Les fournisseurs de solutions métrologiques rivalisent d’innovations pour répondre aux besoins spécifiques des ateliers spécialisés dans le travail de la tôle. Machines multicapteurs, systèmes automatisés et des démarchés virtuelles permettent une détection en temps réel du moindre défaut. Objectifs : réduction des coûts et amélioration de la productivité.

Principal rendez-vous européen dans le domaine de la mesure, le salon Control 2019 a attiré à Stuttgart (Allemagne) de nombreux industriels venus pour trouver une réponse à leurs applications. Les fournisseurs en ont donc profité pour exposer leurs dernières innovations métrologiques capables d’améliorer la précision et d’accélérer le processus d’inspection grâce à l’automatisation. Bref, de réduire les coûts et d’augmenter la productivité. Omniprésent dans l’industrie, le travail de la tôle, avec ses défis de mesure et de contrôle spécifiques, est bien évidemment au centre de préoccupations de ces spécialistes de la métrologie. Les systèmes de fixation des pièces en tôle pour pouvoir les mesurer, est ainsi un des problèmes les plus délicats à résoudre. « La mesure précise des pièces après le processus de formage ne peut pas être assurée sans un système de fixation adéquat », explique Jan Thesing, responsable Product Management chez GOM. « Les solutions qui existent fixent les pièces dans une position qui simule le processus d’assemblage et compensent les distorsions ainsi que les déformations provoquées par l’opération de formage. Réalisés toujours sur mesure, ces systèmes de fixation sont peu flexibles et chères. Sans oublier les opérations de fixation manuelles, sources d’erreurs, et l’absence de données de mesure aux points de fixation. » Pour éliminer ces inconvénients, le constructeur allemand (racheté récemment par Zeiss) a mis au point une solution de fixation virtuelle. Ce module intégré dans le logiciel de métrologie GOM calcule les données de fixation d’une pièce réelle. Ce qui permet d’assurer un processus de mesure comparable avec celui qui est effectué dans le cas d’une fixation physique de la pièce. L’utilisateur peut déterminer et remédier virtuellement les distorsions ainsi que les déformations de la tôle sans aucune procédure spécifique.

La solution de mesure robotisée clé en main CMR (Coordinate Measuring Robot) associe le logiciel Metrolog X4 i-Robot de Metrologic Group avec les robots 6 axes TX60, TX90 et TX200 de Stäubli, ce qui assure une précision de ± 100 µm en mode tactile et ± 150 µm avec un capteur laser, dans un volume de 1 m3. (Source : MS)

Pour maîtriser variété et complexité

De plus en plus utilisé, le contrôle optique dimensionnel ou de forme, améliore également sa précision et sa rapidité. Une évolution illustrée par les scanners ou les lasers trackers mis au point par des constructeurs comme Creaform, Faro, Hexagon Manufacturing Intelligence, Jenoptik, Kreon, Nikon Metrology, Zeiss, Werth et bien d’autres. Distingués pour leur design, les solutions de mesure 3D portables HandyScan Black et Go!Scan Spark de Creaform offrent ainsi une précision de 0,020 mm et respectivement, de 0,050 mm. Scanner à lumière blanche adapté aux applications de développement de produits, le Go!Scan Spark intègre quatre caméras, ce qui lui confère une capacité de contrôle accrue.

Le système de fixation virtuelle des pièces de tôlerie marie flexibilité et précision tout en réduisant les coûts. (Source : GOM)

Autre voie de développement importante, l’automatisation simplifie, flexibilise et rend plus productif le processus de contrôle-mesure. Capables de s’insérer sans peine dans les installations de production, les solutions robotisées de mesure s’inscrivent désormais pleinement dans le concept Industrie 4.0. Conçues sur mesure par GOM, les ScanBox assurent des opérations de chargement et de mesure automatisées pour des pièces petites ou grandes, simples ou complexes, larges et longues, etc. Dans l’industrie automobile, les utilisateurs peuvent ainsi mesurer tous les types de pièces en tôle : portières, capots, coffres. Zeiss, Nikon Metrology, Metrologic Group, entre autres, promeuvent ces solutions robotisées. Ce dernier collabore avec Stäubli Robotics pour offrir aux utilisateurs une solution clé en main de mesure 3D. Cette installation compatible Industrie 4.0 rivalise avec les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) classiques en ce qui concerne la précision et n’a pas besoin de pastilles-cibles. Baptisée CMR (Coordinate Measuring Robot), elle associe le logiciel Metrolog X4 i-Robot de Metrologic Group avec les robots 6 axes TX60, TX90 et TX200 de Stäubli, ce qui assure une précision de ± 100 µm en mode tactile et ± 150 µm avec un capteur laser, dans un volume de 1 m³. Le logiciel Metrolog X4 i-Robot pilote aussi le robot et offre une exploitation maximum des résultats de mesure.

Le développement de voitures hybrides ou électriques nécessite de nouveaux moyens de mesure pour les nombreuses pièces en tôles qu’elles utilisent. Les machines à mesurer multicapteurs font ainsi leurs preuves dans les usines automobiles qui se multiplient pour faire face à une demande croissance de motorisation électrique ou mixte. C’est le cas de l’usine Volswagen de Kassel (Allemagne) qui a installé la MMT multicapteurs VideoCheck DZ HA 3D de Werth. « Dotée de capteurs optiques et tactiles ainsi que de deux axes Z, cet équipement assure efficacement la mesure des composants pour les moteurs électriques, comme les paquets en tôle pour les stators et les rotors », précise Hans-Werner Scholz, responsable du contrôle qualité. Les capteurs optiques fournissent des mesures exactes des pièces poinçonnées pour les stators et rotors ainsi que pour les autres éléments en tôle (bagues d’étanchéité, disque d’embrayage, composants électronique, etc.). Le Werth Laser Probe assure quant à lui, le scanning de la surface de la pièce, ce qui permet de mesurer rapidement l’épaisseur. « Nous pouvons ainsi connaître bien plus rapidement et aussi précisément l’ondulation de tôles en acier destinées aux disques d’embrayage qu’avec un capteur tactile », ajoute l’expert. Capable d’assurer donc le contrôle d’une multitude de pièces différentes, une MMT multicapteurs peut affronter les mesures les plus complexes. « Pour inspecter l’encodeur d’un moteur électrique, nous utilisons simultanément plusieurs capteurs », exemplifie Hans-Werner Scholz. « Un capteur de surface laser mesure la planéité, le capteur d’image contrôle le montage des ailettes et le capteur fibre tactile/optique mis au point par Werth assure les tâches les plus difficiles. Exemple : l’inspection de très petites pièces comme les billes de roulements. »

Le capteur d’image de la MMT VideoCheck DZ HA 3D de Werth est utilisé pour le contrôle des pièces poinçonnées du rotor et du stator ainsi que des disques d’embrayage utilisés pour la fabrication des moteurs pour les automobiles électriques ou hybrides. (Source : Werth)