrie en raison de son rapport rigidité / poids. 

Les changements de température ambiante et donc la dilatation ou la contraction des matériaux de la machine sont surveillés et compensés dans le logiciel utilisateur.

Quel palpeur Renishaw utiliser avec son MMT ?

Aberlink utilise différents types de palpeurs Renishaw sur sa gamme de MMT.

Le palpeur requis est fonction de la géométrie mesurée et du nombre de pièces contrôlées.

Sur une MMT manuelle, une sonde fixe telle qu’une TP8 ou une tête à indexation manuelle comme la MH20i sont la solution parfaite. 

Pour une MMT CN, une tête à indexation automatique (RTP20 ou PH10) représente une solution plus efficace en raison de la possibilité de programmer la position d’indexation nécessaire. La MMT CN se souviendra de cette inspection lors de la réexécution. 

Afin de disposer de plusieurs modules stylet, utilisables dans un même programme de contrôle par changement automatique, ABERLINK propose en option les RACKS MCR20, SCR200, FCR25 ou MRS. Ils disposent de 6 emplacements de stockage pour modules TP20, TP200 ou SM25.

La plupart des pièces peuvent être mesurées à l’aide d’un palpeur à déclenchement tactile (TP8, TP20 ou TP200), mais certaines pièces nécessitent un palpeur de scanning SP25 de haute précision en raison du nombre de points nécessaires pour déterminer la forme d’une caractéristique.

CMM Portique ou Robot Delta ? 

ABERLINK fabrique deux types de machines à mesurer, les classiques machines à portique sur coussins d’air et une nouveauté mondiale, la seule vraie Machine à Mesurer Tridimensionnelle fonctionnant suivant le principe du robot Delta, sans patins à air.

Les Machines 3D ABERLINK à portique sur coussins d’air, du type AXIOM TOO, HORIZON ou AZIMUTH, sont destinées au contrôle en salle de métrologie. Leur environnement doit être stable en température et idéalement à 20°C.

Ce type de MMT oblige à placer les pièces à mesurer dans le local de contrôle auprès de la machine, pour qu’elles atteignent elles aussi les 20°C requis.

La machine 3D ABERLINK EXTOL à robot delta, est-elle conçue pour fonctionner en environnement hostile. Contrairement aux machines tridimensionnelles à portique sur coussins d’air, elle peut fonctionner directement en atelier sans air.

Quelle que soit la température extérieure, sa précision ne varie pas.                                                     

Sa légèreté lui permet des accélérations et des vitesses extrêmement élevées, impossibles à atteindre par les machines de mesure à portique.

Tridimensionnelle compacte, elle est transportable et ne nécessite qu’une prise de courant pour fonctionner.

Pourquoi choisir une machine tridimensionnelle ABERLINK ?

Les CMM ABERLINK sont à la pointe de la modernité en matière de mesure tridimensionnelle. Fabriquées en Angleterre, elles sont équipées de composants mécaniques et électroniques haut de gamme, qui lui assurent une grande précision de mesure.

L’ensemble de la gamme ABERLINK est équipée du Logiciel de Mesure ABERLINK 3D Mk4

La force de ce logiciel est sa simplicité d’utilisation. Entièrement Graphique, il s’adresse à la fois au service métrologie et au contrôle Atelier. Il peut être copié sur un poste déporté pour un travail hors ligne, sans coût additionnel. Ses mises à jour sont gratuites et sans limite dans le temps.

Le logiciel MK4 3D est sans doute actuellement le plus convivial du marché.

Les machines AXIOM TOO CN accueillent l’ensemble des Têtes de mesure RENISHAW. 

Manuelles ou Automatiques, elles répondent à tous les types de besoin utilisateur.

La gamme ABERLINK répond en tous points aux nouvelles exigences en matière de traçabilité du processus de mesure au sein des usines.