Pourquoi l'inspection sur machine est la clé de l'usinage de précision

Pour le contrôle qualité des pièces usinées CNC, la plupart des ateliers d'usinage utilisent une machine de mesure tridimensionnelle. Un CMM vérifie que la géométrie et les dimensions d'une pièce finie correspondent à la conception d'origine, garantissant que le client ne reçoit pas de pièces défectueuses. Il identifie même les erreurs les plus marginales et permet au machiniste de retravailler une pièce défectueuse.

Pour un propriétaire d'atelier d'usinage, cependant, la CMM est loin d'être une solution parfaite. Bien que ce type d'inspection offre une sécurité pour le client, il ne garantit pas une productivité de haut niveau pour le machiniste. Pourquoi? Parce que l'identification des erreurs après l'usinage signifie qu'il est déjà trop tard pour récupérer les coûts. Lorsqu'une pièce doit être retravaillée parce que la machine CMM renvoie un résultat négatif, la valeur de cette pièce diminue de moitié. Deux fois plus de temps que prévu, ainsi que deux fois plus de matériel.

Une solution alternative est l'inspection sur machine avec un système de palpage de machine-outil. Les systèmes de palpage de machine-outil sont des dispositifs de mesure montés sur la machine CNC elle-même, utilisés pour régler les pièces et mesurer les dimensions pendant et immédiatement après le processus d'usinage.

Cet article explique comment nous utilisons l'inspection sur machine dans notre atelier CNC et pourquoi les ateliers d'usinage CNC devraient suivre cet exemple.

1. Faciliter le goulot d'étranglement CMM

Restreindre le contrôle qualité à une MMT présente des inconvénients importants et les problèmes peuvent s'aggraver au-delà du simple doublement du temps de travail et des coûts des matériaux. Dans un atelier très fréquenté, une machine CNC donnée se verra probablement attribuer une nouvelle configuration dès qu'un ensemble de pièces sera retiré de la table de travail. Si le CMM rejette certaines pièces plus tard, le machiniste devra attendre qu'une machine soit disponible - ou pire, interrompre un autre travail - puis configurer à nouveau la machine. Les pièces rejetées peuvent ralentir la production, produisant un effet domino qui retarde de nombreux travaux.

De plus, la dépendance à une MMT peut entraîner de longues files d'attente, car chaque travail dans l'atelier nécessite une inspection à partir de la même machine ou du même groupe de machines. L'intégration de l'inspection dans les machines CNC elles-mêmes peut réduire le goulot d'étranglement de la MMT, car la charge d'inspection peut être répartie sur plusieurs systèmes ou, dans certains cas, entièrement gérée par la machine CNC.

2. Améliorez l'efficacité

L'utilisation d'une MMT est généralement nécessaire pour le contrôle de la qualité, en particulier lors de l'usinage de précision, car elle vérifie que les pièces répondent aux spécifications géométriques et dimensionnelles. Mais l'inspection sur machine ne doit pas remplacer la MMT; au lieu de cela, il peut fonctionner seul ou en tandem avec le CMM pour rendre l'inspection - et l'ensemble du cycle du produit - plus efficace.

Un système de palpage de machine-outil, monté sur la broche ou la tourelle de la machine, offre de nombreux avantages à un atelier. Le système peut être utilisé pour identifier et configurer des pièces - un processus qui peut prendre 10 minutes manuellement, mais seulement quelques secondes avec une sonde - et peut mesurer des caractéristiques pendant le cycle d'usinage et immédiatement après, lorsque les pièces sont encore sur la table de travail.

Mise en place rapide des pièces

Un système de palpage peut également effectuer des tâches telles que la surveillance de l'état de surface de la pièce et le lancement de la correction automatique du décalage. De plus, de nombreuses routines de palpage n'interrompent pas le processus d'usinage, de sorte que l'inspection peut être effectuée sans interruption.

Les sondes sont utiles car elles détectent les erreurs significatives très tôt, ce qui réduit immédiatement le gaspillage et, si une MMT est utilisée par la suite, réduit les risques que la MMT rejette une pièce. Si une MMT est utilisée, les sondes permettent également au personnel de contrôle qualité de réduire leur fréquence d'échantillonnage. Par exemple, ils peuvent inspecter une pièce sur 50 sur la MMT au lieu d'une sur 20, sachant que la plupart des erreurs possibles auraient été détectées et corrigées par le palpeur sur machine. L'introduction de l'inspection sur machine peut donc réduire le temps total d'inspection tout en atténuant le goulot d'étranglement de la MMT, permettant d'expédier les pièces plus rapidement et d'augmenter la productivité de l'atelier.

Inspection en cours de fabrication pour les pièces usinées

3. Augmentez la précision pour le post-usinage

L'inspection sur machine peut être bénéfique dans pratiquement toutes les situations d'usinage CNC, réduisant considérablement les risques de devoir mettre au rebut des pièces défectueuses. Cependant, les systèmes de palpage sont particulièrement utiles lors de l'usinage de précision de pièces moulées ou forgées.

Usiner des pièces à partir d'une pièce en métal extrudé est une chose, mais usiner sur des pièces forgées ou coulées en est une autre. Ces processus de travail des métaux ont tendance à produire des variations mineures entre les unités, il est donc crucial que la machine CNC puisse se calibrer correctement avec chaque pièce légèrement différente. Un système de sonde sur machine aide la machine à faire exactement cela.

Le système d'inspection sur machine garantit la précision lors de l'usinage en tant que processus secondaire, même en cas de divergences géométriques entre les pièces. Il est particulièrement utile pour les pièces fabriquées avec le moulage sous pression et le moulage de précision.

4. Augmentez la précision des moules

L'inspection sur machine est un atout particulièrement précieux dans la production de moules pour le moulage par injection et d'autres procédés de moulage. Les sondes augmentent la précision lors de l'usinage des noyaux et des cavités, ce qui permet d'améliorer les moulages et de réduire le recours au post-traitement des pièces en plastique, où les imperfections causées par des moules de mauvaise qualité doivent être corrigées.

La fabrication de moules peut bénéficier d'une sonde sur machine de plusieurs manières - avant, pendant et après l'usinage CNC des composants du moule. Avant l'usinage, un palpeur peut localiser la pièce, en plus de déterminer l'orientation et la rotation de la pièce. Pendant l'usinage, il peut automatiquement réaligner l'outil de coupe et mettre à jour les décalages en réaction aux changements de température. Et avant que la pièce ne quitte la machine CNC, la sonde peut effectuer des tâches spécifiques au moule telles que la vérification et la vérification de l'état des électrodes. Chacune de ces fonctions augmente la précision de la production de moules et par conséquent la qualité des moulages.

L'utilisation de l'inspection sur machine peut donc améliorer la qualité, la répétabilité et la précision des moules usinés, tout en aidant à gérer et à combattre les variations causées par les changements de température qui peuvent conduire à des caractéristiques en dehors de la tolérance souhaitée.

Inspection en cours de fabrication pour la cavité du moule

Usinage de précision amélioré

Pour résumer, les systèmes d'inspection sur machine pour les machines CNC peuvent être très utiles pour les ateliers d'usinage, car ils offrent les avantages suivants :

• Capturer les erreurs plus tôt
• Commentaires immédiats
• Correction automatique du décalage
• Réduire l'arriéré d'inspection
• Simplifier les goulots d'étranglement CMM
• Réduire le taux d'échantillonnage CMM
• Réduire le temps total d'inspection
• Réduire les rebuts
• Augmenter la productivité
• Augmenter la précision d'usinage des pièces moulées et forgées
• Augmenter la précision d'usinage des cavités de moule

3ERP, spécialiste du prototypage rapide et de la fabrication à faible volume, utilise les palpeurs de machines-outils Renishaw pour l'usinage de précision. Depuis l'adoption de cette stratégie, la productivité a augmenté et l'entreprise a pu expédier les pièces plus rapidement.

Bien que la MMT reste un élément essentiel des procédures de contrôle qualité de 3ERP, les sondes sur machine ont allégé la charge de la MMT tout en correspondant pratiquement à la machine autonome en termes de capacités d'inspection. Fondamentalement, le déménagement a profité à la fois à l'atelier d'usinage et au client.