1. Contexte industriel et défis liés à la mesure
Récemment, un client a posé la question suivante : « Est-il possible de mesurer le pas, l’angle de flanc, le diamètre primitif et la distance au-dessus du fil d’un filetage miniature en une seule opération, sans contact avec le flanc ? » Apparemment simple, cette demande masque trois problèmes courants dans l’industrie : l’occlusion et la distorsion du flanc, les dommages liés à la mesure par contact et la dispersion des paramètres sur plusieurs appareils de mesure. Pour relever ce défi, la machine de mesure optique d’arbres de la série DSMY de DILAMA utilise un chemin optique inclinable à ±18° pour s’adapter à l’angle d’hélice, permettant ainsi une mesure complète et sans contact du filetage en une seule opération de serrage.
Les filetages constituent les structures de transmission et de fixation les plus répandues en fabrication mécanique : des fixations automobiles aux vis osseuses médicales, en passant par les vis-mères miniatures, les vis sans fin et les vis à rouleaux planétaires au cœur des robots humanoïdes actuels. La précision de l’ensemble des paramètres d’un composant fileté détermine directement l’ajustement de l’assemblage, le rendement de la transmission et la durée de vie en fatigue. Or, la géométrie hélicoïdale d’un filetage représente une difficulté technique commune aux mesures optiques et par contact, et les méthodes conventionnelles s’avèrent insuffisantes pour les filetages miniatures de haute précision.
L'occlusion et la distorsion des flancs rendent l'angle de flanc et le profil de la racine impossibles à mesurer. L'angle d'hélice provoque l'occlusion mutuelle des parois des flancs sous un trajet optique perpendiculaire fixe, ce qui rend difficile l'imagerie précise de profils tels que l'angle de flanc et le rayon de la racine – faussant ainsi les valeurs mesurées du pas, du pas d'hélice et du diamètre primitif. Les projecteurs optiques et les microscopes d'atelier ne peuvent pas présenter pleinement le profil de flanc et nécessitent une mise au point manuelle ; par conséquent, les écarts de l'ordre du micron sont amplifiés progressivement.
La mesure par contact des filetages miniatures et souples est délicate et se limite à un seul paramètre. Les calibres de filetage, la méthode à trois fils et les micromètres de filetage touchent directement le flanc du filetage, ce qui peut facilement provoquer des rayures et des déformations sur les filetages miniatures, revêtus ou souples. De plus, un seul calibre ne mesure qu'un seul paramètre : celui qui mesure le diamètre primitif ne peut pas mesurer l'angle de flanc, et celui qui mesure le pas ne peut pas indiquer la distance entre les fils.
2. Solution : Série DSMY
La série DSMY est la machine de mesure optique d'arbres de DILAMA, conçue pour les corps rotatifs miniatures et les composants de transmission filetés, avec une plage de mesure de 220 × 30 mm . S'appuyant sur un ensemble de technologies clés, elle réalise la mesure optique complète des filetages en une seule opération de serrage.
Trajet optique inclinable à ±18°
L'angle du trajet optique s'adapte dynamiquement à l'angle de l'hélice, permettant ainsi une imagerie du flanc sans occlusion ni distorsion de projection, reproduisant fidèlement l'angle du flanc et le profil de la racine. Ceci permet une mesure précise du pas, de l'hélice, de l'angle du flanc, du profil de la dent, du diamètre primitif et de la distance au-dessus du fil en une seule passe, remplaçant ainsi les mesures effectuées élément par élément sur plusieurs instruments de mesure.
Optique bi-télécentrique + caméra à balayage matriciel de 25 mégapixels
La caméra balaie plus de 1 000 cercles indépendants en une seule rotation et effectue la mesure en quelques secondes, avec une densité de points constante. L’extraction des contours au niveau du sous-pixel permet une reconnaissance à 0,1 µm près et, avec une échelle de résolution de 0,0001 mm , offre une précision de mesure du diamètre de 0,9 + D/100 µm .
Corps de machine en granit + boucle de données Haycise
La base et la colonne en granit présentent un coefficient de dilatation thermique de seulement 4,6 × 10⁻⁶/°C, limitant ainsi les microdéformations et permettant des mesures de haute précision, répétables et à long terme. Les données sont archivées automatiquement et inviolables, facilitant l'analyse des processus SPC et l'intégration MES/Q-DAS, avec des rapports disponibles aux formats PDF, DFQ et CSV.
3. Résultats de la mise en œuvre
Précision. Le chemin optique inclinable à ±18° élimine l'occlusion et la distorsion latérales, permettant ainsi de mesurer en une seule opération le pas, l'hélice, l'angle de flanc, le diamètre primitif et la distance au-dessus du fil. La précision de mesure du diamètre est de 0,9 + D/100 µm et la reconnaissance subpixel est de 0,1 µm. Les résultats sont reproductibles et traçables.
Efficacité. Un simple serrage et quelques secondes suffisent pour une mesure complète des paramètres, remplaçant ainsi la rotation de plusieurs appareils et stations de mesure, la mesure à trois fils, les projecteurs optiques et les MMT — réduisant le temps d’inspection pièce par pièce de plusieurs minutes à quelques secondes. Un simple scan de code-barres permet de changer de programme sans reconfiguration, s’adaptant ainsi à la production en petites séries et multivariétés.
