Fabrication de produits Advics

Advics Manufacturing Ohio a considérablement transformé la mesure des contours des composants de freins automobiles, passant d'une tâche de spécialiste de 45 minutes à une tâche de généraliste de 3 minutes et demie.

Fabrication de produits Advics - Étude de cas

Fondée en 1987 et située à environ 40 miles au nord-est de Cincinnati, Advics Manufacturing Ohio emploie plus de 500 personnes dédiées uniquement à de freins à disque et d'unités ABS. Ceux-ci sont fournis aux constructeurs automobiles du monde entier pour être installés dans plus de 20 modèles de véhicules différents par l'entreprise, qui a la réputation d'être un leader en matière de qualité pour les produits de freinage fabriqués en Amérique du Nord.

La mission d'Advics est d'ajouter de la valeur à la société en créant des produits pour améliorer la sécurité, le confort et la responsabilité environnementale. La preuve de cette poursuite est la mise en œuvre d'un programme d'amélioration continue, qui impacte chaque opération. Un domaine ciblé pour le développement était la mesure et l’inspection de l’alésage de freins à disque. L'objectif était d'augmenter à la fois les types de freins à disque soumis à une inspection d'alésage ainsi que la fréquence de ces inspections, avec pour résultat net une augmentation spectaculaire du débit de mesure/inspection d'alésage de freins à disque.

Un frein à disque chevauche un rotor et abrite des pistons sur lesquels sont fixées les plaquettes de frein. Un joint doit être maintenu entre le vérin et l'alésage pour maintenir l'intégrité du circuit hydraulique. Cette étanchéité est assurée par un joint de piston qui s'insère dans une rainure usinée dans l'alésage du cylindre. Le joint de piston lui-même est un joint avec un profil carré à la fois sur son diamètre intérieur et extérieur.

L'interaction du diamètre extérieur du joint avec la géométrie de la rainure dans l'alésage, ainsi que de son diamètre intérieur contre la paroi du piston, est critique, à la fois du point de vue du fluide d'étanchéité et également parce qu'il est responsable de ce que l'on appelle le « retour en arrière ». » Le retour en arrière se produit lorsque le joint se déforme lorsque le frottement avec le piston entraîne le joint dans la direction du mouvement du piston (une quantité infime) ; les bords du joint sont conçus avec des chanfreins et d'autres détails pour faciliter cette action. Le résultat est que lorsque la pression de la pédale de freinage est relâchée, le joint revient à sa position d'origine, aidant ainsi à tirer le piston avec lui. Ce phénomène est très important pour le fonctionnement des freins en termes de problèmes liés au bruit attribuables au contact plaquette-rotor.

Le service qualité d’Advics a déterminé qu'il existe plusieurs caractéristiques critiques de la rainure de l'alésage du frein à disque qui doivent être mesurées, inspectées et surveillées. La fréquence de mesure sur les pièces par Advics Manufacturing Ohio a été établie par son programme d'amélioration continue et nécessite un échantillonnage à chaque changement d'outil. L'exigence de fréquence prend également en compte des mesures supplémentaires entre les changements d'outils pour surveiller les changements d'alésage tels que prédits par l'expérience d'usure des outils et d'autres facteurs. Et avec 15 centres d'usinage produisant des millions de types différents de freins par an, le nombre total de mesures d'alésage de freins chez Advics Manufacturing Ohio est extrêmement élevé.

Advics utilise des machines de mesure de contour pour inspecter les rainures d’alésage des freins à disque. En 2004, l'entreprise a installé pour la première fois un Contracer Mitutoyo CV-3000 pour mesurer les rainures d'alésage. Ces instruments offrent des vitesses de déplacement rapides (axe X [unité d'entraînement] ; 80 mm/s MAX ; axe Z2 [colonne ; 30 mm/s MAX) et comprennent une échelle en arc de précision intégrée à l'axe Z1 (détecteur) permettant la trajectoire en arc de la pointe du stylet à lire directement, minimisant ainsi les erreurs. Les bras de la machine sont également équipés d’un arrêt automatique en cas de collision pour assurer la sécurité des mesures lors de mouvements à grande vitesse. Selon l'opérateur, la mesure manuelle de tous les paramètres d'alésage avec le Contracer durait en moyenne environ 45 minutes chacune.

Il fallait trouver un moyen d’éviter de surcharger la capacité d’Advics à prendre ces mesures. Suite à l’installation du CV-3000, Advics a noué une relation avec le centre de solutions M3 de Mitutoyo. Advics a fourni au centre de solutions M3 des échantillons de pièces et a demandé une recommandation permettant d'atteindre le débit de mesure d'alésage requis. En quelques semaines, le centre est revenu avec une approche basée sur l'utilisation d'un modèle Contracer CV-3000CNC. Cette machine a une vitesse d'entraînement maximale de 200 mm/s et une précision de déplacement linéaire de ±(1+4L/200) μm. Le contrôle se fait via un boîtier distant facile à utiliser.

Centre de démonstration

L’équipe Mitutoyo a proposé de combiner le CV-3000CNC avec un système innovant de gestion des pièces qui comprenait un code à barres, une programmation avancée des pièces et un cycle d'analyse/rapport et d'archivage/mise en réseau de données très performante. Advics a estimé que la solution était sur la bonne voie. Le développement final a été entrepris conjointement par Advics et Mitutoyo, et le système a été installé.

Advics a développé un système de bridage modulaire, chaque fixation étant conçue spécifiquement pour un type de frein à disque. Cependant, chacun des différents bridages s'insèrent dans le même type de plaque, qui s'adapte au CV-3000CNC. Des codes-barres correspondant au type de disque de frein sont apposés sur chaque kit de bridage. Tout ce que l'opérateur a à faire est de charger la combinaison appareil/pièce dans le CV-3000CNC puis de scanner le code-barres. Le code indique automatiquement au CV-3000CNC quel programme pièce exécuter. Enfin, l'opérateur confirme le bon chargement des pièces et tout ce qui suit est automatique.

La programmation des pièces s'effectue via Formtracepak, le logiciel d'analyse de contour exclusif de Mitutoyo. Formtracepak offre une prise en charge totale pour le contrôle du système de mesure, l'analyse de la rugosité des surfaces, l'analyse des contours, le tolérancement des contours et la génération de rapports d'inspection. Le Contracer et le Formtracepak communiquent avec MeasurLink, le programme exclusif de traitement statistique et de contrôle de processus de Mitutoyo, qui effectue des analyses statistiques et fournit un affichage en temps réel des résultats de mesure pour les applications SPC.