L'automatisation du contrôle de production ainsi que des processus de mesure et des évaluations associés constitue un sujet central dans la technologie de fabrication moderne.
Elle allège les tâches routinières et rend le contrôle de production plus efficace. Cependant, cela nécessite que les vibromètres à effet Doppler laser utilisés pour le contrôle qualité puissent être intégrés individuellement dans l’environnement de production. Les temps de cycle et la flexibilité sont ici des facteurs essentiels. Les vibromètres laser offrent donc des interfaces intuitives et puissantes pour automatiser l’acquisition et l’analyse des données de mesure. Les plages de mesure, la mise au point et les valeurs d’état, par exemple, peuvent alors être échangées entre le logiciel de test et le capteur selon vos propres exigences.
Les vibromètres à effet Doppler laser ont fait leurs preuves aussi bien dans l'industrie que dans la recherche, lorsque les développeurs et les scientifiques mesurent et optimisent la dynamique et l’acoustique d'une grande variété d’objets. Grâce à leur principe de mesure optique — à distance et sans contact avec l’objet —, cette technologie s’avère également idéale pour un contrôle qualité à 100 % sur les lignes de production. Avec des données de mesure en temps réel, une grande répétabilité et des coûts de fonctionnement réduits, ces systèmes s’intègrent facilement dans tout environnement automatisé (voir Fig. 1).
Jusqu’à présent, une telle intégration était loin d’être triviale et nécessitait un certain effort de programmation, par exemple lorsqu’il s’agissait simplement de transférer en direct les données de mesure vers le programme de test interne, sans passer par des fichiers intermédiaires. Polytec a répondu à ce besoin en proposant des interfaces et des pilotes puissants pour ses vibromètres à effet Doppler laser, destinés à l’inspection en fin de ligne, ainsi que des options d’automatisation de l’acquisition et de l’analyse des données de mesure couvrant un large éventail d’applications.
Cela permet aux utilisateurs d’intégrer de manière optimale les capteurs laser dans leur propre environnement automatisé, selon leurs besoins.
Intégration directe dans des programmes externes
Avec « Polytec Device Communication », un pilote open-source — et donc multiplateforme — est disponible pour les capteurs laser sous Microsoft Windows et Linux. Il permet de programmer facilement l’accès aux données, le contrôle du matériel ainsi que la lecture des états de fonctionnement. L’interface TCP/IP garantit une communication robuste ainsi que le streaming des données de vibration numériques jusqu’à la gamme des MHz. Par exemple, le fabricant de roulements SKF a utilisé ce pilote pour intégrer de manière transparente un vibromètre laser industriel dans son propre logiciel de test, dans le cadre de sa stratégie « zéro défaut » visant un contrôle qualité à 100 % (voir Fig. 2). Les paramètres de mesure peuvent désormais être définis via l’interface Ethernet grâce au logiciel, et les données de vibration sont transmises intégralement de manière numérique. En plus du test binaire de type « conforme/non conforme », les données de mesure permettent même un diagnostic différencié des défauts sur les pièces rejetées.
Contrôle du logiciel système via des programmes externes
Les utilisateurs peuvent également accéder aux vibromètres laser via une interface COM/DCOM. Cela s’avère idéal pour ceux qui travaillent avec des outils de programmation reconnus tels que MATLAB ou le langage Python, par exemple. Grâce à cette interface, il est possible d’accéder à toutes les fonctions du logiciel système permettant de contrôler le système de mesure, et ainsi d’intégrer la commande de l’appareil dans sa propre application d’automatisation. Des objets et méthodes bien documentés peuvent être facilement intégrés dans les codes spécifiques à l’application.
Pour un accès complet aux données de mesure — y compris toutes les propriétés comme la géométrie et les paramètres de mesure —, l’API Polytec File Access, librement disponible, est également proposée. Il s’agit d’une interface de programmation (API) comprenant un ensemble de commandes, fonctions et objets que les développeurs peuvent utiliser pour interagir avec le système de mesure. Des références détaillées des objets et des programmes exemples pour Python, C++, MATLAB®, .NET et Microsoft Excel permettent de démarrer rapidement et facilement.
L’intégration des vibromètres permet également de développer des solutions d’automatisation intégrant d’autres grandeurs mesurées en plus des données de vibration. Par exemple, des chercheurs du KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) combinent un vibromètre à balayage PSV avec un télémètre à balayage pour enrichir la base de données utilisée pour le suivi de l’état de santé des ponts (voir Fig. 3).
Pour cela, les faisceaux de mesure des deux systèmes doivent être parfaitement synchronisés. L’interface d’automatisation COM/DCOM du PSV est utilisée ici pour se déplacer vers des points de mesure définis à partir d’un PC industriel agissant comme serveur central, pour focaliser le faisceau laser et lancer les mesures. Les données collectées par les deux systèmes de mesure sont fusionnées par le serveur dans un ensemble de données centralisé durant la mesure. L’interface COM/DCOM Automation permet un accès simple et efficace à toutes les fonctions du système du vibromètre.
Langage macro intégré
Grâce au langage macro intégré du logiciel système Polytec, les mesures et évaluations réalisées avec un vibromètre peuvent être automatisées directement dans l’environnement Polytec. Le langage macro Basic®, facile à utiliser, donne accès à toutes les fonctions importantes dans un environnement de programmation orienté objet. Les macros permettent de configurer les paramètres de mesure, de lancer les acquisitions, d’appliquer des opérateurs mathématiques aux données, de les enregistrer dans des fichiers ou dans un canal spécifique (« ensemble de données défini par l’utilisateur ») du fichier de mesure. Cela rend également possible le traitement par lot des données de mesure.Cela augmente considérablement la productivité d’un vibromètre à effet Doppler laser, comme le montre une application dans le contrôle qualité des sonotrodes utilisées pour le soudage par ultrasons.
Dans ce cas, une répartition homogène de l’énergie sur toute la surface active est essentielle pour garantir la sécurité dans les domaines médical et agroalimentaire. Pour assurer une qualité de soudage optimale, les valeurs d’amplitude à des points prédéfinis sont mesurées à l’aide d’un vibromètre à balayage PSV. Les valeurs de crête maximales pour chaque point sont enregistrées dans une base de données, accompagnées d’indicateurs de qualité pour chaque numéro de série de sonotrode testé. Une macro adaptée à cette tâche de contrôle qualité, avec une interface utilisateur spécifique, guide l’opérateur tout au long du processus de test et de documentation, rendant le contrôle plus efficace.
Ces exemples montrent que, grâce à leur logiciel ainsi qu’aux interfaces et pilotes fournis, les vibromètres à effet Doppler laser peuvent être intégrés dans un large éventail d’applications automatisées, en fonction des besoins spécifiques de chaque utilisateur. Les utilisateurs y trouveront des conseils pratiques pour l’installation et l’utilisation des vibromètres laser Doppler. Des experts sont également disponibles pour fournir un accompagnement et des conseils personnalisés.
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