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La qualité dans la machine

15.06.2007
M&H INPROCESS HEXAGON - La qualité dans la machine

De plus en plus de constructeurs de Machines-outils ont un projet de machine auto-adaptative, quand ils ne l'ont pas déjà proposé sur le marché. Une telle capacité de réaction passe d'abord par des capteurs de mesure, puis par leur gestion cohérente et intelligente par la commande numérique. Ces composants jouent donc un rôle très importants, tant dans leurs caractéristiques que dans leur reliabilité. En voici quelques exemples.

Lorsqu'on parle de mesure dans une machine-outil, il doit être entendu que la précision dépendra toujours de celle de la cinématique en question. On n'obtiendra jamais une incertitude de mesure de quel-ques microns, avec une mesure par déplacement d'axes sur une machine qui travaille à quelques centièmes ! Ceci étant dit, la mesure sur machine trouve son intérêt dans le cadre de la finition totale d'une pièce réputée bonne sur un même équipement.

L'autonomie ainsi augmentée d'un investissement contribue à l'accélération de son amortissement. De plus, la suppression de toute étape intermédiaire augmentant les en-cours permet toujours de raccourcir les délais et facilite l'organisation des flux. Mais cette intégration doit être adaptée en fonction des séries, de la complexité des pièces et de l'organisation de l'atelier.

En bref, suivant la taille des séries, la géométrie des pièces, l'automatisation de la machine et de l'atelier, l'intérêt s'en trouve plus ou moins renforcé. Dans cet article un palpeur démontre ses capacités nouvelles, tandis qu'un témoignage prouve le gain à escompter de la mesure sur machine. Mesuré avec grande précision, transmis en toute sécurité Le nouveau palpeur radio 38.10-Mini de m&h (Y.138) combine l'innovation avec la performance et la fiabilité.

Il crée une nouvelle référence dans la mesure sur machine-outil. Ce palpeur est basé sur une technologie radio éprouvée dans la bande des 433 MHz. Il est adapté aussi bien aux grandes machines, aux têtes pivotantes 5 axes, qu'aux petites machines à la course de broche limitée. Pour ce nouveau palpeur, la manipulation et les performances techniques ont été considérablement améliorées.

Pendant tout le fonctionnement de la machine, les 64 fréquences radio ajustables sont vérifiées en permanence de tous signaux interférents éventuels. En cas de perturbation, seul un canal propre sera recommandé à l'utilisateur. Les canaux de fréquence sont réglés facilement par simple pression d'un bouton et indiquées par écran digital sur le palpeur comme sur le récepteur. Pourtant, la principale nouveauté concerne l'équipement de mesure modulaire avec ses nombreuses possibilités d'extensions.

En utilisant des rallonges à visser, disponibles en longueur de 30 mm, 50 mm, 100 mm et 200 mm, le palpeur peut mesurer près des parois ou au fond d'une pièce profonde. Ainsi, le système d'émission du palpeur reste à l'extérieur de la pièce à usiner en assurant la transmission de signaux sans perturbation. Une autre des nouveautés techniques de ce palpeur m&h est l'ajustage de la force de palpage.

Ainsi, avec une force de palpage maximale, le déplacement et la mesure sont possibles en mouvement rapide. A l'inverse, en utilisant une force de palpage minime, on privilégie la mesure de matériaux tendres, des géométries minces sans déformation ou des empreintes. Evidemment, ce palpeur respecte les critères m&h de fiabilité. Produit en acier inoxydable, il est parfaitement étanche conformément à la norme standard IP 68.

L'usage des piles standards, faciles à obtenir partout, souligne la fabrication d'un palpeur adapté aux ateliers d'usinage. Le 38.10-Mini a considérablement amélioré la mesure dans le process de fabrication. Les moyens spécifiques et coûteux, comme les gabarits peuvent être évités.

Grâce à cette innovation le dernier pas de la technologie de mesure peut ainsi être intégré dans toute machine-outil! Retour sur investissement rapide Grâce à la mesure intégrée, l'usine Nissan européenne vient de démontrer qu'il est possible de considérablement réduire les coûts pour rivaliser avec des constructeurs implantés dans des pays émergents, à économie à coûts réduits.

Dans son usine de moteurs, l'introduction de palpeurs Renishaw (Y.139) sur quatre tours CN à tourelles jumelées a abouti à des économies initiales de 400 000 ¤. Après l'établissement de l'usine Nissan en 1986, deux chaînes de production dédiées aux arbres à cames furent installées en 1991. En 2001, le développement continu de nouveaux modèles de voitures et les grandes différences de moteurs ont forcé Nissan à adopter une approche radicale pour répondre à ses futurs besoins de production.

C'est alors qu'un ingénieur familier du processus, a recommandé le contrôle au sein de la machine elle-même. Après établissement du cahier des charges et consultation, Renishaw fut choisi et participa à l'intégration sur les machines et la définition de la méthode. Après un positionnement approximatif, la contre-poupée serre le moulage en place et utilise le palpeur Renishaw monté sur tourelle sur chaque composant afin de repérer la face avant en quelques secondes.

Les correcteurs des deux tourelles prévus pour le programme d'usinage ultérieur sont immédiatement mis à jour, en comparant la position mesurée à la valeur nominale, les variations étant soustraites ou ajoutées. La machine découpe alors les surfaces multiples sur l'arbre en référant tous les positionnements de la machine à ce point zéro compensé. La durée totale du cycle est de 90 secondes.

L'ensemble du système est étalonné sur le tour CN en quelques minutes à l'aide du cycle automatique avec une pièce étalon. C'est la pièce standard qui garantit des pièces de qualité traçable. Aujourd'hui le palpage est devenu une pratique standard Un document expliquant en détail l'utilisation du système de mesure dans le cadre du procédé de fabrication, est fixé en permanence sur chaque tour CN.

Référence constante pour chaque opérateur, ce document répertorie les quatre raisons clés pour déclencher des mesures après usinage avec le palpeur Renishaw : 1. Maintien de la qualité générale, c'est-à-dire mesurer les réfé- rences principales suivant une fréquence déterminée (20 pièces). 2. Changement d'outil. Le système de gestion d'outil sur le tour est interrogé à chaque cycle pour déterminer s'il faut un changement complet ou un changement unique.

Un changement complet d'outil entraînera la mesure de tous les éléments alors qu'un changement unique d'outil ne mesurera que l'élément relatif usiné par cet outil. 3. Changement en cas de variante. 4. Début d'équipe ou première pièce produite. Contrôle des compteurs de pièces sur le tour à chaque cycle.

Cette action est particulièrement importante quand on démarre une machine à froid un dimanche soir. Faire tomber les réticences Les améliorations spectaculaires des capacités de production de Nissan et l'intégration du palpage en tant que pratique standard semblent avoir fait oublier les réticences initiales.

Nissan n'hésite pas à s'avancer en déclarant que "à notre connaissance, sur les 550 000 arbres à cames fabriqués par an, aucun composant n'a été mis au rebut sur ces machines, à la suite de ce processus". - En fait, la société est sur le point de passer un cap important car, cette année, elle aura atteint le seuil des deux millions de pièces bonnes.

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