IdentificatioN Traçable d’Exactitude Géométrique d’axes de RotATION - Développement d’un nouvel étalon matériel sans contact – INTEGRATION

INTEGRATION propose un nouveau système de mesure basé sur un étalon matériel équipé de capteurs capacitifs sans contact. Ce dispositif permet de mesurer les erreurs géométriques des axes rotatifs sans interrompre longuement la production. Grâce à une combinaison de retournements, de redondances de capteurs et de modélisation numérique, il est possible de distinguer les défauts propres à la machine de ceux liés au système de mesure. Les méthodes mises en œuvre s’appuient sur des principes rigoureux de métrologie tout en restant compatibles avec les contraintes industrielles réelles (vibrations, variations thermiques, etc.). Un modèle numérique complète le système pour visualiser les erreurs dans l’espace de travail de la machine.

Le projet a permis de valider un système de mesure capable d’identifier jusqu’à cinq erreurs géométriques sur un axe rotatif avec une précision de quelques micromètres. Le prototype a été expérimenté sur deux machines industrielles, ouvrant la voie à une intégration industrielle rapide. Des publications en revue à comité de relecture de rang A sont en cours, des collaborations avec le LNE et FRAMATOME ont été engagées, et des perspectives de valorisation en industrie sont envisagées.

L’approche développée pourra être généralisée à d’autres machines-outils multi-axes. À terme, elle permettra une correction active des défauts géométriques, avec des applications en aéronautique, en mécanique de précision ou en maintenance prédictive. Des travaux complémentaires sont prévus pour étendre l’évaluation à des conditions environnementales variables sur machines-outils de grandes dimensions.

Deux publications internationales sont prévues. Deux conférences internationales ont été menées dans le cadre de l’Euspen (dont les travaux ont été primés) et dans le cadre du consortium INTERCUT. Les membres du projet participent également à la diffusion de bonnes pratiques de mesure dans des groupes de normalisation tels que l’Union de Normalisation de la Mécanique 908 dans le domaine : Machines-Outils et Performances (Suivi des travaux européens (CEN/TC 143) et internationaux (ISO/TC 39)).

Maldonado, D.; Viprey, F.; Lavernhe, S.; Poulachon, G. «In-situ capacitive sensor-based system to measure geometrical effects errors of a rotary axis in a 5-axis machine tool«.

Maldonado, D.; Viprey, F.; Lavernhe, S.; Poulachon, G. «Novel in-situ methodology for geometric error characterisation of rotary axis errors on multi-axis machine tool«, Laser Metrology and Machine Performance XV (LAMDAMAP), The University of Edinburgh (UK), p.11, March 2023.

Viprey, F.; Maldonado, D.; Lavernhe, S.; Poulachon, G.; Nouira, H. «Traceable Identification of Geometric Accuracy on Rotary Axes – Development of Novel Contactless Material Standard«, conference international CIRP Winter Meeting 21-23 février 2024, Paris.

Article publié dans la revue Arts & Métiers Magazine : « Le projet INTEGRATION, réinvente l’usinage », rubrique Ecole de la technologie au cœur des labos, 1 page, p.58, N°423 décembre 2020-Janvier 2021.

La caractérisation de la géométrie de machine-outils par mesure traçable est une condition préalable et essentielle pour améliorer significativement les processus de fabrication. Le projet INTEGRATION consiste en un développement innovant d'un étalon matériel raccordé, associé à des procédures rapides à mettre en œuvre dans le flux de production. Son utilisation contribuera à réduire considérablement les tâches de contrôle d’exactitude de géométrie d’axes de rotation. INTEGRATION s'inscrit dans les exigences de la métrologie 4.0 avec une instrumentation novatrice de mesure et de contrôle du moyen de fabrication. Cette mesure dimensionnelle traçable et de haute exactitude (<10 µm) est réalisée in-situ au cœur d’un environnement évolutif d'un atelier industriel. Le projet répond au besoin industriel d’une nouvelle organisation productive où la machine est un moyen intelligent, agile et reconfigurable de production et de contrôle avec assurance de la traçabilité de la mesure.