Nouveauté

L’Usine du Futur

Quand la métrologie s’intègre directement en production

Les stratégies de production modernes requièrent, de la part des responsables de production, une plus grande flexibilité, du fait de quantités par lot de production plus faibles et du respect de tolérances toujours plus fines. Grâce à ses solutions de mesure dédiées à ‘l’Usine du Futur’, Alicona vous présente la manière dont la métrologie 3D optique permet d’optimiser et de rentabiliser vos procédés de production.


Sur de nombreuses lignes de production, le contrôle qualité est encore souvent réalisé hors de la ligne. Le système de métrologie est alors localisé en fin de production et la qualité d’une pièce est donc déterminée une fois qu’elle est terminée. Dans le pire des cas, la pièce ne répond pas aux tolérances définies, et doit alors passer à nouveau par les différentes phases du cycle de production. La métrologie est donc considérée comme une solution chronophage et onéreuse, sans aucune valeur ajoutée. Grâce à l’Industrie du Futur, le contrôle qualité peut sortir de l’ombre, où elle était mal considérée, pour occuper un nouveau rôle central. En tant qu’élément incontournable de la chaîne de production, elle intervient durant la fabrication et permet de corriger une étape de production lorsqu’une pièce est hors tolérances. Plus aucune pièce défectueuse n’est alors produite : la première pièce est une pièce conforme.

 

Le concept : La métrologie 3D comme œil intelligent

Pour que la métrologie devienne une partie intégrante de la production, une communication optimale et la mise en réseau des interfaces sont nécessaires. Les systèmes de production, les machines et la métrologie forment alors une boucle fermée à l’intérieur de laquelle ils communiquent, ceci signifie que les tolérances de production sont respectées dès la première pièce produite. La technologie de mesure intégrée permet de vérifier les dimensions, les tolérances et l’état de surface aux toutes premières étapes de production. Si le capteur de mesure détecte une pièce défectueuse, il transmet l’information au système de production, qui s’adapte en conséquence. Avec la fabrication en boucle fermée, la métrologie devient l’œil intelligent de la production.

Afin de pouvoir mettre en place ‘l’Usine du futur’ en tant que stratégie de production moderne, les entreprises ont besoin de systèmes de métrologie totalement automatisés, qui peuvent être utilisés par tous les opérateurs, sans connaissance préalable en métrologie. Enfin, les pièces complexes présentant des tolérances contraignantes nécessitent également des capteurs de mesure optique haute résolution adaptés à la production et qui soient capables de fournir des mesures répétables et raccordées.

La technologie de Variation Focale d’Alicona est une plateforme idéale pour l’implémentation de la mesure 3D optique en production, car les capteurs 3D haute résolution d’Alicona présentent toute la flexibilité requise pour être intégrés dans une solution tierce. Tous les systèmes présents sur la ligne sont liés de manière digitale en utilisant une technologie d’interface intelligente qui rend possible la personnalisation individuelle de la solution de mesure. L’usine reçoit en temps réel des données provenant du système de production interconnecté, ce qui lui permet d’intervenir précocement en cas de besoin. Cette réactivité rend possible l’amélioration de la qualité et de la précision, même pour de faibles quantités par lot de production sur des pièces aux tolérances très serrées.

 

La mise en œuvre : Mesurer, mettre en réseau, personnaliser

Pour que ‘l’Usine du Futur’ puisse fonctionner, les capteurs de mesure doivent être intégrés à la ligne de production. Les équipements de mesure doivent à la fois, avoir la capacité d’être mis en réseau avec les systèmes de production existants, et pouvoir être complétés à l’envie par l’industriel si nécessaire.


Intégrer des capteurs de mesure optique en production

En fonction de l’application, les capteurs de mesure Alicona s’intègrent différemment. Voici les moyens les plus courants d’implémenter ‘l’Industrie du Futur’ :

  • Utilisation d’un système de mesure standard muni de l’interface d’automatisation ‘Automation Manager’. Un administrateur configure d’abord des séries de mesure, en amont, puis un opérateur lance la mesure en production en cliquant simplement sur un bouton.
     
  • Utilisation de systèmes collaboratifs : ‘Cobots’. Le capteur de mesure est fixé à une plateforme robotique mobile et peut être déplacé dans la zone où se situe la pièce à mesurer. Il peut même mesurer les pièces à l’intérieur des centres d’usinage. Le concept de sécurité du Cobot est conçu autour de l’interaction physique entre l’homme et le robot, et rend obsolète les barrières de sécurité utilisées avec les robots classiques. Les systèmes collaboratifs réagissent aux mouvements humains grâce à des capteurs adaptés, et leur mouvement s’arrête automatiquement s’il existe un risque de blessure.
     
  • Intégration du capteur de mesure dans une machine-outil, pour une production autocontrôlée. Grâce à cette solution, quand certaines pièces ne sont pas conformes, le capteur avertit la machine afin qu’elle adapte ses paramètres automatiquement. Alicona propose ce type de technologie depuis 2014 sous le nom de ‘systèmes de production en boucle fermée’, en collaboration avec son partenaire américain EDM Department Inc., spécialisé dans la micro-fabrication de précision. La précision d’une machine d’électroérosion à laquelle est intégré un capteur de mesure optique haute résolution peut être multipliée par 4, grâce au contrôle et à l’optimisation autonome du système.
     

Numérisation et mise en réseau des systèmes de production, des machines et de la métrologie

La première étape de ‘l’Industrie du Futur’ consiste à intégrer des capteurs optiques haute résolution. Il est alors nécessaire de mettre en réseau toutes les données et tous les systèmes intégrés à la ligne de production et faire en sorte qu’ils communiquent. La métrologie quitte ainsi son local séparé pour rejoindre la production, où des mesures complexes sont alors réalisées de façon simple et rapide. Les technologies de mesure, qui étaient jusqu’à présent utilisées avant tout en salle de métrologie, sont maintenant incluses dans la planification et la régulation déjà existantes de la production (CIM – Computer Integrated Manufacturing), mais aussi dans le système ERP. Les interfaces comme .NET Remoting, Labview Interface ou CAD/CAM Connection permettent l’intégration des systèmes de mesure dans les programmes de production correspondants. Les différents systèmes impliqués interagissent en boucle fermée ce qui permet d’intervenir à tout moment dans la production. Combinées au système de planification et de régulation de la production, les données récoltées à proximité du lieu de production permettent aux fabricants de gérer efficacement leur entreprise.

La gamme de produits proposée par Alicona couvre un large spectre : en tant que fournisseur de métrologie 3D optique haute résolution, nous intégrons des capteurs de mesure en ligne de production, et mettons à disposition les interfaces nécessaires, incluant une interface CAD/CAM, afin de pouvoir connecter les capteurs aux programmes de production déjà existants. Nous collaborons avec EDM Department Inc. en faisant usage de leur savoir-faire d’expert en termes de micro-fabrication de précision. Cette expertise, combinée aux données 3D haute résolution acquises, permet la mise en œuvre globale d’une stratégie de production répondant aux critères de ‘l’Industrie du Futur’. L’objectif est que le responsable de production puisse mettre en œuvre l’optimisation autonome de sa production et une gestion plus efficace de son entreprise.

 

Des systèmes de métrologie adaptés aux besoins des utilisateurs

Les systèmes de mesure 3D optique haute résolution Alicona peuvent être personnalisés suivant les besoins de chaque utilisateur. Les industriels peuvent donc adapter le système de mesure à leur propre procédé de production, et en compléter les fonctionnalités existantes. Des plug-ins permettent à l’administrateur système de programmer et d’automatiser (‘Scripting’) ou de s’interfacer avec leurs propres programmes et bibliothèques spécifiques adaptés. Ceci permet d’intégrer des paramètres et des algorithmes d’exploitation, propriété de l’industriel, au sein du système standard Alicona. Ainsi, l’utilisateur du système Alicona peut continuer à le perfectionner, afin de développer et d’optimiser le contrôle qualité et le savoir-faire de son entreprise.

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