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Les bras de mesure articulés sont des machines à mesurer tridimensionnelles portables, conçus pour pouvoir faire de la mesure de précision aussi bien avec un système de prise de point par palpage (mesure avec contact) qu’avec un scanner 3D (mesure sans contact). Ils sont également connus sous les appellations de bras polyarticulés et MMT portable. Leur simplicité et praticité d’utilisation les rend accessibles à tout utilisateur.
Du fait de leur grande mobilité, les bras de mesure peuvent être déplacés facilement et ainsi être utilisés dans différents environnements, que ce soit en bureau d’étude, en salle de métrologie ou bien en atelier. Ils viennent au plus près des pièces à mesurer et s’intègrent aux processus d’étude et de fabrication sans les interrompre. Les bras de mesure présentent une grande flexibilité d’utilisation, pour des applications très variées : contrôle qualité, inspection 3D, rétroconception, maintenance ou encore prototypage rapide.
Comment fonctionne un bras de mesure ?
Calcul de la position de l’extrémité du bras en temps réel.
La structure d’un bras de mesure repose sur celle du bras humain, avec des axes de rotation s’assimilant à des articulations telles que l’épaule, le coude, le poignet, et des segments tels que l’avant-bras et le bras.
La prise en compte des longueurs géométriques des éléments qui composent le bras et des positions angulaires renvoyées par les codeurs présents dans chaque axe permet de déterminer la position exacte de la pointe du bras dans l’espace en temps réel (sous forme de 3 cordonnées XYZ). Le choix des codeurs et de leur résolution est un critère primordial pour la précision finale du bras.
Obtention de la précision de mesure.
Pour caractériser avec précision la structure du bras et donc la position exacte des axes les uns par rapport aux autres, un processus d’étalonnage appelé calibration est mis en pratique.
Des tests de validation sont par la suite effectués pour vérifier cet étalonnage, et garantir ainsi la qualité des mesures réalisées par l’utilisateur.
Les bras Kreon sont conformes à la norme internationale ISO 10360-12, qui spécifie ces tests. Ils peuvent donc être utilisés en toute confiance pour palper les géométries aux exigences de précision élevées, mais aussi pour scanner et contrôler rapidement les surfaces des pièces.
Des mesures de qualité quel que soit l’environnement.
L’usage de matériaux appropriés, comme le carbone et l’aluminium, confère aux bras Kreon rigidité et robustesse ; la légèreté assure quant à elle une portabilité aisée. La MMT portable opère partout dans l’entreprise et s’adapte aux différents environnements, aussi bien en extérieur qu’en intérieur, tout en conservant une précision stable grâce à la compensation des variations de température.
La batterie intégrée, associée à la connexion sans fil, permettent de se libérer des contraintes liées aux câbles et facilitent l’utilisation et la portabilité des bras de mesure.
À quoi sert un bras de mesure ?
Les bras de mesure permettent de contrôler efficacement des pièces, même complexes, de petite ou de grande taille.
De nombreux secteurs d’activité ont recours aux bras de mesure. On les retrouve principalement en aéronautique, en automobile, et plus globalement dans le domaine industriel, que ce soit pour du contrôle qualité, de l’inspection 3D ou encore de la rétroconception.
Un opérateur peut ainsi s’en servir pour faire, par exemple, de la vérification de dimensionnement et de tolérancement sur une pièce, en utilisant la GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing), à l’aide d’un logiciel de métrologie.
La comparaison CAO réalisée à partir des données scannées est l’une des applications les plus classiques. Il s’agit de comparer les défauts ou la déformation d’une pièce réelle par rapport à son modèle CAO théorique. Une carte de couleur (color mapping) illustre clairement les déviations éventuelles, et permet ainsi de valider ou non la conformité de la pièce.
La retro-conception, quant à elle, est très utilisée quand le modèle CAO d’une pièce n’est pas disponible. La numérisation complète d’une pièce avec un scanner 3D permet d’en saisir les moindres détails et d’en construire le modèle CAO, aujourd’hui essentiel dans le processus de fabrication.
Quelle configuration pour un bras de mesure ?
Choisir entre les versions à 6 ou 7 axes de rotation.
Un bras de mesure peut comporter 6 ou 7 axes de rotation. À l’origine seule la version 6 axes existait. Très précise, elle était uniquement destinée à des applications de palpage. Avec l’apparition de certains accessoires et en particulier des scanners 3D, un nouvel axe a été ajouté. Composé d’une poignée, il apporte une liberté de mouvement supplémentaire nécessaire à la bonne maniabilité du scanner dans l’espace. Cette version de bras à 7 axes, un peu moins précise du fait de cet axe supplémentaire, est néanmoins plus polyvalente car elle permet aussi bien de palper que de scanner.
La poignée, utilisée pour manipuler et diriger le scanner, peut parfois s’avérer encombrante et gênante lors des mesures en palpage de certaines cavités. C’est pourquoi quelques modèles, comme le nouveau bras Onyx, proposent une poignée amovible.
Choisir la bonne taille de bras de mesure.
Le volume de mesure – soit la taille du bras – correspond approximativement au diamètre d’une sphère à l’intérieur de laquelle le bras peut acquérir les mesures. Il est directement lié à la longueur des tubes du bras. La précision d’un bras dépend également de ce paramètre, de sorte que plus le bras est petit plus il est précis. On distingue le volume de mesure de la distance maximale atteignable (voir schémas ci-dessous).
Kreon propose une gamme variée de bras 6 axes et 7 axes, dont la taille peut varier entre 2m et 5m.
Le choix du bras de mesure le plus adapté est donc un compromis entre la précision requise et le volume de travail souhaité.
