Principe de fonctionnement et configuration optique
Un projecteur de profil, également appelé comparateur optique, utilise un grossissement optique sans contact pour projeter une silhouette 2D agrandie ou une image de surface d'une pièce sur un écran en verre dépoli pour la mesure linéaire et angulaire.
Principe de la lentille objectif télécentrique
Les objectifs standard introduisent une distorsion de perspective où les éléments proches de l'objectif apparaissent plus grands. Qualitest Les projecteurs de profil éliminent cette erreur dimensionnelle grâce à des objectifs télécentriques dont la pupille est positionnée à l'infini. La lumière se propage sur des trajets optiques parallèles à travers la platine en verre, maintenant ainsi des facteurs de grossissement constants (10×, 20×, 50×, 100×) même si la pièce se déplace légèrement le long de l'axe optique. Les modèles avancés, comme le QualiPP™ H412, combinent des objectifs télécentriques à des optiques à réflecteur traitées pour optimiser la netteté et le contraste des contours de l'image.
Méthodes d'éclairage
- Éclairage de contour (transmis) : La lumière traverse directement la vitre de scène, projetant une silhouette nette aux contours très contrastés sur l'écran de visualisation. Cette méthode permet de mesurer les profils extérieurs, les formes de filetage, les rayons de courbure et les chanfreins.
- Éclairage LED de surface (réfléchi) : Des LED de surface réglables projettent la lumière directement sur la face supérieure du composant, réfléchissant les détails de surface vers la lentille optique. Cette méthode permet d'inspecter les marquages de surface estampés, les rainures peu profondes, les trous borgnes et les textures de surface.
Méthode de mesure des coordonnées et de détection des contours
Qualitest Les systèmes combinent des échelles linéaires en verre de haute précision avec des dispositifs de lecture multifonctions comme le QualiDigi™ Readout 400. Fonctionnant de concert avec des capteurs de détection de bord optoélectroniques, le dispositif de lecture détecte les transitions de la lumière à l'obscurité sur le profil, enregistrant automatiquement les coordonnées X/Y et les valeurs angulaires jusqu'à une résolution de 1' sans biais d'alignement de l'opérateur.
Configurations de disposition optique : axe vertical vs. axe horizontal
- Axe optique vertical (séries QualiPP™ V300 et QualiPP™ V400 / QVP400) : Doté d'écrans de projection de Ø300 mm et Ø400 mm, ce système utilise une platine en verre horizontale pour la projection de la lumière verticalement. Cette configuration convient à la projection de pièces métalliques plates embouties, de joints en caoutchouc, de petits engrenages, de composants horlogers et de pièces médicales fines.
- Axe optique horizontal (séries QualiPP™ H300, QualiPP™ H400, QualiPP™ H3015 et QualiPP™ H412) : L'utilisation de grilles de Ø300 mm à Ø412 mm permet à la lumière de se propager horizontalement sur la table de travail. Cette configuration convient aux arbres tournés de grande taille, aux fixations filetées longues, aux matrices de formage et aux plaquettes d'outils de coupe maintenues entre pointes ou dans des blocs en V.
Méthode d'étalonnage et d'incertitude de mesure
La vérification du projecteur de profil suit le cadre d'évaluation de l'incertitude de mesure établi par la norme ISO/IEC Guide 98-3:2008.
| Paramètre d'étalonnage | Plage de mesure / Grossissement | Incertitude élargie (U) | Facteur de couverture (k) | Un niveau de confiance |
|---|
| Écart de grossissement | Grossissement 10× | 0.0096 % | 2.04 | ~% 95 |
| Écart de positionnement de la scène | Course de 0 à 100 mm | 0.005 mm | 2.01 | ~% 95 |
L'évaluation de l'incertitude tient compte de la dilatation thermique du verre de la platine, de la résolution de l'encodeur et de la distorsion de la lentille. Les systèmes de refroidissement intégrés aux châssis QualiPP™ empêchent l'accumulation de chaleur pendant le fonctionnement continu, garantissant ainsi des performances d'étalonnage stables en atelier.
Applications pratiques de mesure et limites de la méthode
Méthodes d'application recommandées
- Composants flexibles et souples : Mesure des joints toriques en caoutchouc, des joints élastomères et des connecteurs en plastique fin sans déformation physique de la sonde de contact.
- Optique transparente : Mesure de composants transparents comme les lentilles intraoculaires médicales, où la projection optique évalue les diamètres extérieurs sans rayer les surfaces délicates.
- Inspection de l'atelier d'outillage : Vérification des angles de pas de filetage, des profils de dents d'engrenage, des tarauds, des filières et des plaquettes d'outils de coupe sur les plateaux d'inspection QualiPP™.
Limites de la méthode
- Contrainte planaire 2D : La projection de profil est limitée aux mesures planaires bidimensionnelles. L'image d'ombre 2D ne permet pas de mesurer l'alignement spatial 3D ni l'inclinaison rotationnelle multi-axes.
- Limitations de la cavité interne : Les cavités profondes et aveugles ou les éléments internes qui bloquent le passage de la lumière ne peuvent pas projeter une silhouette d'ombre dégagée.
