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06 march 2015 | La Revue POLYTECHNIQUE 01/2015 | Measurement technology

L’univers de la mesure dimensionnelle

Dans le cadre du salon Prodex 2014 à Bâle (18 au 21 novembre 2014), Hexagon Metrology a présenté ses solutions en matière de mesure dimensionnelle de précision, ceci aussi bien sur le plan du matériel que celui des logiciels associés et du conseil d’application. Voici quelques exemples retenus par la rédaction lors de la visite de ce salon.
Mentionnons d’emblée une réaction de Sandro Sorgon, responsable des ventes et du marketing d’Hexagon Metrology: «Nous avons mis la philosophie d’Hexagon Metrology, orientée vers la résolution des problèmes, au centre de l’attention dans ce salon. Après tout, les processus de mesure de l’avenir font face à des défis toujours plus grands». Et Sandro Sorgon d’ajouter: «Nos systèmes sont capables de transformer les habitudes de mesure de nos clients».

Les nouvelles têtes de mesure HH-A-2.5 se distinguent par un système d’entraînement comprenant une denture Hirth pour le positionnement précis des capteurs.
En version HH-A-T2.5, cette tête de mesure peut indexer par niveaux de 2,5° d’angle.
 
De nouvelles têtes de palpage pour les machines à mesurer
La série des nouvelles têtes de mesure HH-A-2.5 présente plusieurs innovations, telles qu’un contrôleur totalement intégré, la protection capacitive contre la collision, ainsi que le tout nouveau système de logement cinématique, extrêmement solide. Les nouvelles têtes de mesure se distinguent en outre par un nouveau concept du système d’entraînement comprenant une denture Hirth pour le positionnement précis des capteurs. Ceci permet un grand nombre de positions ainsi qu’un couple très élevé. Les têtes de mesure peuvent être directement montées sur la MMT (machine de mesure tridimensionnelle) avec une tige ou une bride. En alternative, il existe également la version qui peut être montée sur n’importe quelle MMT avec un fourreau de 80 mm. Les capteurs sont installés avec la connexion TKJ ou HDKJ et peuvent être changés manuellement ou automatiquement. Il n’est pas nécessaire de recalibrer entre deux changements.
La version HH-A-T2.5 peut indexer par niveaux de 2,5° d’angle, ce qui permet de la régler sur 12’240 positions définies et pouvant être répétées. La tête de mesure est équipée d’un élément de connexion cinématique (TKJ), afin de pouvoir y brancher différents capteurs avec un câble Multi Wire. L’élément de connexion peut être rallongé jusqu’à 450 mm (rallonges disponibles).

La version HH-A-H2.5, prévue pour les conditions d’application les plus dures, peut également indexer par niveaux de 2,5° et pivoter de ±180° dans l’axe A. Ceci permet de la régler sur 20’736 positions pouvant être répétées. Elle est équipée d’un élément de connexion cinématique (HDKJ) particulièrement robuste. Le couple de rotation élevé combiné au nouvel adaptateur HDKJ permet d’utiliser des capteurs sans contact ou par scanning, loin de la tête de mesure, ce qui n’est pas possible avec les appareils classiques.

Contrôle de processus statistique (SPC)

La version 5.0 de DataPage+, est un logiciel de contrôle de processus statistique (SPC) original destiné aux spécialistes de l’assurance de la qualité. Cette nouvelle version fournit un retour d’information pertinent, exploitable et rapide à l’atelier en vue d’éliminer des goulets d’étranglement, de réduire le rebut et de rationaliser les processus de fabrication. La nouvelle version de ce logiciel bien rodé est entièrement interopérable avec PC-DMIS, le logiciel de métrologie qui serait le plus diffusé au monde, selon le concepteur.
Ce logiciel offre une variété de nouvelles fonctions comprenant un diagramme de performance de montage qualifié, qui permet en outre à l’utilisateur de visualiser des données à l’aide de jeux de variables. Le diagramme affiche toutes les variables caractérisées par une tolérance de 75 % (présentées en vert), par une tolérance entre 75 % et 100 % (en jaune) et hors plage de tolérance (en rouge). Les utilisateurs disposent également d’un nouveau diagramme d’écarts de mesure signalant les divergences tendancielles par des indicateurs de tolérance en couleur. Un diagramme de variables CII (indice d’amélioration continue) a été ajouté pour prendre en compte des divergences tendancielles sur une année, et calcule mensuellement le paramètre Six Sigma de toutes les dimensions avec des données mesurées.
Un nouveau rapport sur les détails NG présente le classement de chaque dimension sélectionnée, trie les données sur la base du plus haut pourcentage «hors tolérance» et met en relief les dix meilleurs résultats en termes de tolérance. Un outil de création de rapport en format Microsoft Excel personnalisé permet à l’utilisateur d’afficher les variables et transactions sous forme de lignes et de colonnes pour une personnalisation plus simple du modèle. Cette mise à jour offre la possibilité d’utiliser toutes les valeurs mesurées comme élément d’un fichier Excel.
DataPage+ 5.0 inclut désormais une option Windows Service, avec laquelle on peut exécuter DataImporter sur le serveur en tant que service «push».
 
Version 5.0 de DataPage+, un logiciel de contrôle de processus statistique (SPC) original destiné aux spécialistes de l’assurance de la qualité.
 
Nouveau scanner externe pour bras de mesure portable

Le nouveau scanner laser externe pour la dernière génération de bras de mesure portable Romer Absolute Arm HP-L-20.8 se caractérise par des performances intéressantes, notamment une acquisition de points 3D ultra rapide. Par rapport au scanner précédent (CMS 108), il fournit des performances accrues même sur des surfaces complexes et des pièces constituées de matériaux brillants ou délicats, tels que la fibre de carbone, des métaux, plastiques usinés, coulés, emboutis ou forgés et bien d’autres matières encore.
En associant le scanner laser HP-L-20.8 avec la nouvelle génération de bras de mesure portable Romer Absolute Arm lancée en mars dernier, Hexagon Metrology offre aux utilisateurs un système de mesure de coordonnées portable de haut niveau et une précision de scanning système entièrement certifiée. La largeur de scanning réglable, avec une longueur de ligne jusqu’à 230 mm et un débit de scan maximal de 150’000 points par seconde pour une acquisition de nuages de points 3D de haute vitesse (quel que soit le matériau). Il permet de saisir des surfaces avec une grande rapidité. Il s’agit, précise le constructeur, du premier scanner laser certifié conforme à la nouvelle norme ISO 10360-8. 
Il n’est plus nécessaire de régler manuellement la puissance du laser en fonction de la couleur ou du pouvoir réfléchissant de la surface, puisque la technique de scanning brevetée HP-L s’adapte automatiquement et en temps réel. La solution multi-capteurs assure une communication entre le scanning et le palpage par simple pression d’une touche.
 
Scanning optique
La mesure optique entre dans une nouvelle dimension, en termes de rapidité, précision et accessibilité. Cette nouvelle solution de scanning (HP-O) sur des MMT fixes est basée sur la mesure de distance optique interférométrique à modulation de fréquence. Elle se caractérise par une précision et une fiabilité comparables à celles de palpeurs de scanning tactiles, par un scanning plus rapide, par une plage de mesure accrue et par l’avantage optique intrinsèque de la technique de mesure sans contact. C’est une alternative aux mesures tactiles de haute précision quand la rapidité joue un rôle important, quand les palpeurs tactiles peuvent difficilement accéder aux pièces à mesurer ou lorsque la méthode tactile risquerait de déformer ou endommager les éléments mesurés.
La solution HP-O est compatible avec plusieurs capteurs. Elle se combine avec différents palpeurs tactiles ou têtes optiques que l’on peut changer au cours de l’exécution même du programme, au moyen du changeur d’outil standard. Les mesures optiques sont possibles aussi bien en mode point par point qu’en mode scanning. Ce dernier s’effectue en 3 ou 4 axes et en boucle ouverte. La solution est conçue en tant que système complet comprenant le logiciel Quindos et la MMT Leitz PMM-C de haute précision, tous deux proposés par Hexagon Metrology.
La nouvelle tête de mesure légère accepte un déplacement angulaire jusqu’à ± 30° et offre une répétabilité meilleure que 0,3 µm. Les avantages de la solution HP-O sont les suivants: procédé sans contact, diamètre de palpeur minimum de 3 mm et plage de mesure jusqu’à 20 mm donnant accès à des points hors de portée des palpeurs tactiles. Les vitesses de scanning sont particulièrement élevées et la haute résolution volumique rend possible la définition de détails microscopiques.
 
Le bras de mesure portable Romer Absolute Arm HP-L-20.8 se caractérise par des performances intéressantes, notamment une acquisition de points 3D ultra rapide.

Le nouveau bras de mesure Romer Absolute Arm Compact est disponible en deux modèles.
L’appareil de mesure Leica Absolute Tracker AT402 affiche une convivialité remarquable.
 
Systèmes de mesure portables pour grandes distances

La dernière génération de laser tracker 3D affiche une convivialité remarquable, basée sur différents atouts: robustesse et stabilité accrues, solutions de mesure prêtes à l’emploi, technique de vision PowerLock, fonctionnement sans fil amélioré et durée de vie de la batterie prolongée. Le Leica Absolute Tracker AT402 facilite ainsi les tâches d’inspection classiques ou les processus de mesure entièrement dirigés.
Le modèle AT402 est, selon le constructeur, le plus facile à utiliser à ce jour. Quatre profils de mesure prédéfinis adaptent les paramètres de l’instrument aux conditions de mesure par un simple clic de bouton. Dorénavant, les opérateurs n’ont plus à se préoccuper de réglages complexes, comme le nombre d’échantillons ou la fréquence de mesure. En plus du mode standard fournissant d’excellentes performances pour les opérations quotidiennes, les utilisateurs peuvent facilement modifier les paramètres pour des applications nécessitant une vitesse ou une précision exceptionnelles, voire pour des tâches de mesure menées à l’extérieur.
L’instrument peut être connecté en mode sans fil à plusieurs appareils, par exemple à l’ordinateur du système, ainsi qu’à un iPod avec la «Remote App» pour le logiciel d’application SpatialAnalyzer. L’AT402 est doté de l’interface d’utilisateur graphique éprouvée TrackerPilot, qui simplifie les processus d’inspection et de compensation.
Le modèle Leica Absolute Tracker AT960 est une machine à mesurer tridimensionnelle portable qui tient dans  un bagage de cabine. Il répond aux plus hautes exigences des clients en matière de mobilité, de rapidité et de fonctionnalité 6D. Grâce à une gamme complète d’accessoires totalement intégrés dans le  laser tracker Leica, cet instrument est capable d’effectuer des mesures  avec un Leica T-Probe, un Leica T-Scan ou un réflecteur, sans nécessiter de préparation spécifique. L’échange à chaud de la batterie et la certification IP54 garantissant une utilisation dans des ateliers aux conditions environnementales difficiles.
Le lancement du modèle AT930 a également eu lieu sur le stand Prodex. Possédant toutes les caractéristiques et fonctionnalités de l’AT960 à l’exception de la compatibilité 6 D, c’est est une solution 3D portable avec des caractéristiques dynamiques et un traitement en temps réel remarquable.
 
Un scanner à main
Hexagon Metrology a annoncé le lancement de la dernière génération du Leica T-Scan qui connaît un grand succès. La combinaison réussie entre le Leica T-Scan 5 et le Leica Absolute Tracker permet de garantir des centaines de millions de points de mesure précis sur toute surface virtuelle, allant des surfaces sombres aux surfaces extrêmement brillantes, même en fibre de carbone, le tout sans préparation spéciale de ces surfaces. Le Leica Absolute Tracker permet d’atteindre un nouveau niveau d’excellence en termes de volumes pour les processus de scanning, allant jusqu’au diamètre 50 m pour un seul réglage.
La vitesse du Leica T-Scan 5 est plus de quinze fois supérieure à celle du précédent modèle et la distance de sécurité a quasiment doublé, ce qui permet de réaliser une capture de données plus efficace, en particulier dans les endroits difficilement accessibles. La fréquence de balayage, plus élevée, assure une reconnaissance idéale des éléments, une détection de détails plus petits ainsi qu’un scanning nettement plus rapide, à un bon niveau de qualité, sur toutes surfaces et couleurs. Les processus de scanning de l’utilisateur sont facilités par un faisceau à deux couleurs doublé d’un signal acoustique. Le Leica T-Scan 5 est donc idéal pour des applications d’automatisation et de robotisation. Les processus d’inspection bénéficient d’un tracking laser optimal et de performances de machines maximales.
 
Un «pack» multicapteurs
Avec le système Optiv Performance 443, Hexagon Metrology offre un paquet multi-capteurs complet high-tech comprenant un capteur tactile à scanning continu à haute vitesse LSP-X1, des palpeurs tactiles point-à-point, de nombreux capteurs optiques, ainsi que la géométrie exclusive Dual Z.
Grâce à Optiv Performance 443, les utilisateurs bénéficient d’un système précis à un prix raisonnable. Cet appareil allie une méthode de mesure sans contact et tactile: le paquet d’options comprend un scanning tactile, des palpeurs tactile point-à-point, des capteurs de vision, une source de lumière blanche chromatique et un laser «Through-the-Lens». Unique dans sa catégorie selon le constructeur, la machine Optiv Performance 443 peut être dotée de la géométrie Dual Z exclusive d’Hexagon Metrology.
Cette dernière se caractérise par deux axes verticaux en Z qui peuvent se déplacer indépendamment l’un de l’autre. L’un des deux axes est prévu pour les capteurs optiques, tandis que l’autre accueille les capteurs tactiles. Lorsqu’une mesure est réalisée avec le capteur tactile, l’axe des capteurs optiques se trouve hors de la plage de mesure. Il y a donc suffisamment de place pour utiliser tous les types de capteurs avec cet appareil de mesure. Ainsi, le système Optiv Performance 443 Dual Z peut par exemple être combiné au TESAstar-m (tête rotative/pivotante motorisée pour palpeur) et au capteur à scanning haute vitesse LSP-X1. Grâce à ce capteur de la marque Leitz (qui fait également partie du groupe Hexagon Metrology), toutes les caractéristiques recherchées peuvent être obtenues aisément. Les formes et les contours peuvent être mesurés de façon rapide et précise.
Sur les systèmes multi-capteurs conventionnels, les capteurs optiques et tactiles sont installés sur un seul axe. L’espace disponible est ainsi économisé.
Le système Optiv Performance 443 est doté du logiciel PC-DMIS Vision, dont les origines remontent à la technique de mesure tactile. Ce logiciel offre toutes les fonctions nécessaires pour la mesure tactile et optique. Il prend par exemple en charge les mesures tactiles point-à-point, le scanning tactile, la mesure par photo, etc. Ce système s’adapte aussi bien aux laboratoires de mesure qu’à l’utilisation en atelier.
 
Le système Optiv Performance 443 consiste en un paquet multi-capteurs complet high-tech comprenant un capteur tactile à scanning continu à haute vitesse LSP-X1, des palpeurs tactiles point-à-point, de nombreux capteurs optiques, ainsi que la géométrie exclusive Dual Z.
 
Nouvelle génération de bras de mesure

Hexagon Metrology annonce la commercialisation d’une nouvelle génération de son Romer Absolute Arm. Ce bras de mesure portable est particulièrement convivial et ergonomique, grâce à une conception de poignet entièrement nouvelle qui facilite son maniement et fournit un retour d’information acoustique et haptique immédiat (ndlr: «haptique» = science du toucher). Le contrepoids modifié améliore aussi le mouvement du bras lorsque celui-ci est utilisé, ce qui facilite la manipulation.
Ce bras de mesure est un outil de métrologie polyvalent, conçu pour mesurer en mode tactile et non tactile une grande variété de pièces dans d’innombrables domaines. Un vaste éventail de palpeurs, de capteurs sans contact (pour les mesures de tubes et de tuyaux) et de scanners au laser est disponible pour fournir aux utilisateurs la solution la mieux adaptée, quel que soit le processus de mesure. La reproductibilité de la fixation du palpeur permet de changer ce dernier pendant le travail, sans qu’il ne soit nécessaire d’effectuer les calibrages laborieux que requièrent en général d’autres bras de mesure comparables. Pour les applications de scanning, le Romer Absolute Arm est également disponible avec un scanner à laser de haute performance intégré ou s’associe, dans le cadre de tâches de scanning très complexes, au scanner à laser externe CMS108. Ce sont les seuls systèmes de scanning portables du marché dont la précision de mesure soit réellement vérifiable, assure le constructeur.
Le dernier modèle tire parti de solutions techniques éprouvées par l’industrie de la gamme Romer Absolute Arm afin de fournir des mesures 3D à tolérance élevée dans un volume de seulement 1,2 m pour une utilisation même dans des espaces confinés. Avec une précision extrême, il constitue une alternative fiable aux outils manuels. Un système de contrepoids permet une utilisation sans fixation et la technique des codeurs absolus supprime les prises de références. De la sorte, l’appareil peut être posé sur toute surface et être démarré prêt à l’emploi. La comptabilité avec les Feature Packs Romer Absolute Arm offre un fonctionnement sans fils sur batterie pour une portabilité maximale au sein de l’atelier.
 
Le modèle compact
Prenant la relève du Romer MultiGage, le modèle Romer Absolute Arm Compact est disponible en deux modèles et peut être certifié selon les normes ISO 10360-2 ou B89.4.22. Ses fonctionnalités comprennent la reconnaissance automatique de la sonde afin de garantir des résultats répétables pour différentes sondes sans calibration, ainsi que le retour haptique pour alerter les utilisateurs si une limite d’axe est atteinte, ce qui réduit le risque de mesures erronées. Il est également compatible avec les plus grands logiciels de métrologie.
 
Le nouveau pied à coulisse de la gamme TESA Valueline offre des étendues de mesure allant jusqu’à 300 mm.
 
Un pied à coulisse high-tech

Fabriqué par TESA, le nouveau pied à coulisse de la gamme TESA Valueline offre des étendues de mesure allant jusqu’à 300 mm, complétant de la sorte sa gamme d’instruments de mesure de précision. Le nouveau pied à coulisse est doté de l’indice de protection IP67, protégeant entièrement l’instrument contre la poussière et les effets de l’immersion. De plus, le TESA Valueline IP67 se démarque par son affichage de 11 mm (la taille de chiffres la plus importante sur le marché) et par son autonomie pouvant atteindre deux ans. Ce nouveau produit, disponible à un prix attractif, répond ainsi aux attentes des utilisateurs les plus exigeants.
D’autres produits-phares et nouveautés de TESA étaient également exposés à Bâle, notamment des palpeurs sans fil TESA qui perpétuent la tradition d’innovation de l’entreprise, tout en représentant un pas de plus vers l’usine numérique. Fruit de plus de trois ans de recherches et développement, cette première mondiale permet de se déplacer librement autour de l’objet à mesurer, ce qui représente un avantage important lors de translations ou rotations du palpeur autour de la pièce, notamment lorsque celle-ci est de grandes dimensions. Cet instrument novateur, produit sous le label Swiss Made, est pourvu du protocole de communication TWIN permettant la communication bidirectionnelle et synchronisée sans fil.
La machine à mesure tridimensionnelle Micro-Hite 3D Dual offre quant à elle l’avantage d’effectuer les séquences de mesure en mode automatique ou manuel. Ce concept «deux en un» permet de choisir librement entre les deux modes, garantissant ainsi une efficacité sans précédent: il est en effet possible de créer une séquence de mesure manuellement sur une pièce unique, puis l’exécuter automatiquement sur tous les éléments repris d’une palette porte-pièces.
Couplé au logiciel TESA-Reflex, le système d’automatisation extrêmement intuitif facilite le mesurage et fonctionne désormais sans que l’on ait besoin de faire appel à un spécialiste. Il est donc accessible à un large groupe cible.
 
La machine à mesure tridimensionnelle Micro-Hite 3D Dual offre quant à elle l’avantage de pouvoir alterner des séquences de mesures automatiques et manuelles.

 
Une machine à mesurer pour l’atelier

La machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) compacte de haute précision TIGO SF est spécialement conçue pour être implantée dans les ateliers. Elle est prévue pour la mesure d’un grand éventail de pièces précises de petites et moyennes dimensions, réalisées dans tous les secteurs industriels. Avec un volume de mesure de 500 x 580 x 500 mm (X/Y/Z), la machine affiche une remarquable précision volumétrique. Diverses fonctions garantissent des mesures très précises même dans les conditions difficiles d’un atelier. Une compensation thermique structurelle avancée permet d’effectuer des mesures dans une plage de température de 15 °C à 30 °C. Des amortisseurs passifs protègent la machine contre la plupart des vibrations courantes en conditions de production. Pour encore renforcer la protection, des amortisseurs actifs sont disponibles. En plus, la machine est entièrement équipée de recouvrements et de soufflets qui empêchent un encrassement des pièces mobiles. Le bâti, qui contient l’équipement électronique est aussi disponible dans une version certifiée IP54. Le système n’exige pas de raccordement au réseau d’air comprimé et la machine s’incorpore facilement aux cellules de production ou dans toute autre zone de l’atelier. Sa robustesse et sa fiabilité garantissent une maintenance réduite et maximisent le temps de fonctionnement.
La machine est dotée à l’origine du palpeur LSP-X1c de très grande précision, facilitant le scanning et les mesures point par point. Elle est aussi compatible avec la tête de mesure TESAstar-m indexable, qui atteint plus de 3000 positions et permet de mesurer des éléments à orientation quelconque sur la pièce, sans exiger l’utilisation de configurations de stylet en étoile complexes ou de plateaux tournants.
La machine est équipée du logiciel PC-DMIS Touch, conçu pour les écrans tactiles et les nouveaux systèmes d’exploitation.
L’interface d’utilisateur graphique affiche des éléments graphiques et des instructions faciles à comprendre. Elle constitue la base d’un processus de mesure intuitif. PC-DMIS Touch guide les utilisateurs d’une étape à l’autre, si bien que même un personnel non familiarisé avec des systèmes de mesure automatiques sera capable de maîtriser le système déjà après une seule journée de formation. Pour des applications plus exigeantes, on peut utiliser les logiciels de métrologie classiques PC-DMIS et Quindos.
 
À propos d’Hexagon Metrology
Ce groupe industriel, mondialement actif dans le domaine des solutions de mesure dimensionnelle, propose une gamme étendue de produits et de services pour toutes les applications de métrologie industrielle, dans des secteurs tels que l’automobile, la mécanique de précision, les microtechniques, l’aérospatiale, l’énergie et le médical. Il conseille en outre ses clients en leur fournissant des informations de mesure exploitables tout au long du cycle de vie d’un produit, du développement et du design à la fabrication, à l’assemblage et à l’inspection finale. Avec plus de 20 unités de fabrication (dont TESA en Suisse, à Renens) et 70 centres de précision dédiés au service après-vente et aux démonstrations, auxquels s’ajoute un réseau de plus de 100 partenaires de distribution sur les cinq continents, ce groupe industriel assure à ses clients une bonne maîtrise de leurs processus de fabrication, en améliorant la qualité des produits.
 
 
À propos de TESA
Fondée en 1941, et basée à Renens (Suisse), TESA SA fabrique et commercialise aujourd’hui plus de 5000 solutions de mesure, allant des instruments de mesure de précision aux systèmes de mesure évolués, dont le développement se focalise toujours plus sur l’intégration de systèmes et la connectivité. Son programme de vente comprend également des produits pour la mesure tridimensionnelle et des systèmes optiques pour la mesure sans contact. Les produits sont pour la plupart, manufacturés sous le label Swiss Made. L’entreprise se concentre notamment sur les industries mécanique, automobile, aéronautique, horlogère, médicale et micromécanique via son réseau de distribution mondial. Depuis 2001, TESA fait partie d’Hexagon Metrology, acteur international dans le domaine de la mesure industrielle.
 

Hexagon Metrology SA
1023 Crissier
Tél. 021 633 50 33
www.hexagonmetrology.ch
 
TESA SA
1020 Renens
Tél.: 021 633 16 00
www.tesa.ch