À la recherche du best-fit
Grâce aux capacités de recalage best-fit de PolyWorks|InspectorMC, Geoform réussit à récupérer des pièces normalement destinées au rebut.
Aussi connue sous le nom de Precision Measurement Laboratories, l'entreprise Geoform, inc. (établie à Inglewood, en Californie) offre des services de métrologie depuis 1986. Au fil du temps, l'entreprise a élargi son champ d'activité dans les domaines suivants : la CAO/FAO, la fabrication d'outils et de gabarits, et la production à court terme. Sa principale activité demeure toutefois le contrôle dimensionnel, notamment pour les pièces complexes destinées aux secteurs aérospatial, automobile et médical.
Le défi
Au fil des ans, Geoform a été témoin de l'évolution des outils, des techniques et des approches en matière de contrôle de la qualité. Compte tenu des récents progrès, il est désormais encore plus important de prendre un temps d'arrêt pour réfléchir à l'outil le plus approprié à la tâche. Le président de Geoform, Steve Farentinos, cite la collaboration de son entreprise avec Weber Metals, inc. pour illustrer ces changements, ainsi que l'importance de choisir les outils qui conviennent le mieux.
Fournisseur d'une gamme complète de pièces forgées en aluminium et en titane, Weber Metals figure parmi le nombre croissant d'entreprises qui se servent de la définition numérique de produits pour documenter leurs produits sans plan dimensionnel. Selon M. Farentinos : « Un bon nombre des pièces que nous recevons ne sont fournies qu’avec des données CAO et des instructions pour l'inspection des tolérances de profil, ainsi que quelques dimensions clés. L'inspection basée sur le dessin technique n'est plus la norme. » Cette approche permet de réaliser des économies substantielles, particulièrement pour des pièces complexes aux nombreuses caractéristiques. « Elle permet de réduire le temps nécessaire à la réalisation de dessins techniques dimensionnels, en plus de réduire la charge de travail lors du processus d'inspection », précise-t-il.
La solution
Pour effectuer une inspection de profil des pièces Weber Metals, Geoform se sert d'un système de numérisation laser de FARO et du logiciel PolyWorks®. Du début à la fin, soit de la numérisation à la production de rapports, certaines inspections sont complétées en moins d'une journée. D’après le président : « Il s'agit d'une différence majeure! Nous pouvons compléter des inspections de pièces relativement complexes en quelques heures. En utilisant l'ancienne méthode, l'inspection de ces mêmes pièces prendrait de trois à quatre jours. »
Lorsqu'un projet nous est soumis, nous utilisons l'outil le plus approprié à la tâche.
M. Farentinos fait rapidement remarquer que le terme « ancienne méthode » n'est pas approprié, car Geoform continue de compter sur ces méthodes éprouvées. Même si l'utilisation des MMT portables de FARO est très répandue, il mentionne : « Lorsqu'un projet nous est soumis, nous utilisons l'outil le plus approprié à la tâche. » Parmi ces outils figurent deux bras de mesure de FARO, trois MMT fixes et le logiciel PolyWorks|Inspector d'InnovMetric.
Selon M. Farentinos, les MMT sont des machines performantes pour les tâches de volume important, d’une durée d'exécution prolongée et nécessitant une précision accrue. Les bras de mesure de FARO sont idéaux pour les projets ponctuels ou pour l'évaluation du design et les qualifications du processus de pièces brutes. Ils sont également parfaits pour numériser le profil de pièces complexes en métal ou en plastique, ou qui ont été moulées ou forgées lors de l'inspection des tolérances de profil. Pour ces tâches, Geoform se sert d'un numériseur au laser et d'un palpeur au cours de la même séance de mesure. À cela, il ajoute : « Nous effectuons un palpage approfondi de certaines caractéristiques prismatiques et une numérisation pour le reste de la pièce. Le palpage approfondi est utile si vous devez mesurer rapidement certaines caractéristiques d'installation pour un système de coordonnées préliminaire. »
Recalage best-fit et création de rapports d'inspection à partir de mesures de roue de turbine prises à l'aide d'une MTT fixe.
« Même si une tâche avec une MMT est en cours, il arrive souvent que nous importons les coordonnées des pièces profilées dans PolyWorks|Inspector lorsque nous avons besoin d'autres options de recalage best-fit ou de production de rapports. » Steve Farentinos, président de Geoform
En ce qui a trait aux logiciels, le choix est également assez évident. Geoform utilise les logiciels traditionnels de MMT pour les projets à long terme nécessitant la programmation de MMT et pour lesquels un rapport d'inspection classique sous forme de tableau suffit. Pour les autres tâches à effectuer à l'aide de MMT ainsi que pour toutes les tâches à effectuer à l'aide de MMT portables, PolyWorks est l'outil de prédilection de Geoform. M. Farentinos mentionne : « Si nous utilisons les bras de mesure de FARO, il va de soi que nous utiliserons PolyWorks|Inspector. » Il souligne ensuite : « Même si une tâche avec une MMT est en cours, il arrive souvent que nous importons les coordonnées des pièces profilées dans PolyWorks|Inspector lorsque nous avons besoin d'autres options de recalage best-fit ou de production de rapports. » Grâce à des modules complémentaires, Geoform peut également exécuter des séances de mesure dans PolyWorks|Inspector à l'aide de MMT manuelles et de MMT opérant sur les serveurs I++.
Les avantages
Un recalage best-fit
À l'aide des méthodes d'inspection classiques, quelques points cibles sont utilisés pour définir le système de coordonnées pour toutes les mesures, ce qui bloque l'ensemble de données. Ainsi, quelques mesures suffisent pour avoir une incidence sur tous les résultats ultérieurs. Pour avoir une meilleure compréhension d'une pièce, il peut être utile d'examiner le système de coordonnées en le laissant s'éloigner des positions cibles établies. Il s'agit d'une des nombreuses applications du recalage best-fit d’ensembles de données de mesure.
Résultats d'inspection pour un chemin d'écoulement interne (surfaces externes affichées en structure filaire)
M. Farentinos souligne : « Lorsque nous recherchons un recalage best-fit, nous prenons toujours nos mesures à l'aide de PolyWorks|Inspector. Il s'agit d'un des points forts du logiciel. »
M. Farentinos continue en disant : « Lorsque nous inspectons des pièces brutes, par exemple, il se peut que certaines caractéristiques ne respectent pas les tolérances lorsqu'on les compare aux références cibles. Toutefois, il arrive que nos clients veuillent savoir s'il y a suffisamment de matériau d'usinage sur la pièce pour s'écarter des références cibles. » Il ajoute : « Il suffit parfois de simplement retirer une petite quantité de matériel d'une ou de plusieurs références cibles pour récupérer une pièce qui, autrement, aurait fini dans la poubelle. Dans ces situations, la capacité de recalage best-fit de PolyWorks|Inspector nous permet de régler ces problèmes. »
L'ensemble de données de mesure, qui peut comprendre des milliers ou même des millions de points, est comparé aux données CAO de la définition numérique de produits afin d’établir le recalage best-fit. Les cibles de recalage peuvent être générées sur la totalité du modèle CAO ou centrées sur quelques caractéristiques, comme les références de pièces. « C'est idéal pour les pièces moulées ou forgées qui ont souvent des références cibles pour les surfaces à l'état d'ébauche ou dont les références présentent des irrégularités de surface. Le logiciel se sert de nombreux points pour faire la moyenne de cet écart. Cela permet d'avoir un réglage optimal et d'améliorer la précision des mesures », soutient M. Farentinos.
Une autre méthode de recalage de Geoform est le recalage best-fit à l’intérieur de la zone de tolérance. Geoform a fait la demande de cette fonctionnalité PolyWorks|Inspector en 2008 et a également participé à sa conception. L’objectif de cette fonctionnalité est de minimiser le nombre de caractéristiques qui ne respectent pas les tolérances. Cette méthode combine les avantages du recalage best-fit et l'avantage de trouver le bon positionnement pour l'ensemble de données numérisées permettant de créer une pièce acceptable qui, sans cela, aurait été rejetée. M. Farentinos explique : « Vous n'avez qu'à sélectionner l'option de recalage best-fit à l’intérieur de la zone de tolérance et le logiciel lit les bandes de tolérances pour les caractéristiques de référence. Il repositionne ensuite les mesures entre ces bandes. Il essaie de positionner l'ensemble de points à l'intérieur des tolérances, au lieu de réduire la distance de la caractéristique nominale aux points numérisés. »
Carte de couleurs pour l'inspection d'une pièce en fer de près de 1 200 livres créée à partir de données numérisées au laser
Rapports
Peu importe si les mesures sont prises avec une MMT fixe ou portable, Geoform utilise PolyWorks|Inspector lorsqu'il faut produire des rapports comportant autre chose que des tableaux. M. Farentinos poursuit : « PolyWorks nous donne plus de liberté et de capacités de production de rapports. » Au lieu de rapports ne comportant que des tableaux, page après page, PolyWorks|Inspector offre à Geoform une panoplie d'options et de nombreuses méthodes pour produire un rapport visuel et intuitif.
L’un des points forts du logiciel est la facilité avec laquelle il est possible de produire des rapports, particulièrement des rapports de plusieurs pages comportant des cartes de couleurs, des tableaux, des en-têtes et des pieds de page.
PolyWorks|Inspector enrichit les formats de rapports classiques, comme les AS9102, avec des éléments graphiques. « Les résultats d'inspection dans PolyWorks sont présentés de manière impeccable, et il est facile d'y accéder. L’un des points forts du logiciel est la facilité avec laquelle il est possible de produire un rapport, particulièrement des rapports de plusieurs pages comportant des cartes de couleurs, des tableaux, des en-têtes et des pieds de page », soutient M. Farentinos. « Pour les rapports de type définition numérique de produits en aérospatiale, nous finalisons le rapport AS9102 et nous indexons les cartes graphiques de couleurs générées par PolyWorks. Le client a alors un support visuel en plus du rapport d'inspection classique. »
M. Farentinos explique : « Il suffit de faire glisser et de déposer. Vous pouvez créer un rapport en quelques minutes à peine. » Il donne un exemple pour appuyer son argument. « J'avais un rapport de 11 pages. J'ai travaillé sur ce rapport ce matin. J'ai commencé par le nuage de points et, en une heure et demie, le rapport était terminé. C'est vraiment un jeu d'enfant. »
M. Farentinos décrit ensuite le travail d'inspection pour une roue de turbine complexe comportant de nombreux profils. Il note encore une fois à quel point PolyWorks|Inspector permet de simplifier les projets. Il ajoute : « Pour ce type de projet, nous utilisons le langage macro dans PolyWorks pour automatiser certaines commandes courantes. C'est idéal pour créer des rapports. Par exemple, nous avons une commande macro pour exporter des tableaux de données XYZ d'un sous-ensemble d'une numérisation laser afin de fournir les documents justificatifs pour le rapport d'inspection classique. » Nous pouvons passer des données d'inspection brutes à un rapport complet en 90 minutes. C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles Geoform préfère PolyWorks pour ses travaux de métrologie.
Inspection d'une pièce automobile profilée avec un bras de mesure de FARO.
