Top 5 des jauges pour une automatisation flexible du CQ

Les cobots rendent l'automatisation du CQ accessible aux opérations de fabrication de petite et moyenne taille.

L'automatisation de l'usine s'étend des opérations de production aux opérations de contrôle de la qualité (CQ), à la fois sur le site de fabrication et dans le laboratoire de CQ.

Le système de jaugeage automatisé Q-Span utilise un robot collaboratif pour prélever des pièces à partir d'un emplacement de présentation de pièces, prendre des mesures à l'aide d'une variété de jauges et placer des pièces dans un lieu de dépôt. Il collecte et consolide les données de toutes les jauges du système et peut être utilisé pour la prise de décision en temps réel, la documentation QC et l'analyse statistique.

Le système de jaugeage automatisé peut effectuer une inspection en cours de fabrication à la sortie d'une machine ou dans une cellule d'inspection. Les pièces usinées, moulées ou extrudées peuvent être mesurées. Le système peut séparer les bonnes/mauvaises pièces ou les classer et les trier dans n'importe quel nombre d'emplacements, en fonction de n'importe quelle dimension mesurée. Les bonnes pièces sont prêtes à être envoyées au processus suivant ; les pièces défectueuses sont envoyées pour être retravaillées ou mises au rebut.

Les données de mesure en cours de processus du système Q-Span peuvent également être utilisées pour effectuer des ajustements de la machine en temps réel, tels que la modification des décalages d'outil pour compenser l'usure de l'outil dans une fraiseuse ou un tour CNC. Cela prend en charge le fonctionnement "hors tension" et ce contrôle de processus plus strict peut presque éliminer les rebuts et les déchets.

Voici les cinq principales mesures de jauge manuelles que les fabricants automatisent à l'aide du système Q-Span. Les quatre premiers impliquent l'utilisation d'un robot collaboratif pour déplacer une pièce vers un appareil et activer une jauge mécanique standard.

Étant donné que cette approche automatise les jauges et/ou les techniques de jaugeage existantes du fabricant, il n'est pas nécessaire de revalider les jauges et vous pouvez vous attendre à des améliorations de la répétabilité et de la reproductibilité de la jauge (GR&R) car le robot supprime l'erreur humaine du processus de jaugeage.

Le système Q-Span utilise une jauge de chute ou une sonde linéaire (LVDT) pour automatiser les mesures précédemment effectuées avec des micromètres manuels ou des jauges de hauteur. Ces capteurs de contact numériques linéaires sont montés sur la table du poste de travail, dans un appareil de mesure.

Le robot collaboratif, à l'aide d'un préhenseur de manutention de pièces approprié, prélève une pièce à mesurer à l'emplacement d'entrée et la place dans le montage. Le système Q-Span active la sonde linéaire et capture les données de mesure résultantes.

Cette jauge peut être utilisée pour mesurer la hauteur ou l'épaisseur d'une pièce. Ces sondes linéaires varient en plage de déplacement et en résolution, avec une résolution jusqu'à 0,1 μm et une précision indiquée de 1 μm et des plages de mesure de 1 mm à 50 mm ou plus (0,04" à 1,97").

La sélection de la sonde la plus appropriée dépend des dimensions de votre pièce, des tolérances et de l'optimisation du système pour une flexibilité maximale, car des pièces supplémentaires sont programmées pour l'inspection dans le système. Les pointes de sonde peuvent être facilement personnalisées et optimisées pour les géométries de la fonction inspectée de la pièce et des matériaux pour les industries et les cas d'utilisation hautement réglementés.

Les filetages prennent du temps et demandent beaucoup de main-d'œuvre, obligeant souvent les machinistes ou les inspecteurs à tourner manuellement à la fois un bouchon fileté et un bouchon fileté à l'intérieur et à l'extérieur de la pièce. Cela peut prendre de 5 secondes à quelques minutes par partie.

L'automatisation nécessite que le bras du robot charge simplement les pièces filetées dans un dispositif et active une jauge de filetage motorisée pour vérifier mécaniquement les trous filetés ou les éléments filetés à l'extérieur.

Le système Q-Span peut trier les pièces en fonction des données mesurées, telles que la profondeur de filetage des trous borgnes ou rejeter des pièces pour des défauts tels que des filetages manquants, courts ou mal formés. Les systèmes peuvent être configurés avec deux tests de filetage « GO » et « NO-GO » séparés, un bouchon de filetage combiné qui inclut à la fois une vérification OK et NO-GO sur le même bouchon de filetage ou même la poursuite et la correction des threads.

Pour mesurer un diamètre intérieur, le poste de travail utilise un préhenseur robotisé pour charger les pièces sur une jauge d'alésage ou une jauge à air qui est montée sur la table du poste de travail. Avec ces jauges, la tête de mesure est adaptée à la pièce à mesurer, avec un jeu aussi faible que 0,001 pouce entre la tête de mesure et la pièce.

Le robot collaboratif du système Q-Span a une résolution de position et une répétabilité qui correspondent ou dépassent la dextérité de l'opérateur humain, ce qui lui permet d'automatiser de manière fiable l'insertion et le retrait de pièces sur ces jauges.

Le système active la jauge et collecte les données résultantes, puis la pièce est retirée et déplacée vers le contrôle de contrôle qualité ou l'étape de processus suivante.

Les éléments encastrés, à l'intérieur d'un diamètre intérieur, sont souvent inaccessibles à l'aide d'un calibre d'alésage standard. Un pied à coulisse robotique (voir ci-dessous), monté sur le bras du robot et équipé de pointes de sonde appropriées, telles que des stylets à disque semi-sphérique, peut être utilisé pour atteindre ces éléments encastrés, en tournant automatiquement pour prendre plusieurs mesures autour du diamètre intérieur.

Lorsque de nombreuses mesures simples sont requises sur des caractéristiques de pièces externes et en particulier lorsque la réduction des temps de cycle d'inspection est une exigence critique de l'application, il peut être plus pratique d'utiliser un système de vision, tel qu'un profileur optique bidimensionnel.

Ces systèmes comprennent un émetteur et un récepteur, affichant une silhouette 2D de la pièce, vous permettant de mesurer des dizaines de caractéristiques de la pièce en quelques millisecondes avec une précision de mesure aussi faible que +/- 0,2 μm à +/- 2,5 μm.

Ces profileurs 2D peuvent également être plus pratiques lors de la mesure de filetages externes, de mesures de position relative ou d'angles de caractéristiques externes. Si plusieurs mesures sont nécessaires, par exemple lorsque la dimension minimale et maximale doit être capturée, la pièce peut être simplement présentée au profileur 2D par le robot et tournée à travers la jauge pour capturer les valeurs min/max très rapidement, tout en minimisant l'usure mécanique que vous verriez à partir d'une jauge mécanique.

L'inconvénient des systèmes de vision est généralement la complexité et le coût de l'intégration. Le prix catalogue de ces systèmes est relativement élevé par rapport à nos jauges mécaniques susmentionnées, mais à long terme, le système peut être moins cher car les mesures sans contact ajoutent de la flexibilité lors du redéploiement de la jauge pour de nombreuses pièces différentes, sans avoir à acheter et intégrer plus de jauges mécaniques chaque fois qu'une nouvelle pièce doit être automatisée.

L'avantage des profileurs 2D par rapport à de nombreux systèmes de vision 3D est que les mesures basées sur la silhouette sont beaucoup plus simples que la vision 3D. De plus, les progiciels modernes permettent une programmation très facile pour minimiser la complexité de l'intégration.

Pour les mesures automatisées au pied à coulisse, un pied à coulisse robotisé est monté sur le bras du robot. Ces pinces/étriers peuvent être utilisés à la fois pour la manipulation de pièces et comme outil d'inspection. Ces pieds à coulisse robotisés peuvent être ouverts ou fermés pour mesurer les diamètres intérieurs, les diamètres extérieurs, les caractéristiques en queue d'aronde, les caractéristiques encastrées et plus encore.

Le pied à coulisse robotique du système Q-Span a une résolution de mesure de 2,5 µm (0,0001").

Les robots collaboratifs rendent l'automatisation du CQ accessible aux opérations de fabrication de petite et moyenne taille, car ils sont plus rapides à mettre en œuvre, avec des dépenses d'investissement inférieures à celles des robots industriels traditionnels et offrent une plus grande flexibilité pour exécuter les multiples fonctions nécessaires dans la fabrication à grande diversité.

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