Documentation pour la MMT Virtuelle

L'application https://mmt.allais.eu est une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) virtuelle, destinée à illustrer certains concepts fondamentaux dans la métrologie et l'analyse de nuages de points de mesure. Elle a été développée pour des élèves de classe préparatoire aux grandes écoles (CPGE) "Physique et Technologie" (PT), suite à la réforme de 2021 pour laquelle le nouveau programme de SI indique les compétences suivantes :

Contrôler la conformité géométrique et dimensionnelle d’un produit.

Dispositifs de contrôle. Nuages de points. Méthodes d'association.

S3

Dans l'industrie, il est nécessaire de contrôler la qualité des pièces que l'on fabrique. En effet, les procédés de fabrications ne sont pas parfaits : ils ont une limite de précision, ils peuvent s'user, se dérégler... Il en résulte des défauts géométriques plus ou moins importants, qu'il convient de quantifier par des mesures.

Parmi les matériels utilisés pour caractériser les défauts géométriques, la machine à mesurer tridimensionnelle est l'un des outils les plus connus. Après initialisation, les "MMT" permettent de relever les coordonnées 3D de points de la surface d'une pièce, en venant toucher (palper) cette surface avec un palpeur. La machine analyse ensuite l'ensemble des coordonnées pour dire si une spécification géométrique est respectée ou non.

Il est à noter que d'autres moyens de mesure existent, allant du plus classique (pied à coulisse, micromètre, jauge de profondeur, comparateur, ...) au plus moderne (scanners optiques ou laser, et même tomographie pour mesurer l'intérieur)

Cette application est a but pédagogique pour réaliser des démonstrations qualitatives sur le procédé de mesure. Elle permet de :

• Mesurer des nuages points en déplaçant le palpeur, sur plusieurs surfaces fonctionnelles ;
• Récupérer les listes de coordonnées des points pour un traitement externe (programme Python...) ;
• Placer des éléments géométriques à partir de contraintes (plan/droite/cylindre des moindres carrés, avec contraintes de d'orientation, extérieur/intérieur matière, ... ;
• Vérifier une spécification à partir de mesures d'écarts, ou d'analyses zones de tolérance ;

La fenêtre 3D présente la MMT en tant que telle, ainsi que la pièce à mesurer. Au premier affichage, un temps de chargement peut être nécessaire pour faire apparaître chaque éléments.

Pilotage de la vue

Le pilotage se fait à la souris de PC (ou avec les doigts pour les écrans tactiles, bien que l'application n'ai pas été développée pour ça). Il est géré par l'extension Javascript OrbitControls de bibliothèque Threejs qui permet de tourner autour de la machine, zoomer ou se translater :

À noter qu'il est également possible de "rentrer" dans l'interface 3D grâce à un casque de réalité virtuel (voir la section associée)

Commandes du palpeur

Ouvrir une pièce existante

Afficher/Cacher les principaux éléments

Ajouter un élément

Activer la VR

Exporter les données

Aide

Lister et modifier les élements

Le palpeur se déplace en translation sur 3 axes X, Y et Z. Son déplacement est borné dans un volume parallélépipédique correspondnant aux dimensions de la machine (0,8m × 0,8m × 0,4m). L'origine du repère est l'un des coins (celui où est positionné le palpeur par défaut).

Il s'arrête dès qu'il entre en interaction avec une surface de la pièce. Sa vitesse est bridée afin de ne pas "sauter" de polygone de la pièce pendant la translation. L'écran "à cristaux liquides" affiche la position du centre du palpeur (et non pas celle d'un éventuel palpage).

Il existe 4 manières de déplacer le palpeur :

• En modifiant directement les coordonnées dans l'affichage "à cristaux liquides"
• En appuyant sur les boutons "+" et "-" (déplacement de 2mm)
• En appuyant sur les boutons "++" et "--" (déplacement de 100cm)
• En modifiant le curseur linéaire.

Un point de mesure est automatiquement ajouté au nuage de point actif au moment du contact du palpeur avec la surface de la pièce. Un marqueur (sphère) de la couleur du nuage apparaît, dont le centre est le point de mesure. La liste des coordonnées des points est disponible dans le menu des items, en cliquant sur le nuage de points actif. Les points sont classés par ordre chronologique de la mesure.

Pour supprimer un point, vous devez ouvrir le nuage de points, dans le menu des items. Une croix rouge en face de chaque point vous permet de supprimer le point (attention : sans demande de confirmation !)

Il est possible de réaliser plusieurs campagnes de mesures. À chaque fois, une seule campagne est "active" (c'est à dire que les nouvelles mesures seront enregistrées cette campagne-ci)

• Créer une nouvelle campagne : Cliquer sur le bouton [Ajouter un élément] , onglet Nuage puis Nuage vierge. Il vous est possible de donner un nom et de choisir une couleur pour votre nouveau nuage. Cliquer ensuite sur [OK] La nouvelle campagne est automatiquement "active".
• Sélectionner une autre campagne active : Il suffit de cliquer sur le nom du nuage de point qui vous intéresse, dans la liste des items (il se peut que cette action "déroule" la liste des mesures, mais ce n'est pas grave).