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20 Ans Le contrôle dimensionnel sans
contact est enfin reconnu
Le contrôle dimensionnel sans contact est aujourd'hui couramment pratiqué
dans l'industrie. Balbutiantes il y a 20 ans, les produits les mettant en œuvre ont
beaucoup gagné sur le plan de taille, du prix et de la fiabilité.
La mesure dimensionnelle sans contact existe depuis
plusieurs décennies. PEI n'était pas né que l'on
exploitait déjà les effets inductifs, à courants de
Foucault et capacitifs, qui donnent de bons résultats
(à condition, bien sûr, que les capteurs soient bien utilisés)
mais ont des contraintes d'utilisation (il faut des
matériaux métalliques). Les interféromètres laser
étaient également largement utilisés, bien que réservés
aux mesures pointues de laboratoire. Les techniques
de photogrammétrie (pour le contrôle des grandes
structures) et les théodolites (pour les mesures sur les
ouvrages d'art) étaient également des outils de
choix pour réaliser des mesures dimensionnelles sans
contact.
Ce bras de mesure sept axes de Faro, avec sa caméra et
son scanner laser, permet les mesures 3D avec et sans
contact avec des cadences allant jusqu'à 19000 points/s
et des précisions de quelques µm pour des pièces de
grandes dimensions.
Ceci étant, la discipline a connu deux grandes révolutions
il y a une vingtaine d'années. Tout d'abord,
il y a eu l'éclosion de la vision industrielle, arrivée au
milieu des années 80. A l'époque, les premières applications
portaient sur la vérification de la conformité
géométrique des pièces contrôlées, ce qui nécessitait
de faire du contrôle dimensionnel. Les débuts
de la vision furent difficiles, il y avait beaucoup
de réalisations sur mesure et pas mal d'applications
étaient mal maîtrisées, ce qui avait freiné l'acceptation
de la technique par le marché. La deuxième
révolution concerne l'arrivée des capteurs à triangulation
compacts : ici, la source lumineuse, le
détecteur de position du faisceau réfléchi (détecteur
PSD ou CCD), les optiques de focalisation et le
traitement du signal sont tous intégrés dans un même
boîtier compact.
Avec l’interféromètre de Renishaw, les métrologues peuvent
exécuter, sur site, des contrôles sur machines à mesurer ou
machines-outils. En ambiance industrielle, il garantit une incertitude
de mesure de 0,5 µm/m, avec une résolution de 1 nm.
D'autres techniques ont émergé au milieu des années
90, qui est décidément l'âge d'or de la mesure sans
contact. On citera notamment la conoscopie, qui
est en fait une triangulation généralisée, qui consiste
à observer le même point (dont on veut mesurer
les coordonnées) sous des perspectives différentes ;
le traitement est lourd et il a fallu l'arrivée des composants
électroniques DSP (Digital Signal Processor)
pour que la conoscopie devienne une réalité industrielle.
L'interféromètre laser a quant à lui bénéficié
des travaux faits sur la miniaturisation des lasers, ce
qui lui a permis de sortir du laboratoire. En 1991, la
société grenobloise CSO (rachetée par la suite par Hom-
melwerke, devenue depuis Hommel-Etamic) avait
même réussi l'exploit d'intégrer un interféromètre laser
complet dans un même boîtier. Ce foisonnement
des techniques a été surtout mis à profit pour réaliser
des applications de contrôle en production, avec
des capteurs (vision, triangulation) intégrés sur les chaînes
ou les machines spéciales.
Utilisant le principe de la triangulation optique, ces capteurs
de Contrinex détectent avec précision tout objet. Ils sont
insensibles à la couleur de l'objet et ont des portées allant
jusqu’à 200 mm.
Les constructeurs d'instruments de mesure dimensionnelle,
notamment les constructeurs de MMT (Machines
à Mesurer Tridimensionnelles) ne pouvaient pas
rester à l'écart de ces techniques. Dans un premier temps,
ils les ont quelque peu snobées, considérant qu'elles
ne permettaient pas de réaliser des mesures aussi
précises que les machines équipées de capteurs à
contact traditionnels. Peu à peu, ils y sont venus, par
la petite porte, en commençant par aborder les applications
où les palpeurs à contact ne faisaient pas bien
l'affaire : c'était par exemple le cas des mesures sur des
pièces molles (en caoutchouc ou en mousse, par
exemple), des pièces déformables (les structures en plastique
très fines, par exemple) ou encore des places comportant
des anfractuosités interdisant le passage d'un
palpeur à contact. Aujourd'hui, la question ne se pose
pas. Tous les leaders (Mitutoyo, Hexagon, Zeiss, etc.)
ont développé une offre en mesure sans contact, de
même que les fabricants d'équipements pour MMT (Renishaw,
par exemple). Parfois, plusieurs technologies
de mesure sont regroupées sur une même machine :
à contact et sans contact (par triangulation et caméra).
Autant dire que la mesure sans contact est vue comme
étant une technique complémentaire des techniques
traditionnelles, et non une technique concurrente. Mais,
bénéficiant de l'onction des professionnels de la mesure,
la mesure sans contact est devenue une technique
à part entière...
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N° 5 • Mai 2008 29
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