Guide complet de la machine et des mesures MMT

Qu'est-ce qu'une machine MMT ?

Imaginez une machine de type CNC capable d'effectuer des mesures extrêmement précises de manière hautement automatisée.C'est ce que font les machines CMM !

CMM signifie « Machine de mesure de coordonnées ».Il s'agit peut-être des appareils de mesure 3D ultimes en termes de combinaison de flexibilité globale, de précision et de vitesse.

Applications des machines à mesurer tridimensionnelles

Les machines à mesurer tridimensionnelles sont utiles chaque fois que des mesures précises doivent être effectuées.Et plus les mesures sont complexes ou nombreuses, plus il est avantageux d’utiliser une MMT.

Les MMT sont généralement utilisées pour l'inspection et le contrôle qualité.Autrement dit, ils sont utilisés pour vérifier que la pièce répond aux exigences et spécifications du concepteur.

Ils peuvent également être utilisés pouringénierie inversepièces existantes en effectuant des mesures précises de leurs caractéristiques.

Qui a inventé les machines MMT ?

Les premières machines CMM ont été développées par la société Ferranti d'Écosse dans les années 1950.Ils étaient nécessaires à la mesure précise des pièces dans les industries de l'aérospatiale et de la défense.Les toutes premières machines n’avaient que 2 axes de mouvement.Les machines à 3 axes ont été introduites dans les années 1960 par la DEA italienne.Le contrôle informatique est apparu au début des années 1970 et a été introduit par Sheffield aux États-Unis.

Types de machines MMT

Il existe cinq types de machines à mesurer tridimensionnelles :

• MMT de type pont : dans cette conception, la plus courante, la tête de la MMT repose sur un pont.Un côté du pont repose sur un rail sur le lit et l'autre est soutenu sur un coussin d'air ou une autre méthode sur le lit sans rail de guidage.
• MMT en porte-à-faux : Le porte-à-faux supporte le pont d'un seul côté.
• Gantry CMM : Le portique utilise un rail de guidage des deux côtés, comme un routeur CNC.Ce sont généralement les plus grandes MMT, elles ont donc besoin d'un support supplémentaire.
• MMT à bras horizontal : imaginez un porte-à-faux, mais avec l'ensemble du pont se déplaçant de haut en bas sur un seul bras plutôt que sur son propre axe.Ce sont les MMT les moins précises, mais elles peuvent mesurer des composants fins et de grande taille tels que les carrosseries automobiles.
• MMT à bras portable : ces machines utilisent des bras articulés et sont généralement positionnées manuellement.Plutôt que de mesurer directement XYZ, ils calculent les coordonnées à partir de la position rotative de chaque joint et de la longueur connue entre les joints.

Chacun présente des avantages et des inconvénients selon les types de mesures à effectuer.Ces types font référence à la structure de la machine utilisée pour positionner sonsondepar rapport à la pièce à mesurer.

Voici un tableau pratique pour vous aider à comprendre les avantages et les inconvénients :

Les sondes sont normalement positionnées en 3 dimensions : X, Y et Z. Cependant, des machines plus sophistiquées peuvent également permettre de modifier l'angle des sondes, permettant ainsi de mesurer dans des endroits que la sonde ne pourrait pas atteindre autrement.Les tables rotatives peuvent également être utilisées pour améliorer la capacité d'approche de diverses fonctionnalités.

Les MMT sont souvent fabriquées en granit et en aluminium et utilisent des roulements à air.

La sonde est le capteur qui détermine où se trouve la surface de la pièce lorsqu'une mesure est effectuée.

Les types de sondes incluent :

• Mécanique
• Optique
• Laser
• Lumière blanche

Les machines de mesure de coordonnées sont utilisées de trois manières générales :

• Départements de contrôle qualité : ici, ils sont généralement conservés dans des salles blanches climatisées pour maximiser leur précision.
• Atelier : ici, les MMT sont en bas parmi les machines CNC pour faciliter la réalisation d'inspections dans le cadre d'une cellule de fabrication avec un déplacement minimal entre la MMT et la machine où les pièces sont usinées.Cela permet d'effectuer des mesures plus tôt et potentiellement plus souvent, ce qui entraîne des économies puisque les erreurs sont identifiées plus tôt.
• Portable : les MMT portables sont faciles à déplacer.Ils peuvent être utilisés dans un atelier ou même transportés sur un site éloigné de l'usine de fabrication pour mesurer des pièces sur le terrain.

Quelle est la précision des machines MMT (précision CMM) ?

La précision des machines de mesure de coordonnées varie.Généralement, ils visent une précision micrométrique ou meilleure.Mais ce n'est pas si simple.D'une part, l'erreur peut être fonction de la taille, de sorte que l'erreur de mesure d'une MMT peut être spécifiée sous la forme d'une formule courte qui inclut la longueur de la mesure en tant que variable.

Par exemple, la MMT Global Classic d'Hexagon est répertoriée comme une MMT polyvalente abordable et spécifie sa précision comme :

1,0 + L/300um

Ces mesures sont en microns et L est spécifié en mm.Disons que nous essayons de mesurer la longueur d'un élément de 10 mm.La formule serait 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 ou 1,03 microns.

Un micron équivaut à un millième de mm, soit environ 0,00003937 pouces.Ainsi, l’erreur lors de la mesure de notre longueur de 10 mm est de 0,00103 mm ou 0,00004055 pouces.Cela représente moins d’un demi-dixième – une assez petite erreur !

D'un autre côté, il faudrait avoir une précision 10 fois supérieure à celle que nous essayons de mesurer.Cela signifie donc que si nous pouvions seulement faire confiance à cette mesure à 10 fois cette valeur, soit 0,00005 pouces.Encore une assez petite erreur.

Les choses deviennent encore plus obscures pour les mesures MMT en atelier.Si la MMT est hébergée dans un laboratoire d’inspection à température contrôlée, cela est d’une grande aide.Mais dans l’atelier, les températures peuvent varier considérablement.Il existe différentes manières pour une MMT de compenser les variations de température, mais aucune n'est parfaite.

Les fabricants de MMT spécifient souvent la précision d'une bande de température et, selon la norme ISO 10360-2 pour la précision des MMT, une bande typique est de 64 à 72 °F (18 à 22 °C).C'est parfait, à moins que votre atelier ne fasse 86F en été.Ensuite, vous n'avez pas de bonnes spécifications pour l'erreur.

Certains fabricants vous proposeront un ensemble d'escaliers ou de bandes de température avec des spécifications de précision différentes.Mais que se passe-t-il si vous faites partie de plusieurs gammes pour le même lot de pièces à différents moments de la journée ou à différents jours de la semaine ?

Il faut commencer à créer un budget d’incertitude qui tient compte des pires cas.Si ces pires cas entraînent des tolérances inacceptables pour vos pièces, d'autres modifications du processus sont nécessaires :

• Vous pouvez limiter l’utilisation du CMM à certaines heures de la journée où les températures tombent dans des plages plus favorables.
• Vous pouvez choisir de n’usiner que des pièces ou des caractéristiques à tolérance inférieure à des moments particuliers de la journée.
• De meilleurs MMT peuvent avoir de meilleures spécifications pour vos plages de température.Ils en valent peut-être la peine, même s’ils peuvent être beaucoup plus chers.

Bien entendu, ces mesures vont nuire à votre capacité à planifier avec précision vos travaux.Soudain, vous pensez qu'un meilleur contrôle de la température dans l'atelier pourrait être un investissement rentable.

Vous pouvez voir à quel point toute cette histoire de mesure devient vraiment difficile.

L’autre ingrédient qui va de pair est la manière dont les tolérances à vérifier par CMM sont spécifiées.La référence en matière de dimensionnement et de tolérancement géométriques (GD&T).Consultez notre cours d'introduction sur GD&T pour en savoir plus.

Logiciel MMT

Les CMM exécutent différents types de logiciels.La norme s'appelle DMIS, qui signifie Dimensional Measurement Interface Standard.Bien qu'il ne s'agisse pas de l'interface logicielle principale de tous les fabricants de MMT, la plupart d'entre eux la prennent au moins en charge.

Les fabricants ont créé leurs propres versions uniques afin d'ajouter des tâches de mesure non prises en charge par DMIS.

DMIS

Comme mentionné, DMIS est la norme, mais comme le g-code de CNC, il existe de nombreux dialectes, notamment :

• PC-DMIS : la version d'Hexagone
• OuvrirDMIS
• TouchDMIS : Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS est le logiciel CMM de Nikon.

Calypso

Calypso est un logiciel CMM de Zeiss.

Logiciels MMT et CAO/FAO

Quel est le lien entre le logiciel et la programmation CMM et le logiciel CAO/FAO ?

Il existe de nombreux formats de fichiers CAO différents, alors vérifiez ceux avec lesquels votre logiciel CMM est compatible.L’intégration ultime est appelée Model Based Definition (MBD).Avec MBD, le modèle lui-même peut être utilisé pour extraire les dimensions de la MMT.

MDB est assez avant-gardiste, donc il n’est pas encore utilisé dans la majorité des cas.

Sondes, fixations et accessoires pour MMT

Sondes MMT

Une variété de types et de formes de sondes sont disponibles pour faciliter de nombreuses applications différentes.

Calendrier du CMM

Les montages permettent tous de gagner du temps lors du chargement et du déchargement de pièces sur une MMT, tout comme sur une machine CNC.Vous pouvez même vous procurer des MMT équipées de chargeurs de palettes automatiques pour maximiser le débit.

Prix ​​​​de la machine MMT

Les nouvelles machines à mesurer tridimensionnelles commencent entre 20 000 et 30 000 dollars et peuvent atteindre plus d'un million de dollars.

Emplois liés aux MMT dans un atelier d'usinage

Responsable MMT

Programmeur MMT

Opérateur MMT