Pour la reverse engineering
Numérisation 3D, digitalisation, rétroconception ou Cette démarche conceptuelle est directement tributaire des nouveaux moyens de mesure et notamment des bras munis de têtes laser, car elle a pour objectif de créer un fichier CAO d'une pièce dont on ne sait rien et pour laquelle on doit établir rapidement un fichier de définition pour en réaliser la copie. Autre raison, l'analyse des déformations d'un moule en fonction de l'usure temporelle ou d'un changement de matière. La démarche qui sert à visualiser puis comparer les défauts de forme de la pièce avec son fichier CAO théorique s'accélère et devient encore plus précise au fur et à mesure que les dispositifs de relevés de surfaces s'améliorent. |
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Le Go ! Scan 3D est utilisable dans un environnement quelconque afin de relever des nuages de points dans l'espace sans contact avec la pièce. Il rend a numérisation 3D encore plus facile pour des mesures rapides et fiables.
Etudiés initialement pour contrôler les tubes, ces bras de mesure imaginés par Romer dès 1986 puis par l'américain Faro trouvèrent d'autres applications et se généralisèrent à l'aube des années 1990. Portatifs, fiables, faciles à utiliser, ils trouvèrent de multiples applications pour contrôler des pièces de tôlerie, de forge, de fonderie et les ensembles mécano soudés. Ces nouveaux appareils opèrent par contact, d'une manière extrêmement souple,rapide avec la précision du dixième de millimètre. Sur de nombreux postes, ils remplacèrent trusquins, pieds à coulisse, jauges de profondeur, palmers et calibres. Couplés avec un PC,ils fournissent des rapports détaillés complets pour les valeurs mesurées et détrônent définitivement une bonne partie des outillages de contrôles dédiés à certaines pièces. De plus, en ces temps de crise économique, le but de tout gestionnaire consiste à faire de la qualité avec de moindres budgets, d'où leur plébiscite.
La MMT Duramax de Zeiss est asservie avec un robot six axes pour le contrôle de pièces de turbines.
Tomographie : dans l'intimité des matériaux
La tomographie est une technologie récente, comparable à la radiographie, qui présente de nombreux avantages car rien ne lui échappe, y compris l'intimité même des matériaux. Son principe autorise de scanner puis récupérer des coupes 2D d'une pièce ou d'un ensemble puis d'associer ces multiples plans pour faire une reconstruction d'images en trois dimensions. L'approche permet de relever toute géométrie extérieure et intérieure d'un élément sans y toucher, par le biais des rayons X qui passent à travers sans le modifier. La technologie de ces machines à mesurer et l'informatique associée sont complexes. Elle exige une enceinte imperméable aux rayonsX (plomb, béton, verres spéciaux…) pour tout opérateur évoluant à proximité. La taille des pièces demeure relativement restreinte, mais l'association des coupes obtenues facilite le relevé des géométries complexes externes, mais aussi internes, d'éléments sans y toucher, qu'il va ensuite falloir comparer aux fichiers théoriques de CAO. Son principal avantage, c'est que, quelle que soit la ou les matières (dans le cas d'un assemblage), il devient possible d'inspecter l'homogénéité d'une pièce avec détection éventuelle de criques, porosités, inclusions, bulles d'air, fissures ou défauts d'étanchéité lors d'un montage. L'environnement informatique des machines de tomographie permet naturellement de faire du contrôle et de la mesure dimensionnelle sur des profils cachés ou dans des zones difficilement accessibles comme la chambre de combustion d'un moteur thermique. Son principe de fonctionnement est relativement simple. La pièce est placée sur un plateau tournant puis l'appareil réalise une radiographie sur 361°. Ensuite, le logiciel de calcul traite les données pour en extraire divers nuages de points et images de chaque coupe. Avec ces éléments, tout opérateur réalise des mesures très précises. Cependant, en fonction des paramètres de la machine et de la pièce ou de l'ensemble observé, la durée d'acquisition d'une tomographie peut demander une heure. Ce procédé de mesure est très performant mais reste onéreux au niveau investissement machine, car il faut envisager une enveloppe de 400000 à 500000e. Aussi, pour répondre aux besoins des industriels, dès 2008, le groupe Sematec, spécialisé dans la mesure a investi dans un tomographe Zeiss Metrotom. L'expertise apportée avec ce premier outil a permis au groupe d'investir dans un deuxième tomographe, suite à de nombreuses demandes clients. L'appareil OPTIV CT 160 se montre plus puissant en terme de résolution d'images. |
Le Metra Scan-R effectue 36 000 mesures par seconde avec une résolution de 0,1 à 0,05 mm sur les trois axes.
Une grande évolution, l'apparition du laser tracker
Quant aux bras de mesure, l'ultime étape d'amélioration consiste à les équiper de têtes de lec-ture optiques ou laser qui vont les transformer en mode « multigage » 3D. Ainsi, les bras seront capables de relever des millions de points ou nuages de points en quelques secondes, sans contact et avec une haute précision géométrique. Faro, spécialiste de cette technologie de mesure 3D portable, présentera lors d'Industrie Paris 2014, ses solutions pour le contrôle dimensionnel, la numérisation, la comparaison à la CAO et la rétroconception. Sa nouvelle génération de bras de mesure avec scanner 3D intégré Edge ScanArm ES et le nouveau scanner laser Focus 3D X 330 sont portables pour une utilisation simple et intuitive. Ils recueillent des données précises et fiables afin d'éditer les rapports de contrôle.
Installer des MMT à l'atelier permet d'anticiper toute dérive de cotes au plus près des moyens de production.
Le bras de mesure Edge ScanArm ES allie puissance du scanner 3D Laser Line Probe ES avec souplesse d'utilisation du bras de mesure Faro (FaroArm) pour un système 3D avec ou sans contact. Sa technologie
Mesure par photogrammétrie
Outre tous les appareils de mesure optique 2D pour petites pièces, la photogrammétrie fait aussi des progrès appréciables et démocratise le contrôle et la mesure dans l'espace d'un nombre considérable de pièces, voire d'ensembles complets, sans contact et avec une rapidité inimaginable encore il yaquelques années. L'inspection optique se déroule instantanément surtout sans contact avec l'élément àmesurer, ycompris pour des surfaces gauches et complexes de type siège, tableau de bord, intérieur de portière ou carrosserie automobile. Les Go Scan, Handy Scan et Metra Scan 3D conçu par Creaform rendent la numérisation 3D encore plus facile pour des mesures rapides et fiables sans aucun support, puisque ces appareils s'autopositionnent dans un environnement quelconque. Ils ne requièrent aucune expérience préalable des opérateurs tout en offrant une assistance visuelle durant la numérisation. Ils se présentent sous forme de poignées spéciales incorporant la caméra vidéo photogramétrique et plusieurs spots d'éclairage, chaque ensemble étant relié àsabase par un câble d'alimentation. Eventuellement, ces appareils peuvent être assistés de supports de référencement dynamiques afin d'établir puis «verrouiller» un système de coordonnées, virtuelles dans l'atelier. Ces trois appareils de mesure sont assortis d'un logiciel de traitement d'images qui pilote et gère l'ensemble. Il produit un maillage direct et autorise une visualisation des surfaces numérisées en temps réel sur l'écran. Chaque appareil rassemble les éléments et fonctions essentielles dans un environnement de travail uniforme, convivial et intuitif. Le Go Scan (1,1kg), par exemple, est éclairé par une source de lumière blanche (Led) et réalise 550000 mesures par seconde avec une résolution de 0,5mm et une exactitude de 0,1mm dans une profondeur de champ de 250mm. En fonction des variantes, un capteur de type Metra SCAN-R (36000 mesures par seconde), avec une résolution de 0,1mm à0,05mm sur les trois axes, peut être monté en extrémité du poignet d'un robot six axes afin de réaliser l'inspection complète d'une portière ou autre élément automobile ayant une taille de 0,3mà plus de 3mendes temps records. |
Imaginé par Romer, le bras de mesure 3D peut être aussi équipé d'une tête laser.
L'autre évolution a été l'apparition du laser tracker pour mesurer avec précision les grands éléments en un temps record.
Avec son récepteur GPS intégré, ce scanner laser met en corrélation des numérisations individuelles lors du post-traitement. Sa qualité de numérisation améliorée fournit des modèles volumiques semblables à de véritables photos, un atout pour le contrôle dimensionnel des grandes pièces et le relevé d'implantations de machines voire d'usines complètes.
