Choisir l'appareil de mesure des ondes approprié

Trois technologies avec des avantages différents

Les utilisateurs ont aujourd'hui le choix entre trois technologies pour mesurer les ondes :

• optique
• tactile
• une combinaison de l'optique et du tactile.

Les systèmes optiques sont très répandus en raison de leur flexibilité et de leur rapidité. Toutefois, les systèmes optiques ne peuvent mesurer que ce qu'ils voient. Une mesure tactile supplémentaire peut donc s'avérer nécessaire. Plusieurs options sont disponibles, qui diffèrent les unes des autres en termes de capacité de mesure et de complexité. C'est pourquoi les systèmes combinés sont devenus de plus en plus populaires ces derniers temps : ils associent la rapidité d'un système optique à un palpeur tactile capable de mesurer des caractéristiques que les palpeurs optiques ne peuvent pas détecter. En combinant habilement le bon système optique avec le palpeur tactile approprié, les utilisateurs peuvent obtenir un maximum de précision et de flexibilité.

Mesure optique des arbres

Le marché offre une large gamme de systèmes de mesure optique à ondes sophistiqués et entièrement automatisés qui contrôlent les pièces à symétrie de rotation de manière efficace et précise. Ces systèmes permettent de mesurer en quelques secondes et avec une grande précision de nombreuses caractéristiques, aussi bien en laboratoire que dans un environnement de production difficile, sans aucune influence de l'opérateur sur les résultats de mesure. Les systèmes de mesure optique par ondes fonctionnent selon deux méthodes différentes : avec une caméra linéaire ou avec une caméra matricielle.

La caméra linéaire produit des images des dimensions de la pièce avec la technologie dite de balayage linéaire, chacune contenant une seule ligne de pixels. Pendant que l'objet se déplace devant la caméra, l'image est reconstruite ligne par ligne. Les capteurs linéaires sont parfois légèrement inclinés par rapport à l'axe de la pièce afin de mieux mesurer les dimensions telles que les bords et les épaules. Les diamètres de la pièce et de l'élément sont représentés par une série de points ou de pixels reliés entre eux. La mesure finale est effectuée à l'aide d'une image calculée de la pièce. Toutefois, les très petites caractéristiques sont plus difficiles à mesurer en raison de la résolution plus faible entre les différentes lignes.

Les caméras matricielles haute résolution offrent une alternative moderne et précise. Auparavant, les mesures dites matricielles étaient considérées comme une alternative un peu plus lente à la mesure linéaire en raison de la plus grande quantité de données produites. Grâce au développement technologique, y compris des temps de traitement plus courts et des programmes spéciaux d'optimisation des mesures, cette lacune a toutefois pu être comblée.

Aujourd'hui, les avantages de la caméra matricielle par rapport à la caméra linéaire sont les suivants

• une résolution plus élevée et donc des mesures plus précises et stables
• mesure de caractéristiques nettement plus petites
• évaluation des détails même les plus petits grâce aux fonctions de zoom.

La tendance vers des caractéristiques de plus en plus petites et des tolérances de plus en plus serrées se poursuit. Cette tendance s'accompagne d'une demande croissante d'instruments de mesure d'arbres qui sont faciles à programmer, fournissent des mesures efficaces et très précises et peuvent mesurer un large éventail de pièces. Grâce à eux, les utilisateurs peuvent mesurer des pièces à symétrie de rotation directement en production et assurer ainsi un contrôle qualité optimal tout en continuant à produire. Pour mesurer les arbres, les utilisateurs ont aujourd'hui le choix entre trois technologies : optique, tactile ou une combinaison des deux.

Les arbres et autres pièces à symétrie de rotation sont omniprésents dans presque tous les systèmes mécaniques. En fait, la plupart des opérations d'usinage réalisées dans le monde sont liées à la fabrication d'arbres ou de composants associés. Les arbres comportent une multitude d'autres éléments aux fonctions clés, tels que des clavettes, des cônes, des rainures, des filets, des cames et des engrenages. Ces éléments doivent à leur tour correspondre à des dimensions exactes pour fonctionner de manière fiable au sein des systèmes mécaniques.

Différentes caractéristiques - même exigence de précision

Dans le passé, les utilisateurs utilisaient des instruments de mesure manuels spéciaux tels que des pieds à coulisse, des micromètres, des calibres à gorge ou une plaque de traçage pour mesurer un arbre typique. Toutefois, bon nombre de diamètres, longueurs, angles, largeurs de rainures, diamètres d'arrondi ou chanfreins d'arbres peuvent être mesurés avec beaucoup plus de précision à l'aide de systèmes modernes allant jusqu'aux machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) haut de gamme. Les exigences croissantes en matière de précision et la diminution des temps de cycle entraînent un besoin supplémentaire de mesures de haute précision directement dans la production. Parallèlement, les arbres sont souvent utilisés dans des applications critiques en termes de sécurité et de performance, de sorte que la garantie de la précision, de la qualité et de la fiabilité est une priorité absolue.

Technique de mesure tactile des arbres

Malgré ses nombreux avantages, la technique de mesure optique ne peut saisir que ce qui est visible de l'extérieur : le processus de mesure comprend généralement le rétroéclairage de la pièce afin d'obtenir une image du contour pour la mesure. Mais ce contour ne représente pas de nombreux éléments, notamment ceux qui sont très détaillés. Par exemple, l'arbre peut comporter des rainures de clavette ou des trous qui servent de référence pour la position d'autres caractéristiques. Une rainure de clavette n'est pas visible sur le contour, mais elle est d'une importance décisive pour la fonction de l'arbre et doit donc être mesurée. C'est pourquoi, en fonction de la caractéristique concernée, il est préférable de mesurer avec des palpeurs tactiles, qui existent en différentes complexités comme les palpeurs inductifs et les palpeurs 2D.

Lespalpeurs inductifs sont plus performants que les palpeurs 3D à déclenchement par contact ou à scanning, par exemple. Les palpeurs inductifs ne mesurent pas simplement des points individuels. Au contraire, les axes mobiles du système de mesure se déplacent avec eux sur la surface à contrôler, les palpeurs inductifs saisissant des points de données en continu. Comme les palpeurs inductifs ne sont sensibles que dans une seule direction, les systèmes de mesure disposent d'axes de déplacement supplémentaires pour orienter le palpeur de manière à ce qu'il puisse mesurer dans une direction orthogonale (perpendiculaire à la surface) à n'importe quelle surface de l'arbre.

Une autre catégorie de palpeurs tactiles est celle des systèmes 2D. Ceux-ci sont également déplacés sur la surface afin de prendre des points de mesure en continu. La principale différence réside dans le fait qu'ils peuvent mesurer simultanément dans toutes les directions d'un plan 2D, ce qui les rend aptes à mesurer des surfaces beaucoup plus complexes. Les roues dentées, par exemple, sont souvent des composants d'arbres de transmission. L'utilisation d'un système de palpage 2D permet de mesurer avec précision la géométrie complexe des profils d'engrenages.

Combinaison de l'optique et du tactile

Pour des caractéristiques encore plus complexes, une combinaison de mesures optiques et tactiles peut être la méthode de choix. La mesure correcte d'un profil de développante, par exemple, nécessite un balayage simultané avec deux axes mobiles du système d'arbre et un système de palpage tactile 2D capable de mesurer à tout moment les écarts orthogonaux, c'est-à-dire perpendiculaires à la surface. Cette solution présente des avantages décisifs : elle permet la mesure complète et rapide d'un arbre avec de nombreuses caractéristiques différentes, par ex.

• optique : diamètres, longueurs, rayons, chanfreins
• tactile : une denture d'engrenage cylindrique typique

en seulement cinq à dix minutes, selon le nombre de dents contrôlées sur l'engrenage.

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