Bavardage
Mesure de broutage sans contact de haute précision
Qu'est-ce que le broutage et qu'est-ce qui le cause ?
Le broutage est un type de défaut qui peut nuire gravement à la fonctionnalité, à l'efficacité et à la longévité des pièces mécaniques. Les ondes de broutage (lobes) sont généralement créées par des vibrations entre un outil d'usinage (tel qu'une machine CNC, une rectifieuse, une fraiseuse ou une perceuse) et une pièce pendant la fabrication ou la finition.
Les vibrations (ou broutement) se trouvent souvent sur le diamètre intérieur (DI) ou le diamètre extérieur (DE) de pièces cylindriques ou coniques.
Vidéo rapide sur mesure des vibrations dans les arbres creux automobiles
Quand le broutage pose-t-il problème ?
Les vibrations sur les pièces peuvent causer des problèmes majeurs lors de leur déploiement. Par exemple,
- Bavurage sur les pièces tournantes – tel que sur le diamètre intérieur des arbres d'embrayage de transmission automatique ou sur le diamètre extérieur des arbres de direction filetés – génère du bruit et provoque des dommages prématurés aux roulements, entraînant souvent des pannes et des rappels
- Bavures sur les surfaces d'étanchéité affecte la qualité du joint, provoquant des fuites et une baisse indésirable de la pression d'air ou de liquide
Graphiques des vibrations sur le diamètre intérieur de plusieurs arbres creux automobiles.
Comment le brouhaha peut-il être mesuré ?
Pour contrôler les vibrations, les fabricants doivent d'abord être capables de les mesurer. Et les vibrations peuvent être difficiles à mesurer, en particulier de manière rapide et sans contact, et surtout lorsqu'elles se situent à l'intérieur de tubes ou d'alésages cylindriques ou coniques.
Pour beaucoup de telles applications, NOVACAMTM Systèmes de métrologie 3D livrer mesures sans contact rapides et fiables des vibrations (broutages) sur les diamètres intérieurs et extérieurs de composants cylindriques ou coniques. Les systèmes, qui sont basés sur interférométrie à faible cohérence, offre :
- Précision meilleure que 1 µm
- Acquisition DI ou DO jusqu'à 100 000 points 3D par seconde
- Configurable par l'utilisateur paramètres d'évaluation du bavardage
- Polyvalence du déploiement au niveau ou à proximité des processus d'usinage
- Retour en temps réel lors du meulage, du perçage ou d'autres processus d'usinage : le broutage peut être transmis au logiciel de contrôle des processus
Le système de balayage rotatif NOVACAM BOREINSPECT est sur le point d'entrer dans un arbre creux d'automobile pour mesurer les vibrations sur le diamètre intérieur de l'arbre.
Mesure du broutage à l'intérieur d'alésages CYLINDRIQUES
Les vibrations sur le diamètre intérieur peuvent généralement être mesurées à l'aide de l'un des deux systèmes de métrologie 3D sans contact de Novacam : le TubeInspect ou le BoreInspect (Veuillez consulter leur schéma synoptique simplifié.).
Quel que soit le système choisi, à la fois TubeInspect et BoreInspect :
- Utilisez des sondes à vision latérale de petit diamètre pour scanner l'ID point par point selon un motif circulaire ou en spirale, tel que défini par l'opérateur.
- Obtenir mesures de topographie 3D à l'échelle du micron jusqu'à 100 000 points par seconde.
Une fois le nuage de points 3D du diamètre obtenu, ce nuage de points 3D est traité, le broutement est calculé et un retour d'information automatique est fourni au processus d'usinage ou de tri et/ou à l'opérateur.
Les systèmes TUBEINSPECT et BOREINSPECT mesurent tous deux le broutage interne (ID chatter). Le choix du système dépend en partie de la possibilité ou non de faire pivoter la pièce à mesurer sur un plateau.
Mesure du broutage dans les alésages CONIQUES
En plus des systèmes TUBEINSPECT et BOREINSPECT, le babil sur les diamètres intérieurs coniques peut également être mesuré avec NOVACAM Système SURFACEINSPECT (voir le diagramme).
Le système SURFACEINSPECT acquiert des surfaces à l'aide d'un scanner galvo (à balayage tramé), qui peut être positionné au-dessus de l'alésage pour obtenir la surface conique du diamètre intérieur de manière très rapide et sans contact. Le nuage de points 3D ainsi obtenu peut être utilisé pour calculer non seulement le broutage, mais également divers paramètres GD&T de la surface conique.
Le système SURFACEINSPECT est capable d'acquérir les parois de alésages coniques plus inclinés.
La pointe intérieure conique de cette buse d'injecteur de carburant de 39 mm de long a été numérisée par le dessus avec le système NOVACAM SURFACEINSPECT, fournissant le nuage de points 3D de mesures représenté pour analyse.
Mesure des vibrations sur l'OD
Le broutage sur les diamètres extérieurs de pièces cylindriques ou coniques peut être mesuré avec NOVACAM SURFACEINSPECT ou TUBEINSPECT systèmes.
Par exemple, le système TUBEINSPECT a été utilisé pour mesurer le diamètre extérieur de la pointe d'une aiguille d'injecteur de carburant (voir photo et schéma).
Pendant le fonctionnement du moteur, lorsque l'aiguille d'injecteur est poussée dans sa position la plus profonde à l'intérieur de l'injecteur, sa pointe doit former un joint avec le siège de l'injecteur afin d'assurer une pression adéquate sur le carburant vers les orifices de pulvérisation de l'injecteur. La géométrie et l'état de surface de l'aiguille sont donc cruciaux pour l'efficacité de l'injecteur.
Sur l'échantillon mesuré, des marques de broutage ont été détectées à la fois sur la section cylindrique et sur la section conique de la pointe de l'aiguille. La section conique est plus critique dans ce cas.
Sur la photo (en haut) : buse d'injecteur de carburant et aiguille de buse correspondante. Sur le schéma (en bas) : interface de la buse et de l'aiguille.
Marques de vibration sur le diamètre extérieur de la section conique (b) de la pointe d'aiguille d'injecteur
Logiciel d'analyse des bavardages
Le logiciel d'analyse de broutement NOVACAM est disponible pour analyser les données de mesure de surface 3D et classer les pièces comme CONFORME ou NON CONFORME selon les critères de l'utilisateur. Le profil du broutement est analysé mathématiquement et caractérisé par des valeurs telles que l'amplitude ou la valeur RMS (valeur efficace) pour chaque valeur de lobe.
Analyse automatisée du babil des mesures de diamètre acquises grâce au logiciel NOVACAM Chatter Analysis
Visualisation et analyse interactives avec Chatter
La visualisation interactive et l'analyse des données 3D acquises sont effectuées à l'aide d'un logiciel de métrologie basé sur PC (par exemple, PolyWorks Inspector)TM). Des vues telles que les cartes de déviation fournissent des informations essentielles sur les processus d'usinage susceptibles de provoquer des broutements.
Traces de broutement sur le diamètre extérieur de la section cylindrique (a) de la pointe de l'aiguille (observées avec PolyWorks Inspector™)
Solutions de mesure du broutage prêtes pour l'automatisation et l'atelier
Avec les systèmes de métrologie 3D NOVACAM, l'inspection automatisée des vibrations (chatter) sur les diamètres intérieurs ou extérieurs est assurée par :
- Capacités du système telles que alignement des références, rapport automatisé de réussite/échec et rapports exportables
- Capacité à s'interfacer avec des enregistreurs de données, permettant l'analyse des tendances à l'aide d'un logiciel SPC
- Nature à base de fibre de Novacam capteurs pouvant être montés sur une variété de platines de précision ou de bras robots pour l'intégration dans des stations d'inspection automatisées en atelier de production
- Résistance au système aux perturbations de l'air, à l'éclairage ambiant et à la coupure du faisceau
- Capacité à fonctionner dans des environnements difficiles – par ex., radioactif, très chaud ou cryogénique.
NOVACAM sans contact sondes de petit diamètre qui sont particulièrement populaires pour la mesure du bavardage ID sont disponibles dans des tailles allant jusqu'à 0,5 mm de diamètre.
Comme le montrent les photos “ Option1 ” ou “ Option2 ”, la pièce peut venir vers la sonde, ou la sonde peut venir vers la pièce – le choix dépend de chaque application et de chaque client.
Option 1 – la pièce vient à la sonde – Ici, un robot universel UR5 équipé d'une pince Robotiq présente des arbres au scanner rotatif du système BOREINSPECT
Option 2 – la sonde vient à la pièce – Ici, le scanner rotatif du système BOREINSPECT monté sur un bras de robot universel vient se placer au niveau de l'alésage à mesurer.
Amélioration des processus grâce à la surveillance des bavardages
Le broutage induit sur les pièces par des usines à grand volume telles que les rectifieuses sans centre peut causer des problèmes majeurs de qualité des pièces et des pertes de production. Les systèmes de métrologie 3D NOVACAM offrent une approche fiable pour la détection précoce de l'apparition du phénomène de broutage grâce à une inspection sans contact facilement automatisée des diamètres de pièces juste après l'usinage. Grâce à cette approche, le broutage hors spécifications est détecté précocement et les paramètres du processus peuvent être ajustés rapidement, avant que la qualité du produit ne se détériore.
Applications de mesure du broutage supplémentaires
Les systèmes de métrologie 3D NOVACAM mesurent également le broutement sur :
- Diamètres intérieurs (DI) de : coussinets de bielle, alésages d'axe de piston, axes de piston et axes d'articulation, bagues, sièges de soupape et actionneurs
- Diamètres extérieurs (DE) de : arbres de turbines et de compresseurs, manetons de vilebrequins, paliers d'arbres à cames, filets de vis à billes utilisés dans la direction assistée automobile, axes de pistons, et plus encore.
Liens connexes
Voir la vidéo correspondante :
Télécharger la note d'application “ Mesurer le broutement ” [4 pages, PDF, 1 MB] pour plus de détails sur cette application
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