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Mesure d’objets en 3D par triangulation(Système industriel   : Bras de mesure 3D)

Nom des étudiants :Date :Date de retour 1 jour de retard -2pts

2 jours de retard Note /2 + de 2 jours de retard Note=0/20

Rangement Rangement non conforme = -2 ptsFichiers extraits du site Fichiers non copiés sur le bureau avant utilisation = -2 pts

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GRILLE DE NOTATION A REMPLIR PAR LES ENSEIGNANTS

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cadre 1 : Barème de correction.

TOUS LES FICHIERS A UTILISER DANS CE TP DOIVENT ETRE EXTRAITS DU FICHIER ZIP DU SITE SUR VOTRE BUREAU AVANT D’ETRE UTILISES !! -2 POINTS AU TP SI CELA N’EST PAS FAIT.

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Mesure d’objets en 3D par triangulation(Système industriel : Bras de mesure 3D)

1.1. Éléments à votre dispositionÉléments à votre disposition2.2. Présentation du contexte Présentation du contexte  2.1 Problématique :

Un fabricant de coques de carrosserie de voitures téléguidées souhaite savoir si les pièces fabriquées par impression 3D correspondent au modèle CAO à ± 0.5 mm.

Le constructeur du bras de mesure donne les caractéristiques suivantes :- Reproductibilité = 0.079 mm- Répétabilité = 0.044 mm.

Au cours de ce TP, vous allez dans un premier temps, vérifier les données constructeur puis expliquer si celles-ci sont compatibles avec la mesure souhaitée et enfin faire la mesure pour répondre au fabricant de coques de carrosserie.

3.3. Analyse du systèmeAnalyse du système  ::3.1 Analyse fonctionnelle SYSML:Cas d’utilisation   :

D’après le cas d’utilisation, quels sont les types de mesures que peut faire le métrologue ?Quel paramètre extérieur intervient lorsqu’on scanne une pièce ?Donner les acteurs et les actions en précisant les actions facultatives (compléter le tableau ci-dessous).Réponse :

Voir tableau ci-dessousS.T.S Systèmes Photoniques – Lycée Jean Mermoz – 68300 SAINT-LOUIS

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F’’ h

f’ D

H

Plan de l’objet

Plan de l’image

Objectif

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Acteurs Actions (O pour obligatoire et F pour facultative)

3.2 Dimensionnement de la profondeur du champ de mesureOn peut dimensionner un système optique en utilisant la formule suivante :

f '= D.hH+h

D : Distance de travail (distance entre la caméra et la scène à filmer).H : Largeur de la scène.h : Largeur du capteur.f’ : Distance focale de l’objectif.Ouvrir l’application Simulation.exe.

Le constructeur affirme (d’après le dossier technique) :- limite de profondeur champ (D) supérieur = 200mm pour une longueur de ligne de 85 mm.

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- limite de profondeur champ (D) inférieur = 100mm pour une longueur de ligne de 45 mm.

Comparer les données techniques à la simulation (déplacer la souris sur le rectangle gris inférieur pour faire varier D) et conclure.Donner les valeurs de la profondeur de champ.Réponse :

3.3 Mise en routeAttention à ne pas laisser tomber le bras.

Veillez à employer correctement le système de blocage du bras en position haute.

Brancher sur le port USB de droite le dongle Wifi noir.Brancher sur le port USB de gauche la clé du logiciel geomagic (verte).Allumer le PC et identifiez-vous sous votre session.Allumer le bras en appuyant sur le bouton marche.La led en haut à droite doit devenir bleue (connexion wifi)

Manipulation du bras : on tient le "scanner" du bras dans une main et le "coude" du bras de mesure dans l'autre.

Ouvrir Geomagic Qualify 2013Choisir Nouveau en cliquant sur le logo en haut à gauche, vérifier que

l’unité de mesure est le « Millimètres » et que la langue actuelle soit « Français »

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3.4 Vérification de la simulationPlacer une feuille blanche sur le marbre.

3.4.1 InitialisationMettre le scanner en mode scanner (interrupteur sur la tête vers

le haut)Choisir Capturer/Scan. Dans Afficher les unités, choisir Millimètres. (à vérifier à chaque

scann) Dans Options de l’objet choisir pour Format de date : Données

brutes seulement.Pour contrôler la densité de points dans options avancées,

mettre l’espacement à 0.5 mm et la longueur d’arrête à 3 mm. (si l’espace de scan entre 2 lignes est supérieur à la longueur d’arrête alors, on ne scanne rien (il faut réduire la vitesse de déplacement de la caméra)).

Cliquer sur le bouton de démarrage du scan.

3.4.2 Réglages optiques On utilise la procédure automatique : Viser la pièce à scanner, le pointeur au voisinage de la ligne. Appuyer sur les deux boutons du bras puis relâcher. Un

premier bip retentit et la ligne s'affine. Attendre un deuxième Bip.

3.4.3 Mesure de la profondeur de champSur la fenêtre RDS scanning, il faut que la profondeur de

champ soit dans le vert et que le Nombre de points de la ligne vue par la caméra soit supérieur à 10 pour que le bras puisse numériser la pièce.

Mesurer la largeur de la ligne et la profondeur de champ inférieur puis faites de même pour l a limite supérieure.

Pour me mesurer la profondeur de champs, on supposera que l’objectif est au niveau bas de la caméra.

Est-ce que cela correspond à la simulation ? Conclure.Appeler le professeur pour vérification

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Profondeur de champ

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Réponse :

4.4. Mise en œuvre du systèmeMise en œuvre du système  ::4.1 Mesure de la répétabilité

A l’aide du dossier technique cadre2 : donner la définition de la répétabilité.Pour ce test, on utilisera la sphère étalon de diamètre 25.400 mm, vous veillerez à la placer correctementProposer un protocole de mesures pour déterminer la répétabilité

Appeler le professeur pour proposer votre solutionChoisir Capturer/Scan. Dans Afficher les unités, choisir Millimètres. (à vérifier à chaque scann) Appuyer sur le bouton rouge pour démarrer l’acquisition. Pour arrêter l’acquisition appuyer à nouveau sur le

bouton rouge.Pour sortir du scann, appuyer sur le bouton droit de la tête scanner.Calculer la répétabilité sur 5 mesures. Sauvegardez vos mesures sous repetabilite1.wrp puis repetabilite2.wrp

puis …….repetabilité5.wrp.Remarque : lorsque vous avez scanné

la sphère, utiliser l’outil de sélection pinceau (dans la colonne de droite des

outils) pour sélectionner les points à supprimer puis appuyez sur « supprimer » (les points qui étaient en rouge seront supprimés).

Ensuite pour connaitre le diamètre de la sphère, sélectionner tous les points « CTRL + A » puis choisir Eléments/Sphère/Best Fit puis dans l’arbre de construction à gauche faire un clic droit sur la sphère créée puis propriétés.

Calculer la répétabilité à l’aide de la formule

2σ√N où N est le nombre de mesures et est l’écart type ainsi que

la moyenne sous excel.Réponse :

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4.2 Mesure de la reproductibilité (précision)A l’aide du dossier technique cadre2 : donner la définition de la reproductibilité.Pour ce test, on utilisera la sphère étalon de diamètre 25.400 mmProposer un protocole de mesures pour déterminer la reproductibilité

Appeler le professeur pour proposer votre solutionFaites 5 mesures pour la reproductibilité. Sauvegardez vos mesures sous reproductibilite1.wrp puis

reproductibilite2.wrp puis …….reproductibilité5.wrp.

Calculer la reproductibilité à l’aide de la formule

2σ√N où N est le nombre de mesures ainsi que la moyenne sous

excel.Réponse :

4.3 ConclusionComparer vos valeurs aux données constructeur du dossier technique cadre 3. La tête scanner est une 7320SI.

Conclure.Réponse :

5.5. Analyse des performances du systèmeAnalyse des performances du système  ::5.1 Digitalisation

Positionner la voiture à scanner. Scanner la voiture

Appeler le professeur pour vérification

5.2 Nettoyer Sélectionner les éléments à supprimer puis appuyer

sur SupprChoisir Uniforme puis Espacement 0.2 mm puis OK.Ensuite choisir Sélectionner/Composants

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déconnectés puis garder les options par défaut et valider avec OK. Ensuite appuyez sur « Supprimer » pour effacer les point déconnectés.

Faire de même avec les aberrations (sensibilité=95%) puis OK puis supprimez les points sélectionnés.Puis réduire le bruit en sélectionnant « surface à structure libre », « Niveau de lissage » 3 et 1 itération, cliquez

sur appliquer puis OK. Réponse :

5.3 Trianguler - LisserFaire un maillage en cliquant sur Wrap.Enregistrer sous "Voiture+initiales.wrp" .

Réponse :

5.4 Comparaison par rapport au modèle théorique.5.4.1 Importer le modèle théorique

Importer le fichier voitureGT5.step

5.4.2 ComparaisonAvant de comparer, il faut aligner les

deux modèles. Dans l’arbre de construction, faire un

clic droit sur la surface scannée et choisir « Définir Test » puis sur le modèle CAO faire de même et choisir « Définir Référence ».

Dans Alignement choisir Alignement Best Fit.

Taille de l'échantillon correspond au nombre de points à prendre pour le BEST FIT (plus il est grand plus les calculs seront long) prendre une valeur de 10 000.

La tolérance entre les deux modèles influe aussi sur la qualité du Best fit, plus elle est petite plus les calculs seront long, prendre une valeur de 1 mm.

Faite une comparaison 3D, pour cela cliquer sur Analyse/Comparaison 3D en précisant l'échelle de couleur.

Conclure. Vous pouvez afficher les déplacements locaux, à l’aide Créer des annotations puis Modifier l’affichage et choisir Ampleur d’écart.

Montrer vos résultats à un professeur

Sauvegarder sous "Voiture+initiales.wrp" .Réponse :

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5.5 ProblématiqueUn fabricant de coques de carrosserie de voitures téléguidées souhaite savoir si les pièces fabriquées par

impression 3D correspondent au modèle CAO à ± 0.5 mm. Argumentez.Réponse :

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