Sous le signe de l'Industrie 4.0

La tendance vers l'Industrie 4.0 se poursuit cette année. Les systèmes deviennent plus rapides, plus faciles à automatiser et les systèmes sans contact, en particulier, connaissent un essor important.

Système de mesure des microcoordonnées
Avec le nouveau μCMM, Alicona présente pour la première fois au salon Control un système de mesure optique des microcoordonnées, dont elle célèbre la première mondiale.

La combinaison d'une machine de mesure de coordonnées classique et de la métrologie optique des surfaces permet de mesurer la masse, la position, la forme et la rugosité des composants avec un seul capteur. La machine optique de mesure des coordonnées offre une grande précision géométrique, ce qui permet de mesurer les plus petits détails de la surface, y compris la détermination précise de la position des différentes mesures les unes par rapport aux autres. La précision 3D selon la norme ISO 10360-8 est E Uni:j:ODS,MPE = (0,8 + L/600) µm (L en mm).

Selon Alicona, le spectre des surfaces mesurables comprend tous les matériaux et composites couramment utilisés dans l'industrie, tels que les plastiques, les PCD, les CFRP, les céramiques, le chrome, le silicium, etc. Les composants mats et polis ainsi que les composants réfléchissants peuvent être mesurés. Le volume de mesure est de 310 mm × 310 mm × 310 mm. Les axes à coussin d'air avec entraînement linéaire permettent une utilisation sans usure. Les lentilles peuvent être changées automatiquement.

Nouveau corps d'étalonnage pour les systèmes optiques et tactiles
Le nouvel organisme d'étalonnage TOPIC "Arena" peut être utilisé, entre autres, pour des tests intermédiaires efficaces selon la norme ISO 10360-1 des machines de mesure de microcoordonnées. Le corps d'essai est constitué de sphères optiquement coopératives d'une grande précision de forme. Grâce à la disposition systématique dans l'espace, il est possible de déterminer les paramètres requis d'un essai intermédiaire ainsi que d'un essai d'acceptation et de confirmation selon la norme ISO 10360-1 avec un seul serrage.

Cet organisme d'étalonnage a été développé grâce à la coopération fructueuse de Saphirwerk AG, de l'Institut fédéral suisse de métrologie METAS, de la NTB Interstate University of Applied Sciences Buchs et des partenaires industriels ETA SA et SFS intec.

Werth Interferometer Probe WIP
Avec les capteurs optiques conventionnels, les caractéristiques étroites et basses, comme les entrefers des moteurs électriques, ne sont souvent pas mesurables. Les capteurs de distance laser, les capteurs de mise au point chromatique et les capteurs confocaux, par exemple, échouent en raison de l'ouverture des objectifs et souvent la distance de travail est trop courte pour détecter les caractéristiques sans collision. Avec la sonde interférométrique Werth (WIP), Werth dispose d'un capteur à fibre optique de haute précision qui permet de mesurer par interférence.

La sonde de mesure est une fibre de verre conductrice de lumière d'un diamètre standard de 125 μm. Des diamètres plus petits sont également possibles. La géométrie des sondes peut être adaptée individuellement aux exigences de la tâche de mesure, par exemple des sondes droites ou coudées sont possibles. Le meulage de la sonde détermine l'angle de sortie du faisceau de mesure entre 0° et 90°. Des sondes avec un angle de 90° sont utilisées, par exemple, pour mesurer les surfaces latérales de petits trous.

La version RS du WIP permet de mesurer la circularité avec une grande précision grâce à une sonde rotative. Avec cela, seul l'axe de rotation du capteur à géométrie corrigée est déplacé. Cela permet de mesurer la rondeur avec des écarts de mesure d'environ 100 nm. Une autre possibilité consiste à déplacer le palpeur sur une trajectoire circulaire pendant la rotation avec les axes cartésiens de la machine de mesure des coordonnées et donc à mesurer également des éléments géométriques plus grands.

Logiciel pour la détermination de l'incertitude de mesure (VCMM)
Un résultat de mesure complet comprend toujours une incertitude de mesure en plus de la valeur mesurée. C'est un élément essentiel de l'assurance qualité, car sans l'incertitude de mesure, une évaluation des tolérances n'est pas possible. L'automatisation croissante de l'industrie 4.0 exige également une automatisation de la détermination de l'incertitude de mesure. Depuis le début des années 1990, le PTB développe une "machine virtuelle de mesure des coordonnées" (VCMM). Depuis lors, elle a été adaptée et optimisée à la technologie de mesure moderne.

La détermination de l'incertitude de mesure d'une tâche de mesure 3D complexe à l'aide de simulations de Monte Carlo est une méthode efficace en termes de temps et de coût. Pour déterminer l'incertitude de mesure, un grand nombre de mesures répétées sont simulées à l'aide d'un ordinateur dans le VCMM. Les mesures sont simulées dans un environnement virtuel. Pour ce faire, les points de mesure enregistrés sont modifiés en fonction de distributions de probabilité et de paramètres d'entrée spécifiés, formant ainsi un nuage de points réaliste. Ces données sont maintenant évaluées de la même manière que la première mesure réelle. Un relevé statistique peut désormais être effectué en répétant ce processus plusieurs fois.

Afin de vérifier la version actuelle du VCMM (y compris le balayage) comme méthode de détermination de l'incertitude de mesure spécifique à la tâche, la PTB a effectué des mesures de comparaison coordonnées. C'est une étape importante vers la vérification précoce du VCMM afin qu'il puisse être utilisé dans les laboratoires de mesure et les laboratoires d'étalonnage accrédités pour la détermination de l'incertitude de mesure.

Tomographe informatique GOM
Grâce à la tomodensitométrie (CT), il est déjà possible aujourd'hui de réaliser des mesures qui ne peuvent plus être couvertes par d'autres principes de mesure. Par exemple, il est possible de mesurer les composants fabriqués par fabrication additive, dont les structures internes ne sont ni tactiles ni optiquement accessibles.

La société GOM propose également la tomographie par ordinateur et est donc entrée dans le domaine assez tardivement. Un système cinématique à 5 axes assure le positionnement automatique des composants. Le système est calibré par étalonnage photogrammétrique dans toutes les positions de mesure possibles. Une autre caractéristique est que la circulation de l'air à l'intérieur du TC garantit que la même température règne dans la zone de travail que dans la zone de stockage à l'extérieur du TC. Cela permet de contrôler les conditions de température sans avoir besoin d'une climatisation coûteuse à l'intérieur du scanner. Les données sont évaluées à l'aide du logiciel GOM Inspect, qui est également capable de traiter les données de CT d'autres fabricants depuis l'année dernière.

Système CT avec chambre climatique intégrée
Avec le scanner in-situ Diondo, les pièces peuvent être examinées dans des conditions de fonctionnement réalistes. Les constructeurs automobiles, par exemple, bénéficient de cette méthode combinée : la densité énergétique élevée des batteries Li-ion utilisées pour la mobilité électrique soulève des questions de sécurité : comment la température affecte-t-elle la structure et la géométrie internes ? Quel est le comportement à long terme
des températures élevées ou basses persistantes ou de fortes fluctuations de température ? La tomographie in situ fournit une vue à haute résolution de l'intérieur de la batterie. Cela se fait à des températures allant de -72 à +180 °C.