Mesure force-déplacement

Qu’est-ce qu’une mesure force-déplacement ?

Grâce à l’acquisition des données force-déplacement, il est possible d’effectuer des mesures complexes et reproductibles des normes d’essai et standards d’usine. L’objectif de toute fabrication industrielle est d’obtenir une production sans défaut. Les forces sont donc mesurées, contrôlées et consignées lors des assemblages, notamment par insertion ou jointure et lors des vissages de différents composants. Les courbes force-temps ou force-déplacement caractéristiques de ces processus sont particulièrement indiquées pour contrôler et surveiller en continu lesdits processus. La courbe de la force s’y affiche en fonction du déplacement. 

Comment s’effectue une mesure force-déplacement ?

Les différentes mesures sont saisies par des capteurs spécifiques de force et de couple ainsi que des capteurs de déplacement. Elles sont ensuite transmises à un moniteur pour être transformées en une courbe force-déplacement. La métrologie piézoélectrique se prête particulièrement à la saisie de ces courbes dynamiques. La courbe de progression permet de déterminer avec précision si la liaison a été correctement exécutée selon les valeurs spécifiées. Le résultat de cette analyse permet d’indiquer si la liaison est « correcte » ou « non correcte » et de trier les mauvaises pièces qui seront à corriger.

Lors d’un assemblage réalisé par insertion sous pression, les variables telles que la force de compression et le déplacement sont enregistrées et analysées dans leur corrélation.

La mesure de la force sert également à protéger les machines et les différentes pièces à usiner contre des contraintes excessives. Des limitations de force permettent par exemple de surveiller la force de compression maximale. Les forces de compression peuvent être mesurées soit directement dans les forces exercées, soit indirectement par les contraintes subies par la structure de la machine. Des capteurs de couple et des moniteurs XY permettent de surveiller et d’enregistrer la courbe de couple spécifique au processus de vissage. Il est ainsi possible d’éviter une surcharge et la détérioration anticipée des raccords à vis. Les produits assemblés gagnent en fiabilité et sécurité.

Quels sont les avantages d’une surveillance de la force, du déplacement et du couple effectuée pendant la fabrication ?

Pour répondre aux exigences croissantes en qualité et précision imposées à la production industrielle et au durcissement de la concurrence, il devient nécessaire d’optimiser et de contrôler l’ensemble de la chaîne de production.
La surveillance intégrée du processus, qui implique donc un contrôle à chacune de ses étapes, s’est avérée la solution la plus économique pour une assurance qualité s’inscrivant dans une stratégie « zéro défaut ».

Tout écart est immédiatement détecté et rapidement corrigé par des actions appropriées. Il est ainsi possible d’identifier les défauts de qualité à un stade précoce et d’éviter de coûteuses étapes d’assemblage supplémentaires. Les pièces défectueuses peuvent être immédiatement triées et le cas échéant corrigées.  Des systèmes modernes de surveillance de processus tels que le maXYmos de Kistler mettent en corrélation toutes les variables qui sont saisies par des capteurs de force, couple ou pression via le canal Y et par des capteurs de déplacement ou d’angle via le canal X. 

  • Contrôle permanent du processus
  • Suivi des tendances des paramètres du processus
  • Réaction rapide en cas d’écarts
  • Documentation en continu
  • Traçabilité par pièce des paramètres du processus (traceability)

Assurance qualité du contrôle des produits

Même si les tests déjà effectués pendant la production et l’assemblage permettent d’exclure dans une large mesure la présence de défauts, il reste nécessaire de surveiller et de tester la liaison et l’assemblage des différents composants en un produit final. Dans l’industrie automobile, la construction aéronautique et la technologie médicale, par exemple, la qualité est d’une importance vitale et donc spécifiée par des normes strictes (notamment ISO/TS 16949). Il est ici essentiel d’intégrer des systèmes de surveillance à la production. Les forces de contact des connecteurs à fiches, les forces d’actionnement des boutons poussoirs et clés, commutateurs rotatifs, à touches ou d’allumage et bouchons à vis ainsi que les courbes de couple des engrenages et moteurs peuvent ici servir de critères de qualité.

Quelles sont les variables contrôlées par la mesure force-déplacement dans le cadre de l’assurance qualité des produits ?

L’inspection de la qualité porte notamment sur les analyses suivantes :

  • force du ressort
  • force de contact
  • force d’enfichage
  • couple
  • comportement tactile
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