TUBEINSPECTTM système
pour la métrologie de haute précision de l'ID et de l'OD des tubes
NOVACAMTM TUBEINSPECTTM système est un système de mesure optique modulaire sans contact qui permet d'effectuer des mesures 3D d'une précision de l'ordre du micron sur les éléments suivants tube, cylindre ou tonneau intérieurs et extérieurs. Sa sonde d'observation latérale de petit diamètre atteint l'intérieur des tubes pour acquérir leur géométrie intérieure complète.
- Peut mesurer chaque détail dimensionnel du diamètre intérieur (ID) et du diamètre extérieur (OD) du tube.y compris les contre-dépouilles, les chanfreins, les filets, les rayures, les rainures pour joints toriques, les cannelures, les fonds et les ruptures d'arêtes
- Permet une inspection automatisée entièrement configurable
- Peut mesurer les défauts dimensionnels ou de surface tels que porosités, fissures et rayures
- Peut mesurer les dimensions, la rugosité ainsi que l'épaisseur des revêtements semi-transparents.
Le système TUBEINSPECT en action
Dans cette vidéo, la sonde du système TUBEINSPECT scanne à la fois l'intérieur et l'extérieur d'un tonneau métallique fixé dans un mandrin en rotation.
Note: Si le cylindre que vous devez inspecter ne peut pas être tourné sur un plateau rotatif comme dans cette vidéo - pas de problème - il suffit de consulter NOVACAM. BOREINSPECT système qui dispose d'une sonde de scanner rotatif.
Aperçu des caractéristiques et des avantages
Mesures
- Optique, sans contact, non destructif
- Vitesse élevée : jusqu'à 100 000 mesures de points 3D par seconde
- Caractérisation de la surface et de la sous-surface en 2D et 3D ; diamètre, circularité, cylindricité, faux-rond, conicité, distorsion, rectitude
- Caractéristiques à rapport d'aspect élevé : contre-dépouilles, filets, rainures, trous transversaux
- Résolution submicronique, excellente sensibilité et répétabilité des mesures
Imagerie
- Profils des lignes
- Images 3D des surfaces internes et externes
- Images de hauteur et d'intensité de surfaces "dépliées
- Coupes transversales de matériaux semi-transparents
- Cartes des écarts
Image 3D de la surface intérieure du tube
Avantages
- Facile à intégrer dans les laboratoires, les ateliers ou les installations d'inspection entièrement automatisées.
- Réduction de la durée du cycle d'inspectionjusqu'à 100 000 mesures par seconde sont obtenues, chacune représentant un point topographique en 3D
- Options flexibles pour l'évaluation des pièces inspectéesLes caractéristiques mesurées peuvent être comparées aux dessins CAO ou à un ensemble d'emplacements, de valeurs nominales et de tolérances défini par l'utilisateur.
- Définition et exécution simples de l'analyse: La séquence de balayage est définie une fois en apprenant au système à l'aide d'un joystick. La séquence de balayage peut ensuite être exécutée en appuyant sur un bouton.
- Des rapports automatisés qui font gagner du temps: À la suite d'un balayage, des rapports "go-no-go" peuvent être produits et les résultats peuvent être enregistrés d'une manière compatible avec les mécanismes standard de l'industrie.
- Manipulation aisée des pièces: La fixation de la pièce est choisie de manière à faciliter la manipulation et à assurer une bonne répétabilité.
- Adaptation aux environnements difficiles
- Aucun consommable n'est nécessaire: Les sondes optiques n'entrent pas en contact avec les échantillons mesurés et ne s'usent donc pas comme les sondes de contact. Les dommages accidentels sont rares - les sondes sont conçues pour être robustes.
Applications métrologiques
Métrologie et imagerie 3D des tubes pour l'industrie et la R&D
- Contrôle de la qualité
- Inspection automatisée de la production en 3D, dimensionnement géométrique et tolérancement (GD&T)
- Contrôle statistique des processus (CSP)
- Inspection de la recherche et du développement (R&D)
- Rétroconception et conversion de pièces en CAO
- Maintenance, réparation et opérations (MRO)
- Profilométrie en milieu hostile : radioactif, cryogénique, très chaud
Mesures typiques sur l'ID/OD du tube
- Géométrie 3D complète, diamètre, circularité, cylindricité, conicité, faux-rond, etc.
- Écart par rapport au modèle CAO, GD&T
- Caractéristiques à rapport d'aspect élevé : contre-dépouilles, marches, rainures pour joints toriques, filets, canaux, arêtes vives, pentes raides et trous transversaux.
- Perte de volume : usure de la surface ou autres dommages
- Défauts : corrosion, piqûres, fissures, bosselures, rayures, porosité
- Rugosité de la surface : linéaire ou surfacique
- Épaisseur du revêtement semi-transparent : films monocouches ou multicouches
Exemples d'applications d'inspection de tubes
Mesure, visualisation et inspection des surfaces intérieures et extérieures de.. :
- Divers tubes, tuyaux et arbres dans les industries aérospatiale et automobile
- Exemple dans l'aérospatiale : arbre de moteur à réaction MRO (maintenance, réparation et opérations)
- Exemples dans le secteur automobile : arbres de transmission, essieux, filets, cannelures, engrenages, dents d'entraînement.
- Flacons, récipients cylindriques dans les secteurs biomédical et chimique
- Dispositifs cylindriques dans le secteur médical
- Exemples tirés de l'industrie de la défense : tonneaux, alésages, alésoirs, mandrins, mèches, blocs de matrices
- Pièces tubulaires en usinage de haute précision, perçage, moulage par injection, impression 3D, fabrication additive, moulage, matrices d'extrusion
- Tubes et tiges composites
Logiciel système
Le système TUBEINSPECT est livré avec le logiciel d'acquisition de données haute performance NOVACAM.qui est PC Windows®-Basé sur la technologie et convivial pour la programmation par balayage.
Logiciel d'acquisition de données NOVACAM
Le système génère simultanément 3 ensembles de données à partir du même balayage: Nuage de points 3D, image de l'intensité lumineuse et image de la hauteur. Les images de hauteur et d'intensité lumineuse facilitent la détection des défauts. Le format de fichier STL est également disponible.
Les mesures d'identification sont générées en trois formats : nuage de points 3D, carte d'intensité et carte de hauteur.
Pour une analyse GD&T complète des pièces mesurées, une solution clé en main est disponible avec PolyWorks Inspector.TM le logiciel de métrologie qui peut être acheté avec le système.
- Les rapports "go-no-go" sont facilement programmés et automatisés.
Exemple de rapport GD&T automatisé avec réussite et échec
- Les utilisateurs bénéficient de fonctionnalités telles qu'une comparaison visuelle rapide (carte de déviation) des mesures acquises sur la pièce par rapport aux tolérances prédéfinies ou à la CAO de la pièce.
Analyse de données 3D de mesures d'identification à l'aide de PolyWorks Inspector. Ici, les données 3D sont visualisées sous la forme d'une carte de déviation.
Visualisation des données de numérisation peut être réalisée en important les données dans divers logiciels tiers de visualisation et d'analyse numérique, tels que PolyWorks Inspector, Geomagic, ImageJ, SolidWorks, Octave, MatLab, Mathematica, IDL ou IGOR Pro.
Obtenir des mesures spécifiques à l'application à partir du nuage de points 3D est disponible par le biais d'une sélection de logiciels internes et tiers. Novacam prend en charge les options suivantes :
| Logiciel interne Novacam | Logiciels tiers, tels que | |
|---|---|---|
| Mesures dimensionnelles (paramètres GD&T) | PolyWorks Inspector (solution clé en main) Geomagic |
|
| Rugosité et analyse de surface |  | TrueSurf, MountainsMap |
| Épaisseur | | |
| Bavardage (vibration) | | |
| Perte de volume | | |
| Défauts | Développé sur mesure* | |
| * Novacam offre la possibilité de créer des programmes personnalisés de traitement des données, d'établissement de rapports et de détection des défauts en fonction des besoins du client. | ||
Une interface de programmation d'applications (API) est disponible pour les intégrateurs de systèmes et les équipementiers. pour s'adapter à une grande variété d'applications en ligne et hors ligne. Les résultats exportés peuvent être intégrés dans des enregistreurs de données et des logiciels SPC.
Composants du système
NOVACAMTM TUBEINSPECTTM est un système modulaire à base de fibres optiques qui comprend 1) une sonde optique à visée latérale, 2) la MICROCAMTM interféromètre, 3) station d'inspection, 4) PC, 5) contrôleur(s) de mouvement (non illustré) et, éventuellement, 6) matériel de multiplexage (non illustré).
sonde optique
Interféromètre MICROCAM
Poste d'inspection
PC, moniteur et joystick
Les capacités d'inspection du système TUBEINSPECT sont déterminées conjointement par ses composants :
1) Sonde optique
La sonde optique à visée latérale pénètre à l'intérieur du tube en rotation pour balayer l'ensemble de sa géométrie intérieure en spirale. La même sonde peut être utilisée pour mesurer une gamme de diamètres de tubes. La même sonde peut être déplacée en position de mesure du diamètre extérieur pour balayer l'extérieur du tube.
Notez qu'il n'est pas nécessaire de positionner la sonde d'observation latérale sur l'axe central du tube. La sonde doit simplement être abaissée dans le tube à une distance constante de la surface intérieure du tube.
Vue de dessus du dispositif de numérisation
Caractéristiques de la sonde standard*
| Diamètre de la sonde (mm) | Distance maximale d'éloignement (mm) | Taille du spot (µm) | Longueur de la sonde (mm) |
|---|---|---|---|
| 0.55 | 0.5 | 15 - 35 | 50-1000** |
| 1.05 | 1 | ||
| 2.4 | 1.3 | ||
| 3.05 | 4.8 | ||
| 4.6 | 15 | ||
| 17.8 | 55 | ||
| *Des sondes personnalisées avec des diamètres non standard (tels que ø8,8 mm ou ø30,5 mm), des longueurs, des tailles de spot et des angles de faisceau lumineux (c'est-à-dire différents de l'angle standard de 90°) sont fabriquées sur demande. Des sondes personnalisées pour des températures extrêmes, des pressions élevées ou d'autres environnements hostiles sont également fabriquées sur demande. **La longueur maximale de la sonde peut être limitée par des contraintes mécaniques. Des sondes allant jusqu'à 2 m de long ont été construites. |
|||
2) Interféromètre MICROCAM
L'interféromètre NOVACAM MICROCAM fournit la source lumineuse à la sonde optique et traite le signal optique reçu de la sonde. La sonde et l'interféromètre sont reliés par une fibre optique.
Modèles d'interféromètres MICROCAM
| MICROCAM-3D | MICROCAM-4D | |||
|---|---|---|---|---|
| Caractéristiques générales | ||||
| Technologie | interférométrie à faible cohérence | |||
| Longueur d'onde de la lumière | 1310 nm, infrarouge | |||
| Taille du boîtier de l'interféromètre (profondeur x largeur x hauteur) | Boîtier rackable 4U 445 x 445 x 178 mm |
|||
| Mesures sans contact | ||||
| Profondeur de champ | dépend des paramètres sélectionnés pour la sonde, voir tableau "Caractéristiques standard de la sonde" ci-dessus |
|||
| Options de plage de profondeur de balayage * | 3,5 mm | 7 mm | 5 mm | |
| Taux d'acquisition (balayage A) | 2,10 kHz | 1,05 kHz | 100 kHz | |
| Résolution axiale (axe Z) | < 0,5 µm | |||
| Taille du point lumineux (résolution latérale [axe XY]) | 2,2 - 146 µm, en fonction des paramètres de la sonde, voir tableau "Caractéristiques standard de la sonde" ci-dessus |
|||
| Distance d'éloignement | 0,5 - 100 mm pour les sondes standard jusqu'à 1 m pour les sondes non standard |
|||
| Répétabilité | < 1 µm | |||
| Mesures d'épaisseur | ||||
| Plage de mesure de l'épaisseur (dans l'air, IR = 1,0) | 10 µm - 3,5 mm | 10 µm - 7 mm | 20 µm - 5 mm | |
| Matériaux typiques pour les mesures d'épaisseur | verre, polymères, films multicouches, revêtements, plastiques, silicone, liquides, spéculaires ou non spéculaires | |||
| Réflectivité de l'échantillon | 0.1 - 100% | |||
| *Un axe de déplacement mécanique est disponible pour augmenter encore la profondeur de balayage maximale. | ||||
3) Station d'inspection
Les configurations des stations d'inspection dépendent de l'application et peuvent être fournies par Novacam. La fixation de la pièce n'est pas incluse.
Pour l'inspection des laboratoires et des ateliersLes stations d'inspection du système TUBEINSPECT comprennent généralement un déplacement de la sonde sur 2, 3 ou 4 axes et un dispositif de rotation motorisé pour le tube inspecté. Des tables en granit sont disponibles en option et recommandées pour certaines applications.
Pour l'inspection industrielle automatisée en ligneLes sondes TUBEINSPECT peuvent être intégrées à des platines de précision, à des MMT (machines à mesurer les coordonnées) tierces, à des machines CNC (commande numérique par ordinateur) ou à des robots pour soutenir la fabrication en flux continu de grands volumes.
Configurations alternatives des stations d'inspection :
- La configuration standard "sonde sur le dessus", illustrée par la configuration A ci-dessous, est la plus courante.
- La configuration "sonde en dessous" est illustrée par la configuration B. Ici, la platine rotative avec la fixation du tube se trouve au-dessus de la table d'inspection, et la sonde pénètre dans le tube en rotation par le bas.
Deux exemples de configurations de stations d'inspection
A) Système TUBEINSPECT en configuration "probe-on-top" intégré à une station d'inspection à 4 axes
Pour mesurer le diamètre intérieur du tube, la sonde à visée latérale est abaissée à l'intérieur du tube qui est fixé et tourne sur une platine rotative. Pour mesurer le diamètre extérieur du tube, la platine rotative est d'abord déplacée sur une platine linéaire jusqu'à une position de balayage du diamètre extérieur. Dans cette position, le tube est à nouveau mis en rotation et la sonde balaie le diamètre extérieur tout en descendant le long de la surface extérieure.
Avantages de cette configuration : Une seule séquence de balayage automatisée permet de mesurer et de caractériser le tube à l'intérieur comme à l'extérieur.
Inspection de l'ID du tube
Inspection du diamètre extérieur du tube
B) Système TUBEINSPECT en configuration "probe-below" (sonde en dessous)
Dans cette configuration, la platine de rotation et le dispositif de fixation du tube se trouvent au-dessus de la table en granit, tandis que les platines de déplacement de la sonde et la sonde sont placées sous la table d'inspection. La sonde pénètre dans le tube en rotation par le bas, à travers un trou percé dans le granit.
Avantages de cette configuration : Le contact involontaire de l'opérateur avec la sonde est évité dans un environnement d'atelier.
Système TUBEINSPECT dans une configuration de sonde inférieure
Sonde pénétrant dans un tube par le dessous de la table d'inspection
4) PC, moniteur et joystick
Le système TUBEINSPECT est livré avec un PC, un moniteur, une souris et un joystick.
5) Contrôleur(s) de mouvement
Les contrôleurs de mouvement sont inclus. Selon le nombre d'axes de mouvement supplémentaires requis, le(s) contrôleur(s) de mouvement est (sont) logé(s) dans un boîtier rackable de 2U, 3U ou 4U.
6) Matériel pour la prise en charge du multiplexage (en option)
Des commutateurs optiques sont disponibles pour multiplexer jusqu'à 8 sondes sur un seul interféromètre MICROCAM. Les sondes multiplexées peuvent être utilisées une à la fois. Cette option apporte un retour sur investissement (ROI) supplémentaire à de nombreuses installations.
Configuration standard du système
Une configuration standard du système TUBEINSPECT comprend :
- Interféromètre MICROCAM-3D
- 1 sonde standard à visée latérale de 4,6 mm de diamètre (pour l'inspection d'alésages jusqu'à 600 mm (24″) de profondeur)
- Station d'inspection à 3 axes et contrôleur de mouvement à 3 axes
- 1 mandrin avec moteur et contrôleur de mouvement pour faire tourner le tube inspecté
- PC avec logiciel d'acquisition NOVACAM
- 1 an de garantie
Sécurité des instruments
- Les systèmes MICROCAM sont dotés d'un pointeur laser rouge (longueur d'onde de 650 nm) intégré à la sonde à des fins d'alignement.
- Les systèmes MICROCAM sont des produits laser de classe 1M, avec < 20 mW dans l'infrarouge et < 5 mW du pointeur laser à l'intérieur de la sonde.
Combien de temps faut-il pour scanner un tube avec le système TUBEINSPECT ?
- Le temps de balayage dépend de la taille du tube, de sa longueur, des aspects du tube à mesurer et de la vitesse de rotation de la platine (mandrin) qui tient le tube. Le système TUBEINSPECT (avec MICROCAM-4D) acquiert jusqu'à 100 000 mesures par seconde, ce qui représente 1 million de points de topographie 3D en 10 secondes. La vitesse standard de rotation de la pièce est de 2 rotations par seconde. La vitesse peut être plus élevée en fonction de l'application (par exemple, en fonction de la taille du tube, du poids et des facteurs de sécurité connexes). L'utilisateur sélectionne la vitesse de rotation, la vitesse d'acquisition de la sonde et le pas de la spirale, qui déterminent ensemble le nombre de points qui seront acquis et la durée du balayage. En général, les mesures dimensionnelles (pour la GD&T) nécessitent le moins de points et peuvent être réalisées le plus rapidement. Les rappels de rugosité peuvent prendre 3 à 4 secondes chacun. La détection des défauts nécessite le plus grand nombre de points, bien entendu en fonction de la taille du défaut recherché. Si vous souhaitez obtenir de l'aide pour estimer le temps nécessaire à la numérisation de vos tubes ou cylindres, n'hésitez pas à nous contacter.
Le système TUBEINSPECT peut-il mesurer les dimensions internes de cavités qui ne sont pas de forme tubulaire ?
- Oui, en fonction de la géométrie de la cavité. Si la pièce contenant la cavité ne peut pas être tournée (c'est-à-dire qu'elle doit rester immobile), vous pouvez envisager d'utiliser le système BoreInspect, qui est équipé d'un scanner rotatif qui fait tourner rapidement une sonde optique à visée latérale.
Le système TUBEINSPECT est-il facile à utiliser ?
- Oui. La séquence de balayage (recette) peut être programmée à l'aide d'un joystick et peut être rappelée ultérieurement en appuyant sur un bouton.
Le système peut-il fonctionner directement dans l'atelier de production ?
- Oui, le système est parfaitement adapté à l'inspection en laboratoire et en atelier. Des installations en ligne et robotisées sont possibles. Les sondes sans contact peuvent même être configurées pour fonctionner dans des environnements hostiles tels que des environnements extrêmement chauds, cryogéniques ou radioactifs.
Le système TUBEINSPECT peut-il nous fournir des mesures et des rapports automatisés ?
- Oui.
J'ai remarqué que le tube tourne autour de la sonde. Une déviation du mandrin peut-elle affecter les données du balayage ?
- Non, le faux-rond n'est pas un problème avec le système TUBEINSPECT. Des anneaux de mesure sont utilisés pour calibrer le système et valider les résultats. Le système offre une répétabilité de la mesure du diamètre de l'ordre du micron.
La sonde du système TUBEINSPECT doit-elle se trouver sur l'axe central du tube lors de la mesure du diamètre intérieur du tube ?
- Dans la plupart des cas, la sonde est pas positionné au centre du tube en rotation (voir le schéma de la vue du dessus).
La sonde doit simplement être introduite dans le tube à une distance constante de la surface intérieure du tube.
Liens connexes
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