Lors du salon EMO 2019 à Hanovre, Bruker Alicona a montré qu'il était possible, grâce à l'intégration de la robotique collaborative, d'utiliser sa machine à mesurer optique µCMM pour charger, mesurer et trier les pièces conformes/non conformes de manière automatique.

Les systèmes de métrologie Bruker Alicona sont utilisés dans une grande variété de secteurs industriels, notamment celui des dispositifs médicaux (DM). C'est le cas de la machine à mesurer (MMT) optique µCMM à variation focale, dont la technologie 3D haute résolution permet de mesurer, avec un seul et même capteur, des états de surface 2D et 3D, ainsi que des caractéristiques dimensionnelles tolérancées sur de nombreux types de DM. Cela concerne les instruments chirurgicaux, les prothèses orthopédiques, fraises et forets dentaires, les dispositifs d’injection, et tous types d’implants, vis et plaques en matériaux métalliques, céramiques, polymères et composites.

L’objectif des fabricants de DM qui utilisent les systèmes Bruker Alicona, est de vérifier la justesse dimensionnelle de leurs produits, d’étudier l’influence de l’état de surface sur la biocompatibilité, le comportement biologique, les propriétés liées aux frottements et à l’usure ou tout simplement l’aspect final des produits. Les systèmes du fabricant allemand sont également utilisés par l’industrie du médicament pour contrôler les systèmes d’emballage de type blisters aluminium ou composites, ainsi que les outillages tels que moules, poinçons ou outils de scellage.

Une application combinant des mesures de dimensions et de rugosité

La démonstration présentée sur le salon EMO 2019 concerne une application réelle de mesure automatisée d’un insert d'emboutissage, développée en collaboration avec Stepper, fournisseur allemand d'outillages de découpage-emboutissage haute performance. L’insert en question fait partie de poinçons utilisés, entre autres, pour la fabrication de contacts dans l’automobile. La mesure permet de vérifier à la fois la position, la forme et la rugosité avec une seule et même machine µCMM. « En termes de mesure, les paramètres les plus importants sont les écarts de forme, la qualité de surface et la position de l'outil par rapport au contour extérieur », explique Marcel Heisler, responsable Ablation Laser et Découpe Haute Vitesse chez Stepper. « Avec Bruker Alicona, nous couvrons tous ces besoins avec un seul capteur optique. »

Machine µCMM avec axe rotatif Real3D (source Bruker Alicona).

L'application bénéficie de la précision élevée du système, même pour les pièces dont les tolérances se situent dans le µm. Mais le plus gros avantage réside dans la réduction significative du temps de mesure. L'utilisateur n'a en effet pas besoin de scanner l'ensemble de la pièce pour vérifier la géométrie du composant. « Nous ne mesurons que les parties du contour externe dont nous avons vraiment besoin », dit Marcel Heisler. « Cela réduit le temps de mesure de plus de 2/3 ».

Un autre avantage favorable à la productivité réside dans la fonction de palpage latéral, qui évite la nécessité d'incliner la pièce en cas de besoin de mesure sur les surfaces verticales. Bruker Alicona a en effet élargi, au printemps 2019, sa technologie de Variation Focale traditionnelle avec le "sondage vertical de netteté", qui ouvre de nouvelles perspectives en matière de mesure de coordonnées. Stepper y voit également de nouveaux domaines d'utilisation : « La possibilité de mesurer des flancs à plus de 90° nous ouvre un tout nouveau spectre de pièces mesurables. Jusqu'à présent, nous avons principalement mesuré des pièces embouties et pliées. Désormais, nous pouvons également mesurer des contours cylindriques continus, tels que des poinçons et des inserts de découpe. »

Un cobot pour une automatisation "Pick & Place"

Du fait de sa conception et de ses différents composants et logiciels, la µCMM peut être utilisée en production. Grâce à l’interface logicielle "Automation Manager", il est en effet possible d'automatiser des séries de mesures de paramètres GD&T (Geometric dimensioning and tolerancing) et de rugosité. Cette interface d'automatisation permet également de développer des applications telles que la planification numérique des mesures, la gestion étendue des commandes ou la connexion aux systèmes QM (Management de la Qualité) et ERP (Enterprise Resource Planning).

L'application de Stepper met en oeuvre une nouvelle option, qui consiste à combiner la machine de mesure avec une solution "Pick & Place" utilisant un bras robotisé collaboratif pour assurer le chargement, la mesure et le tri automatique des pièces conformes/non conformes lors du processus de mesure. Cette extension est basée sur l'interaction entre un administrateur qui prédéfinit les séries de mesures (Teach-in), un robot pour la manipulation et le positionnement des pièces, et le capteur optique de mesure 3D. L'apprentissage des séries de mesures s'effectue en trois étapes et ne nécessite aucune connaissance en programmation. Le robot prend en charge le chargement de la palette avec les composants à mesurer, le positionnement sur le système de mesure et le tri ultérieur dans les palettes conformes/non conformes.

www.alicona.com