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Les problèmes des MMT et comment les résoudre grâce au contrôle de la qualité automatisé

Sur le marché hypercompétitif d’aujourd’hui, les entreprises de fabrication sont confrontées à une multitude de défis sur leurs lignes de production. Nombre d’entre eux sont liés au processus de contrôle de la qualité, qui vise à garantir la qualité des produits fabriqués et envoyés aux clients. Une solution souvent mise de l’avant pour s’attaquer à cette tâche est l’utilisation d’une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT).

Cependant, les MMT traditionnelles présentent leur propre lot de problèmes, tels que des retards de productivité, des difficultés de recrutement et des problèmes de mesure de pièces complexes, pour n’en citer que quelques-uns. Et dans un environnement aussi rapide, le moindre ralentissement de la productivité, les moindres dépenses supplémentaires ou de simples erreurs peuvent avoir un impact financier important sur une entreprise, et se traduire par la perte de contrats et de la confiance des clients.

 

Comment détecter plus tôt les problèmes d’assemblage, réduire les rebuts et les temps d’arrêt

MetraSCAN 3D monté sur un robot R-Series numérisant une porte de voiture blanche

Si la MMT traditionnelle peut être très précise, sa complexité d’utilisation et sa vitesse limitée peuvent retarder la prise de décisions importantes. Comme seuls quelques experts et professionnels peuvent exécuter ces tâches et que les mesures sont prises en dehors de la ligne de production, cela peut créer des retards importants dans l’application des mesures correctives, ce qui peut générer des rebuts et des temps d’arrêt.

Une approche différente du contrôle de la qualité vise à relever ces défis spécifiques : les solutions de numérisation 3D automatisées.

 

L’automatisation est-elle une option pour accroître la productivité?

Ligne de production automobile automatisée sur 2 étages

Depuis quelques années, les industries manufacturières mondiales ont imaginé des conceptions de pièces et d’assemblage de plus en plus complexes, afin de répondre aux besoins des marchés hypercompétitifs. Cependant, la diversité de ces composants complexes exige des processus de contrôle de la qualité plus avancés.

Quelles sont les causes des goulots d’étranglement?

Trop souvent, les inspections de contrôle de la qualité sont réalisées dans une pièce isolée de la zone de production, afin de limiter les vibrations et les variations de température et d’humidité. Les experts du contrôle de qualité doivent acheminer les échantillons, de la zone de production jusqu’au laboratoire de contrôle de la qualité, afin d’effectuer l’inspection dimensionnelle avec une MMT traditionnelle. Les mouvements lors du transport des pièces peuvent entraîner des répercussions négatives importantes. Dans certains cas, déplacer les pièces de la ligne de production jusqu’au laboratoire peut demander énormément de temps et d’efforts, et entraîner des goulots d’étranglement ingérables sur les différentes stations de mesure, ainsi que des délais supplémentaires dans la prise de décisions.

L’inspection sur la ligne de production

Pour atténuer ces problèmes, et en raison de l’implémentation croissante de l’industrie 4.0, les fabricants doivent effectuer les inspections de contrôle de la qualité directement sur la ligne de production, ou à proximité, afin de maximiser l’efficacité et simplifier les communications du processus de fabrication dans sa globalité.

C’est pourquoi, aujourd’hui plus que jamais, il est nécessaire de pouvoir effectuer des inspections dimensionnelles dans le cycle de production, à l’aide de solutions de métrologie, à proximité ou sur la chaîne de production.

Cependant, si les inspections sont réalisées sur la ligne de production, la cadence d’inspection doit suivre la cadence de production pour ne pas affecter la productivité. Un arrêt de la production par un goulot d’étranglement causé par une inspection peut coûter beaucoup d’argent. C’est pourquoi le retour sur investissement d’une solution de contrôle de la qualité automatisé est très élevé.

Solution : Numérisation 3D automatisée

Grâce aux dernières avancées de la science et de la technologie, les fabricants utilisent des solutions de numérisation 3D de dernière génération, avec des vitesses d’acquisition des données sans précédent de 1,5 million de mesures/seconde, ainsi que des générations de maillage encore plus rapides. Une combinaison de caméras et de composants informatiques hautes performances permet d’augmenter les vitesses d’acquisition et de traitement des données. En d’autres mots, les machines de mesure par numérisation 3D fournissent une solution de numérisation des pièces en continu, plus rapidement que jamais. Les scanners peuvent même ajuster leurs paramètres pendant le processus de numérisation pour optimiser l’acquisition de la surface, en fonction des différentes textures et couleurs. Il s’agit d’une amélioration majeure, puisqu’il est maintenant possible de numériser des surfaces noires réfléchissantes et blanches mattes sur une même pièce.

Augmentation de la productivité de l’inspection automatisée

Grâce à l’utilisation de scanners 3D automatisés, les équipes du contrôle de la qualité peuvent effectuer davantage d’inspections par heure. Les problèmes, défauts et irrégularités sont détectés plus tôt, permettant de prévoir ou entreprendre des actions immédiates. De plus, la maintenance de l’équipement et les mesures correctives dans le processus de fabrication peuvent être identifiées et prévues à l’avance. Avec la possibilité de se connecter directement avec les bases de données de production, les informations peuvent se synchroniser automatiquement afin de gagner encore plus de temps.

En somme, le nombre de pièces défectueuses à reconstruire est réduit, le taux de pièces jetées par rapport aux pièces fabriquées diminue également, et davantage de pièces sont fabriquées et vendues avec la même quantité de matière première. Encore une fois, le retour sur investissement est un élément clé avec ce type de solution.

Des solutions de contrôle de la qualité automatisé pour la complexité des pièces et la diversité des finitions

Plusieurs modèles de châssis de voitures grises à côté de la ligne de production

L’un des facteurs importants souvent oublié, mais qui peut avoir un impact significatif sur le temps de mesure, est la sensibilité aux finitions de surface par les scanners 3D. En matière de solutions d’inspection automatisées, le temps de cycle est toujours un paramètre clé dans le choix d’une nouvelle technologie. Cependant, pour calculer correctement le véritable temps de cycle d’un procédé, il ne suffit pas de connaître la cadence de mesure des scanners 3D.

Pour les opérateurs dans l’atelier, le paramètre qui a le plus d’impact sur leurs performances sont à la fois le taux de mesure et la zone de numérisation. L’étude simultanée de ces deux paramètres permet d’apporter aux utilisateurs une expérience de numérisation 3D réaliste. Une fois que vous savez précisément combien de temps prend la numérisation d’un mètre carré, il est plus facile de rapporter cette efficacité à plusieurs types et familles de pièces.

Moyens d’éviter l’impact sur les performances d’inspection

Cependant, pour calculer le véritable temps de cycle pour une opération complète, il est essentiel de mesurer le temps requis pour préparer la pièce et la laver après les mesures. De fait, savoir s’il est nécessaire de peindre une pièce ou si elle nécessite de la poudre pour couvrir la finition de surface est un facteur essentiel pour déterminer quelle technologie de métrologie 3D automatisée choisir, puisque ces opérations demanderont des ressources humaines supplémentaires.

Par exemple, les scanners de zone ou à lumière structurée 3D sont extrêmement sensibles à la finition de la surface. La performance volumétrique est souvent directement touchée lors de la numérisation de matériaux noirs, blancs ou brillants. Pour éviter un tel impact sur les performances du scanner, il est souvent nécessaire de préparer la pièce avant de la numériser. Même dans ce cas, le processus de numérisation peut devoir être ralenti et nécessiter davantage de mesures. De même, avec une telle préparation, il est important de se rappeler que le nettoyage de la pièce est également nécessaire, les deux opérations manuelles devront être comprises dans le temps de cycle de la production. Lorsque le rythme de production ne peut plus être tenu, il devient intéressant de choisir une meilleure technologie.

De nos jours, les meilleurs scanners 3D au monde peuvent gérer différents matériaux et finitions de surface, sans avoir à appliquer de la poudre ou de la peinture avant de lancer la numérisation. Cela permet non seulement de fournir la meilleure expérience de numérisation 3D (points par seconde associés avec la zone de numérisation), mais il s’agit de la meilleure solution pour gérer différentes tailles de pièce, formes et finitions de surface.

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Le recrutement d’opérateurs de MMT demeure un problème dans la fabrication

Un homme avec un casque bleu mesure une grande pièce circulaire avec une MMT à contact traditionnelle

Lorsque l’on parle de l’industrie 4.0, de nombreuses personnes confondent ce que souhaitent réellement les entreprises et comment elles peuvent l’obtenir. L’industrie 4.0 implique de nombreux facteurs différents, y compris le rêve de mesurer 100 % des dimensions sur 100 % des pièces. Cependant, ce n’est pas le facteur le plus valorisé par les entreprises du secteur manufacturier. La chose la plus importante pour une entreprise de fabrication est d’avoir le contrôle total de son processus de fabrication. L’augmentation du contrôle de la qualité est un moyen d’y parvenir, mais ce n’est pas l’objectif premier de la direction.

Il est vrai qu’une amélioration de la productivité du processus de contrôle de la qualité entraînerait une détection plus en amont des problèmes, mais cela permettrait également aux entreprises d’adopter une philosophie proactive et préventive pour planifier les méthodes correctives, la maintenance des équipements, etc.

L’automatisation comme solution au problème de la main-d’œuvre

Bien sûr, pour implémenter de tels principes dans la pratique, les entreprises ont besoin de main-d’œuvre pour opérer les MMT d’atelier. Des techniciens ou des ingénieurs qualifiés du contrôle de la qualité sont nécessaires pour opérer les MMT traditionnelles ou les outils de métrologie manuels. De nos jours, le personnel qualifié du contrôle de la qualité ne court pas les rues, ce qui est un problème pour les entreprises du secteur manufacturier.

De récentes innovations de la part des fabricants de solutions de métrologie ont montré que l’automatisation permet de fournir une solution aux problèmes de main d’œuvre en métrologie et de répondre aux besoins de productivité accrus. Bien que les solutions de contrôle de la qualité automatisé traditionnelles soient moins faciles à implémenter que les scanners 3D seuls, la nouvelle génération de MMT à numérisation 3D automatisées d’atelier de production, permettent de résoudre ce problème, grâce à une intégration étroite du matériel et du logiciel. La rapidité, l’exactitude et la facilité d’utilisation sont les principales caractéristiques des nouvelles machines de mesure tridimensionnelle d’atelier de production.

Les spécialistes ne doivent effectuer que des tâches de contrôle de la qualité à haute valeur ajoutée

Un facteur clé de leur succès est leur capacité à résoudre le problème de ressource humaine auquel tant d’entreprises font face, puisqu’elles peuvent être opérées par le personnel de production plutôt que le personnel du contrôle de la qualité. Bien sûr, une personne du contrôle de la qualité sera nécessaire à un certain moment pour préparer le plan d’inspection, mais le personnel de la production pourra gérer le fonctionnement de la MMT au quotidien. Ce processus est simple puisqu’il suffit de placer la pièce dans la MMT et d’appuyer sur le bouton Démarrer pour permettre au robot de survoler la pièce avec le scanner 3D.

Enfin, grâce à l’intégration étroite de la partie logicielle, les ingénieurs et techniciens du contrôle de la qualité n’auront pas besoin de grandes connaissances en robotique ou en cinématique du robot. De nos jours, les solutions logicielles de jumeaux numériques peuvent automatiquement calculer, simuler et exécuter les mouvements du robot à partir d’un plan d’inspection.

 

Comment le contrôle de la qualité automatisé peut vous aider à résoudre vos problèmes de MMT

MetraSCAN 3D monté sur un robot R-Series numérisant un assemblage tubulaire complexe à côté d'un écran d'ordinateur avec un crochet vert

En bref, par rapport aux MMT traditionnelles, une solution de MMT à numérisation 3D automatisée est beaucoup plus rapide, ce qui permet de gagner en productivité et en efficacité. Grâce à sa vitesse et à son exactitude, elle élimine les goulots d’étranglement au niveau de la MMT et permet une inspection automatisée directement sur la ligne de production. Elle offre une solution aux problèmes de recrutement grâce à son intégration rapide, son automatisation et sa facilité d’utilisation et constitue le meilleur moyen d’éviter l’impact sur les performances d’inspection en étant capable de mesurer des pièces complexes avec différentes finitions.

En fait, elle répond à tous les problèmes auxquels les entreprises sont confrontées lorsqu’elles utilisent une MMT traditionnelle et offre un avantage définitif sur le marché à toute entreprise de fabrication qui cherche à améliorer ses processus de MMT, à accélérer son rendement et à accroître la confiance et la satisfaction de ses clients.

ARTICLE ÉCRIT PAR Creaform

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