La Fonderie Kiel, ex-Caterpillar Motors, est spécialisé dans la fabrication de culasses (110 à 990kg) et de blocs moteurs (3 à 54t). La fonderie est équipée d’un FARO Laser Tracker et de deux bras de mesure FaroArm de 2,40m pour mesurer en 3D utilisés pour contrôler les pièces de fonte et déterminer leurs coordonnées XYZ nécessaires aux travaux d’usinage ultérieurs.
Avant l’acquisition des systèmes de mesure FARO, la Fonderie Kiel, ex-Caterpillar, utilisait une machine de mesure fixe à portique pour ses contrôles, chaque pièce à mesurer devant alors être transportée par une grue en salle de mesure, ce qui était fort incommode et occasionnait de longs temps d’immobilisation. Avec le temps, la machine s’est enrayée, ce qui a poussé la Fonderie Kiel à rechercher un nouveau système de mesure. Le choix s’est alors porté sur la combinaison d’un FARO Laser Tracker et de deux bras de mesure FaroArm.
Le FARO Laser Tracker est un système de mesure 3D portable adapté au contrôle efficace et très précis d’objets de grandes dimensions dont le volume peut atteindre jusqu‘à 70m. Le système mesure les coordonnées tridimensionnelles en suivant son réflecteur sphérique, le SMR. Le réflecteur est porté jusqu’à l‘objet à mesurer puis placé ensuite sur plusieurs points de la surface à mesurer, le laser est asservi au réflecteur. L‘Xtreme ADM (Distance de Mesure Absolue) envoie un faisceau Laser sur 2 longueurs d‘ondes différentes vers son réflecteur à miroir. La distance est calculée à partir de la mesure de la phase du rayon réfléchi par le réflecteur. Les angles horizontaux et verticaux entre le Laser Tracker et la cible sont aussi calculés. A l’aide de ses données (1 distance, 2 angles), le Laser Tracker peut alors déterminer la position 3D exacte (coordonnées XYZ) du réflecteur sphérique, avec une précision à partir de ±0,005mm.
Les mesures à effectuer dans la Fonderie Kiel consistent d’une part à contrôler des blocs moteurs en fonte (jusqu’à 50t) juste après la coulée et d’autre part de les « marquer », à savoir d’apposer un marquage permettant leur alignement ultérieur chez le client sur un centre d’usinage CNC.
Pendant le processus de mesure, le Laser Tracker est installé à environ 10m du bloc moteur en position haute, de sorte qu’il puisse mesurer 3 côtés à la fois du bloc. Plusieurs nids magnétiques que le SMR du Laser Tracker peut détecter, sont fixés grâce à des adhésifs thermocollants aux 3 côtés de la pièce de fonte et sont mesurés par le Laser Tracker. Puis, dans un deuxième temps, le bras de mesure FaroArm est localisé par le Tracker à l’aide d’au moins 3 nids, est utilisé pour mesurer les points cachés situés en dehors du champ de vision du laser de poursuite.
Ce système connu sous le nom de FARO TrackArm est un système de mesure particulièrement flexible, doté de 6 axes, qui permet de mesurer dans un rayon de 35m autour du Laser Tracker, y compris les points cachés, dans et derrière les coins, qui se trouvent en-dehors du champ de vision du Tracker. Combinaison du FARO Laser Tracker et du bras de mesure FaroArm, il permet de réaliser les mesures les plus complexes et de mesurer des objets de toutes tailles, en salle de métrologie comme en atelier, sans aucune limitation de champ, avec la même interface logicielle. En quelques secondes, sans point de référence fixe, le FARO TrackArm peut passer de la fonction Tracker à la fonction Bras, le bras permettant d‘atteindre les points cachés situés en dehors du champ de vision du laser de poursuite.
A la Fonderie Kiel, les systèmes de mesure FARO ont permis de réduire considérablement le déploiement de ressources logistiques nécessaires au processus de mesure, grâce à leur grande mobilité. Ainsi, une grue n’est plus requise pour transporter les blocs moteurs en salle de mesure. Les temps de mesure ont aussi été raccourcis. Les pièces peuvent désormais être amenées en centre d’usinage beaucoup plus rapidement qu’avant, réduisant ainsi les goulets d’étranglement que connaissait autrefois la salle de mesure.
En termes de chiffres, les temps de processus ont été réduits de 70% par rapport au temps nécessaire autrefois avec les anciennes méthodes de mesure. Avec la machine à portique, 2 à 3 équipes en 3x8 arrivaient à contrôler 314 pièces, alors que le nouveau système FARO permet à 1 à 2 équipes de mesurer 388 blocs. Ceci correspond à un ratio de 1-3 pièces mesurées par équipe, alors qu’il était de 0,5-2 pièces autrefois. Ainsi, la mesure complète d’un moteur 9 cylindres nécessitait autrefois 1.150 minutes, 840 minutes aujourd’hui grâce au FARO TrackArm. La réduction des temps de processus de 70% résulte de la possibilité pour 2 opérateurs de travailler en parallèle (soit une réduction du temps de travail de l’ordre de 30%).
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