En mars 2009 s'est tenu à Lyon le salon Industrie et STIM, le plus grand en France concernant les industries mécaniques. L'IPV y a envoyé des émissaires pour repérer les nouvelles tendances et en faire bénéficier ses partenaires. S'ils n'ont pas décelé d'innovations majeures, notamment dans la robotisation ou les machines-outils, certains points méritent d'être relevés.
Que ce soit pour juger des bonnes dimensions d'une pièce, de sa structure géométrique ou de ses états de surface… il faut mesurer. Mesurer pour évaluer la qualité des produits, mais aussi et surtout pour repérer les éventuelles dérives du process (qualité de la matière, usure des outils, qualification des opérateurs, état général des machines…), pour pouvoir mieux les anticiper.
Au salon Industrie, la surface dévolue à cette problématique, de l'acquisition de la mesure jusqu'au traitement des données, témoigne de la réelle demande des industriels. Les enjeux portent sur une détection plus aisée pour aider la prise de décision, sur des mesures de plus en plus justes (alors que les produits sont de plus en plus petits), plus rapides également et qui interviennent plus tôt dans le process. Ces tendances se dessinent depuis plusieurs années déjà, et les solutions présentées au salon les réaffirment.
C'est une nouvelle philosophie qui est à l'œuvre pour ces machines. L'objectif est en effet d'assurer le contrôle en « ligne », et donc de les amener dans les ateliers. Elles deviennent donc de plus en plus robustes, faciles à utiliser, programmables. Elles peuvent également s'affranchir des conditions environnementales, car des algorithmes de compensation ont été élaborés pour modéliser la déformation des structures.
Les capteurs de ces MMT aussi évoluent sensiblement. Et si RENISHAW reste le fournisseur quasi exclusif, chaque constructeur imagine ses propres solutions. Ainsi, la taille des billes diminue, passant de 300 à 125, 100, voire 50 μm (chez OGP ou HEXAGON). De nouveaux procédés de mesure apparaissent, par exemple en mettant en vibration des billes et en contrôlant les modifications d'amplitude. WERTH, sur une bille de 20 μm, propose d'en mesurer le déplacement par une caméra et ainsi de revenir au dimensionnement de l'objet. HEXAGON, quant à lui, a développé le point light sensor : une fibre optique de 12 μm de diamètre est entraînée en rotation, ce qui permet de mesurer des fentes ou des perçages de 20 μm.
Capteurs de MMT (HEXAGON)
Ces matériels subissent actuellement une cure de jouvence, en évoluant vers des solutions clés en main.
Première piste, l'association des bras de mesure avec des capteurs (avec ou sans contacts), mais aussi avec des caméras de digitalisation ou des scanners. Certains bras peuvent maintenant être accompagnés par des lasers de poursuite, en vue d'une acquisition de leur position en temps réel, pour la rétroconception. Ils sont également dotés de champs d'application tels que la numérisation, l'analyse dimensionnelle ou la comparaison pièce – modèle, pour permettre le dialogue entre plusieurs logiciels. L'existence de systèmes de compensation de la température améliore leur précision, de même que l'allègement des bras grâce à l'utilisation de la fibre de carbone. Ainsi, le Sigma de chez ROMER atteint la précision de +/- 25 μm pour une enveloppe de 1 800 à 5 200 mm, le bras FARO GAGE, lui, atteint 5 μm pour une enveloppe de 1 200 mm.
Dans de nombreux domaines, l'efficacité et la précision se mesurent à l'échelle du micro- voire du nanomètre ! À ces dimensions, la caractérisation des matériaux vient s'ajouter à celle de la taille, l'état de surface (rugosité, adhérence, dureté, frottement, accroche des traitements…) ayant de l'influence sur leurs propriétés fonctionnelles. En parallèle, la maîtrise du bruit environnant et des éventuels jeux mécaniques de la machine elle-même devient cruciale.
Là aussi, la facilité de mise en œuvre, l'amélioration des interfaces homme – machine font qu'un novice peut obtenir des résultats rapides et fiables.
Ainsi, tout devient possible. Mesurer des diamètres de 125 μm sur 2 mm de profondeur (MITUTOYO), avoir des résolutions planaires de 0,12 μm et verticales de 0,01 μm (LEXT OLS3100 : microscope confocal à balayage laser d'OLYMPUS)… Les offres logicielles aussi se diversifient avec des développeurs indépendants. Elles traitent l'inspection et la mesure, le pilotage et l'apprentissage CNC (pour la programmation de la gamme de contrôle) ou les rapports (sous Excel, le plus souvent). Il est à noter l'émergence d'un nouveau standard, en parallèle du DMIS — Dimensional Measuring Interface Standard — à l'initiative des constructeurs automobiles allemands.
Le salon n'a pas révélé cette année énormément de nouveautés… sans doute parce que 2008 avait été particulièrement riche. Ainsi, le robot usineur de chez STÄUBLI était à nouveau sur le salon. Pour réaliser l'usinage, STÄUBLI, aidée du CETIM, a redéveloppé une fonderie du poignet du robot pour le rendre plus rigide et pour y intégrer directement la broche et tous les fluides nécessaires. De plus, il est monté sur une base spécifique permettant d'éliminer les vibrations. L'objectif visé est d'atteindre les +/- 0,04 mm de répétabilité du robot RX170B HP standard, tout en gardant un prix d'investissement réduit pour qui veut réaliser des usinages complexes. Cette solution est donc une réponse à la délocalisation dans les multiples secteurs utilisant les applications telles que contournage, détourage, usinage de cordons de soudure, prototypage, polissage, perçage, taraudage…
Autres points remarqués cette année, la volonté de faire collaborer les opérateurs et les robots (voir article SMERobot™). Pour cela, ABB a développé un produit spécifique, le SafeMove. Il met en œuvre des restrictions sûres de géométrie de l'enveloppe de travail et de la vitesse, tout en maintenant le fonctionnement en mode automatique. Cette technologie permet de combiner la flexibilité et la dextérité humaines avec la précision et la capacité de charge des robots. Son autre intérêt est de limiter l'espace du robot en ne lui permettant que les mouvements précisément nécessaires à l'application, ce qui facilite son intégration dans l'espace réduit d'une ligne de production.
Dans le même objectif de souplesse et d'intégration, ADEPT présentait son système d'alimentation flexible. Associé à son nouveau robot parallèle Quattro, il peut s'avérer très performant pour réaliser une alimentation de machines en atteignant des temps de cycles très faibles.
Les envoyés de l'IPV au salon ont ainsi pu mesurer la dynamique actuelle dans la recherche de performances et d'efficacité de la mesure, mais aussi de l'automatisation. Les maîtres mots de cette dynamique : flexibilité et intégration dans les lignes de production.
SafeMove : homme et robot se partagent l'espace de travail
Contact : Jean-Pierre Hamant
Processus industriels
Institut Pierre Vernier
Tél. (0033/0) 3 81 40 57 08
