En contrôle dimensionnel, le projecteur de profil (connu sous le nom de comparateur optique sur de nombreux marchés) demeure l'un des instruments les plus utilisés pour la mesure bidimensionnelle. De conception simple, d'utilisation intuitive et offrant des résultats fiables, il reste un équipement standard dans les laboratoires de métrologie et les ateliers de production. Les deux appellations anglaises, projecteur de profil et comparateur optique, désignent le même type d'instrument et sont utilisées indifféremment.
1. Qu'est-ce qu'un projecteur de profil ?
Un projecteur de profil est un instrument de mesure de précision qui combine des technologies optiques, mécaniques et électroniques. Son système optique projette un contour agrandi de la pièce à usiner sur un écran à un grossissement fixe. L'opérateur mesure ensuite les dimensions, les angles, les formes et les positions directement sur l'image projetée, ou compare cette image à une mire de référence superposée.
Contrairement à la mesure par contact, un projecteur de profil effectue des mesures sans appliquer de force sur la pièce. Il est donc particulièrement adapté aux pièces à parois minces, miniatures ou souples, qui peuvent se déformer sous le passage des sondes de contact et donner des résultats peu fiables.
2. Principe de fonctionnement
Le principe de base est celui de la projection agrandie et de la mesure comparative. Dans la configuration la plus courante, l'éclairage par transmission (ou rétroéclairage), la source lumineuse est placée sous la pièce. La lumière parallèle éclaire les bords de la pièce, et l'objectif projette une silhouette nettement agrandie sur l'écran de projection. Le bord de l'image correspond au contour réel projeté de la pièce : les distances et les angles mesurés sur l'image, divisés par le grossissement, donnent les dimensions réelles de la pièce.
À un grossissement de 10×, une distance de 100 mm sur l'écran correspond à une dimension réelle de 10 mm sur la pièce.
L'éclairage par transmission convient aux pièces dont les caractéristiques critiques sont définies par leur contour, comme les gabarits, les pièces embouties, les filetages et les engrenages. L'éclairage par réflexion est utilisé pour l'inspection des caractéristiques de surface. L'image affichée à l'écran peut être droite ou inversée selon la configuration optique.
Il convient de noter que le système de projection utilise une conception optique télécentrique. Une lentille classique crée une distorsion de perspective : les objets proches paraissent plus grands, les objets éloignés plus petits. Un système télécentrique maintient le grossissement constant, quelle que soit la position de la pièce sur la scène ou l’endroit où l’image se forme sur l’écran. C’est précisément ce qui permet de déduire les dimensions réelles à partir de l’image agrandie.
3. Structure de l'instrument
(1) Système optique : source lumineuse, lentille de condensation, objectif et écran de projection. La qualité du système optique détermine la qualité de l’image ; un objectif net avec un grossissement précis est la condition préalable à la précision de la mesure.
(2) Structure mécanique : la table de travail et le système de levage. Les conceptions diffèrent selon le type de machine. Les modèles verticaux lèvent et abaissent généralement l’axe Z (objectif) plutôt que la table, ce qui augmente la capacité de charge de cette dernière ; d’autres conceptions élèvent le barillet de projection, permettant ainsi de mesurer des pièces de précision lourdes sans perte de précision.
(3) Système de traitement des données : le système de traitement de données multifonction DP300 de JATEN, par exemple, prend en charge l'échantillonnage multipoint, la rotation des coordonnées et la mesure des points, des lignes, des distances et des angles, avec une sortie de données via une interface RS-232.
4. Principaux avantages
Haute précision : sous éclairage transmis, l’erreur de mesure de contour est inférieure à 0,08 % et l’erreur d’indication de la mesure de coordonnées peut atteindre (3 + L/200) µm, où L représente la longueur mesurée en mm. Il est à noter que la marge d’erreur admissible augmente avec la longueur mesurée ; ce point est essentiel pour évaluer la conformité de l’instrument aux tolérances spécifiées.
Inspection efficace : les dimensions de contour et les formes de surface de pièces complexes telles que les gabarits, les pièces estampées, les cames, les filetages, les engrenages et les fraises de forme peuvent être vérifiées en une seule opération.
Seuil de fonctionnement bas : les machines modernes prennent en charge le fonctionnement par souris/clavier et par écran tactile, et un logiciel de mesure dédié gère automatiquement les calculs et l’enregistrement des données.
Sortie de données pratique : les résultats peuvent être exportés aux formats TXT, Excel et autres, avec des micro-imprimantes et des pédales en option pour accélérer la collecte des données.
5. Applications typiques
Les projecteurs de profil sont largement utilisés dans les secteurs de la mécanique, de la fabrication de moules, de l'instrumentation, de l'électronique et de l'industrie légère, ainsi que dans les universités, les instituts de recherche et les services de métrologie. Ils comprennent généralement les éléments suivants :
- Dimensions de contour des gabarits et des pièces estampées
- Outils et fraises tels que cames, filetages, engrenages et fraises de forme
- Pièces miniatures de précision telles que des bornes, des composants de montres et des produits en diamant
Pour le choix de la machine : les projecteurs verticaux conviennent aux lignes de production et aux services de contrôle qualité, avec une efficacité particulière pour la mesure répétée de petites pièces ; les projecteurs horizontaux complètent les modèles verticaux pour les dimensions et les positions de visualisation difficiles d’accès, et conviennent aux pièces plus grandes ou à l’inspection latérale.
6. Résumé
Le projecteur de profils permet l'inspection bidimensionnelle de contours complexes par projection directe et comparaison. Associé à des systèmes de traitement numérique des données, il garantit une inspection efficace et une gestion performante des données. Pour les tâches d'inspection 2D axées sur les contours et les formes, il demeure une solution fiable et économique.
JATEN propose une gamme complète de projecteurs de profil adaptés à différentes dimensions de pièces et orientations de visualisation : les modèles horizontaux (JTDHB12 , JTDHB16/24 ) conviennent aux grandes pièces et aux zones difficiles d’accès pour les machines verticales, tandis que les modèles verticaux ( JTD , JTDVB12 , JTDVB16 ) sont particulièrement performants pour la mesure répétée de petites pièces. Les configurations et spécifications détaillées sont disponibles sur la page produit dédiée aux projecteurs de profil .
Les prochains articles de cette série aborderont le choix entre les modèles horizontaux et verticaux, la différence entre un projecteur de profil et une machine de mesure vidéo, ainsi que l'interprétation des spécifications de précision.