FR2945618A1 - Three-dimensional measuring machine for measuring e.g. dimension of cylinder part, has interferometer measuring position of sensor along measurement axis, and mirror fixed at sensor perpendicular to measurement axis - Google Patents

Three-dimensional measuring machine for measuring e.g. dimension of cylinder part, has interferometer measuring position of sensor along measurement axis, and mirror fixed at sensor perpendicular to measurement axis Download PDF

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Abstract

The machine has a ruler (24) equipped with graduations (26) and extending parallel to a measurement axis from a sensor (10) displaceable along the measurement axis. The sensor detects a point of contact with the part, and an automatic reader (28) reads the graduations of the rule to determine the position of the point of contact along the measurement axis. An interferometer (40) measures the position of the sensor along the measurement axis. A mirror (46) is fixed at the sensor perpendicular to the measurement axis. An independent claim is also included for a method for measuring dimension of a part by using a measuring machine.

Description

MACHINE ET PROCEDE DE MESURE D'UNE DIMENSION D'UNE PIECE [000l] L'invention concerne une machine et un procédé de mesure d'une dimension d'une pièce. [0002] Par dimension d'une pièce, on entend ici une grandeur mesurable de la pièce. Par exemple, il s'agit d'un diamètre d'un cylindre ou d'une sphère ou encore d'une largeur, d'une profondeur ou d'une hauteur de la pièce. [0003] Des machines connues à mesurer sont équipées : • d'au moins une règle pourvue de graduations et s'étendant parallèlement à un axe de mesure, • d'un palpeur déplaçable le long de l'axe de mesure et permettant de détecter un point de contact avec la pièce, et • d'un lecteur automatique des graduations de la règle pour déterminer la position du point de contact le long de l'axe de mesure. [0004] Pour mesurer une dimension d'une pièce avec ces machines connues, il faut déplacer le palpeur jusqu'à un point de contact situé à une extrémité de la dimension à mesurer. Le lecteur de graduation est alors utilisé pour relever cette première position du palpeur. Ensuite, le palpeur est déplacé jusqu'à un second point de contact situé à l'autre extrémité de la dimension à mesurer. Une seconde position du palpeur est alors relevée par le lecteur de graduation. La dimension est calculée à partir de la différence entre ces deux positions relevées. [0005] Le diamètre du palpeur introduit une erreur constante de mesure. Cette erreur est appelée constante palpeur . Pour tenir compte de cette erreur, la mesure de la dimension de la pièce est généralement précédée d'une phase de calibrage. Pendant cette phase de calibrage, le palpeur est amené au contact d'une sphère de calibrage. Le lecteur de graduation est alors utilisé pour relever les différentes positions des points de contact avec cette sphère de calibrage. A partir de ces positions relevées et du diamètre connu de la sphère de calibrage, le diamètre du palpeur est calculé. La constante palpeur ainsi calculée est alors utilisée pour corriger les mesures des dimensions de la pièce. [000s] Toutefois, à cause de l'utilisation de règles graduées et d'une sphère de calibrage, les incertitudes de mesure sur la dimension de la pièce sont importantes. De ce fait, une telle machine à mesurer ne peut pas être utilisée, par exemple, pour étalonner d'autres pièces. En effet, la précision de la mesure dépend : • de la justesse des règles, • de la sphère de calibrage, et des défauts géométriques intrinsèques de la machine tels que des erreurs d'orthogonalité entre les axes de mesure de la machine. [000s] Au mieux, une telle machine permet d'atteindre une précision de 10-6 ou de 10-5 suivant le type de machine. [000s] L'invention vise à réaliser des mesures plus précises à l'aide d'une telle machine. Elle a donc pour objet une machine à mesurer comportant en plus un interféromètre apte à mesurer la position du palpeur le long de l'axe de mesure. [000s] Dans la machine ci-dessus, grâce à l'utilisation d'un interféromètre pour mesurer le déplacement du palpeur le long de l'axe de mesure, les positions mesurées sont beaucoup plus précises que celle qui sont relevées par une règle traditionnelle. [ooio] Les modes de réalisation de cette machine peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques des variantes listées ci-après. [0011] Dans une variante, la machine comporte un miroir fixé sans aucun degré de liberté au palpeur, perpendiculairement à l'axe de mesure, de manière à réfléchir un faisceau optique émis par l'interféromètre pour mesurer la position du palpeur. L'utilisation d'un miroir placé sur l'axe de mesure évite ou décroît fortement l'erreur de parallaxe (principe d'Abbe). [0012] Dans une variante, le miroir est suffisamment grand pour permettre au palpeur de contourner la pièce tout en réfléchissant continuellement le faisceau optique. Un miroir dont la taille est suffisante permet de contourner la pièce tout en réfléchissant en continu le faisceau optique de l'interféromètre, ce qui évite de réinitialiser l'interféromètre entre deux mesures successives. [0013] Dans une variante, la machine comprend au moins trois règles pourvues de graduations et s'étendant le long de trois directions non coplanaires pour définir trois axes de mesure non coplanaires. [0014] L'invention a également pour objet un procédé de mesure d'une dimension d'une pièce à l'aide de la machine à mesurer ci-dessus, dans lequel le procédé comprend la mesure de la position du palpeur le long de l'axe de mesure à l'aide d'un interféromètre. [0015] Dans une variante, le procédé comprend la mesure à l'aide de l'interféromètre de la même dimension sur un étalon et le calcul d'une constante du palpeur à partir de cette mesure, et a mesure à l'aide de l'interféromètre de cette dimension sur la pièce et la correction de cette mesure à l'aide de la constante du palpeur. Relever la constante palpeur à partir de mesures réalisées à l'aide de l'interféromètre permet d'accroître la précision de mesure [0016] Dans une variante, l'étalon et la pièce sont alignés sur un axe colinéaire à 20 l'axe de mesure et chaque dimension à mesurer est colinéaire à cet axe de mesure. [0017] Dans une variante, un étalon et la pièce sont simultanément disposés sur un axe de mesure et le procédé comprend le déplacement robotisé du palpeur entre des points de contact avec l'étalon et avec la pièce. Placer l'étalon et la pièce à mesurer sur l'axe de mesure permet d'éviter l'erreur de parallaxe 25 [0018] Dans une variante, le procédé comprend le positionnement du palpeur au niveau de points de contact situés à des extrémités de la dimension à mesurer en utilisant la position du palpeur obtenue à partir d'une lecture automatique des graduations de la règle. Le déplacement robotisé du palpeur entre l'étalon et la pièce permet d'éviter toute manipulation manuelle pendant le cycle de mesure, ce qui accroît la précision de la mesure en évitant, par exemple, des échauffements thermiques liés à de telles manipulations manuelles. [0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : • la figure 1 est une illustration schématique d'une machine à mesurer tridimensionnelle, • la figure 2 est une illustration schématique en vue de dessus de la position de différents points de contact, et la figure 3 est un organigramme d'un procédé de mesure à l'aide de la machine de la figure 1. [0020] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. [0021] Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. [0022] La figure 1 représente une machine 2 à mesurer tridimensionnelle. Ici, cette machine 2 est utilisée pour mesurer une dimension, successivement, d'un étalon de référence 4 servant à la constante du palpeur et d'une pièce à mesurer 6. [0023] La suite de cette description est faite dans le cas particulier où l'étalon 4 et la pièce 6 sont des cylindres disposés verticalement le long d'une direction Z et où la dimension mesurée est le diamètre de ces cylindres. Ces cylindres sont alignés sur un axe de mesure 8 de la machine 2 parallèle à une direction horizontale X. [0024] La machine 2 comprend un palpeur 10 permettant de détecter un point de contact mécanique avec l'étalon 4 ou la pièce 6. L'extrémité du palpeur 10 destinée à venir en contact avec l'étalon 4 et la pièce 6 se termine par une sphère 10a de contact. Le diamètre de cette sphère 10a est égal à la constante palpeur. [0025] Le palpeur 10 est fixé sans aucun degré de liberté à une extrémité inférieure d'un bras mobile 12. Le bras 12 est déplaçable selon les directions X et Z ainsi que le long d'une direction Y orthogonale aux directions X et Z. A cet effet, une extrémité supérieure du bras 12 est fixée à un portique 14. [0026] Par exemple, le portique 14 comprend un montant horizontal 16 et deux montants verticaux 18 et 20. Dans le montant 16 coulisse verticalement le bras 12 de manière à ajuster la position du palpeur 10 le long de la direction Z. Le bras 12 coulisse horizontalement le long du montant 16 pour déplacer le palpeur 10 dans la direction X. [0027] Enfin, les extrémités inférieures le montant 20 est entrainé et guidé et le montant 18 repose sur un patin à coussin d'air sur le marbre 36 de la machine est de ce fait se déplace en Y. Ainsi, le palpeur 10 est également déplaçable parallèlement à la direction Y. [0028] Pour mesurer la position du palpeur 10 le long de la direction X, le portique 14 est équipé d'une règle 24 qui s'étend parallèlement à la direction X. Par exemple, cette règle 24 est fixée sans aucun degré de liberté au montant 16. La règle 24 comporte des graduations 26 à intervalles réguliers. [0029] Le portique 14 comprend également un lecteur 28 propre à lire les graduations 26. [0030] Le lecteur 28 est solidaire du bras 12 de manière à ce que lorsque le bras 12 se déplace le long de la direction X, le lecteur 28 se déplace également le long de la règle 24. Le lecteur 28 relève le nombre de graduations parcourues lors des déplacements du palpeur 10 le long de l'axe de mesure 8. [0031] De façon similaire, des règles graduées et des lecteurs correspondants sont prévus le long des directions Z et Y de manière à relever les graduations parcourues le long de ces directions. [0032] Chacun de ces lecteurs est raccordé à un calculateur électronique 30. Le calculateur 30 détermine la position du palpeur 10 à partir des graduations lues par chacun des lecteurs. Ici. Les valeur lues sont ensuite analysées par la logiciel spécifique à chaque machine et ce fait capable de déterminer une dimension à partir d'une différence entre des positions de points de contact situés à chaque extrémité de cette dimension. [0033] Les déplacements du palpeur 10 le long des directions X, Y et Z sont entièrement robotisés. Ici, ces déplacements sont commandables par un opérateur qui manipule des joysticks 32 et 34. [0034] L'étalon 4, la pièce 6 ainsi que le portique 14 sont disposés sur une table 36 de travail. Cette table 36 est classiquement en marbre. [0035] A l'aide des lecteurs de graduations, la précision sur la mesure d'une dimension atteint au mieux 10-6 ou 10-5 . [0036] Pour améliorer cette précision, la machine 2 est équipée d'un interféromètre 40. Cet interféromètre émet un faisceau optique 42 parallèlement à l'axe de mesure 8. De préférence, l'axe du faisceau optique est sécant avec la sphère 10a lorsque celle-ci est positionnée à l'une des extrémités de la dimension à mesurer. Une partie de ce faisceau 42 est réfléchie par un séparateur 44 de faisceau vers l'interféromètre 40. Une autre partie du faisceau 42 traverse le séparateur 44 et vient se réfléchir sur un miroir 46 avant de retourner vers l'interféromètre 40. [0037] Ici, le séparateur 44 est fixé sans aucun degré de liberté à la table 36. [0038] Le miroir 46 est fixé sans aucun degré de liberté au palpeur 10. Ici, le miroir 46 est fixé à l'aide d'une équerre au bras mobile 12. Les dimensions du miroir 46 sont suffisantes pour que le palpeur 10 puisse être déplacé d'un côté à l'autre de l'étalon 4 et de la pièce 6 en passant par dessus l'étalon ou la pièce 6 sans que la réflexion du faisceau 42 sur le miroir 46 ne soit interrompue. [0039] L'interféromètre 40 est immobile et solidaire de la table 36. [0040] L'interféromètre 40 comprend un afficheur 48 pour afficher une distance d mesurer entre une origine O (voir figure 2) et le miroir 46. L'origine O est située sur l'axe 8 et fixe par rapport à l'interféromètre 40. [0041] La figure 2 représente en vue de dessus la position de l'étalon 4 et de la pièce 6 par rapport à l'interféromètre 40. Ici, l'étalon 4 et la pièce 6 sont alignés sur l'axe 8. Les diamètres à mesurer de l'étalon 4 et de la pièce 6 sont alignés sur l'axe 8. [0042] Des cercles alignés sur l'axe 8 représentent des positions 50 à 53 de la sphère 10a lorsque celle-ci est située aux extrémités du diamètre de l'étalon 4 et de la pièce 6. Dans ces positions 50 à 53, la sphère 10a est en contact avec l'étalon 4 ou la pièce 6. Ainsi, l'axe 8 passe par les points de contact où sont mesurées les positions. [0043] Dans la suite de cette description, les distances qui séparent l'origine O des positions 50 à 53 sont notées respectivement d1, d2, d3 et d4. [0044] Le fonctionnement de la machine 2 va maintenant être décrit plus en détail en regard du procédé de la figure 3. [0045] Initialement, lors d'une étape 60, l'opérateur de la machine 2 positionne l'étalon 4 et la pièce 6 le long de l'axe 8 comme représenté dans la figure 2. [0046] Ensuite, il procède à une phase 62 de détermination de la constante palpeur. Au début de la phase 62, lors d'une étape 64, l'opérateur déplace le palpeur 10 pour amener la sphère 10a dans la position 50. Ce déplacement est réalisé par l'opérateur à l'aide des joysticks 32 et 34. Pour s'assurer que la sphère 10a a atteint la position 50, les mesures réalisées par les lecteurs de graduations tels que le lecteur 28 sont utilisées. En effet, la position 50 correspond à un point de contact où la distance entre l'origine O et l'étalon 4, dans la direction X, est minimale. Pour positionner le palpeur 10 dans la position 50, il n'est pas nécessaire d'utiliser l'interféromètre 40 puisqu'une précision de l'ordre de 10-6 ou 10-5 est suffisante. [0047] Ensuite, lors d'une étape 66, lorsque le palpeur 10 est dans la position 50, l'interféromètre 40 est utilisé pour mesurer la distance d1. [0048] Les étapes 64 et 66 sont réitérées pour amener le palpeur 10 dans la position 51 et pour mesurer la distance d2. [0049] Une fois que les distances di et d2 ont été mesurées, lors d'une étape 68, la constante palpeur est calculée. Par exemple, la relation suivante est utilisée : Cp=- où : - Cp est la constante palpeur, - 0m est la différence entre les distances d2 et di, et - 0e est le diamètre connu de l'étalon 4. [0050] Ce calcul est réalisé par l'opérateur qui relève manuellement les distances d1 et d2 sur l'afficheur 48 de l'interféromètre. [0051] Une fois la constante palpeur calculée, l'opérateur procède à une phase 70 lors de laquelle le diamètre de la pièce 6 est mesuré. [0052] Au début de la phase 70, lors d'une étape 72, le palpeur 10 est déplacé par le portique 14 pour amener la sphère 10a dans la position 52. Ce déplacement est commandé par l'opérateur à l'aide des joysticks 32 et 34. Comme précédemment, les mesures réalisées par les lecteurs de graduations sont utilisées pour s'assurer que la position 52 a été atteinte. [0053] Une fois dans la position 52, l'interféromètre 40 est utilisé pour mesurer la distance d3 lors d'une étape 74. [0054] Ensuite, les étapes 72 et 74 sont réitérées pour positionner la sphère 10a dans la position 53 et mesurer la distance d4. [0055] Une fois les distances d3 et d4 mesurées, on procède à une étape 76 de calcul du diamètre (Pp de la pièce 6 et de correction de ce diamètre à l'aide de la constante Cp. Par exemple, le diamètre cp est obtenu à l'aide de la relation suivante : =-Cp où : - (Pp est le diamètre mesuré de la pièce 6, - Om est la différence entre les distances d4 et d3, et - Cp est la constante palpeur calculée lors de la phase 62. [0056] On améliore ainsi grandement la précision de la mesure du diamètre de la pièce 6. [0057] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, ce qui a été décrit dans le cas particulier où l'interféromètre est placé le long d'un axe de mesure parallèle à la direction X peut être appliqué au cas où l'interféromètre est placé le long de l'axe de mesure parallèle à la direction Y. [0058] La machine 2 peut être équipée d'un ou plusieurs axes de mesure. [0059] Les déplacements du palpeur 10 entre les positions 50 à 53 peuvent être commandés manuellement par un opérateur à l'aide des joysticks 32 et 34 ou être commandés automatiquement par le calculateur 30 à partir des mesures réalisées par les lecteurs de graduation. [0060] Ici, l'étalon 4 a été décrit dans le cas particulier où la forme et la taille de cet étalon sont identiques à la forme et la taille de la pièce 6. Toutefois, en variante, seule la forme de l'étalon 4 est identique à la forme de la pièce 6. Dans cette variante, la taille de l'étalon 4 n'est pas nécessairement la même que la taille de l'étalon 6. Cette différence d'échelle entre l'étalon 4 et la pièce 6 peut être corrigée ou prise en compte en calculant la différence des modules de Young au niveau des points de contact sur l'étalon 4 et sur la pièce 6. [0061] Dans une autre variante, l'étalon 4 n'a pas la même forme que la pièce 6. [0062] De nombreuses technologies sont possibles pour réaliser le palpeur 10. Par exemple, comme décrit ici, le palpeur 10 est réalisé à partir d'une pièce mécanique qui vient directement en contact avec l'étalon 4 ou la pièce 6. Dans d'autres modes de réalisation, le palpeur 10 est réalisé à l'aide d'un faisceau optique ou à l'aide d'un dispositif capacitif qui permet de détecter précisément un point de contact. [0063] Le miroir 46 peut être placé au-dessus, dans la direction Z, du palpeur 10. [0064] Dans un autre mode de réalisation, le miroir 46 est remplacé par un prisme. [0065] Les différents calculs décrits ici peuvent être automatisés en raccordant l'interféromètre 40 au calculateur 30 par l'intermédiaire d'une liaison de transmission d'informations 49 représentée en pointillés sur la figure 1. Dans ce cas, le calculateur 30 dispose de l'ensemble des informations nécessaires pour réaliser les calculs décrits en regard de la figure 3. [0066] Ce qui a été décrit ici dans le cas particulier d'une mesure d'un diamètre s'applique également à la mesure d'une longueur d'une pièce.10 The invention relates to a machine and a method for measuring a dimension of a workpiece. By dimension of a piece, here means a measurable size of the workpiece. For example, it is a diameter of a cylinder or a sphere or a width, depth or height of the piece. Known machines to be measured are equipped with: • at least one ruler provided with graduations and extending parallel to a measurement axis, • a probe movable along the measuring axis and making it possible to detect a point of contact with the workpiece; and • an automatic ruler scale reader to determine the position of the contact point along the measurement axis. To measure a dimension of a workpiece with these known machines, it is necessary to move the probe to a point of contact located at one end of the dimension to be measured. The scale reader is then used to raise this first position of the probe. Then, the probe is moved to a second point of contact at the other end of the dimension to be measured. A second position of the probe is then raised by the graduation reader. The dimension is calculated from the difference between these two raised positions. The probe diameter introduces a constant error of measurement. This error is called the probe constant. To account for this error, the measurement of the dimension of the part is usually preceded by a calibration phase. During this calibration phase, the probe is brought into contact with a calibration sphere. The graduation reader is then used to record the different positions of the points of contact with this calibration sphere. From these raised positions and the known diameter of the calibration sphere, the probe diameter is calculated. The probe constant thus calculated is then used to correct measurements of the dimensions of the part. However, because of the use of graduated rulers and a calibration sphere, the measurement uncertainties on the dimension of the part are important. As a result, such a measuring machine can not be used, for example, to calibrate other parts. In fact, the accuracy of the measurement depends on: • the accuracy of the rules, • the calibration sphere, and the intrinsic geometric defects of the machine, such as orthogonality errors between the measuring axes of the machine. At best, such a machine can achieve an accuracy of 10-6 or 10-5 depending on the type of machine. The invention aims to achieve more accurate measurements using such a machine. It therefore relates to a measuring machine further comprising an interferometer capable of measuring the position of the probe along the measurement axis. In the machine above, thanks to the use of an interferometer to measure the movement of the probe along the measurement axis, the measured positions are much more precise than those recorded by a traditional rule. . [ooio] Embodiments of this machine may include one or more of the features of the variants listed below. In a variant, the machine comprises a mirror fixed without any degree of freedom to the probe, perpendicular to the measurement axis, so as to reflect an optical beam emitted by the interferometer to measure the position of the probe. The use of a mirror placed on the measuring axis greatly avoids or decreases the parallax error (Abbe principle). In a variant, the mirror is large enough to allow the probe to work around the room while continuously reflecting the optical beam. A mirror whose size is sufficient to circumvent the room while continuously reflecting the optical beam of the interferometer, which avoids resetting the interferometer between two successive measurements. In a variant, the machine comprises at least three rulers provided with graduations and extending along three non-coplanar directions to define three non-coplanar measurement axes. The invention also relates to a method for measuring a dimension of a workpiece using the measuring machine above, in which the method comprises measuring the position of the feeler along the measurement axis using an interferometer. In a variant, the method comprises the measurement using the interferometer of the same dimension on a standard and the calculation of a probe constant from this measurement, and is measured with the aid of the interferometer of this dimension on the part and the correction of this measurement using the probe constant. Raising the probe constant from measurements made with the aid of the interferometer makes it possible to increase the measurement accuracy In a variant, the standard and the part are aligned on an axis that is collinear with the axis of measurement. measurement and each dimension to be measured is collinear with this measurement axis. Alternatively, a standard and the part are simultaneously arranged on a measuring axis and the method comprises the robotic movement of the probe between contact points with the standard and with the workpiece. Placing the standard and the piece to be measured on the measurement axis avoids the parallax error [0018] In a variant, the method comprises positioning the probe at contact points located at the ends of the probe. the dimension to be measured using the position of the probe obtained from an automatic reading of the graduations of the rule. The robotic movement of the probe between the standard and the workpiece avoids any manual manipulation during the measurement cycle, which increases the accuracy of the measurement by avoiding, for example, thermal overheating related to such manual manipulations. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of non-limiting example and with reference to the drawings, in which: FIG. 1 is a schematic illustration of a machine 3 is a schematic illustration in plan view of the position of different contact points, and FIG. 3 is a flowchart of a measurement method using the machine of FIG. 1. In these figures, the same references are used to designate the same elements. In the following description, the features and functions well known to those skilled in the art are not described in detail. Figure 1 shows a machine 2 to measure three-dimensional. Here, this machine 2 is used to measure a dimension, successively, of a reference standard 4 serving the probe constant and a part to be measured. [0023] The following description is made in the particular case. where the standard 4 and the part 6 are cylinders arranged vertically along a direction Z and where the measured dimension is the diameter of these cylinders. These cylinders are aligned on a measuring axis 8 of the machine 2 parallel to a horizontal direction X. The machine 2 comprises a probe 10 for detecting a point of mechanical contact with the standard 4 or the part 6. The end of the probe 10 intended to come into contact with the standard 4 and the piece 6 ends with a sphere 10a of contact. The diameter of this sphere 10a is equal to the probe constant. The probe 10 is fixed without any degree of freedom to a lower end of a movable arm 12. The arm 12 is movable along the X and Z directions and along a Y direction orthogonal to the X and Z directions. For this purpose, an upper end of the arm 12 is fixed to a gantry 14. For example, the gantry 14 comprises a horizontal upright 16 and two vertical uprights 18 and 20. In the upright 16 slides vertically the arm 12 of in order to adjust the position of the probe 10 along the direction Z. The arm 12 slides horizontally along the upright 16 to move the probe 10 in the X direction. Finally, the lower ends the upright 20 is trained and guided and the upright 18 rests on an air cushion pad on the marble 36 of the machine is thereby moved in Y. Thus, the probe 10 is also movable parallel to the Y direction. [0028] To measure the position of the probe 10 the lon g of the X direction, the gantry 14 is equipped with a ruler 24 which extends parallel to the X direction. For example, this ruler 24 is fixed without any degree of freedom to the upright 16. The ruler 24 has graduations 26 at regular intervals. The gantry 14 also includes a reader 28 adapted to read the graduations 26. The reader 28 is secured to the arm 12 so that when the arm 12 moves along the direction X, the reader 28 also moves along the ruler 24. The reader 28 notes the number of graduations traveled during the movements of the probe 10 along the measurement axis 8. [0031] Similarly, graduated rulers and corresponding readers are along the directions Z and Y so as to record the graduations traveled along these directions. Each of these readers is connected to an electronic computer 30. The computer 30 determines the position of the probe 10 from the graduations read by each of the readers. Right here. The read values are then analyzed by the software specific to each machine and this fact is able to determine a dimension from a difference between contact point positions located at each end of this dimension. The movements of the probe 10 along the X, Y and Z directions are fully robotic. Here, these movements are controllable by an operator who handles joysticks 32 and 34. The standard 4, the part 6 and the gantry 14 are arranged on a work table 36. This table 36 is conventionally made of marble. With the aid of the graduated readers, the accuracy on the measurement of a dimension reaches at best 10-6 or 10-5. To improve this accuracy, the machine 2 is equipped with an interferometer 40. This interferometer emits an optical beam 42 parallel to the measurement axis 8. Preferably, the axis of the optical beam is intersecting with the sphere 10a. when it is positioned at one end of the dimension to be measured. A part of this beam 42 is reflected by a beam splitter 44 to the interferometer 40. Another part of the beam 42 passes through the separator 44 and is reflected on a mirror 46 before returning to the interferometer 40. [0037] Here, the separator 44 is fixed without any degree of freedom to the table 36. The mirror 46 is fixed without any degree of freedom to the probe 10. Here, the mirror 46 is fixed using a square to movable arm 12. The dimensions of the mirror 46 are sufficient for the probe 10 can be moved from one side to the other of the standard 4 and the part 6 by passing over the standard or the part 6 without the reflection of the beam 42 on the mirror 46 is interrupted. The interferometer 40 is stationary and integral with the table 36. The interferometer 40 includes a display 48 for displaying a distance d between an origin O (see FIG. 2) and the mirror 46. The origin O is located on the axis 8 and fixed with respect to the interferometer 40. [0041] FIG. 2 represents in view from above the position of the etalon 4 and of the part 6 with respect to the interferometer 40. , the etalon 4 and the part 6 are aligned on the axis 8. The diameters to be measured of the etalon 4 and the part 6 are aligned on the axis 8. [0042] Circles aligned on the axis 8 represent positions 50 to 53 of the sphere 10a when it is located at the ends of the diameter of the standard 4 and the part 6. In these positions 50 to 53, the sphere 10a is in contact with the standard 4 or the piece 6. Thus, the axis 8 passes through the contact points where the positions are measured. In the remainder of this description, the distances separating the origin O from positions 50 to 53 are respectively denoted d1, d2, d3 and d4. The operation of the machine 2 will now be described in more detail with regard to the method of FIG. 3. Initially, during a step 60, the operator of the machine 2 positions the standard 4 and the piece 6 along the axis 8 as shown in Figure 2. [0046] Next, it proceeds to a phase 62 of determining the probe constant. At the beginning of the phase 62, during a step 64, the operator moves the probe 10 to bring the sphere 10a into the position 50. This movement is performed by the operator with the help of the joysticks 32 and 34. ensure that the sphere 10a has reached the position 50, the measurements made by the readers of graduations such as the reader 28 are used. Indeed, the position 50 corresponds to a point of contact where the distance between the origin O and the standard 4, in the direction X, is minimal. To position the probe 10 in the position 50, it is not necessary to use the interferometer 40 since an accuracy of the order of 10-6 or 10-5 is sufficient. Then, during a step 66, when the probe 10 is in the position 50, the interferometer 40 is used to measure the distance d1. Steps 64 and 66 are reiterated to bring the probe 10 into the position 51 and to measure the distance d2. Once the distances d1 and d2 have been measured, during a step 68, the probe constant is calculated. For example, the following relation is used: Cp = - where: - Cp is the probe constant, - 0m is the difference between the distances d2 and di, and - 0e is the known diameter of the standard 4. [0050] Ce calculation is performed by the operator who manually records the distances d1 and d2 on the display 48 of the interferometer. Once the probe constant has been calculated, the operator proceeds to a phase 70 during which the diameter of the part 6 is measured. At the beginning of the phase 70, during a step 72, the probe 10 is moved by the gantry 14 to bring the sphere 10a in the position 52. This movement is controlled by the operator using the joysticks 32 and 34. As before, the measurements made by the scale readers are used to ensure that the position 52 has been reached. Once in the position 52, the interferometer 40 is used to measure the distance d3 during a step 74. [0054] Then, the steps 72 and 74 are reiterated to position the sphere 10a in the position 53 and measure the distance d4. Once the distances d3 and d4 are measured, a step 76 is made to calculate the diameter (Pp of the part 6) and to correct this diameter using the constant Cp. For example, the diameter cp is obtained by the following relation: = -Cp where: - (Pp is the measured diameter of part 6, - Om is the difference between distances d4 and d3, and - Cp is the probe constant calculated during the This greatly improves the accuracy of the measurement of the diameter of the part 6. Many other embodiments are possible, for example what has been described in the particular case where the interferometer is placed along a measurement axis parallel to the direction X can be applied to the case where the interferometer is placed along the measurement axis parallel to the Y direction. [0058] The machine 2 can be equipped with one or more measuring axes The movements of the probe 10 between the positions 50 53 can be controlled manually by an operator using the joysticks 32 and 34 or be automatically controlled by the computer 30 based on measurements made by the scale reader. Here, the standard 4 has been described in the particular case where the shape and the size of this standard are identical to the shape and size of the part 6. However, as a variant, only the shape of the standard 4 is identical to the shape of the part 6. In this variant, the size of the standard 4 is not necessarily the same as the size of the standard 6. This difference in scale between the standard 4 and the piece 6 can be corrected or taken into account by calculating the difference of the Young's moduli at the points of contact on the etalon 4 and on the piece 6. In another variant, the etalon 4 does not have the same shape as the piece 6. Many technologies are possible to achieve the probe 10. For example, as described herein, the probe 10 is made from a mechanical part that comes into direct contact with the standard 4 or the part 6. In other embodiments, the probe 10 is made using a beam optical or with a capacitive device that can accurately detect a point of contact. The mirror 46 can be placed above, in the Z direction, of the probe 10. In another embodiment, the mirror 46 is replaced by a prism. The various calculations described here can be automated by connecting the interferometer 40 to the computer 30 via an information transmission link 49 shown in dashed lines in FIG. 1. In this case, the computer 30 has of all the information necessary to perform the calculations described with reference to FIG. 3. What has been described here in the particular case of measuring a diameter also applies to the measurement of a length of a room.

Claims (9)

REVENDICATIONS1. Machine à mesurer une dimension d'une pièce, cette machine étant équipée d'au moins une règle (24) pourvue de graduations (26) et s'étendant parallèlement à un axe (8) de mesure, d'un palpeur (10) déplaçable le long de l'axe de mesure et permettant de détecter un point de contact avec la pièce, et d'un lecteur (28) automatique des graduations de la règle pour déterminer la position du point de contact le long de l'axe de mesure, caractérisée en ce que la machine comporte en plus un interféromètre (40) apte à mesurer la position du palpeur (10) le long de l'axe de mesure. REVENDICATIONS1. Machine for measuring a dimension of a workpiece, this machine being equipped with at least one ruler (24) provided with graduations (26) and extending parallel to a measurement axis (8), of a probe (10) movable along the measurement axis and for detecting a point of contact with the workpiece, and an automatic reader (28) of the graduations of the ruler for determining the position of the point of contact along the axis of measurement. measurement, characterized in that the machine further comprises an interferometer (40) adapted to measure the position of the probe (10) along the measurement axis. 2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle la machine comporte un miroir (46) fixé sans aucun degré de liberté au palpeur (10), perpendiculairement à l'axe de mesure, de manière à réfléchir un faisceau optique émis par l'interféromètre pour mesurer la position du palpeur. 2. Machine according to claim 1, wherein the machine comprises a mirror (46) fixed without any degree of freedom to the probe (10), perpendicular to the measurement axis, so as to reflect an optical beam emitted by the interferometer to measure the position of the probe. 3. Machine selon la revendication 2, dans laquelle le miroir (46) est suffisamment grand pour permettre au palpeur (10) de contourner la pièce tout en réfléchissant continuellement le faisceau optique. 3. Machine according to claim 2, wherein the mirror (46) is large enough to allow the probe (10) to circumvent the work while continuously reflecting the optical beam. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la machine comprend au moins trois règles pourvues de graduations et s'étendant le long de trois directions non coplanaires pour définir trois axes de mesure non coplanaires. 4. Machine according to any one of the preceding claims, wherein the machine comprises at least three rulers provided with graduations and extending along three non-coplanar directions to define three non-coplanar measurement axes. 5. Procédé de mesure d'une dimension d'une pièce à l'aide d'une machine à mesurer conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend la mesure (74) de la position du palpeur le long de l'axe de mesure à l'aide d'un interféromètre. 5. A method of measuring a dimension of a workpiece using a measuring machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the method comprises measuring (74) the position of the probe along the measurement axis using an interferometer. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le procédé comprend la mesure (62) à l'aide de l'interféromètre de la même dimension sur un étalon et le calcul d'une constante palpeur à partir de cette mesure, et la mesure (70) à l'aide de l'interféromètre de cette dimension sur la pièce et la correction (76) de cette mesure à l'aide de la constante palpeur. The method of claim 5, wherein the method comprises measuring (62) using the interferometer of the same size on a standard and calculating a probe constant from that measurement, and measuring (70) using the interferometer of this dimension on the part and the correction (76) of this measurement using the probe constant. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'étalon et la pièce sont alignés (60) sur un axe colinéaire à l'axe de mesure et chaque dimension à mesurer est colinéaire à cet axe de mesure. 7. The method of claim 6, wherein the standard and the part are aligned (60) on an axis collinear with the measurement axis and each dimension to be measured is collinear with this measurement axis. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel un étalon et la pièce sont simultanément disposés sur un axe de mesure et le procédé comprend le déplacement robotisé (64, 72) du palpeur entre des points de contact avec l'étalon et avec la pièce. 8. A method according to any one of claims 5 to 7, wherein a standard and the part are simultaneously arranged on a measurement axis and the method comprises the robotic movement (64, 72) of the probe between points of contact with the sensor. stallion and with the piece. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel le procédé comprend le positionnement (64, 72) du palpeur au niveau de points de contact situés à des extrémités de la dimension à mesurer en utilisant la position du palpeur obtenue à partir d'une lecture automatique des graduations de la règle. The method according to any one of claims 5 to 8, wherein the method comprises positioning (64, 72) the probe at contact points located at ends of the dimension to be measured using the position of the probe obtained. from an automatic reading of the graduations of the rule.
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