La géométrie et les dimensions sont très importantes lorsqu’il s’agit de produire des prototypes ou des composants finaux. Chaque pièce doit être fabriquée à l’identique pour garantir une fonctionnalité élevée. Pour y parvenir, les fabricants doivent éviter toute erreur afin d’obtenir la bonne mesure de la pièce. Toutefois, des irrégularités au cours du processus de production peuvent entraîner des incohérences dans les dimensions de la pièce fabriquée. En cas d’erreurs dimensionnelles, l’ensemble du processus de fabrication peut être fortement affecté. Les pièces produites peuvent également ne pas fonctionner correctement.
Traditionnellement, les entreprises manufacturières disposent d’équipes d’assurance qualité professionnelles chargées de vérifier le produit final à l’aide de pieds à coulisse et de calibres. Bien que ces professionnels soient des experts en matière de mesures d’assurance qualité, la procédure est toujours sujette à des erreurs et prend du temps.
Une machine à mesurer de haute précision, appelée CMM, a été mise au point pour remédier à ces problèmes. L’objectif de cet article est de vous aider à comprendre ce qu’est réellement une machine CMM. Vous découvrirez également ses différents types, ses applications, ses avantages, ses composants, ses inconvénients, ses caractéristiques et son fonctionnement. En parcourant cet article, vous pourrez acquérir une connaissance approfondie de cette machine.
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Qu'est-ce qu'une machine CMM ?
CMM est l’abréviation de machine à mesurer tridimensionnelle. Ces machines sont conçues avec une technologie de traitement des coordonnées. Elles peuvent donc mesurer avec précision les dimensions d’un composant, y compris la profondeur, la largeur et la hauteur.
Il existe plusieurs types de machines à mesurer tridimensionnelles. Cependant, tous les types partagent les mêmes principes de fonctionnement. Ces appareils peuvent saisir les coordonnées des caractéristiques et des surfaces de l’objet à l’aide de sondes à pointe rubis ou sans contact, telles que des lasers.
La machine indique également avec précision l’emplacement de la sonde depuis le point de départ jusqu’au système de coordonnées tridimensionnelles. Elle peut également capturer avec précision des mesures 3D, stocker les données collectées et discerner des dimensions/tolérances géométriques complexes.
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Le rôle de la machine CMM dans le processus de fabrication
La mesure des composants à l’aide de méthodes traditionnelles présente des limites. La méthode traditionnelle exige que des professionnels dotés d’une expertise et de compétences vérifient chaque pièce usinée. Si elle n’est pas bien exécutée, elle peut conduire à des dimensions de pièces irrégulières.
En raison de la sophistication et des progrès technologiques, les pièces usinées sont fabriquées avec des géométries plus complexes. Une machine CMM est idéale pour effectuer des mesures plus précises.
Contrairement aux méthodes conventionnelles, les MMT peuvent mesurer avec précision les dimensions des pièces à une vitesse plus élevée. Les fabricants peuvent ainsi accroître leur productivité. Elle permet également de réduire les risques d’erreur humaine. Les fabricants peuvent assurément économiser de l’argent, du temps et des coûts de main-d’œuvre.
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Principe de fonctionnement
Il existe deux méthodes utilisées par la machine à MMT (Machine de Mesure Tridimensionnelle) pour mesurer un composant. La première méthode est appelée le mécanisme de contact. Elle utilise des palpeurs pour mesurer les composants. La seconde méthode est appelée le mécanisme sans contact. Elle utilise des lasers ou des caméras pour mesurer les pièces. Ces machines peuvent mesurer des pièces usinées de différentes tailles. Il existe des machines à MMT capables de mesurer des composants de taille 10mm ou plus, comme des modèles automobiles.
La machine à MMT est conçue avec une plaque fabriquée à partir d’un matériel rigide et dense. Cela fournit la stabilité nécessaire requise pour tenir les pièces usinées à mesurer. Ainsi, permettant à la machine de mesurer et d’analyser avec précision. Le composant doit être placé en premier sur la plaque ou la table de travail.
Au-dessus de la plaque se trouve un portique. Le portique de la machine contrôle la sonde mécanique verticale. Ainsi, elle peut mesurer la pièce usinée selon les coordonnées tridimensionnelles.
Après cela, la machine s’assurera que les pièces ont la bonne conception. Puis, elle analysera les données collectées. Une fois les informations analysées, la machine stockera les données et terminera le processus.
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Différents types de machines CMM
Ces machines sont moins rigides que les machines à pont et les machines à portique, car elles ne sont soutenues qu’en un seul point. Elles peuvent se déplacer rapidement lors de la mesure de composants de faible poids grâce à leur support en un seul point, ce qui leur permet d’obtenir une plus grande précision.
Toutefois, les MMT à cantilever ne peuvent être utilisées que pour mesurer des pièces maîtresses, des jauges et d’autres petits composants usinés.
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Comme son nom l’indique, ces MMT sont dotées d’un palpeur de scanning monté horizontalement. De ce fait, la MMT à bras horizontal est capable de mesurer de grandes pièces usinées aux caractéristiques complexes et difficiles à atteindre.
Elle est parfaite pour mesurer des pièces de tôle aux parois minces. Toutefois, il est important de noter que ces types de MMT ont une faible précision.Différents composants d’une MMT
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C’est le type de machine le plus couramment utilisé. La machine à pont est équipée d’un pont mobile ou d’une table mobile. Vous pouvez également choisir des unités portables ou fixes de cette machine.
Celles-ci sont conçues avec un ancrage d’appareil de mesure extrêmement stable. Elles peuvent donc mesurer des pièces usinées avec les tolérances les plus étroites et les exigences de précision les plus élevées.
Toutefois, la MMT à pont n’est idéale que pour mesurer des pièces usinées de petite ou moyenne taille qui peuvent être facilement soulevées sur la table. L’ancrage vertical du pont de cette machine maintient l’axe x. Par conséquent, vous pouvez rencontrer des difficultés pour accéder aux pièces à mesurer.
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La MMT de type portique présente des similitudes avec la MMT de type pont. Toutefois, elles diffèrent légèrement en ce qui concerne leurs capacités et leurs conceptions.
Contrairement au modèle à pont, la MMT à portique est placée directement sur le sol. Son pont est surélevé sur des piliers. Par conséquent, le portique est capable d’accueillir ou d’atteindre des pièces usinées de grand volume et de géométrie complexe.
La plage de mesure typique d’un portique dans un système de coordonnées 3D va de 1 mm x 2 mm x 1 mm à 5 mm x 9 mm x 3 mm.
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Les différents composants d'une machine à mesurer
C’est le composant principal de la machine CMM. Il s’agit d’un outil de mesure chargé de mesurer la pièce usinée placée sur la plaque. Sa pointe est généralement fabriquée dans un matériau rigide. Elle doit également être résistante à la température. Ainsi, sa taille ne changera pas en cas de changement de température. La pointe du palpeur peut être en forme d’aiguille ou sphérique, en zircone et en rubis.
Il existe également des machines CMM qui utilisent des lasers, des caméras et de la lumière optique plutôt qu’un palpeur mécanique.
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La table de la machine CMM est également un élément important. C’est là que sont placées les pièces usinées à mesurer. La table est généralement fabriquée en granit. Elle doit également être résistante à la température et présenter un faible taux d’usure. La stabilité de la table en granit est importante pour garantir des mesures très précises.
Les montages sont également un élément de la machine CMM qui assure le soutien et la stabilité des différents processus de fabrication. Ils sont utilisés pour fixer les pièces et s’assurer qu’elles sont au bon endroit. Il s’agit d’un élément essentiel pour réduire les erreurs de mesure dues aux pièces mobiles. Les montages comprennent différents outils tels que des aimants, des pinces, etc.
Ces éléments sont importants, en particulier pour les machines à mesurer tridimensionnelles de type portique ou pont standard.
Bien qu’il ne fasse pas partie du composant physique, le logiciel est très important pour qu’une machine CMM puisse analyser la sensibilité d’un composant, y compris les sondes.
Avantages de l’utilisation d’une machine MMT (Machine de Mesure Tridimensionnelle)
Processus de fabrication rapide
Une fois les pièces usinées placées sur la plaque MMT, la sonde détecte automatiquement les nuages de points. Elle commence ensuite à mesurer les coordonnées du composant et à analyser ses dimensions. Cela permet de réduire le processus de production de chaque composant sans compromettre la précision. Cela accélère également le processus de production des pièces usinées aux géométries les plus complexes. Permettant ainsi aux chefs d’entreprise d’économiser du temps et des coûts.
Versatilité et compatibilité
La MMT peut être utilisée avec différentes sondes. Vous pouvez donc assurer sa polyvalence. Elle est également compatible avec divers composants et outils. La machine peut aussi mesurer une large gamme de pièces usinées, indépendamment de leur complexité.
Réduction des erreurs humaines
La plupart de ces machines sont contrôlées par ordinateur, réduisant l’intervention des opérateurs humains. Cela réduit considérablement les erreurs humaines qui peuvent entraîner un échec de production.
Assurance qualité améliorée
La machine MMT peut offrir plus de fiabilité dans la mesure des dimensions des pièces par rapport à la méthode traditionnelle. Cette machine est capable de mesurer et d’analyser numériquement les composants. Elle peut également offrir l’ingénierie inverse, la certification des outils, la comparaison CAD et d’autres services nécessaires pour l’assurance qualité.
Facile à mettre à niveau
Le matériel de la machine MMT ne nécessite pas de mises à niveau fréquentes. D’autre part, son logiciel est également facile à mettre à niveau pour améliorer la performance et la précision. Vous pouvez mettre à jour le logiciel MMT sans compromettre sa fiabilité.
Limitations
La sonde doit toucher la surface de la pièce
La sonde MMT doit toucher la surface de la pièce usinée. Cela ne pose pas de problème pour les composants durables et durs. Cependant, cela peut être difficile lors de la mesure de composants fragiles. Des sondes qui touchent consécutivement les parties délicates peuvent causer des dommages.
Peut endommager les composants souples
Les pièces souples fabriquées à partir de matériaux tels que les élastomères et les caoutchoucs peuvent être endommagées en raison du contact constant de la sonde.
Les fabricants doivent choisir la sonde appropriée
Sélectionner la bonne sonde pour un type d’application spécifique peut être un défi, étant donné qu’il existe différents types de sondes disponibles. La sonde appropriée dépendra de sa capacité, du design requis et des dimensions.
Conclusion
Les machines MMT sont assurément un excellent outil pour augmenter la productivité des processus de fabrication. Elles aident à accélérer le processus de mesure de chaque pièce, permettant aux fabricants d’avoir un contrôle de qualité précis tout en économisant du temps et des coûts. Nous avons exploré leurs types divers, principes de fonctionnement et avantages. Les machines MMT sont en effet à l’avant-garde de la métrologie dimensionnelle et des processus de contrôle de qualité.