Une machine à mesurer tridimensionnelle est un numériseur contrôlé par ordinateur de données géométriques tridimensionnelles. La machine peut utiliser des modèles de recherche de type grille dans un mode de style libre dans lequel les contours simples d’une forme sont explorés par une sélection libre de points de données. La machine est également la base de certains systèmes d’inspection automatisés.
La machine se compose généralement d’une table plate sur laquelle l’échantillon est placé. Un stylet ou un pointeur est connecté à une tête qui peut tourner dans n’importe quelle direction. Le poids de la tête est contrebalancé de sorte qu’il est facilement manipulable. Dans certaines tables, la tête se déplace sur un bras qui parcourt la longueur de la table. Dans les applications plus petites, la tête peut se déplacer sur des supports en travers de la table d’examen ou via un mécanisme en col de cygne. La taille des éprouvettes et le degré de précision requis déterminent le choix de la machine.
Pour enregistrer la géométrie de l’échantillon, le stylet est positionné à un endroit choisi. Les contours de la pièce sont déterminés par le stylet traçant l’altitude tout en suivant un quadrillage rectiligne dans les directions x et y. Dans une version plus simple de la machine à mesurer tridimensionnelle, l’opérateur touche un certain nombre de points sur l’objet et les données x,y,z sont enregistrées dans la mémoire de la machine.
À la fin de l’étape d’accumulation de données, l’ordinateur à l’intérieur de la machine de mesure de coordonnées trace un modèle tridimensionnel de l’objet. Le modèle peut être vectoriel si suffisamment de données ont été recueillies. Sinon, une carte connect-the-dots des points échantillonnés peut être produite. Les données peuvent généralement être exportées pour d’autres applications qui utilisent des données géométriques, telles que des programmes de conception technique ou certains logiciels de planification chirurgicale. Les données peuvent être introduites dans des programmes de traitement graphique qui créeront des modèles visuels pouvant être affichés et pivotés dans l’espace.
La deuxième utilisation courante d’une machine à mesurer tridimensionnelle, couplée à un système optique, est l’inspection de pièces avec des tolérances de contrôle de qualité strictes et pour la fabrication d’objets, tels que des outils, des modèles de semi-conducteurs et des pièces mécaniques complexes. A l’inverse de la procédure ci-dessus, les spécifications de la pièce à examiner sont programmées dans la machine. Les données sont saisies de telle sorte que le système optique de la machine à mesurer tridimensionnelle puisse trouver un emplacement d’origine, tel que l’intersection de deux bords ou le centre d’une découpe circulaire.
Cette utilisation nécessite une connaissance de la façon dont les pièces sont spécifiées et les tolérances sont établies. Si chaque dimension possible est spécifiée comme une mesure exacte, il n’y a pas de place pour les écarts de fabrication. Le concepteur de la pièce doit prendre en compte les capacités des machines réalisant cette pièce et les effets additifs des tolérances empilées. Cela fait, un plan correctement préparé spécifiera les dimensions, les tolérances et les références que le programmeur d’une machine à mesurer tridimensionnelle devra suivre.