Quand la rugosité est une corvée - mesures automatisées de Ra dans les espaces difficiles d'accès
Publié le 23 avril 2020
Dernière mise à jour le 6 février 2021
Mesures de rugosité difficiles
Mesurer la rugosité dans des endroits difficiles d'accès constitue un défi pour de nombreux fabricants. Les ouvertures étroites empêchent de nombreux rugosimètres d'pénétrer à l'intérieur des alésages, des tubes, des cylindres et d'autres espaces restreints. Pourtant, ces mesures d'état de surface sont souvent cruciales à obtenir, en particulier sur les pièces où la rugosité affecte les performances.
Pour relever ce défi, Novacam conçoit et fabrique PROFILOMÈTRE OPTIQUE 3DTM systèmes qui mesurent à l'aide de sondes optiques de petit diamètre. Ces sondes à fibres optiques pénètrent à l'intérieur pour mesurer rugosité (ainsi que la géométrie 3D) :
- sur les surfaces de diamètre intérieur (DI) des alésages, des tubes et des cylindres
- sur les surfaces intérieures des aubes étroitement espacées des disques de turbines aérospatiales
- au fond des trous borgnes, des rainures ou des canaux étroits
- et dans d'autres espaces restreints que la plupart des autres rugosités ne peuvent tout simplement pas atteindre.
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Sonde profilomètre à vision latérale Novacam de 4,6 mm de diamètre sur platine de déplacement sur le point de mesurer l'intérieur d'un tube métallique de 15 mm de diamètre intérieur.
Mesure de la rugosité sur les parois intérieures de tubes, d'alésages et d'autres espaces étroits
Système profilomètre optique 3D NOVACAM accède à des diamètres intérieurs (DI) de seulement 1 mm avec sa sonde optique à vision latérale de petit diamètre. La sonde acquiert un profil linéaire (axial) de la paroi du DI en balayant la surface du DI tandis qu'un étage de déplacement linéaire le fait avancer dans l'espace difficile d'accès.
La sonde dirige un faisceau de lumière à faible cohérence vers la surface mesurée, collecte le signal lumineux réfléchi par la surface et renvoie ce signal vers l'interféromètre du système via une fibre optique. Cette fibre peut mesurer plusieurs mètres de long.
Mesure de la rugosité des parois de diamètre intérieur
Mesure de rugosité au fond de canaux étroits ou de trous borgnes
Lorsqu'ils sont équipés d'une sonde à vision frontale, les systèmes de PROFILOMÈTRE OPTIQUE 3D NOVACAM mesurent la rugosité sur des surfaces qui incluent fonds de gorges étroites, de rainures ou de trous borgnes.Ces surfaces sont notoirement difficiles à balayer avec des sondes tactiles, des systèmes optiques qui reposent sur la triangulation, ou avec des microscopes.
Étant donné que les sondes du système effectuent un balayage de manière colinéaire (le faisceau sortant et le faisceau réfléchi se déplacent le long du même axe), elles offrent une bien meilleure couverture de mesure des coins inférieurs de caractéristiques à rapport d'aspect élevé tels que des rainures à parois escarpées.
Selon la sonde, la distance de recul varie de 0,5 mm à 100 mm pour les sondes standard et peut atteindre 1 m pour les sondes non standard.
Mesure de la rugosité au fond des trous borgnes
Sonde profilomètre à vision frontale NOVACAM de 18 mm de diamètre (standard) sur poste d'inspection à 2 axes
Rugosité calculée à partir du profil linéaire acquis
Les mesures sont acquises point par point à une vitesse pouvant atteindre 100 000 mesures de points 3D par seconde., fournissant facilement la densité de points requise pour calculer des paramètres de rugosité 2D tels que la rugosité moyenne (Ra), la profondeur maximale de creux (Rv), la hauteur maximale de pic (Rp), la hauteur maximale (distance entre le pic le plus haut et le creux le plus bas) (Rt), la rugosité quadratique moyenne (Rq), l'asymétrie (Rsk) et l'aplatissement (Rku).
Pour les rugosités les plus fines, une vitesse de 2 100 mesures de points 3D par seconde est généralement la vitesse privilégiée.
Le système offre un excellent capacités de mesure de rugosité :
- Plus fine rugosité mesurable jusqu'à 0,05 µm (2,0 µin). Cette limite dépend de la sonde choisie pour une application particulière.
- Capacité de mesurer également la rugosité supérieure à 10 µm (390 μin afin de répondre aux besoins d'applications telles que la fabrication additive.
Mesures de rugosité linéaire – Ra, Rz, Rq, Rp, Rv, Rt
Conception d'un système modulaire à base de fibres
Le système de profilométrie optique 3D NOVACAM est un système modulaire et à fibre optique : la sonde de mesure est reliée par une fibre optique à l'interféromètre du système (MICROCAM-3D ou -4D), qui fournit la source lumineuse et traite également le signal optique renvoyé en mesures topographiques tridimensionnelles.
L'inspection peut être entièrement automatisée et intégrée à un API (automate programmable industriel).
Le système de PROFILOMÈTRE 3D OPTIQUE comprend : 1) sonde optique à vision latérale ou frontale, 2) interféromètre MICROCAM-3D/4D, 3) station d'inspection, 4) PC et, 5) en option, matériel de multiplexage (non représenté sur le schéma).
Automatisation facile des mesures de rugosité
La conception du système de profilomètre optique 3D prend entièrement en charge automatisation des mesures.
- Des palpeurs sont disponibles dans une gamme de longueurs et de tailles pour mesurer la rugosité intérieure de pièces aussi diverses que des cylindres de moteur, des actionneurs, des implants orthopédiques, des fonds de trous borgnes et des trous de rivets percés de haute précision.
- Les sondes s'intègrent facilement aux robots ainsi qu'à tout mécanisme de déplacement de table ou en ligne spécifique à une application.
- Les sondes peuvent fonctionner à proximité de la surface mesurée tout en restant connectées au détecteur de traitement du signal du système (interféromètre MICROCAM-3D/4D) par une fibre optique flexible. La fibre peut mesurer plusieurs mètres de long.
Une gamme de longueurs et de tailles de sondes est disponible.
- La définition des séquences de balayage est rapide et facile grâce à l'utilisation d'un joystick et au réglage optionnel des paramètres dans le logiciel d'acquisition de données NOVACAM. Les recettes de mesure pour divers types de composants se définissent aisément, puis sont rappelées par simple pression d'un bouton ou sélectionnées dans une liste.
- Les définitions de balayage peuvent également être appelées automatiquement par un PLC (automate programmable industriel). De cette façon, le cycle d'inspection et les mesures obtenues sont indépendants de l'opérateur.
- La séquence de balayage peut comprendre plusieurs alésages (ou tubes, etc.).
- Les systèmes offrent des fonctionnalités telles que la génération automatisée de rapports de réussite/échec et des rapports exportables.
- Des commutateurs optiques sont disponibles pour multiplexer plus d'une sonde vers un seul interféromètre MICROCAM. Les sondes multiplexées peuvent être utilisées une seule à la fois. Cette option apporte un retour sur investissement (ROI) supplémentaire à de nombreuses installations.
- Une interface de programmation d'applications (API) est disponible pour les intégrateurs système et les équipementiers (OEM) afin de s'adapter à une grande variété d'applications en ligne et hors ligne. Les résultats exportés peuvent être intégrés à des enregistreurs de données et à des logiciels SPC.
Mesure automatisée d'un disblisk de turbine aérospatiale à l'aide d'une sonde latérale de 3 mm de diamètre
Avantages supplémentaires
En plus de la mesure de rugosité, les systèmes NOVACAM OPTICAL 3D PROFILOMETER offre :
- Capacité de mesure paramètres dimensionnels (par exemple, longueur des éléments, hauteur/profondeur des marches, angles, etc.), matériel l'épaisseur (dans le cas d'un matériau transparent ou semi-transparent), et/ou des défauts avec la même sonde que celle utilisée pour la rugosité
- Capacité à acquérir un profil en long
- Capacité à travailler dans environnements hostiles, y compris des températures ou des pressions extrêmes, ou des environnements radioactifs
- Mesure sans effet préjudiciable sur les surfaces mesurées (ce n'est pas le cas avec les stylets à contact)
- Capteurs sans contact qui ne s'usent pas – pas besoin d'en acheter consommables coûteux tels que les stylets de palpeur.
Rugosité circonférentielle
En plus de fournir une solution pour mesurer la rugosité linéaire (ou axiale) des diamètres intérieurs, Novacam propose également solutions pour mesurer la rugosité circonférentielle de diamètre intérieur dans les espaces difficiles d'accès.
Novacam fournit des solutions de mesure de la rugosité basées sur des profilés linéaires ou circonférentiels d'un diamètre intérieur.
En savoir plus
Avez-vous besoin de mesurer la rugosité (et/ou les dimensions, l'épaisseur ou les défauts) dans des espaces difficiles d'accès ?