Intégration de la métrologie dans la fabrication CNC
La métrologie joue un rôle important dans la fabrication précise. Il fournit les théories, les concepts, l'équipement et la coordination pour mesurer différentes caractéristiques dimensionnelles et d'autres propriétés.
La conversion de la pièce à usiner dans la forme souhaitée implique diverses étapes, la conception, l'usinage et la mesure. L'acceptabilité de tout article fabriqué est évaluée par différentes mesures qui garantissent que l'article correspond à l'application requise.
Cet article traitera du concept de métrologie, son importance dans la fabrication et divers instruments de mesure en profondeur.
Qu'est-ce que la métrologie?
Dans un large spectre, la métrologie fait référence à la science de la mesure. Il couvre la conception, le développement et l'exécution d'appareils de mesure. Il a des applications importantes dans la fabrication d'ingénierie, la recherche scientifique et de nombreux autres secteurs.
Les tolérances sont les paramètres fondamentaux pour assurer la précision dimensionnelle des pièces de fabrication (RAGHAVENDRA, 2013). La métrologie définit la tolérance, la précision, l'exactitude, l'incertitude et tous ces termes.
Comprenons ces termes, ce qu'ils signifient et comment ils se rapportent à la fabrication.
Tolérance
En métrologie, la tolérance est définie comme la "écart du paramètre de dimension par rapport à la valeur standard ou spécifiée, ce qui est acceptable.” La tolérance est représentée en termes de valeur positive ou négative. Par exemple, une tolérance de ± 0.01 mm signifie que la pièce peut être jusqu'à 0.01 mm plus grande ou plus petite que la taille standard ou la taille spécifiée souhaitée.
Dans la fabrication, la tolérance est cruciale car elle affecte la qualité et la fonctionnalité des pièces ou produits fabriqués. Les tolérances appropriées garantissent que la pièce s'emboîte et fonctionne comme prévu. Il ne peut pas fonctionner correctement ou s'adapter à d'autres composants comme prévu si une pièce est en dehors de l'exigence plage de tolérance.
Exactitude
La précision est un paramètre métrologique qui indique à quel point la moyenne des valeurs réelles est liée à la valeur standard ou souhaitée. En fabrication, il montre la différence entre la dimension exacte, la forme et d'autres caractéristiques à respecter par rapport au modèle CAO.
Les fabricants ont utilisé plusieurs outils et techniques métrologiques pour assurer la précision. Les instruments de mesure de précision, les procédures d'inspection et les processus de contrôle de la qualité sont les éléments qui garantissent l'exactitude. Ces outils et procédures permettent de s'assurer que les pièces répondent aux spécifications et normes nécessaires.
La précision
La précision fait référence à la proximité des valeurs réelles (mesurées par des instruments) à la moyenne arithmétique de ces valeurs. Il est généralement exprimé en écart type (𝜎).
Il sert de jauge pour l'uniformité du processus de fabrication. Par exemple, des mesures consécutives des dimensions d'une pièce ou d'autres propriétés fourniront des valeurs très proches les unes des autres si l'article a été fabriqué avec une grande précision. Inversement, si une pièce est produite avec une précision médiocre, la mesure ultérieure donne des valeurs très différentes.
Importance de la métrologie dans la fabrication ?
Relation entre la métrologie et la fabrication
Avec l'évolution de la fabrication de pointe, la métrologie a considérablement contribué à en faire un processus plus précis et précis. Sans métrologie, une fabrication précise est presque impossible. La science et la technologie fondamentales de la métrologie s'associent aux processus de fabrication pour créer les pièces selon les exigences spécifiques.
Le dessin théorique ou modèle CAO se compose de plusieurs paramètres métrologiques, tels que les tolérances, rugosité de surface, exactitude et précision. Ces paramètres sont utilisés tout au long du processus de fabrication. Il permet la création des pièces selon l'exigence et les spécifications mentionnées dans le dessin.
1. Vérification des dimensions des matières premières
La vérification des dimensions des matières premières est une étape essentielle du processus de fabrication car la précision dimensionnelle des matières premières affectera la précision du produit fini. Si les matières premières n'ont pas la bonne taille ou la bonne forme, cela peut entraîner des problèmes en aval du processus de fabrication et entraîner des produits défectueux.
Pour vérifier les dimensions des matières premières, les fabricants utilisent divers outils et techniques de métrologie, tels que des pieds à coulisse, des micromètres et des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT). Ces outils permettent aux fabricants de mesurer avec précision les dimensions des matières premières pour s'assurer qu'elles répondent aux spécifications requises. Si les matières premières ne répondent pas aux spécifications, les fabricants peuvent être amenés à les rejeter ou à ajuster le processus de fabrication pour tenir compte des écarts.
2. Maintenir la précision dimensionnelle et la répétabilité.
Dans les processus de prototypage et de production de masse, la répétabilité est cruciale pour créer des pièces avec une cohérence dimensionnelle. Cela n'est possible qu'avec des mesures régulières et l'identification des défauts.
La répétabilité garantit que les produits finis répondent aux spécifications requises et sont de haute qualité. Des dimensions inexactes ou variables peuvent entraîner des problèmes en aval du processus de fabrication, tels qu'un mauvais ajustement ou un mauvais fonctionnement du produit fini.
Divers outils et procédures de métrologie sont utilisés pour maintenir la précision dimensionnelle et la répétabilité. Les fabricants utilisent également des techniques de contrôle des processus, telles que le contrôle statistique des processus (SPC), pour surveiller et contrôler les dimensions des pièces ou des produits de fabrication.
3. Identification et dépannage des problèmes
L'identification et le dépannage des problèmes dans le processus de fabrication est un autre aspect de la métrologie. Ces problèmes peuvent entraîner des produits défectueux, des retards de production et une augmentation des coûts. En identifiant et en résolvant ces problèmes, les fabricants peuvent améliorer l'efficience et l'efficacité de leurs processus de production. Les fabricants peuvent prévenir ces problèmes et améliorer la qualité et la fiabilité globales des produits en identifiant et en résolvant les problèmes dès le début.
Les fabricants peuvent utiliser des méthodes de dépannage, telles que l'analyse des causes profondes et l'essai, pour trouver la cause d'un problème et le résoudre. En utilisant la métrologie pour identifier et résoudre les problèmes dans le processus de fabrication, les fabricants peuvent améliorer l'efficience et l'efficacité de leurs processus de production et produire des produits de meilleure qualité.
La métrologie et les équipements associés peuvent détecter les défauts précoces, améliorer le contrôle des processus et faciliter la maintenance préventive (Qu'est-ce que la métrologie et la technologie de fabrication? 2022).
4. L'avantage économique de la métrologie dans la fabrication
La métrologie n'est pas seulement liée à la fabrication en termes de contrôle qualité. Il contribue également à la maîtrise des coûts d'un projet de fabrication.
Une mesure précise dans la fabrication élimine le risque de surproduction, de gaspillage de matériaux et de production de pièces défectueuses. Par conséquent, la métrologie garantit que les pièces sont fabriquées selon les spécifications correctes et contribue à réduire le nombre de défauts et à réduire leurs coûts de production.
5. Rôle de la métrologie dans la recherche et le développement
La métrologie aide les chercheurs et les ingénieurs à comprendre et à améliorer les nouveaux produits et procédés en mesurant avec précision leurs principales caractéristiques.
Par exemple, une entreprise qui fabrique un nouveau dissipateur thermique mesurera sa chaleur dégagée, ses débits, l'énergie requise et d'autres caractéristiques pour comprendre et améliorer ses performances.
Équipement de métrologie courant dans la fabrication
Instruments de mesure
Plusieurs instruments de métrologie sont utilisés dans la fabrication pour mesurer les dimensions, les caractéristiques et les propriétés. Discutons de certains d'entre eux en détail.
Etriers
Les pieds à coulisse mesurent les dimensions linéaires et angulaires des matières premières, des pièces traitées et des pièces finies. Les pieds à coulisse, les pieds à coulisse et les pieds à coulisse numériques sont couramment utilisés dans la fabrication. Cependant, le numérique est plus précis et facile à utiliser.
Machine de mesure de coordonnées (MMT)
Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) est l'instrument de mesure le plus courant dans l'industrie manufacturière. La MMT est basée sur des principes de mesure optique et laser, qui mesurent les caractéristiques géométriques physiques. Il peut mesurer les dimensions, la forme, la position et l'orientation, ce qui permet de calculer des formes et des caractéristiques complexes.
Bras de balayage laser
C'est un instrument de mesure avancé qui mesure simultanément une large gamme de dimensions. Le bras de balayage laser peut balayer automatiquement les différents points géométriques et fournir les dimensions requises avec des calculs mathématiques complexes.
Testeurs de finition de surface
L'état de surface du matériau est mesuré par Testeurs de finition de surface. Ces appareils mesurent les différents paramètres de finition de surface, tels que l'indice de rugosité moyen, l'ondulation, l'asymétrie, etc.
D'autres instruments de métrologie comprennent ;
-
- Balances et balances
- Micromètres
- Profilomètres
- Jauges de hauteur
- Jauges de profondeur
- Jauges d'angle
- Jauges de fil
- Niveaux à bulle
- Comparateurs optiques
- Testeurs Rockwell
- Testeurs de traction
- Testeurs de compression
- Testeurs de couple, et bien d'autres.
Conclusion
La métrologie joue un rôle important dans la fabrication, des simples mesures de dimensions à l'assurance qualité des pièces ou des produits. La métrologie est utilisée à diverses étapes du processus de fabrication, y compris la vérification des dimensions des matières premières, l'inspection des pièces usinées et les essais des produits finis. C'est un composant essentiel d'une fabrication précise et joue un rôle vital pour assurer la qualité et la fonctionnalité des produits manufacturés.
Boda est le fournisseur de services de fabrication à la demande pour plus de 50 options de matériaux. Nous utilisons des instruments de mesure de pointe, comme une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), pour assurer la qualité et atteindre des tolérances serrées. Vous pouvez demander un devis si vous avez besoin d'un service de fabrication pour votre projet. Nous transformerons votre conception en réalité.
Les Questions
Qu'est-ce que la métrologie ?
La métrologie est la science qui implique la conception, le développement et l'exécution de divers instruments de mesure.
Qu'est-ce que la tolérance en métrologie ?
La tolérance en métrologie est l'écart d'un paramètre de dimension par rapport à une valeur standard ou spécifiée qui est acceptable et n'influence pas la fonctionnalité des pièces.
Comment la précision est-elle utilisée dans la fabrication ?
La précision dans la fabrication est un paramètre métrologique qui montre la différence entre les dimensions réelles, la forme et d'autres caractéristiques par rapport à un modèle CAO.
Comment la précision est-elle liée à l'uniformité du processus de fabrication ?
La précision dans la fabrication fait référence à la proximité des valeurs réelles avec la moyenne de ces valeurs. Il sert de jauge pour l'uniformité du processus de fabrication.
Pourquoi la métrologie est-elle importante dans la fabrication ?
La métrologie est essentielle dans la fabrication car elle contribue à garantir l'exactitude et la précision des pièces et des produits, ce qui affecte leur qualité et leur fonctionnalité.
Comment la métrologie est-elle utilisée dans le processus de fabrication ?
La métrologie est utilisée à diverses étapes du processus de fabrication, y compris la vérification des dimensions des matières premières, l'inspection des pièces usinées et les essais des produits finis. C'est un composant essentiel de la fabrication de précision.
Bibliographie
- En ligneRAGHAVENDRA, N. (2013). MÉTROLOGIE ET MESURES D'INGÉNIERIE. PRESSE UNIVERSITAIRE D'OXFORD.
- (2022). Qu'est-ce que la métrologie et la technologie de fabrication ? Université GOODWIN, à partir de https://www.goodwin.edu/.