PROJET PROFESSIONNEL Les MMT [PDF]

Zitiervorschau

2015

Projet Professionnelle Machine de Mesure Tridimensionnelle MMT

Encadrement : Mr Mohammed SETTAF Réalisation : Nour-Eddine EL-BELKAOUI 19/12/2015

REMERCIEMENT I.

INTRODUCTION 1) Exposition du plan de projet 2) Objectifs de la recherche 2-1 objectifs personnels 2-2 objectifs professionnels 3) Les motivations II. LA FONCTION METROLOGIE DANS L'ENTREPRISE: 2-1 La place de la fonction métrologie dans d'entreprise 2-2 Le rôle de la fonction métrologie dans d'entreprise

III. 2-1 2-2 2-3 2-4 3-1 3-2

IV. 4-1 4-2 4-3

4-4

V.

IDENTIFICATION ET DEFINITION DES CONCEPTS 1) Généralités 2) Constitution d'une MMT La structure de déplacement Le système de palpage Le système électronique Le système informatique et le pupitre de commande 3) Les types de machines Morphologie Différents types de commandes MODE DE FONCTIONNEMENT DE LA MMT Limites de la mesure unidirectionnelle Principe de la mesure en coordonnées Méthode de mesure 4-3-1 Aspect pratique 4-3-2 Aspect théorique 4-3-3 Détermination de l’élément associe à partir d’un nuage point 4-3-4 Systèmes de coordonnées – Dégauchissages 4-3-5 Création d'un Repère Pièce 4-3-6 Exemples de systèmes de coordonnées Pièce Etalonnage d’un palpeur simple 4-4-1 Les types des palpeurs A - Palpage par contact B - Palpeur par contact dynamique C - Palpeur par contact statique ETUDE DE CAS (mesure d'une bague de réglage) 1) Généralité 2) Principe, méthode, procédure et condition 3) Illustration graphique de configuration de mesure 4) Les sources d’erreurs 5) Résultats de mesure et calcule d’incertitude 6) Résultat final

Je tiens à remercier avec sincérité et gratitude, tous les agents et les responsables d’E.S.Q.M pour leur bonne hospitalité et compréhension.

Je saisie cette occasion pour remercier vivement : Mr Mohammed SETTAF : le directeur de l’école ; Pour ses conseils, son soutien, et sa générosité de répondre à mes questions, ainsi de m’apprendre cette science, la métrologie, et contribuer à l’amélioration de mes informations en rapport avec. Un spécial merci à l’entreprise SOMASIC ou j’avais la possibilité d’appliquer mes leçons sans oublier l’immense expérience que j’ai acquis dedans. J’adresse aussi mes remerciements à tous mes collègues de la classe métrologie et à toute personne qui a contribué de près ou de loin à la réussite de ma formation.

I. . Introduction 1) Exposition du plan de projet

La mesure dimensionnelle et géométrique occupe la grande majorité des services de contrôle métrologique des entreprises, Ces techniques ont subi ces trente dernières années une évolution fulgurante grâce à l’apparition de la machine à mesure tridimensionnelle. Dans un premier temps, je vais exposer la thématique choisie ainsi que les motivations qui m’ont poussée à rédiger mon projet sur les machines à mesure tridimensionnelles. Une fois le sujet explicité, je définirai les concepts qui seront abordés dans ce projet. Une analyse théorique sera effectuée sur : - Généralités sur les Machines à Mesure Tridimensionnelle. - Systèmes de mesure des MMT. - En fin, j’étudierai un cas approfondie de calcul d'incertitude suite aux données obtenues pour l’acceptation d’une MMT à la réception.

2) Objectifs de la recherche. 2-1 Objectifs personnels : Parmi mes objectifs majeur dans le choix de ce thème, c’est d’amélioré mes connaissances au niveau théorique dans le domaine de la mesure tridimensionnelle en tant que métrologue spécialisé, en plus de ma patience, ma passion pour ce métier, m’ont permis aussi de rechercher d’avantage et d’échanger les informations avec mes collègues dans le but d’aboutir un projet riche en terme de données. Sans oublier que les cours de formations dans ce domaine suivis au sein de l’ESQM, et l’encadrement des professeurs, ma beaucoup permis d’apprendre plus sur la métrologie, ce dernier, qui n’a pas eu encore la considération qu’il mérite au Maroc, par rapport aux autres pays européens 2-2 Objectifs professionnels : Mes objectifs de côté professionnelle sont d’étudier un cas approfondie de calcul d'incertitudes suite aux données obtenues on déterminant l’incertitude de mesure d'une Machine de mesure tridimensionnelle qui

permettent

d'accéder

à

la

géométrie

des

pièces

complexes

avec

une

grande

précision et une grande rapidité. 3) Les motivations : En tant que métrologue spécialisé, je suis amené à travailler autour des équipements de mesure d’une manière périodique, et je trouve important de connaître les méthodes de fonctionnement et de mesure des équipements de contrôle tridimensionnelle , et de savoir utiliser les outils adéquats afin de pouvoir assurer leur bon fonctionnement et la conformité des produits contrôlés. Ainsi, la demande élevée sur le contrôle 3d des pièces mécaniques complexes pour raison de plus d’exigences normatives. Pour toutes les raisons évoquées ci-dessus, je me lance avec un regard curieux et un esprit enthousiaste dans la réalisation de mon travail de projet de fin d’étude sur le thème les machines de mesure tridimensionnelle et contrôle 3D.

II.

LA FONCTION METROLOGIQUE DANS L'ENTREPRISE

La métrologie embrasse tous les aspects aussi bien théoriques que pratiques se rapportant aux mesurages, quelle que soit l'incertitude de ceux-ci, dans quelque domaine de la science et de la technologie que ce soit. 1) La Place De La Fonction Métrologie Dans L'entreprise : L'entreprise ne peut acquérir et donner l'assurance des moyens de contrôle, de mesure et d'essai que si elle maîtrise la connaissance des performances exactes de ses moyens ainsi que leurs limites d'emploi et leurs comportements dans le temps.

2) Le Rôle De La Fonction Métrologie Dans L'entreprise : Le service métrologie est parti intégrante au service contrôle qualité. Le rôle de la fonction métrologie est : - D'assurer la gestion de tous les moyens de contrôle de mesure et d'essai en service dans l'entreprise. - Consiste à maîtriser l'aptitude à l'emploi de tous les moyens de contrôle de mesure et d'essai utilisés dans l'entreprise et à en donner l'assurance, en réalisant des opérations d'étalonnage et de vérification par rapport à des données préétablies. - La métrologie détient les étalons de référence. - La métrologie assure la surveillance qualitative à l'aide des étalons de référence qu'elle détient ou par recours à des organismes agréés ou habilité, chaîne d'étalonnage. - Son rôle consiste aussi à informer et sensibiliser les utilisateurs. - D'assurer la mise à jour des documents.

III.

IDENTIFICATION ET DEFINITION DES CONCEPTS

1) Généralités : Les moyens de mesure classiques sont aujourd'hui complétés par les techniques de mesure tridimensionnelles qui permettent d'accéder à la géométrie des pièces complexes avec une grande précision et une grande rapidité.

2) Une -

Constitution d’une MMT :

MMT est constituée de quatre sous-ensembles distincts : La structure de déplacement Le système de palpage Le système électronique Le système informatique et le pupitre de commande

2-1 La structure de déplacement: Elle comprend 3 guidages en translation orthogonaux deux à deux notés X, Y et Z. Ces guidages, sans jeu ni frottements, permettent d'atteindre tous les points d'un volume parallépipédique

2-2 Le système de palpage. Son rôle est de détecter le contact entre le stylet et la pièce et, à cet instant, d'envoyer une impulsion au système électronique pour qu'il lise les coordonnées du point de contact sur les systèmes de mesure

2-3 Le système électronique Il a plusieurs fonctions essentielles - Recevoir les impulsions de contact en provenance de la tête de palpage - Envoyer les ordres de lecture sur les 3 systèmes de mesure au moment du contact - Recevoir du système informatique les ordres de mouvement pour la commande des moteurs d'axes (Machines à CN) - Gérer les sécurités telles que pression d'air mini sur les patins aérostatiques, fins de courses des mouvements

2-4 Le système informatique et le pupitre de commande -

Acquisition et mise en mémoire des gammes de contrôle des pièces Exécution des gammes de contrôle Traitement des informations et édition des résultats Logiciel conversationnel permettant l'utilisation de la machine 3) Les types de machines 3-1 Morphologie Il en existe de différents types qui sont fonction de la morphologie des pièces à mesurer, des précisions à atteindre, de la facilité d'utilisation etc.

3-2 Différents types de commandes a. Machines Manuelles

C'est l'opérateur qui déplace le palpeur - Pas de sauvegarde du programme - La présence de l'opérateur est nécessaire pour chaque palpage - Incertitudes de mesurage importantes - Machines de petites dimensions b.

Machines Motorisées

L'opérateur commande les déplacements par l'intermédiaire de manettes de pilotage, mais la vitesse de déplacement est asservie en mode palpage. - Plus faible influence de l'opérateur - Pas de limites en dimensions c. Machines à Commande Numérique

Les axes de déplacement sont asservis en vitesse et position. La pièce est modélisée par des éléments géométriques calculés à partir des points palpés. - L'écriture d'une gamme C.N. nécessite la définition d'un repère associé à la pièce - L'exécution d'une gamme ne nécessite plus la présence d'un opérateur - La précision de palpage ne dépend plus de l'opérateur - Le choix de la position des points palpés sur la surface n'est fait qu'une seule fois lors de l'apprentissage ou à l’aide d’un logiciel de FAO.

IV.

Mode de fonctionnement de la MMT.

4-1 Limites de la mesure unidirectionnelle

Pied à coulisse Colonnes de mesure Micromètre Comparateurs Projecteurs de profil Microscopes de mesure Mesureurs de circularité

donnes des dimensions dans une seul direction

donnent des dimensions dans deux directions

Seules les pièces minces planes peuvent être mesurées avec ces moyens, mais la plupart des pièces mécaniques sont des solides à 3 dimensions.

4-2

Principe de la mesure en coordonnées

Les MMT permettent de vérifier la conformité des pièces de forme complexe en 3D. Les MMT sont constituées principalement de trois axes de mesure et d’un système de palpage doté d’une touche de contact fixée à l’extrémité du dernier axe. En fonction des déplacements des axes de mesures qui sont liés à des règles de mesure de haute précision, il est possible d’estimer les coordonnées x, y et z du point de contact entre la touche du palpeur et la surface à mesurer. La pièce à mesurer est montée sur un marbre. Le système de palpage établit une relation entre le contact physique de la touche du palpeur sur la surface à mesurer et la lecture des trois déplacements (Figure 1-1a). Les coordonnées calculées sont par la suite traitées par logiciel dans le but d’effectuer des mesures tridimensionnelles et de vérifier les caractéristiques des tolérances dimensionnelles et géométriques des pièces mécaniques.

Pour mesurer la forme de la surface d’une pièce positionnée sur le marbre de la MMT, la touche du stylet, qui est une sphère de centre ωi située à l’extrémité du stylet, touche différents points Mi sur la surface à mesurer (Figure 1-1b). Le système de contrôle de la machine saisit les coordonnées du centre ωi. En fonction de la normale ni (qui doit être estimé) à la surface au point Mi et le rayon apparent rj (calculé pour chaque orientation de palpeur et chaque stylet). Les MMT sont regroupées en plusieurs structures selon leurs utilisations et leur taille, allant du contrôle des pièces mécaniques de petite taille au contrôle des carrosseries des véhicules. Chaque structure répond à un besoin différent en terme de volume de contrôle et de précision, mais le principe reste le même : trois guidages orthogonaux deux à deux repérés par les 3 dernières lettres de

l’alphabet X, Y et Z ; X et Y représentant les axes horizontaux et l’axe vertical est communément appelé Z. La Figure 1-2 présente les différentes structures des MMT: La lettre – a – indique le schéma cinématique de la machine Et la lettre - b – indique un exemple de la structure de la machine.

Figure 1-2 : Différentes structures de MMT

Une MMT matérialise un repère orthonormé à 3 dimensions (O, x, y, z) Pour chaque point palpé, on recueille les coordonnées du centre du palpeur :

La pièce à mesurer est ensuite modélisée à l'aide des éléments géométriques définis par le préparateur (points, droites, plans, cercles, cylindres, cônes et sphères). A partir du nuage de points palpés, un traitement suivant la règle des moindres carrés permet de définir quantitativement les éléments géométriques.

4-3

Méthode de mesure

Le contrat à remplir par les ateliers de fabrication est l'obtention d'un produit conforme au dessin de définition. C'est donc à partir de celui-ci que l'on définira les cotes fonctionnelles devant être mesurées. A partir de là, des travaux, d'une part d'aspect pratique, d'autre part d'aspect théorique peuvent être conduit parallèlement. 4-3-1 Aspect pratique a) Position de la pièce dans le repère machine : Il sera nécessaire de définir une seule position possible pour la pièce, à quelques dixièmes de mm près, si l'on veut la mesurer en automatique en exécutant une gamme de mesure. Cette position sera définie dans le repère machine. b) Définition du système de palpage : Il est nécessaire de définir tous les systèmes de palpage (Angles A et B de la tête motorisée, longueur des stylets et des rallonges ) qui sont nécessaires à la mesure d'une pièce et de les étalonner sur la sphère étalon 4-3-2

Aspect théorique

Le préparateur devra définir à partir du plan les éléments géométriques qui seront définis lors du palpage. D'autre part, la définition des repères de dégauchissage est nécessaire pour une expression correcte des résultats de mesure. Ensuite, seulement on pourra créer la gamme de palpage de la pièce, puis la gamme de vérification des cotes fonctionnelles qui conduira à l'édition du procès verbal de contrôle. La méthode de mesure d'une pièce peut être schématisée par le synoptique ci-dessous.

4-3-3

Détermination de l’élément associe à partir d’un nuage point

Il est facile de déterminer des éléments simples à partir d’un nombre minimal de points : Point : 1 point Droite : 2 points Cercle : 3 points Plan : 3 points

Sphère : 4 points Cylindre : 5 points Cône : 6 points Tore : 7 points

En pratique on prendra beaucoup plus de points sur les surfaces réelles afin d’en apprécier correctement leur défaut de forme. Exemple : Rectitude pour une droite , Planéité pour un plan Dans ce cas on utilise une méthode statistique pour positionner l’élément associé par rapport au nuage de points palpés.

4-3-4

Systèmes de coordonnées – Dégauchissages

a- Généralités sur le dégauchissage On appelle dégauchissage, l’association à la pièce mesurée d’un ou de plusieurs repères pièce selon les nécessites. Le dégauchissage est indispensable pour effectuer des mesures car la qualité d’une pièce ne peut être jugée qu’après la saisie exacte et la mise en mémoire de sa position. Un dégauchissage doit être réalisé au début de chaque mesure. Le système de coordonnées pièce est alors défini et doit être mis en mémoire On utilise 3 différents systèmes de coordonnées pour la technique de mesure tridimensionnelle. b- Système de Coordonnées Machine Chaque axe de la MMT a une direction et désignation Définie. Le point origine est déterminé lors de la prise D’origine des axes à la mise en route de la machine c- Système de Coordonnées Sphère Etalon Après l’étalonnage l’ordinateur calcule un point origine Qui se trouve au centre de la sphère étalon. La direction Des axes est identique aux machines. Les données des Éléments seront mis en mémoire dans ce système De coordonnées

d- Système de Coordonnées Pièce Selon la position et la forme de la pièce, Un ou plusieurs systèmes de coordonnées Pièce seront définis. Ces systèmes peuvent Être sauvegardés et rappelés à tout moment.

4-3-5

Création d'un Repère Pièce

Ce repère sera réalisé en trois phases : a - détermination de la direction primaire : Le premier axe du repère est la direction d’un élément géométrique optimisé ou construit. Il peut être défini par : Un plan palpé ou construit (vecteur normal au plan) Une droite palpée ou construit (vecteur directeur de la droite) L’axe d’un cylindre ou d’un cône (vecteur directeur de l’axe) La direction de ce premier vecteur directeur du repère pièce peut être notée :

Ou U est le vecteur directeur de l’élément géométrique considéré. Plan en tant que Direction Primaire Le système proposera comme plan celui qui s’approche-le plus de la normale d’un des plans machine (Xm,Ym ou Zm ) mais un plan quelconque peut être défini. Ceci n’est pas conseillé car l’opérateur n’a plus la référence visuelle des axes machine. Il est égale possible de mettre a zéro l’axe perpendiculaire, c’est-a-dire de définir le point origine comme étant dans ce plan.

b - Détermination de la Direction Secondaire La direction secondaire fixe la rotation de la pièce dans le plan (si la direction primaire est un plan) ou autour de l’axe (si la direction primaire est une droite). Les droites situées dans la direction primaire peuvent être utilisées. Lorsque des droites spatiales sont sélectionnées, leur projection sur la direction primaire sera utilisée pour déterminer la direction secondaire. Le deuxième axe du repère est la direction d’un élément géométrique optimisé ou construit. Il peut être définit par : Une droite palpée ou construit (vecteur directeur de la droite) L’axe d’un cylindre ou d’un cône (vecteur directeur de l’axe) Le système proposera comme axe secondaire celui qui s’approche le plus d’un des axes machine (Xm, Ym ou Zm) mais un axe quelconque peut être définit en activant une trois touche X, Y, Z. Il est également possible de mettre à Zéro l’axe perpendiculaire, c’est-a-dire de définir le point origine comme étant sur cet axe.

C - Détermination du point Origine Après la détermination des 3 axes de coordonnées, le point origine du système de coordonnées pièce doit être défini. Celui-ci doit être choisi parmi les possibilités suivantes : -Point palpé -Point milieu -Point sommet de cône -Point Centre de cercle

-Point d’intersection 2D -Point d’intersection 3D -Point Centre de sphère

Un point origine peut par exemple être définit par 3 point palpés ayant différentes de palpage.

Le palpage de 3 surfaces est une autre méthode. La première surface (PL1) devient la direction primaire et la droite d’intersection (DR3) entre la surface 1 et 2 la direction secondaire. Le point d’intersection entre la surface 4 (PL4) et la droite DR3 devient le point origine.

Une troisième possibilité sera le choix d’un point bidimensionnel. Dans ce cas le point origine sera par exemple le centre d’un cercle projeté dans la direction primaire (Plan de normale Zp)

4-3-6

Exemples de systèmes de coordonnées Pièce

Soit un demi-carter de moteur de scooter PL1 (le plan de la feuille) représente le plan de joint des 2 demi-carters. PL2= plan de joint entre carter et cylindre CE3, CE4, CE5 servent à la mise en position des arbres de la boite de vitesses. CE6 sert à la mise en position du vilebrequin CE7 sert à centrer le cylindre dans le carter. Pour que les dimensions d’une pièce soient correctement calculées par le logiciel, celles-ci doivent être exprimées dans un ou plusieurs repères associés à la pièce. Les règles à suivre sont les suivantes : La direction d’un des axes du repère doit être identique à la direction des cotes voulant être mesurées. Tenir compte également des éléments de référence indiques dans les spécifications géométriques.

Exemple de cotation

Signification d’après la norme La spécification de localisation définit un système de références spécifiées H= Référence spécifiée primaire = plan médian des 2 chants espacés de 54 mm G= Référence spécifiée secondaire = Plan perpendiculaire à

H

H

G

A

qui passe par la droite

Intersection de H et du plan médian des 2 chants espacés de 60 mm H et à G qui est tangent coté A= Référence spécifiée tertiaire = plan perpendiculaire a libre de matière à l’élément de référence A H G A La référentielle pièce définie par ce système de références spécifiées Sera : -Direction Primaire : normale à H, plan médian des 2 chants latéraux distants de 54 mm -Direction secondaire : normale au plan G qui est perpendiculaire à H et passe par l’intersection de H et du plan médian des 2 chants latéraux distants de 60 mm -Origine : point intersection des 3 plans H G A

Mesurage sur MMT

La gamme de mesure sera la suivante : PL1 palpé sur H1 PL2 palpé sur H2 PL3 = MILIEU (PL1, PL2)= Direction principale X, point Origine en X PL4 palpé sur G1 PL5 palpé sur G2 PL6 = MILIEU (PL4, PL5) DR7= PL3∩PL6= Direction secondaire Z PL8 palpé sur A PT9=PL8∩DR7=point origine en YZ Ce système de coordonnées pièce (SCP) matérialise le trièdre de référence H G A et sert à mesurer les localisations spécifiées dans ce trièdre.

4-4

Etalonnage d’un palpeur simple

4-4-1 Les types des palpeurs A - Palpage par contact L’idée du Palpage universel par contact est simple: il s’agit de détecter la mise en contact d’une bille sur la pièce pour repérer un point sur la surface. Le choix de la valeur de l’effort de contact résulte d’un compromis entre un effort suffisamment important pour garantir la réalité du contact et un effort suffisamment faible pour éviter des déformations excessives. Les valeurs pratiques se situent entre 0,1N et quelques 0,1N. Le diamètre des billes couramment utilisées est situé entre 1 et 8 mm. B - Palpeur par contact dynamique La mesure à la volée consiste à faire fonctionner le palpeur comme un interrupteur basculant au moment précis où la touche de stylet vient au contact de la pièce. Pendant cette phase de travail, la machine doit présenter une vitesse de déplacement constante qui peut être de l’ordre de 0.5 à 1 mètre par minute. Une vitesse constante correspond à une accélération nulle et donc normalement à des effets nuls des inerties des mobiles. La MMT (machine à mesurer tridimensionnelle) se trouve donc, théoriquement, dans le même état de déformation qu’à l’arrêt. En pratique, les problèmes sont plus complexes (vibrations, Effets des entraînements). Du point de vue technologique, le palpeur le plus simple est dit « à déclenchement ». Il est conçu à partir d’une liaison dite « de Boys », qui est une réalisation axisymétrique d’un positionnement isostatique basée sur six appuis ponctuels regroupés par deux. Les groupes de deux appuis sont disposés sur un cercle et à 120 degrés les uns des autres. Le solide mis en position est constitué d’une étoile à trois branches à 120 degrés posée sur les six appuis. Le stylet est fixé à l’étoile à 120 degrés. L’ensemble constitue un solide posé sur les six points de contact. Au moment du contact entre la pièce et la touche, on passe brutalement d’une situation isostatique à une situation hyperstatique à sept points de contact. L’étoile à trois branches tend à se déplacer et l’un au moins des six points de contact de la liaison de Boys tend à décoller. Pour détecter ce décollement, une solution simple consiste à placer en série électrique les six points de contact. Au moment du contact, la résistance du circuit augmente brutalement. Une électronique à seuil déclenche pour une valeur de résistance choisie à l’avance. Le système décrit ci-dessus n’est pas viable sans un ressort exerçant sur l’étoile à trois branches un effort constant pour garantir un bon comportement des contacts électriques. Il faut également maîtriser l’effort au contact entre la touche et la pièce, et que les accélérations nécessaires pour déplacer la machine entre deux points de mesure ne provoquent pas de déclenchements intempestifs. Ce ressort est tarable en fonction de la géométrie du stylet mis en place. Le réglage est réalisé en accostant un capteur d’effort (souvent réduit à un peson voire à un

pèse-lettre) pour mesurer l’effort de contact dans une direction perpendiculaire à la direction du stylet (cf. Figure 11).

C - Palpeur par contact statique Dans le cas du palpage statique (cf. Figure 12), la bille est posée sur la pièce et la machine à mesurer s’arrête.

En l’absence de frottement (en première approximation), l’effort au contact bille-pièce est normal à la matière. Il s’agit de contrôler cet effort (ordre de grandeur pratique entre 0.1N et 0.4N environ) tout en mesurant la position de la tête avec une incertitude de l’ordre de 0,1 µm. Un parallélogramme flexible réalise, pour de faibles déflexions, un guidage linéaire sans jeu et sans frottement. Un système de lecture de déplacement (transformateur différentiel ou petite règle) mesure le déplacement du guidage. Un système de génération actif (électroaimant) ou passif (ressort) d’effort génère la composante de l’effort de contact parallèle à la direction du guidage. Cet ensemble constitue un palpeur unidirectionnel. Il « suffit » de superposer trois palpeurs unidimensionnels pour constituer une véritable petite machine à mesurer. La course de travail de ces palpeurs est de l’ordre de 100 à 300 micromètres. La course de sécurité est de l’ordre de ± 3 millimètres à ± 5 millimètres en fonction des constructeurs

Le palpeur dont nous disposons est un palpeur dynamique à déclenchement. Il est construit sur le principe de la liaison isostatique de Boys. Si la mesure complète d'une pièce nécessite l'utilisation de plusieurs stylets pour accéder à toutes les surfaces, il faut être capable de corriger le rayon de la bille de chaque palpeur. Pour être capable d'exprimer des relations géométriques entre les surfaces mesurées avec différents palpeurs, ces surfaces doivent être exprimées dans le même repère, celui de la sphère étalon.

V.

ETUDE DE CAS (mesure bague de réglage avec une Machine

de Mesure Tridimensionnelle) 1)

Généralité

L’objectif de cette étude est de vérifier une bague de réglage de diamètre 100 mm avec une Machine de Mesure Tridimensionnelle , les résultats de vérification obtenue doit être comparais a la spécification pour déterminer la conformité de la bague. 2)

Principe, méthode et condition

La bague de réglage est mesurée sur une machine de mesure horizontale, un contact mécanique de stylet de deux points (diamètre de deux points en un sens direction dans le plan de symétrie) intérieurs de la bague détermine le diamètre. Les conditions de mesure : - machine de mesure horizontale est conforme aux spécifications du fabricant - l’affichage numérique de la machine 0.1 µm. - Température dans le laboratoire est de 20 °C ±1 °C. - La variation de température de l'appareil de mesure au cours du temps est enregistrée à 0,25 °C -La différence de température entre la bague de réglage et anneau de référence est inférieure à 1 °C - L'appareil de mesure et les anneaux sont réalisés en acier. - L'opérateur est formé et familier avec l'utilisation de la machine à mesurer. 3)

Illustration graphique de configuration de mesure

a : est le plan de symétrie

4)

Les sources d’erreurs

Plusieurs sources d’erreurs affectent la qualité de mesure sur une MMT. Parmi les Principales sources d’erreurs : 1- les sources importantes : - variations entre les observations répétées du mesurande dans des conditions apparemment Identiques. - valeurs inexactes des étalons et matériaux de référence. - connaissance insuffisante des effets des conditions d’environnement sur le mesurage ou mesurage imparfait des conditions d’environnement. - résolution finie de l’instrument ou seuil de mobilité. 2 les sources secondaires - définition incomplète du mesurande. - réalisation imparfaite de la définition du mesurande. - valeurs inexactes des constants et autres paramètres obtenus de sources extérieures et utilisés dans un algorithme de traitement des données; - approximations et hypothèses introduites dans la méthode et dans la procédure de mesure;

5)

Résultats de mesure et calcule d’incertitude

La vérification d’un instrument de mesure, d’une façon générale, est l’opération qui consiste à établir une relation entre la grandeur d’entrée qui est la mesurande et la valeur de sortie indiquée par l’instrument de mesure. Tout résultat de mesure doit être donné avec une incertitude bien estimée. La norme iso 17025 précise dans son chapitre 5.4.6.2. Les laboratoires d'essais doivent, aussi posséder et appliquer des procédures pour estimer l'incertitude de mesure. Dans certains cas, la nature de la méthode d'essai exclut un calcul rigoureux, métrologiquement et statiquement valable, de l'incertitude de mesure. Dans de tels cas, le laboratoire doit au moins tenter d'identifier toutes les composantes de l'incertitude et faire une estimation raisonnable, tout en assurant que la manière d'en rendre compte ne donne pas une impression erronée de l'incertitude. Une estimation raisonnable doit se baser sur une connaissance de la performance de la méthode et sur domaine de la mesure et faire appel, par exemple, à l'expérience acquise et aux données de validation antérieures.

Présentation et commentaires pour les composantes de l'incertitude dans la mesure de diamètre 1) Evaluation de type A Répétabilité uRe

Une étude de la Répétabilité a été réalisée sur la différence de diamètres de la bague. Pour bien quantifier la source aléatoire de la répétabilité, en effectués 10 mesures de différent diamètre dans Les conditions de répétabilité dans un court temps … Les résultats : 100.00012

100.00013 100.00010 100.00011

100.00012

100.00012

100.00011 100.00013 100.00012

100.00013

L'écart-type est jugée SRR

= 0,001 µm

2) Evaluation de type B 2-1 l’étalon de référence uRc

Selon le certificat d'étalonnage de la bague, l'incertitude élargie sur le diamètre de référence est de 0,8 µm (facteur d'élargissement k = 2)

uRc = U / k =

0,8 µm / 2 = 0,4 µm

2-2 Erreur d'indication de la machine de mesure uEc

La valeur MPE de l'erreur de la courbe d'indication (sur la base flottante zéro) est 0,6 µm + 4,5 µm / m La mesure de distance (différence de diamètre) entre l'anneau de référence et la bague calibré est très faible