Les stylets les plus couramment utilisés aujourd'hui

Dec 01, 2023

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D'abord, une petite explication définitive et ensuite "Anatomie 101" (Fig1). Ensuite, en savoir plus sur la façon dont nous utilisons ces "puces" critiques dans les équipements de mesure dimensionnelle. Heureusement, ils sont toujours facilement disponibles et n'arrêtent pas brutalement la production de presque tout, des véhicules aux machines à laver. Essayez d'acheter quelque chose dernièrement?

styl·lus | \ ˈstī-lēs \ plurielmodes\ˈstī(-ə)-ˌlī \ aussistylets\ˈstī-le-sez \

Définition du stylet:un instrument pour écrire, marquer ou inciser : tel queun:un instrument utilisé par les anciens pour écrire sur des tablettes d'argile ou de cireb :un instrument en forme de stylo à pointe dure pour le marquage sur des pochoirs utilisés dans une machine de reproductionc(1):Sens de l'AIGUILLE 3c(2):un outil de coupe utilisé pour produire une rainure d'enregistrement originale pendant l'enregistrement d'un disqued:un dispositif de pointage en forme de stylo utilisé pour entrer des données (telles que des informations de position à partir d'une tablette graphique) dans un ordinateur.

Avec l'aimable autorisation du dictionnaire Merriam-Webster - Merci, Merriam ! Personnellement, j'aime la définition # c (1), quoi que signifie "Needle Sense", mais sérieusement, aucun d'entre eux ne correspond à la description de la minuscule pointe de sonde synthétique sphérique et cylindrique avec du rubis, du diamant, du silicium, de la céramique, du carbure, des matériaux en acier inoxydable utilisés dans la mesure de contact pour une inspection de haute précision. Ces petits diables font presque tout le travail lorsqu'ils sont attachés à un système de sondage et il ne pourrait pas faire le travail sans eux.

Linda Goodwin-Marino de Paul Marino Gages parle des bases des stylets. Elle explique les nouveautés en matière de stylets, conseille les fabricants sur l'amélioration de la mesure et les tendances en matière de qualité.

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Au fil des ans, l'évolution nous a apporté des systèmes sans contact qui aiment vraiment dire qu'ils n'ont pas besoin de stylets, mais ils ont besoin d'un certain type de point de référence ou de sphère d'étalonnage, à moins bien sûr qu'il s'agisse d'un de ces systèmes de caméra qui savent juste ce qu'ils font avec peu ou pas d'intervention humaine - "le robot", mais même eux ont besoin d'un peu de conseils. Mais parlons des stylets les plus couramment utilisés aujourd'hui.

Figure 1. Anatomie du stylet 101. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Les bases et je vais me plagier d'un article écrit il y a une éternité (2003 OMG !) Interrogé par Larry Adams pour Quality :

"Side Bar : La plupart des fabricants de MMT se sont appuyés sur un assortiment de matériaux au fil des ans et ont conçu leurs produits pour fonctionner au sein de la communauté afin de tester le meilleur possible. Les critères ont toujours reposé sur la précision, les restrictions de poids et la durabilité.

Tous les systèmes de palpage CMM ont un dispositif de détection d'une conception ou d'une autre, et presque tous ont utilisé la sphère pour le contact. Le rubis synthétique, ou Al2O3 monocristallin, s'est avéré être le matériau le mieux adapté pour la dureté, l'écart de forme et la finition de surface, devenant la norme. Ce matériau a été formé et remodelé dans de nombreuses configurations, y compris des cylindres et des disques pour une utilisation spécifique à l'application. Les métaux, tels que le carbure de tungstène, l'acier inoxydable et le titane se sont avérés utiles dans le choix des matériaux de contact, mais le facteur d'usure a toujours poussé les fabricants à revenir aux matières synthétiques. La céramique, le polycristallin et la fibre de carbone se sont avérés être le choix pour contrôler le facteur poids.

La recherche de nouveaux matériaux capables de faire tout ce qui précède mieux, plus rapidement et à moindre coût est en cours.

Le petit nouveau sur le bloc, le nitrure de silicium, a des tests à faire avant de devenir une norme. Il a sa place dans les problèmes de contact lors de la mesure des matériaux de surface du groupe de l'alumine, mais pour l'instant, il s'agit toujours d'un problème de coût pour la plupart.

La technologie la plus récente a été la sélection de matériaux légers pour les rallonges et les tiges des stylets. Pendant des années, il a été admis que les supports filetés et les sections de tige devaient être une combinaison d'acier inoxydable ou de carbure de tungstène. C'est vrai dans les petites sondes à bille, et dans de nombreux diamètres, c'est la seule possibilité. Les exigences plus importantes peuvent désormais utiliser des composites et des alliages d'aluminium spécialisés qui réduisent le poids et améliorent la rigidité pour une déflexion minimale, voire nulle.

En résumé, le stylet de palpage est l'élément clé de l'utilisation réussie de la MMT. La facilité de disponibilité et les coûts réduits au cours des 20 dernières années pour ce matériau en ont fait le premier choix des fabricants de MMT dans le monde entier. Il existe d'autres méthodes, y compris les dispositifs sans contact, mais aucune n'a enduré la fiabilité constante de la petite boule de rubis. —Par Linda Marino, Paul W. Marino Gages Inc."

Figure 2. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Les choses changent. Entrez les "stylets revêtus de diamants". (Fig. 2) Pourquoi ? "Ils peuvent être utilisés pour mesurer tactilement des surfaces extrêmement dures, très rugueuses, abrasives et tranchantes par balayage. Par rapport au rubis ou au nitrure de silicium, nos billes nanocristallines atteignent la durée de vie la plus élevée et donc la plus faible usure", selon mon fabricant allemand anonyme. "Le portefeuille standard de billes revêtues de diamant comprend actuellement des billes de diamètre 0,3 mm jusqu'à 8 mm de diamètre et la rondeur est <150 nm (grade 5). raisonnement : pourquoi ? adhérence faible à nulle, usure quasi nulle, longue durée de vie, moins d'étalonnages. pourquoi pas ? coût et tout simplement pas nécessaire. encore une fois, la fiabilité constante de la "petite bille de rubis" reste le premier choix pour la plupart des applications.< p>150nm>

Figure 3. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Figure 4. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Considérons maintenant ces applications pendant une minute. Vraiment, une myriade de fabricants ont créé des équipements de mesure qui ont besoin d'un "point de contact" pour leurs sondes. Nous avons tous une assez bonne idée de la façon dont ils fonctionnent maintenant, n'est-ce pas ? Viennent ensuite les applications spéciales où l'alésage, le trou borgne, la pression serrée ou le point de mesure inaccessible nécessite des composants ou une combinaison de composants, tels que des sondes d'angle, en L, en étoile et à disque, pour faire le travail (Fig. 6). Des extensions, des adaptateurs d'articulation (Fig.4), etc. sont désormais disponibles dans tous les filetages courants pour le montage sur la sonde. Les plus courantes ont été M2 et M5. La communauté des bras portables a créé ses propres conceptions mais englobant toujours la sphère du contact et de la qualification. (Fig. 5)

Figure 5. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Figure 6. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Certains fabricants ont des plaques d'adaptation électroniques (Fig. 3) et de la plaque vers le bas se trouvent une configuration d'extensions faites de matériaux légers comme la fibre de carbone, le carbure de tungstène ou l'aluminium de la série 7000 de qualité aéronautique. L'utilisation de l'acier inoxydable est toujours un choix populaire pour des applications spécifiques, et en raison du coût et de la disponibilité. Garder un œil attentif sur la longueur totale (OAL) peut être critique en fonction des paramètres et des directives du système de palpage : trop long et trop lourd créent des erreurs de palpage. Parfois, c'est une situation d'essai et d'erreur basée sur la partie et la difficulté d'accès, etc.

La « Sphère Maîtresse » ou sphère de calibrage, de requalification (Fig.8) est aussi un mal nécessaire. Cela ressemble à un stylet envahi par la végétation et ce type dicte où vous êtes "en position" et vous ne pouvez pas commencer votre travail sans lui…. ou elle. Cette sphère est la force toute-puissante et doit être aussi ronde que possible, c'est-à-dire précise au micron près. Et faites toujours très attention - s'il tombe ou est endommagé, il doit être remplacé. Une puce, visible ou non, et ça va lire une erreur. Faire vérifier votre sphère de référence peut être judicieux avant de commencer à jeter de nouveaux stylets de remplacement en pensant que c'est le problème.

Certains sont des nouveaux matériaux à finition mate "sombre" pour l'optique, le balayage, les qualifications sans contact sont normalement de l'ordre de 25 à 30 mm, la céramique fixée sur une base avec une contremarche et parfois sur un angle pour un accès facile à la sonde à qualifier. Une sorte de situation "sur le côté vers le bas" (paroles de crédit: Yardbirds vers les années 1960).

Les artefacts optiques avec ces sphères non réfléchissantes au fini mat spécial, y compris les "haltères" d'un diamètre supérieur à 30 mm, sont relativement nouveaux et deviennent une norme et incluent une certification d'étalonnage.

« Stylets » spéciaux pour jauges de hauteur, appareils de mesure de contour : « Le contact sur la pièce s'effectue à l'aide d'une pointe de touche. En géométrie, celle-ci a un rayon défini et hautement poli dans la norme de 20-25 microns. Le matériau des stylets de contour est généralement un métal dur à grain fin. En même temps, une pointe de touche en céramique est utilisée plus souvent. Cela offre une meilleure dureté et des propriétés de glissement améliorées et est électriquement non conducteur et non magnétique. (Fig.7)

Figure 7. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Figure 8. | Source : Paul W Marino Gages Inc.

Au total, et encore une fois, la minuscule boule de rubis est aujourd'hui l'arme de prédilection dans 90% des applications. La plupart des fabricants de MMT, des fabricants de machines de contournage, des MMT à bras portables et bien d'autres utilisent le "point de contact" de la tradition et les améliorent simplement. Si vous utilisez toujours vos comparateurs à cadran avec les billes TC ou SST, vous connaissez les facteurs d'usure (taches plates, écaillage, chute de la tige ou "montage sur pivot") et le remplacement est normal. Ces types de "stylets" existent depuis très longtemps et sont facilement et économiquement disponibles. Quant aux stylets de type CMM, c'est maintenant à peu près aussi simple. Avec tant de nouveaux fabricants maintenant dans le monde, il n'est pas trop difficile de les localiser et avec l'aide d'une personne expérimentée dans le domaine, le ciel est la limite. Un peu de créativité, une bonne imagination et une bonne serviette de bar inutilisée pour esquisser votre cauchemar vous aideront à faire passer votre message aux experts de cette industrie.

Pointez à travers ! Obtenir le point! Quel est le point… Je n'ai pas pu résister…. bon sondage !

Crédit : Larry Adams, Quality Mag, article "Probes Push CMMs Forward Choices", 8 mai 2003.

Linda Goodwin-Marinoest le président/co-fondateur de Paul W Marino Gages Inc. Pour plus d'informations, appelez le (800) 528-9785 ou visitez www.pmargage.com.