CA2507175C

CA2507175C - Tridimensional simultaneous measurement machine

Info

Publication number: CA2507175C
Application number: CA2507175A
Authority: CA
Inventors: Dominique Maurice Gerard Beignon; Pascal Desire Jacques Choquet; Joel Gandubert; Jean-Jacques Levy
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2014-02-18
Anticipated expiration: 2025-05-11
Also published as: WO2005116230A2; FR2870259A1; WO2005116230A3; CA2507175A1

Abstract

L'invention concerne un procédé de mesure tridimensionnelle des coordonnées (xli, yli, zli) d'un ensemble de N points (P 1 ij) prédéterminés de la surface d'une pièce mécanique à mesurer relativement à un référentiel (Ro) prédéterminé, et dont on connaît les cosinus directeurs (cxthij, cythij, czthij) des normales théoriques (Nthij) en les points théoriques (Pthij) correspondant aux dits N points (Plij) prédéterminés, et comportant :
- une phase préparatoire (1), dans laquelle on mesure les coordonnées (xoij, yoij, zoij) de N points (Poij), correspondant aux dits N points (Plij) prédéterminés, de la surface d'une première pièce mécanique prise pour pièce étalon, relativement au référentiel (Ro), - une phase d'initialisation (2), dans laquelle on relève N mesures linéaires (loij) de déplacement selon lesdites normales (Tthij), simultanément et respectivement sur lesdits N points (Poij) de ladite pièce étalon, - une phase de mesure (3), dans laquelle on relève N mesures linéaires (11ij) de déplacement, effectuées simultanément et respectivement sur lesdits N
points (Plij) de la pièce à mesurer correspondant aux N points (Poij) de ladite pièce étalon, - une phase de calcul (4), dans laquelle on calcule les coordonnées tridimensionnelles ( xlij, ylij, zlij) des N points de la pièce à mesurer à
partir des coordonnées tridimensionnelles (xoij, yoij, zoij) des N points de ladite pièce étalon, des mesures linéaires (loij, llij), et des cosinus directeurs (cxthij, cythij, czthij) des N
normales théoriques en ces points. The invention relates to a method for measuring three-dimensional coordinates (Xli, yli, zli) of a predetermined set of N points (P 1 ij) of the surface of a room measuring mechanism relative to a predetermined reference (Ro), and of which we knows the guiding cosines (cxthij, cythij, czthij) of the normals theoretical (Nthij) in the theoretical points (Pthij) corresponding to said N points (Plij) predetermined, and comprising:
a preparatory phase (1), in which the coordinates (xoij, yoij, zoij) of N points (Poij), corresponding to said N points (Plij) predetermined, the surface of a first mechanical part taken for a standard part, relatively in the reference frame (Ro), an initialization phase (2), in which N linear measurements are recorded (loij) of displacement according to said normals (Tthij), simultaneously and respectively on said N points (Poij) of said standard part, a measurement phase (3), in which N linear measurements are recorded (11ij) of displacement, carried out simultaneously and respectively on said N
points (Plij) of the piece to be measured corresponding to the N points (Poij) of said piece standard, a calculation phase (4), in which the coordinates are calculated three-dimensional (xlij, ylij, zlij) N points of the piece to be measured at from three-dimensional coordinates (xoij, yoij, zoij) of the N points of said part standard, linear measurements (lawj, llij), and guiding cosines (cxthij, cythij, czthij) of the N
theoretical normals in these points.

Description

Machine tridimensionnelle à mesures simultanées La présente invention concerne les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) utilisées en métrologie pour mesurer les pièces mécaniques de précision.
Ces machines comportent un système à commande numérique du type équipant les machines outils à commande numérique (MOCN), pour commander numériquement un bras articulé. Le bras porte un comparateur et un palpeur qui est mis en contact sur les points de la surface à mesurer, ainsi repérés dans le système de coordonnées rectangulaires du référentiel théorique, ou machine.
Pour effectuer la mesure ou le contrôle d'une pièce, on la bride sur la platine de mesure équipant la MMT, ce de façon précise par rapport au référentiel machine ou mécanique. Ce référentiel est matérialisé par un dispositif de la platine, par exemple une surface de référence, sphère ou autre, sur laquelle on vient, lors d'une phase d'initialisation de la machine, faire coïncider le référentiel machine avec le référentiel de la pièce à mesurer avant de lui faire effectuer les mesures.
Le palpeur est ensuite automatiquement et successivement positionné par la machine sur les points à mesurer, et un opérateur relève simultanément et manuellement sur le comparateur les écarts correspondants par rapport aux coordonnées théoriques de ces points.
Ce procédé va bien pour des contrôles simples de pièces peu complexes, lorsqu'il y a peu de points à contrôler ou à mesurer et quand le nombre de pièces à mesurer n'est pas trop élevé.
Mais pour des pièces complexes telles que des aubes de turbomachines, les mesures sont longues et le nombre de pièces à mesurer important. Dans ce cas, le procédé se révèle très coûteux.
C'est dans le but de réduire ces coûts que la Demanderesse a réalisé son invention.
A cet effet l'invention concerne tout d'abord un procédé de mesure tridimensionnelle des coordonnées d'un ensemble de N points prédéterminés de la surface d'une pièce mécanique à mesurer relativement Three-dimensional machine with simultaneous measurements The present invention relates to three-dimensional measuring machines (MMT) used in metrology to measure the mechanical parts of precision.
These machines include a numerical control system of the type equipping machine tools with numerical control (MOCN), for numerically control an articulated arm. The arm carries a comparator and a probe which is brought into contact on the points of the surface to be measured, so spotted in the rectangular coordinate system of the repository theoretical, or machine.
To measure or control a part, it is clamped on the platinum measuring system fitted to MMT, precisely in relation to the reference machine or mechanic. This reference system is materialized by a device of the platinum, for example a reference surface, sphere or other, on which we comes, during a phase of initialization of the machine, to make coincide the machine repository with the repository of the part to be measured before it make perform the measurements.
The probe is then automatically and successively positioned by the machine on the points to be measured, and an operator reports simultaneously and manually on the comparator the corresponding deviations from the theoretical coordinates of these points.
This process goes well for simple controls of parts that are not very complex.
when there are few points to control or measure and when the number of pieces to be measured is not too high.
But for complex parts such as turbomachinery blades, measurements are long and the number of pieces to measure important. In that case, the process is very expensive.
It is in order to reduce these costs that the Claimant has realized its invention.
For this purpose the invention relates first of all to a measuring method three-dimensional coordinates of a set of N points predetermined dimensions of the surface of a mechanical part to be measured relatively

2 à un référentiel déterminé, et dont on connaît les cosinus directeurs des normales théoriques en les points théoriques correspondant aux dits N
points prédéterminés, et comportant - une phase préparatoire, dans laquelle on mesure les coordonnées de N
points, correspondant aux dits N points prédéterminés, de la surface d'une première piéce mécanique prise pour pièce étalon, relativement au référentiel prédéterminé, - une phase d'initialisation, dans laquelle on relève N mesures linéaires de déplacement selon lesdites normales, simultanément et respectivement sur lesdits N points de ladite pièce étalon, - une phase de mesure, dans laquelle on relève N mesures linéaires de déplacement, effectuées simultanément et respectivement sur lesdits N
points de la pièce à mesurer correspondant aux N points de ladite pièce étalon, - une phase de calcul, dans laquelle on calcule les coordonnées tridimensionnelles des N points de la pièce à mesurer à partir des coordonnées tridimensionnelles des N points de ladite pièce étalon, des mesures linéaires, et des cosinus directeurs des N normales théoriques en ces points.
En chaque point, la mesure est effectuée linéairement selon la normale théorique à la surface par un capteur individuel relatif au point, qu'on initialise préalablement séparément des autres capteurs, mais simultanément avec eux, au moyen d'une pièce étalon sur laquelle les mesures ont déjà été effectuées, par le moyen connu de l'art antérieur indiqué ci-dessus.
Les N points à mesurer le sont ainsi simultanément et automatiquement.
L'invention concerne également une machine tridimensionnelle à mesures simultanées pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comportant un module de calcul, un module de commande et une platine de mesure, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une matrice de capteurs de déplacements agencée pour, dans une position ouverte, permettre le montage d'une pièce sur la platine, et dans une position fermée, mettre tous les capteurs en contact opérationnel de mesure de la pièce.
De préférence, la machine comporte au moins deux matrices de capteurs disposées face à face pour envelopper la pièce étalon ou à mesurer. Ainsi les deux faces d'une pièce peuvent être mesurées simultanément et on peut mesurer facilement les épaisseurs de la pièce. 2 to a specific reference system, and of which we know the principal cosines of the theoretic normals in the theoretical points corresponding to said N
predetermined points, and comprising - a preparatory phase, in which the coordinates of N are measured points, corresponding to said N predetermined points, of the surface of a first mechanical part taken for standard part, relatively to the predetermined reference, an initialization phase, in which N linear measurements of displacement according to said normals, simultaneously and respectively on said N points of said standard part, - a measurement phase, in which N linear measurements of displacement, carried out simultaneously and respectively on said N
points of the piece to be measured corresponding to the N points of said piece standard, - a calculation phase, in which the coordinates are calculated three-dimensional N points of the part to be measured from the three-dimensional coordinates of the N points of said standard part, linear measurements, and the guiding cosines of the theoretical N norms in these points.
In each point, the measurement is made linearly according to the normal theoretical at the surface by an individual sensor relating to the point, that initializes previously separately from the other sensors, but simultaneously with them, by means of a standard part on which measurements have already been made, by the known means of the prior art indicated above.
The N points to be measured are thus simultaneously and automatically.
The invention also relates to a three-dimensional machine with measurements simultaneously for the implementation of the above method, comprising a calculation module, a control module and a measuring board, characterized by the fact that it comprises at least one matrix of displacements arranged for, in an open position, to allow mounting of a piece on the turntable, and in a closed position, put all the sensors in operational contact for measuring the workpiece.
Preferably, the machine comprises at least two sensor matrices arranged face to face to wrap the standard piece or measure. So the two faces of a part can be measured simultaneously and one can easily measure the thickness of the room.

3 Avantageusement, les capteurs de déplacement sont des capteurs inductifs, qui sont des capteurs robustes bien adaptés au milieu industriel.
Avantageusement encore, le module de calcul est agencé pour calculer des caractéristiques géométriques globales de la surface de la pièce, par exemple les épaisseurs, le vrillage, le flambage, le déport ou le désaxage.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la machine tridimensionnelle à mesures simultanées et du procédé de mesures simultanées de l'invention, en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 représente une vue en perspective de la machine selon l'invention, en position ouverte ou de montage, - la figure 2 représente un schéma expliquant le principe de double mesure effectuée au moyen d'un capteur de déplacement et d'une pièce étalon, - la figure 3 représente une vue en perspective de la machine selon l'invention, en position fermée ou de mesure, - la figure 4 représente un schéma montrant la réponse caractéristique d'un capteur inductif, - les figures 5 montrent des schémas expliquant quelques caractéristiques géométriques globales calculées par le module de calcul de l'invention, - la figure 6 représente un synoptique de fonctionnement du module de calcul, et - la figure 7 montre un exemple de résultats de calculs fournis par le module de calcul du système de l'invention.
En référence aux figures 1 et 3, la machine 10 tridimensionnelle à mesures simultanées comporte principalement, assemblés sur un bâti 23, un système électronique 11 équipé d'un module 12 de calcul expliqué par la suite, d'un module 13 de commande numérique, d'une platine 14 de mesure pour recevoir une pièce mécanique 15, et des moyens de mesure 16, 17, 17', expliqués ci après.
La pièce 15, soit une d'une première pièce mécanique prise pour pièce étalon, désignée par pièce étalon, soit une pièce mécanique à mesurer, est bridée, par des brides 24, 24', sur des cales 22, 22' de part et d'autre de la platine de mesure 14. 3 Advantageously, displacement sensors are inductive sensors, which are robust sensors well suited to the industrial environment.
Advantageously, the calculation module is arranged to calculate global geometric characteristics of the surface of the piece, for example thicknesses, twisting, buckling, offset or misalignment.
The invention will be better understood with the aid of the following description of the three-dimensional machine with simultaneous measurements and measurement process simultaneous embodiments of the invention, with reference to the accompanying drawing, in which FIG. 1 represents a perspective view of the machine according to the invention, in open or mounting position, - Figure 2 shows a diagram explaining the principle of double measurement performed by means of a displacement sensor and a standard part, FIG. 3 represents a perspective view of the machine according to the invention, in the closed or measuring position, FIG. 4 represents a diagram showing the characteristic response of a Inductive sensor, - Figures 5 show diagrams explaining some characteristics global geometries calculated by the calculation module of the invention, FIG. 6 represents a block diagram of the module of calculation, and FIG. 7 shows an example of calculation results provided by the module of calculating the system of the invention.
With reference to FIGS. 1 and 3, the three-dimensional machine with measurements simultaneously comprises, assembled on a frame 23, a system 11 equipped with a calculation module 12 explained later, a digital control module 13, a measuring plate 14 for receiving a mechanical part 15, and measuring means 16, 17, 17 ', explained here after.
The part 15, one of a first mechanical part taken for standard part, referred to as a standard part, ie a mechanical part to be measured, is clamped by flanges 24, 24 ', on shims 22, 22' on either side of the plate of measure 14.

4 Les moyens de mesure ci-dessus se présentent sous l'aspect de matrices (i, j) avec i = 1, ..., n et j = 1, ..., m, de capteurs Cij de déplacements relatifs supportées par des mâchoires, ici dans l'exemple du dessin, une mâchoire inférieure 16 fixée au bâti 23 et deux mâchoires supérieures 17 et 17' pouvant pivoter autour d'un axe 18 solidaire du bâti 23. Les capteurs Cij sont alignés selon des lignes Lj des matrices 16, 17, 17' correspondant à des profils de sections j de la pièce 15.
Le module de commande numérique 13 peut commander, par l'intermédiaire d'un pupitre 130 du module 13, des vérins 19 agencés pour positionner les mâchoires supérieures 17 et 17' soit dans une position ouverte ou de montage, comme sur la figure 1, et permettre le montage préalable de la pièce 15 sur la platine de mesure 14, soit dans une position fermée ou de mesure, et amener ces mâchoires 17, 17' en butée sur des butées 21, 21' réglables, comme montré sur la figure 3.
La forme des matrices 16, 17, 17', la position des capteurs Cij sur les matrices et la hauteur des butées 21, 21' sont dimensionnées pour, en position de mesure, mettre tous les palpeurs PCij des capteurs Cij de déplacement relatifs en contact opérationnel expliqué ci-après sur les faces l'une inférieure et l'autre supérieure de la pièce 15 montée sur la platine 14.
Les deux faces d'une pièce 15 telle qu'une aube de turbomachine, qu'on désigne sous les noms d'intrados et d'extrados, peuvent ainsi être mesurées simultanément et donner lieu à des mesures globales, comme il sera expliqué
plus loin.
Les capteurs Cij de déplacement, en référence aux figures 2 et 4, sont ici des capteurs inductifs comportant chacun un palpeur PCij. En réponse à une position Poi ou P 1 i du palpeur de la ligne Loj ou L 1 j correspondant à une ligne Lj d'une matrice 16, 17, ou 17', ils délivrent des signaux électriques Sij de mesure pour chaque face de la pièce 15, ici des courants électriques analogiques induits par un noyau aimanté dans une bobine conductrice, qui sont transmis au module de calcul 12 par des liaisons souples 26, 26', 27, 27'depuis les matrices 16, 17, et 17'.
Par contact opérationnel, en référence à la figure 4, il faut comprendre que la position P du palpeur du capteur, qui est solidaire de son noyau, doit être comprise entre deux positions extrêmes O et Pm à l'extérieur desquelles la réponse en courant induit I n'est plus linéaire.

Il faut aussi comprendre que l'axe du palpeur PCij doit être sensiblement orthogonal à la surface mesurée lorsqu'il est en contact avec elle, de façon à
éviter les grippages, ou les usures prématurées, et à simplifier les calculs 4 The measuring means above are in the form of matrices (i, j) with i = 1, ..., n and j = 1, ..., m, of sensors Cij of relative displacements supported by jaws, here in the example of the drawing, a jaw lower 16 fixed to the frame 23 and two upper jaws 17 and 17 'can rotate around an axis 18 secured to the frame 23. The sensors Cij are aligned along lines Lj of matrices 16, 17, 17 'corresponding to profiles of sections j of Exhibit 15.
The digital control module 13 can control, via a console 130 of the module 13, jacks 19 arranged to position the upper jaws 17 and 17 'in an open or mounting position, as in FIG. 1, and allow the prior assembly of the part 15 on the measuring plate 14, either in a closed or measuring position, and these jaws 17, 17 'abutting on stops 21, 21' adjustable, as shown in Figure 3.
The shape of the matrices 16, 17, 17 ', the position of the sensors Cij on the matrices and the height of the stops 21, 21 'are dimensioned for, in the position of measure, put all the probes PCij relative displacement sensors Cij in operational contact explained below on the faces one lower and the other upper part 15 mounted on the plate 14.
The two faces of a part 15 such as a turbomachine blade, which designates under the names of intrados and extrados, can thus be measured simultaneously and give rise to global measurements, as will be explained further.
Displacement sensors Cij, with reference to FIGS. 2 and 4, are here inductive sensors each having a PCij probe. In response to a position Poi or P 1 i of the probe line Loj or L 1 j corresponding to a line Lj of a matrix 16, 17, or 17 ', they deliver electrical signals If I
measurement for each face of the part 15, here electric currents analogous effects induced by a magnetized core in a conductive coil, which are transmitted to the calculation module 12 by flexible links 26, 26 ', 27, 27 'from matrices 16, 17, and 17'.
By operational contact, with reference to FIG. 4, it should be understood that the P position sensor sensor, which is integral with its core, must be between two extreme positions O and Pm outside which the induced current response I is no longer linear.

It must also be understood that the axis of the feeler PCij must be substantially orthogonal to the measured surface when in contact with it, so as to avoid seizure, or premature wear, and simplify calculations

5 d'interprétation de la mesure.
Pour cela, on a recours à la définition théorique de la surface, issue de la conception assistée par ordinateur (CAO) comme il est connu de l'art antérieur, et disponible ici sous forme de fichiers informatiques au format CATIA (respecté par le logiciel de CAO distribué par la société EMD). Ces fichiers peuvent être lus sur disque CD (compact disk) par un lecteur-enregistreur CD 120 du module de calcul 12.
Grâce au module 12 et aux fichiers CAO de la pièce 15, le module de calcul 12 en calcule les sections théoriques porteuses des lignes Lj souhaitées sur les matrices 16, 17, 17', les points théoriques Pthij de ces lignes où les mesures sont souhaitées, et les cosinus directeurs cxthij, cythij, czthij des normales Nthij à la surface théorique en ces points Pthij. Il garde ces données théoriques DT en mémoire ou en écrit un fichier CD par le lecteur enregistreur 120.
Les données théoriques DT, sont nécessaires pour réaliser les matrices 16, 17, 17' car elles permettent de localiser la position des capteurs Cij et l'inclinaison dans lesquelles les capteurs Cij doivent se trouver pour effectuer les mesures, donc d'agencer correctement les matrices pour permettre que tous les palpeurs Pcij respectifs des capteurs Cij de déplacement soient en contact opérationnel en position de mesure. Pour compliqués qu'ils soient, tous ces calculs et la réalisation des matrices 16, 17, 17' nécessitent un savoir-faire n'appartenant cependant qu'à l'art antérieur.
Pour effectuer un relevé précis d'une surface de pièce complexe telle qu'une aube de turbomachine, la machine ci-dessus doit être utilisée selon un procédé
particulier de double mesure tridimensionnelle multiple utilisant une première pièce mécanique prise comme étalon qui va maintenant être décrit en référence à la figure 6.
Lors d'une phase préparatoire l, on mesure les coordonnées xoij, yoij, zoij des N = m.n points Poij sur les lignes Loj correspondant aux lignes Lj et aux positions des capteurs Cij sur ces lignes, de la surface de la première pièce mécanique prise pour pièce étalon relativement à un référentiel Ro Ö
prédéterminé, en utilisant par exemple une machine TMM selon le procédé de l'art antérieur expliqué au début du document.
Les cosinus directeurs cxthij, cythij, czthij des normales théoriques Nthij à
la dite surface en les points théoriques Pthij issues des données DT et correspondant aux points Poij sont mémorisés dans le module de calcul 12.
Ces normales définissent N référentiels théoriques linéaires (Pthij, Nthij), d'origine Pthij et de vecteur unitaire Nthij, attachés respectivement aux N
points Pthij, compte tenu qu'en Pthij les capteurs Cij donnent un signal Soij constant mais non connu.
Lors d'une phase d'initialisation 2 du procédé, on positionne la pièce étalon sur la platine de mesure 14 de la machine 10, on commande la fermeture des matrices 17 et 17' par la commande de fermeture accessible sur le pupitre 130, et on relève N mesures linéaires loij des capteurs Cij, effectuées simultanément et respectivement sur lesdits N points Poij de la pièce étalon dans chacun des N référentiels théoriques linéaires, et on mémorise ces N
coordonnées loij dans le module de calcul 12.
Il faut remarquer que pour deux capteurs différents Cij, les grandeurs Soij sont différentes. Comme la mesure absolue loij est telle que loij = Soij + dloij , on voit que les mesures loij de la pièce ne sont pas effectuées relativement à
des origines identiques d'un capteur à l'autre et ne peuvent donc servir pour une reconstitution de profil Lj de la surface de la pièce.
Lors d'une phase de mesure 3 suivante, on remplace la pièce étalon par la pièce à mesurer dans la machine 10 en utilisant le pupitre 130 et la commande d'ouverture et de fermeture des matrices 17 et 17', et on relève N mesures linéaires 11 ij des mêmes capteurs Cij, effectuées simultanément et respectivement sur lesdits N points P 1 ij de la pièce à mesurer dans chacun des N référentiels théoriques linéaires, et on mémorise ces N coordonnées 11 ij dans le module de calcul 12.
La remarque faite précédemment sur loij s'applique, ici aussi, à llij.
Enfin, lors d'une phase 4 suivante de calcul des coordonnées, le module de calcul 12 calcule les coordonnées tridimensionnelles x 1 ij, y 1 ij, z 1 ij de la pièce à mesurer à partir des coordonnées tridimensionnelles xoij, yoij, zoij de la pièce étalon, des mesures loij et llij, et des cosinus directeurs cxthij, cythij, czthij en utilisant la relation qui se déduit de la figure 2:
x 1 ij = xoij - cxthij *dlij avec dlij = (dllij + Soij) - (dloij + Soij) = llij - loij.
De même sont obtenues les autres coordonnées y 1 ij = yoij - cythij *dlij z 1 ij = zoij - czthij * dlij Par ces calculs, la reconstruction de profil des sections de la pièce à
mesurer est rendue possible et suffisamment précise, au moins pour l'application du procédé aux aubes de turbomachines, puisqu'on parvient à des précisions de la reconstruction de profil de l'ordre du centième de millimètre dans le repère Ro.
Pour mesurer une autre pièce, il est inutile d'exécuter à nouveau la phase d'initialisation : ses résultats restent disponibles dans le module de calcul pour toute une série de pièces à mesurer, autant qu'il est nécessaire.
On remplace seulement la pièce qui vient d'être mesurée par une nouvelle pièce et on relance par la liaison S les phases de mesure 3 et de calcul 4 pour obtenir les coordonnées x 1 ij, y 1 ij, z 1 ij de cette nouvelle pièce.
Quand toutes les pièces à mesurer sont traitées, on peut effectuer des calculs complémentaires de caractéristiques géométriques lors d'une phase 7 de calculs globaux. mais ces calculs peuvent aussi avoir lieu lors de la phase 4 de calculs des coordonnées, dans la mesure où l'on n'y effectue pas de statistiques sur l'ensemble des pièces ainsi mesurées.
En référence aux figures SA, SB, 5~ et 7, lors de cette phase, le module de calcul 12 peut calculer les caractéristiques géométriques globales des sections ou des profils j de la surface de la pièce, par exemple les épaisseurs montrées en figure 5'', le flambage montré en figure SB, le vrillage, le déport, le désaxage, montrés en figure SC.
Tous ces résultats de calcul du module 12 peuvent être affichés sur un écran 121 ou imprimés au moyen d'une imprimante non représentée.
On a montré en figure 7 un exemple de sortie des résultats de vrillage sur l' imprimante. 5 interpretation of the measure.
For this, we use the theoretical definition of the surface, resulting from the computer-aided design (CAD) as it is known to the art previous, and available here as computer files in the format CATIA (respected by the CAD software distributed by EMD). These files can be played on CD (compact disk) disc by a reader-CD recorder 120 of the calculation module 12.
Thanks to module 12 and the CAD files of part 15, the calculation module 12 calculates the theoretical sections carrying the desired Lj lines on the matrices 16, 17, 17 ', the theoretical points Pthij of these lines where the measurements are desired, and the guiding cosines cxthij, cythij, czthij normals Nthij on the theoretical surface in these points Pthij. He keeps this data theoretical DT in memory or writing a CD file by the recorder player 120.
The theoretical data DT, are necessary to realize the matrices 16, 17, 17 'because they make it possible to locate the position of the sensors Cij and tilt in which the sensors Cij must be to perform the measures, therefore to correctly arrange the dies to allow all the feelers Pcij respective displacement sensors Cij are in operational contact in measuring position. Complicated as they are, all these calculations and the realization of matrices 16, 17, 17 'require a know-how not belonging however, in the prior art.
To accurately measure a complex part surface such as a turbomachine blade, the above machine must be used according to a method of particular of multiple three-dimensional multiple measurement using a first mechanical part taken as a standard which will now be described in reference to Figure 6.
During a preparatory phase l, we measure the coordinates xoij, yoij, zoij of the N = mn points Poij on the lines Loj corresponding to lines Lj and sensor positions Cij on these lines, of the surface of the first part mechanical plug for standard part relative to a Ro reference system Ö
predetermined, using for example a TMM machine according to the method of the prior art explained at the beginning of the document.
The guiding cosines cxthij, cythij, czthij of theoretical normals Nthij to the said surface at the theoretical points Pthij from DT data and corresponding to the points Poij are stored in the calculation module 12.
These normals define N linear theoretical references (Pthij, Nthij), of origin Pthij and unit vector Nthij, respectively attached to N
points Pthij, considering that in Pthij the sensors Cij give a signal Soij constant but not known.
During an initialization phase 2 of the process, the standard part is positioned on the measuring plate 14 of the machine 10, the closing of the dies 17 and 17 'by the closing control accessible on the panel 130, and there are N linear measurements of the sensors Cij, carried out simultaneously and respectively on said N points Poij of the standard part in each of the N linear theoretical references, and we memorize these N
law coordinates in the calculation module 12.
It should be noted that for two different sensors Cij, the sizes Soij are different. Since the absolute measure of lawj is such that lawj = Soij + dloij, we see that the measures lawj of the piece are not performed relative to identical origins from one sensor to another and can not be used to a reconstruction Lj profile of the surface of the room.
During a next measurement phase 3, the standard part is replaced by the piece to be measured in the machine 10 using the desk 130 and the control opening and closing of the matrices 17 and 17 ', and there are N measurements 11 ij linear of the same sensors Cij, performed simultaneously and respectively on said N points P 1 ij of the piece to be measured in each of the N linear theoretical references, and we memorize these N coordinates 11 ij in the calculation module 12.
The remark made previously on loij applies here also to llij.
Finally, during a next phase 4 of calculation of the coordinates, the module of calculation 12 calculates the three-dimensional coordinates x 1 ij, y 1 ij, z 1 ij of the room to measure from the three-dimensional coordinates xoij, yoij, zoij of the standard part, measures lj and llij, and cosines director cxthij, cythij, czthij using the relation that is deduced from figure 2:
x 1 ij = xoij - cxthij * dlij with dlij = (dllij + Soij) - (dloij + Soij) = llij - lawj.
Similarly, the other coordinates are obtained y 1 ij = yoij - cythij * dlij z 1 ij = zoij - czthij * dlij By these calculations, the profile reconstruction of the sections of the room to measure is made possible and sufficiently precise, at least for the application of the turbomachine blades, since it reaches the precision of the profile reconstruction of the order of one hundredth of a millimeter in the reference Ro.
To measure another part, it is useless to execute the phase again initialization: its results remain available in the calculation module for a whole series of pieces to measure, as much as it is necessary.
We only replace the piece that has just been measured by a new piece and is restarted by the connection S the measurement phases 3 and calculation 4 for obtain the coordinates x 1 ij, y 1 ij, z 1 ij of this new part.
When all the pieces to be measured are processed, we can perform calculations complementary geometrical characteristics during a phase 7 of global calculations. but these calculations can also take place in phase 4 of calculations of coordinates, as long as we do not carry out statistics on all the parts thus measured.
With reference to figures SA, SB, 5 ~ and 7, during this phase, the module of calculation 12 can calculate the global geometric characteristics of the sections or profiles j of the surface of the part, for example the thicknesses shown in FIG. 5 '', the buckling shown in FIG. SB, the kinking, the offset, the offset, shown in Figure SC.
All these calculation results of the module 12 can be displayed on a screen 121 or printed using a printer not shown.
FIG. 7 shows an example of the output of twisting results on the printer.

Claims

1. - Method for three-dimensional measurement of the coordinates (xli, yli, zli) of a set of N predetermined points (Plij) of the surface of a part measuring mechanism relative to a predetermined reference (Ro), and of which we know the guiding cosines (cxthij, cythij, czthij) of the normals theoretical (Nthij) in the theoretical points (Pthij) corresponding to said N points (PLij) predetermined, and comprising:
- a preparatory phase (1), in which we measure and record the coordinates (xoij, yoij, zoij) of N points (Poij), corresponding to said N
predetermined points (P 1 ij) of the surface of a first mechanical part reference piece plug, relative to the reference (Ro), - an initialization phase (2), in which one records and records NOT
linear measurements (lawj) of displacement according to said normals (Tthij), simultaneously and respectively on said N points (Poij) of said piece standard, a measurement phase (3), in which N linear measurements are recorded (Ilij) of displacement, performed simultaneously and respectively on said N points (Plij) of the piece to be measured corresponding to the N points (Poij) of said piece standard, a calculation phase (4), in which the coordinates are calculated three-dimensional (xlij, ylij, zlij) N points of the piece to be measured at go three-dimensional coordinates (xoij, yoij, zoij) of the N points of said standard part, linear measurements (loij, llij), and guiding cosines (Cxthij, cythij, czthij) theoretical N N at these points the said coordinates three-dimensional calculations calculated being recorded, visualized or printed.

2. - Method according to claim 1, wherein, in each point, the measurement is performed linearly according to the theoretical normal by a sensor individual (Cij) displacement relative to the point.

The method of claim 2, wherein, each sensor measurement (Cij) is initialized separately from the other sensors, but simultaneously with them.

4. - Method according to claim 3, wherein the sensors (Cij) are of the inductive sensors.

5. - Method according to one of claims 1 to 4, wherein the coordinates three-dimensional (xoij, yoij, zoij) of the N points of the standard part are measured by means of a CMM.

6. - Three-dimensional machine (10) with simultaneous measurements for the implementation process according to one of claims 1 to 5, comprising a module (12), a control module (13) and a measuring plate (14), characterized in that it comprises at least one matrix (16, 17, 17 ') of displacement sensors (Cij) arranged for, in an open position, allow the mounting of a part (15) on the plate (14), and in a position closed, put all the sensors (Cij) into operational contact for measuring the piece (15).

7. - Machine according to claim 6, characterized in that it includes at least two matrices (16; 17, 17 ') of sensors (Cij) arranged face to face to wrap the piece (15).

8. - Machine according to one of claims 6 and 7, wherein the sensors of displacement are inductive sensors.

9. - Machine according to one of claims 6 to 8, wherein the module of calculation (12) is arranged to compute geometric characteristics overall from the surface of the room.

10. - Machine according to one of claims 6 to 9 used for the reconstruction of blade profiles (15) of turbomachines.