Sélection de la bonne solution pour l'inspection de l'arbre

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La production d'arbres a toujours été, et est toujours, l'un des processus les plus courants dans les ateliers de machines-outils. Les arbres sont un composant élémentaire de la majorité des systèmes mécaniques que nous utilisons dans notre vie quotidienne et comme les exigences de qualité et de précision supérieures de ces arbres sont devenues plus restrictives, les exigences d'inspection des caractéristiques de l'arbre sont devenues plus restrictives. Il n'y a pas si longtemps, les arbres étaient le plus souvent inspectés à l'aide d'une variété de jauges à main telles que des gabarits de profil, des étriers, des micromètres ou des jauges à pression. Aujourd'hui, des systèmes de mesure d'arbres spécialisés mieux adaptés aux processus modernes de production d'arbres sont disponibles.

Afin de déterminer quel type de jauge convient le mieux pour l'inspection de l'arbre, divers aspects de la production et des caractéristiques de l'arbre doivent être pris en compte, notamment :

Le processus d'usinage utilisé

Les pièces produites par différentes méthodes d'usinage, qu'il s'agisse de tournage ou de meulage, peuvent nécessiter différentes technologies de mesure. Cela est dû aux différentes finitions de surface produites, surtout si vous envisagez une solution de mesure tactile. Les technologies sans contact fonctionnent très bien sur les opérations de finition telles que le meulage et le polissage, mais peuvent ne pas avoir la même précision ou répétabilité avec les opérations de tournage grossier, qui peuvent afficher des bavures ou des finitions de surface rugueuses.

Volume de production

Des volumes plus élevés nécessitent généralement une solution plus dédiée, peut-être automatisée, capable de mesurer rapidement et de fournir des commentaires sans affecter les temps de traitement globaux. Lorsqu'il s'agit de volumes plus faibles, une solution portable ou les systèmes de mesure flexibles d'aujourd'hui peuvent être pratiquement et économiquement viables dans de nombreux cas.

Caractéristiques de la pièce à inspecter

Des caractéristiques de pièce différentes peuvent nécessiter des technologies ou des techniques différentes pour garantir des résultats d'inspection précis et reproductibles. Par exemple, certaines solutions peuvent ne pas être appropriées pour mesurer des caractéristiques internes telles que des rainures de clavette et des trous.

Gamme de pièces à produire

Le nombre de différentes pièces produites et leur degré de différence auront un impact sur la conception ou le type de système d'inspection qui convient le mieux à votre processus. Ces facteurs influenceront le degré de flexibilité requis dans la solution de mesure.

Fréquence de changement de pièce

Si vous modifiez la production d'une pièce à une autre plusieurs fois par jour, un système d'inspection flexible devient beaucoup plus précieux en éliminant les temps d'arrêt autrement nécessaires au réoutillage mécanique.

Considérations ergonomiques

Une jauge n'est utile que si elle est utilisable. Le chargement et le déchargement de la pièce, la séquence des opérations de mesure et l'interface opérateur doivent être pratiques et compréhensibles. Le système d'inspection doit également fournir des résultats qui ne sont pas influencés par les compétences ou les préjugés de l'opérateur.

Les solutions de balayage optique offrent un balayage optique sans contact pour une mesure rapide et précise et des systèmes comme celui-ci peuvent être combinés avec des sondes tactiles pour inspecter les caractéristiques non visibles.

Dans le passé, les fabricants étaient souvent obligés de choisir un système dédié plutôt qu'un système flexible, car les systèmes flexibles sacrifient la précision ou la vitesse. Aujourd'hui, il existe des systèmes de mesure flexibles qui peuvent incorporer plusieurs technologies avec et sans contact dans un seul système, vous donnant la possibilité d'inspecter un large éventail de caractéristiques sur une multitude de pièces tout en sacrifiant très peu ou rien dans les performances du système.

Certains des premiers systèmes de mesure à arbre flexible utilisaient une sonde tactile sur une glissière mobile. Concrètement, il s'agissait d'une MMT 2D. L'avènement des sondes à balayage, qui permettent au système de collecter des centaines, voire des milliers de points de données par balayage, a contribué à augmenter la précision par rapport aux systèmes de sonde à points discrets. Ensuite, les sondes de balayage 2D ont encore augmenté la flexibilité du système pour inclure des mesures complexes telles que les géométries des dents d'engrenage ou des cannelures.

Le système Optoflash offre une unité de mesure optique basée sur une architecture d'image 2D côte à côte où les images acquises par des capteurs séparés sont combinées pour former une seule image résultante.

Bien que très précis et flexibles, les cycles de mesure des systèmes de palpeurs tactiles sont souvent trop lents pour suivre les cadences de production requises, reléguant les systèmes au laboratoire de mesure ou aux inspections d'audit périodiques. Les jauges en cours de fabrication sont encore généralement des systèmes conçus sur mesure qui nécessitaient un changement mécanique entre les séries de pièces.

Puis vinrent les jauges optiques utilisant des CCD (dispositifs à couplage de charge), également appelés matrices matricielles, caméras ou caméras à balayage linéaire. Ces appareils projettent de la lumière sur la pièce et analysent la silhouette créée pour mesurer les différentes caractéristiques de la pièce. Cette méthode, souvent appelée shadow casting, réduit considérablement les temps de cycle tout en ajoutant encore plus de flexibilité pour l'inspection de différentes configurations d'arbres. La mesure optique n'est pas sensible aux écarts causés par les marques d'outillage qui peuvent affecter les méthodes de mesure tactiles, de sorte que la mesure de pièces avec des finitions de surface différentes n'est plus aussi difficile qu'auparavant. Ces systèmes permettent également d'inspecter des configurations d'arbres qui ne sont pas strictement symétriques en rotation. Cependant, les systèmes optiques utilisant cette méthode sont limités à l'inspection des seules caractéristiques qui créent la silhouette. Les caractéristiques telles que les rainures de clavette et les trous, non visibles en silhouette, n'ont pas pu être mesurées.

Aujourd'hui, il existe des systèmes disponibles qui peuvent utiliser l'une des technologies ci-dessus avec d'autres, telles que les lasers, pour mesurer les caractéristiques les plus complexes ou les dispositifs de suivi à grande vitesse pour inspecter rapidement les diamètres excentriques. Ces systèmes sont capables d'inspecter rapidement non seulement les diamètres et les longueurs, mais également de nombreuses caractéristiques complexes telles que les chanfreins, les rayons, les filetages, les rainures de clavette, les cannelures et autres.

Un grand développement est que les routines de filtrage avancées dans les équipements d'inspection optique permettent désormais à ces systèmes d'être utilisés dans des environnements d'atelier plutôt que dans un environnement de laboratoire uniquement, ce qui améliore la mesure et l'efficacité du processus.

Les suiveurs tactiles à grande vitesse permettent l'inspection de diamètres excentriques ou non ronds pendant la rotation à grande vitesse, y compris ceux avec des sections concaves.

Une programmation flexible et conviviale vous permet de personnaliser vos routines d'inspection pour une production complète avec un chargement et un déchargement automatisés ainsi qu'un retour d'information directement sur votre machine-outil pour la compensation de l'usure de l'outil tout en vous donnant la possibilité d'effectuer également des vérifications périodiques sur certaines caractéristiques critiques.

Les cycles de mesure de tels systèmes lorsqu'ils sont utilisés de manière chargée manuellement sont généralement semi-automatiques, ne nécessitant que le chargement de la pièce et la sélection du plan d'inspection souhaité. En appuyant sur le bouton de démarrage, l'inspection est automatiquement effectuée et les résultats de mesure peuvent être affichés de différentes manières en fonction des besoins de l'inspecteur. Les affichages graphiques permettent à l'utilisateur de se concentrer sur les caractéristiques de la pièce présentant un intérêt particulier.

La mesure de l'arbre peut être réalisée de différentes manières, selon les besoins du processus de fabrication. Les appareils portables tels que les micromètres sont encore utilisés dans de nombreux processus à faible volume, tandis que des équipements de laboratoire hautement sophistiqués sont utilisés dans de nombreux laboratoires de métrologie pour des inspections et des analyses périodiques. Les systèmes de sondes tactiles offrent une flexibilité et des résultats précis, mais sacrifient souvent la vitesse pour ces fonctionnalités. Les systèmes optiques peuvent être beaucoup plus rapides mais sont quelque peu limités dans la portée des fonctionnalités qu'ils peuvent inspecter. Les systèmes combinés utilisent une variété de technologies dans un seul système pour offrir un haut niveau de vitesse, de précision et de flexibilité pour votre processus.

Pour une inspection rapide, précise et flexible en atelier, des options sont disponibles pour répondre aux besoins de toute ligne de production d'arbres. En tenant compte des facteurs qui définissent votre processus et en travaillant avec votre fournisseur de solutions de qualité, vous pouvez faire le bon choix de système pour vos besoins.

Kurt Clancy, vice-président des ventes nord-américaines, Marposs Corp.