Comment choisir un équipement de contrôle de planéité : une méthode inverse en cinq étapes

La phrase la plus entendue en réunion de sélection est « jusqu'à quelle finesse cette machine peut-elle mesurer ». Elle paraît professionnelle, mais elle prend le problème à l'envers. Une spécification publiée décrit une limite de capacité dans des conditions énoncées, pas le fait que cet instrument satisfera votre exigence sur votre pièce. La question par où commencer est celle de votre besoin réel.

Cet article propose une méthode inverse : cinq conditions, appliquées dans l'ordre, chacune éliminant une tranche du champ des possibles. Ce qui subsiste forme généralement une liste courte, et une liste sur laquelle il est bien plus facile d'aboutir à un accord.

Étape un : la bande de tolérance, pas l'instrument

Remarquez que la capacité de l'équipement est rarement le goulot d'étranglement : pour le montage de mesure flash confocal spectral ponctuel intégré utilisé ici, l'exactitude de mesure atteint 2 μm. Ce qu'il faut d'abord régler, c'est la bande de tolérance et la manière dont les zones seront évaluées : le critère d'abord, l'instrument ensuite. Inversez l'ordre et il devient facile d'acheter la mauvaise configuration.

Le premier chiffre à arrêter est la valeur de tolérance elle-même, avec la région à laquelle elle s'applique. Le piège, ici, est que le dessin peut porter une indication de planéité valable pour toute la pièce alors que la région qui intéresse réellement est locale. Ces deux situations peuvent désigner des configurations entièrement différentes.

En pratique, le schéma de mesure doit conserver une marge adéquate par rapport à la tolérance de la zone plutôt que se contenter de l'atteindre, et moins le produit est mature ou le procédé bruité, plus cette marge doit être large. C'est le principe général de métrologie qui consiste à n'employer qu'un dixième à un quart de la tolérance ; le rapport exact dépend de la capacité procédé et de l'acceptation du risque, et ne doit pas être appliqué mécaniquement.

N'escamotez pas la question de la région. Dans les données du cas à l'origine de cette série, deux zones d'une même pièce affichaient des moyennes écartées de plus d'un facteur vingt. Choisir un équipement sur une seule tolérance valable pour toute la pièce finit alors par se tromper aux deux bouts.

Étape deux : matériau et état de surface

Le matériau détermine quelles voies d'acquisition sont ouvertes et quels pièges éviter. Une classification rapide :

Les plastiques transparents méritent une remarque particulière. L'imagerie usuelle repère un bord en comparant des intensités de pixels, or un matériau clair laisse passer l'arrière-plan, si bien que l'endroit où se trouve le bord devient réellement ambigu. Cela signifie généralement qu'il faut changer la stratégie d'éclairage — un rétroéclairage télécentrique pour dégager une silhouette, par exemple — ou passer à une méthode qui ne dépend d'aucun bord 2D du tout.

Étape trois : combien de zones, et avec quelle densité

Cette étape détermine la forme de la configuration. Trois questions : combien de régions appellent une notation indépendante ; de combien de points chaque région a besoin pour être représentée correctement ; et si toutes sont accessibles en un seul bridage.

Si les zones sont nombreuses et dispersées, la course de la platine et la stratégie de déplacement deviennent le facteur limitant. Si la densité de points est élevée alors que la course reste modeste, le champ de vision et la résolution deviennent l'objet de l'attention. La famille POMEAS IMAGE 3 illustre cet éventail : IMAGE 3 n'a aucune platine XY, si bien que sa plage de travail se confond avec le champ de l'objectif ; PLUS, PRO et PRO-H étendent la couverture grâce à une plateforme mobile jusqu'à 300 x 200 x 75 mm ; MAX et MAX2 emploient un système à double grossissement de haute précision, avec des champs plus petits par prise et une répétabilité annoncée plus fine, et sont les deux modèles documentés pour la mesure de hauteur.

Étape quatre : temps de cycle et implantation du poste

Le temps de cycle est ce qui sépare une configuration de laboratoire d'une configuration de production. Accorder trois minutes à un résultat et ne disposer que de quinze secondes donnent deux configurations complètement différentes.

Établissez les points suivants : combien de pièces par jour ou par poste doivent être contrôlées ; s'il s'agit d'un contrôle à 100 pour cent ou d'un échantillonnage ; la main-d'œuvre affectée au poste de contrôle ; et la rapidité avec laquelle les résultats doivent revenir à la ligne. Ces réponses tranchent entre la mesure séquentielle en point unique, les têtes de capteur en parallèle et les approches intégrées à prise unique.

Un élément est chroniquement oublié : le temps de chargement et de déchargement. Très souvent, le véritable goulot est la mise en place, le positionnement et le retrait de la pièce plutôt que sa mesure. Automatiser la manutention rapporte fréquemment plus que doubler la vitesse de la mesure.

Étape cinq : à quoi serviront les données

La dernière question détermine la couche logicielle : qui consomme ces données, et pour quoi faire. Est-ce un jugement et un tri en ligne, la conservation des enregistrements qualité et la traçabilité, ou l'analyse et l'amélioration du procédé ?

Ces trois usages imposent des exigences différentes en matière de complétude des données. Le jugement en ligne n'a besoin de rien de plus que OK/NG et de la sortie d'alarme utile. La traçabilité exige que chaque résultat soit relié à un lot. L'analyse du procédé exige les données de points sous-jacentes, afin de pouvoir reconstituer les événements plus tard. Laisser ce point indéfini au moment du choix, c'est ainsi que l'on se retrouve avec des données qui existent sans être exploitables : des verdicts conservés sans valeurs, si bien que personne ne peut reconstituer la dispersion présente au moment de la mesure.

Configurations fautives courantes

Que transmettre à un fournisseur

Pour que l'échange soit productif, fournissez ce qui suit dès le stade de la demande : des photographies de la pièce réelle avec les zones clés repérées ; des notes sur le matériau et l'état de surface ; l'exigence de tolérance par zone d'évaluation ; le temps de cycle et le volume par poste visés ; le format de données et la durée de conservation dont vous avez besoin ; et les conditions du site, dont l'espace disponible. Plus ce dossier est complet, plus la première proposition tombe juste, et plus le taux de réussite est élevé lors des essais sur échantillons.

À lire également

Les principes de fonctionnement et les limites de chaque voie sont comparés ailleurs ; les pièces transparentes d'un côté, l'arbitrage entre multipoint et point unique de l'autre, ont chacun un traitement dédié.

Produits associes et notes de configuration

• POMEAS MX Automatic Vision Measuring Machine - Options de structure et variantes de plateforme de gamme supérieure pour des besoins de couverture plus étendus
• POMEAS IMAGE 3 Instant Vision Measuring System - Jusqu'à 300 caractéristiques et 100 objets dans un seul programme, bien adapté à l'évaluation multizone
• SFS-D606 compact chromatic confocal sensor - Corps de 20 mm sur 110 mm pour environ 73 g, adapté aux réseaux denses
• 20 kHz multi-channel confocal controller - Configurations à 4 / 8 / 12 / 16 têtes lorsque davantage de points de mesure seront nécessaires par la suite

Lectures associees

• Contrôle de planéité d'une pièce plastique transparente : ce que deux jeux de données montrent réellement
• Deux zones de planéité, deux verdicts opposés sur une même pièce
• Planéité hors tolérance : un chemin de dépannage qui fonctionne vraiment
• Ce que la planéité signifie réellement, et avec quoi on la confond souvent
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Questions frequentes

L'équipement d'abord ou le schéma d'abord ?

Le schéma d'abord. Le schéma comprend les zones, la stratégie d'échantillonnage, la règle d'ajustement et la base du verdict, et ce sont eux qui déterminent la capacité requise. L'équipement n'est que le moyen par lequel le schéma est mis en œuvre. Procéder à l'envers finit régulièrement par imposer un matériel qui vous oblige à réécrire les exigences du procédé pour l'accommoder.

L'exactitude et la résolution sont-elles une seule et même chose ?

Non. La résolution désigne généralement le plus petit incrément affiché ou discerné, la répétabilité l'accord entre relevés répétés, et l'exactitude la proximité de la valeur vraie. Elles ne se substituent pas l'une à l'autre : vérifiez chacune séparément et comprenez les conditions dans lesquelles elles ont été établies.

Une tolérance serrée signifie-t-elle automatiquement une mesure difficile ?

Pas nécessairement. La difficulté dépend de la tolérance rapportée à l'ampleur de la variation du procédé, ainsi que de la taille de la zone et du nombre de points nécessaires pour la représenter. Tenir une planéité très serrée sur une grande surface est généralement plus ardu que de tenir cette même valeur sur une petite.

Dans quelle mesure une configuration en ligne et une configuration hors ligne diffèrent-elles ?

Généralement beaucoup. La ligne exige du temps de cycle, de la stabilité et de la robustesse à l'environnement, et elle requiert synchronisation, déclenchement et interfaces de rebut. Le hors ligne autorise des cadences plus souples et un meilleur contrôle de l'environnement. Les exigences logicielles divergent elles aussi, une solution en ligne devant le plus souvent dialoguer avec les systèmes de production.

Un essai sur échantillons est-il nécessaire avant l'achat ?

C'est vivement recommandé. Une fiche technique resserre la liste des candidats ; seule la mesure sur vos pièces réelles établit que l'exigence est satisfaite de façon répétable. Envoyez de bonnes pièces, des pièces limites et un critère d'acceptation explicite, faute de quoi l'essai ne peut pas étayer une décision.

Que faut-il préserver en premier lorsque le budget est serré ?

Préservez la solidité du schéma d'évaluation plutôt que la spécification de pointe du matériel. Un schéma clairement défini sur une configuration de milieu de gamme l'emporte généralement sur un instrument coûteux qui fonctionne selon des règles floues. Si l'évaluation est fausse, un matériel meilleur ne fait que livrer la mauvaise réponse avec plus de constance.