Accélération du contrôle des composants en production

Des processus de fabrication de plus en plus rapides et des exigences de qualité croissantes dans la production d'aubes de turbines ont nécessité l'introduction d'un nouveau procédé technique de mesure permettant de gagner du temps chez Leistritz, un fabricant de turbomachines renommé. L'exigence de contrôles à 100% ne pouvait plus être satisfaite de manière économique avec des systèmes de mesure tactiles. L'intégration du système de scannage optique CORE-DS de WENZEL ScanTec dans l'environnement direct de production permet désormais un contrôle rapide des composants sans contact. Leistritz a pu réduire les temps de mesure de plus de 70% grâce à CORE-DS.

La société Leistritz Turbomaschinen GmbH, dont le siège est à Nuremberg, est spécialisée dans la fabrication d'aubes de turbines. Environ 70% d'entre elles sont livrées à l'industrie aéronautique. Les normes de qualité élevées de Leistritz garantissent que chaque aube de turbine est contrôlée avant de quitter l'usine. Outre quelques machines à mesurer tridimensionnelles tactiles, plus de 200 gabarits sont utilisés. Malgré cette utilisation considérable de moyens de mesure et de contrôle, l'assurance qualité représentait un goulet d'étranglement dans le processus de production. Pour que la rentabilité de la production s'applique également à l'AQ, la nécessité d'intégrer une nouvelle technologie plus rapide pour le contrôle des pales est devenue inévitable.

L'objet de la mesure est une aube de turbine pour les moteurs d'avion. L'aube a une hauteur de 50 mm avec des bords d'attaque et de fuite d'une largeur de 120 µm seulement. Auparavant, les mesures étaient effectuées avec une machine à mesurer tridimensionnelle tactile dans une salle de mesure séparée. Celle-ci se trouvait dans un autre complexe de bâtiments. Le transport des aubes fabriquées prenait beaucoup de temps et coûtait cher. De plus, le temps de mesure avec la machine tactile MMT était d'environ 20 minutes. Le contrôle à 100 % des aubes exigé devenait donc le goulot d'étranglement de la production. L'introduction d'un nouveau procédé supposait que le pied de l'aube et la pale soient entièrement contrôlés en une seule opération de mesure. De plus, le temps de passage devait être considérablement réduit.

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Afin de minimiser le temps nécessaire, la CORE-DS a été directement intégrée dans l'environnement de production. Pendant le processus de mesure, deux profils complets de la lame de l'aube et un profil de pied sont scannés. Sur la base des données scannées, environ 90 caractéristiques sont évaluées et analysées. Cette tâche de mesure permet d'utiliser de manière optimale les propriétés du capteur ponctuel à lumière blanche de CORE-DS. Le scan du profil du pied comprend la détection de rayons intérieurs de 0,3 mm. Avec un système de mesure tactile, des rayons de cette taille ne peuvent guère être saisis de manière stable. Grâce à la mesure optique au moyen d'un point lumineux d'un diamètre de 35 µm, même les plus petits rayons peuvent être saisis avec précision avec une densité de points élevée. Cet effet se manifeste également lors de la mesure de profil. Comme les bords d'entrée et de sortie n'ont qu'une largeur de 120 µm, même les plus petits défauts doivent être détectés. Là où la bille de palpage d'un système de mesure tactile lisse les plus petits défauts comme un filtre mécanique, le capteur optique détecte également ces écarts de forme de manière fiable. De plus, la correction du rayon du palpeur, habituellement nécessaire, n'est plus nécessaire puisque le point lumineux permet de détecter le point de mesure directement sur l'aube.

Le processus de mesure est entièrement automatisé. Le système de mesure est alimenté par un robot avec les aubes de turbine entièrement rectifiées par deux rectifieuses. Un processus de rectification dure environ 11 minutes. C'est pourquoi le temps de mesure nécessaire ne devait pas dépasser 5 minutes. Grâce à CORE-DS, le cycle de mesure a pu être considérablement réduit chez Leistritz, de sorte qu'il s'adapte exactement à la cadence des centres d'usinage correspondants.

Un autre défi de la mesure de ces aubes était l'état de surface de l'objet à mesurer. Le processus de mesure a lieu immédiatement après un processus de rectification. C'est pourquoi les surfaces des aubes sont très brillantes. Comme le processus de mesure est optimisé en temps et entièrement automatisé, il n'est pas possible de dépolir les surfaces hautement réfléchissantes, par exemple avec un spray de craie. Le capteur optique de CORE-DS permet, dans les conditions données, de détecter entièrement les aubes rectifiées sans traitement préalable. Grâce à l'utilisation de la lumière blanche et de méthodes de détection de points innovantes, il est possible de réduire au minimum l'influence des réflexions.

Les avantages de CORE-DS se manifestent également dans le dispositif de fixation utilisé. Pour les mesures avec des systèmes de mesure tactiles, des fixations relativement complexes sont souvent nécessaires en raison des forces de palpage générées. Cela peut représenter une charge de travail considérable, surtout pour les petites pièces. La mesure optique sans contact de l'aube avec CORE-DS permet d'utiliser un dispositif de fixation fonctionnel simple. Pour cela, l'aube est simplement fixée au pied. L'accès à la pièce n'est pas limité et même le profil du pied peut être entièrement saisi.

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