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Mar 23, 2024

Mesure complète de machines-outils 3D

La fabrication de composants de précision nécessite des précisions que même les machines de traitement les plus modernes ne peuvent pas fournir de manière fiable. Le contrôle qualité implique donc une mesure de haute précision de la

La fabrication de composants de précision nécessite des précisions que même les machines de traitement les plus modernes ne peuvent pas fournir de manière fiable. Le contrôle qualité implique donc une mesure de haute précision des composants. Cela se fait généralement avec des machines à mesurer tridimensionnelles dans des salles de mesure spéciales éloignées de la machine-outil. Cette mesure tactile est lourde, lente et possible uniquement sur des échantillons aléatoires. Et ce qui est encore pire : une fois le test effectué, la pièce à usiner doit être à nouveau installée dans la machine-outil pour les retouches nécessaires.

Alternative à la mesure de coordonnées Mtoujours

Le capteur optique HoloTop NX développé par Fraunhofer IPM apporte une solution : il mesure la topographie de la surface d'un composant fraîchement usiné directement dans la machine-outil. Pendant la mesure, la pièce peut rester en place. Le capteur optique détecte la surface et la profondeur des trajectoires de fraisage sur une grande surface et révèle les réglages d'outils inexacts avec une précision micrométrique.

Les erreurs de processus sont ainsi identifiées directement dans le résultat du traitement et corrigées immédiatement par retour d'informations au processus de production. Pour la première fois, le système de mesure HoloTop NX permet un véritable contrôle qualité à 100 % dans le processus de production.

Holographie multi-longueurs d'onde pour des mesures topographiques de haute précision

Le système utilise l’holographie numérique multi-longueurs d’onde et, grâce à une interface mécanique flexible, il peut être intégré à de nombreuses machines-outils existantes. Des champs de mesure d'une taille de 12,5 x 12,5 mm² peuvent être mesurés. La topographie de la surface est enregistrée avec une grande précision, du micromètre au millimètre, et avec une vitesse et une robustesse de mesure sans précédent.

La famille de capteurs HoloTop permet également une mesure 3D rapide et très précise des surfaces des composants directement dans la ligne de production. Des systèmes sont actuellement disponibles pour détecter des surfaces comprises entre 15 × 15 mm² et 200 × 150 mm² avec des résolutions latérales comprises entre 3 et 30 µm et des précisions inférieures à 0,2 µm (3σ). De plus, les systèmes HoloTop peuvent être utilisés dans le contrôle qualité de surfaces métalliques de précision (en particulier les surfaces d'étanchéité) ou de composants électroniques (structures à microbosses ou cartes de circuits imprimés à courant élevé).

Lors du salon Control, en début d'année, un système HoloTop 9M18 prêt à l'emploi a été présenté, qui a permis de mesurer une surface de 18 × 18 mm² avec 9 millions de points 3D en moins de 60 ms. Répétabilité en un seul point inférieure à 1 µm (3σ) obtenue dans des conditions de production.

Mesurer la topographie macroscopique avec une précision microscopique

Les mesures tactiles ou sondes optiques, aujourd'hui courantes, sont fortement limitées par le nombre de points de mesure et le temps de mesure important que cela implique. De plus, ces méthodes ont une capacité très limitée à mesurer des structures complexes telles que des pentes, des rainures profondes, des bords hauts ou des trous. Les alternatives optiques nécessitent généralement un système de mesure séparé, ce qui signifie que les pièces doivent être réglées à plusieurs reprises après inspection. HoloTop NX établit ici de nouvelles normes : le capteur est entièrement intégrable et offre une très grande distance de travail, une large plage de mesure et une précision de mesure élevée.

L'holographie numérique multi-longueurs d'onde est basée sur le principe de l'interférométrie, dans lequel la lumière d'un laser est divisée en un faisceau de mesure et un faisceau de référence. Pendant que le faisceau de mesure frappe la surface de l'objet échantillon, le faisceau de référence traverse un chemin optique défini avec précision à l'intérieur du capteur. A l'aide d'une caméra, le faisceau de mesure et le faisceau de référence sont ensuite superposés. Le modèle d'interférence émergent contient des informations sur la topographie de l'objet échantillon. Grâce aux méthodes numériques appropriées, la forme de la surface technique peut être calculée en une fraction de seconde seulement à l'aide du motif d'interférence. De plus : étant donné que l'holographie numérique capture de manière précise et complète à la fois l'intensité et la phase du faisceau de mesure, il est également possible de calculer numériquement sa propagation spatiale. De cette manière, la surface de l'objet peut être mesurée, même si elle n'est pas affichée en haute résolution sur la puce de la caméra. En utilisant plusieurs lasers de différentes longueurs d'onde, HoloTop est capable d'effectuer des mesures sans ambiguïté jusqu'au centimètre et au submicromètre.