Numérisation Laser 3D : Une Nouvelle Méthode d’Alignement des Bruts pour un Usinage Précis

Afin d’éviter ces erreurs et de réaliser un usinage de manière précise, il est essentiel pour les ingénieurs de s’assurer que la pièce est correctement positionnée par rapport à la machine-outil et à l’outil de coupe. Dans cet article, nous démontrons comment les scanners laser 3D portables de SCANOLOGY peuvent faciliter cette tâche en identifiant la position et l’orientation du brut sur la machine-outil, tout en ajustant la trajectoire de l’outil avant l’usinage. Nous présentons deux cas d’alignement : un brut de forme irrégulière et un brut forgé en forme d’essieu, tout en mettant en lumière les avantages de notre technologie de numérisation 3D.

Qu’est-ce que l’Alignement pour l’Usinage ?

L’alignement pour l’usinage désigne le processus d’ajustement de la position du brut par rapport à la machine-outil et à l’outil de coupe, afin de garantir la précision et la qualité de l’usinage. Par exemple, supposons que nous disposions d’une machine-outil (section noire), d’un brut (section grise) et d’un modèle d’usinage CAO (section orange). Idéalement, l’objectif est d’aligner ces éléments de manière verticale, comme suit :

Cependant, en pratique, de nombreux facteurs peuvent influencer l’alignement, tels que les erreurs d’usinage et la rugosité de surface. Si nous n’ajustons pas la position du brut en fonction du modèle CAO de référence, il se peut que certaines zones ne disposent pas de marges d’usinage suffisantes. Cela peut compromettre l’intégralité de la pièce, comme illustré

Afin d’éviter ce problème, il est impératif de mesurer et de corriger la position du brut par rapport au modèle CAO de référence. Cette démarche permet d’ajuster le parcours d’usinage en conséquence, assurant ainsi que les marges d’usinage soient uniformes et adéquates, comme illustré

Alignement d’un Brut de Forme Irrégulière

Le cas présenté concerne un brut de forme irrégulière en alliage d’aluminium coulé. Étant donné la difficulté de positionner un repère de référence fiable, la position du brut par rapport à l’outil de machine varie à chaque serrage, ce qui impacte directement les opérations d’usinage subséquentes.

Pour résoudre ce problème, il est essentiel de procéder à une numérisation rapide et précise de la géométrie du brut, tout en mesurant les coordonnées du brut et de la machine-outil afin d’établir les relations de position. Une fois ces données recueillies, il est possible d’ajuster les coordonnées d’usinage de manière appropriée, garantissant ainsi que l’intégralité de la surface du produit bénéficie de marges d’usinage adéquates. Enfin, il convient de localiser avec précision le plan de référence d’usinage, afin de guider efficacement les étapes suivantes du processus.

Méthodes Traditionnelles d’Alignement

La méthode traditionnelle d’alignement repose sur le marquage manuel. Cette approche nécessite de multiples ajustements et dépend fortement de l’expérience de l’opérateur, ce qui la rend à la fois chronophage, laborieuse et peu efficiente.

Il est particulièrement difficile de positionner avec précision des pièces de forme irrégulière, ce qui implique de nombreux essais et tests. En conséquence, il devient ardu de garantir la qualité de l’usinage, ce qui peut facilement conduire à la production de pièces défectueuses.

Solution : Scanner 3D AXE Global

Pour mesurer le moulage, nous avons suivi les étapes suivantes :

L’ingénieur a réalisé une numérisation 3D complète des données du moulage et a aligné les coordonnées des données numérisées avec le modèle

• Après l’alignement initial, l’ingénieur a procédé à une analyse approfondie des marges d’usinage et a ajusté les coordonnées de manière à assurer une répartition homogène et optimale de ces marges.

Les données numérisées ont été comparées au modèle CAO, et un rapport exhaustif des écarts colorimétriques a été

• Le système de coordonnées ajusté a été transféré à la machine-outil pour procéder à l’usinage.

Alignement d’un Brut Forgé en Forme d’Essieu

Le cas traité concerne un grand brut forgé en forme d’essieu devant être usiné. Afin de réaliser un arbre de précision, l’outil de coupe doit entrer en contact avec le brut d’essieu pendant sa rotation et retirer une certaine quantité de matière. Le client doit procéder à un alignement rigoureux pour l’usinage et déterminer avec précision l’axe de rotation.

Solution : TrackScan + T-Probe

Procédure de Mesure

Pour mesurer le brut forgé en forme d’essieu, l’ingénieur a suivi les étapes suivantes :

• Le système de suivi optique TrackScana été utilisé pour numériser l’intégralité du brut forgé. Par la suite, le système de coordonnées mesurées du brut a été aligné avec le système de coordonnées CAO destiné à l’usinage. Les coordonnées du brut ont été ajustées de manière précise afin d’assurer une répartition uniforme des marges d’usinage.

• L’ingénieur a déplacé le T-Probe autour de la pièce jusqu’à ce que ses coordonnées correspondent exactement aux coordonnées centrales affichées dans le logiciel. De cette manière, l’ingénieur a pu localiser avec précision le centre des deux extrémités du brut et déterminer l’axe de rotation.
• Les points identifiés par le T-Probe ont également été utilisés comme repères de référence pour le serrage..

Avantages

La numérisation 3D garantit des marges d’usinage adéquates

L’utilisation d’un scanner 3D permet d’obtenir rapidement et avec précision les données 3D complètes de diverses pièces, sans contact direct. Même les bords et les zones difficiles d’accès sont entièrement capturés. Cette technologie permet ainsi de mesurer de manière exhaustive les marges du brut, garantissant qu’elles sont suffisantes pour l’usinage et évitant ainsi tout gaspillage ou défaut.

Positionnement du référentiel de traitement avec un logiciel spécialisé

À l’aide d’un logiciel professionnel, il est possible d’ajuster finement la répartition des marges et de localiser avec rapidité et précision le référentiel de traitement. Cela permet d’usiner les pièces brutes de manière optimale lors de l’étape suivante, sans dépendre de l’expérience manuelle. Cette approche réduit les risques liés à l’usinage et améliore l’efficacité du processus.

Fonctionnement stable et pratique sur site

Le scanner est conçu pour une utilisation manuelle simple et peut être facilement transporté sur site. Il est capable de fonctionner dans des conditions de production complexes (telles que vibrations, température, humidité, éclairage, etc.) tout en garantissant une performance stable. Il permet de capturer les données 3D de divers matériaux et objets avec une grande facilité, contribuant ainsi à une réduction des coûts et du temps de production.

Génération de rapports précis et intuitifs en temps réel

Il est possible de comparer les données 3D avec le modèle CAO et d’obtenir un rapport automatique en temps réel sur les écarts. Cela fournit des informations détaillées et intuitives pour déterminer les marges d’usinage et aligner les positions pour les étapes suivantes du processus.