Les exigences en matière de qualité et de conformité ne cessant de devenir contraignantes, les mesures, dans le domaine industriel, sont d’une priorité absolue. Parfaitement maîtrisées, elles permettent aux entités industrielles d’assurer la qualité de chaque produit manufacturé. Des mesures précises offrent en plus la possibilité de garantir la conformité aux normes de conception, aux particularités réglementaires, aux besoins du marché ainsi qu’aux exigences des clients.

Un mesurage parfait est basé sur la maîtrise de la métrologie dimensionnelle et requiert l’utilisation de machines à la technologie de pointe. Parmi les plus plébiscitées par les industries manufacturières figurent les projecteurs de profil. Quelles sont leurs particularités et leurs utilités dans le domaine de l’industrie ? Quels avantages confèrent ces appareils à leurs utilisateurs ? Comment choisir un projecteur de profil ? Comment l’utiliser lors de mesures de précision ?

Quels sont les projecteurs de profil et à quoi servent-ils ?

Composé en général d’un écran de projection, d’une platine mobile, d’un objectif de projection et de poignées (X et Y) permettant de déplacer la platine, un projecteur de profil est un instrument de mesurage optique en deux dimensions avec une incertitude de mesure de l’ordre de 0,01 mm. Son principe de mesure est similaire à celui d’un microscope optique. On place l’objet à mesurer (cible) sur une platine mobile. Cette cible est ensuite éclairée afin de générer une ombre (profil) qui sera projetée sur l’écran de projection. L’opérateur se charge d’agrandir le profil afin qu’il puisse par la suite procéder facilement à la métrologie dimensionnelle au moyen d’un dispositif optique télécentrique : analyse des distances, diamètres, points, angles, etc.

Selon la mesure réalisée, l’opérateur peut changer ou régler l’éclairage du projecteur de profil. Il a généralement le choix entre trois types d’éclairage :

• l’éclairage diascopique qui permet d’observer la cible avec une lumière transmise, c’est-à-dire dirigée vers le haut à travers l’objet à mesurer,
• l’éclairage épiscopique coaxial qui utilise une lumière réfléchie dans le même axe que l’objectif pour éclairer l’objet à mesurer,
• l’éclairage épiscopique oblique qui consiste à éclairer indirectement la surface de la cible.

Si auparavant les projecteurs de profils étaient manuels et se dédiaient au contrôle des contours de cibles, ils ont évolué au fil du temps et se sont mis en phase avec la technologie. Aujourd’hui, les modèles sont numériques et performants. Certains peuvent même permettre à leurs utilisateurs d’effectuer plusieurs mesures dimensionnelles sans avoir à déplacer la platine ni à effectuer de réglages spécifiques. Les projecteurs de profils numériques se scindent en deux catégories.

La première regroupe les modèles horizontaux et la seconde les dispositifs verticaux. La particularité d’un projecteur de profil numérique vertical tient au fait qu’il est la promesse d’un mesurage sans contact de cibles plates, réalisées en fraisage, d’injection plastique et usinée. Son objectif de projection peut osciller entre 5 et 100x suivant l’application. Il est en plus muni d’un calculateur géométrique 2D rendant l’analyse plus fiable et plus précise. Les industriels l’utilisent notamment lors de la phase de production ou encore au moment du contrôle qualité des petits objets manufacturés.

Quant au projecteur de profil numérique horizontal, il est surtout employé dans le cadre du mesurage des pièces cylindriques ainsi que des objets usinés par fraisage ou tournage. Du fait de son calculateur de géométrie bidimensionnelle, il garantit une mesure très précise, quelle que soit la taille des cibles. Pour les mesurer, il convient d’appliquer dessus un faisceau lumineux horizontal qui projette l’ombre sur l’écran de projection.

En bref, un projecteur de profil, qu’il soit horizontal ou vertical, est un appareil permettant de contrôler aisément des pièces usinées en projetant directement leur profil sur un écran. Il est conçu pour observer les contours d’une cible, effectuer des évaluations comparatives et réaliser des mesures bidimensionnelles hautement précises.

Comment les projecteurs de profil sont-ils utilisés dans le milieu de l’industrie ?

Dans les industries manufacturières, les projecteurs de profil promettent une utilisation polyvalente. Ils s’utilisent notamment dans les ateliers de production ainsi que dans le cadre d’une inspection interne, d’une évaluation pré production et d’un contrôle final. Ces dispositifs simplifient considérablement la métrologie dimensionnelle des pièces manufacturées et la rendent accessible à toutes les équipes qualité et de production. Ainsi, ils se sont fait une place dans les industries électriques, la plasturgie, la métallurgie, le secteur médical, le secteur automobile, le secteur aéronautique, les industries horlogères et dans d’autres domaines où les mesures quantitatives sont capitales.

Soulignons que dans le domaine de la production industrielle, les projecteurs de profil servent principalement à effectuer des mesures bidimensionnelles sur les produits manufacturés. Grâce à eux, la comparaison des pièces cibles par rapport à un fichier de référence se fait de manière aisée. Il en est de même pour la mesure et le contrôle des tolérances, la détection d’éventuelles anomalies géométriques, l’évaluation post assemblage, l’expertise des lots de fabrication, etc.

Les avantages de l’utilisation des projecteurs de profil

L’atout majeur des projecteurs de profil tient au niveau de la précision submillimétrique qu’ils fournissent sur toute une panoplie de géométries. Les industries en profitent pour mesurer efficacement et sans le moindre faux pas, des cibles de toutes tailles et formes, même celles les plus complexes, aux détails infimes. Certains d’entre eux bénéficient d’un mécanisme de rotation pouvant garder à l’horizontale les cibles pour ensuite les mesurer à 360°, et ce, en une seule opération.

Leur optique télécentrique ainsi que la caméra haute résolution qui les équipent, permettent en plus un mesurage dimensionnel quasi instantané. Qui plus est, la majorité des projecteurs de profils permettent aux industries de contrôler plusieurs centaines de côtes en seulement quelques secondes, et garantissent une détection stable des contours. À la clé, on réduit significativement le temps de mesure et on gagne en réactivité dans le processus de production, ce qui n’est pas négligeable vu les exigences du marché.

Aussi ergonomiques que conviviaux, les projecteurs de profil sont faciles à prendre en main ; ils sont à la portée de tous. De plus, ils évitent aux utilisateurs de dégauchir les pièces à mesurer. Il suffit de les poser sur la platine, puis de mettre en marche les projecteurs en appuyant sur un seul bouton. Ensuite, ces appareils les localisent et les contrôlent automatiquement. Ces machines veillent à ce que les résultats soient parfaitement cohérents entre utilisateurs, que toute subjectivité soit éliminée et que la charge de travail soit sensiblement allégée.

L’autre avantage des projecteurs de profil est qu’ils se déclinent en plusieurs modèles pour ainsi répondre à tous les besoins des industries, même les plus spécifiques. Les industriels bénéficient donc de machines qui s’accordent à la virgule près à leurs exigences et au genre de produits qu’elles réalisent.

La précision, la régularité, la facilité et la rapidité sont ainsi les maîtres-mots autour desquelles s’articulent les projecteurs de profil. Les manufactures peuvent profiter de ces qualités pour s’assurer de la conformité des composants et pièces aux normes et spécificités de conceptions, sans compter les législations et réglementations en vigueur ainsi que les besoins et exigences du marché. Intégrés dans un workflow d’assurance qualité, ces appareils de pointe évitent les anomalies, non-conformités et erreurs durant chaque étape de fabrication. Les sociétés industrielles auront ensuite l’assurance que chaque produit manufacturé est conforme au moment de sa livraison au client, et n’entraîne aucune poursuite judiciaire.

Quelques conseils pour choisir le projecteur de profil adapté à vos besoins

Si vous désirez réaliser rapidement des mesures bidimensionnelles dont l’incertitude est de l’ordre du 1/100e de millimètre, un projecteur de profil numérique ne manquera pas de vous apporter entière satisfaction. Encore faut-il trouver le dispositif qui s’adapte parfaitement à vos besoins. Pour faire le bon choix, plusieurs critères doivent entrer en ligne de compte.

Parmi ceux-ci, on cite en tout premier lieu le type de machine dont vous aurez réellement besoin. Vous avez ainsi le choix entre les projecteurs de profil à éclairage vertical et les modèles à éclairage horizontal. Comme évoqué précédemment, un modèle vertical est à privilégier pour faciliter l’étude de pièces plates, d’injection plastique, réalisée en fraisage ou usinée. Son homologue horizontal convient parfaitement au mesurage des éléments cylindriques. Il faut par ailleurs tenir compte des éléments suivants :

• la taille de l’écran de projection,
• la course XY de la platine,
• la résolution,
• le système optique télécentrique,
• les types d’éclairages,
• les guidages,
• les grossissements,
• la distance de travail,
• le diamètre et la hauteur maximum des pièces à mesurer,
• les accessoires,
• le prix, etc.

Toutes ces indications sont à considérer pour choisir le projecteur de profil qui conviendra le mieux à votre activité.

Comment utiliser un projecteur de profil pour des mesures de précision ?

La première étape consiste à placer la pièce à mesurer sur la platine. Il convient ensuite de positionner l’échelle sur le profil agrandi sur l’écran pour mesurer les dimensions de la cible. On peut aussi déterminer les dimensions en jouant sur l’amplitude de déplacement de la platine. À savoir que les projecteurs de profils embarquent une fonction de calcul assistée par ordinateur, permettant à leur utilisateur de réaliser différents types de mesures (largeur, diamètre, angle, etc.) rien qu’en déplaçant la platine entre les points de mesure.

Mesure de la longueur et de la largeur

Pour déterminer la largeur et la longueur d’une cible, il s’agit de projeter le profil de cette dernière à l’écran. On ajuste ensuite la hauteur de la platine sur laquelle elle est placée pour la mettre au point. Le côté de la cible projetée se doit d’être aligné sur la ligne de référence de l’écran. Il reste à régler sur zéro la valeur de la platine, puis à la déplacer par l’intermédiaire de la poignée X et Y, et à aligner l’autre côté de la cible projetée, toujours sur la ligne de référence de l’écran. Le projecteur va dès lors afficher l’amplitude de déplacement de la platine qui suit X et Y. On peut mesurer la longueur et la largeur de la pièce en se basant sur cette valeur.

Mesure du rayon et du diamètre

Si l’on souhaite mesurer le rayon et le diamètre, il faut là encore projeter le profil de la cible à l’écran, puis mettre au point la platine en ajustant sa hauteur. On doit ensuite s’assurer que le point central de la ligne de référence de l’écran ainsi que celui du cercle de la cible projetée, soient parfaitement alignés.

Afin de mesurer le rayon, il faut prendre ce point pour zéro, puis déplacer la platine afin d’évaluer avec exactitude l’amplitude de déplacement jusqu’au point où le bord du cercle se situe juste au milieu de l’écran de projection. Pour ce qui est du diamètre, on doit en tout premier lieu déplacer la platine jusqu’à ce que le centre de l’écran de projection et le bord du cercle soient bien alignés. Il ne reste plus qu’à prendre ce point pour zéro et déplacer la platine jusqu’à ce que l’on atteigne le bord opposé du cercle.

Toujours pour calculer le diamètre et le rayon, on peut appliquer sur l’écran de projection une feuille graduée connue sous le nom de diagramme, selon un motif concentrique. Dans le cas où le projecteur de profil dispose d’une fonction de calcul, le calcul se réalise automatiquement, notamment sur la base des points situés sur le bord du cercle.

Mesure d’un angle avec un projecteur de profil

Cette mesure peut se faire de différentes manières. On peut par exemple évaluer l’amplitude de la platine suivant θ. Pour ce faire, on doit aligner les deux droites du profil projeté sur la ligne de référence de l’écran de projection. Le calcul d’un angle peut aussi se faire grâce à une méthode qui consiste en l’application d’une feuille finement graduée sur l’écran de projection. Celle-ci fera ensuite office de rapporteur. Le calcul se fait automatiquement si le projecteur de profil embarque une fonction de calcul. L’utilisateur doit en premier spécifier les deux lignes droites.

Bon à savoir sur l’utilisation de feuilles graduées

Pour la mesure d’un angle, le diagramme que l’on doit appliquer sur l’écran doit comporter des radiations radiales. Une feuille graduée comportant des graduations en cercle concentrique est quant à elle requise dans le cadre de la mesure d’un rayon ou d’un diamètre.