Contrôle qualité de l'usinage CNC :un guide étape par étape vers la précision et la fiabilité

Le monde de l'assurance qualité est un mélange d'abréviations :QA, PPAP, APQP, CMM, PSW, etc. 

Cet article en explique beaucoup. Plus important encore, il explore la manière dont chacun est essentiel au contrôle qualité de l’usinage CNC. Il explique également comment l'accent mis sur les normes de qualité apporte un avantage distinct, en particulier lors de l'exécution de plusieurs projets simultanés.

À elles seules, les machines à commande numérique (CNC) ne peuvent pas atteindre la précision, la vitesse et la répétabilité requises, et la qualité ne peut pas être « testée » sur un produit. Une assurance qualité efficace ne se produit que grâce à un processus éprouvé et à une équipe d'assurance qualité (AQ) hautement compétente.

Voici comment cela fonctionne :

Étape 1 :La production des pièces commence par la révision de la conception

Une fois le bon de commande et les dessins finaux approuvés, le processus de contrôle qualité commence officiellement par la revue de l'impression et l'obtention de réponses aux questions suivantes : 

• La conception du client est-elle réalisable ? 
• Les tolérances spécifiées sont-elles réalisables ? 
• L'équipement de mesure actuel est-il capable de vérifier avec précision toutes les caractéristiques de l'impression ?

Ce n’est qu’alors que les équipes d’assurance qualité et d’ingénierie commencent le processus de planification avancée de la qualité des produits (APQP). Pour les nouvelles conceptions, un travail initial supplémentaire peut être nécessaire de la part des deux équipes qui travaillent main dans la main avec les clients et les fournisseurs de fonderie sur de nouvelles pièces. Ensemble, ils examinent les processus de conception et de fabrication pour optimiser le fonctionnement du produit et minimiser les coûts.

Étape 2 :La qualité dirige la production pour un lancement en douceur

Le processus APQP se poursuit pendant que l'équipe d'ingénierie conçoit les montages, crée des programmes et choisit les outils, tandis que l'équipe d'assurance qualité effectue des analyses et crée des contrôles pour vérifier l'ingénierie et la production. Les deux équipes travaillent ensemble vers l’objectif commun d’une production précise et de clients satisfaits.
Plusieurs outils sont utilisés pour analyser, contrôler et documenter la production, notamment :

• Plan de contrôle des produits (PCP) — répertorie toutes les spécifications du client, les étapes du processus de fabrication et les contrôles qualité à chaque étape
• Analyse des effets des modes de défaillance (AMDEC) — utilisé pour comprendre le processus et les contrôles d'usinage, ainsi que pour minimiser les risques de défauts
• Diagramme de flux de processus (PFD) — décrit le processus de fabrication pour les inspections  

Voici les livrables les plus importants :

• Inspection du premier article (FAI) — définit l'ensemble des spécifications; coché à chaque fois qu'un nouveau travail est configuré pour produire la pièce
• Fiche d'audit de l'opérateur (OAS) — répertorie tous les contrôles effectués par l'opérateur pendant la production
• Nouvelles jauges — commandé selon les besoins 
• Machine de mesure de coordonnées (MMT) — un instrument de mesure de précision programmé pour mesurer et vérifier les positions et les caractéristiques
• Exigences de qualité des fournisseurs (SQR) — s'assure que toutes les questions et problèmes sont communiqués et résolus
• Conceptions techniques — révisé par un ingénieur qualité (QE)

Étape 3 : Échantillons de production

Le premier échantillon de production fait l’objet d’une attention particulière. Une fois que la production a configuré le travail et exécuté la première pièce, l'opérateur complète le FAI et la pièce est amenée à l'équipe d'assurance qualité qui travaille avec l'opérateur et l'ingénierie si des caractéristiques sont :

• Hors tolérance — par exemple, le besoin est un alésage de 5" de diamètre avec une tolérance de +- 0,001". Si l'alésage est de 4,9980", il est trop petit et hors tolérance 
• Dans la tolérance mais hors du nominal — par exemple, pour le même alésage de 5" de diamètre, la coupe est systématiquement de 4,9991", 4,9992", 4,9991", etc. L'objectif est de rapprocher cette valeur de 5,000" +- 0,0002" (et non de 4,9992" +-0,0002")

Une fois qu'une pièce a réussi les contrôles FAI et CMM, un rapport d'inspection d'échantillon initial (ISIR) est complété, qui comprend une disposition dimensionnelle complète de la pièce pour vérifier les spécifications d'impression. De plus, chaque dimension du dessin est mesurée et enregistrée.

Ensuite, l'assurance qualité approuve le processus d'approbation de la production des pièces. De nombreux échantillons de production sont produits (généralement 30 pièces) et trois sont vérifiés pour ISIR (la première pièce plus deux autres échantillons, généralement prélevés au milieu et à la fin de la série).

FAIT EN BREF :  Stecker Machine a un taux de réussite de 99,99 % pour les pièces expédiées

Étape 4 :Mandat de soumission de pièces (PSW)

Une fois que les échantillons ont passé l'ISIR et sont terminés, un mandat de soumission partielle est finalisé et soumis. Les échantillons sont utilisés pour mesurer la capacité du processus (la capacité d’un processus à créer un produit dans les limites des spécifications). À ce stade, la répétabilité et la reproductibilité de la jauge sont mesurées, garantissant ainsi la précision d'un instrument de jaugeage.

L'ensemble de la documentation du processus d'approbation de la production de pièces (PPAP) est ensuite complété et soumis avec un mandat signé.

FAIT EN BREF :  Stecker Machine atteint 100 % en matière de ponctualité et de taux d'approbation

Une équipe qualité est essentielle dans la production de nouvelles pièces

Trop souvent, le processus d'assurance qualité des pièces usinées CNC est considéré comme « assurance qualité contre production », mais ces deux peuvent (et doivent) être complémentaires. La qualité ne doit pas retarder la production.

FAIT EN BREF :  Stecker Machine livre plus de 99 % de ses commandes à temps

Une équipe d’assurance qualité expérimentée équilibre ces deux objectifs pour un lancement PPAP en douceur. L'équipe de 20 membres de Stecker Machine comprend des auditeurs, des techniciens, des ingénieurs, des programmeurs et un coordinateur de systèmes. L'équipe couvre diverses spécialités, mais toutes travaillent ensemble pour garantir que la production soit conforme aux spécifications du client.

Stecker Machine lance souvent plusieurs nouvelles pièces simultanément, mettant l'équipe d'assurance qualité à l'épreuve.  Les délais sont généralement serrés, les ressources sont soigneusement gérées et alignées, et plusieurs personnes se mobilisent pour réaliser les nombreux ISIR avec des mises en page complètes. Tous les goulots d'étranglement liés au calendrier et à la main-d'œuvre sont gérés par les programmeurs, les techniciens, les gestionnaires et même un apprenti machiniste CMM.

Pour un projet particulier, les trois MMT couramment utilisées par Stecker Machine pour les pièces FAI ont été étendues à une quatrième (sept autres sont destinées aux pièces en cycle). Cela a nécessité d'ajuster le plan d'échantillonnage de la production, principalement en déterminant des pièces de production stables et pouvant être testées moins fréquemment. Il n'y a pas eu d'augmentation des rebuts de production et le calendrier est resté inchangé.

Avec un peu de créativité et beaucoup de travail acharné, l’équipe d’assurance qualité de Stecker a produit plus de 30 nouvelles pièces simultanément tout en maintenant la qualité. Ce dynamisme et cette concentration ont finalement permis de répondre (et de dépasser) les besoins des clients.

Prêt à tester l’usinage et la qualité de Stecker ? Contactez-nous avec une demande de devis (la dernière des abréviations de cet article. promis !), contactez-nous ou appelez le 920-726-4526. Pas encore prêt ? Lisez cette étude de cas mettant en évidence un défi d'usinage, de test et de qualité.

À propos de l'auteur

Brian dirige le département qualité de Stecker Machine, dirigeant le nouveau produit Advanced Product Quality Planning (APQP), ainsi que la mise en œuvre et le respect des systèmes de gestion de la qualité ISO 9001 et IATF 19649. Lui et son équipe réalisent des plans de contrôle et des audits, garantissant que tous les produits sont conformes aux spécifications rigoureuses des clients. Brian a gravi les échelons du SMC, passant de programmeur CMM à ingénieur qualité puis à responsable qualité.