Description des machines à portique

ETUDE EXPERIMENTALE DETERMINATION DE LA TAILLE DES ECHANTILLONS

Type de machine utilisée

Nous avons donc décidé de travailler sur les types de machines à portique qui sont les plus représentatives du marché actuel. La machine utilisée est une machine à déplacement motorisé équipée d’un palpeur à déclenchement et la tête est orientable suivant un angle  de 0 à 105° autour de l’axe Y et un angle  de -180 à + 180° autour de l’axe Z. Le choix est aussi économique car ce type de machine reste dans des gammes de prix acceptables pour des entreprises moyennes. L’étude que nous allons développer portera donc sur ce type de machine, les têtes dynamiques à déclenchement sont les éléments standards chez la plupart des constructeurs actuels. Bien que la plupart des machines à mesurer se ressemblent, il nous paraît nécessaire de présenter la machine sur laquelle se sont portés nos travaux. Après une présentation générale de ce type de machine, nous ferons une description plus détaillée de la machine utilisée (annexe A ). 

Description générale sommaire

Les machines de type portique (schéma n°2-1) sont les plus utilisées en contrôle. De nombreux constructeurs se partagent un marché en forte expansion. Les principaux sont : BROWN ET SHARP (USA) regroupement de DEA(Italie) ,TESA(suisse), LEITZ(Allemagne) et MAUSER(Allemagne), MITUTOYO, (Japonais) qui représente à lui seul près de 40 %., ZEISS.(Allemand) Et un grand nombre de constructeurs de taille moins importante comme l’était TRIMESURE en France 

Description des machines à portique 

fig n°2 1 description d’une machine à portique Quand on utilise une machine à mesurer, qui est en fait une chaîne de mesure complexe, la première opération après le choix du palpeur est la qualification du ou des palpeurs. Cette opération, toujours délicate, va conditionner tous les résultats de mesure. Le contact palpeur/pièce est le point réel matière que l’on cherche à connaître. La qualification a donc pour but de déterminer le rayon dynamique de la bille du palpeur. Ce rayon, qui n’est pas le rayon réel, est calculé à partir de la mesure d’une sphère de diamètre « connue », donc avec une incertitude, et le diamètre d’une sphère calculée en considérant dans un premier temps que le palpeur est de rayon nul. La différence entre le diamètre obtenu et le diamètre de la sphère de référence donne le diamètre dynamique du palpeur. 

Les incertitudes de mesure dans ce type de chaîne de mesure

Nous les classerons en six grandes familles : 1) Les erreurs dépendantes de la tête de mesure 2) Les erreurs provenant des opérations de qualification du ou des palpeurs 3) Les erreurs liées à l’utilisation du logiciel 4) Les erreurs liées aux choix des opérateurs 5) Les erreurs propres à la géométrie de la machine 6) Les erreurs dues à l’environnement Les valeurs globales données par les constructeurs ne prennent pas vraiment en compte ces différents paramètres ou pour le moins ne le précisent pas. Les points 5 et 6 sont actuellement corrigés. Le point 3 est un des axes principaux des travaux des différents laboratoires de recherche. Mais les points 1, 2 , et 4 demandent une meilleure analyse de la connaissance sur les résultats de mesure des paramètres utilisés. Les plans d’expériences sur les incertitudes de mesure menés par les différents constructeurs et par des laboratoires comme le LRME sur la méthodologie de ces plans d’expérience permettent de mettre en évidence certains paramètres influents sur le résultat de mesure. Dans notre étude, une application de ces mêmes plans d’expérience permettrait de minimiser le nombre de tests, [53], mais nous avons fait un choix dicté par une meilleure définition des résultats par un nombre minimum représentatif de mesure et par une analyse systématique des covariances par des test de régression dans chacun des cas observés. Ces paramètres influants peuvent être résumés par : – Nombre de points de mesure. – Vitesse d’accostage. – Longueur du palpeur. – Diamètre de la bille de palpage. – Nature du matériau du corps du stylet. – Reversibilité de la tête de palpage. – Erreur de repositionnement de la tête. – Angle entre la direction d’accostage et la normale à la matière. – Incertitudes sur la position des différents palpeurs entre eux(palpeurs étoile par exemple). Toutes ces erreurs, mieux connues, combinées aux erreurs de mesures des éléments et aux influences extérieures, comme température du local et de la pièce, nature du matériau mesuré etc., permettront de donner une incertitude type et une incertitude globale plus proche de la réalité et de ce fait un calcul plus rapide de l’indice de capabilité.