Précision de la technologie de vissage

Quel niveau de précision souhaité ?

Un débat intense s'est développé au sujet du niveau de précision nécessaire, utile et réalisable en rapport avec les processus d'assemblage. Nous allons tenter de définir quelques notions :


Qu'est ce que la précision ?

Tout d'abord, il faut distinguer entre le terme de précision familier dans le sens d'une précision quantifiable et la définition fournie par la norme ISO 55350. Dans la pratique, la notion de précision s'applique toujours à une valeur particulière, en l'occurrence au couple lorsqu'il s'agit d'assemblage. Mais d'autres valeurs, telles que l'angle de rotation, la distance ou le tems de vissage, ou même le processus dans son entier peuvent également être inclues dans la notion de précision.

Si l'on donne des valeurs concrètes, il est donc recommandé de toujours indiquer l'écart-type relatif d'une série de mesures.

Par exemple : une valeur de couple de verrouillage de 9 Nm avec une précision (incertitude) de 3 % signifie que l'outil a été soumis à une série de mesures donnant une moyenne de 9 Nm et un écart-type de ±3 % par rapport à la moyenne.
D'après la norme ISO, seules les mesures ayant été obtenues dans des conditions expérimentales adéquates sont pertinentes pour ce calcul.


Repétabilité :

Le terme relativement familier de répétabilité est défini dans la norme DIN 55350 comme un critère de précision : "qualité de mesures indépendantes les unes des autres qui donnent le même résultat si on les répète dans des conditions identiques et dans un court intervalle de temps."

Fondamentalement, l'indication d'un niveau de précision selon la définition ci-dessus est toujours une répétabilité, étant donné que l'on détermine une valeur moyenne (valeur de consigne) avec un degré de précision (ou d'incertitude) de 3 % d'écart-type à partir d'une série de mesures indépendantes les unes des autres. Or, dans la pratique, la répétabilité mesurée est influencée par divers paramètres.

Selon les conditions d'usage et de frottement et les phénomènes de tassement susceptibles de se déclarer au niveau du limiteur de couple mécanique d'une visseuse, il peut arriver que le verrouillage soit soumis à une certaine influence. Par conséquent, un contrôle périodique de la valeur du couple atteint est fortement recommandé.


Energie cinétique :

L'énergie cinétique d'une opération de vissage dépend essentiellement de la vitesse de la visseuse utilisée.

Une visseuse plus lente avec limiteur de couple mécanique garantit que les mouvements induits au sein de l'embrayage soient également plus lents, et que leurs effets dynamiques en soient donc réduits. D'après notre expérience, les visseuses lentes présentent un écart-type inférieur aux visseuses rapides.

Avec des systèmes de vissage à commande électronique, les effets d'inertie sont réduits par une réduction de la vitesse au moment du serrage final.


Technologie de mesure :

La technologie de mesure utilisée doit être adapté au processus dynamique de vissage, ce qui signifie qu'elle doit présenter une forte rigidité aux vibrations et intégrer les filtres appropriés ainsi que des algorithmes affichant des valeurs de mesure correctes. En outre, le biais introduit par l'instrument de mesure doit être pris en considération.

Une attention particulière doit être accordée à la fréquence d'échantillonnage de l'appareil de mesure, dans la mesure où les processus de vissage très dynamiques requièrent des fréquences de mesure > 10.000 Hz.
La plupart des appareils de mesure disponibles dans le commerce sont nettement en dessous de cette capacité !
En raison de taux d'échantillonnage trop faibles, on observe dans la pratique des écarts égaux ou supérieurs à 10 %.


Précision absolue :

Un autre critère d'importance indépendant de la répétabilité est la précision absolue d'un outil ou système de mesure. A strictement parler, il n'est possible d'obtenir la précision absolue d'un système de mesure que si ce dernier est traçable aux étalons nationaux. La valeur absolue d'outils de vissage ne peut être affectée qu'en termes de difficulté de vissage. Ici, il s'agit de valeurs absolues différentes malgré un réglage constant de l'outil de vissage dûe à l'influence de l'énergie cinétique décrite ci-dessus.

Selon la conception de l'embrayage et de l'unité de vissage (masses en mouvement après l'embrayage) et la pente de la courbe de couple, on assiste à une plus ou moins grande variation de ces valeurs absolues étant donné que la vitesse de rotation est affectée par le processus de verrouillage. Grâce à la conception de nos embrayages NANOMAT, MICROMAT et MINIMAT, la visseuse élimine elle-même ces influences, de sorte que les fluctuations de valeurs sont pratiquement estompées.

Par ailleurs, une comparaison directe entre les deux systèmes de mesure donnera pratiquement toujours des différences de valeurs. En particulier les cycles de mesure à très haute fréquence ou les opérations de vissage en force et à des vitesses élevées ont des effets variables sur les valeurs absolues générées par les filtres de mesure et les atténuateurs électroniques et mécaniques. Le certificat de retour des systèmes de mesure individuels fournit uen orientation de base sur leur niveau de précision absolue. Dans la pratique, cependant, les conditions expérimentales exactes dans lesquelles les procédures d'étalonnage se réalisent ne sont pas suffisamment standardisées et rigoureuses. Il est fréquent que seuls des étalonnages statiques soient effectués [DIN 51309] et documentés, tandis que les effets des processus de vissage hautement dynamiques sont négligés.

En ce qui concerne la précision de la valeur absolue, le certificat d'étalonnage indique l'incertitude de mesure et l'endroit où les valeurs peuvent se situer au sein de la plage de tolérance.


Quelles sont les valeurs de couple qui sont déterminées ?

Un facteur plus important est l'influence de la disposition des différents capteurs sur les valeurs absolues affichées par une visseuse. Il faut dans un premier temps définir les valeurs devant effectivement être mesurées et comparées. Les capteurs intégrés dans les visseuses ne peuvent mesurer que le couple fourni par la visseuse . Le fait de savoir si ce couple est finalement transformé en force de précontrainte ou de friction capteur dépasse les capacités des capteurs.

Seule une mesure finale du point de fixation peut clarifier cet aspect. Une mesure finale précise n'est cependant possible qu'avec un système de mesure électronique fournissant des informations précises sur la transition entre les frictions de retenue et les frictions de glissement lors du serrage de l'élément de fixation. Le couple de sortie ne fournit jamais une indication fiable sur les forces de précontrainte atteintes. Même lors du serrage, la valeur effectivement appliqué est de nouveau modifiée, ce qui contribue à détériorer encore plus la précision obtenue.

Par conséquent, lors de mesures comparatives, il y aura pratiquement toujours des variations. Phénomènes de tassement au niveau du point de fixation. En outre, il faut toujours tenir compte des différentes influences dynamiques lors de la comparaison des mesures finales avec les valeurs originales.