Mesure 3D des fraises - sans contact et automatisée
Publié le 19 mai 2021
Tendance à l'automatisation et à la robotisation des processus de fixation, y compris le fraisage
Dans les usines d'assemblage d'avions, les systèmes robotisés de perçage et de remplissage prennent de plus en plus en charge les tâches de perçage, de fraisage et d'installation des fixations. Pour obtenir une précision et une cohérence élevées dans les opérations de perçage et de remplissage, les usines d'assemblage intègrent les éléments suivants mesures en cours de réalisation tout au long de ce processus en plusieurs étapes.
Cet article se concentre sur les mesures de fraises en cours de processus réalisées par les systèmes de mesure 3D sans contact de NOVACAM. Leurs capacités d'intégration dans le processus sont également abordées.
La qualité des processus de perçage et de remplissage a un impact significatif sur les performances des joints des cellules d'avion.
Quelles sont les mesures de fraisage les plus importantes ?
Le fraisage de précision implique de prêter attention à.. :
- Géométrie du diamètre intérieur de la fraise (ID) - par exemple, l'angle inclus de la fraise, le diamètre de la fraise (ouverture), la profondeur de la fraise
- Orientation de la fraise par rapport à la surface du panneau percé - l'axe de la fraise doit être normal à la surface du panneau
- Alignement de la fraise par rapport au trou du rivet- les deux doivent être alignés (coaxiaux)
- Défauts tels que des bavures ou un broutage excessif.
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La résistance de l'assemblage sera affectée si l'angle de la fraise est trop faible ou si le trou du rivet et la fraise ne sont pas concentriques.
Palpeurs optiques NOVACAM pour la mesure de fraises en 3D
Novacam fabrique trois systèmes de métrologie 3D qui permettent aux responsables d'usines d'assemblage d'effectuer des mesures automatisées de lamages. Les systèmes sont tous basés sur le même technologieIls se distinguent par le type de sonde(s) optique(s) qu'ils utilisent :
- Le système BOREINSPECT utilise une bague de petit diamètre le balayage rotatif (RS) pour pénétrer à l'intérieur de chaque trou de rivet afin de scanner à la fois le trou de rivet et la fraise. Les profils de balayage peuvent être linéaires, circulaires ou en spirale, ou toute combinaison de ceux-ci. La durée du cycle dépend des profils de balayage sélectionnés par l'utilisateur.
- Le système SURFACEINSPECT utilise un sonde à balayage galvaudé (GS) pour balayer la zone de la fraise par le haut de manière tramée. Pour les applications où seule la fraise doit être mesurée et non le trou du rivet, la sonde GS offre le temps de cycle d'acquisition de la fraise le plus court, à savoir 1 ou 2 secondes. La même sonde peut être utilisée pour mesurer l'affleurement de la tête du rivet après son installation. La sonde GS est capable de mesurer des lamages à des distances allant jusqu'à 100-400 mm.
- Le système RIVETINSPECT comprend à la fois la sonde RS et la sonde GS, qui sont utilisées en alternance. La sonde RS mesure le diamètre intérieur du trou de rivet, et la sonde GS mesure la fraise et l'affleurement de la tête du rivet.
Le Sondes RS et GS sont petites et basées sur des fibres, ce qui permet de les intégrer facilement à une tête de robot en tant qu'effecteurs finaux de mesure. Les sondes acquièrent des nuages de points 3D en balayant les surfaces point par point, à raison de 100 000 mesures par seconde. Le nuage de points 3D acquis est analysé avec le logiciel GD&T standard de l'industrie, InnovMetric PolyWorks® Inspector.
Sonde du scanner Galvo (GS) (en haut) et sonde du scanner rotatif (RS) (en bas)
Exemples de mesures de fraises en 3D
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de mesures de fraises en 3D disponibles avec les systèmes NOVACAM.
Dans la galerie d'images ci-dessous, veuillez
- Cliquez sur les flèches situées sur les côtés des images pour passer d'un exemple à l'autre.
- Passez la souris sur chaque image sélectionnée pour lire la description de l'image.
Les images ci-dessus montrent des mesures géométriques en 3D :
- Angle de la fraise
- Profondeur de la fraise
- Profondeur du trou du rivet
- Hauteur totale de la pile
- Faux-rond total de la fraise
- Diamètre de la fraise (ouverture)
- Diamètre du trou du rivet
- Perpendicularité de la fraise au plan de surface. (Dans l'exemple, un plan d'ajustement est utilisé pour remplacer le plan de la surface. Le meilleur ajustement a été basé sur le premier point mesuré sur chaque profil).
- Concentricité (coaxialité) de la fraise par rapport au trou du rivet. L'angle entre les axes de la fraise et du trou de rivet a été mesuré à 0,993° (180°-179,007°).
- Angle du profil de la fraise par rapport au profil du trou du rivet (125,087°).
Remarques sur les défauts des fraises
- Le broutage est évident à la fois sur le profil circulaire et sur un balayage en spirale à haute densité de la fraise. Le logiciel d'analyse du broutage NOVACAM est disponible pour automatiquement analyser et quantifier le bavardage des défauts à partir des données 3D acquises.
- Les autres défauts (bosses, bavures, etc.) sur la fraise sont faciles à visualiser et à mesurer sur la base du nuage de points 3D de haute précision acquis.
Notes sur la mesure de l'affleurement de la tête du rivet
- Comme le montre l'image bleue, un balayage de la zone de fraisage après l'installation permet un bon contrôle visuel de l'affleurement. L'analyse de l'affleurement de la tête du rivet par rapport au plan environnant peut être entièrement automatisée.
Non illustré mais disponible mesure bonus - rugosité à l'intérieur des trous de rivets
- Avec la sonde RS ci-dessus, les responsables du contrôle qualité peuvent également mesurer la rugosité 2D (Ra >= 32 µm) à l'intérieur du trou du rivet. En savoir plus sur la mesure rugosité du profil linéaireet rugosité circonférentielle ID dans les espaces difficiles d'accès.
Systèmes adaptés à l'automatisation des mesures en 3D, à l'intégration des robots et au déploiement dans les usines
Les systèmes de métrologie 3D NOVACAM pour les processus de perçage et de remplissage sont polyvalents et suffisamment robustes pour être déployés dans l'usine.
- Les systèmes effectuent des mesures à l'aide de sondes optiques à balayage de faible encombrement
- Les sondes peuvent être déployées à une certaine distance du détecteur (interféromètre MICROCAM), puisque les deux sont reliés par une fibre optique. La fibre peut être longue de plusieurs mètres
- Les sondes résistent aux défis environnementaux - par exemple, ils ne sont pas affectés par l'éclairage ambiant ou la perturbation de l'air
- Les sondes peuvent mesurer même dans des environnements hostiles radioactifs, cryogéniques ou très chauds, dans des chambres à vide ou d'évaporation
- Les définitions d'analyse et de balayage configurables par l'utilisateur (recettes) peuvent être invoquées automatiquement. par l'intermédiaire d'un automate
- Une API est disponible pour s'adapter à une grande variété d'applications en ligne et hors ligne.
- Les résultats exportés peuvent être intégrés au SPC logiciel
Pour en savoir plus sur l'automatisation des systèmes NOVACAM, consultez ce récent document. article de blog.
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Schéma du système NOVACAM BOREINSPECT, adapté à la métrologie 3D automatisée et robotisée du rivetage et du lamage.
Pour en savoir plus
Pour en savoir plus sur l'inspection des trous de rivets et des fraises, Télécharger une note d'application détaillée "Inspection automatisée des trous de rivets et mesure 3D". [13 pages, PDF, 2.4 MB]
Vous avez besoin d'automatiser les mesures de fraisage ?
Nos spécialistes se feront un plaisir de discuter des besoins de mesure de votre application.
