Métrologie hybride avec Klingelnberg |

Métrologie hybride avec Klingelnberg |

Mesure de pas avec HISPEED OPTOSCAN.

Un aperçu de la métrologie tactile et optique

Métrologie des engrenages optiques

Les engrenages se caractérisent par une géométrie assez complexe et des tolérances serrées, en particulier par rapport aux autres composants mécaniques. En ce qui concerne les performances sonores des engrenages, les tolérances de forme sont de l’ordre du micromètre pour garantir un comportement de fonctionnement silencieux. Combiné à la complexité géométrique, c’est un défi majeur pour toute nouvelle norme de métrologie à établir. Pour toutes les caractéristiques et leurs tolérances, le système de mesure doit être statistiquement capable d’assurer une précision et une répétabilité appropriées. Avec le système de mesure tactile d’aujourd’hui, il existe des appareils de mesure qui répondent à presque toutes les exigences. La métrologie tactile se caractérise par une précision et une répétabilité élevées ainsi qu’une grande flexibilité. Cependant, pour certaines applications, les temps de mesure sont assez élevés, en particulier par rapport aux temps de cycle de production.

Les systèmes optiques sans contact offrent la possibilité d’apporter plus de vitesse dans le processus de mesure. Des résultats de mesure plus rapides apporteront deux avantages majeurs. Le premier avantage évident est la réduction des coûts de mesure. Néanmoins, le deuxième avantage tout aussi important est la réduction du temps de préparation en production. Des résultats de mesure plus rapides de la première partie d’un lot aident à lancer les processus plus tôt, améliorant ainsi le rendement et l’efficacité globale de l’équipement de production.

La géométrie de l’engrenage, avec ses petits angles de pression et donc ses flancs raides, crée un défi pour les systèmes optiques en combinaison avec des tolérances serrées. Dans le passé, les systèmes optiques se concentraient sur l’apport de plus d’informations (telles que les topographies de flanc) en peu de temps tout en compromettant la capacité statistique. Cela peut être une caractéristique importante pour la R&D mais pas pour la production.

Avec la métrologie hybride Klingelnberg, une approche différente est adoptée. Il combine le meilleur des deux mondes. Le NANOSCAN tactile est appliqué là où le système le plus flexible et le plus robuste est nécessaire. Le capteur optique HISPEED OPTOSCAN est utilisé là où la vitesse de mesure peut être obtenue sans aucun inconvénient. La combinaison des deux systèmes garantit des résultats de mesure rapides et statistiquement capables.

Avec la métrologie hybride Klingelnberg, l’accent est mis sur la performance
Mesure de profil et de trace de sonde avec capteur tactile NANOSCAN.

Dans la mesure en série d’un engrenage cylindrique, le profil et le pas sont généralement mesurés sur trois ou quatre dents, et la mesure du pas est effectuée sur toutes les dents. Cette mesure tactile du pas implique nécessairement l’insertion du stylet dans chaque interstice pour entrer en contact physique direct avec les deux flancs des dents. Avec la mesure optique, en revanche, seule la lumière pénètre sans contact dans l’espace dentaire. Par conséquent, la mesure du pas offre un grand potentiel pour réduire le temps de mesure. Grâce à la mesure optique du pas utilisant une rotation continue et ininterrompue du composant, l’avantage du temps de mesure augmente avec un grand nombre de dents jusqu’à 80% tout en réduisant l’usure du stylet tactile. Cette mesure de pas optique peut être combinée avec la mesure tactile de profil et de plomb ou d’autres caractéristiques par exemple à l’aide du système de rugosité tactile. Dans l’ensemble, la durée totale de la mesure peut être réduite jusqu’à 40%. Ainsi, dans les cas où le taux d’utilisation de la machine de mesure est élevé, les coûts de l’option métrologie optique sont rapidement récupérés. La technologie contribue donc de manière significative à la réduction des coûts de qualité dans la première étape. En outre, la métrologie hybride de Klingelnberg évoluera dans un proche avenir, en ajoutant davantage de solutions de mesure optique.

La réduction du temps de mesure n’est pas le seul facteur clé

La précision élevée des résultats de mesure est tout aussi importante, même dans le cas d’engrenages extrêmement complexes avec des surfaces au sol et des angles de profil prononcés. Ceci est le résultat d’une optimisation intensive de la technologie de capteur de Klingelnberg, des algorithmes d’analyse et de la stratégie de mesure. La seule différence de fonctionnement est que la mesure de pas optique doit être sélectionnée dans le même logiciel de mesure d’engrenages cylindriques que les clients connaissent déjà. La course de mesure est automatiquement modifiée en conséquence et la mesure de pas est effectuée avec le capteur optique. Le basculement entre le système de palpage tactile 3D NANOSCAN et le capteur optique HISPEED OPTOSCAN a lieu automatiquement en 1,5 seconde environ en même temps que l’ensemble de la course de mesure.

En termes d’avantage de temps de mesure réalisable, une chose est vraie: plus il y a de dents, plus l’avantage est grand.

À propos des auteurs:

Le Dr Christof Gorgels est le chef de l’unité commerciale de métrologie à Klingelnberg. Les responsabilités incluent la R&D et le service après-vente.

Markus Finkeldey est chef de projet de métrologie optique à Klingelnberg. Les responsabilités incluent le contrôle opérationnel et stratégique de la section de métrologie optique dans l’approche de métrologie hybride de Klingelnberg.

www.klingelnberg.com

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