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Toujours une longueur d'avance

Contrôle de qualité 3D sur les pièces en tôle

14 mars 2011

La GOM (Gesellschaft für Optische Messtechnik) dont le siège principal est à Brunswick fait partie, au niveau mondial, des fabricants leaders de systèmes de mesure optique pour la numérisation 3D, la technique de mesure des coordonnées 3D, l'analyse des déformations et le contrôle de qualité. Pour les composants de traitement de l'image utilisés à cet effet, GOM fait confiance à STEMMER IMAGING.

L'assurance et la gestion de la qualité sont de plus en plus importantes dans le développement et la production industriels. Les modules fabriqués par les fournisseurs de manière décentralisée doivent être conformes aux spécifications et garantir, dans la production finale centralisée, un assemblage sans problèmes afin d'obtenir un produit fini de haute qualité. Les systèmes optiques de numérisation se sont établis dans les domaines de l'inspection des tôles individuelles, de l'analyse de l'assemblage ainsi que du test d'outils de formage.

Comme de nombreux autres secteurs d'activité, le secteur de l'automobile fait partie des domaines d'application les plus importants des systèmes de la société GOM. Ils y sont surtout utilisés dans le développement de produits et l'assurance qualité, ainsi que dans le contrôle des matériaux et des composants, remplaçant ainsi de plus en plus les machines de mesure tactiles qui, pour des raisons de temps, ne permettaient jusqu'ici de contrôler que quelques endroits des pièces en tôle. Par contre, la technique de mesure optique 3D permet de saisir la géométrie du composant sur toute sa surface en nuages de points haute résolution.

Le système de mesure 3D ATOS représente actuellement le système le plus moderne de GOM dans ce domaine. Il permet de réaliser une mesure 3D optique très précise des composants en tôle et est utilisé, entre autres, comme solution de mesure précise, rapide et robuste par des sociétés dans le domaine des biens de consommation et dans l'industrie automobile, comme par exemple BMW, Audi ou Volkswagen. Car le système ATOS conjugue la haute qualité des données de mesure à la flexibilité et peut être utilisé non seulement dans un espace de mesure, mais encore sur place comme instrument mobile dans un atelier d'emboutissage, dans un environnement de production rude. Il permet de créer des coordonnées 3D précises et de fournir des rapports de mesure et de contrôle complets pour des objets de différentes tailles.

Détection guidée des caractéristiques

Jusqu'à une date récente, la mesure des bords vifs sur lesquels des systèmes de numérisation optique donnaient des résultats insatisfaisants ne pouvait être effectuée que par des palpeurs de mesure à contact. Toutefois, grâce au développement intégral de capteurs ainsi que de logiciels de mesure et d'inspection dans sa propre entreprise, GOM a pu développer un concept général ainsi que des séquences de travail sûres, spécialement pour l'ensemble des opérations d'inspection de la tôle. Les composants de traitement de l'image qui sont utilisés dans le système ATOS proviennent de la société STEMMER IMAGING. GOM a d'ailleurs collaboré étroitement avec STEMMER lors de la sélection des produits appropriés.

Les caractéristiques typiques telles que les gabarits de trous ainsi que les rognages et les déformations élastiques à la presse sur les bords sont mesurées dans ATOS au moyen de la « Guided Feature Measurement Strategie ». À l'aide des caractéristiques d'inspection extraites auparavant par CAO, le logiciel montre à l'utilisateur la meilleure position du capteur dans laquelle, par exemple, un trou oblong peut être mesuré de manière optimale. Ainsi, les bords vifs peuvent également être mesurés de manière fiable au subpixel près – des algorithmes spéciaux ont été développés pour atteindre cette précision

Les pièces stables peuvent être mesurées sans supports avec le numériseur ATOS fonctionnant sans contact car les données de mesure et les données CAO sont réunies de manière contrôlée à l'aide des points RPS dans le logiciel d'inspection ATOS. Il est possible de mesurer et de visualiser les déformations d'une pièce en tôle si elle est numérisée à l'état libre, puis à l'état monté. La densité des données ouvre la possibilité de l'alignement variable qui, lors de l'analyse du montage, contribue à une résolution rapide des problèmes.

Pour mesurer des pièces en tôle fixées, la technique de mesure sans contact permet d'utiliser un concept de dispositif adaptatif, ce qui évite d'utiliser des calibres onéreux. Ainsi, par exemple, six calibres de mesure peuvent être remplacés par un simple dispositif de support. Le fait qu'il puisse être utilisé en parallèle pour différents modules économise de la place de stockage et du temps durant la production.

Logiciel d'inspection paramétrique

Le logiciel d'inspection ATOS développé par GOM permet d'importer des formats CAO ainsi que des plans de mesure classiques comme par exemple Catia-List ou DMIS. De plus, il est également possible de lire les caractéristiques d'inspection qui sont déjà implémentées dans les données CAO comme, par exemple, les tolérances de surface, de profil, de forme et de position.

Après l'alignement, il est possible de déterminer la différence de chaque point de donnée par rapport au CAO, ce qui permet, à l'aide des données de mesure numérisées, de créer, pour la surface complète, une représentation couleur 3D des différences par rapport au CAO . Les coupes d'inspection permettent d'analyser les différences locales des composants.

Le système ATOS permet d'effectuer de nombreuses vérifications telles que le contrôle des bords, la comparaison valeur réelle / valeur de consigne pour la surface, des mesures « Trim & Springback » et la mesure des gabarits de trous ainsi que l'analyse de la taille d'une fente et de l'affleur. Les résultats de mesure peuvent être sortis dans des rapports configurables sous forme de différentes représentations d'images ou de valeurs. De plus, le logiciel gratuit GOM Inspect 3D-Viewer permet l'utilisation continue des données de mesure de coordonnées 3D et leur analyse. Toutes les données de mesure 3D et les résultats d'inspection sont à la disposition des clients et des collègues sous une forme compacte qui facilite l'échange et le traitement ultérieur.

Des robots, des tables rotatives et des unités de déplacement linéaires permettent de réaliser des cellules d'inspection automatisées flexibles comme on en rencontre souvent dans l'industrie automobile. La mesure du composant sur toute la surface permet de déterminer facilement s'il est de bonne ou de mauvaise qualité et montre également l'évolution des différences pour une évaluation rapide des processus. Ainsi, les problèmes potentiels peuvent être détectés très tôt et corrigés à temps, ce qui réduit les coûts de production et garantit un contrôle de qualité efficace.

Progrès grâce à la technique de mesure 3D

Les sociétés qui utilisent la technique de mesure optique profitent de la réduction des temps de développement des produits et des temps de démarrage des séries. Ainsi, les entreprises restent compétitives puisqu'elles peuvent aider leurs clients à transformer plus rapidement une idée en produit. Elles peuvent également optimiser les cycles de production et réduire les rebuts durant la production en cours. Du matériel de mesure technique au logiciel d'inspection et d'analyse auxquels s'ajoutent la formation et le support – tout cela étant fourni par sous le même toit : la continuité constitue un avantage supplémentaire, surtout pour les cellules de mesure automatisées.

GOM : les spécialistes 3D

GOM – Gesellschaft für Optische Messtechnik (www.gom.com) – développe et distribue depuis 1990 des systèmes de mesure optiques et des progiciels d'inspection pour les principaux domaines d'application : numérisation 3D, technique de mesure de coordonnées 3D, analyse des déformations et contrôle de qualité. Les systèmes sont utilisés dans le développement de produits et dans l'assurance qualité ainsi que dans le contrôle des matériaux et des composants.
Dans le monde entier, des entreprises issues du secteur de l'automobile, de l'industrie aérospatiale ainsi que de l'industrie des biens de consommation et leurs sous-traitants font partie des utilisateurs des systèmes GOM. De nombreux instituts de recherche et universités font partie des clients de l'entreprise qui, elle aussi, compte parmi les plus grands clients de STEMMER IMAGING.

STEMMER IMAGING

Puchheim, Germany

STEMMER IMAGING est une société active dans le domaine de la vision industrielle depuis 1987. Offrant une très large palette de produits et de services, l'entreprise est aujourd'hui le plus grand fournisseur de technologie de vision en Europe. En 1997, STEMMER IMAGING a présenté Common Vision Blox (CVB), une bibliothèque de programmation puissante pour le développement et la mise en œuvre de solutions de vision rapides et fiables, utilisée avec succès dans plus de 40.000 applications de part le monde.