En métrologie vidéo, la manière dont la pièce est fixée sur la platine de mesure influe directement sur la fiabilité des résultats. De nombreuses données instables ne proviennent pas de l'instrument lui-même, mais de pratiques de fixation inadéquates. Cet article analyse l'influence du montage sur les résultats de mesure sous trois aspects : la stabilité du montage, la déformation de la pièce et la conservation de la référence.
1. Stabilité et répétabilité du serrage
La fonction principale du bridage est de maintenir la pièce immobile pendant la mesure. Lorsqu'une machine de mesure vidéo capture des images et calcule les coordonnées, elle utilise la position initiale de la pièce sur la platine comme référence. Si la pièce se déplace pendant la mesure, même de quelques micromètres, toutes les mesures suivantes basées sur cette position seront faussées.
Les causes fréquentes de ce déplacement incluent : une force de serrage insuffisante, qui permet à la pièce de glisser sous son propre poids ou sous l’effet des vibrations de la table ; des contaminations telles que de l’huile ou des copeaux entre la surface de contact du dispositif de fixation et la pièce, provoquant un contact instable ; et une rigidité insuffisante du dispositif lui-même, qui se déforme élastiquement sous l’effet d’une force extérieure. Ces facteurs sont souvent invisibles à l’œil nu, mais se traduisent par une dispersion évidente dans les données de mesures répétées.
Pour les tolérances géométriques basées sur des références, telles que la position, le parallélisme et la coaxialité, la précision de la position de la référence est cruciale. Dès que la référence se déplace lors du serrage, toutes les mesures effectuées par rapport à cette référence deviennent invalides. Même si les valeurs semblent conformes aux tolérances, l'interprétation est erronée.
2. Déformation de la pièce causée par la force de serrage
Des méthodes de serrage inappropriées affectent non seulement la stabilité, mais peuvent aussi modifier directement la forme de la pièce. Les pièces à parois minces, les pièces élancées et les composants structurels non rigides y sont particulièrement sensibles.
Une erreur fréquente consiste à utiliser directement des brides d'usinage pour fixer des pièces à parois minces. Les brides d'usinage exercent généralement des forces de serrage importantes, conçues pour résister aux forces de coupe, contrairement aux dispositifs de mesure. Une force de serrage excessive provoque une déformation élastique des pièces à parois minces : par exemple, un anneau à paroi mince comprimé par une bride voit sa section transversale passer de circulaire à elliptique, et le diamètre mesuré devient inférieur à sa valeur réelle. Après le relâchement de la bride, la pièce reprend sa forme initiale, et la dimension réelle ne correspond plus aux données de mesure. Cette erreur est systématique et ne peut être détectée par des mesures répétées ; elle n'apparaît qu'en comparant avec d'autres méthodes de mesure, comme une machine à mesurer tridimensionnelle.
Il convient également de noter l'utilisation de bases magnétiques. Pour les pièces en acier, les opérateurs utilisent parfois des bases magnétiques pour la fixation. Bien que le serrage magnétique soit pratique, la force magnétique peut incliner légèrement la pièce, une inclinaison difficilement perceptible à l'œil nu, surtout si sa surface inférieure n'est pas plane. Cette inclinaison entraîne une non-perpendicularité du plan de mesure par rapport à l'axe optique, introduisant une erreur de cosinus et des mesures surdimensionnées.
3. Principes d'un serrage correct
Pour remédier aux problèmes susmentionnés, le bridage en mesure vidéo doit suivre les principes suivants :
Utilisez des dispositifs de mesure dédiés. Ces dispositifs sont conçus pour assurer une fixation fiable avec une force de serrage minimale, contrairement aux dispositifs d'usinage. Les surfaces de positionnement et les points de serrage doivent être disposés de manière à éviter toute application de force à proximité des zones de mesure critiques.
Contrôlez la force de serrage. Celle-ci doit se limiter à celle nécessaire pour maintenir la pièce immobile pendant la mesure ; évitez les marges de sécurité excessives. Pour les pièces à parois minces et facilement déformables, un serrage uniforme multipoints ou un support élastique peuvent être utilisés pour répartir la force.
Maintenez les surfaces de référence propres. Avant chaque serrage, vérifiez les surfaces de positionnement de l'outillage et les surfaces de référence de la pièce, et éliminez toute trace d'huile, de copeaux et de poussière. De minuscules contaminants peuvent incliner ou soulever la pièce, affectant ainsi la précision de la référence.
Remplacez rapidement les pièces usées. Les composants tels que les goupilles de positionnement et les supports des dispositifs de fixation s'usent avec le temps, et les surfaces de positionnement usées ne garantissent plus la précision initiale. Leur état doit être vérifié régulièrement et les pièces usées doivent être remplacées sans délai afin d'éviter les écarts systématiques dus à l'usure du dispositif.
4. Coordination avec la structure de l'instrument
La fiabilité du bridage dépend également de la structure de la platine de l'instrument. La platine des machines de mesure vidéo JATEN est motorisée, assurant un déplacement fluide. Lors du bridage, veillez à ce que le poids et la disposition du dispositif n'affectent pas la précision du déplacement de la platine ; le centre de gravité du dispositif doit être positionné près du centre de la platine afin d'éviter une répartition inégale de la charge sur les rails de guidage.
Le respect des bonnes pratiques de serrage est essentiel pour obtenir des données de mesure vidéo fiables. Un choix judicieux des dispositifs de fixation, une maîtrise précise de la force de serrage, des surfaces de référence propres et le remplacement rapide des pièces usées permettent de réduire efficacement les écarts de mesure dus à des problèmes de serrage.