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Qu'est-ce que la machine CMM : composants, utilisations et avantages

Découvrez les éléments essentiels des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), leurs composants, leurs applications dans tous les secteurs, leurs avantages et les considérations pour une précision et une efficacité de fabrication optimales.
HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/fr/quest-ce-que-la-machine-cmm/" title="Qu'est-ce que la machine CMM : composants, utilisations et avantages">Qu'est-ce que la machine CMM : composants, utilisations et avantages

La chose la plus importante dans la fabrication est de mesurer avec précision les pièces et les composants. Un fabricant averti sait que des mesures précises sont importantes pour qu'un appareil puisse fonctionner correctement.

Mais parfois, en raison d'une négligence ou de défauts de fabrication, les dimensions de la pièce fabriquée s'avèrent erronées. Cela conduit à un mauvais fonctionnement des produits et entraîne des pertes dans l’entreprise.

Même si les méthodes traditionnelles incluaient l’utilisation de machines portatives telles que des pieds à coulisse et des jauges, le processus était lent et les erreurs humaines étaient assez courantes. C'est donc là que le Machine de mesure de coordonnées est devenu une solution à un tel problème. Apprenons-en plus en détail.

Comprendre la MMT

En gros, il s'agit d'un instrument de métrologie qui mesure en 3 dimensions (axes X, Y et Z). Cet appareil inspecte la géométrie avancée et complexe de tout objet et fournit des mesures, garantissant que les pièces fabriquées répondent aux exigences de conception. En utilisant des technologies telles que le balayage laser, il garantit une précision, une précision et une productivité à un niveau supérieur.

Quels sont ses principaux composants ?

CMM est composé de modules complexes qui facilitent son mouvement, sa stabilité et son efficacité globale.

Quels sont ses principaux composants

Il comprend un élément simple comme un luminaire ou même une partie logicielle. Pour faciliter la compréhension, tous les composants peuvent être divisés en 4 parties.

Jetons donc un coup d'œil à chacun des composants de cet appareil.

Structure

Il est difficile d'obtenir une lecture précise d'une pièce au cas où la MMT serait fragile ou thermiquement instable.

C'est pourquoi la structure de la machine assure la stabilité de l'ensemble du dispositif de mesure, notamment lorsqu'une pièce se trouve sur le tapis d'observation ou sur un support.

Une structure se compose de divers autres modules, tels que des ponts, des colonnes, des portiques, des guidages et des bases.

Base

Il s'agit d'une unité précisément nivelée qui assure la stabilité de la machine, la protégeant des forces extérieures susceptibles d'affecter la lecture. Il est composé d'alliages structurels tels que la fonte pour une meilleure résistance.

Colonnes

Des colonnes sont érigées sur la base sous les ponts dans le but de fournir un support vertical. Ils sont conçus pour supporter de lourdes charges lorsqu’un composant est sur la machine.

Des ponts

Pour fournir à une sonde la flexibilité de se déplacer sur 3 dimensions, des ponts sont placés entre les colonnes. Dans une MMT de type portique, un bras horizontal est utilisé à la place des ponts.   

Guides

Ce sont les surfaces sur lesquelles un pont se déplace. Un revêtement de matériau antifriction est utilisé pour assurer un mouvement fluide. Les types de guidages les plus courants dans l'industrie sont les profils en forme de V et en queue d'aronde.

Sondes

Les sondes collectent les données d'un objet placé sur le luminaire. Ceux-ci sont fixés à la structure de la machine. En général, il existe une grande variété de sondes destinées à différents usages. Certaines des sondes les plus couramment utilisées sont à déclenchement tactile et sans contact.

Le déclencheur tactile fonctionne en évaluant les données des points de contact. Une mesure est déclenchée chaque fois que le stylet atteint le point, puis il la note comme une donnée précieuse.

Dans le cas de matériaux délicats, des palpeurs sans contact sont utilisés car ils utilisent des lasers sans toucher physiquement la surface. Ils fournissent également des lectures précises.

Selon diverses exigences, certaines MMT utilisent quelques autres capteurs, tels que des capteurs de lumière blanche et infrarouge.

Les capteurs de lumière blanche sont capables d’analyser différents modèles de lumière sur l’objet, tandis que les capteurs infrarouges s’appuient sur la lumière infrarouge. Ainsi, ceux-ci sont couramment utilisés dans les pièces délicates.

Système de contrôle

Les sondes se déplacent sur un chemin spécifique pour obtenir les coordonnées, et le système de contrôle assure la planification du chemin et un mouvement fluide pour les mesures. Fondamentalement, cela déclenche les mesures de l'objet. Parallèlement, il communique avec les logiciels de métrologie, les capteurs et CNC pour fournir des commentaires. De plus, il fournit également des signaux d'urgence en cas de dysfonctionnement ou de panne et arrête la machine si nécessaire.

Logiciel

Le logiciel a de multiples fonctions, depuis la génération de rapports jusqu'à assurer la coordination entre les différentes parties de la machine. Principalement, il importe des modèles CAO pour la pièce et communique avec un système de contrôle pour récupérer des données à partir de points de données. Il effectue des calculs complexes pour générer des rapports et même créer des représentations visuelles pour une meilleure compréhension.

Comment ça marche?

Au lieu de compliquer les choses avec un jargon technique, comprenons-le à l'aide d'un exemple. Prenons l’exemple d’une entreprise spatiale qui souhaite mesurer un moteur.

comment fonctionne la machine CMM

Compte tenu de la taille et de la structure d’un moteur, la complexité de mesurer une pièce comme celle-ci peut varier considérablement d’une petite partie de la fusée. Par conséquent, cela commence par la programmation CAO dans laquelle les utilisateurs définissent les chemins de sondage et les éléments spécifiques à mesurer. Pensez-y comme à une copie d'instructions pour la machine.

Une fois le moteur placé sur le support, la machine revient à sa position d'origine (comme un cadre de référence). Ensuite, les sondes se déplacent le long des points de contact. En fonction de la configuration préalable, les lasers ou les sondes seront utilisés pour marquer les coordonnées X, Y et Z en fonction des zones mentionnées.

Les données sont ensuite compilées et envoyées au logiciel pour une analyse plus approfondie. La machine compare ces données avec des tolérances prédéfinies et génère le rapport global pour la pièce à usiner. Pour vérifier, il est également livré avec une fonction d’étalonnage.

Utilisations des machines MMT dans différentes industries

Il peut être utilisé dans diverses industries où des mesures 3D précises sont importantes, allant de l'aérospatiale aux produits pharmaceutiques en passant par les soins de santé. Voyons comment nous pouvons les utiliser pour effectuer différentes tâches.

Industrie aérospaciale

Industrie des machines MMT

Chaque détail compte dans l’aérospatiale. À l'aide de systèmes de contrôle et de logiciels de premier ordre, les MMT peuvent vérifier les dimensions de tout objet à géométrie complexe, comme le châssis, les pales de turbine et les pièces de fuselage. C'est ainsi que les ingénieurs aéronautiques s'assurent que les composants répondent aux normes de conception.

Secteur énergétique

Pour garantir la sécurité et la fiabilité des équipements énergétiques, les machines CMM vérifient les équipements nécessaires pour atteindre l’efficacité de conversion. Disposer d’un outil aussi fiable aide les entreprises énergétiques à respecter les réglementations de conformité.

Industrie médicale

Ses applications ne se limitent pas aux objets complexes mais aussi aux produits simples avec des tolérances serrées. Par exemple, il est utilisé pour mesurer la précision de conception des membres prothétiques, des implants et des instruments de précision.

Industrie automobile

Comme toute autre industrie, l’industrie automobile a également besoin d’une grande précision dans ses conceptions. Les MMT sont utilisées pour inspecter les composants, tels que les essieux et autres éléments structurels. De plus, il est également utilisé pour mesurer les moules afin de garantir la cohérence des composants. Les micro-MMT peuvent même mesurer les minuscules composants des véhicules. Le meilleur, c’est que ses niveaux de précision sont satisfaisants ; tout ce dont vous avez besoin est la bonne sonde.

Avantages

D’un point de vue commercial, l’intégration d’une machine de haute précision dans le processus de fabrication présente de nombreux avantages. Jetons un coup d'œil à quelques-uns d'entre eux :

Cycle de vie du produit plus rapide

Les machines CMM effectuent des calculs complexes et donnent des résultats en moins de temps qu'une méthode d'inspection manuelle, ce qui rend le processus plus rapide. De plus, sa configuration nécessite très peu de temps et encore moins de commandes opérateur pour des tâches telles que les inspections par lots. De ce fait, les entreprises peuvent gérer à la fois les contraintes de temps et de qualité, ce qui conduit à une meilleure présence sur le marché.

Produits de meilleure qualité

Non seulement les MMT mesurent les paramètres de base tels que la longueur ou la surface, mais elles peuvent également prendre en compte la cylindricité et l'angularité, garantissant ainsi une meilleure qualité. Surtout quand une CNC crée un prototype, le CMM vérifie minutieusement ses dimensions pour s'assurer qu'elles répondent aux exigences de conception. Il maintient même un léger contact, voire aucun contact, conservant ainsi la qualité et l'intégrité supérieures d'un produit.

La flexibilité

Ces machines sont flexibles à plus d’un titre. Il peut gérer plusieurs capteurs qui lui permettent de mesurer différents produits de différentes tailles et formes. Il est compatible avec différents types de sondes selon les spécifications de l'utilisateur.

Productivité améliorée

Grâce à ses capacités d’automatisation, il peut aider les fabricants dans la production de gros volumes et la répétition des tâches de mesure à plusieurs reprises. Cela contribue à réduire la charge de travail, conduisant à une amélioration de la productivité.

Défis et considérations

Il ne fait aucun doute qu’une machine MMT peut améliorer l’efficacité opérationnelle et la qualité de n’importe quel produit, mais elle comporte quelques défis.

Un investissement en capital élevé

Comme toute autre machine complexe, la CMM nécessite un investissement en capital élevé. Le développement de composants de haute qualité, tels que des capteurs, des scanners, des sondes et des logiciels, entraîne des coûts très élevés. En dehors de cela, les frais de licence et de formation contribuent au prix global.

Entraînement intensif

Industries des machines CMM-Formation approfondie

Pour faire fonctionner et dépanner CMM, il faut du personnel formé, ce qui signifie que les entreprises doivent engager des coûts supplémentaires en matière de formation.

Entretien élevé

Les grands systèmes nécessitent plus d’espace et des pièces à température contrôlée pour maintenir des performances optimales. De plus, dans certains cas, une mise à jour régulière du logiciel nécessite une modification des programmes existants.

Conformité

Chaque secteur a ses propres réglementations et normes de qualité spécifiques en matière d'analyse dimensionnelle. Par conséquent, décider de la meilleure machine MMT nécessite des recherches.

L'importance de la CMM dans le moulage par injection et la fabrication de moules

La fabrication de pièces à géométrie complexe nécessite plus de précision et c'est pour cette raison que de nombreuses entreprises s'appuient sur fabrication de moules et moulage par injection. Voici comment les CMM ajoutent de la valeur à ce processus :

Prise de décision

Les MMT fournissent des informations importantes sur le processus de moulage par injection, telles que la rugosité de surface et l'analyse des défauts (tels que les vides ou les déformations). En outre, il fournit des données sur les domaines à améliorer. Ces intrants aident les entreprises manufacturières à prendre la bonne décision et à développer un produit final parfait.

Mesures précises

Compte tenu de la compatibilité des MMT avec différents capteurs et sondes, elles peuvent mesurer avec précision un moule dans un espace restreint de seulement un nanomètre. Cela ajoute également à la qualité du produit,  

Contrôle de qualité

Même une erreur mineure dans les mesures d’un moule peut entraîner des retouches et une perte de temps. Les sondes de CMM mesurent les pièces complexes avec précision pour vérifier si le moule répond ou non à la conception spécifiée. Pour cette raison, cela aide à effectuer des contrôles de qualité.

Efficacité de production

Les MMT sont utilisées à différentes étapes du moulage par injection, de FAI (Inspection Premier Article) à la post-inspection. Il mesure les pièces et signale tout écart dans le temps, permettant aux équipes d'apporter des améliorations itératives.

Minimiser les déchets

Grâce à la précision accrue des mesures du moule, le nombre de pièces rejetées diminue considérablement.

Documentation et conformité

Les rapports bien documentés de CMM permettent aux fabricants de suivre le processus de moulage par injection au fil du temps. Non seulement cela les aide à prendre des décisions éclairées concernant les produits, mais cela contribue également à les protéger légalement.

Documentation et conformité-Machine MMT

Les acteurs du marché comme Hitop utilisent des machines fiables telles que des machines CNC et des machines à étincelles à miroir pour la fabrication de moules et obtiennent même un avantage concurrentiel dans moulage par injection. Une telle infrastructure leur permet d’atteindre un niveau de précision plus élevé, même avec une marge de 0,002 mm.

Commentaires d'adieu

MMT peut être un excellent investissement si vous cherchez à faire passer votre entreprise de fabrication au niveau supérieur en termes de productivité et d'efficacité. Même si cela nécessite des investissements importants au départ, cela pourrait constituer un atout prometteur pour stimuler Retour sur investissement au cours des années. Tout en choisissant le CMM qui répond le mieux aux besoins de votre entreprise, assurez-vous d'équilibrer votre budget avec vos objectifs à long terme.

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