Grâce aux évolutions proposées par Metris sur les équipements optiques de métrologie avec le scanner manuel portable ModelMaker D (MMD), destiné à la mesure sans contact 3D, PSA PEUGEOT CITROËN a considérablement augmenté sa productivité de scanning. Afin de préserver rapidité et haute résolution, le choix du client s'est orienté vers un faisceau laser de largeur moyenne (100mm). Dans cette configuration, le MMD permet aux ingénieurs de métrologie de PSA de réaliser des scannings détaillés de géométries complexes, sur de petites ou grandes pièces de carrosserie en un temps reco, grâce à une gestion entièrement digitale des fonctionnalités du scanner (plus de ressuage). Le système entièrement portable est conçu pour réaliser des mesures dans n'importe quel endroit de l'atelier. L'interaction parfaite entre le localisateur, le scanner et le logiciel accélère l'obtention d'un résultat de scanning pertinent. Il donne une analyse immédiate et optimise le post-traitement qu'il soit réalisé sur le poste ou en mode déporté. L'ergonomie d'utilisation et de repositionnement donne la possibilité à PSA de digitaliser entièrement des châssis de véhicules, des portes, des pare-brise et autres sous-ensembles. L'utilisation des données acquises permet la validation des calculs numériques, conuant finalement à la diminution de prototypes mécaniques coûteux.
Un système simple qui convient à tout type de travaux de métrologie
Le deuxième plus grand constructeur automobile d'Europe possède une expérience de la numérisation qui remonte à 2001. Depuis cette époque, PSA a acquis une expertise significative en la matière, ce qui l'a amené à intégrer le scanning laser pour la digitalisation des géométries de pièces de carrosserie des prototypes ou des véhicules de présérie au plus proche de la production. «
L'exactitude dimensionnelle est primordiale dans l'assemblage de la carrosserie du véhicule, » déclare le Responsable du département métrologie de PSA Poissy. «
Pendant le processus d'assemblage du coffre, par exemple, la géométrie du hayon change légèrement en raison de l'interaction mécanique entre armature, vitre, encrage et fermeture, etc... Quand nous réalisons le prototype d'une pièce de carrosserie, nous surveillons au plus juste la géométrie en utilisant le scanner MMD Metris afin de s'assurer que les éléments assemblés s'adapteront parfaitement. L'utilisation d'une grande variété de matériaux ? tels que les composites et les plastiques ? induisent des défis de fabrication et de mesure, ils augmentent le besoin de solutions métrologiques fiables et efficaces. »
Le plus grand sous-ensemble que les ingénieurs métrologues de PSA aient eu à scanner à ce jour en utilisant le scanner MMD Metris, est une structure de caisse entière. Pour des opérations descanning réalisées sur des capots ou même sur des parties arricomplètes, une ou deux positions du bras de mesure articulé sont suffisantes. Le scanner MMD Metris est également utilisé pour scanner des parties d'aménagement intérieur et de leurs ajustages, des sous ensembles d'éclairage et beaucoup d'autres pièces variées. Grâce à la technologie ESP Metris (Enhances Sensor Performance), il atoujours été possible d'obtenir une qualité optimale des données pour chacune des différentes surfaces, même dans des conditions de lumière très difficiles. L'ESP est un algorithme qui adapte automatiquement les paramètres de la caméra, de la source laser, en fonction des couleurs et de la réflectivité de la pièce à traiteafin d'obtenir le meilleur rendu au niveau de la forme 3D des surfaces à relever. Ceci aide précisément les ingénieurs de PSA à traiter les pièces en tôle, les composites et les plastiques - sans avoir à appliquer un spray ou toute autre opération de préparation. Avec une ligne laser de mesure composée de 1028 points d'acquisition, le scanner digitalise des surfaces de formes libres aussi bien que des bords de surfaces géométriques relevésdifférents dispositifs. Si PSA a aussi opté pour une solution de scanning sans contact, c'est grâce à la capacité de digitaliser un matériel pouvant être mou fragile ou déformable, éliminant ainsirisque d'altérer les composants fragiles ou les géométries sur les pièces flexibles issues d'emboutissage par exemple. Sur les voitures finies, le système permet de mesurer très précisément les« jeux et affleurement » entre les différents éléments de carrosserie tout en situant ces mesures par rapport à l'origine véhicule.
Réduction des temps de scanning et de post-traitement
Lorsqu'il utilise le scanner sur une carrosserie de véhicule, l'opérateur de PSA voit sur l'écran de son ordinateur portable la visualisation en temps réel des zones balayées, jugeant ainsi en direct la pertinence de son travail en cours. L'information montrée restitue fidèlement la rétroaction instantanée de la vitesse, de l'envergure et de la progression du scanning. La digitalisation se fait à un rythme continu, grâce à traitement rapide du signal numérique et à un faisceau laser dont la largeur est adaptée au type de pièce en cours de traitement. «
Le résultat du scan est un nuage de plusieurs centaines de milliers ou même plusieurs million de points, caractérisant ainsi très finement les surfaces mesurées », explique un utilisateur PSA du scanner. «
Après filtrage du nuage de point pour éliminer les points en redondance ou en dehors des zones souhaitées, nous obtenons une maille de polygones surfaciques que nous pouvons optimiser avec beaucoup de finesse.Le processus entier est contrôlé par le logiciel Metris KUBE. L'intégration parfaite entre le logiciel du scanner et le matériel améliore le processus de scanning tout en diminuant considérablement le travail restant pour le post-traitement. Ce gain de temps dans le post-traitement est de l'ordre de 50% par rapport à nos solutions précédentes de scanning. »
Selon le Responsable du service métrologie de PSA Poissy, l'équipe de métrologie constitue une unité devant prendre des mesures sur tous les sites français du groupe PSA afin d'aider au développement des véhicules prototypes. «
Que les opérations soient programmées sur les sites PSA Poissy, Rennes ou Sochaux, les ingénieurs et techniciens de métrologie prennent ce système portable avec eux et sont opérationnels sur site dans les délais les plus brefs. Cette approche pragmatique offre une flexibilité de mesure maximale et génère des économies importantes sur la logistique en réduisant les couts de transport des carrosseries de véhicules jusqu'à notre laboratoire de métrologie comme par le passé. »
Les travaux de scanning sont exécutés quatre fois plus rapidement
En plus de la surveillance de la qualité géométrique des pièces et sous-ensembles réalisés et montés sur les véhicules - le scanning laser Metris constitue une étape essentielle dans la vérification et la validation des calculs numériques que PSA exécute en tant que partie intégrante de la réalité virtuelle. Les ingénieurs et techniciens de la métrologie du groupe PSA utilisent systématiquement le scanner ModelMaker D Metris pour « construire les copies 3D numériques » des composants structurels tels que certains châssis, portes et ouvrants, pare-brise et d'autres pièces encore. Cette confrontation entre réalité et calcul augmente l'exactitude et la pertinence des simulations aidant à réduire le nombre des cycles de réalisations physiques sur des prototypes longs et coûteux à réaliser. «
De façon générale, du fait que le scanner laser MMD Metris est entièrement digital et offre une largeur de faisceau en parfaite adéquation avec nos pièces, nous avons été capable de scanner quatre fois plus rapidement qu'avant, » dit l'utilisateur du scanner laser chez PSA. « Les améliorations de productivité de cette importance nous permettent de prendre en charges des travaux supplémentaires, cela en augmentant le niveau de qualité des données traitées tout en restant dans des niveaux de charge de travail compatibles avec nos équipes existantes ».
