Des machines pour valider la conception et améliorer la qualité

Conçues pour l’inspection au détail près d’une pièce de quelques millimètres à un ouvrage de plus de vingt tonnes, les MMT ou Coordinate measuring machine (CMM) constituent les équipements rêvés pour effectuer le contrôle qualité. Ils sont munis d’une sonde permettant de réunir les données de mesure d’une pièce (dimensions, profil, angles, profondeur, numérisation, etc.) et sont accompagnées d’un logiciel de modélisation.

Selon Jean-François Morin, directeur Qualité et méthodes chez Merkur, «les MMT permettent de prendre des points sur trois axes (X, Y, Z) et de vérifier la correspondance au dessin 3D. À titre d’exemple, un fabricant de moules de plastique ou de métal ne peut vendre une pièce s’il ne peut démontrer qu’elle possède la dimension identique au dessin original.»

Une machine sur mesure

La métrologie a bien évolué depuis l’avènement de sa création dans les années 1950 où le fabricant anglais Ferranti invente le premier dispositif de ce type pour l’inspection des composants de précision dans l’industrie militaire. La science de la mesure effectuera un bond de géant avec l’avènement du numérique.

« Un fabricant de moules de plastique ou de métal ne peut vendre une pièce s’il ne peut démontrer qu’elle possède la dimension identique au dessin original. » – Jean-François Morin, Directeur Qualité et méthodes chez Merkur

On peut distinguer deux catégories de systèmes de mesure des coordonnées. La MMT stationnaire existe depuis nombre d’années. « Il s’agit d’une machine avec pont située dans une salle dédiée et les pièces viennent à la machine pour inspection, explique Serge Bonsaint, Responsable technique, Service de Métrologie chez Creaform. Ces appareils de haute précision pourvus d’un logiciel d’analyse sont installés dans un environnement contrôlé (température, humidité, vibrations, etc.). »

Le bras numérique

Dans l’autre catégorie de dispositifs, on trouve les MMT portables qui ont envahi le marché voilà environ 25 ans. Les bras numériques multiaxes sont probablement les plus utilisés. Ils possèdent une sonde (palpeur-stylet) et de multiples articulations.

© Roger Riendeau.  Machine de mesure coordonnées portable
© Roger Riendeau. Machine de mesure coordonnées portable

« Le bras numérique permet de vérifier rapidement et avec précision la qualité des pièces sur une machine-outil, par exemple, ou encore partout ailleurs dans le processus de fabrication. mentionne Richard Alexandre, ingénieur d’applications chez In-House Solutions. On peut se déplacer sur l’objet. De plus, les délais d’attente s’avèrent moins longs que sur un système fixe. »

Cette technologie offre beaucoup de flexibilité à la mesure. Autre avantage de l’inspection par le bras articulé : ce qui prenait auparavant des heures voire des jours de vérification et d’inspection, ne prend maintenant que quelques minutes.

En effet, il faut aligner la pièce, l’inspecter, faire rapport, et le tour est joué. Toutefois, le volume de mesure est limité; il se situe entre quatre et dix pieds de diamètre environ. De plus, on estime que ces appareils seraient en général quelque 10 % moins précis que les machines fixes ; cependant, elles répondent aux attentes.

Optique

Enfin les équipements optiques, ces derniers venus sur le marché (vers les années 2005), sont encore plus polyvalents. On utilise des caméras pour connaitre l’emplacement de la sonde dans l’espace.

© Roger Riendeau. Machine de mesure de coordonnées automatique
© Roger Riendeau.
Machine de mesure de coordonnées automatique

Contrairement aux bras numériques dont les encodeurs (sorte de capteurs permettant de livrer une information d’angle, en mesurant la rotation effectuée autour d’un axe.) et composantes mécaniques qui nécessitent un entretien, l’appareil à sonde optique ne se dégrade jamais.

De plus, la machine optique peut être optimisée (précision, volume de travail, mise à niveau du logiciel de calcul, etc.) et on peut la faire évoluer en mettant à niveau le programme sans avoir à changer l’instrument.

Une solution sur mesure

© Roger Riendeau. Machine de mesure de coordonnées portable et l’ingénieur en application Richard Alexandre de In-House Solutions.
© Roger Riendeau.
Machine de mesure de coordonnées portable et l’ingénieur en application Richard Alexandre de In-House Solutions.

Que ce soit pour numériser des objets dans l’industrie aéronautique, le domaine naval, le secteur de l’automobile ou encore le médical (ex : prothèse pour jambe artificielle) et même le bâtiment (ex : chambre, paysage ou tout le bâtiment) ou l’archéologie (artéfacts, objets anciens, etc.), il existe une machine qui convient à chaque usage.

Les machines MMT révolutionnent le processus de fabrication : moins de pièces au rebut, temps réduit d’inspection, rationalisation de la gestion des données, gain de productivité et, en bout de ligne, qualité améliorée.

Ces instruments favorisent de plus la mondialisation de l’industrie « Une pièce fabriquée ici, conclut Serge Bonsaint, peut être assemblée dans le monde entier et le contraire est aussi vrai. » On estime qu’environ la moitié des entreprises achètent la technologie pour la mesure des pièces, alors que l’autre 50 % préfère faire affaires avec une entreprise spécialisée en métrologie.

Saviez-vous que ?

  • dans la même famille que les bras numériques, le laser tracker (laser et encodeur pour pouvoir calculer la position dans l’espace) fonctionne avec un faisceau laser et inspecte l’ensemble de la surface d’une pièce?

 

Liens Internet:

  1. www.inhousesolutions.com
  2. www.toolingu.com
  3. www.globalspec.com
  4. www.mitutoyo.com
  5. http://www.rgam.net/
  6. www.creaform3d.com
  7. http://www.nikonmetrology.com
  8. www.zeiss.com

Liens vidéos: 

  1. https://www.youtube.com/watch?v=844UiRBVxlY
  2. https://www.youtube.com/watch?v=844UiRBVxlY
  3. https://www.youtube.com/watch?v=B9CL7Y2fxno
  4. https://www.youtube.com/watch?v=yyO46_08FUk

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