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Vérification et diagnostic des machines à mesurer tridimensionnelles avec découplage machine et palpeur.

Abdelhak Nafi

PhD thesis (2011)

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Cite this document: Nafi, A. (2011). Vérification et diagnostic des machines à mesurer tridimensionnelles avec découplage machine et palpeur. (PhD thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/591/
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Abstract

RÉSUMÉ Cette recherche est une contribution au diagnostic des sources d’erreurs sur les machines à mesurer tridimensionnelles (MMTs). Le diagnostic des principales sources d’erreurs sur une MMT nécessite une étude dépendante du volume de mesure. Dans un grand volume de mesures, ce sont les erreurs liées au mouvement des axes de la machine qui dominent. Dans un petit volume de mesure, ce sont les erreurs liées au palpeur qui deviennent, souvent, dominants. Ces sources d’erreurs coexistent et affectent la qualité de mesure. Dans un grand volume de mesure, une méthode pour identifier les écarts de perpendicularité et les gains d’échelle a été proposée en utilisant un calibre étagé mesuré dans les sept positions suggérées par le rapport ASME B89.4.10360.2-2008. Ces paramètres permettent d’expliquer partiellement les erreurs mesurées sur le calibre étagé et d’apporter une action corrective à la machine en cas de non-conformité. Dans un petit volume de mesure, une méthode pour séparer les erreurs de palpeur du reste des erreurs de la machine a été proposé. Cette méthode est basée sur le palpage d’une sphère de référence selon plusieurs configurations en faisant un retournement du système de palpage. Les données non expliquées par le modèle de séparation sont traitées afin de séparer les contributions aléatoires des résultats de palpage en fonction de la direction de l'approche de la machine et la direction de déclenchement du palpeur. Enfin, une étude sur le choix de configurations et sur l’échantillonnage de points palpés a été réalisée dans le but de réduire le temps d’exécution de la méthode.----------ABSTRACT The diagnosis of the main sources of errors in a coordinate measuring machine (CMM) requires a study dependent on the measurement volume. In a large measurement volume, the errors related to movement of the machine axes dominate. In a small measurement volume, the errors related to the probe, often, dominate. These error sources coexist and affect the measurement quality. In a large measurement volume, a method for identifying axes out-of-squarenesses and gains of scale is proposed which uses data obtained by measuring a step gauge in the seven positions suggested by the report ASME B89.4.10360.2 -2008. These parameters can partially explain the measured errors on a step gauge and remedial action can be taken if necessary. In a small measurement volume, a method to separate the probe errors from machine errors is proposed. This method is based on redundancy measurements of the machine’s own test sphere. The method was tested on a laboratory machine and the results were confirmed by measuring separately the probe and the machine errors. Data not explained by those error models are used to separate the contributions to the probing results randomness originating from the machine approach direction and from the probe triggering direction. Such information can then be used as input to the estimation of measurement uncertainty. Finally, a study on the choice of configuration and sampling points measured was conducted in order to minimize the test time and reduce the industrial cost of such periodic verification.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de génie mécanique
Dissertation/thesis director: René Mayer
Date Deposited: 25 Oct 2011 10:16
Last Modified: 24 Oct 2018 16:10
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/591/

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