Mesurer un diamètre extérieur
Complying with outer diameter specifications for parts such as tubes, shafts or axles is a challenge for their manufacturers. Pneumatic, tactile or optical methods can address these needs.
Pourquoi contrôler un diamètre extérieur ?
La mesure du diamètre extérieur des tubes, des arbres et autres axes est une étape importante de leurs processus de fabrication. Pour le contrôle de la qualité, mesurer le diamètre extérieur permet de s’assurer que le produit respecte les dimensions et les tolérances spécifiées. Cela permet de maintenir la qualité du produit et de son procédé de fabrication.
En effet, le diamètre extérieur d’un arbre ou d’un tube doit être compatible avec les autres composants avec lesquels il sera assemblé, comme des roulements, des engrenages ou d’autres tubes. Vérifier ce diamètre extérieur après fabrication garantit donc que les pièces, une fois assemblées, auront le niveau de jeu ou de serrage souhaité.
Le contrôle de diamètres de tubes, arbres ou axes par la méthode pneumatique
La mesure pneumatique est largement utilisée pour vérifier les dimensions extérieures des pièces fabriquées. Dans le cas particulier des diamètres de tubes et arbres mécaniques, la technologie des bagues de mesures pneumatiques est employée.
La bague se compose d’un anneau creux où circule un flux d’air comprimé, avec au moins deux petits orifices de sortie orientés vers l‘intérieur. Elle est insérée autour de la pièce cylindrique à mesurer.
La pression du flux d’air varie en fonction de l’espacement entre les orifices et les bords de la pièce contrôlée. Le diamètre mesuré est matérialisé par une hauteur de liquide qui dépend de cette pression, ou par sa représentation graphique sur un logiciel. Cette hauteur de liquide est comparée à celle obtenue pour des pièces étalons de diamètres souhaités.
Les bagues pneumatiques offrent plusieurs avantages par rapport à d’autres types d’outils de mesure pour contrôler les diamètres extérieurs, notamment une grande précision, une mesure sans contact, simple et rapide. Elles sont couramment utilisées dans des industries telles que l’automobile ou l’aéronautique.
Le contrôle de diamètres extérieurs par les méthodes tactiles
La méthode tactile est très utilisée pour mesurer des dimensions extérieures de pièces, et en particulier les diamètres. Les technologies de capteurs mises en œuvre sont notamment les palpeurs numériques, à déplacement linéaire (LVDT), à déclenchement par contact, ou les palpeurs de scanning.
Ces capteurs sont le plus souvent attachés à une machine par le biais d’automates qui peuvent les déplacer tout en connaissant en permanence leur position dans l’espace. Ils sont mis en mouvement jusqu’à détection d’un contact avec la surface de la pièce à vérifier. Les coordonnées du ou des points de contact sont alors enregistrées. Ces coordonnées sont comparées pour calculer le diamètre extérieur à vérifier. Selon la technologie employée, les palpeurs mesurent soit deux points fixes, soit une série de points autour de la circonférence de la pièce.
La technique est assez universelle et permet, selon les capteurs et automates choisis, de concevoir des machines spécialisées dans le contrôle de certaines familles de pièces ou des machines très polyvalentes et capables de contrôler un grand nombre de pièces différentes. Le principe de la mesure tactile interdit toutefois de contrôler des pièces dont la surface risque d’être endommagée par un contact avec le palpeur.
Le contrôle de diamètres extérieurs par les micromètres optiques
Les micromètres optiques sont souvent utilisés pour contrôler les diamètres extérieurs car ils constituent un moyen rapide et précis de mesurer les dimensions d’objets cylindriques comme des tubes, arbres ou axes. Ils utilisent une méthode de mesure sans contact réduisant ainsi le risque d’endommagement ou d’usure de l’objet mesuré.
Les micromètres optiques fonctionnent en plaçant l’objet à contrôler entre un faisceau lumineux et un récepteur optique. L’ombre ainsi formée par l’objet est reconstituée sur une image numérique. Un algorithme de traitement d’image détermine la hauteur de l’ombre, et la traduit en diamètre de l’objet.
Outre leur précision et leur méthode de mesure sans contact, les micromètres optiques sont également faciles à utiliser et peuvent mesurer un large éventail de tailles et de formes d’objets. La cadence de mesure élevée des micromètres optiques et la rapidité de traitement des logiciels permet à cette méthode d’être utilisée en ligne, directement sur le procédé de fabrication.
Contrôle manuel, automatique, analogique ou numérique ?
La méthode pneumatique, généralement manuelle, peut intégrer des automates et des robots pour manipuler les pièces, déplacer les bagues de mesure, voire trier les pièces en fonction de leur conformité. Ces systèmes peuvent être adaptés aux cadences de mesure requises par l’utilisateur.
Les résultats de mesures de diamètres extérieurs, quelle que soit la méthode employée, peuvent être enregistrés à l’aide d’un logiciel. Le logiciel offre plusieurs fonctions utiles, telles que la programmation de procédures d’inspection, l’affichage de résultats simples de mesure de diamètre pour une prise de décision rapide, les calculs statistiques de séries de résultats et la génération automatique de rapports de mesure.
De plus, l’enregistrement des données de mesure et la gestion des comptes administrateurs ou utilisateurs offrent un niveau de traçabilité que les systèmes analogiques ne peuvent égaler.
Dans le cas de la mesure par palpeur, le logiciel peut générer une image numérique à partir des coordonnées mesurées. Comme dans le cas des mesures optiques, l’image peut ensuite être analysée à l’aide d’un algorithme ou d’une fonction de traitement d’image pour déterminer les diamètres souhaités.
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