Chapitre 17 : Contrôle du produit - Métrologie Plan du chapitre : Contrôle du produit Contrôle à 100 % Contrôle par échantillonnage Contrôle par mesure Contrôle par attributs Contrôle et mesurage dimensionnel Contrôle dimensionnel direct Contrôle dimensionnel par comparaison Instruments de mesurage dimensionnel Définitions

Contrôle du produit (1) Principe Le contrôle du produit correspond à la vérification de la conformité aux spécifications inscrite sur le ou les documents définissant ce produit. Dimensions tolérancées Tolérances géométriques Spécifications d’état de surface … Contrôle

Contrôle du produit (2) Avantage Assurer le respect du cahier des charges et donc de la qualité du produit

Contrôle du produit (3) Exemple Carter Planétaire Coquille Pignon d’attaque Arbre moteur Couronne Satellite ½ arbre de roue

Contrôle du produit (4) Exemple

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Contrôle à 100 % Coûteux A utiliser : Pour des pièces de sécurité Lorsque le client demande une garantie totale

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Contrôle par échantillonnage (1) Principe Contrôle statistique  Risque d’erreur Utilisé pour les pièces fabriquées en grande série (en cours et/ou en fin de fabrication)

Contrôle par échantillonnage (2) Etapes Echantillonnage (> 50 pièces) Mesure Calcul des paramètres statistiques Interprétation des calculs

Contrôle par échantillonnage (3) Exemple Lot de 500 pièces Echantillonnage de 50 pièces Valeur nominale : 26 mm Division des résultats en classe

Contrôle par échantillonnage (4) Paramètres caractéristiques La moyenne m égale à la somme des valeurs de l’échantillon divisé par le nombre de pièces de l’échantillon. L’étendue W (valeur maxi moins valeur mini). L’écart-type s (sigma en grec) donné par la formule mathématique suivante : C’est à partir des paramètres calculés sur l’échantillon (moyenne, écart-type), que l’on pourra estimer les paramètres de la population dont on a extrait l’échantillon.

Contrôle par échantillonnage (5) (Exemple de la coquille)

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Contrôle par mesure Principe La grandeur à contrôler est mesurée à l’aide d’un instrument de mesurage. L’opérateur vérifie que le résultat de la mesure effectuée est dans les tolérances. Cette opération s’appelle une vérification. Avantages : opération traçable, permet des réglages de machine Inconvénient : coûteux si vérification manuelle

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Contrôle par attribut Principe La grandeur à contrôler n’est pas mesurée. La grandeur contrôlée est simplement déclarée conforme ou non conforme aux spécifications du produit. Cette opération s’appelle un contrôle. Avantages : rapide, automatisable, coût de mise en œuvre faible, contrôle par calibres limites ou fonctionnels, contrôle de rugosité visotactile. Inconvénient : contrôle non traçable

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Contrôle et mesurage dimensionnel Principe Dim. Max. : 45,3 mm Dim. Min. : 44,9 mm Mesure directe Mesure par comparaison Calibres limites Mesure Attribut Contrôle

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Contrôle dimensionnel par mesure directe (1) : Principe La mesure directe est une mesure par contact mécanique avec les surfaces contrôlées. Instrument de mesure suivant précision à obtenir : Règle (0,5 à 1 mm) ; Pied à coulisse et jauge de profondeur (0,02 à 0,5 mm) ; Micromètre (0,01 à 0,02 mm). Avantage : économique Inconvénient : opérateur, qualité de l’appareil, pas automatisable

Contrôle dimensionnel par mesure directe (2) : Exemple

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Contrôle dimensionnel par comparaison (1) : Principe La dimension à mesurer est comparée à une grandeur de référence parfaitement connue : l’étalon. Ce qui est mesuré, c’est la différence entre la dimension de l’étalon et celle de la pièce contrôlée

Contrôle dimensionnel par comparaison (2) : Instruments Comparateur mécanique à cadran (0,1 à 0,01 mm) ; Appareil pneumatique basse pression (0,002 mm) ou haute pression (0,001 mm) ; Appareil optique à rayon laser (0,001 mm).

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Instruments de mesurage dimensionnel (1) : Lecture A vernier A cadran mécanique A compteur mécanique Numérique

Instruments de mesurage dimensionnel (2) : Lecture Instruments coulissants Exemple : pied à coulisse au 1/50e Verniers au 1/50 de mm ou 0,02 mm (longueur de 49 mm divisée en 50 parties égales). Les grandes divisions chiffrées de 0 à 10 indiquent les dixièmes de mm soit 0,10 mm. Les divisions plus courtes indiquent les cinquantièmes de mm soit 0,02 mm. Exemple : Le zéro du vernier étant entre les traits 68 et 69, on a en première lecture : 68,00 mm Nous recherchons sur le vernier un trait se trouvant en coïncidence avec un trait quelconque de la règle. Ici, c’est celui suivant la division chiffrée 3, ce qui donne en seconde lecture : 68 mm + 3/10 0,3 mm et 1/50 0,02 mm soit au total : 68,32 mm

Instruments de mesurage dimensionnel (3) : Pied à coulisse Mesure extérieure Mesure intérieure Mesure de décrochement Mesure de profondeur avec embase Mesure de diamètre en bout Repérage centre d’arbre Mesure de profondeur

Instruments de mesurage dimensionnel (4) : Pied à coulisse Le pied à coulisse a 2 parties : Une règle graduée en mm et munie d’un bec ; Un coulisseau muni d’un bec et d’un vernier. Il est caractérisé par : Son type de vernier (1/50, 1/20, …) ; Sa capacité maximale de mesure ; La forme de ses becs

Instruments de mesurage dimensionnel (5) : Vernier Ici : vernier au 1/50e soit une précision à 0,02 mm. Mesure : 10,1 mm

Instruments de mesurage dimensionnel (6) : Mesure au pied à coulisse

Instruments de mesurage dimensionnel (7) : Mesure au pied à coulisse

Instruments de mesurage dimensionnel (8) : Micromètre

Instruments de mesurage dimensionnel (9) : Micromètre

Instruments de mesurage dimensionnel (10) : Micromètre

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Définitions (1) Grandeur : attribut d’un phénomène, d’un corps ou d’une substance, qui est susceptible d’être distingué qualitativement et déterminé quantitativement. Exemple : longueur Mesurage : ensemble d’opérations ayant pour but de déterminer une valeur d’une grandeur. Mesurande : grandeur particulière soumise au mesurage. Métrologie : science de la mesure. Contrôle : évaluation de la conformité par observation et jugement accompagné si nécessaire de mesures, d’essais ou de calibrage. Vérification : confirmation par des preuves tangibles que les exigences spécifiées ont été satisfaites.

Définitions (2) Etalonnage : ensemble des opérations établissant, dans des conditions spécifiées, la relation entre les valeurs indiquées par un appareil de mesure ou un système de mesure, ou les valeurs représentées par une mesure matérialisée ou par un matériau de référence, et les valeurs correspondantes de la grandeur réalisée par des étalons. Etalon : mesure matérialisée, appareil de mesure, matériau de référence ou système de mesure destiné à définir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou plusieurs valeurs d’une grandeur pour servir de référence. Chaîne de mesure : suite d’éléments d’un appareil de mesure ou d’un système de mesure qui constitue le chemin du signal de mesure depuis l’entrée jusqu’à la sortie.

Définitions (3) Traçabilité : propriété du résultat d’un mesurage ou d’un étalon tel qu’il puisse être relié à des références déterminées, généralement des étalons nationaux ou internationaux, par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue de comparaisons ayant toutes des incertitudes déterminées. Valeur (d’une grandeur) : expression quantitative d’une grandeur particulière, généralement sous la forme d’une unité de mesure multipliée par un nombre. Valeur vraie (d’une grandeur) : valeur compatible avec la définition d’une grandeur particulière donnée.qui caractérise une grandeur parfaitement définie dans les conditions qui existent lorsque cette grandeur est considérée.

Définitions (4) Valeur conventionnelle vraie (d’une grandeur) : valeur attribuée à une grandeur particulière et reconnue, parfois par convention, comme la représentant avec une incertitude appropriée pour un usage donné. Erreur (de mesure) : résultat d’un mesurage moins une valeur vraie du mesurande. Erreur systématique : moyenne qui résulterait d’un nombre infini de mesurages du même mesurande, effectués dans les conditions de répétabilité, moins une valeur vraie du mesurande. Erreur aléatoire : résultat d’un mesurage moins la moyenne d’un nombre infini de mesurages du même mesurande, effectués dans les conditions de répétabilité.

Définitions (5) Incertitude de mesure : paramètre, associé au résultat d’un mesurage, qui caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient raisonnablement être attribuées au mesurande. Résultat d’un mesurage : valeur d’une grandeur mesurée, obtenue par mesurage. Résultat brut : résultat d’un mesurage avant correction de l’erreur systématique. Résultat corrigé : résultat d’un mesurage après correction de l’erreur systématique.