Etude d'un capteur optique pour des mesures dimensionnelles sur des pièces mécaniques brutes de fraisage

Study of an optical sensor for dimensions measurement of raw state mechanical samples manufactured by reaming process

• Auteur / Autrice : Zeinabou Mindaoudou Souley Gnandou
• Direction : Berthier, Jean-Pierre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique appliquée
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Longueur -- Mesure

Microscopie confocale

Interférométrie par granularité

Résumé

Les surfaces usinées brutes de fraisage sont constituées de microstructures disposées aléatoirement, qui leur donnent un comportement optique plutôt ambigu : elles ne sont ni purement diffusantes, ni parfaitement réfléchissantes. En éclairage cohérent, elles dispersent la lumière, et elles créent des figures de Speckle (ou tavelures). Ces dernières génèrent un bruit, qui est associé au faisceau réfléchi, faisceau sur lequel s'appuie le traitement dans l'étude considérée. Elles sont donc une source d'erreur considérable pour les appareils de mesure dimensionnelle sans contact. En utilisant le principe du microscope confocal, nous focalisons sur l'échantillon un faisceau laser préalablement mis en forme. L'onde lumineuse réfléchie par la surface sous test, après avoir subi un filtrage, est détectée avec une caméra CDD, qui la transmet ensuite à un micro ordinateur, où elle subit divers traitements informatiques. En explorant une petite distance le long de l'axe optique, nous en tirons une courbe de variation d'intensité au voisinage de la mise au point, pour des pièces variées en acier, en aluminium et en laiton ; pièces usinées soit avec une fraise mono-tête, soit avec une fraise multi-tête. La technique de filtrage proposée, qui consiste à faire tourner une fente dans le plan focal de l'objectif, permet de supprimer la composante diffuse de l'onde réfléchie par l'échantillon, et par conséquent le Speckle. Le faisceau réfléchi modélisé est rendu pratiquement identique à celui que renvoie un miroir parfait. Un tel procédé devrait améliorer de façon significative la précision de la mesure.